一种复合金属氧化物低温脱硝催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种脱硝催化剂，特别是一种复合金属氧化物低温脱硝催化剂，本发 明还涉及一种该催化剂的制备方法，属于工业脱硝技术领域。
【背景技术】
[0002] 伴随着工业化程度的不断提高，人们的物质生活水品也得到了极大的改善，但是 由于人们对工业发展的负面影响准备不足，导致人们赖以生存的环境被污染问题困扰着， 近年来，空气污染问题日渐突出，如何对这些污染现象进行治理，从源头对其进行控制，成 为了环境保护的重要课题。
[0003] 氮氧化物(N0X)是大气中的主要的污染物之一，其主要来源于工业锅炉如燃煤电 厂、玻璃窑炉、水泥窑炉等的尾气排放，氮氧化物是导致雾霾、酸雨、光化学烟雾等环境问题 的主要根源，它对人体的直接伤害也不可小视，人体吸入会直接损害人体的呼吸系统，造成 呼吸道疾病，严重时甚至会引发癌症。
[0004] 目前，SCR脱硝技术是确保氮氧化物去除的核心技术，但是SCR脱硝催化剂的活化 温度大概在300°C以上，因而在实际应用过程中，SCR反应器一般排布紧接在锅炉之后，以满 足对SCR脱硝催化剂的活化温度的需求。但是，该设置方式对反应器的设备要求高，投入成 本高，并且SCR脱硝催化剂直接与锅炉中未经处理的烟气接触，催化剂自身容易受粉尘和硫 氧化物影响，导致催化效率较低，催化剂本体易堵塞和中毒。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种复合金属氧化物低温脱硝催化 剂，具体技术方案如下： 一种复合金属氧化物低温脱硝催化剂，包括活性组分以及载体，其特征在于，所述活性 组分包括M0O3、Ce〇2、V2O5，所述载体为Ti〇2，所述活性组分与载体按照下述重量份数： Mo03 3份~10份 Ce02 1份~5份 V2〇5 1份~5份 Ti〇2 100份 进行配比制得。
[0006] 上述技术方案通过Mo〇3、Ce〇2和V2〇5共同组成的活性组分，在Ti〇2的负载下形成 M〇03-Ce02-V205/Ti0 2复合金属氧化物低温脱硝催化剂，该钼基催化剂具有较好的低温催化 活性，其中Ce02作为活性助剂，不仅有效地抑制S0 2的转化成S03，降低了催化剂堵塞和中毒 的风险，有益效果显著；而且拓宽了催化剂的活性窗口，催化活性温度在130°C~370°C，可以 更改SCR反应器的排布方式，将反应器设置在脱硫除尘之后，此时较低的烟气温度正好落入 本发明的催化剂的活性窗口内，有效的降低了设备成本，值得产业推广应用。
[0007] 本发明还提供了一种上述复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，具体技术 方案如下： 一种复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤:步骤一，前驱体溶液 的配制;步骤二，活性组分的负载;其特征在于， 所述步骤一分为以下三步： (1) 溶液A配制，按照活性组分的重量分数称取Mo、Ce、V的可溶盐前驱体，其中Mo、Ce、V 的重量份数依次为3份~10份、1份~5份、1份~5份，将其加入到含有助溶剂的溶剂中，水浴加 热，搅拌至固体完全溶解，得到溶液A; (2) 溶液B配制，称取100份的锐钛矿型Ti02载体，缓慢加入去离子水溶液中，搅拌配制 成均匀的乳液，得到溶液B; (3 )混合溶液配制，将溶液A与溶液B混合，超声处理后得到均一的混合溶液； 所述步骤二分为以下三步： (1) 金属盐沉淀，向步骤一得到的混合溶液中缓慢添加沉淀剂，待金属盐全部沉淀； (2) 过滤洗涤，将沉淀物微孔过滤保留，并洗涤至PH呈中性； (3) 干燥、焙烧，将过滤的沉淀物通过烘箱干燥、高温焙烧，制得M〇03-Ce02-V 205/Ti02复 合金属氧化物低温脱硝催化剂。
