CN108212169B - 一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法 - Google Patents
一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108212169B CN108212169B CN201711305477.0A CN201711305477A CN108212169B CN 108212169 B CN108212169 B CN 108212169B CN 201711305477 A CN201711305477 A CN 201711305477A CN 108212169 B CN108212169 B CN 108212169B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrotalcite
- low
- precursor
- temperature denitration
- denitration catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 title claims abstract description 55
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 title claims abstract description 55
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 55
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 239000002243 precursor Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 19
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000219782 Sesbania Species 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 229920003063 hydroxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 4
- 229940031574 hydroxymethyl cellulose Drugs 0.000 description 4
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 4
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- CVTZKFWZDBJAHE-UHFFFAOYSA-N [N].N Chemical compound [N].N CVTZKFWZDBJAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K cerium trichloride Chemical compound Cl[Ce](Cl)Cl VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229940071125 manganese acetate Drugs 0.000 description 1
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 1
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Inorganic materials O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);diacetate Chemical compound [Mn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N titanium vanadium Chemical compound [Ti].[V] GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/8892—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/613—10-100 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/615—100-500 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
- B01J37/0018—Addition of a binding agent or of material, later completely removed among others as result of heat treatment, leaching or washing,(e.g. forming of pores; protective layer, desintegrating by heat)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0283—Flue gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，将含有Ni、Mn、Ce的可溶性盐溶于去离子水得溶液a，将NaOH和Na2CO3溶于去离子水中得溶液b，将溶液a和b通过胶体磨快速成核得水滑石成核浆液，经晶化、洗涤、压滤、烘干得水滑石滤饼，然后再将水滑石滤饼与TiO2载体、粘结剂、助挤剂、造孔剂及去离子水混合，经挤出、烘干、煅烧得到所述的水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂。该低温脱硝催化剂在150℃‑250℃之间具有较高的活性，活性组分利用率高，脱硝效率高，且对SO2和H2O具有优良的抗中毒能力，环境友好。
