一种涂覆式低温烟气脱硝催化剂及其制备方法和应用_3

文档序号:9406409阅读:来源:国知局
为14%的稳定铝溶胶。
[0048] 以Mn (NO3) 2 (硝酸猛,质量浓度为50 %的溶液)、NH4VO3 (偏钒酸铵)、 Ce (NO3) 3 · 6H20 (硝酸铈)和(NH山。W12O41 (钨酸铵)为原料。首先配制质量浓度为5 %的草 酸溶液IOOmL并且在40°C的水浴搅拌条件下加入(NH山。W120414. 13g,待其完全溶解后加入 NH4VO3O. 81g,待其完全溶解并且溶液颜色转变为亮蓝色后加入Ce (NO3) 3 · 6H20 I. 58g,待其 完全溶解后加入Mn (NO3) 23. 62g。然后,向所得溶液中加入2mL的吐温80作为分散剂,搅拌 IOmin后将水浴温度升至55°C并将制备完成的二氧化钛粉末70g加入溶液中,匀速搅拌4h。 将水浴温度升高至80°C进行蒸干,得到催化剂粉体。将所得催化剂粉体送入KKTC的烘箱 烘干8h,将烘干后的催化剂粉体送入马弗炉进行煅烧,600°C下锻烧4h得到催化剂活性组 分粉体。其中,MnO 2: V2O5: CeO2: TO3: TiO2的质量比为 1: 1: 1:6:91。
[0049] 将催化剂活性组分粉体63. 07g、铝溶胶3. 32g及30ml去离子水混合后进行球磨, 球磨3h后得到稳定的催化剂浆液。
[0050] 将改性后的堇青石蜂窝陶瓷300g放入真空抽提装置中胶管的一端且胶管的另一 端连接真空装置,控制真空度为50Pa并使催化剂浆液在堇青石蜂窝陶瓷的孔道中上下流 动,真空抽提4s后将孔道内的多余浆料吹出后于120°C下干燥3h,反复抽提涂覆3次之后 于500°C下煅烧3h。采用质量法计算得到催化剂的涂覆率为8. 3%,记作催化剂I。
[0051] 示例 2 :
[0052] 采用示例1中的方法先对堇青石蜂窝陶瓷进行改性预处理并且制备二氧化钛粉 末。
[0053] 在三口烧瓶中加入一定量的去离子水,将三口烧瓶中的去离子水加热至88°C。在 磁力搅拌的条件下,向去离子水中均匀加入超高纯拟薄水铝石型氢氧化铝(SB粉),待SB 粉与去离子水形成一定浓度的悬浮液后回流搅拌2h,再按照一定比例加入2mol/L硝酸, 其中SB粉与硝酸的浓度比为C(H +)/c(AlOOH) = 0.2 ;再加入质量浓度为5%的聚乙二醇 400 (PEG400),使得SB粉充分胶溶,最后使得胶体在100°C的回流条件下陈化7h形成质量浓 度为12%的稳定铝溶胶。
[0054] 以 Mn (CH3COO) 2 · 4H20 (醋酸锰)、NH4VO3 (偏钒酸铵)、Ce (NO3) 3 · 6H20 (硝酸铈) 和(NH4)iqW12O41(钨酸铵)为原料。首先配制质量浓度为6 %的草酸溶液IOOmL并且在 45°C的水浴搅拌条件下加入(NH4) 1(]W120414. 18g,待其完全溶解后加入NH4VO3O. 82g,待其完 全溶解并且溶液颜色转变为亮蓝色后加入Ce(NO3)3 · 6H20 I. 61g,待其完全溶解后加入 Mn(CH3COO)2 ·4Η20 I. 81g。然后,向所得溶液中加入ImL的吐温80作为分散剂,搅拌IOmin 后将水浴温度升至58 °C并将制备完成的二氧化钛粉末75g加入溶液中,匀速搅拌6h。将水 浴温度升高至85°C进行蒸干,得到催化剂粉体。将所得催化剂粉体送入95°C的烘箱烘干 9h,将烘干后的催化剂粉体送入马弗炉进行煅烧,550°C下锻烧5h得到催化剂活性组分粉 体。其中,Mn0 2:V205:Ce02:W03:Ti0 2的质量比为 1:1:1:6:91。
