一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂及其制备方法与流程

本发明属于环保，具体涉及一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术：

1、氮氧化物主要由于石化燃料在空气中高温燃烧引起，矿物燃料(石油、煤、天然气)燃烧中产生的氮氧化物占到了90％以上。随着工业的迅速发展，汽车尾气和燃煤烟气过量排出的氮氧化物给大气带来了很大的污染，而且氮氧化物浓度逐年递增；no在阳光照射下可以产生化学烟雾，对人的呼吸下系统带来了很大的威胁；同时可以破坏大气层和间接形成酸雨。nh3-scr作为应用最广、成熟的氮氧氧化物脱除技术，其催化剂v-w-ti具有较高的脱硝率和较好的抗硫性；但其温度窗口(350℃～400℃)较窄，温度高于400℃易产生大量的n2o造成二次污染，低温催化剂脱硝效果较差，催化剂的活性组分v本就是有毒物质。鉴于此，新型非钒体系催化剂的研发很有必要。

2、公开号为cnl166438a的中国专利公开了一种用以氨气为还原剂的脱硝催化剂，此催化剂主要组成是：钼和铁/zsm-5分子筛；此催化剂在空速为60000h-1～80000h-1、温度为400℃的条件下氮氧化物的脱除率达到了96％以上，经过50h催化剂不失活，但其在400℃以下活性较低。公开号为cn101642715a的中国专利公开了一种焦磷酸铈催化剂，虽然在350℃以上的脱硝效率较高，但在350℃以下的催化活性比较差。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂。该脱硝催化剂通过将铈的磷酸盐cepo4、氧化锰mn2o3、氧化镍nio及氧化锡sno2复合，提高了脱硝催化剂的比表面积，并增强了脱硝催化剂的表面酸性，从而提高了脱硝催化剂的低温活性，且温度窗口较宽(180℃～450℃)，填补了低温非钒体系催化剂的空白。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂，其特征在于，由铈的磷酸盐cepo4、氧化锰mn2o3、氧化镍nio及氧化锡sno2构成，其中铈的磷酸盐cepo4与mn2o3、nio、sno2的质量比为1:0.15:0.08:0.02～0.1，所述催化剂在宽温区180℃～450℃的氮氧化物转化率达到90％以上。

3、上述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂，其特征在于，所述铈的磷酸盐cepo4与mn2o3、nio、sno2的质量比为1:0.15:0.08:0.08。

4、同时，本发明公开了一种制备如上述的宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

5、步骤一、将硝酸亚铈溶于去离子水中，然后加入焦磷酸水溶液中搅拌均匀，得到溶液a；

6、步骤二、向步骤一中得到的溶液a中加入尿素至全部溶解，得到溶液b；

7、步骤三、将溶液b置于水热反应釜中在110℃～150℃进行水热反应12h～48h，待水热反应体系冷却至室温后将反应产物沉淀过滤水洗，然后置于80℃～130℃烘箱中干燥10h～48h，再以小于20℃/min的升温速率升至400℃～600℃焙烧4h～6h，得到成分为cepo4的磷酸盐脱硝催化剂c；

8、步骤四、将醋酸锰、醋酸镍和四氯化锡溶于去离子水中，然后倒入盛放有步骤三中得到的磷酸盐脱硝催化剂c的蒸发皿中，再置于35℃～50℃的烘箱中浸渍12h～48h，得到催化剂d；

9、步骤五、将步骤四中得到的催化剂d置于80℃～130℃烘箱中干燥10h～48h，然后以小于20℃/min的升温速率升至400℃～600℃焙烧4h～6h，得到含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂。

10、上述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述焦磷酸水溶液中焦磷酸、硝酸亚铈与步骤二中尿素的摩尔比为0.5:1:10。

11、上述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述水热反应的温度为130℃，时间为20h。

12、上述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述干燥的温度为120℃，时间为18h。

13、上述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述焙烧的温度为500℃，时间为4h。

14、上述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤四中所述浸渍的温度为40℃，时间为24h。

15、上述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤五中所述干燥的温度为120℃，时间为18h。

16、上述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤五中所述焙烧的温度为500℃，时间为4h。

17、本发明与现有技术相比具有以下优点：

18、1、本发明的脱硝催化剂由铈的磷酸盐cepo4、氧化锰mn2o3、氧化镍nio及氧化锡sno2构成，利用这四种组分的复合提高了脱硝催化剂的比表面积，并增强了脱硝催化剂的表面酸性，从而提高了脱硝催化剂的低温活性，且温度窗口较宽，在宽温区180℃～450℃的氮氧化物转化率达到90％以上。

19、2、本发明的脱硝催化剂为非钒体系催化剂，其组分中不含有v等有毒物质，同时由于其具有优异的低温活性，避免高温催化产生大量的n2o造成二次污染，绿色环保。

20、3、本发明的脱硝催化剂在含有5％的水蒸气存在的条件下，在240℃条件下连续反应50h，其催化活性仍保持在90％以上，具有较好的抗水抗硫性。

21、4、本发明的制备方法中先制备成分为cepo4的磷酸盐脱硝催化剂c，然后经浸渍法制备复合脱硝催化剂，该制备方法简单，无需特殊设备，容易实现，易于规模化生产。

22、下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂，其特征在于，由铈的磷酸盐cepo4、氧化锰mn2o3、氧化镍nio及氧化锡sno2构成，其中铈的磷酸盐cepo4与mn2o3、nio、sno2的质量比为1:0.15:0.08:0.02～0.1，所述催化剂在宽温区180℃～450℃的氮氧化物转化率达到90％以上。

2.根据权利要求1所述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂，其特征在于，所述铈的磷酸盐cepo4与mn2o3、nio、sno2的质量比为1:0.15:0.08:0.08。

3.一种制备如权利要求1或2所述的宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述焦磷酸水溶液中焦磷酸、硝酸亚铈与步骤二中尿素的摩尔比为0.5:1:10。

5.根据权利要求1所述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述水热反应的温度为130℃，时间为20h。

6.根据权利要求1所述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述干燥的温度为120℃，时间为18h。

7.根据权利要求1所述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述焙烧的温度为500℃，时间为4h。

8.根据权利要求1所述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤四中所述浸渍的温度为40℃，时间为24h。

9.根据权利要求1所述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤五中所述干燥的温度为120℃，时间为18h。

10.根据权利要求1所述的一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤五中所述焙烧的温度为500℃，时间为4h。

技术总结
本发明公开了一种宽温型含磷铈锰镍锡复合脱硝催化剂及其制备方法，由CePO4、Mn2O3、NiO及SnO2构成，该催化剂在宽温区180℃～450℃的氮氧化物转化率达到90％以上；本发明的制备方法包括：一、将硝酸亚铈溶于去离子水中后加入焦磷酸水溶液中得到溶液A；二、向溶液A中加入尿素得到溶液B；三、水热反应后过滤水洗、干燥和焙烧得到磷酸盐脱硝催化剂C；四、将醋酸锰、醋酸镍和四氯化锡溶于去离子水中后倒入磷酸盐脱硝催化剂C中浸渍；五、干燥和焙烧。本发明通过四种组分的复合提高了脱硝催化剂的比表面积，提高了脱硝催化剂的低温活性，且温度窗口较宽；本发明的制备工艺简单，无需特殊设备，易于规模化生产。

技术研发人员：仵静,黄伟,龚甍
受保护的技术使用者：西安元创化工科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11