[发明专利]一种烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种SCR烟气脱硝催化剂，其特征在于，采用以下方法制备：称取一定量的硝酸镍、硝酸铁和L‑半胱氨酸和柠檬酸钠溶于甲醇中，180‑200℃下溶剂热反应10‑20h，将产物采用去离子水和乙醇洗涤3次，随后300‑400℃下热处理得到花状的NiFe₂O₄；硝酸镍、硝酸铁的摩尔比为1:2；硝酸铁、L‑半胱氨酸、柠檬酸钠的摩尔比为1：(1‑2)：(1‑2)；将NiFe₂O₄溶于去离子水和乙醇的混合溶剂中形成悬浮液，去离子水和乙醇的体积比为1：(1‑2)；在悬浮液中继续加入硝酸铈、硝酸钴，然后加入四乙基氢氧化铵，混合均匀，在80‑120℃下反应2‑3h，将产物采用去离子水和乙醇洗涤3次，随后300‑400℃下热处理，得到NiFe₂O₄‑CeO₂‑Co₃O₄复合材料。

技术领域

本发明属于环境保护与环境催化领域，尤其涉及一种NiFe₂O₄-CeO₂-Co₃O₄的SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着当今世界经济的不断发展，大气污染问题愈发严重。大气污染物主要有易挥发性有机物、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、以及可吸入颗粒物等，在众多污染物中，氮氧化物是大气污染物的主要组成成分之一，其容易引起酸雨、雾霾、光化学烟雾、温室效应以及臭氧层破坏，严重威胁着人类身体健康。目前选择性催化还原(SCR)脱硝技术是工业烟气脱硝技术的主要方法，脱硝效率高，稳定性好，因此被广泛应用。SCR脱硝技术关键在于研发高催化活性的低温催化剂，目前商用钒钛催化剂需要较高的反应温度、活性温度窗口较狭窄且氮气选择性低，因此，开发一种具有高活性、温度窗口宽的低温SCR催化剂迫在眉睫。。

CN104772138A公开了一种MnO_x/石墨烯低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用。该方法为：以含有大量含氧基团的氧化石墨烯为前驱体通过两步水溶液法将Mn负载到石墨烯上，再经过焙烧制备出MnO_x/石墨烯低温SCR烟气脱硝催化剂，所述MnO_x/石墨烯低温SCR烟气脱硝催化剂中，MnO_x与石墨烯的质量百分比为5％～25％。本发明的催化剂是以具有独特平面延展结构及较大理论比表面积的石墨烯为载体，极大的提高了活性组分MnOx颗粒的分散性，使其获得了较好的低温SCR烟气脱硝活性。

CN108465463A公开了一种低温核壳结构Ce基催化剂及其制备方法和应用。本发明以葡萄糖为碳源，采用水热法合成纳米球模板,以六亚甲基四胺为沉淀剂，采用冷凝回流的方法合成MnO2/CeO₂-MnO₂纳米球，再经洗涤，干燥，焙烧制备出Ce基核壳催化剂，并研究其烃类燃烧性能。本发明制备的铈-锰纳米核壳催化剂具有良好的核壳形貌和甲苯转化率，其中，CeO₂:MnO₂的摩尔比为3:8时，催化剂在242℃的甲苯催化转化率达到了90％。

然而，上述催化剂活性粒子容易团聚，并且比表面积低，导致催化性能不佳。

发明内容

发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种活性高、稳定性好、温度窗口宽的SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法，本申请采用花状的NiFe₂O₄为载体负载纳米CeO₂和Co₃O₄，提高了催化剂的催化活性。

一种SCR烟气脱硝催化剂，其特征在于，采用以下方法制备：