专利名称：一种以不锈钢为基板的纳米线结构TiO<sub>2</sub>载体、以其为载体的脱硝催化剂及二者的制备方法
技术领域：
本发明涉及烟气脱硝领域，具体涉及一种纳米线结构TiO2载体、以其为载体的脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术：
氮氧化物(NOx)是氮与氧的多种化合物的总称，具体包括N20、NO、NO2, N2O4, N2O3和 N2O5等。NOx是大气中常见的污染物之一，NOx作为一次污染物，本身会对人体健康产生危害， 它可刺激人的眼、鼻、喉和肺部，容易使人患上呼吸系统疾病。更为严重的是，NOx还会产生多种二次污染，诸如酸雨和光化学污染等。为了减少NOx带来的污染问题，人们开始越来越重视NOx控制方法的研究。现有技术中控制NOx排放的方法主要有两大类，一是在燃料燃烧过程中控制NOx的生成，即低叽燃烧技术；二是对生成的NOx进行净化处理，即烟气脱硝技术。在实际生产中，低NOx燃烧技术的脱率通常不超过60%，已经无法满足日益严格的排放标准。因此为了严格控制NOxW 排放，必须要使用有效的烟气脱硝技术。常用的烟气脱硝方法有选择性催化还原发、非选择性催化还原法、吸附法和催化分解法等，其中选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，简称SCR)是最为成熟、应用也最为广泛的方法。SCR法的原理是在催化剂存在的条件下，向含有NOx的尾气中喷入氨，尿素或者其它含氮化合物，使其中的NOx还原成N2 和水，SCR工艺中使用的催化剂通常是将活性组分(V205、W03、MoO3等)负载在Ti02、A1203、 SiO2^ZrO2等载体上制备而成的，其中又以钒钛类应用的最为广泛。早期的钒钛类催化剂是利用TW2粉末作为载体，通过浸渍法在所述载体的表面负载上活性物质制备而成，但是这种粉末载体的缺点在于，在使用浸渍法制备催化剂的过程中，T^2粉末在溶液中会发生团聚，从而大大降低了所述载体的比表面积，进而降低了催化剂的催化活性。为了克服上述缺陷，中国专利文献CN101327427A公开了一种脱硝催化剂及其制备方法。所述脱硝催化剂包含催化剂载体和负载在所述载体上的活性组分，其中所述催化剂载体由钛金属基板和覆盖在所述钛金属基板上的纳米多孔结构的TW2膜载体构成。所述脱硝催化剂在制备时，首先利用钛金属和过氧化氢之间的化学反应，在钛金属基板表面制得一层纳米多孔结构的TW2膜载体，再在上面负载上一定量的V2O5和wo3，最后通过适当热处理对所述催化剂进行活化。该技术中的催化剂由于选用了比表面积较高的纳米多孔结构的TW2膜代替TW2粉末作为载体，有效避免了所述TW2粉末在制备催化剂过程中出现的团聚现象，从而增加了所述催化剂的比表面积，提高了所述催化剂的催化性能。除了上述纳米多孔结构的TiO2,中国专利文献CN1807258A公开了一种制备三维纳米花结构T^2的方法，其步骤为将氢氟酸、硝酸与去离子水混合，配得酸洗液；在双氧水溶液中添加硝酸和四氮六甲圜，得到反应液；将金属钛板的表面用酸洗液酸洗，浸没于反应液中，在60°C -80°C下反应48小时以上；反应后的钛片用去离子水清洗，干燥，在 300-500°C保温至少10分钟，即得到纳米花结构的TiO2，所述纳米花结构的TW2经热处理后保持定向规则形貌，晶粒细小，具有比表面积大的优点。此外，中国专利文献CN101508463还公开了一种制备TW2纳米线阵列薄膜的方法，其步骤包括将氢氟酸、硝酸与去离子水混合，配得酸洗液；在双氧水溶液中添加三聚氰胺和硝酸，得反应液；金属钛板表面用酸洗液酸洗，浸没于反应液中，在60-90°C下反应 60-72小时；反应后的钛板用去离子水清洗，干燥，在350-550°C保温1_2小时。所制备的 TiO2纳米线阵列薄膜纯净，尺寸排列规整，结晶理想，具有比表面积大，与基体结合牢固的优点。在上述现有的纳米多孔、纳米花和纳米线结构TiA中，纳米线结构的TiA因具有更大的比表面积而引起了人们的关注。在上述现有技术中，本领域的技术人员惯于使用金属钛作为基板，这种使用钛基板并通过氧化氢水溶液的氧化作用在其表面生成纳米结构 TiO2的方法，具有简单易行的优点。但是，由于所述金属钛的价格非常昂贵，因此使用金属钛作为基板制备得到的脱硝催化剂造价比较高，经济效益较差。
