本发明涉及环境保护技术领域，特别是指一种用于低温同时净化燃煤烟气中no和hg0的ce-zr-mno2催化剂制备方法。
背景技术：
在大气污染控制技术领域中，由于火电厂、钢铁等生产过程中排放的燃煤废气中存在大量的氮氧化物(nox)和元素汞(hg)，这两种污染物不仅严重危害了生态环境，而且给人们的身体健康带来了严重的威胁。而废气中的氮氧化物90％以上由no组成，而在烟气中存在的各种形态的hg中，hg0危害最大且最难去除。因此高效脱除烟气中的no和hg0具有非常重要的环境和健康价值。
然而，目前燃煤废气中氮氧化物的脱除多通过选择性催化还原(scr)或选择性非催化还原(sncr)等方法进行，scr方法对烟气中存在的hg0的具有一定的脱除作用，但效率不高，这主要是因为scr催化剂在300-400℃脱硝效率最高。但在这个温度下，脱汞的效率不够理想。同时在此温度下烟气中的so2容易在scr催化剂作用下转化成so3。目前，废气中气态汞的净化，主要是通过活性炭注射技术(activatedcarboninjectiontechnologies)，这种方法能够有效的脱除气态汞，然而该技术运行成本非常大，而且也不能同时有效的脱除废气中的氮氧化物。
因此，同时脱除燃煤废气中的no和hg0具有良好的社会价值和市场应用前景，因而开发出一种100-300℃低温条件下能够高效脱硝脱汞催化剂样品具有重要意义。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种用于低温同时净化燃煤烟气中no和hg0的ce-zr-mno2催化剂制备方法。
该方法制备的ce-zr-mno2催化剂是采用共沉淀方法制备形成共沉淀物后在一定条件下煅烧制得的ceo2、zro2、mno2的混合纳米氧化物，ce、zr、mn三种元素在催化剂中所占的摩尔比为0.12-0.47:0.17-0.32:0.31-0.71。
该催化剂具体制备方法如下：
(1)按mn、ce和zr摩尔比分别称取含mn、ce和zr的硝酸盐，一并加入到去离子水中搅拌至完全溶解，制成盐溶液，溶解过程中采用水浴加热以促进硝酸盐的溶解，去离子水用量保证在室温时将各组分硝酸盐溶解；
(2)将步骤(1)中得到的混合盐溶液冷却到室温，一边搅拌，一边加入一定量氨水，使mn、ce和zr形成混合沉淀，经过一定时间搅拌和老化后，将沉淀抽滤，洗涤后在一定温度下烘干；
(3)将步骤(2)干燥后的样品于空气组分下煅烧，然后研磨制得100-300℃低温条件下同时高效净化烟气中no和hg0的ce-zr-mno2复合纳米颗粒催化剂样品。
其中，步骤(1)中水浴加热的温度为60-90℃。
步骤(2)中加入氨水的ph值为8-14，逐滴加入并连续搅拌，直到混合液ph值达到9-14，三种金属离子沉淀完全。金属离子沉淀完全后，停止加入氨水，继续搅拌时间为2-4小时，老化时间为0.5-3小时。烘干温度为70-120℃，烘干时间为6-12小时。
步骤(3)中煅烧温度为400-600℃，煅烧时间为4-5小时，煅烧过程中，升温和降温速度均为1-30℃/min。煅烧研磨后样品为5-10nm的纳米颗粒。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
该方法通过将铈、锆、锰三种金属硝酸盐溶液按照一定的比例和配比，以共沉淀的方法制备混合沉淀物，然后将混合沉淀在一定条件下煅烧得到低温下同时高效净化烟气中no和hg0的ce-zr-mno2复合纳米颗粒催化剂样品。该样品在100-300℃低温条件下，对hg0具有极高的净化效率，同时能够高效的脱除混合气体中的no。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种用于低温同时净化燃煤烟气中no和hg0的ce-zr-mno2催化剂制备方法。
实施例1
称取ce、zr、mn摩尔比为0.47：0.22：0.31的相应质量的金属硝酸盐，一并加入到去离子水中，80℃水浴加热并连续搅拌至完全溶解，待混合盐溶液冷却到室温，一边搅拌，一边同时滴加一定量氨水，直至混合液ph达到10。继续搅拌3小时后老化1小时。其后将沉淀抽滤，洗涤后放入烘箱中80℃烘干。再置于马弗炉中以5℃/min的速率升至500℃，恒温5小时后自然冷却至室温。研磨制得在低温条件下同时高效净化烟气中no和hg0的ce-zr-mno2复合纳米颗粒催化剂样品。
将实施例1中得到的试样，取0.800g为实验对象，以氮气为平衡气，在100-300℃的温度区间内，空速40000h-1、cno＝1000ppm、cnh3＝1000ppm、氧气浓度＝10％、chg0＝42μg/m3条件下，在200℃时，no脱除率为99％，hg0的脱除率为100％。在150℃时，no脱除率为98％，hg0的脱除率为100％
