一种脱硝催化剂、其制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及脱硝催化剂技术领域，尤其设及一种活性炭负载复合氧化物的低溫脱 硝催化剂、其制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002] NO、是大气污染物之一，是造成粉尘、酸雨、溫室效应和臭氧消耗的主要原因。我 国N0、的工业源排放情况十分严峻，运些排放源主要集中在城市W及工业密集区域，排放口 低，N〇x浓度高，潜在的危害不容小勵。环保部"十二五"期间已将NO X纳入总量控制，制定 了具体的减排目标。针对N0、的控制技术主要有两类：一类为燃烧过程控制技术，即控制燃 烧过程中N0、的生成；另一类为燃烧后控制技术，即烟气脱硝技术。目前，烟气脱硝技术主 要有选择性催化还原法（SCR法）、非选择性催化还原法和吸附法。而选择性催化还原法由 于具有脱硝效率高、脱硝溫度低W及无二次污染等优点成为现今主要研究的脱硝技术。
[0003] 近年来，低溫SCR脱硝催化剂的研究取得了初步的成果。作为脱硝催化剂，负载 型Mn基催化剂W其显著地催化特性成为目前国内外争相研究的热点，如Mn〇x/Ce〇2、Mn-Ce/ Ti化、Mn-Fe/Ti化W及MnO x/Zr〇2等都具有较高的催化活性。活性炭作为一种吸附脱附材 料，本身具有一定的脱硝性能，其较大的比表面积、低廉的价格W及广泛的来源使得活性炭 在脱硝领域获得广泛关注。
[0004] 活性炭负载Mn基催化剂在低溫脱硝反应中也表现出了优良的脱硝性能， 女日 Yoshikawa 等(Yoshikawa M， Yasutake A， Mochida I.Lowtemperature selective catalytic reduction of NO^ by metal oxides supported on active carbon fibers. Applied Catalysis A :General，1998,173(2) :239 ~245.)将胞2〇3负载在 ACF(ACF 为经 硝酸处理过的活性炭）上制备了 Mn2〇3/ACF催化剂，结果表明当Mri2化负载量为15%，采用 Mn2〇3/ACF催化剂脱硝时，在溫度为150°C下NO转化率可达92%左右，但该催化剂易受S〇2 气体污染失活，抗硫性能较差。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种脱硝催化剂、其制备方法及其制备方法，本 发明提供的脱硝催化剂具有较高的催化活性和抗硫性能。
[0006] 本发明提供了一种脱硝催化剂，包括载体和负载在所述载体上的活性组分；
[0007] 所述载体为氧化活性炭；
[0008] 所述活性组分包括金属氧化物和二氧化娃。
[0009] 优选地，所述金属氧化物中的金属元素和二氧化娃中娃元素的物质的量比为 0. 5 ~10:1。
[0010] 优选地，所述氧化活性炭包括氧化挪壳活性炭、氧化杏壳活性炭、氧化桃核活性 炭、氧化核桃核活性炭和氧化煤基活性炭中的一种或多种。
[0011] 优选地，所述金属氧化物包括氧化儘、二氧化铁、氧化饥、氧化铁、氧化姉和氧化鹤 的一种或多种。
[0012] 优选地，所述氧化活性炭的孔径为0. 5~250皿。
[0013] 本发明提供了一种上述技术方案所述脱硝催化剂的制备方法，包括W下步骤：
[0014] 将金属可溶性盐和娃酸醋类化合物溶解，得到浸溃液；
[0015] 将所述浸溃液和氧化活性炭混合，般烧，得到脱硝催化剂。
[0016] 优选地，所述般烧的溫度为300°C~600°C ;所述般烧的时间为3~lOh。
[0017] 优选地，所述浸溃液和氧化活性炭混合的时间为1~24h。
[001引优选地，所述氧化活性炭由W下制备方法制得：
[0019] 将活性炭和酸溶液混合，进行氧化反应，得到氧化活性炭。
[0020] 本发明提供了一种上述技术方案所述脱硝催化剂或上述技术方案所述制备方法 制备的脱硝催化剂在烟气脱硝中的应用。
