[发明专利]一种用于固定源烟气脱硝反应的铈钛复合纳米棒催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于固定源烟气脱硝的氨选择性催化还原氮氧化物的催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括载体和活性组分；所述载体为铈钛复合纳米棒；所述活性组分为过渡金属氧化物或过渡金属氧化物和稀土金属氧化物的组合；所述过渡金属氧化物为氧化锰；所述稀土金属氧化物为氧化钐；

所述催化剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一、载体的制备：称取CeO₂和TiO₂，将所述CeO₂和TiO₂分散于氢氧化钠溶液中，室温下搅拌，然后在120-140℃条件下水热反应12～48小时，反应结束后降至室温，将所得反应液抽滤、洗涤、干燥，制得所述铈钛复合纳米棒；

步骤二、将活性组分负载于所述铈钛复合纳米棒上，得到所述催化剂；

其中，步骤一中，所述水热反应在水热反应釜中进行；所述氢氧化钠溶液的浓度为8～12mol/L；所述搅拌时间为10～40分钟；

所述铈钛复合纳米棒的比表面积大于等于300平方米/克。

2.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述活性组分为氧化锰时，所述氧化锰与铈钛复合纳米棒的质量比为1:(5～20)；所述活性组分为氧化锰和氧化钐时，所述氧化锰和氧化钐与铈钛复合纳米棒的质量比为1:(0.03～0.3):(5～20)。

3.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中，CeO₂和TiO₂的摩尔比例为0.1～0.25。

4.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述干燥条件为：在80℃条件下烘干12～48小时。

5.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，

所述步骤二包括以下步骤：

(1)配制0.005～0.02mol/L的硝酸锰溶液；

(2)将所述铈钛复合纳米棒分散于氨水中；

(3)将步骤(1)所得的溶液在搅拌下滴加至步骤(2)的溶液中，室温搅拌3～24小时，将所得反应液抽滤，洗涤，在80℃条件下烘干12～48小时，于马弗炉中400℃条件下焙烧4～8小时，得到所述催化剂。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二包括以下步骤：

(1)配制总浓度为0.005～0.02mol/L的硝酸锰和硝酸钐混合溶液，其中，金属Mn和金属Sm的质量比为1:(0.03～0.3)；

(2)将所述铈钛复合纳米棒分散于氨水中；

(3)将步骤(1)所得的溶液在搅拌条件下滴加至步骤(2)的溶液中，室温搅拌3～24小时，将所得反应液抽滤，洗涤，在80℃条件下烘干12～48小时，于马弗炉中400℃条件下焙烧4～8小时，得到所述催化剂。

7.根据权利要求5或6所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述焙烧过程的升温速率为2～5℃/min。

8.权利要求1～6任一所述的制备方法所制备的催化剂在低温氨选择性催化还原氮氧化物反应中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述反应在固定床反应器中进行，反应温度为100-400℃，反应入口氮氧化物浓度为100-2000ppm，氨/氮氧化物体积比为1-1.1；反应的体积空速为50000-100000h^-1。