本发明属于催化剂制备领域，具体涉及一种铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术：
氮氧化物是世界公认的一种主要环境污染物，大量的排放将引发一系列的环境危害，如雾霾、酸雨、温室效应及光化学烟雾等，并促使人体发生肺气肿等健康问题。随着现代工业的发展，燃煤电厂和汽车发动机氮氧化物的排放量逐年增加，与此同时，环境保护法规对燃煤电厂的氮氧化物排放量进行了严格的规定，因此必须采取有效的措施减少氮氧化物的排放。
选择性催化还原技术(selectivecatalyticreduction,scr)是脱除火电厂等燃煤固定源尾部nox最有效的技术，具有脱硝效率高，技术成熟、可靠等优点。scr技术核心为催化剂，催化剂的选取决定了整个脱硝设备的性能和成本。而现商业为v2o5-wo3(moo3)/tio2scr脱硝催化剂脱硝温度窗口为300-400℃，需将脱硝装置布置在省煤器和除尘器之间，此时烟气中较高浓度的粉尘、重金属和so2会使催化剂产生不同程度的失活现象，大大缩短催化剂的使用寿命。如果将scr脱硝装置布置在除尘系统和脱硫系统之后，就可解决催化剂严重失活的问题，但此时烟气温度已经降至200℃以下；若对烟气进行再加热，不仅需要消耗大量的能源，同时大大增加了脱硝成本。因此，开发一种中低温活性较高、脱硝温度窗口宽、环境友好型scr脱硝催化剂已成为一种不可回避的趋势。
技术实现要素：
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂及其制备方法。
本发明提供了一种铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂的制备方法，具有这样的特征，包括如下步骤：步骤1，将可溶性铈盐、钨盐及钛盐按照铈、钨和钛元素1～30:0.1～10:100配成水溶液，并向水溶液中加入水溶性淀粉，该水溶性淀粉与钛离子的质量摩尔比为0.01～10g/mol，而后加入金属离子浓度2～6倍的尿素，在室温下以200～600rpm的转速进行磁力搅拌，混合均匀后得到混合溶液；步骤2，将混合溶液置于水浴箱中在80～99℃的温度下水浴8～12h后，静置分层使得铈、钨、钛离子沉淀完全后得到水热沉淀物；步骤3，将水热沉淀物进行过滤和去离子水洗涤后置于烘箱中在105℃的温度下干燥12h，而后置于马弗炉中在550℃的温度下煅烧活化5h，冷却至室温得到铈钨钛复合氧化物催化剂。
在本发明提供的铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，可溶性铈盐为硝酸铈、硝酸亚铈/硫酸亚铈以及硫酸铈中的一种。
在本发明提供的铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，可溶性钨盐为钨酸铵以及偏钨酸铵中的一种。
在本发明提供的铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，可溶性钛盐为硫酸钛、三氯化钛以及四氯化钛中的一种。
在本发明提供的铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中，水溶性淀粉为绿豆淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、玉米淀粉中的一种或多种。
本发明还提供了一种采用上述的铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂的制备方法制备得到的铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂及其制备方法，该制备方法利用淀粉生物模板耦合尿素水热法制备得到铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂，其铈氧化物、钨氧化物和钛氧化物为催化剂组分。因为水溶性淀粉来源广泛性、成本低，且淀粉生物模板耦合尿素水热可明显提高催化剂的中低温scr脱硝性能，促使铈钨钛复合氧化物催化剂在高空速比情况下取得较高的催化脱除nox效率；有助于克服了传统商用催化剂反应温度高、窗口窄的弊病，可作为脱除燃煤固定源尾部烟气氮氧化物的催化剂。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例对本发明作具体阐述。
实施例一：
采用尿素共沉淀法制备铈钨钛复合氧化物催化剂，ce/w/ti摩尔比为20:10:100。
步骤1，依次将0.7655gce(no3)3·6h2o、0.1385g(nh4)2ce(no3)6、0.2462g偏钨酸铵和ti(so4)2溶于250ml去离子水中，而后向里面加入7.5g尿素，在室温下以200-600rpm的转速磁力搅拌进行溶解，得到混合液。
