球狀鈰錳復(fù)合氧化物低溫脫硝催化劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種特殊的球狀?yuàn)梼崗?fù)合氧化物催化劑及其制備方法，該催化劑適用 于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐、般燒害爐等低溫條件下氮氧化物（NOy)的消除，屬于環(huán)境催化材料 和大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 氮氧化物排作為一種典型的致靈污染物，是灰靈、光化學(xué)煙霧及大氣酸沉降等一 系列環(huán)境問(wèn)題的重要根源，對(duì)環(huán)境質(zhì)量和人類(lèi)健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。因此，NOy控制已成為目 前環(huán)境催化和大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。
[0003] 畑3選擇性催化還原（Selectivecatal}fticreduction,SCR)技術(shù)是控制NOX排放 的有效手段，SCR技術(shù)的核屯、是高性能催化劑的研制。目前，傳統(tǒng)的饑鶴鐵（V2〇5-W〇3/Ti化） 催化劑活性溫度窗口在300~400°C范圍內(nèi)，該催化劑需安裝在省煤器和空氣預(yù)熱器之間 才能有效脫除NOy。此時(shí)由于煙氣未作除塵處理，飛灰中雜質(zhì)的毒化、煙塵的磨損沖刷、催化 劑孔道堵塞W及高溫環(huán)境，會(huì)導(dǎo)致催化劑易失活和燒結(jié)，縮短催化劑壽命，增加運(yùn)行成本。 因此，如果在脫硫除塵工序之后安置SCR系統(tǒng)（煙氣溫度通常低于200°C)，使催化劑在低 溫、低塵和低硫的環(huán)境下工作，可延長(zhǎng)催化劑壽命，同時(shí)也可減少能源消耗。因此，如何研制 適用于低溫段的低溫脫硝催化劑，實(shí)現(xiàn)催化劑在低溫區(qū)間的高活性，并且具有良好的抗水 和抗硫性能，決定著該技術(shù)能否廣泛應(yīng)用于我國(guó)燃煤電廠、工業(yè)鍋爐、水泥害爐等低溫條件 下NO,的消除。目前，高性能的低溫脫硝催化劑是脫硝領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明通過(guò)水熱法制備了一種具有特定球狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物催化劑，該催化劑 具有良好的低溫脫硝性能。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)0化]本發(fā)明的目的是提供一種制備工藝簡(jiǎn)單且對(duì)低溫下氨選擇性還原NOy具有高效率 的復(fù)合氧化物催化劑及其制備方法。目前關(guān)于特定形貌的單一氧化物有較多報(bào)道，但是對(duì) 具有特定形貌的復(fù)合氧化物的報(bào)道甚少。運(yùn)是由于不同的金屬離子在溶液體系的成核和生 長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)不同，使得復(fù)合氧化物的形貌難W有效控制。本發(fā)明通過(guò)在水熱反應(yīng)中加入碳酸 錠，調(diào)控姉儘比例，在雙金屬碳酸鹽分解產(chǎn)生C〇2的過(guò)程中，通過(guò)非平衡相互擴(kuò)散過(guò)程形成 了具有球狀結(jié)構(gòu)的姉儘復(fù)合氧化物。球狀?yuàn)梼崗?fù)合氧化物中姉與儘間的協(xié)同作用變強(qiáng)，并 且具有高的比表面積。從而制得了一種低溫下對(duì)NOy催化消除活性高、抗水抗硫能力強(qiáng)的 脫硝催化劑。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： W07] 通過(guò)水熱法制備球狀?yuàn)梼崗?fù)合氧化物，其組成表示為CeyMniy〇2,其中0. 1《X《0. 5。
[0008] 本發(fā)明提供了一種制備球狀?yuàn)梼崗?fù)合氧化物催化劑的方法，其特征在于：該方法 依次包括W下步驟：
[0009] (1)配制0. 5~1.Omol/L的硝酸姉溶液，1~2mol/L的硝酸儘和5-8mol/L的碳 酸錠溶液；
[0010] (2)取步驟（1)所得硝酸姉和硝酸儘溶液，30~40°C水浴攬拌20~60分鐘，得到 混合溶液；
[0011] (3)將步驟（2)所得混合溶液在不斷攬拌下加入碳酸錠溶液，碳酸錠的物質(zhì)的量 與姉儘雙金屬物質(zhì)的量的比值在4~6之間，將所得混合液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)蓋中，在150°C 條件水熱反應(yīng)12~36小時(shí)，然后降至室溫； 陽(yáng)01引 （4)取步驟做所得反應(yīng)液抽濾，洗涂，在120°C條件下烘干12~24小時(shí)，然后于 馬弗爐中在400~500°C條件下賠燒4~8小時(shí)，制得球狀?yuàn)梼崗?fù)合氧化物催化劑。
[0013] 所述的球狀?yuàn)梼崗?fù)合氧化物催化劑的應(yīng)用，其特征在于：用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐 或者般燒害爐等排放氮氧化物的消除。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果：本發(fā)明合成了具有特定的 球狀結(jié)構(gòu)的雙金屬姉儘復(fù)合氧化物催化劑，制備方法簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；該催化劑 在100~200°C范圍內(nèi)氮氧化物的凈化效率達(dá)90~98%，并且具有良好的抗水和抗硫性 能。
【附圖說(shuō)明】 陽(yáng)01引圖1是&〇和s〇2對(duì)催化劑活性的影響。
[0016] 圖2是制備的產(chǎn)品SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明： 陽(yáng)〇1引實(shí)施例1狀。.舞。.9〇2復(fù)合氧化物催化劑的制備
[0019] a)分別取7. 2ml0. 50mol/L的硝酸姉溶液和16. 2ml2.OOmol/L的硝酸儘溶 液，30°C水浴攬拌30分鐘，得到混合溶液；
[0020] b)將步驟a)所得混合溶液在不斷攬拌下加入28. 8ml5.OOmol/L的碳酸錠溶液， 將所得混合液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)蓋中，在150°C條件水熱反應(yīng)12小時(shí)，然后降至室溫；
[OOWC)取步驟b)所得反應(yīng)液抽濾，洗涂，在120°C條件下烘干12小時(shí)，然后于馬弗爐 中在500°C條件下賠燒6小時(shí)，制得球狀?yuàn)梼崗?fù)合氧化物催化劑。 陽(yáng)0巧實(shí)施例2 :Cen.2M%s02復(fù)合氧化物催化劑的制備 陽(yáng)02引 a)分別取7. 2ml1.OOmol/L的硝酸姉溶液和14. 4ml2.OOmol/L的硝酸儘溶 液，40°C水浴攬拌60分鐘，得到混合溶液；
[0024]b)將步驟a)所得混合溶液在不斷攬拌下加入30ml6.OOmol/L的碳酸錠溶液，將 所得混合液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)蓋中，在150°C條件水熱反應(yīng)24小時(shí)，然后降至室溫； 陽(yáng)02引 C)取步驟b)所得反應(yīng)液抽濾，洗涂，在120°C條件下烘干24小時(shí)，然后于馬弗爐 中在50(TC條件下賠燒4小時(shí)，制得球狀?yuàn)梼崗?fù)合氧化物催化劑。
[0026] 實(shí)施例3 :Ce。.sMn。.7〇2復(fù)合氧化物催化劑的制備
[0027] a)分別取10. 8ml1.OOmol/L的硝酸姉溶液和25. 2ml1.OOmol/L的硝酸儘溶 液，40°C水浴攬拌20分鐘，得到混合溶液； 陽(yáng)02引 b)將步驟a)所得混合溶液在不斷攬拌下加入27ml8.OOmol/L的碳酸錠溶液，將 所得混合液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)蓋中，在150°C條件水熱反應(yīng)36小時(shí)，然后降至室溫；
[0029] C)取步驟b)所得反應(yīng)液抽濾，洗涂，在120°C條件下烘干24小時(shí)，然后于馬弗爐 中在40(TC條件下賠燒4小時(shí)，制得球狀?yuàn)梼崗?fù)合氧化物催化