Description
技术领域
本发明属于烟气脱硝技术领域，具体涉及一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法。
背景技术
氮氧化物 (NOx) 是大气的主要污染物之一，它能引起酸雨、光化学烟雾、地表水富营养化等一系列严重破坏生态环境和危害人类健康的问题。选择性催化还原工艺(SCR)因其脱硝效率高、技术成熟可靠、无副产物已成为 NOx 减排的重点推荐技术。其工业用催化剂一般为钒钛系，催化剂的工作温度窗口为300℃-400℃，布置在脱硫除尘之前，高温、高硫和高灰的环境容易造成催化剂的失活，影响脱硝效率和催化剂的寿命，并且对于大多数没有预留 SCR脱硝***空间的已建锅炉和排烟温度低于 300℃工业锅炉，商用催化剂难以满足该类工业锅炉的脱硝需求。因此，研发与之相匹配的低温高效、性能稳定的脱硝催化剂成为该 NOx 控制技术研究发展的关键。
目前关于低温脱硝催化剂的报道很多，其中 Mn-Ce系列催化剂具有良好的低温脱硝性能和抗硫抗水性。专利CN103537279A提供了一种溶胶凝胶法制备复合载体，浸渍活性组分的低温脱硝催化剂，具有良好的效果。但制备过程中需要用到大量有机溶剂，条件苛刻，环境不友好。专利CN106423197报道了一种TiO2为载体，含有Fe、Ce、Ni、Mn等多种氧化物的低温脱硝催化剂，具有良好的效果，但Fe基催化剂的活性温度较高。本发明旨在发明一种活性组分分散度更高、利用率更高的新型制备方法的低温脱硝催化剂。
发明内容
目前Mn-Ce系低温脱硝催化剂的制备方法主要有溶胶凝胶法、共沉淀法和浸渍法。溶胶凝胶法可以得到性能优良的催化剂，但其制备过程多涉及有机溶剂，能耗较高；共沉淀法和浸渍法得到的催化剂都有一定的团聚，造成活性组分的利用率偏低。本发明提供了一种高效低温脱硝催化剂的制备方法。首先制备Ni-Mn-Ce水滑石，再将洗涤后的Ni-Mn-Ce水滑石滤饼与载体及相关助剂通过挤出机成型，煅烧后即得到低温脱硝催化剂。由于水滑石为片层结构，活性组分分散度更高，可以提高活性组分利用率，活性和抗硫性也更好；使用滤饼直接参与挤出成型避免了团聚造成的利用率降低。
本发明包括如下步骤：
（1）将Ni、Mn、Ce的可溶性盐溶于去离子水中为溶液a，将NaOH和Na2CO3溶于去离子水中得溶液b，将溶液a和b通过胶体磨快速成核得水滑石成核浆液。
（2）将步骤（1）所得的浆液于 60-180℃条件下晶化2-48h得晶化水滑石浆液。
（3）将步骤（2）所得的晶化水滑石浆液冷却后，使用去离子水洗涤至PH=7，压滤得Ni-Mn-Ce-LDHs的滤饼，置于真空烘箱烘干至固含量为40-50%。
（4）将步骤（3）的水滑石滤饼与载体TiO2，粘结剂，助挤剂，造孔剂及去离子水混合，控制水粉比为0.4-0.6，先通过捏合机捏合，再通过挤出机挤出成条，晾干后剪为小颗粒。
（5）将步骤（4）所得小颗粒于60℃-160℃条件下烘干2-48h。
（6）将步骤（5）烘干后的小颗粒于300℃-550℃煅烧4-24h得TiO2为载体的Ni-Mn-Ce低温脱硝催化剂。
本发明所述的以水滑石为前体的低温脱硝SCR催化剂制备方法中所用的Ni、Mn、Ce盐为含有Ni、Mn、Ce的可溶性盐，没有特别限制。Ni、Mn、Ce元素的物质的量比例为（0.8-2）：1：（0.05-0.4），NaOH的物质的量为2[n(Ni)+n(Mn)+n(Ce)]，碳酸钠的物质的量为n(Mn)+n(Ce)。
本发明所述的以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂制备方法步骤（2）优选条件为80℃，12h。
本发明所述的以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂制备方法步骤（3）中滤饼烘干温度优选为50℃。
本发明所述的以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂制备方法步骤（4）中各组分质量为TiO2100，水滑石滤饼按水滑石计2-20，粘结剂0.01-3，助挤剂0.01-1，造孔剂0.1-3，去离子水用量依据水粉比及滤饼及其他助剂中含液体部分量计算。
本发明所述的以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂制备方法步骤（4）中的TiO2为锐钛型TiO2，粒径为0.02-2μm，比表面积>90m2/g。
本发明所述的以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂制备方法步骤（4）中的粘结剂为硅溶胶、羟甲基纤维素中的一种或两种（硅溶胶以SiO2计算用量）。
本发明所述的以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂制备方法步骤（4）中的助挤剂为硬脂酸或甘油中的一种或两种。
本发明所述的以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂制备方法步骤（4）中的造孔剂为活性炭、田菁粉、聚丙烯酰胺、聚乙二醇及聚乙烯醇中的一种或几种。
本发明所述的以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂制备方法步骤（4）中的水粉比优选为0.46-0.72。
本发明所述的以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂制备方法步骤（5）中的烘干条件优选为60℃-80℃，12-24h。
本发明所述的以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂制备方法步骤（6）中的煅烧条件优选升温速率为5℃/min，升温至300℃，保温2-8h，5℃/min升温至500℃，保温2-24h。