发明内容
为了解决现有技术中使用金属钛作为基板制备得到的脱硝催化剂造价比较高，经济效益较差的问题，本发明提供了一种纳米线结构TiO2载体及以其为载体的脱硝催化剂， 同时本发明还提供了二者的制备方法。本发明中所述一种纳米线结构T^2载体、以其为载体的脱硝催化剂及其制备方法的技术方案为
一种用于负载脱硝活性组分的载体，所述载体包括不锈钢基板以及附着在所述不锈钢基板表面的纳米线结构Ti02。所述的载体的制备方法，包括
(1)以纯钛丝为自耗电极，在空气气氛中进行电弧喷涂，在所述不锈钢基板的表面热喷涂TiN层，得到表面热喷涂有TiN层的基板；
(2)将经步骤(1)处理后的表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入含有 0. 8-1. 5wt%HN03、0. 01-0. 02wt% 四氮六甲圜和 20-25wt%H2& 的溶液中，在 60_90°C 的条件下恒温放置10-15小时，将其取出干燥，再在400-500°C条件下保温处理即可。所述热喷涂TiN层的厚度为0. 1-0. 2mm。在所述步骤(1)前还包括对所述不锈钢基板的表面进行喷砂处理的步骤。所述喷砂处理采用粒度为100-200目的刚玉砂。在所述步骤(1)和(2)之间还包括步骤(1 ‘)
将所述表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入60-80°C的混合酸中放置处理，取出用水进行冲洗，冲洗干净后进行干燥；
所述混合酸为氢氟酸、浓硝酸和去离子水的混合液，其中所述氢氟酸占所述混合酸总质量的4-6%、所述浓硝酸占所述混合酸总质量的18-25%。所述步骤(1丨)和步骤(2)中的干燥温度为120_150°C。所述步骤(1 ‘)中将所述表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入60-80°C的混合酸中放置处理的时间为1-3分钟。所述步骤(2)中保温处理的时间为1-釙。
所述脱硝催化剂在权利要求1所述的载体上负载有活性组分。所述活性组分为纳米V2O5和W03。所述活性组分还包括稀土元素。所述的脱硝催化剂的制备方法，包括
(1)将偏钒酸铵、钨酸铵和草酸溶于去离子水中配置成含有0.015-0. 02wt%偏钒酸铵、 0. 15-0. 25wt%钨酸铵和0. 01-0. 03wt%草酸的浸渍液；
(2)将所述载体浸没在所述浸渍液中，在60-90°C条件下恒温放置对-7池，将所述载体取出干燥，而后将所述载体在450-550°C条件下保温处理即可。所述步骤(2)中的干燥温度为120_150°C。
所述步骤(1)中，还包括向所述浸渍液中加入稀土元素的步骤。所述步骤(2)中所述保温处理时间为1-证。本发明中所述的以不锈钢为基板的纳米线结构TiO2载体的制备方法中，步骤(1) 以纯钛丝为自耗电极，在空气气氛中进行电弧喷涂，在所述不锈钢基板的表面热喷涂TiN 层；由于空气中含有大量氮气，因此在喷涂的过程中钛丝与氮气发生反应，可在所述基板的表面形成TiN层。本发明还进一步限定了所述热喷涂TiN层的厚度为0. 1-0. 2mm，原因在于所述TiN层如果过薄会影响纳米线结构TW2层的形成，过厚则会导致所述TiN层和不锈钢基板的结合不够牢固，容易脱落。步骤(2)将经步骤(1)处理后的表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入含有 0. 8-1. 5wt%HN03、0. 01-0. 02wt% 四氮六甲圜和 20-25wt%H2& 的溶液中，在 60_90°C 的条件下恒温放置10-15小时，将其取出干燥，再在400-500°C条件下保温处理即可。