【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種磁性強化脫硝催化劑及其制備方法，屬于工業煙氣凈化領域。
技術介紹
1、隨著工業化進程的推進，nox作為一種主要煙氣污染物的排放量劇增。nox易引發酸雨以及與揮發性有機化合物反應生成光化學煙霧，危害生物呼吸系統。此外，nox是形成地面臭氧的前體物質，對人體健康以及生態系統產生負面影響。因此許多國家和地區制定了嚴格的空氣質量標準，要求減少氮氧化物的排放。特別是隨著生產需求的增加，工業活動成為了nox主要排放源。為了減少這些有害氣體對環境和人類健康的影響，需要使用脫銷催化劑促進nox與還原劑反應并將其轉化為無害的氮氣和水，從而顯著降低污染物排放。這種技術具有高效、穩定和經濟的優勢，因此成為控制nox排放的重要選擇。而這種方法的核心技術是脫銷催化劑的設計與研發，同時隨著日益嚴苛的排放要求使得現有的脫硝催化劑需進行進一步的改進和提升，因此研發更高效、更穩定的脫硝催化劑是解決現有排放政策與實際生產排放問題的重要技術發展方向。
2、現有脫硝催化劑專利中，專利cn201810289079.2通過堿金屬中毒低溫錳基scr脫硝催化劑的制備方法制備的催化劑在低溫、負載一定量鉀鹽或鈉鹽為主要特性的應用環境中具有高效催化還原nox的性能，從而適應高堿金屬含量燃料，達到延長催化劑壽命和提高使用安全性。專利cn202211341584.x公開了一種抗堿金屬中毒低溫錳基scr脫硝催化劑，該方法通過堿金屬中毒低溫錳基scr脫硝催化劑的制備方法制備的催化劑在低溫、負載一定量鉀鹽或鈉鹽為主要特性的應用環境中具有高效催化還原nox的性能，
3、因此脫硝催化劑的設計應首先采用合理手段構筑特殊形貌催化劑，解決活性化組分的負載問題，從而實現復雜煙氣工況下的高效穩定脫除效率，同時該方法的成本也應控制在合理范圍內。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是針對現有工業煙氣脫硝催化劑研究現狀與存在的問題，而提出了一種具有磁性強化脫硝催化劑，本專利技術的另一目的是提供上述催化劑的制備方法。
2、一種磁性強化脫硝催化劑及其制備方法，以ceo2為主活性組分，檸檬酸鈉為形貌調控劑，tio2@fe3o4為載體，mnfe2o4為錨定劑兼助活性組分，通過多重水熱、強酸調控水熱法實現tio2@fe3o4納米球載體的制備、ceo2-mnfe2o4活性組分合成、活性組分與納米球載體的高效組裝。其中，以載體質量為基準，活性組分的質量百分含量為5～25％。
3、上述催化劑中：載體中tio2：fe3o4質量比為(1～10)：1；活性組分中ceo2：mnfe2o4質量比為(1-10)：1；以載體質量為基準，活性組分的質量百分含量為1～15％。
4、上述催化劑中：載體中tio2：fe3o4質量比為(5～10)：1；活性組分中ceo2：mnfe2o4質量比為(2-5)：1；以載體質量為基準，活性組分的質量百分含量為8～15％。
5、一種上述的磁性強化脫硝催化劑的制備方法，該催化劑的制備方法如下：
6、(1)納米fe3o4材料制備
7、鐵鹽加入到去離子水中攪拌均勻，轉移至水熱反應釜中進行第一次水熱反應后過濾干燥得到納米fe3o4；
8、(2)tio2@fe3o4納米球載體制備
9、稱取步驟(2)制得的納米fe3o4與鈦源、檸檬酸鈉加入到去離子水中攪拌均勻，轉移至水熱反應釜中進行第二次水熱后過濾，過濾后的固體物質轉移至馬弗爐中焙燒得到tio2@fe3o4納米球載體；
10、(3)ceo2-mnfe2o4活性組分合成
11、稱取鈰鹽、錳鹽、鐵鹽和氫氧化鈉加入到去離子水中攪拌均勻，轉移至水熱反應釜中第三次水熱后過濾干燥得到ceo2-mnfe2o4活性組分；
12、(4)催化劑成型制備
13、稱取步驟(2)制得的tio2@fe3o4納米球載體、步驟(3)得到的ceo2-mnfe2o4活性組分、濃硫酸加入到去離子水中攪拌均勻，轉移至水熱反應釜中第四次水熱后過濾干燥得到成型催化劑。
14、上述制備方法中：步驟(1)中所述的鐵鹽為七水合硫酸亞鐵和六水合三氯化鐵的組合，七水合硫酸亞鐵：六水合三氯化鐵的質量比為1：(1～5)，第一次水熱反應的溫度為100～120℃，時間為2～3h。
15、上述制備方法中：步驟(2)中所述的鈦源為鈦酸四丁酯，納米fe3o4：鈦酸四丁酯：檸檬酸鈉的質量比為(1～5)：(10～45)：(0.01～1)；
16、步驟(2)中所述的第二次水熱反應的溫度為120～180℃，時間為1～2h；焙燒溫度為500～600℃，焙燒時間為2～4h。
17、上述制備方法中：步驟(3)中所述的鈰鹽為六水合硝酸鈰，錳鹽為四水合硝酸錳，鐵鹽為六水合三氯化鐵，六水合硝酸鈰：四水合硝酸錳：六水合三氯化鐵：氫氧化鈉的質量比為(5～16)：(1～3)：(2～4)：(4～12)；