[0055] 将催化剂活性组分粉体64. 02g、铝溶胶4. 07g及45ml去离子水混合后进行球磨, 球磨5h后得到稳定的催化剂浆液。
[0056] 将改性后的堇青石蜂窝陶瓷300g放入真空抽提装置中胶管的一端且胶管的另一 端连接真空装置,控制真空度为IOOPa并使催化剂浆液在堇青石蜂窝陶瓷的孔道中上下流 动,真空抽提5s后将孔道内的多余浆料吹出后于IKTC下干燥2. 5h,反复抽提涂覆5次之 后于550°C下煅烧5h。采用质量法计算得到催化剂的涂覆率为12. 1%,记作催化剂II。
[0057] 示例 3 :
[0058] 采用示例1中的方法先对堇青石蜂窝陶瓷进行改性预处理并且制备二氧化钛粉 末。
[0059] 在三口烧瓶中加入一定量的去离子水,将三口烧瓶中的去离子水加热至82°C。在 磁力搅拌的条件下,向去离子水中均匀加入超高纯拟薄水铝石型氢氧化铝(SB粉),待SB 粉与去离子水形成一定浓度的悬浮液后回流搅拌3h,再按照一定比例加入3mol/L硝酸, 其中SB粉与硝酸的浓度比为C(H +)/c(AlOOH) = 0. 1 ;再加入质量浓度为6%的聚乙二醇 400 (PEG400),使得SB粉充分胶溶,最后使得胶体在85°C的回流条件下陈化8h形成质量浓 度为10%的稳定铝溶胶。
[0060] 以 Mn (CH3COO) 2 · 4H20 (醋酸锰)、NH4VO3 (偏钒酸铵)、Ce (NO3) 3 · 6H20 (硝酸铈) 和(NH4)iqW12O41(钨酸铵)为原料。首先配制质量浓度为5 %的草酸溶液IOOmL并且在 40°C的水浴搅拌条件下加入(NH4) 1(]W120412. 79g,待其完全溶解后加入NH4VO3L 64g,待其完 全溶解并且溶液颜色转变为亮蓝色后加入Ce(NO3)3 · 6H20 3. 21g,待其完全溶解后加入 Mn(CH3COO)2 ·4Η20 3. 61g。然后,向所得溶液中加入2mL的吐温80作为分散剂,搅拌IOmin 后将水浴温度升至60 °C并将制备完成的二氧化钛粉末70g加入溶液中,匀速搅拌6h。将水 浴温度升高至80°C进行蒸干,得到催化剂粉体。将所得催化剂粉体送入IOO tC的烘箱烘干 8h,将烘干后的催化剂粉体送入马弗炉进行煅烧,600°C下锻烧4h得到催化剂活性组分粉 体。其中,Mn0 2:V205:Ce02:W03:Ti0 2的质量比为 2:2:2:4:90。
[0061] 将催化剂活性组分粉体63. 78g、铝溶胶4. 07g及45ml去离子水混合后进行球磨, 球磨5h后得到稳定的催化剂浆液。
[0062] 将改性后的堇青石蜂窝陶瓷300g放入真空抽提装置中胶管的一端且胶管的另一 端连接真空装置,控制真空度为IOOPa并使催化剂浆液在堇青石蜂窝陶瓷的孔道中上下流 动,真空抽提3s后将孔道内的多余浆料吹出后于120°C下干燥3h,反复抽提涂覆3次之后 于500°C下煅烧3h。采用质量法计算得到催化剂的涂覆率为10. 4%,记作催化剂III。
[0063] 示例 4 :
[0064] 采用示例1中的方法先对堇青石蜂窝陶瓷进行改性预处理并且制备二氧化钛粉 末。
