抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑及其製備方法
2023-05-19 02:12:46
抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑及其製備方法
【專利摘要】本發明屬於煙氣脫硝領域，具體涉及一種抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑及其製備方法。該脫硝催化劑由碳納米管（CNTs）載體，錳-鐵氧化物（Mn-FeOx）活性組分組成。通過摻雜鐵氧化物，得到抗SO2型低溫Mn-FeOx/CNTs催化劑，所製備的催化劑具有低溫（80～180℃）活性優異、抗SO2性能顯著和製備工藝簡單等優點。
【專利說明】抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於煙氣脫硝領域，具體涉及一種抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002]作為一種常見的大氣汙染物，已經引起一系列的環境問題，如酸雨、光化學汙染和臭氧破壞等，因此各國都制定了嚴格的排放法。同時，各國科研人員也投入大量的精力研究煙氣脫硝技術。其中，氨氣選擇性催化還原顯(順被公認為是最成熟和有效的脫硝技術。冊13-30？技術的特點是，氨氣或其它還原性氣體在催化劑的作用下選擇性地還原勵為隊和！！20，以此達到脫除勵的目的。
[0003]釩鈦催化劑體系是一種商業化的見1340？催化劑。但是，其操作溫度窗口較高(300-400^),且易受煙氣中302的影響而減活。因此，該類催化劑需安裝在煙氣脫硫和靜電除塵設備之後。而煙氣經過脫硫和除塵後的溫度通常低於2001，這使操作溫度窗口較高的釩鈦催化劑難以發揮作用。因此，開發低溫(^200。0催化效果優良的抗302型冊1340？催化劑成為現階段研究的重點。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑及其製備方法。本發明採用具有特殊物理和化學性質的碳納米管為載體，通過負載錳-鐵氧化物活性組分，得到抗二氧化硫型低溫脫硝催化劑，該催化劑具有低溫(80?1800活性優異、抗302性能顯著的優點。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明採用如下解決方案:
一種抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑，包括碳納米管載體和錳-鐵氧化物活性組分；所述碳納米管的管徑為40?60=%所述的活性組分其前驅體為乙酸錳和硝酸鐵。
[0006]一種抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑，其組成為其中7，2分別代表(111+1^6)/ 0^X8和1=/ (111+^6)的摩爾比。
[0007]所述的催化劑中(111+?)丨⑶18摩爾比為0.3%?1.8% (1=+1?)的摩爾比為0.75%。
[0008]一種製備上所述的抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑的製備方法，包括以下步驟:
1)將碳納米管置於65?68被％的硝酸中回流12卜後，經處理得到氧化改性的碳納米管；
2)按摩爾比胞/(111+^6) =0.75%，(111+^6) /0^18=0.3%?1.8%，將乙酸錳和硝酸配製成乙醇溶液；
3)採用等體積浸潰法，將步驟2)配製的溶液滴加到氧化改性的碳納米管上，常溫浸潰，1001烘乾，然後3001煅燒得到抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑。
[0009]本發明的有益效果在於:
1)本發明製得的低溫負載型脫硝催化劑，在低溫(801?1800具有優異的脫硝活性，脫硝率(唚)大於40%；
2)本發明製得的催化劑在二氧化硫存在的情況下，勵的轉化率雖有所下降，但是比其他脫硝催化劑的轉化率仍然高出很多，說明本發明製得的催化劑抗二氧化硫效果好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明製備的催化劑的顯轉化率圖譜；
圖2是本發明製備的催化劑的1剛匕)、(^)和￡1?圖譜化)、((1)；
圖3是本發明製備的催化劑的乂即圖譜；
圖4是本發明製備的催化劑的抗302性能。
【具體實施方式】
[0011]以下結合具體的實施方式對本發明做進一步闡述，旨在使閱讀人容易理解本專利的實施過程。
[0012]實施例1
1)^^(65?68%)處理碳納米管12匕抽濾，水洗，1051烘乾12匕研磨得到氧化改性的碳納米管；
2)將0.38步驟1)得到的碳納米管置於坩堝(0.38碳納米管能夠等體積吸附0.68乙醇)，按(111+^6) /(:摩爾比為0.3%，111/ (111+?) =0.75%計算得出，0.68乙醇中溶劑需0.01379^乙酸錳、0.007575^硝酸鐵，為保證浸潰液量充足，需配製乙醇溶液，最後配製溶液量為:38乙醇、0.06895^乙酸錳和0.0378?硝酸鐵；
