/sapo-11低温scr烟气脱硝催化剂及制法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境保护与环境催化领域，具体涉及一种Mn0x/SAP0-ll低温SCR烟气 脱硝催化剂及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 大部分人为源氮氧化物(Nitrogen oxides,NOx)来自固定源的排放，它们会引发 光化学烟雾、酸雨以及臭氧空洞等环境问题，对人体健康和生态环境产生严重的危害，如何 有效控制和减少NO x的排放受到了各国研究者的关注。中国氮氧化物排放量大部分来自于 电力、热力生产和供应业等工业源氮氧化物的排放，其中火电厂氮氧化物排放量占工业企 业氮氧化物排放总量的绝大多数，是我国氮氧化物的排放大户。因此，控制工业源特别是电 力行业氮氧化物的排放是中国大气污染防治的关键。
[0003] 目前，氨选择性催化还原（Ammonia-Selective Catalytic Reduction of NOx, NH3-SCR)是去除固定源NOx最有效的方法之一，其中商业应用最广泛的是V2〇5/Ti〇2系催化 剂。该催化剂体系的活性温窗是300~400°C，这需将SCR装置置于除尘与脱硫之前，此时烟 气中含有大量的飞灰、As、S0 2等易使催化剂中毒而失活的物质。因此，为了减少催化剂中毒 失活、延长催化剂的使用寿命，需将SCR装置置于除尘以及脱硫之后，此时烟气温度小于250 °C。另一方面，该催化剂中含有重金属V，会产生二次污染，所以，开发环境友好型且具有优 异的低温SCR活性(特别是在250°C以下）的催化剂具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种Mn0x/SAP0-ll低 温SCR烟气脱硝催化剂的制备方法。
[0005] 本发明的另一目的在于提供上述制备方法得到Mn0x/SAP0-11低温SCR烟气脱硝催 化剂。
[0006] 本发明的再一目的在于提供上述Mn0x/SAP0-ll低温SCR烟气脱硝催化剂的应用。
[0007] 本发明的目的通过以下技术方案实现：
[0008] 一种Mn0x/SAP0-11低温SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：以SAPO-11分子筛为载体通过沉淀法将Mn元素负载到SAP0-11分子筛上，再经过焙烧，得到MnO x/ SAP0-11低温SCR烟气脱硝催化剂，所述Mn0x/SAP0-ll低温SCR烟气脱硝催化剂中，Mn为 SAP0-11质量的5~25%。
[0009] 所述Mn0x/SAP0-11低温SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
[001 0] (1)载体的分散:将SAP0-11分子筛加入锰源的水溶液，分散均匀，得到悬浊液；
[0011] (2)沉淀反应:在搅拌的条件下，将沉淀剂的水溶液逐滴加入步骤（1)悬浊液中，沉 淀反应，过滤，洗涤，干燥，得到干燥的粉末;步骤(2)中所述沉淀剂与锰源中锰元素的摩尔 比为（1~1.2):1;
[0012] (3)焙烧:将干燥的粉末置于焙烧装置，升温并进行保温焙烧，得到Mn0x/SAP0-ll 低温SCR烟气脱硝催化剂。
[0013] 步骤⑴中所述猛源为乙酸锰或四水醋酸锰(Mn(CH3COO)2 · 4H20);所述猛源溶液 浓度为0.036~0.31mol/L，所述锰源中Mn为SAP0-11分子筛质量的5~25 %。
[0014]步骤(1)所述分散的方式为先搅拌再进行超声分散;步骤(1)中所述超声时间为40 ~IOOmin;所述超声分散的功率为40~80W，频率为40KHz;所述搅拌时间为5~15min。
[0015] 步骤(2)中所述沉淀剂为碳酸铵、碳酸钠或氨水，优选为碳酸铵;所述沉淀剂的水 溶液浓度为0.5~1.5mol/L，所述沉淀反应的时间为1~2h，所述沉淀反应的温度为室温。
[0016] 步骤(2)中所述干燥温度为80~120°C，干燥时间为2~10h。步骤(2)所述洗涤是指 采用水进行洗涤。
[0017] 步骤(3)中所述保温焙烧温度为250~450°C，升温速率为1~2°C/min，保温焙烧时 间为4~6h。
[0018] 所述MnOx/SAP0-11低温SCR烟气脱硝催化剂通过上述方法制备得到。
