一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑的制備方法技術

本發明專利技術屬于SCR脫硝催化劑制備領域，具體涉及一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑及其制備方法和應用。一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑的制備方法，包括如下步驟：溶膠的制備、納米TiO

【技術實現步驟摘要】
一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑的制備方法
本專利技術屬于SCR脫硝催化劑制備領域，具體涉及一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑及其制備方法和應用。
技術介紹
對于NH3-SCR過程，燃煤火電廠中廣泛應用于NOX處理的是TiO2為載體的脫硝催化劑，常用的活性組分主要為V、Fe、Mn、Cu等金屬氧化物的一種或幾種。因為單一的金屬氧化物催化劑脫硝效率相比復合型金屬氧化物催化劑低，所以現在的研究者們對于復合型金屬氧化物催化劑的研究較廣。目前，燃煤火電廠中廣泛應用于NOX處理的是V2O5-WO3(MoO3)/TiO2脫硝催化劑。由于該類催化劑在負載活性組分后，催化劑比表面積降低、平均孔徑增大，使其脫硝溫度窗口窄，低溫及高溫區出現低NO轉化率，并且研究結果表明，催化劑的高活性得益于載體以及催化劑的結構。目前，催化劑改性是報道較多的SCR催化劑的研究方向。有學者采用溶膠凝膠法將陶瓷負載在TiO2上制備含SiO2的脫硝催化劑，發現硅改性顯著增加催化劑的酸度，并且其抗硫性及抗K中毒性能均表現優越。也有通過微量SiO2沉積提高低溫NH3-SCR催化劑的耐水性，發現SiO2改性可以提高脫硝催化劑的孔徑，較大的孔徑可防止水在催化劑中冷凝，表現出良好的耐水性能。這些研究表明，V2O5-WO3/TiO2催化劑改性研究是提高催化劑使用壽命的有效手段。SiO2是一種化學性質穩定、熔沸點較高的化合物，SiO2摻雜也被證明可以提高多種SCR催化劑的酸度、比表面積和熱穩定性。因此，本專利技術利用正硅酸乙酯為原料，采用溶膠凝膠法對載體TiO2進行改性，制備SiO2摻雜的V2O5-WO3/TiO2催化劑，提供一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑的制備，并在模擬煙氣的條件下實現NH3選擇性催化還原NO。公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的目的是提供一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑及其制備方法，并在模擬煙氣的條件下實現NH3選擇性催化還原NO。本專利技術提供的具體技術方案為：一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑的制備方法，包括如下步驟：(1)分別量取18mL的去離子水和0.8mL的36-38％鹽酸溶液，混合，將其緩慢滴加到23.1mL的正硅酸乙酯和17.5mL的無水乙醇混合溶液中，持續攪拌1h，制得溶膠；(2)分別稱取3.9935-15.9740g納米TiO2粉末于燒杯中，加入50mL的無水乙醇和50mL去離子水混合，超聲分散30min，制得納米TiO2懸浮液；(3)將步驟(2)中所得納米TiO2懸浮液加入步驟(1)所得溶膠中，持續攪拌，緩慢滴加氨水溶液，直至凝膠形成；將所得的凝膠在105℃下干燥，干燥后于馬弗爐中500℃焙燒2h，研磨并過60目篩，制得TiO2-SiO2載體；(4)選定催化劑V2O5：WO3：(TiO2-SiO2)質量比例均為1：5：100，量取100mL的5％草酸溶液備用，稱取0.295g鎢酸銨和0.065g偏釩酸銨于錐形瓶中，加入部分草酸溶液完全溶解，得到混合液；(5)分別稱取5g的TiO2-SiO2粉末浸漬于步驟(4)中的混合液中，加入剩余的草酸溶液，置于60℃恒溫水浴中攪拌1h后，靜置1h，在105℃下干燥，經400-600℃焙燒5h，研磨并過60目篩，即得到脫硝催化劑。作為優選，步驟(1)中攪拌的轉速為250r/min。作為優選，步驟(2)中超聲的工作參數為：溫度60℃，頻率40KHz，功率為40W。作為優選，步驟(3)中攪拌的轉速為300r/min。作為優選，步驟(3)中氨水溶液的濃度為2mol/L。作為優選，步驟(5)中攪拌的轉速為300r/min。與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：(1)傳統的V2O5-WO3/TiO2催化劑制備過程中，負載活性組分后，比表面積會減小，而本專利技術制備的V2O5-WO3/TiO2-SiO2催化劑比表面積增大、效率提高，此外提高了催化劑的溫度區間和穩定性。