催化剂载体及其制备方法、脱硝催化剂与流程

本申请催化剂，尤其涉及一种催化剂载体及其制备方法、脱硝催化剂。

背景技术：

1、氮氧化物(nox)是固定源及移动源最主要的排放污染物之一，目前国内外日趋严格的排放法规也对固定源及移动源的nox排放提出了更高要求，因此，氮氧化物的催化还原广受关注。

2、目前，去除nox最常见及高效的控制技术是氨的选择性催化还原技术(nh3-scr)。在氨的选择性催化还原技术中，常用的载体有tio2、al2o3、分子筛、活性炭等。其中，tio2载体因具有丰富的酸性位点和比表面积而使脱硝催化剂具有较高的催化活性，且以tio2为载体的脱硝催化剂可以通过简单的浸渍法合成，因此，tio2载体在脱硝催化剂领域备受青睐。

3、但是，tio2粉末的成型性差，使得tio2载体的机械强度较差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种催化剂载体及其制备方法、脱硝催化剂，旨在改善现有的tio2载体机械强度较差的问题。

2、本申请实施例是这样实现的，一种催化剂载体，包括金属氧化物改性的tio2，所述金属氧化物包括al2o3、sio2和mgo。

3、可选的，在本申请的一些实施例中，所述催化剂载体中，所述tio2的含量为74～92wt％；和/或

4、所述催化剂载体中，所述金属氧化物的含量为8～26wt％；和/或

5、al2o3、sio2和mgo的质量比为5：(0.6～18)：(5～21)，优选的，al2o3、sio2和mgo的质量比为5：(0.6～4)：(5～10)；和/或

6、所述催化剂载体中具有孔。

7、可选的，在本申请的一些实施例中，所述催化剂载体中还包括铝硅酸盐，优选的，所述催化剂载体中，所述铝硅酸盐的含量为0.6～1.4wt％。

8、相应的，本申请实施例还提供一种催化剂载体的制备方法，包括如下步骤：

9、提供第一溶液和第二溶液，其中，所述第一溶液中包括钛源、铝源、硅源、镁源和水，所述第二溶液中包括碱性化合物和水，将所述第二溶液加入至所述第一溶液中，得到载体前驱体溶液；

10、干燥所述载体前驱体溶液，得到载体前驱体；

11、煅烧所述载体前驱体，得到催化剂载体。

12、可选的，在本申请的一些实施例中，所述钛源、铝源、硅源、镁源的摩尔比的范围为1:(0.09～0.16):(0.01～0.56):(0.11～0.77)；和/或

13、所述载体前驱体溶液的ph为7～11；和/或

14、所述第一溶液中，以钛源、铝源、硅源和镁源的总质量计，水的加入量为所述总质量的45～60wt％；和/或

15、所述第二溶液中，所述碱性化合物与所述水的质量比为(0.79～5)：(8.3～11.7)。

16、可选的，在本申请的一些实施例中，所述钛源包括二氧化钛、硫酸氧钛、钛酸四丁酯和氯化钛中的一种或多种；和/或

17、所述铝源包括氧化铝、硝酸铝、硫酸铝、氯化铝中的一种或多种；和/或

18、所述硅源包括二氧化硅、正硅酸乙酯、氯化硅中的一种或多种；和/或

19、所述镁源包括氧化镁、氯化镁、硫酸镁、碳酸镁中的一种或多种；和/或

20、所述碱性化合物包括氢氧化物和碳酸盐类化合物中的一种或多种，所述氢氧化物包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水和氢氧化钙中的一种或多种，所述碳酸盐类化合物包括碳酸盐和碳酸氢盐中的一种或多种，所述碳酸盐包括碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种，所述碳酸氢盐包括碳酸氢钙、碳酸氢钾、和碳酸氢钠中的一种或多种。

21、可选的，在本申请的一些实施例中，所述干燥为加热干燥，所述加热干燥的温度为55℃～100℃，时间为4～10h；和/或

22、所述煅烧的温度为300～600℃，时间为3～6h。

23、可选的，在本申请的一些实施例中，在得到载体前驱体之后以及煅烧所述载体前驱体之前还包括：

24、对所述载体前驱体进行研磨，得到载体前驱体粉末；

25、将载体前驱体粉末与添加剂混合，然后成型，其中，所述添加剂包括成型剂和增韧剂中的一种或多种。

26、可选的，在本申请的一些实施例中，所述成型剂包括羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、田菁粉和聚氧化乙烯中的一种或多种；和/或

27、所述增韧剂包括甘油；和/或

28、所述成型剂与所述钛源的质量比的范围为3:(70～90)；和/或

29、所述增韧剂与所述钛源的质量比的范围为3:(35～50)。

30、相应的，本申请实施例还提供一种脱销催化剂，所述脱硝催化剂中包括上述催化剂载体以及负载在所述催化剂载体上的活性组分。

31、本申请所述的催化剂载体使用低成本的特定比例的al2o3、sio2和mgo对tio2进行改性，首先，可以降低成本；其次，al2o3和sio2为酸性氧化物，可以在催化剂载体中引入更多的酸性位点，如此，可以提升催化剂表面nh3物种的附着，从而提高催化剂的催化活性；最后，向八面体tio2引入低电荷的mg2+，能够实现mg2+取代ti4+，造成八面体中晶格氧的缺失，为了平衡剩余的负电价，tio2八方晶型的结构向四方晶型转变，从而提升催化剂载体的机械强度。本申请所述的催化剂载体既具有较高的强度，同时又增加了tio2表面的酸性位点，可以吸附更多的nh3，为烟气脱硝反应提供充足的还原剂。

技术特征：

1.一种催化剂载体，其特征在于：包括金属氧化物改性的tio2，所述金属氧化物包括al2o3、sio2和mgo。

2.如权利要求1所述的催化剂载体，其特征在于：

3.如权利要求1所述的催化剂载体，其特征在于：所述催化剂载体中还包括铝硅酸盐，优选的，所述催化剂载体中，所述铝硅酸盐的含量为0.6～1.4wt％。

4.一种催化剂载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在得到载体前驱体之后以及煅烧所述载体前驱体之前还包括：

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：

10.一种脱硝催化剂，其特征在于，所述脱硝催化剂中包括权利要求1～3任意一项所述的催化剂载体以及负载在所述催化剂载体上的活性组分。

技术总结
本申请公开了一种催化剂载体及其制备方法、脱硝催化剂。所述催化剂载体包括金属氧化物改性的TiO<subgt;2</subgt;，所述金属氧化物包括Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、SiO<subgt;2</subgt;和MgO。所述催化剂载体使用低成本的特定比例的Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、SiO<subgt;2</subgt;和MgO对TiO<subgt;2</subgt;进行改性，通过引入Mg<supgt;2+</supgt;取代TiO<subgt;2</subgt;中的Ti<supgt;4+</supgt;，能够使得与Ti<supgt;4+</supgt;键合而成的O<supgt;2‑</supgt;缺失，为了平衡剩余的负电价，TiO<subgt;2</subgt;八方晶型的结构向四方晶型转变，可以有效提升催化剂载体的强度，另外，通过引入酸性氧化物Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;和SiO<subgt;2</subgt;，能够为TiO<subgt;2</subgt;外表面提供更多的酸性位点，有利于烟气中NH<subgt;3</subgt;的吸附，从而实现了催化剂的优异的宽温活性。

技术研发人员：姚建年,徐永,张婷,彭成华
受保护的技术使用者：嘉庚创新实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24