通过这种化学转换的方法即可得到以不锈钢为基板的纳米线结构TiO2,其中在400-500°C条件下保温目的在于使所述纳米线结构TiO2的晶形生长良好，为了保证所述晶形的生长效果，本发明还进一步限定所述保温处理的时间为1- ；此外，本发明还进一步限定所述干燥温度，为 120-150°C，原因在于，如果温度过高的话会对所述纳米线结构TW2长生影响，导致其结构发生变化，而温度过低又会导致干燥所需要的时间过长，本发明通过对所述温度进行限定有效避免了上述两种情况。此外，在步骤(1)前还设置了对所述基板的表面进行喷砂处理的步骤；这里所述喷砂处理的目的在于将所述不锈钢基板上的污物清除，并使其达到一定的粗糙度，从而提高所述不锈钢基板与所述涂层间的结合力，使二者粘接的更好。本发明还进一步限定所述喷砂处理过程中采用粒度为100-200目的刚玉砂，原因在于使用不同的磨料对所述基板进行处理后可得到不同的表面粗糙度，通过使用100-200目的刚玉砂可得到最为适宜的粗糙度，使所述不锈钢基板和所述TiN涂层达到最好的粘接效果。本发明还进一步在所述步骤(1)和(2)之间设置了步骤(1 ’ ):将所述表面热喷涂有TiN层的基板浸入60-80°C的混合酸中放置处理，取出用水进行冲洗，冲洗干净后进行干燥；所述混合酸为氢氟酸、浓硝酸和去离子水的混合液，其中所述氢氟酸占所述混合酸总质量的4-6%、所述浓硝酸占所述混合酸总质量的18-25% ；在混合酸中浸泡的目的在于去除所述TiN层中含有的杂质，避免所述杂质对后续制备纳米线结构TiO2产生的不良影响。本发明还进一步限定了所述放置时间为1-3分钟，原因在于时间过长会造成TiN层的过多腐蚀损失。
本发明所述的以不锈钢板为基板的纳米线结构T^2载体及以其作为载体的选择性催化还原脱硝催化剂优点在于
(1)本发明所述的以不锈钢板为基板的纳米线结构TiA载体，通过在所述不锈钢板上热喷涂TiN层再通过过氧化氢水溶液氧化的方法制备得到纳米线结构的TiO2，具有简单易行的优点，同时还克服了本领域技术人员局限于使用金属钛作为基板的技术偏见。
(2)本发明所述的以不锈钢板为基板的纳米线结构TW2载体，由于采用了价格低廉的不锈钢基板，因此有效降低了所述载体的制备成本，经济性要大大优于现有技术中的钛基板；同时，所述不锈钢板与其它金属板相比，还具有耐腐蚀、耐高温的特性，在降低成本的同时也能够满足脱硝催化剂较为苛刻的使用环境。(3)本发明所述的脱硝催化剂，基于上述纳米线结构TW2载体制备而成，所述纳米线结构TW2与纳米多孔结构相比，具有更大的比表面积，大大提高了所述脱硝催化剂的催化效率。此外，由于所述纳米线结构相互之间不存在交叉，因此有效避免了所述催化剂在高温(约300°c)使用过程中存在的烧结现象。
为了使本发明中所述技术方案更加便于理解，下面将结合附图和具体实施例对本发明中所述的以不锈钢板为基板的纳米线结构TiO2及以其作为载体的效选择性催化还原脱硝催化剂及其制备方法做进一步的说明；
图1和图2所示是本发明所述以不锈钢板为基板热喷涂TiN层的场发射扫描电子显微镜照片；
图3所示是本发明所述以不锈钢板为基板热喷涂TiN层的X射线衍射图谱l-TiN，
2-TiN0.3；
图4所示是本发明所述以不锈钢板为基板热喷涂TiN层化学处理原位转化得到的TW2 纳米线结构载体的场发射扫描电子显微镜照片；
图5所示是本发明所述以不锈钢板为基板热喷涂TiN层化学处理原位转化得到的TW2 纳米线结构载体的X射线衍射图谱l-TiN，2-TiNQ.3，3- TiO2 ；
图6所示是本发明所述的脱硝催化剂的场发射扫描电子显微镜照片； 图7所示是本发明所述的脱硝催化剂的结构图。
具体实施例方式实施例1
本实施例中所述负载脱硝活性组分的载体的制备方法为
(1)以纯钛丝为自耗电极，在空气气氛中进行电弧喷涂，在所述不锈钢基板的表面热喷涂TiN层，所述TiN层的厚度为0. 2mm,本实施例中所述的以不锈钢为基板热喷涂TiN层的场发射扫描电子显微镜照片如图1和图2所示，从图中可以看出，所述TiN层的表面粗糙，有利于提高最终制得的催化剂的比表面积；本发明所述的以不锈钢为基板热喷涂TiN 层的X射线衍射图谱如图2所示，从图2中可以看出所述热喷涂TiN层的主要物相为TiN (物相1，对应XRD标准卡片号为87-0629)，以及TiNa3(物相2，对应标准卡号为41-1352)， 为表明的44. 