[发明专利]一种金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂及其制备方法和应用，制备方法包括如下步骤：S1、硫酸锰和硝酸钾溶于去离子水中，混合得到溶液A，将过硫酸氢钾和金属盐溶于去离子水中，混合得到溶液B；S2、将所述溶液A和溶液B混合，并置于高压反应釜内进行水热反应，将固体产物进行过滤、洗涤、干燥，研磨后即得到金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂。本发明利用水热合成法制备出粒径均一、核壳结构的金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂，该催化剂较常规的隐性锰钾矿型分子筛具有更高表面氧空穴密度，更大的比表面积和更优异的抗硫抗水性能，可有效提高烟气中NO的脱除率。

技术领域

本发明涉及烟气催化脱硝技术领域，具体而言，涉及一种金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

烟气包括电厂和冶金工厂所排放的烟气，其中一般含有氮氧化物(氮氧化物占比0.01-0.10％，包括一氧化氮和/或二氧化氮，一氧化氮在氮氧化物中体积占比达到90％以上)、二氧化硫、水蒸气、氧气、一氧化碳(占比0.08-1.0％)、二氧化碳等，而氮氧化物污染严重，因此，烟气脱硝是目前烟气环保领域急需解决的问题之一。

目前，国内外烟气脱硝技术主要为选择性催化还原法(SCR)。商业上主要采用的V₂O₅/TiO₂和V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化剂，最佳活性温度窗口在300-400℃之间，具有良好的脱硝活性和抗硫中毒性能。但是，该类催化剂还存在着一些不足：活性组分钒具有毒性，对人体健康和环境产生危害；烟气中的SO₂容易被氧化为SO₃，与NH₃反应生成的硫酸铵盐会覆盖催化剂的活性位点、堵塞催化剂通道。

以CO作为还原剂，可充分利用废气中的CO还原后生成无毒的CO2和N2，这样既减少了排放废气中CO的含量，又降低了NOx浓度，达到以废治废的同时还能节省治理费用。然而以CO为还原剂的催化反应体系，催化剂对反应影响较大，开发一种新型的具有良好脱硝活性催化剂意义重大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂及其制备方法和应用，以解决现有脱硝技术排烟一氧化碳浓度偏高和氨逃逸问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、硫酸锰和硝酸钾溶于去离子水中，混合得到溶液A，将过硫酸氢钾和金属盐溶于去离子水中，混合得到溶液B；

S2、将所述溶液A和溶液B混合，并置于高压反应釜内进行水热反应，将固体产物进行过滤、洗涤、干燥，研磨后即得到金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂。

可选地，在上述技术方案中，所述硫酸锰、所述硝酸钾、所述过硫酸氢钾和所述金属盐的质量比为(20:1)-(1:1)。

可选地，在上述技术方案中，所述金属盐中掺杂的金属包括钒、铝、铜、钴、铈和铁中的一种或两种。

可选地，在上述技术方案中，所述水热反应的条件包括反应温度100-250℃、反应时间1-24h。

本发明第二目的在于提供一种金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂，采用上述所述的金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂的制备方法制备。

可选地，在上述技术方案中，所述金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂的粒径为2μm-4μm。

可选地，在上述技术方案中，所述金属掺杂隐性锰钾矿分子筛催化剂为纤维状或巢状。