一种TiO₂-WO₃复合粉体的制备方法

专利名称：一种TiO₂-WO₃复合粉体的制备方法
技术领域：
本发明属于环境保护领域，具体为一种用于SCR脱硝催化剂载体的TiO2-WO3复合粉体的制备方法。
背景技术：
氮氧化物(包括NO、NO2,简称NOx)是燃煤电厂排放的主要污染物之一，它对环境的污染越来越被人们所重视，因为它不仅能引起酸雨和温室效应，还可以与碳氢化物以及臭氧作用形成化学烟雾，同时造成臭氧层的破坏。目前，用于除去氮氧化物的主要方法是选择性催化还原技术(SCR)，而该技术的核心就是催化剂，催化剂的性能直接影响到SCR系统的脱硝性能。当前世界上常用的SCR催化剂都是以活性物质负载在氧化物或者复合氧化物载 体上制备而得。经大量研究表明，以锐钛矿型TiO2作为载体，WO3作为助催化剂，V2O5作为活性组分的Ti02-W03/V205体系，表现出最佳的脱硝效率和选择性。

发明内容
本发明的目的在于合成一种用于SCR脱硝催化剂载体的TiO2-WO3氧化物复合材料。本发明还提供了上述材料的制备方法。其制备方法包括如下步骤(I)将偏钛酸溶于蒸馏水中进行搅拌，得到偏钛酸的浆液。将仲钨酸铵溶于双氧水中，得到仲钨酸铵的溶液。将仲钨酸铵溶液加入到偏钛酸浆液中，继续搅拌。(2)用氨水调节溶液pH值。继续搅拌，搅拌一段时间以后，进行干燥。(3)将干燥出来的产物进行程序升温煅烧。(4)将煅烧产品进行研磨，得到符合要求的材料。本发明采用的是将钛钨溶液混合，再通过氨水调节溶液的pH值，再经过直接干燥或者真空耙式干燥的方法将溶液进行干燥，然后通过煅烧和球磨得到复合要求粒度的复合材料。该材料具有分布均匀，粒度均一，适中的比表面积，以及可调节的氧化物含量的特点。本发明制备的二氧化钛-三氧化钨复合材料具有适中比表面积(80_150m2/g)，粒度均一(3-15um)等特点，三氧化钨的含量的调节范围为2% -15%。本发明合成的二氧化钛-三氧化钨复合材料具有良好的特性，能够符合SCR催化剂需要的载体的需要，而且本发明的制备方法具有操作简单，价格低廉，设备要求简便等优点。
具体实施例方式以下通过实施例来对本发明予以进一步的说明(实施例中所用试剂为化学纯)，需要注意的是下面的实施例仅用作举例说明，本发明内容并不局限于此。
实施例I :三氧化钨含量为IOwt %的TiO2-WO3氧化物复合材料的制备。步骤I :将600g偏钛酸固体溶于500g蒸馏水中进行搅拌，搅拌I个小时,得到偏钛酸的浆液。步骤2 :在进行步骤一的同时，在60°C条件下，将60g仲钨酸铵溶解在210ml双氧水中，搅拌30分钟，直到仲钨酸铵全部溶解，得到仲钨酸铵溶液。步骤3 :将仲钨酸铵溶液慢慢地逐滴转移到步骤一的溶液中，继续搅拌30分钟得到偏钛酸和仲钨酸铵的混合浆液步骤4 向步骤三中的溶液慢慢滴加分析纯的氨水溶液，调节溶液pH，到溶液的的pH = 7，继续搅拌2小时，从而得到钛钨混合液。步骤5 :将得到的钛钨混合液放到烘箱中直接进行干燥，干燥温度为120度，干燥时间为24小时。 步骤6 :将得到的干燥材料放到回转窑中进行煅烧。煅烧温度为600度，升温速度为10°C /min，煅烧时间为5小时。步骤7 :将煅烧得到的材料放到球磨机中进行球磨，得到粒度为5-15um的TiO2-WO3氧化物复合材料。实施例2 :三氧化钨含量为IOwt %的TiO2-WO3氧化物复合材料的制备。步骤I :将600g偏钛酸固体溶于500g蒸馏水中进行搅拌，搅拌I个小时,得到偏钛酸的浆液。步骤2 :在进行步骤一的同时，在60°C条件下，将60g仲钨酸铵溶解在210ml双氧水中，搅拌30分钟，直到仲钨酸铵全部溶解，得到仲钨酸铵溶液。步骤3 :将仲钨酸铵溶液慢慢地逐滴转移到步骤一的溶液中，继续搅拌30分钟得到偏钛酸和仲钨酸铵的混合浆液步骤4 向步骤三中的溶液慢慢滴加分析纯的氨水溶液，调节溶液pH，到溶液的的pH = 7，继续搅拌2小时，从而得到钛钨混合液。步骤5 :将得到的钛钨混合液进行真空耙式干燥，干燥温度为120度，干燥时间为24小时。步骤6 :将得到的干燥材料放到回转窑中进行煅烧。煅烧温度为600度，升温速度为10°C /min，煅烧时间为5小时。步骤7 :将煅烧得到的材料放到球磨机中进行球磨，得到粒度为5-15um的TiO2-WO3氧化物复合材料。实施例3 :三氧化钨含量为8wt%的TiO2-WO3氧化物复合材料的制备。步骤I :将650g偏钛酸固体溶于600g蒸馏水中进行搅拌，搅拌I个小时,得到偏钛酸的浆液。步骤2 :在进行步骤一的同时，在60°C条件下，将50g仲钨酸铵溶解在180ml双氧水中，搅拌30分钟，直到仲钨酸铵全部溶解，得到仲钨酸铵溶液。步骤3 :将仲钨酸铵溶液慢慢地逐滴转移到步骤一的溶液中，继续搅拌30分钟得到偏钛酸和仲钨酸铵的混合浆液步骤4 向步骤三中的溶液慢慢滴加分析纯的氨水溶液，调节溶液pH，到溶液的的pH = 7，继续搅拌2小时，从而得到钛钨混合液。
步骤5 :将得到的钛钨混合液放到烘箱中直接进行干燥，干燥温度为120度，干燥时间为24小时。步骤6 :将得到的干燥材料放到回转窑中进行煅烧。煅烧温度为600度，升温速度为10°C /min，煅烧时间为5小时。步骤7 :将煅烧得到的材料放到球磨机中进行球磨，得到粒度为5-15um的TiO2-WO3氧化物复合材料。