3)將步驟2)配製的溶劑等體積滴加到0.38碳納米管中，室溫浸潰2處，1001烘乾12匕，最後在管式爐中2801煅燒300111，得到0.3% 1?丁8。
[0013]實施例2
1)硝酸(65?68%)處理碳納米管12匕抽濾，水洗，105 V烘乾12匕研磨得到氧化改性的碳納米管；
2)將0.38步驟1)得到的碳納米管置於坩堝(0.38碳納米管能夠等體積吸附0.68乙醇)，按(111+^6)/0摩爾比為0.8%，111/(111+?) =0.75%計算得出，0.68乙醇中溶劑需溶劑0.03677^乙酸錳、0.02028硝酸鐵。為保證浸潰液量充足，需配製乙醇溶液，最後配製溶液為:38乙醇、0.18388乙酸錳和0.1018硝酸鐵；
3)將步驟2)配製的溶劑等體積滴加到0.38碳納米管中，室溫浸潰2處，1001烘乾12匕，最後在管式爐中3001煅燒300111，得到0.8% 1?丁8。
[0014]實施例3
1)^^(65?68%)處理碳納米管12匕抽濾，水洗，1051烘乾12匕研磨得到氧化改性的碳納米管；
2)將0.38步驟1)得到的碳納米管置於坩堝(0.38碳納米管能夠等體積吸附0.68乙醇)，按摩爾比為1.2%，111/(111+1^6)=0.75%計算得出，0.68乙醇中溶劑需溶劑0.05515^乙酸錳、0.0303^硝酸鐵。為保證浸潰液量充足，需配製乙醇溶液，最後配製溶液為:38乙醇、0.27578乙酸錳和0.15258硝酸鐵；
3)將步驟2)配製的溶劑等體積滴加到0.38碳納米管中，室溫浸潰2處，1001烘乾12匕，最後在管式爐中2901煅燒300111，得到1.2% 1?丁8。
[0015]其他步驟相同，只是111含量不同，製備得到1.2%作為對比。
[0016]實施例4
1)^^(65?68%)處理碳納米管12匕抽濾，水洗，1051烘乾12匕研磨得到氧化改性的碳納米管；
2)將0.38步驟1)得到的碳納米管置於坩堝(0.38碳納米管能夠等體積吸附0.68乙醇)，按摩爾比為1.8%，111/(111+1^6)=0.75%計算得出，0.68乙醇中溶劑需溶劑0.082728乙酸錳、0.045458硝酸鐵；為保證浸潰液量充足，需配製如乙醇溶液，最後配製溶液為:38乙醇、0.41368乙酸錳和0.22738硝酸鐵；
3)將步驟2)配製的溶劑等體積滴加到0.38碳納米管中，室溫浸潰2處，1001烘乾12匕，最後在管式爐中2801煅燒300111，得到低溫1.8%丁8。
[0017]性能測試:
1)^0轉化率測試:
對實施例所製得的脫硝催化劑進行顯轉化率測試，測試結果如圖1所示。從圖1中可得出，在801 -1201的範圍內，催化劑的顯轉化率隨著溫度的升高顯著增大，至12000 -1401溫度區間，緩慢增長，而至1401 -1801區間，勵轉化率趨於穩定；說明本發明的脫硝催化劑在801 -1801區間，催化活性非常高；
圖2是本發明製備的催化劑的1剛⑷、⑴和麗圖譜⑷、⑷；
圖3是本發明製備的催化劑的乂即圖譜；
2)抗二氧化硫測試:
從圖4中可以看出，當在催化體系中加入302的時候，1.2% 1110.,5-^60,/0^8脫硝催化劑的勵轉化率下降至60%以後穩定，而1.2%的脫硝催化劑的勵轉化率急劇下降至28%左右，說明按本發明方法製備的脫硝催化劑抗二氧化硫效果顯著。
[0018]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
【權利要求】
1.一種抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑，其特徵在於:包括碳納米管載體和錳-鐵氧化物活性組分；所述碳納米管的管徑為40?60nm，所述的活性組分其前驅體為乙酸錳和硝酸鐵。
2.根據權利要求1所述的一種抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑，其特徵在於:所述的催化劑中(Mn+Fe) / CNTs摩爾比為0.3%?1.8% ；Mn/ (Mn+Fe)的摩爾比為0.75%。
3.一種製備如權利要求1所述的抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑的製備方法，其特徵在於:包括以下步驟: 1)將碳納米管置於硝酸中回流12h後，經處理得到氧化改性的碳納米管； 2)按摩爾比Mn/(Mn+Fe)=0.75%, (Mn+Fe)/CNTs=0.3%?1.8%,將乙酸錳和硝酸配製成乙醇溶液； 3)採用等體積浸潰法，將步驟2)配製的溶液滴加到氧化改性的碳納米管上，常溫浸潰，100°C烘乾，然後280°C ?30(TC煅燒得到抗二氧化硫型低溫錳-鐵氧化物脫硝催化劑。
【文檔編號】B01J23/889GK104437537SQ201410674561
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】鄭玉嬰, 張延兵, 陳桓 申請人:福州大學