[0065] 在三口烧瓶中加入一定量的去离子水,将三口烧瓶中的去离子水加热至86°C。在 磁力搅拌的条件下,向去离子水中均匀加入超高纯拟薄水铝石型氢氧化铝(SB粉),待SB 粉与去离子水形成一定浓度的悬浮液后回流搅拌2h,再按照一定比例加入2mol/L硝酸, 其中SB粉与硝酸的浓度比为C(H +)/c(AlOOH) = 0.2 ;再加入质量浓度为8%的聚乙二醇 400 (PEG400),使得SB粉充分胶溶,最后使得胶体在100°C的回流条件下陈化8h形成质量浓 度为12%的稳定铝溶胶。
[0066] 以Mn (NO3) 2 (硝酸猛,质量浓度为50 %的溶液)、NH4VO3 (偏钒酸铵)、 Ce (NO3) 3 · 6H20 (硝酸铈)和(NH4) i J12O41 (钨酸铵)为原料。首先配制质量浓度为5. 5 %的 草酸溶液IOOmL并且在46 °C的水浴搅拌条件下加入(NH山。W120412. 79g,待其完全溶解后加 入NH4VO3L 64g,待其完全溶解并且溶液颜色转变为亮蓝色后加入Ce (NO3) 3 · 6H20 3. 21g,待 其完全溶解后加入Mn (NO3) 27. 36g。然后,向所得溶液中加入ImL的吐温80作为分散剂,搅 拌IOmin后将水浴温度升至55°C并将制备完成的二氧化钛粉末70g加入溶液中,匀速搅拌 6h。将水浴温度升高至85°C进行蒸干,得到催化剂粉体。将所得催化剂粉体送入105°C的 烘箱烘干7h,将烘干后的催化剂粉体送入马弗炉进行煅烧,600°C下锻烧4h得到催化剂活 性组分粉体。其中,MnO 2: V2O5: CeO2:TO3: TiO2的质量比为2:2:2:4:90。
[0067] 将催化剂活性组分粉体63. 78g、铝溶胶4. 80g及69ml去离子水混合后进行球磨, 球磨4h后得到稳定的催化剂浆液。
[0068] 将改性后的堇青石蜂窝陶瓷300g放入真空抽提装置中胶管的一端且胶管的另一 端连接真空装置,控制真空度为150Pa并使催化剂浆液在堇青石蜂窝陶瓷的孔道中上下流 动,真空抽提5s后将孔道内的多余浆料吹出后于IKTC下干燥4h,反复抽提涂覆3次之后 于550°C下煅烧3h。采用质量法计算得到催化剂的涂覆率为10. 1%,记作催化剂IV。
[0069] 对比例1 :
[0070] 采用示例1中的方法先对堇青石蜂窝陶瓷进行改性预处理。
[0071] 二氧化钛涂层制备:将钛酸丁酯与乙醇快速搅拌Ih混合均匀,再缓慢加入乙 醇、冰醋酸、盐酸和水的混合溶液形成溶胶,其中,乙醇:冰醋酸:盐酸:水的体积比为 1:3. 5:0. 2:0. 3:0. 2。将预处理后的堇青石蜂窝陶瓷浸渍于上述溶胶中,浸渍时间为30min。 取出后,吹尽孔道内的溶胶,于120°C下烘干8h并在450°C下煅烧4h,得到负载有二氧化钛 的堇青石蜂窝陶瓷。
[0072] 低温脱硝催化剂制备:以Mn (NO3) 2 (硝酸锰,质量浓度为50%的溶液)、NH4VO3 (偏 钒酸铵)、Ce (NO3)3 · 6H20(硝酸铈)和(NH4) i J12O41 (钨酸铵)为原料。首先配制质量浓 度为5 %的草酸溶液100mL,在40°C的水浴搅拌条件下加入(NH山。W120414. 13g,待其完全 溶解后加入NH4VO3O. 81g,待其完全溶解并且溶液颜色转变为亮蓝色后加入Ce(NO3)3 · 6H20 I. 58g,待其完全溶解后加入Mn (NO3) 23. 62g。向所得溶液中加入2mL吐温80作为分散剂, 再将负载有二氧化钛的堇青石蜂窝陶瓷浸渍于所得溶液中,浸渍时间为l〇mi
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