5°处的衍射峰来自于不锈钢基板；(2)将经步骤(1)处理后的表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入含有lwt%HN03、 0. 015wt%四氮六甲圜和20wt%H2&的溶液中，在600°C的条件下恒温放置10小时，将其取出干燥，再在400°C条件下保温0. 5h即可。本实施例中所述以不锈钢为基板热喷涂TiN层化学处理原位转化得到的TW2纳米线结构载体的场发射扫描电子显微镜照片如图3所示；所述以不锈钢为基板热喷涂TiN 层化学处理原位转化得到的TW2纳米线结构载体的X射线衍射图谱如图4所示，对比图2 可知，所述纳米线结构TiA为锐钛矿二氧化钛(物相1，对应XRD标准卡片好为21-1272)。本实施例中以上述制备得到的以不锈钢为基板的纳米线结构TW2为载体的脱硝催化剂的制备方法为
(1)将偏钒酸铵、钨酸铵和草酸溶于去离子水中配置成含有0. 018wt%偏钒酸铵、 0. 12wt%钨酸铵和0. 02wt%草酸的浸渍液；
(2 )将本实施例中制备得到的载体浸没在所述浸渍液中，再将所述溶液放置在加热装置中，在80°C条件下恒温放置72h，将所述载体取出干燥，而后将所述载体在500°C条件下保温0. 5h，即得到所述以不锈钢为基板的纳米线结构TiO2为载体的脱硝催化剂。本实施例所述的脱硝催化剂的场发射扫描电子显微镜照片如图5所示，从图中可看见一些活性组分的沉淀。实施例2
本实施例中所述负载脱硝活性组分的载体的制备方法为
(1)以纯钛丝为自耗电极，在空气气氛中进行电弧喷涂，在所述铁基板的表面热喷涂 TiN层，所述TiN层的厚度为0. 1mm；
(1丨)将所述表面热喷涂有TiN层的基板浸入60°C的混合酸中放置4分钟，取出用水进行冲洗，冲洗干净后进行干燥；
所述混合酸为氢氟酸、浓硝酸和去离子水的混合液，其中所述氢氟酸占所述混合酸总质量的4%、所述浓硝酸占所述混合酸总质量的18% ；
(2)将经步骤(1)处理后的表面热喷涂有TiN层的基板浸入含有0.8wt%HN03>0. 01wt% 四氮六甲圜和20wt%H2&的溶液中，在60°C的条件下恒温放置10小时，将其取出干燥，再在 400°C条件下保温Ih即可。本实施例中基于上述制备得到载体的脱硝催化剂的制备方法为
(1)将偏钒酸铵、钨酸铵和草酸溶于去离子水中配置成含有0.018wt%偏钒酸铵、 0. 12wt%钨酸铵和0. 02wt%草酸的浸渍液；
(2)将本实施例中制备得到的载体浸没在所述浸渍液中，再将所述溶液放置在加热装置中，在60°C条件下恒温放置Mh，将所述载体取出干燥，而后将所述载体在450°C条件下保温2h即可。实施例3
本实施例中所述负载脱硝活性组分的载体的制备方法为
(1)以纯钛丝为自耗电极，在空气气氛中进行电弧喷涂，在所述不锈钢基板的表面热喷涂TiN层，所述TiN层的厚度为0. 2mm ；
(1丨)将所述表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入80°C的混合酸中放置3分钟，取出用水进行冲洗，冲洗干净后进行干燥；所述混合酸为氢氟酸、浓硝酸和去离子水的混合液，其中所述氢氟酸占所述混合酸总质量的4%、所述浓硝酸占所述混合酸总质量的18% ；
(2)将经步骤(1)处理后的表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入含有1. 5wt%HN03> 0. 02wt%四氮六甲圜和25wt%H2&的溶液中，在90°C的条件下恒温放置15小时，将其取出干燥，再在500°C条件下保温3h即可。本实施例中的制备方法在所述步骤(1)前还包括对所述不锈钢基板的表面进行喷砂处理的步骤。本实施例中基于上述制备得到载体的脱硝催化剂的制备方法为
(1)将偏钒酸铵、钨酸铵和草酸溶于去离子水中配置成含有0. 02wt%偏钒酸铵、 0. 25wt%钨酸铵和0. 03wt%草酸的浸渍液；
(2)将本实施例中制备得到的载体浸没在所述浸渍液中，再将所述溶液放置在加热装置中，在90°C条件下恒温放置Mh，将所述载体取出干燥，而后将所述载体在550°C条件下保温3h即可。实施例4