本发明提供了以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂物性指标最好为：比表面积50-150m2/g，催化剂按重量计，含有TiO2 88%-98%，NiO 0.5%-6%， MnO2 0.5%-6%，CeO2 0.01%-1.2%，SiO2 0-3%。
本发明的有益效果：
（1）通过制备水滑石的方法，将具有脱硝催化作用的Ni、Mn、Ce达到原子级的混合。
（2）水滑石为片层结构，活性组分分散度更高，具有更大的比表面积，提高了活性组分利用率。
（3）使用水滑石滤饼与载体进行混合，避免了烘干过程中团聚的出现。
具体实施方式
以下对本发明的实施例做详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前体下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件进行。
测试条件：空速5000h-1，进气NOX为400mg/Nm3、氨氮比为1，水含量为10%，SO2为1200mg/Nm3。
实施例1：将硝酸锰35.8g、硝酸镍36.5g、硝酸铈6.5g使用去离子水溶解，稀释到500ml，得到溶液a。将NaOH35.2g、Na2CO323.3g使用去离子水溶解，稀释到500ml，得到溶液b。使用胶体磨将a和b进行快速成核，然后60℃晶化12h；冷却后使用去离子水洗涤至pH为7，抽滤得滤饼，使用真空干燥箱烘干至固含量为40%。取TiO2100g，水滑石滤饼12.5g，羟甲基纤维素1g，甘油1g，田菁粉2g，去离子水47.7g(水粉比为0.52)。经捏合机捏合，挤出机挤出成条，剪成0.5cm左右的小颗粒。120℃烘干12h。将烘干后的颗粒置于马弗炉中，5℃/min升温至300℃，保温3h，5℃/min升温至500℃，保温12h得以水滑石为前体的低温脱硝催化剂。将上述催化剂在150℃、200℃、250℃进行脱硝测试。
测试结果: 150℃、200℃、250℃下的脱硝效率分别为80.8%、86.3%、90.2%。
实施例2：将氯化锰25.2g、硝酸镍45.7g、硝酸铈13.0g使用去离子水溶解，稀释到500ml，得到溶液a。将NaOH43.2g、Na2CO325.4g使用去离子水溶解，稀释到500ml，得到溶液b。使用胶体磨将a和b进行快速成核，然后80℃晶化12h；冷却后使用去离子水洗涤至pH为7，抽滤得滤饼，使用真空干燥箱烘干至固含量为40%。取TiO2100g，水滑石滤饼25g，30%硅溶胶3.3g，甘油1g，田菁粉2g，去离子水39.9g(水粉比为0.52)。经捏合机捏合，挤出机挤出成条，剪成0.5cm左右的小颗粒。120℃烘干12h。将烘干后的颗粒置于马弗炉中，5℃/min升温至300℃，保温3h，5℃/min升温至500℃，保温12h得以水滑石为前体的低温脱硝催化剂。将上述催化剂在150℃、200℃、250℃进行脱硝测试。
测试结果: 150℃、200℃、250℃下的脱硝效率分别为84.1%、91.3%、95.5%。
实施例3：将乙酸锰34.6g、硝酸镍54.8g、硝酸铈3.3g使用去离子水溶解，稀释到500ml，得到溶液a。将NaOH48.8g、Na2CO322.3g使用去离子水溶解，稀释到500ml，得到溶液b。使用胶体磨将a和b进行快速成核，然后100℃晶化6h；冷却后使用去离子水洗涤至pH为7，抽滤得滤饼，使用真空干燥箱烘干至固含量为40%。取TiO2100g，水滑石滤饼37.5g，30%硅溶胶3.3g，羟甲基纤维素1g，甘油1g，田菁粉2g，聚乙烯醇1g，去离子水31.8g (水粉比为0.48)。经捏合机捏合，挤出机挤出成条，剪成0.5cm左右的小颗粒。120℃烘干12h。将烘干后的颗粒置于马弗炉中，5℃/min升温至300℃，保温6h，5℃/min升温至500℃，保温6h得以水滑石为前体的低温脱硝催化剂。将上述催化剂在150℃、200℃、250℃进行脱硝测试。
测试结果:150℃、200℃、250℃下的脱硝效率分别为85.3%、93.2%、96.3%。
实施例4：将硝酸锰35.8g、硝酸镍63.9g、氯化铈7.4g使用去离子水溶解，稀释到500ml，得到溶液a。将NaOH66.4g、Na2CO324.4g使用去离子水溶解，稀释到500ml，得到溶液b。使用胶体磨将a和b进行快速成核，然后120℃晶化6h；冷却后使用去离子水洗涤至pH为7，抽滤得滤饼，使用真空干燥箱烘干至固含量为40%。取TiO2100g，水滑石滤饼50g，羟甲基纤维素3g，甘油1g，田菁粉2g，聚乙烯醇1g，去离子水27g (水粉比为0.46)。经捏合机捏合，挤出机挤出成条，剪成0.5cm左右的小颗粒。90℃烘干12h。将烘干后的颗粒置于马弗炉中，5℃/min升温至300℃，保温10h，5℃/min升温至500℃，保温10h得以水滑石为前体的低温脱硝催化剂。将上述催化剂在150℃、200℃、250℃进行脱硝测试。
测试结果:150℃、200℃、250℃下的脱硝效率分别为83.3%、85.6%、90.8%。
本发明的有益效果：
通过制备水滑石的方法，将具有脱硝催化作用的Ni、Mn、Ce达到原子级的混合；水滑石为片层结构，活性组分分散度更高，具有更大的比表面积，提高了活性组分利用率；使用水滑石滤饼与载体进行混合，避免了烘干过程中团聚的出现。因此，本发明的Ni-Mn-Ce低温脱硝催化剂，在低温下具有较高的脱硝活性。
所述，仅为解释本发明之较佳实施方式，并非企图据以对本发明作任何形式上的限制，所以凡是在本发明之创作精神下，所作的任何修饰或变更，皆仍应属于本发明意图保护之范围。
Claims (5)
1.一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，将Ni、Mn、Ce的可溶性盐溶于去离子水中为溶液a，将NaOH和Na2CO3溶于去离子水中得溶液b，将溶液a和b通过胶体磨快速成核得水滑石成核浆液，经晶化、洗涤、压滤、烘干得水滑石滤饼，然后再将水滑石滤饼与载体TiO2、粘结剂、助挤剂、造孔剂及去离子水混合，经挤出、烘干、煅烧得到所述的水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂。