步骤2，将混合溶液倒入三口烧瓶中，并用水浴箱90℃水浴12h后，进行静置分层，得到沉淀物。
步骤3，将所得的沉淀物过滤、洗涤，得到沉淀前驱物。
步骤4，将沉淀前驱物置于烘干箱中在105℃的温度下干燥12h，最后经马弗炉550℃下煅烧活化5h，再冷却至室温得到铈钨钛复合氧化物催化剂a。
步骤5，对催化剂a进行压片、研磨、筛分成40～60目备用。
实施例二：
本实施例中，红薯淀粉的质量为0.5g，ce/w/ti摩尔比为20:10:100。
步骤1，依次将0.5g红薯淀粉、0.7655gce(no3)3·6h2o、0.1385g(nh4)2ce(no3)6、0.2462g偏钨酸铵和ti(so4)2溶于250ml去离子水中，并加入7.5g尿素，在室温下以200～600rpm的转速进行磁力搅拌，混合均匀后得到混合溶液。
步骤2，将混合溶液置于水浴箱中在90℃的温度下水浴12h后，静置分层使得铈、钨、钛离子沉淀完全后得到水热沉淀物；
步骤3，将水热沉淀物进行过滤和去离子水洗涤后置于烘箱中在105℃的温度下干燥12h，而后置于马弗炉中在550℃的温度下煅烧活化5h，冷却至室温得到淀粉生物模板的铈钨钛复合氧化物催化剂b。
步骤4，对催化剂b进行压片、研磨、筛分成40～60目备用。
实施例三：
本实施例中，红薯淀粉的质量为1.0g，ce/w/ti摩尔比为20:10:100。
步骤1，依次将1.0g红薯淀粉、0.7655gce(no3)3·6h2o、0.1385g(nh4)2ce(no3)6、0.2462g偏钨酸铵和ti(so4)2溶于250ml去离子水中，并加入7.5g尿素，在室温下以200～600rpm的转速进行磁力搅拌，混合均匀后得到混合溶液。
步骤2，将混合溶液置于水浴箱中在90℃的温度下水浴12h后，静置分层使得铈、钨、钛离子沉淀完全后得到水热沉淀物；
步骤3，将水热沉淀物进行过滤和去离子水洗涤后置于烘箱中在105℃的温度下干燥12h，而后置于马弗炉中在550℃的温度下煅烧活化5h，冷却至室温得到淀粉生物模板的铈钨钛复合氧化物催化剂c。
步骤4，对催化剂c进行压片、研磨、筛分成40～60目备用。
实施例四：
本实施例中，红薯淀粉的质量为4.0g，ce/w/ti摩尔比为20:10:100。
步骤1，依次将4.0g红薯淀粉、0.7655gce(no3)3·6h2o、0.1385g(nh4)2ce(no3)6、0.2462g偏钨酸铵和ti(so4)2溶于250ml去离子水中，并加入7.5g尿素，在室温下以200～600rpm的转速进行磁力搅拌，混合均匀后得到混合溶液。
步骤2，将混合溶液置于水浴箱中在90℃的温度下水浴12h后，静置分层使得铈、钨、钛离子沉淀完全后得到水热沉淀物；
步骤3，将水热沉淀物进行过滤和去离子水洗涤后置于烘箱中在105℃的温度下干燥12h，而后置于马弗炉中在550℃的温度下煅烧活化5h，冷却至室温得到淀粉生物模板的铈钨钛复合氧化物催化剂d。
步骤4，对催化剂d进行压片、研磨、筛分成40～60目备用。
利用脱硝活性测试平台对实施例1～4所制备的铈钨复合氧化物催化剂进行nh3-scr脱硝性能测试，并模拟电厂烟气组成，进气口为：500ppmno，500ppmnh3，5％o2，平衡气为n2，各路气体经过质量流量计后进入空气混合气均匀混合，最后流经装有催化剂的石英管，催化剂质量为0.6g(约为0.6ml)，烟气量为2000ml/min，空速比为200,000h-1。
催化剂a至催化剂d的nox转化率如表1所示。
催化剂a至催化剂d的nox转化率
实施例的作用与效果
由表一可知，当采用实施例二至实施例四的制备方法制备得到的催化剂的脱硝效率明显高于实施例一中采用尿素共沉淀法制备得到的催化剂的脱硝效率。
由表一可知，当采用实施例二至实施例四的制备方法时，且淀粉的质量为1.0g时，制备得到的催化剂的脱硝效率最高。
综上所述，采用实施例二至实施例四提及的利用淀粉生物模板耦合可提高尿素水热共沉淀法制备得到的铈钨钛复合氧化物催化剂中低温scr脱硝性能，且该铈钨钛复合氧化物催化剂低温脱硝活性更优异。
根据实施例二至实施例四所涉及的铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂的制备方法，采用生物模板耦合水热共沉淀制备得到铈钨钛复合氧化物scr脱硝催化剂，其铈氧化物、钨氧化物和钛氧化物为催化剂组分，且因为水溶性淀粉来源广泛性、成本低，且淀粉生物模板耦合尿素水热可明显提高催化剂的中低温scr脱硝性能，降低了其脱硝反应温度，促使铈钨钛复合氧化物催化剂在高空速比情况下取得较高的催化脱除nox效率，并且该催化剂有助于克服传统商用催化剂反应温度高、窗口窄的弊病，可作为脱除燃煤固定源尾部烟气氮氧化物的催化剂。另外，该方法制备过程简单，可重复性好，且采用无毒组分，不会对人体健康和生态环境造成伤害。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。