球状铈锰复合氧化物低温脱硝催化剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种特殊的球状姉儘复合氧化物催化剂及其制备方法，该催化剂适用 于燃煤电厂、工业锅炉、般烧害炉等低溫条件下氮氧化物（NOy)的消除，属于环境催化材料 和大气污染控制技术领域。
【背景技术】
[0002] 氮氧化物排作为一种典型的致靈污染物，是灰靈、光化学烟雾及大气酸沉降等一 系列环境问题的重要根源，对环境质量和人类健康产生严重危害。因此，NOy控制已成为目 前环境催化和大气污染控制技术领域中的研究热点。
[0003] 畑3选择性催化还原（Selectivecatal}fticreduction,SCR)技术是控制NOX排放 的有效手段，SCR技术的核屯、是高性能催化剂的研制。目前，传统的饥鹤铁（V2〇5-W〇3/Ti化） 催化剂活性溫度窗口在300~400°C范围内，该催化剂需安装在省煤器和空气预热器之间 才能有效脱除NOy。此时由于烟气未作除尘处理，飞灰中杂质的毒化、烟尘的磨损冲刷、催化 剂孔道堵塞W及高溫环境，会导致催化剂易失活和烧结，缩短催化剂寿命，增加运行成本。 因此，如果在脱硫除尘工序之后安置SCR系统（烟气溫度通常低于200°C)，使催化剂在低 溫、低尘和低硫的环境下工作，可延长催化剂寿命，同时也可减少能源消耗。因此，如何研制 适用于低溫段的低溫脱硝催化剂，实现催化剂在低溫区间的高活性，并且具有良好的抗水 和抗硫性能，决定着该技术能否广泛应用于我国燃煤电厂、工业锅炉、水泥害炉等低溫条件 下NO,的消除。目前，高性能的低溫脱硝催化剂是脱硝领域研究的热点和难点问题。
[0004] 本发明通过水热法制备了一种具有特定球状结构的复合氧化物催化剂，该催化剂 具有良好的低溫脱硝性能。
【发明内容】
阳0化]本发明的目的是提供一种制备工艺简单且对低溫下氨选择性还原NOy具有高效率 的复合氧化物催化剂及其制备方法。目前关于特定形貌的单一氧化物有较多报道，但是对 具有特定形貌的复合氧化物的报道甚少。运是由于不同的金属离子在溶液体系的成核和生 长动力学不同，使得复合氧化物的形貌难W有效控制。本发明通过在水热反应中加入碳酸 锭，调控姉儘比例，在双金属碳酸盐分解产生C〇2的过程中，通过非平衡相互扩散过程形成 了具有球状结构的姉儘复合氧化物。球状姉儘复合氧化物中姉与儘间的协同作用变强，并 且具有高的比表面积。从而制得了一种低溫下对NOy催化消除活性高、抗水抗硫能力强的 脱硝催化剂。
[0006] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的： W07] 通过水热法制备球状姉儘复合氧化物，其组成表示为CeyMniy〇2,其中0. 1《X《0. 5。
[0008] 本发明提供了一种制备球状姉儘复合氧化物催化剂的方法，其特征在于：该方法 依次包括W下步骤：
[0009] (1)配制0. 5~1.Omol/L的硝酸姉溶液，1~2mol/L的硝酸儘和5-8mol/L的碳 酸锭溶液；
[0010] (2)取步骤（1)所得硝酸姉和硝酸儘溶液，30~40°C水浴揽拌20~60分钟，得到 混合溶液；
[0011] (3)将步骤（2)所得混合溶液在不断揽拌下加入碳酸锭溶液，碳酸锭的物质的量 与姉儘双金属物质的量的比值在4~6之间，将所得混合液转移至水热反应蓋中，在150°C 条件水热反应12~36小时，然后降至室溫； 阳01引 （4)取步骤做所得反应液抽滤，洗涂，在120°C条件下烘干12~24小时，然后于 马弗炉中在400~500°C条件下赔烧4~8小时，制得球状姉儘复合氧化物催化剂。
[0013] 所述的球状姉儘复合氧化物催化剂的应用，其特征在于：用于燃煤电厂、工业锅炉 或者般烧害炉等排放氮氧化物的消除。
[0014] 本发明与现有技术相比，具有W下优点及突出性效果：本发明合成了具有特定的 球状结构的双金属姉儘复合氧化物催化剂，制备方法简单，便于实现工业化生产；该催化剂 在100~200°C范围内氮氧化物的净化效率达90~98%，并且具有良好的抗水和抗硫性 能。
【附图说明】 阳01引图1是&〇和s〇2对催化剂活性的影响。
[0016] 图2是制备的产品SEM图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明： 阳〇1引实施例1狀。.舞。.9〇2复合氧化物催化剂的制备
[0019] a)分别取7. 2ml0. 50mol/L的硝酸姉溶液和16. 2ml2.OOmol/L的硝酸儘溶 液，30°C水浴揽拌30分钟，得到混合溶液；
[0020] b)将步骤a)所得混合溶液在不断揽拌下加入28. 8ml5.OOmol/L的碳酸锭溶液， 将所得混合液转移至水热反应蓋中，在150°C条件水热反应12小时，然后降至室溫；
[OOWC)取步骤b)所得反应液抽滤，洗涂，在120°C条件下烘干12小时，然后于马弗炉 中在500°C条件下赔烧6小时，制得球状姉儘复合氧化物催化剂。 阳0巧实施例2 :Cen.2M%s02复合氧化物催化剂的制备 阳02引 a)分别取7. 2ml1.OOmol/L的硝酸姉溶液和14. 4ml2.OOmol/L的硝酸儘溶 液，40°C水浴揽拌60分钟，得到混合溶液；
[0024]b)将步骤a)所得混合溶液在不断揽拌下加入30ml6.OOmol/L的碳酸锭溶液，将 所得混合液转移至水热反应蓋中，在150°C条件水热反应24小时，然后降至室溫； 阳02引 C)取步骤b)所得反应液抽滤，洗涂，在120°C条件下烘干24小时，然后于马弗炉 中在50(TC条件下赔烧4小时，制得球状姉儘复合氧化物催化剂。
[0026] 实施例3 :Ce。.sMn。.7〇2复合氧化物催化剂的制备
[0027] a)分别取10. 8ml1.OOmol/L的硝酸姉溶液和25. 2ml1.OOmol/L的硝酸儘溶 液，40°C水浴揽拌20分钟，得到混合溶液； 阳02引 b)将步骤a)所得混合溶液在不断揽拌下加入27ml8.OOmol/L的碳酸锭溶液，将 所得混合液转移至水热反应蓋中，在150°C条件水热反应36小时，然后降至室溫；
[0029] C)取步骤b)所得反应液抽滤，洗涂，在120°C条件下烘干24小时，然后于马弗炉 中在40(TC条件下赔烧4小时，制得球状姉儘复合氧化物催化