本实施例中所述负载脱硝活性组分的载体的制备方法为
(1)以纯钛丝为自耗电极，在空气气氛中进行电弧喷涂，在所述不锈钢基板的表面热喷涂TiN层，所述TiN层的厚度为0. 2mm ；
(1 ‘)将所述表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入60°C的混合酸中放置1分钟，取出用水进行冲洗，冲洗干净后进行干燥；
所述混合酸为氢氟酸、浓硝酸和去离子水的混合液，其中所述氢氟酸占所述混合酸总质量的6%、所述浓硝酸占所述混合酸总质量的25% ；
(2)将经步骤(1)处理后的表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入含有0.8wt%HN03> 0. 01wt%四氮六甲圜和20wt%H2&的溶液中，在60°C的条件下恒温放置15小时，将其取出干燥，再在400°C条件下保温3h即可。本实施例中的制备方法在所述步骤(1)前还包括对所述不锈钢基板的表面进行喷砂处理的步骤。本实施例中基于上述制备得到载体的脱硝催化剂的制备方法为
(1)将偏钒酸铵、钨酸铵和草酸溶于去离子水中配置成含有0.015wt%偏钒酸铵、 0. 15wt%钨酸铵和0. 01wt%草酸的浸渍液；
(2)将本实施例中制备得到的载体浸没在所述浸渍液中，再将所述溶液放置在加热装置中，在60°C条件下恒温放置72h，将所述载体取出干燥，而后将所述载体在450°C条件下保温2h即可。实施例5
本实施例中所述负载脱硝活性组分的载体的制备方法为
(1)以纯钛丝为自耗电极，在空气气氛中进行电弧喷涂，在所述不锈钢基板的表面热喷涂TiN层，所述TiN层的厚度为0. Imm ；
(1丨)将所述表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入80°C的混合酸中放置3分钟，取出用水进行冲洗，冲洗干净后进行干燥；
所述混合酸为氢氟酸、浓硝酸和去离子水的混合液，其中所述氢氟酸占所述混合酸总质量的4%、所述浓硝酸占所述混合酸总质量的18% ；
(2)将经步骤(1)处理后的表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入含有1. 5wt%HN03> 0. 02wt%四氮六甲圜和25wt%H2&的溶液中，在90°C的条件下恒温放置10小时，将其取出干燥，再在500°C条件下保温Ih即可。本实施例中的制备方法在所述步骤(1)前还包括对所述不锈钢基板的表面进行喷砂处理的步骤。本实施例中基于上述制备得到载体的脱硝催化剂的制备方法为
(1)将偏钒酸铵、钨酸铵和草酸溶于去离子水中配置成含有0.02wt%偏钒酸铵、 0. 25wt%钨酸铵和0. 03wt%草酸的浸渍液；
(2)将本实施例中制备得到的载体浸没在所述浸渍液中，再将所述溶液放置在加热装置中，在90°C条件下恒温放置72h，将所述载体取出干燥，而后将所述载体在550°C条件下保温2h即可。实施例6
本实施例中所述负载脱硝活性组分的载体的制备方法为
(1)以纯钛丝为自耗电极，在空气气氛中进行电弧喷涂，在所述不锈钢基板的表面热喷涂TiN层，所述TiN层的厚度为0. 2mm ；
(1丨)将所述表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入80°C的混合酸中放置3分钟，取出用水进行冲洗，冲洗干净后进行干燥；
所述混合酸为氢氟酸、浓硝酸和去离子水的混合液，其中所述氢氟酸占所述混合酸总质量的5%、所述浓硝酸占所述混合酸总质量的20% ；
(2)将经步骤(1)处理后的表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入含有1.5wt%HN03> 0. 02wt%四氮六甲圜和25wt%H2&的溶液中，在80°C的条件下恒温放置12小时，将其取出干燥，再在500°C条件下保温5h即可。本实施例中的制备方法在所述步骤(1)前还包括对所述不锈钢基板的表面进行喷砂处理的步骤。本实施例中基于上述制备得到载体的脱硝催化剂的制备方法为
