一种可提高氧化铁催化剂抗硫性能的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可提高氧化铁催化剂抗硫性能催化剂及其制备方法，属于化工催化技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种可提高氧化铁催化剂抗硫性能的催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种可提高氧化铁催化剂抗硫性能的催化剂及其制备方法，属于化工催化

。

技术介绍

[0002]近年来，我国的钢铁行业以去产能推动绿色发展的转型升级，氮氧化物
(NO
x
)
被认为是主要污染物之一
。
目前，国内的脱硝技术包括选择性催化还原
(SCR)、
选择性非催化还原
(SNCR)、
非选择性催化还原
(NSCR)、
生物脱硝法等
。SCR
催化还原反应可以在中低温条件下通过催化剂将
NO
x
还原生成
N2和
H2O。SCR
催化剂在工业上以钒钛钨催化剂为首，其活性可达
90
％以上
。
但由于其活性温度范围较窄，使用时会伴随着大量粉尘
、
微量元素和
SO2等多种使烟气管道堵塞或腐蚀的物质，这些会使催化剂失活或缩短其寿命
。
经过处理后，烟气温度降到
150℃
以下，又需额外补充热能使烟气升温以满足脱硝需要
。
催化剂的费用占整个
SCR
工艺成本的
40
％，且周期性更换时间为三年，使用成本巨大
。
此外，失活含矾催化剂属于危废物，难以进行无害化处理与再利用，这些因素都限制了
SCR
技术的大规模应用
。
其次，高温会导致
TiO2的烧结和锐钛矿相转变为不活跃的金红石相，同时导致
V
和
W
的偏析甚至挥发，对环境进行污染
。
[0003]铁基催化剂为铁的氧化物具有储量丰富
、
价格低廉
、
无污染
、
废弃物易处理等优点，一直被探索用于
NH3‑
SCR
反应中
。
铁基催化剂以
α
‑
Fe2O3和
γ
‑
Fe2O3为主要研究对象，其尺寸
、
形貌
、
晶型等显著影响催化剂的活性和抗硫性能
。
已有大量文献表明，在中低温时
α
‑
Fe2O3的活性一般低于
γ
‑
Fe2O3，当温度高于
300℃
时，
γ
‑
Fe2O3会向
α
‑
Fe2O3晶型转换，导致其催化活性下降
。
[0004]因此，本领域亟需一种高效环保的脱硝催化剂
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的所要解决的问题是：现有技术中氧化铁基催化剂应用于
NH3‑
SCR
反应中的活性温度窗口相对较高，活性温度区间窄，烟气中的二氧化硫对催化剂的影响较大的问题
。
[0006]为达到解决上述问题的目的，本专利技术所采取的技术方案是一种可提高氧化铁催化剂抗硫性能催化剂及其制备方法
。
[0007]本专利技术的第一方面，提供了一种可提高氧化铁催化剂抗硫性能的催化剂，分子式为
R
x
FeO
y
，其中，
R
为掺杂的稀土元素，
x
＝
0.0075
～
0.06
，
[0008]本专利技术的第二方面，提供了上述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：将铁盐
、
亚铁盐和所述的稀土盐完全溶于去离子水中，在加热条件下进行搅拌混合，得到含有铁元素和稀土元素的混合溶液；
[0010]步骤2：向步骤1得到的溶液中加入氨水，继续加热搅拌反应生成沉淀，所得沉淀离
[0031]一种掺杂镨氧化铁催化剂抗硫性能材料的制备方法，具体步骤为：
[0032](1)
称取
2.703g
六水氯化铁，
0.994g
四水氯化亚铁
(n(Fe
3+
):n(Fe
2+
)
＝
2:1
，溶液中
Fe
为
15mmol)
，
0.1305g
六水硝酸镨，即
n(Pr)
：
n(Fe)
＝
0.02
，溶于
150mL
去离子水中
。
磁力搅拌
30min
，直至全部溶解；将溶液转移至圆底烧瓶，并接好搅拌装置，水浴加热升温至
50℃
并保持
10min。
然后再向溶液中缓慢滴入
20mL
氨水
(
国药试剂，质量浓度为
25
～
28
％
)
，继续保持
50℃
水浴搅拌
45min。
停止搅拌后，所得沉淀离心洗涤，于鼓风干燥箱中
80℃
干燥
12h
；
[0033](2)
得到的产物置于管式炉中，在空气氛围下进行热处理，处理温度为
450℃
，保温时间为
3h
，得到掺杂镨的氧化铁催化剂Ⅱ,
分子式为
Pr
0.02
FeO
1.36
。
[0034]实施例3[0035]一种掺杂镨氧化铁催化剂抗硫性能材料的制备方法，具体步骤为：
[0036](1)
称取
2.703g
六水氯化铁，
0.994g
四水氯化亚铁
(n(Fe
3+
):n(Fe
2+
)
＝
2:1
，溶液中
Fe
为
15mmol)
，
0.1957g
六水硝酸镨，即
n(Pr)
：
n(Fe)
＝
0.03
，溶于
150mL
去离子水中
。
磁力搅拌
30min
，直至全部溶解；将溶液转移至圆底烧瓶，并接好搅拌装置，水浴加热升温至
50℃
并保持
10min。
然后再向溶液中缓慢滴入
20mL
氨水
(
国药试剂，质量浓度为
25
～
28
％
)
，继续保持
50℃
水浴搅拌
45min。
停止搅拌后，所得沉淀离心洗涤，于鼓风干燥箱中
80℃
干燥
12h
；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可提高氧化铁催化剂抗硫性能的催化剂，其特征在于，分子式为
R
x
FeO
y
，其中，
R
为掺杂的稀土元素，
x
＝
0.0075
～
0.06
，
2.
一种如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将铁盐
、
亚铁盐和所述的稀土盐完全溶于去离子水中，在加热条件下进行搅拌混合，得到含有铁元素和稀土元素的混合溶液；步骤2：向步骤1得到的溶液中加入氨水，继续加热搅拌反应生成沉淀，所得沉淀离心洗涤或过滤洗涤后烘干，得到烘干产物；步骤3：将步骤2得到的烘干产物进行热处理，得到所述的可提高氧化铁催化剂抗硫性能的催化剂
。3.
如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中的铁盐为六水氯化铁，亚铁盐为四水氯化亚铁，稀土盐为六水硝酸镨
、
六水硝酸镝
、
六水硝酸钕
。4.
如权利要求2所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤雯珺，张娴，金双玲，汤佳杰，甘梦茹，王钰恒，张立，邵斯阳，王晓瑞，张睿，金鸣林，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：