本發明涉及脫硝催化劑，具體是一種scr脫硝催化劑及其制備方法。

背景技術：

1、隨著工業化和城市化進程的加速，氮氧化物（nox）排放量的不斷增加已成為全球性的環境問題。nox不僅是大氣污染的主要來源之一，還是導致光化學煙霧、酸雨等環境問題的關鍵因素。因此，有效控制nox排放，降低其對環境的影響，已成為當前環境保護領域的重要課題。

2、現有技術中，常用的商業scr脫硝催化劑主要為v2o5-wo3（moo3）/tio2，盡管應用廣泛，但其固有的缺陷不容忽視。這類催化劑含有劇毒成分，對環境構成潛在威脅；同時，在高溫條件下，其對n2的選擇性較低，易于失活，這不僅導致催化劑中毒、性能下降，還會大幅縮短其使用壽命，進而增加整體運行成本。

3、最關鍵的是，在催化劑制作過程中存在以下缺陷：載體多孔二氧化鈦顆粒在負載活性組分時，由于存在二次團聚現象和分散不均的問題，導致活性組分的負載量較低、負載不均勻；使得催化劑效果較弱。另一方面，如果使用分散劑抑制多孔二氧化鈦顆粒的聚集，但是煅燒后，會有殘碳等物質覆蓋活性位點，降低催化劑的比表面積，從而大大影響催化劑的性能。

4、綜上所述，解決上述問題，制備高性能的一種scr脫硝催化劑及其制備方法具有重要意義。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種scr脫硝催化劑及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

3、一種scr脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

4、步驟1：將復合多孔二氧化鈦加入至乙醇中，冰浴下以3000~5000r/min的轉速分散均勻，隨后加入四水合硝酸錳、六水合硝酸鈰混合均勻，滴加氫氧化銨直至ph為9.0~10.0，在20~40℃下老化10~14小時，離心、洗滌、干燥、研磨過篩；得到前驅體催化劑；

5、步驟2：將前驅體催化劑依次經過一次煅燒、酸活化、二次煅燒的工序，得到scr脫硝催化劑。

6、方案中，采用共沉淀法制備scr脫硝催化劑；以復合多孔二氧化鈦作為載體材料，通過引入錳元素、鈰元素作為活性組分，協同促進催化劑的活性，提高脫硝效率。

7、其中，多孔二氧化鈦由于具有多孔性、豐富的活性位點和較大的比表面積，被廣泛應用于催化劑中。但在制備過程中，二氧化鈦存在分散性不足，出現二次團聚現象，這使得制備得到的催化劑活性組分負載低，活性位點下降，脫硝效率降低。

8、因此，本方案采用二次改性，利用非極性鍵產生空間位阻，增強二氧化鈦分散性，同時，引入吡啶、羥基等極性基團，促進后續與金屬離子的絡合，促進活性組分的負載、提高負載均勻性，從而提高催化劑的活性，提高脫硝效率。

9、其中，錳元素作為活性組分，可以增強催化劑的低溫應用性，降低脫硝的溫度，降低能耗。鈰元素作為活性組分，可以提高催化劑的化學穩定性以及對硫中毒的抗性能力；同時可以增強催化劑的可還原性和儲氧能量。

10、后續方案中，采用一次煅燒、酸活化、二次煅燒等工藝，解決了表面活性位點被覆蓋和雜質堵塞孔徑問題，進一步增大催化劑整體的比表面積，增加活性位點，從而提高催化劑的脫硝效率。

11、較為優化地，所述scr脫硝催化劑的原料中，復合多孔二氧化鈦、四水合硝酸錳、六水合硝酸鈰的質量比為8~11：0.3~0.8：0.8。

12、較為優化地，步驟2的具體步驟為：（1）將前驅體催化劑置于空氣氛圍下，設置溫度為500~600℃一次煅燒3~4小時，降溫，得到催化劑a；（2）將催化劑a置于0.1~0.15mol/l高氯酸水溶液中，于30~50℃攪拌6~8小時，洗滌、干燥，得到活化催化劑a；（3）將活化催化劑a置于氮氣氛圍下，設置溫度為200~300℃熱處理1~2小時，冷卻，得到scr脫硝催化劑。

13、進一步方案中，前驅體催化劑在空氣氣氛下進行一次煅燒，空氣中的氧氣可以除去復合多孔二氧化鈦表面有機物因煅燒產生的炭并結堵孔徑中，防止大大降低催化劑中的活性位點以及比表面積，影響催化劑的整體性能。隨后進行酸活化，去除縫隙中的部分雜質，以避免雜質影響催化劑的整體性能，提高活性位點。