本实施例中以上述制备得到的以不锈钢为基板的纳米线结构TW2为载体的脱硝催化剂的制备方法为
(1)将偏钒酸铵、钨酸铵和草酸溶于去离子水中配置成含有0.02wt%偏钒酸铵、 0. 25wt%钨酸铵和0. 03wt%草酸的浸渍液；
(2)将本实施例中制备得到的载体浸没在所述浸渍液中，再将所述溶液放置在加热装置中，在80°C条件下恒温放置72h，将所述载体取出干燥，而后将所述载体在500°C条件下保温2h即可。实施例7
本实施例中所述负载脱硝活性组分的载体的制备方法为
(1)以纯钛丝为自耗电极，在空气气氛中进行电弧喷涂，在所述不锈钢基板的表面热喷涂TiN层，所述TiN层的厚度为0. 2mm ；
(1丨)将所述表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入80°C的混合酸中放置2分钟，取出用水进行冲洗，冲洗干净后进行干燥；所述混合酸为氢氟酸、浓硝酸和去离子水的混合液，其中所述氢氟酸占所述混合酸总质量的4%、所述浓硝酸占所述混合酸总质量的18% ；
(2)将经步骤(1)处理后的表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入含有0. 8wt%HN03> 0. 01wt%四氮六甲圜和20wt%H2&的溶液中，在80°C的条件下恒温放置12小时，将其取出干燥，再在450°C条件下保温Ih即可。本实施例中的制备方法在所述步骤(1)前还包括对所述不锈钢基板的表面进行喷砂处理的步骤。本实施例中基于上述制备得到载体的脱硝催化剂的制备方法为
(1)将偏钒酸铵、钨酸铵和草酸溶于去离子水中配置成含有0.015wt%偏钒酸铵、 0. 15衬％钨酸铵和0.01wt%草酸的浸渍液，在向所述浸渍液中加入0. 1 Wt %的稀土元素，所述稀土元素为铒，作为可选择的实施方式，也可以是其他任意一种稀土元素；本发明中对所述稀土元素的添加量无特殊限定，但考虑到稀土元素的成本因素，本发明中所述稀土元素添加量优选为0. 1-0. 4 Wt %。 (2)将本实施例中制备得到的载体浸没在所述浸渍液中，再将所述溶液放置在加热装置中，在80°C条件下恒温放置72h，将所述载体取出干燥，而后将所述载体在500°C条件下保温釙即可。作为可选择的实施方式，上述实施例中的所述不锈钢基板可以是任意形状，作为优选的实施方式所述不锈钢基板的表面可设置为平面或者波纹面，如图6所示。之所以设置成平面或者波纹面，是考虑到在实际应用时，所述催化剂通常是以平板状和波纹状层相互交替的形式放置的。这种设置方式使得所述催化剂层与层之间留有空隙，有利于烟气脱硝反应的进行。在上述实施例中，在所述步骤(1)前的对所述不锈钢基板的表面进行喷砂处理的步骤中，所述喷砂处理可采用任意粒度适宜的磨料，但为了获得最佳的粗糙度，办发明优选采用粒度为100-200目的刚玉砂。上述实施例中，所述以不锈钢板为基板的纳米线结构TiO2的制备方法中，步骤(3) 和步骤(4)中的干燥温度可以是低于200摄氏度的任意温度，作为优选的实施方式，所述干燥温度可以设置成120-150°C之间的任意温度，同样，所述脱硝催化剂的制备方法中，步骤 (2)中的制备温度也可设置为低于200摄氏度的任意温度，并进一步优选设置为120-150°C 之间的任意温度。本发明所沭脱硝催化剂的脱硝效果实验例
为了进一步说明本发明所述的脱硝催化剂的脱硝效果，本发明设计了一个脱硝测试系统模拟出了以下烟气条件 温度:250 0C ；
烟气中NOx的浓度640ppm ； NH3 =NOx的浓度比为1:1 O2 浓度5. 5% 载气队流速为2L/min;
将上述每个实施例中制备得到的一种脱硝催化剂以11片平板状和12片波纹状交替排列的形式组成一组，在所述脱硝测试系统中放入3组，测试每种脱硝催化剂的NOx脱除效率，得到以下结果
权利要求
1.一种用于负载脱硝活性组分的载体，所述载体包括不锈钢基板以及附着在所述不锈钢基板表面的纳米线结构Ti02。