[0019] 所述Mn0x/SAP0-ll低温SCR烟气脱硝催化剂应用于烟气脱硝领域，特别应用于低 温SCR烟气脱硝领域。
[0020] 本发明是以磷酸铝分子筛SAP0-11作为载体，采用沉淀法将MnOx均匀负载在其表 面，从而得到所需催化剂；由于分子筛SAP0-11结构规整、具有大比表面积以及合适酸性酸 量，因此，分子筛SAP0-11提高了活性组分的分散性，同时增加了催化剂的比表面积以及酸 性，使得催化剂在低温阶段(250°C以下)表现出优异的NH 3-SCR性能。
[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0022] (1)本发明采用SAP0-11分子筛作为载体，其具有较大比表面积、稳定规整的孔道 结构，具有适中的酸性和酸量，有利于NH3的吸附；且分子筛所含元素为3^14、0，不具生 物毒性，不会对环境造成二次污染；
[0023] (2)本发明采用沉淀法负载锰氧化物，能够使MnOx高度分散在载体表面，制备出含 高价锰以及无定形态锰的催化剂，具有适量酸性和酸量，使锰氧化物的低温SCR性能充分展 现；
[0024] (3)活性组分与载体之间的相互作用以及沉淀法对活性组分的影响，进一步提高 了锰氧化物的低温NH3-SCR性能，并且在120~280 °C展现出优异的NOx转化率。
【具体实施方式】
[0025]以下结合实施例对本发明的实施作进一步说明和描述，但本发明的实施方式并不 限于此。如有未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
[0026] 实施例1
[0027] (1)载体的分散:称取1.3369g四水醋酸锰(Mn(CH3COO) 2 · 4H20)溶解于30mL去离子 水中，搅拌IOmin，完全溶解后，加入2g SAP0-11分子筛，搅拌15min，再超声分散40min(超声 功率为80W，频率为40KHz)，得到分散均匀的悬浊液；
[0028] (2)沉淀反应:将碳酸铵溶液（lmo 1/L)逐滴加入步骤（1)的悬浊液中，碳酸铵与悬 浊液的四水醋酸锰中锰元素的摩尔比为1:1，室温下边搅拌边滴加，滴加完成后搅拌反应 Ih;反应完成后，过滤，用去离子水洗涤至中性，于IHTC鼓风干燥箱中干燥5h;
[0029] (3)焙烧:将干燥后的粉饼碾磨成粉末，置于400°C马弗炉中焙烧5h，升温速率为2 °C/min，得到催化剂MnOx/SAPO-11，其中Mn质量分数为15 %。
[0030] 实施例2
[0031] (1)载体的分散:称取1.7825g四水醋酸锰(Mn(CH3COO) 2 · 4H20)溶解于30mL去离子 水中，搅拌IOmin，待完全溶解后，加入2g SAP0-11分子筛，搅拌15min，超声分散40min(超声 功率为80W，频率为40KHz)，得到分散均匀的悬浊液；
[0032] (2)沉淀反应:将碳酸铵溶液（lmol/L)逐滴加入步骤（1)的悬浊液中，碳酸铵与悬 浊液的四水醋酸锰中锰元素的摩尔比为1:1，室温下边搅拌边滴加，滴加完成后搅拌反应 Ih;反应完成后，过滤，用去离子水洗涤至中性，于IHTC鼓风干燥箱中干燥5h;
[0033] (3)焙烧:将干燥后的粉饼碾磨成粉末，置于400°C马弗炉中焙烧5h，升温速率为2 °C/min，得到催化剂Mn0 x/SAP0-11，其中Mn质量分数为20 %。
[0034] 实施例3
[0035] (1)载体的分散:称取2.2281g四水醋酸锰(Mn(CH3COO) 2 · 4H20)溶解于30mL去离子 水中，搅拌IOmin，待完全溶解后，加入2g SAP0-11分子筛。搅拌15min，超声分散40min(超声 功率为80W，频率为40KHz)，得到分散均匀的悬浊液；
[0036] (2)沉淀反应:将碳酸铵溶液（lmo 1/L)逐滴加入步骤（1)的悬浊液中，碳酸铵与悬 浊液的四水醋酸锰中锰元素的摩尔比为1:1，室温下边搅拌边滴加，滴加完成后搅拌反应 Ih;反应完成后，过滤，并用去离子水洗涤至中性，于IHTC鼓风干燥箱中干燥5h。
[0037] (3)焙烧:将干燥后的粉饼碾磨成粉末，置于400°C马弗炉中焙烧5h，升温速率为2 °C/min，得到催化剂Mn0 x/SAP0-11，其中Mn质量分数为25 %。
[0038] 实施例4
[0039] (1)载体的分散:称取1.7825g四水醋酸锰(Mn(CH3COO) 2 · 4H20)溶解于30mL去离子 水中，搅拌IOmin，待完全溶解后，加入2g SAP0-11分子筛。搅拌15min，超声分散40min