14、較為優化地，所述研磨過篩的目數為60~90目。

15、較為優化地，所述復合多孔二氧化鈦的制備過程為：

16、步驟1：將硫酸氧鈦加入至去離子水中，加入氨水，在20~30℃下老化8~12小時，烘干，在500~600℃下煅燒3~4小時，研磨，得到多孔二氧化鈦；

17、步驟2：將多孔二氧化鈦、二異丙醇胺加入至5~10wt%乙二醇-乙醇溶液中，在45~55℃超聲分散2~5小時，得到一次改性二氧化鈦；

18、步驟3：將一次改性二氧化鈦、硅烷偶聯劑加入至30~35wt%乙醇水溶液，在30~50℃下滴加冰乙酸和20~30wt%的氨水調至ph為4.0~7.0，隨后超聲分散1~2小時，洗滌、過濾、干燥，得到復合多孔二氧化鈦。

19、較為優化地，所述多孔二氧化鈦的原料包括以下組分：按質量份數計，5~6份硫酸氧鈦、30~40份去離子水、1~2份氨水。

20、較為優化地，所述一次改性二氧化鈦的原料包括以下組分：按質量份數計，3~4份多孔二氧化鈦、4~6份二異丙醇胺、32~40份5~10wt%乙二醇-乙醇溶液；

21、所述復合多孔二氧化鈦的原料包括以下組分：按質量份數計，3~4份一次改性二氧化鈦、4~5份硅烷偶聯劑、30~40份30~35wt%乙醇水溶液。

22、較為優化地，所述硅烷偶聯劑的制備方法為：將摩爾比為1：1~1.1的1-吡啶戊烯醇、巰丙基三甲氧基硅烷依次加入四氫呋喃中，加入偶氮二異丁腈攪拌均勻；紫外光下，點擊反應2~4小時，蒸除溶劑，得到硅烷偶聯劑。

23、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

24、本發明的一種scr脫硝催化劑以復合多孔二氧化鈦作為載體材料，以錳元素、鈰元素作為活性組分，協同促進催化劑的活性，提高脫硝效率。通過二次改性，解決了傳統二氧化鈦制備中分散性不佳，存在二次團聚等問題；又通過一次煅燒、酸活化、二次煅燒等工藝，解決了后續因煅燒出現雜質堵塞孔徑問題，增強比表面積，提高活性位點，并進一步提高催化劑的脫硝效率。

技術特征：

1.一種scr脫硝催化劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種scr脫硝催化劑的制備方法，其特征在于：所述scr脫硝催化劑的原料中，復合多孔二氧化鈦、四水合硝酸錳、六水合硝酸鈰的質量比為8~11：0.3~0.8：0.8。

3.根據權利要求1所述的一種scr脫硝催化劑的制備方法，其特征在于：步驟2的具體步驟為：（1）將前驅體催化劑置于空氣氛圍下，設置溫度為500~600℃一次煅燒3~4小時，降溫，得到催化劑a；（2）將催化劑a置于0.1~0.15mol/l高氯酸水溶液中，于30~50℃攪拌6~8小時，洗滌、干燥，得到活化催化劑a；（3）將活化催化劑a置于氮氣氛圍下，設置溫度為200~300℃熱處理1~2小時，冷卻，得到scr脫硝催化劑。

4.根據權利要求1所述的一種scr脫硝催化劑的制備方法，其特征在于：所述研磨過篩的目數為60~90目。

5.根據權利要求1所述的一種scr脫硝催化劑的制備方法，其特征在于：所述復合多孔二氧化鈦的制備過程為：

6.根據權利要求5所述的一種scr脫硝催化劑的制備方法，其特征在于：所述多孔二氧化鈦的原料包括以下組分：按質量份數計，5~6份硫酸氧鈦、30~40份去離子水、1~2份氨水。

7.根據權利要求5所述的一種scr脫硝催化劑的制備方法，其特征在于：所述一次改性二氧化鈦的原料包括以下組分：按質量份數計，3~4份多孔二氧化鈦、4~6份二異丙醇胺、32~40份5~10wt%乙二醇-乙醇溶液；

8.根據權利要求5所述的一種scr脫硝催化劑的制備方法，其特征在于：所述硅烷偶聯劑的制備方法為：將摩爾比為1：1~1.1的1-吡啶戊烯醇、巰丙基三甲氧基硅烷依次加入四氫呋喃中，加入偶氮二異丁腈攪拌均勻；紫外光下，點擊反應2~4小時，蒸除溶劑，得到硅烷偶聯劑。

9.根據權利要求1~8任一項所述的一種scr脫硝催化劑的制備方法制備得到的scr脫硝催化劑。

技術總結
本發明涉及脫硝催化劑技術領域，具體為一種SCR脫硝催化劑及其制備方法。包括以下步驟：步驟1：將復合多孔二氧化鈦加入至乙醇中，冰浴下以3000~5000r/min的轉速分散均勻，隨后加入四水合硝酸錳、六水合硝酸鈰混合均勻，滴加氫氧化銨直至pH為9.0~10.0，在20~40℃下老化10~14小時，離心、洗滌、干燥、研磨過篩；得到前驅體催化劑；步驟2：將前驅體催化劑依次經過一次煅燒、酸活化、二次煅燒的工序；以此得到一種SCR脫硝催化劑。

技術研發人員：趙澄亮,蘇小波,徐攀
受保護的技術使用者：江蘇墾樂節能環保科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28