2.如权利要求1所述的一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，Ni、Mn、Ce元素的物质的量比例为（0.8-2）：1：（0.05-0.4），NaOH的物质的量为2[n(Ni)+n(Mn)+n(Ce)]，Na2CO3的物质的量为n(Mn)+n(Ce)。
3.如权利要求1所述的一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述晶化是指在60℃-180℃条件下晶化2-48h。
4.如权利要求1所述的一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，水滑石滤饼与载体TiO2、粘结剂、助挤剂、造孔剂及去离子水混合，控制水粉比为0.4-0.6。
5.如权利要求1所述的一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述烘干是指在于60℃-160℃条件下烘干2-48h，所述煅烧是指烘干后的颗粒于300℃-550℃煅烧4-24h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711305477.0A CN108212169B (zh) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | 一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711305477.0A CN108212169B (zh) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | 一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108212169A CN108212169A (zh) | 2018-06-29 |
| CN108212169B true CN108212169B (zh) | 2020-06-16 |
Family
ID=62653457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711305477.0A Active CN108212169B (zh) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | 一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108212169B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109012687B (zh) * | 2018-08-17 | 2021-05-18 | 太原理工大学 | 一种MnO2/CoAl-LDO低温烟气脱硝催化剂的制备方法及应用 |
| CN108993530B (zh) * | 2018-08-17 | 2021-05-18 | 太原理工大学 | 一种水滑石基NiMnTi催化剂的制备方法和应用 |
| CN108993516B (zh) * | 2018-08-17 | 2021-05-18 | 太原理工大学 | 一种以镍钛水滑石为前驱体的复合氧化物催化剂及其制备方法和应用 |
| CN109012688A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-18 | 太原理工大学 | 一种类水滑石基NiMnFe低温脱硝催化剂的制备方法及应用 |
| CN112275271B (zh) * | 2020-10-20 | 2023-04-25 | 北京化工大学 | 水滑石浆料及其制备和结构化催化剂及其制备方法 |
| CN113198482B (zh) * | 2021-05-08 | 2022-08-09 | 西南化工研究设计院有限公司 | 一种锰基类水滑石低温scr脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN114130404A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-04 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种超低温scr脱硝催化剂制备方法 |
| JP2024072580A (ja) * | 2022-11-16 | 2024-05-28 | 栗田工業株式会社 | 酸性ガス吸着材の製造方法 |
| CN116571251B (zh) * | 2023-05-23 | 2024-06-18 | 杭州玺富环保科技有限公司 | 高抗水、抗硫型锰系催化剂及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1919447A (zh) * | 2006-08-16 | 2007-02-28 | 天津化工研究设计院 | 一种烟气脱硫脱硝材料的制备方法 |
| CN101028594A (zh) * | 2006-03-01 | 2007-09-05 | 中国科学院生态环境研究中心 | 低温选择性催化还原氮氧化物的复合氧化物催化剂 |
| CN103230813A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-08-07 | 北京工业大学 | 一种适用于水泥窑炉的抗碱中毒的脱硝催化剂的制备方法 |
| CN105727985A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-07-06 | 中国建筑材料科学研究总院 | 蜂窝整体式低温脱硝催化剂及其制备方法 |
-
2017