图ITiO2-WO3复合材料特征高倍扫描电镜(SEM)图，其中钨的含量为10wt%。该材料由实施I例制得。由图可以看出制得的材料分布均匀。图2Ti02_W03复合材料特征高倍扫描电镜(SEM)图，其中钨的含量为10wt%。该材料由实施I例制得。由图可以看出制得的材料为三维立方结构。 图3Ti02_W03复合材料特征氨气升温脱附曲线(NH3-TPD)图，其中钨的含量为IOwt% ο该材料由实施例I制得。由图可以看出所制得的材料中酸性位的存在。
权利要求
1.一种用于SCR脱硝催化剂载体的TiO2-WO3氧化物复合材料，其特征在于，比表面积为80-150m2/g ;粒度为3-15um，三氧化钨的含量可以从2% -15%进行调节。
2.权利要求I所述有序的TiO2-WO3氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)将偏钛酸溶于蒸馏水中进行搅拌，得到偏钛酸的浆液 (2)将仲钨酸铵溶于双氧水中，得到仲钨酸铵的溶液 (3)将仲钨酸铵溶液加入到偏钛酸浆液中，继续搅拌 (4)用氨水调节溶液pH值，继续搅拌 (5)搅拌一段时间以后，进行干燥 (6)将干燥出来的产物进行程序升温煅烧 (7)将煅烧产品进行研磨，得到符合要求的材料
3.权利要求2所述TiO2-WO3氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，二氧化钛浆料浓度为25% 50%，最优为30% 35%。
4.权利要求2所述TiO2-WO3氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，所加热的温度为 50°C _100°C，最佳的为 60V 80°C。
5.权利要求2所述TiO2-WO3氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，仲钨酸铵的质量与双氧水的质量比例为I : I I. 5，其中双氧水的浓度为27. 5% -30%。
6.权利要求2所述TiO2-WO3氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，调节pH的氨水浓度为20% 28%，调节pH值为7 11。
7.权利要求2所述TiO2-WO3氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，干燥方法可以选择直接干燥，温度为80°C 120°C，或者选择真空耙式干燥的温度为80°C 120°C，转速为5 15r/min，真空度为399. 9Pa。
8.权利要求2所述TiO2-WO3氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，程序升温的速率为3 12°C /min，煅烧温度为300 600°C，煅烧时间为3 8小时。
9.权利要求2所述TiO2-WO3氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，采用的研磨方法为球磨法或者超细磨研磨法。
全文摘要
本发明属于环境保护领域，具体为含有TiO2和WO3双组份的复合氧化物的合成方法。该合成方法包括取适量偏钛酸固体，加入适量的蒸馏水，配制成偏钛酸浆液；同时在加热条件下，将仲钨酸铵溶解在双氧水中；随后将仲钨酸铵溶液直接加入到偏钛酸浆液中，用氨水调节浆液的pH值；搅拌一段时间以后，直接干燥或者真空耙式干燥，然后在回转窑中煅烧3～8小时，煅烧产物由球磨机或超细磨磨成粉体，即可合成TiO2-WO3复合粉体。所制得TiO2-WO3复合氧化物的晶型为锐钛矿结构，颗粒大小均匀，比表面积适宜(80～150m2/g)。本发明具有产物成分可控，操作流程简单，易于实现大规模工业生产等特点。
文档编号B01J32/00GK102896002SQ201210400949
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日
发明者李燕, 陈洪锋, 刘雪松, 石磊 申请人:浙江海亮环境材料有限公司