[0008] 作为上述技术方案的改进，所述步骤一的溶液A配制中，Mo、Ce、V的可溶盐前驱体 分别为七钼酸铵、硝酸铈、偏钒酸铵。
[0009] 作为上述技术方案的改进，所述步骤一的溶液A配制中，溶剂为去离子水或乙二 醇。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述步骤一的溶液A配制中，助溶剂为单乙醇胺或氨 水。
[0011] 作为上述技术方案的改进，所述步骤一的溶液A配制中，水浴加热温度为80°0100 °C，水浴时间为lh~4h。
[0012] 作为上述技术方案的改进，所述步骤一的混合溶液配制中，超声频率为10 kHz~ 100kHz，超声时间为2h~12h。
[0013] 作为上述技术方案的改进，所述步骤二的金属盐沉淀中，沉淀剂为氢氧化钠或尿 素。
[0014] 作为上述技术方案的改进，所述步骤二的干燥、焙烧中，干燥温度为60°C~110°C， 干燥时间为12h~24h。
[0015] 作为上述技术方案的改进，所述步骤二的干燥、焙烧中，焙烧温度为300°C~600°C， 保温时间为4h~12h。
[0016] 上述技术方案通过化学共沉积法制备的复合金属氧化物低温催化剂，具有较高的 比表面积，脱硝效率可以稳定在90%以上，脱硝效果优异。
【具体实施方式】
[0017] 本发明提供了一种复合金属氧化物低温脱硝催化剂，包括活性组分以及载体，所 述活性组分包括Mo03、Ce0 2、V2〇5，所述载体为Ti02，所述活性组分与载体按照下述重量份数： Mo03 3份~10份 Ce02 1份~5份 V2O5 1份~5份 Ti02 100份 进行配比制得。
[0018] 上述技术方案通过Mo〇3、Ce〇2和V205共同组成的活性组分，在Ti〇2的负载下形成 M〇03-Ce02-V205/Ti0 2复合金属氧化物低温脱硝催化剂，该钼基催化剂具有较好的低温催化 活性，其中Ce02作为活性助剂，不仅有效地抑制S0 2的转化成S03，降低了催化剂堵塞和中毒 的风险，而且拓宽了催化剂的活性窗口，催化活性温度在130°C~370°C，可以更改SCR反应器 的排布方式，将反应器设置在脱硫除尘之后，此时较低的烟气温度正好落入本发明的催化 剂的活性窗口内，有效的降低了设备成本。
[0019] 本发明还提供了一种上述复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，包括以下 步骤:步骤一，前驱体溶液的配制;步骤二，活性组分的负载;其特征在于， 所述步骤一分为以下三步： (1) 溶液A配制，按照活性组分的重量分数称取Mo、Ce、V的可溶盐前驱体，其中Mo、Ce、V 的重量份数依次为3份~10份、1份~5份、1份~5份，将其加入到含有助溶剂的溶剂中，水浴加 热，搅拌至固体完全溶解，得到溶液A; (2) 溶液B配制，称取100份的锐钛矿型Ti02载体，缓慢加入去离子水溶液中，搅拌配制 成均匀的乳液，得到溶液B; (3 )混合溶液配制，将溶液A与溶液B混合，超声处理后得到均一的混合溶液； 所述步骤二分为以下三步： (1) 金属盐沉淀，向步骤一得到的混合溶液中缓慢添加沉淀剂，待金属盐全部沉淀； (2) 过滤洗涤，将沉淀物微孔过滤保留，并洗涤至PH呈中性； (3) 干燥、焙烧，将过滤的沉淀物通过烘箱干燥、高温焙烧，制得M〇03-Ce02-V 205/Ti02复 合金属氧化物低温脱硝催化剂。