2.根据权利要求1所述的载体的制备方法，包括(1)以纯钛丝为自耗电极，在空气气氛中进行电弧喷涂，在所述不锈钢基板的表面热喷涂TiN层，得到表面热喷涂有TiN层的基板；(2)将经步骤(1)处理后的表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入含有 0. 8-1. 5wt%HN03、0. 01-0. 02wt% 四氮六甲圜和 20-25wt%H2& 的溶液中，在 60_90°C 的条件下恒温放置10-15小时，将其取出干燥，再在400-500°C条件下保温处理即可。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热喷涂TiN层的厚度为 0. 1-0. 2mm。
4.根据权利要求2所述的载体的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)前还包括对所述不锈钢基板的表面进行喷砂处理的步骤。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述喷砂处理采用粒度为100-200目的刚玉砂。
6.根据权利要求2或4所述的载体的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)和(2)之间还包括步骤(1 ‘)将所述表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入60-80°C的混合酸中放置处理，取出用水进行冲洗，冲洗干净后进行干燥；所述混合酸为氢氟酸、浓硝酸和去离子水的混合液，其中所述氢氟酸占所述混合酸总质量的4-6%、所述浓硝酸占所述混合酸总质量的18-25%。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1‘)和步骤(2)中的干燥温度为120-150 。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1‘)中将所述表面热喷涂有TiN层的不锈钢基板浸入60-80°C的混合酸中放置处理的时间为1-3分钟。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中保温处理的时间为 l-5h。
10.一种脱硝催化剂，其特征在于，所述脱硝催化剂在权利要求1所述的载体上负载有活性组分。
11.根据权利要求10所述的脱硝催化剂，其特征在于，所述活性组分为纳米V2O5和wo3。
12.根据权利要求11所述的脱硝催化剂，其特征在于，所述活性组分还包括稀土元素。
13.权利要求10或11或12中所述的脱硝催化剂的制备方法，包括(1)将偏钒酸铵、钨酸铵和草酸溶于去离子水中配置成含有0.015-0. 02wt%偏钒酸铵、 0. 15-0. 25wt%钨酸铵和0. 01-0. 03wt%草酸的浸渍液；(2)将所述载体浸没在所述浸渍液中，在60-90°C条件下恒温放置对-7池，将所述载体取出干燥，而后将所述载体在450-550°C条件下保温处理即可。
14.根据权利要求13中所述的脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的干燥温度为120-150°C。
15.根据权利要求13中所述的脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中， 还包括向所述浸渍液中加入稀土元素的步骤。
16.根据权利要求13中所述的脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述保温处理时间为l_5h。
全文摘要
本发明提供了一种载体，包括不锈钢基板以及附着在所述不锈钢基板表面的纳米线结构TiO2。本发明还提供了一种基于所述载体的脱硝催化剂，所述脱硝催化剂在所述载体上负载有活性组分。本发明所述脱硝催化剂具有良好的经济效益，可广泛应用于各类废气中氮氧化物的脱除。
文档编号B01D53/56GK102225332SQ20111011588
公开日2011年10月26日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者刘少光, 吴进明, 张玉青, 陈成武 申请人:刘少光