实施例2：
其他条件与实施例1相同，不同之处在于煅烧温度为400℃，其他条件以及测试条件与1相同，所述样品在200℃时，no脱除率为95％，hg0的脱除率为99％。与实施例1相比脱汞效率、脱硝效率都有所下降。在150℃时，no脱除率为96％，hg0的脱除率为99％，脱硝脱汞效率都有所下降。
实施例3：
其他条件与实施例1相同，不同之处在于煅烧温度为600℃，其他条件以及测试条件与1相同，所述样品在200℃时，no脱除率为90％，hg0的脱除率为95％。与实施例1相比脱汞效率、脱硝效率都有所下降。在150℃时，no脱除率为89％，hg0的脱除率为94％，脱硝脱汞效率都明显下降。
实施例4：
其他条件与实施例1相同，不同之处在于ce、zr、mn摩尔比为0.37：0.26：0.37，其他条件以及测试条件与1相同，所述样品在200℃时，no脱除率为96％，hg0的脱除率为100％。与实施例1相比脱汞效率相同，脱硝效率有所下降。在150℃时，no脱除率为98％，hg0的脱除率为100％，与实施例1相同。
实施例5：
其他条件与实施例1相同，不同之处在于ce、zr、mn摩尔比为0.23：0.32：0.45，其他条件以及测试条件与1相同，所述样品在200℃时，no脱除率为99％，hg0的脱除率为99％。与实施例1相比脱硝效率相同，脱汞效率稍有下降。在150℃时，no脱除率为71％，hg0的脱除率为99％，与实施例1相比脱汞效率稍有下降，脱硝效率大幅下降。
实施例6：
其他条件与实施例1相同，不同之处在于ce、zr、mn摩尔比为0.16：0.22：0.62，其他条件以及测试条件与1相同，所述样品在200℃时，no脱除率为97％，hg0的脱除率为100％，与实施例1相比脱汞效率相同，脱硝效率有所下降。在150℃时，no脱除率为98％，hg0的脱除率为100％，与实施例1相同。
实施例7：
其他条件与实施例1相同，不同之处在于ce、zr、mn摩尔比为0.12：0.17：0.71，其他条件以及测试条件与1相同，所述样品在200℃时，no脱除率为99％，hg0的脱除率为100％。与实施例1相比脱汞脱硝效率都相同。在150℃时，no脱除率为92％，hg0的脱除率为100％，与实施例1相比脱汞效率相同，脱硝效率有所下降。
实施例8：
其他条件与实施例1相同，不同之处在于在测试时通入5％的水汽，其他条件以及测试条件与1相同，所述样品在200℃时，5％的水汽通入8小时后no脱除率为86％，hg0的脱除率为93％，与实施例1相比hg0的脱除率和no的脱除率都较差。在移除5％的水汽两小时后，no脱除率为93％，hg0的脱除率为97％。
实施例9：
其他条件与实施例1相同，不同之处在于在测试时通入1000ppmso2，其他条件以及测试条件与1相同，所述样品在200℃时，1000ppmso2通入8小时后no脱除率为83％，hg0的脱除率为92％，与实施例1相比hg0的脱除率和no的脱除率都较差。在移除1000ppmso2两小时后，no脱除率为89％，hg0的脱除率为94％。
实施例10：
其他条件与实施例1相同，不同之处在于在测试时同时通入1000ppmso2和5％的水汽，其他条件以及测试条件与1相同，所述样品在200℃时，1000ppmso2和5％的水汽通入8小时后no脱除率为82％，hg0的脱除率为90％，与实施例1相比hg0的脱除率和no的脱除率都较差。在同时移除1000ppmso2和5％的水汽两小时后，no脱除率为88％，hg0的脱除率为94％
通过实施例1、实施例2、实施例3的比较可见，当煅烧温度为500℃时催化剂表现出最佳的低温同时脱硝脱汞性能。通过实施案例1、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7的比较可见，当ce-zr-mno2复合纳米颗粒催化剂由ce、zr、mn摩尔比为0.47：0.22：0.31的相应质量的金属硝酸盐制备而成时，低温同时脱硝脱汞性能最佳。由实施例1、实施例8、实施例9、实施例10比较可见，水汽和so2气体对催化剂同时脱硝脱汞具有一定的抑制作用，在移除水汽和so2后催化剂的性能有所恢复。催化剂对水汽和so2具有一定的抗性。
综上所述，本发明中的样品在低温下具有优异的同时脱硝脱汞的性能。试样制备过程简单，催化剂粒径小，性能优良，具有很好的应用前景。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。