[发明专利]一种富氧环境下选择性催化还原NOx的催化剂制备方法

说明书

本发明公开了一种富氧条件下选择性催化还原氮氧化物(NO_x)的催化剂Os/SBA‑15‑M制备方法和用途。该催化剂以改性后的纯硅分子筛SBA‑15‑M为载体；活性组分为金属Os及其氧化物OsO₄，其中活性组分负载量为0.1～5.0％。该催化剂制备方法为：首先在酸性条件下加入扩孔剂得到改性后的纯硅分子筛SBA‑15‑M载体，然后浸渍活性组分得到所需催化剂。该催化剂以CO、H₂、CH₄和C₂H₆为还原剂，在富O₂条件下选择性催化还原NO_x均具有很高的活性，在较低温度和高空速条件下，可得高于99％的NO转化率。

技术领域

本发明涉及一种富氧环境下SCR用催化剂及其制备方法，尤其以CO、H₂、CH₄和C₂H₆为还原剂选择性催化还原NO_x的催化剂及其应用。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是大气主要污染物，是产生酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层的主要原因。NO_x也是今年来高频发生雾霾天气的有毒成分之一，可以使人产生肺气肿、视力减退、支气管炎等疾病，且对各种农作物和生态环境也有极大的危害作用，因此消除大气污染物中的NO_x，就变得尤为重要。

消除氮氧化物污染的方式有两种途径：①提高油品品质，改进燃烧方式，以抑制NO_x的产生；②废气脱硝，对废气中的NO_x进行后处理。废气中NO_x排放控制技术可以根据污染物来源分为天然气锅炉排放控制技术、机动车NO_x排放控制技术以及含氮化合物工业排放控制技术等。天然气锅炉排放控制技术可以根据燃烧过程分为燃烧前处理、燃烧方式的改进和燃烧后处理三种。机动车排放控制技术包括机内净化技术、机外净化技术和采用低污染燃料和发动机。工业生产中排放控制技术主要通过改进生产工艺和对含的尾气进行治理。

目前已公开的脱硝工艺包括催化分解法、选择性催化还原法、非选择性催化还原法、电子束照射法、脉冲电晕等离子体法、微生物法等；催化分解法虽然无毒无害，但是分解过程所需活化能较高，活性组分贵金属及过度金属氧化物收O₂影响较大；非选择性催化还原法对温度要求较高，低于900℃脱出效率低，温度过高会造成氨分解，导致二次污染。NH₃选择性催化还原法虽然已经工业化，选择性好，转化率高，但是投资高、运行成本高，反应温度需高于350℃，NH₃存在储存、防腐以及二次污染等问题。因此寻找的低成本、低能耗、低污染率的脱硝催化剂显得尤为重要。

电厂烟气、化学工业锅炉尾气、汽车尾气中含有大量CO，因此利用烟气中的CO选择性催化还原NO，不仅可以同时消除这两种污染物，而且该工艺过程简单，无废液废渣，具有活性高、选择性和稳定性是该催化剂的核心所在，同时可以极大节省运行成本，降低二次污染风险。

CN1242259A公开了一种在氧化性气氛和还原性气氛中还原氮氧化物的催化剂，考察了Ir分别负载在SiO₂以及高硅铝比的ZSM-5，结果发现在340℃可以达到最高转化率65-70％。但是此专利限于汽车尾气处理，废气中除CO外还有大量CH气体可作为还原剂，并未考察单独CO还原剂效果。

目前国内外关于CO、H₂、低碳烷烃选择性催化还原NO的相关专利较少，已有公开的专利都存在氧气浓度低，转化率低，反应温度高，空速低等缺点。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明提供了一种富氧条件下选择性催化还原NO的催化剂，该催化剂在低温下具有很高的还原NO活性，在较低反应温度和高空速条件下可以得到99％以上的NO转化率。

本发明提供了一种富氧条件下选择性催化还原NO的催化剂，所述催化剂包括：