[0021] 本发明提供了一种脱硝催化剂，包括载体和负载在所述载体上的活性组分；所述 载体为氧化活性炭；所述活性组分包括金属氧化物和二氧化娃。本发明提供的脱硝催化剂 将氧化活性炭作为载体，其表面有含氧基团，增强了对反应气体的吸附能力；负载的二氧化 娃W其独特的网格式结构，能有效限制作为活性组分的金属氧化物的晶粒大小，增强活性 组分粒子的表面能，提高其分散程度，进而提高催化剂的催化活性W及抵抗二氧化硫的侵 蚀能力。实验结果表明：本发明提供的脱硝催化剂在150°c~200°C下的脱硝效率稳定在 90% W上；经S〇2气体侵蚀化后，所制备催化剂的脱硝效率仍达85% W上。
【附图说明】 阳02引图1为本发明实施例1制备的脱硝催化剂的TEM电镜图； 阳02引图2为本发明实施例3制备的脱硝催化剂的TEM电镜图；
[0024] 图3为本发明实施例3制备的脱硝活性实验测试图； 阳02引图4为本发明对比例4制备的脱硝催化剂的TEM电镜图；
[0026] 图5为本发明对比例6制备的脱硝催化剂的TEM电镜图。
【具体实施方式】
[0027] 本发明提供了一种脱硝催化剂，包括载体和负载在所述载体上的活性组分；
[0028] 所述载体为氧化活性炭；
[0029] 所述活性组分包括金属氧化物和二氧化娃。
[0030] 本发明提供的脱硝催化剂将氧化活性炭作为载体，其表面有含氧基团，增强了对 反应气体的吸附能力；负载的二氧化娃W其独特的网格式结构，能有效限制作为活性组分 的金属氧化物的晶粒大小，增强活性组分粒子的表面能，提高其分散程度，进而提高催化剂 的催化活性W及抵抗二氧化硫的侵蚀能力。
[0031] 本发明提供的脱硝催化剂包括载体，所述载体为氧化活性炭。在本发明中，所述氧 化活性炭优选包括氧化挪壳活性炭、氧化杏壳活性炭、氧化桃核活性炭、氧化核桃核活性炭 和氧化煤基活性炭中的一种或多种。所述氧化活性炭的孔径优选为0. 5~250nm ;本发明 对氧化活性炭的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的氧化活性炭即可，如可 W采用其市售商品，也可W采用本领域技术人员熟知的制备氧化活性炭的技术方案自行制 备。在本发明中，所述氧化活性炭的制备方法优选包括w下步骤：
[0032] 将活性炭和和酸溶液混合，进行氧化反应，得到氧化活性炭。
[0033] 在本发明中，活性炭表面和孔道内存在许多杂质，硝酸的氧化处理可排除运些杂 质对催化剂的影响，进一步增大其比表面积和孔道大小，同时经硝酸氧化处理后，活性炭表 面被进入的大量的含氧基团，运有利于载体对N化和NH3的吸附，进而增强了催化剂的催化 剂活性。
[0034] 在本发明中，所述活性炭包括挪壳活性炭、杏壳活性炭、桃核活性炭、核桃核活性 炭和煤基活性炭中的一种或多种。本发明中，所述活性炭的孔径优选为0. 5~200nm ;比表 面积优选为200~1200m2/g。在具体实施例中，所述活性炭为挪壳活性炭，孔径大小为1~ lOOnm，比表面积为500~1000m2/g。
[0035] 在本发明中，所述酸溶液优选包括硝酸溶液和/或硫酸溶液；所述硝酸溶液的质 量分数优选为5 %~25 %;所述硫酸溶液的质量分数优选为60 %~80 %。
[0036] 在本发明中，所述活性炭的质量和酸溶液的体积比优选为（8~12)g :(180~ 230)mL。在本发明中，所述氧化反应的溫度优选为40°C~80°C ;所述氧化反应的时间优选 为1~化。
[0037] 本发明优选将氧化反应产物进行冲洗至抑值为6~7,然后烘干，得到氧化活性 炭。本发明优选采用去离子水进行冲洗。在本发明中，所述氧化产物烘干的溫度优选为 50°C~120°C ;氧化产物烘干的时间优选为lOh~12h。
[0038] 在本发明具体实施例中，所述活性炭优选置于酸溶液中，在40°C~80°C恒溫水浴 中揽拌1~化，然后用煮沸的去离子水冲洗3~5遍至抑值为6~7,最后在50~120°C 下烘干，得到氧化活性炭。
[0039] 本发明提供的脱硝催化剂包括负载在所述载体上的活性组分，所述活性组分包括 金属氧化物和二氧化娃。在本发明中，所述金属氧化物中的金属元素和二氧化娃中娃元素 的物质的量比优选为0. 5~10:1。在本发明中，所述载体和活性组分的物质的量比优选为 1 :0. 0001 ~0. 2。
[0040] 在本发明中，所述金属氧化物优选包括氧化儘、二氧化铁、氧化饥、氧化铁、氧化姉 和氧化鹤的一种或多种。在本发明中，所述二氧化娃W其独特的网格式结构，能有效限制上 述金属氧化物的晶粒大小，增强活性组分粒子的表面能，提高其分散程度，进而提高催化剂 的催化活性W及抵抗二氧化硫的侵蚀能力。
[0041] 本发明还提供