這是由于溶膠凝膠法合成具有可調節孔隙率和比表面積等優點。(2)本專利技術的V2O5-WO3/TiO2-SiO2催化劑的制備方法采用的SiO2原材料是正硅酸乙酯，與現有技術中所用的陶瓷等原材料相比，其制備方法簡便易行，更在一定程度上節約了氮氧化物處理的成本，為SCR脫硝催化劑的制備提供新思路。附圖說明圖1為模擬煙氣的NH3-SCR活性測試裝置圖；圖2為摻雜SiO2對催化劑脫硝性能的影響圖；圖3為TiO2/SiO2摩爾比為0.5的不同焙燒溫度對催化劑脫硝性能的影響圖；圖4為TiO2/SiO2摩爾比為1的不同焙燒溫度對催化劑脫硝性能的影響圖；圖5為TiO2/SiO2摩爾比為2的不同焙燒溫度對催化劑脫硝性能的影響圖；圖6為V2O5-WO3/TiO2-SiO2催化劑在反應溫度為300℃的活性測試時間對脫硝性能的影響圖。具體實施方式下面結合具體例對本專利技術作進一步詳細的說明。實施例1：一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑的制備方法，包括如下步驟：(1)分別量取18mL的去離子水和0.8mL的36％鹽酸溶液，混合，將其緩慢滴加到23.1mL的正硅酸乙酯和17.5mL的無水乙醇混合溶液中，持續攪拌1h，制得溶膠；攪拌的轉速為250r/min；(2)分別稱取3.9935g納米TiO2粉末于燒杯中，加入50mL的無水乙醇和50mL去離子水混合，超聲分散30min，制得納米TiO2懸浮液；超聲的工作參數為：溫度60℃，頻率40KHz，功率為40W；(3)將步驟(2)中所得納米TiO2懸浮液加入步驟(1)所得溶膠中，持續攪拌，緩慢滴加氨水溶液，直至凝膠形成；將所得的凝膠在105℃下干燥，干燥后于馬弗爐中500℃焙燒2h，研磨并過60目篩，制得TiO2-SiO2載體；攪拌的轉速為300r/min；氨水溶液的濃度為2mol/L；(4)選定催化劑V2O5：WO3：(TiO2-SiO2)質量比例均為1：5：100，量取100mL的5％草酸溶液備用，稱取0.295g鎢酸銨和0.065g偏釩酸銨于錐形瓶中，加入部分草酸溶液完全溶解，得到混合液；(5)分別稱取5g的TiO2-SiO2粉末浸漬于步驟(4)中的混合液中，加入剩余的草酸溶液，置于60℃恒溫水浴中攪拌1h后，靜置1h，在105℃下干燥，經400℃焙燒5h，研磨并過60目篩，即得到脫硝催化劑；攪拌的轉速為300r/min。實施例2：一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑的制備方法，包括如下步驟：(1)分別量取18mL的去離子水和0.8mL的36％鹽酸溶液，混合，將其緩慢滴加到23.1mL的正硅酸乙酯和17.5mL的無水乙醇混合溶液中，持續攪拌1h，制得溶膠；攪拌的轉速為250r/min；(2)分別稱取3.9935g納米TiO2粉末于燒杯中，加入50mL的無水乙醇和50mL去離子水混合，超聲分散30min，制得納米TiO2懸浮液；超聲的工作參數為：溫度60℃，頻率40KHz，功率為40W；(3)將步驟(2)中所得納米TiO2懸浮液加入步驟(1)所得溶膠中，持續攪拌，緩慢滴加氨水溶液，直至凝膠形成；將所得的凝膠在105℃下干燥，干燥后于馬弗爐中500℃焙燒2h，研磨并過60目本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)分別量取18mL的去離子水和0.8mL的36?38％鹽酸溶液，混合，將其緩慢滴加到23.1mL的正硅酸乙酯和17.5mL的無水乙醇混合溶液中，持續攪拌1h，制得溶膠；(2)分別稱取3.9935?15.9740g納米TiO

【技術特征摘要】
1.一種溶膠凝膠浸漬法SCR脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)分別量取18mL的去離子水和0.8mL的36-38％鹽酸溶液，混合，將其緩慢滴加到23.1mL的正硅酸乙酯和17.5mL的無水乙醇混合溶液中，持續攪拌1h，制得溶膠；(2)分別稱取3.9935-15.9740g納米TiO2粉末于燒杯中，加入50mL的無水乙醇和50mL去離子水混合，超聲分散30min，制得納米TiO2懸浮液；(3)將步驟(2)中所得納米TiO2懸浮液加入步驟(1)所得溶膠中，持續攪拌，緩慢滴加氨水溶液，直至凝膠形成；將所得的凝膠在105℃下干燥，干燥后于馬弗爐中500℃焙燒2h，研磨并過60目篩，制得TiO2-SiO2載體；(4)選定催化劑V2O5：WO3：(TiO2-SiO2)質量比例均為1：5：100，量取100mL的5％草酸溶液備用，稱取0.295g鎢酸銨和0.065g偏釩酸銨于錐形瓶中，加入部分草酸溶液完全溶解，得到混合液；(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃華存，周惠，董文華，崔晶，
申請(專利權)人：廣西大學，
類型：發明
國別省市：廣西,45