[0020] 上述方法通过化学共沉积法制备的复合金属氧化物低温催化剂，具有较高的比表 面积，脱硝效率可以稳定在90%以上，脱硝效果优异。
[0021 ]进一步的，所述步骤一的溶液A配制中，Mo、Ce、V的可溶盐前驱体分别为七钼酸铵、 硝酸铈、偏钒酸铵;所述步骤一的溶液A配制中，溶剂为去离子水或乙二醇;所述步骤一的溶 液A配制中，助溶剂为单乙醇胺或氨水;所述步骤一的溶液A配制中，水浴加热温度为80°〇 l〇〇°C，水浴时间为lh~4h;所述步骤一的混合溶液配制中，超声频率为10 kHz~100kHz，超 声时间为2h~12h;所述步骤二的金属盐沉淀中，沉淀剂为氢氧化钠或尿素;所述步骤二的干 燥、焙烧中，干燥温度为60°〇110°C，干燥时间为12h~24h;所述步骤二的干燥、焙烧中，焙烧 温度为300°C~600°C，保温时间为4h~l 2h。
[0022] 下面结合具体实施例进行介绍。
[0023] 实施例一 按照以下步骤进行Mo〇3-Ce〇2_V2〇5/Ti〇2复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备，步骤 一，前驱体溶液的配制： (1)溶液A配制，称取5份七钼酸铵、2份硝酸铈、2份偏钒酸铵，将其加入到含有单乙醇胺 的去离子水中，80°C水浴加热2h，搅拌至固体完全溶解，得到溶液A; (2) 溶液B配制，称取100份的锐钛矿型Ti02载体，缓慢加入去离子水溶液中，搅拌配制 成均匀的乳液，得到溶液B; (3) 混合溶液配制，将溶液A与溶液B混合，100 kHz超声处理4h，后得到均一的混合溶 液； 步骤二，活性组分的负载： (1) 金属盐沉淀，向步骤一得到的混合溶液中缓慢添加尿素，待金属盐全部沉淀； (2) 过滤洗涤，将沉淀物微孔过滤保留，并洗涤至PH呈中性； (3) 干燥、焙烧，将过滤的沉淀物通过105°C烘箱干燥12h以及500°C高温焙烧5h，制得 M〇03-Ce02-V205/Ti0 2复合金属氧化物低温脱硝催化剂。
[0024] 实施例二 按照以下步骤进行Mo〇3-Ce〇2_V2〇5/Ti〇2复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备，步骤 一，前驱体溶液的配制： (1) 溶液A配制，称取5份七钼酸铵、1份硝酸铈、2份偏钒酸铵，将其加入到含有单乙醇胺 的去离子水中，80°C水浴加热2h，搅拌至固体完全溶解，得到溶液A; (2) 溶液B配制，称取100份的锐钛矿型Ti02载体，缓慢加入去离子水溶液中，搅拌配制 成均匀的乳液，得到溶液B; (3) 混合溶液配制，将溶液A与溶液B混合，ΙΟΚΗζ超声处理5h，后得到均一的混合溶液； 步骤二，活性组分的负载： (1) 金属盐沉淀，向步骤一得到的混合溶液中缓慢添加尿素，待金属盐全部沉淀； (2) 过滤洗涤，将沉淀物微孔过滤保留，并洗涤至PH呈中性； (3) 干燥、焙烧，将过滤的沉淀物通过105°C烘箱干燥12h以及500°C高温焙烧5h，制得 M〇03-Ce02-V205/Ti0 2复合金属氧化物低温脱硝催化剂。
[0025] 实施例三 按照以下步骤进行Mo〇3-Ce〇2_V2〇5/Ti〇2复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备，步骤 一，前驱体溶液的配制： (1) 溶液A配制，称取5份七钼酸铵、2份偏钒酸铵，将其加入到含有单乙醇胺的去离子水 中，80°C水浴加热2h，搅拌至固体完全