- 2017-12-11 CN CN201711305477.0A patent/CN108212169B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101028594A (zh) * | 2006-03-01 | 2007-09-05 | 中国科学院生态环境研究中心 | 低温选择性催化还原氮氧化物的复合氧化物催化剂 |
| CN1919447A (zh) * | 2006-08-16 | 2007-02-28 | 天津化工研究设计院 | 一种烟气脱硫脱硝材料的制备方法 |
| CN103230813A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-08-07 | 北京工业大学 | 一种适用于水泥窑炉的抗碱中毒的脱硝催化剂的制备方法 |
| CN105727985A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-07-06 | 中国建筑材料科学研究总院 | 蜂窝整体式低温脱硝催化剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Combined fast selective reduction using Mn-based catalysts and nonthermal plasma for NOx removal;Jun Xiang Chen et al.;《Environ Sci Pollut Res》;20170726;第24卷;第21496-21508页 * |
| Highly dispersed CuyAlOx mixed oxides as superior low-temperature alkali metal and SO2 resistant NH3-SCR catalysts;Qinghua Yan et al.;《Applied Catalysis A》;20170318;第538卷;第37-50页 * |
| 纳米TiO2微球负载水滑石复合材料的制备及紫外屏蔽性能的研究;张小博等;《化工新型材料》;20170331;第45卷(第3期);第108-109和112页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108212169A (zh) | 2018-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108212169B (zh) | 一种以水滑石为前驱体的低温脱硝催化剂的制备方法 | |
| CN104492446B (zh) | 一种用于氨选择性还原氮氧化物的催化剂及制备方法 | |
| CN102658161B (zh) | 一种负载型铁基复合氧化物催化剂及其制备方法 | |
| CN108722477B (zh) | 一种抗碱中毒高效脱硝催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN101773824B (zh) | 一种去除焚烧烟气中NOx的催化剂其制备方法 | |
| WO2021208596A1 (zh) | 一种用于臭氧分解的催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN112742413B (zh) | 一种低温scr脱硝催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN102764645B (zh) | 一种选择性催化还原氮氧化物的催化剂、其制备方法及用途 | |
| CN104014331B (zh) | 介孔二氧化钛球负载的Mn-Ce-W复合氧化物脱硝催化剂的制备方法 | |
| CN107983338B (zh) | 一种提高钙钛矿型复合金属氧化物催化性能的方法 | |
| CN103752323B (zh) | 具有纳米多壁球状尖晶石结构的脱硝催化剂的制备方法 | |
| CN101920213A (zh) | 以金属有机框架物为载体的低温scr脱硝催化剂及其制备方法 | |
| WO2021134957A1 (zh) | 用于催化净化氮氧化物的铈锡基复合氧化物催化剂、制备方法及其应用 | |
| CN107224989B (zh) | 一种酸改性的铈基催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN105797714B (zh) | 一种钬改性的锰钛复合氧化物低温脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN108816239B (zh) | 一种负载型催化剂、其制备方法和用途 | |
| CN106582739A (zh) | 一种杂多酸掺杂氧化铈scr脱硝催化剂及制法和应用 | |
| CN101804344A (zh) | 锰/碳纳米管脱氮催化还原催化剂及制备方法 | |
| CN105013467A (zh) | 一种低温抗SO2的MnxSby/PG型SCR脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN102861565A (zh) | 一种氧化铝负载氧化铈催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN102764657B (zh) | 一种纳米v2o5/活性焦脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN107233895B (zh) | 一种机动车尾气净化用氧化催化剂及其制备方法 | |
| CN102068994B (zh) | 一种催化剂及其制备方法 | |
| CN110918094A (zh) | 卤代挥发性有机物催化燃烧粉末催化剂及制备方法以及蜂窝陶瓷整体式催化剂的制备方法 | |
| CN103263911A (zh) | 具有纳米级有序蜂窝结构的脱硝催化剂的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |