本發(fā)明涉及環(huán)保，具體涉及一種中低溫型含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑及其制備方法。

背景技術：

1、氮氧化物主要由于石化燃料在空氣中高溫燃燒而生成，礦物燃料(石油、煤、天然氣)燃燒中產(chǎn)生的氮氧化物占到了90％以上。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車尾氣和燃煤煙氣過量排出的氮氧化物給大氣帶來了很大的污染，而且氮氧化物濃度逐年遞增；no在陽光照射下可以產(chǎn)生化學煙霧，對人的呼吸系統(tǒng)帶來了很大的威脅；同時可以破壞大氣層和間接形成酸雨。nh3-scr作為應用最廣、成熟的氮氧氧化物脫除技術，其催化劑v-w-ti具有較高的脫硝率和較好的抗硫性；但其溫度窗口(350℃～400℃)較窄，溫度高于400℃易產(chǎn)生大量的n2o造成二次污染，低溫催化劑脫硝效果較差，且催化劑的活性組分v本就是有毒物質。鑒于此，新型非釩體系催化劑的研發(fā)很有必要。

2、中國專利cn1166438c公開了一種氮氧化物凈化催化劑，此催化劑主要組成是：fe-mo/zsm-5分子篩。此催化劑在空速為60000h-1～80000h-1，溫度為400℃的條件下對氮氧化物的脫除率達到了96％以上，經(jīng)過50h催化劑不失活，但其在400℃以下活性較低。中國專利cn101642715a公開了一種焦磷酸鈰催化劑，雖然在350℃以上的脫硝效率較高，但在350℃以下的催化活性比較差。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種中低溫型含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑。該催化劑通過控制由鈰的磷酸鹽cepo4、氧化錳mn2o3、氧化銅cuo及氧化錫sno2組成，有效增加了催化劑的比表面積和表面酸性，保證催化劑具有優(yōu)異的催化活性，且溫度窗口寬，解決了現(xiàn)有脫硝催化劑中低溫脫除效果差、溫度窗口窄的難題。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：一種中低溫型含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑，其特征在于，該催化劑由鈰的磷酸鹽cepo4、氧化錳mn2o3、氧化銅cuo及氧化錫sno2組成，其中cepo4、mn2o3、cuo、sno2的質量比為1:0.12:0.1:0.06～0.14。

3、上述的一種中低溫型含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑，其特征在于，所述cepo4、mn2o3、cuo、sno2的質量比為1:0.12:0.1:0.08。

4、同時，本發(fā)明還公開了一種制備如上述的中低溫型含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

5、步驟一、將硝酸亞鈰溶于去離子水中攪拌均勻，然后加入裝有焦磷酸水溶液的容器中攪拌均勻，得到溶液a；

6、步驟二、向步驟一中得到的溶液a中加入尿素至全部溶解，得到溶液b；步驟一中所述焦磷酸水溶液中的焦磷酸、硝酸亞鈰與步驟二中加入尿素的摩爾比為0.5:1:10；

7、步驟三、將步驟二中得到的溶液b置于水熱反應釜中，在110℃～150℃進行水熱反應12h～48h，冷卻至室溫后將水熱反應體系進行過濾，并將過濾得到的沉淀產(chǎn)物水洗后放在80℃～130℃烘箱中干燥10h～48h，再以小于20℃/min的升溫速率升溫至400℃～600℃焙燒4h～6h，得到磷酸鹽產(chǎn)物c，即cepo4；

8、步驟四、將醋酸錳、醋酸銅和四氯化錫溶于去離子水中攪拌均勻，然后倒入盛放在蒸發(fā)皿中的磷酸鹽產(chǎn)物c中進行浸漬，完全浸漬后將蒸發(fā)皿置于35℃～60℃的烘箱中繼續(xù)浸漬12h～48h，得到復合物d；

9、步驟五、將步驟四中得到的復合物d放入80℃～130℃的烘箱中干燥10h～48h，然后以小于20℃/min的升溫速率升溫至400℃～600℃焙燒4h～6h，得到含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑。

10、上述的方法，其特征在于，步驟三中所述水熱反應的溫度為130℃，時間為20h。

11、上述的方法，其特征在于，步驟三中所述干燥的溫度為120℃，時間為16h。

12、上述的方法，其特征在于，步驟三中所述焙燒的溫度為500℃，時間為4h。

13、上述的方法，其特征在于，步驟四中所述浸漬的溫度為40℃，時間為24h。

14、上述的方法，其特征在于，步驟五中所述干燥的溫度為120℃，時間為16h。

15、上述的方法，其特征在于，步驟五中所述繼續(xù)焙燒的溫度為500℃，時間為4h。

16、上述的方法，其特征在于，步驟五中所述含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑在中低溫區(qū)100℃～400℃的氮氧化物轉化率達到90％以上。

17、本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：

18、1、本發(fā)明的催化劑通過控制由鈰的磷酸鹽cepo4、氧化錳mn2o3、氧化銅cuo及氧化錫sno2組成，有效增加了催化劑的比表面積和表面酸性，保證催化劑具有優(yōu)異的催化活性，且溫度窗口寬，在中低溫區(qū)100℃～400℃對氮氧化物具有較高的脫除率。

19、2、本發(fā)明的催化劑組成中未添加有毒的含v組分，避免了對環(huán)境的破壞，更為安全環(huán)保。

20、3、本發(fā)明通過水熱合成法制備鈰的磷酸鹽(cepo4)載體，再結合浸漬法制備含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑，該制備方法有利于活性組分的分散，使得催化劑具有更大的比表面積和表面酸性，有利于提高催化劑的活性，從而催化劑在中低溫區(qū)100℃～400℃對氮氧化物具有較高的脫除率，且穩(wěn)定性和n2選擇性較高，此外，該催化劑具有較好的抗水性、抗硫性。

21、4、本發(fā)明用價格較為低廉的稀土元素鈰、錫和氧化錳、氧化銅作為活性組分，其工藝簡單，原料容易獲得，易于推廣應用。

22、5、本發(fā)明的催化劑在中低溫區(qū)(100℃～400℃)范圍內氮氧化物脫除率達到90％以上，且不帶來二次污染，在含有5％的水蒸氣存在的條件下，在250℃條件下連續(xù)反應50h，催化劑的活性保持在90％以上，具有較好的抗水抗硫性。

23、下面通過實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的詳細描述。

技術特征：

1.一種中低溫型含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑，其特征在于，該催化劑由鈰的磷酸鹽cepo4、氧化錳mn2o3、氧化銅cuo及氧化錫sno2組成，其中cepo4、mn2o3、cuo、sno2的質量比為1:0.12:0.1:0.06～0.14。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種中低溫型含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑，其特征在于，所述cepo4、mn2o3、cuo、sno2的質量比為1:0.12:0.1:0.08。

3.一種制備如權利要求1或2所述的中低溫型含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟三中所述水熱反應的溫度為130℃，時間為20h。

5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟三中所述干燥的溫度為120℃，時間為16h。

6.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟三中所述焙燒的溫度為500℃，時間為4h。

7.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟四中所述繼續(xù)浸漬的溫度為40℃，時間為24h。

8.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟五中所述干燥的溫度為120℃，時間為16h。

9.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟五中所述焙燒的溫度為500℃，時間為4h。

10.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟五中所述含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑在中低溫區(qū)100℃～400℃的氮氧化物轉化率達到90％以上。

技術總結
本發(fā)明公開了一種中低溫型含磷鈰錳銅錫復合脫硝催化劑，該催化劑由鈰的磷酸鹽、氧化錳、氧化銅及氧化錫組成；該催化劑的制備方法為：一、將硝酸亞鈰加入焦磷酸水溶液中攪勻得到溶液A；二、加入尿素得到溶液B；三、水熱反應后得到磷酸鹽產(chǎn)物C；四、將醋酸錳、醋酸銅和四氯化錫溶液倒入磷酸鹽產(chǎn)物C中浸漬得到復合物D；五、復合物D干燥、焙燒得到催化劑。本發(fā)明的催化劑具有優(yōu)異的催化活性，且溫度窗口寬，在中低溫區(qū)對氮氧化物具有較高的脫除率；本發(fā)明通過水熱合成法結合浸漬法，使得催化劑具有更大的比表面積和表面酸性，有利于提高催化劑的活性，該催化劑具有較好的抗水性、抗硫性，且制備工藝簡單，原料容易獲得，易于推廣應用。

技術研發(fā)人員：仵靜,黃偉,龔甍,李夢婕
受保護的技術使用者：西安元創(chuàng)化工科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9