18、步驟(3)中所述的第三次水熱反應的溫度為120～180℃，時間為2～6h。
19、上述制備方法中：步驟(4)中所述的tio2@fe3o4納米球載體：ceo2-mnfe2o4：濃硫酸：去離子水的質量比為(10～20)：(1～5)：(0.01～1)：(50～90)。
20、上述制備方法中：步驟(4)中所述的第四次水熱溫度為120～150℃，水熱時間為4～6h。
21、本專利技術技術方案中，所述的催化劑在工業煙氣氮氧化物凈化中的應用。
22、本專利技術的催化劑活性測試條件如下：
23、量取20～40目的催化劑1.0ml，倒入內徑為8mm的石英管中，催化劑兩端用石英棉固定后置于程序升溫管式爐中。配氣系統模擬煙氣組分為：no(500ppm)，nh3(500ppm)，so2(100ppm)，o2(11vol.％)，n2為載氣，氣體總流量為500ml/min。催化劑溫度測試區間為200～400℃，每50℃為一個測試溫度點，每個溫度測試點保溫25min后進行活性測試。
24、本專利技術的有益效果：
25、本專利技術所制備的催化劑能夠在中低溫下高效催化還原no，同時催化劑具有優異的抗硫中毒能力及抗活性組分流失能力。具體依據如下：
26、(1)將具有不同價態鐵元素的鐵鹽經一次水熱反應后生成納米fe3o4，納米尺度的fe3o4粒度小，比表面積大，作為優異的“核”載體為后續tio2的負載提供了有利條件；檸檬酸納作為形貌調控劑，將鈦源在高溫水熱條件下轉化為t本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種磁性強化脫硝催化劑，其特征在于，該催化劑以CeO2為主活性組分，檸檬酸鈉為形貌調控劑，TiO2@Fe3O4為載體，MnFe2O4為錨定劑兼助活性組分，通過多重水熱、強酸調控水熱法實現TiO2@Fe3O4納米球載體的制備、CeO2-MnFe2O4活性組分合成、活性組分與納米球載體的高效組裝；其中，以載體質量為基準，活性組分的質量百分含量為5～25％。
2.根據權利要求1所述的磁性強化脫硝催化劑，其特征在于：載體中TiO2：Fe3O4質量比為(1～10)：1；活性組分中CeO2：MnFe2O4質量比為(1-10)：1；以載體質量為基準，活性組分的質量百分含量為1～15％。
3.根據權利要求2所述的磁性強化脫硝催化劑，其特征在于：載體中TiO2：Fe3O4質量比為(5～10)：1；活性組分中CeO2：MnFe2O4質量比為(2-5)：1；以載體質量為基準，活性組分的質量百分含量為8～15％。
4.一種權利要求1所述的磁性強化脫硝催化劑的制備方法，其特征在于：該催化劑的制備方法如下：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步
6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的鈦源為鈦酸四丁酯，納米Fe3O4：鈦酸四丁酯：檸檬酸鈉的質量比為(1～5)：(10～45)：(0.01～1)；
7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中所述的鈰鹽為六水合硝酸鈰，錳鹽為四水合硝酸錳，鐵鹽為六水合三氯化鐵，六水合硝酸鈰：四水合硝酸錳：六水合三氯化鐵：氫氧化鈉的質量比為(5～16)：(1～3)：(2～4)：(4～12)；
8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟(4)中所述的TiO2@Fe3O4納米球載體：CeO2-MnFe2O4：濃硫酸：去離子水的質量比為(10～20)：(1～5)：(0.01～1)：(50～90)。
9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟(4)中所述的第四次水熱溫度為120～150℃，水熱時間為4～6h。
10.權利要求1所述的催化劑在工業煙氣氮氧化物凈化中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種磁性強化脫硝催化劑，其特征在于，該催化劑以ceo2為主活性組分，檸檬酸鈉為形貌調控劑，tio2@fe3o4為載體，mnfe2o4為錨定劑兼助活性組分，通過多重水熱、強酸調控水熱法實現tio2@fe3o4納米球載體的制備、ceo2-mnfe2o4活性組分合成、活性組分與納米球載體的高效組裝；其中，以載體質量為基準，活性組分的質量百分含量為5～25％。
2.根據權利要求1所述的磁性強化脫硝催化劑，其特征在于：載體中tio2：fe3o4質量比為(1～10)：1；活性組分中ceo2：mnfe2o4質量比為(1-10)：1；以載體質量為基準，活性組分的質量百分含量為1～15％。
3.根據權利要求2所述的磁性強化脫硝催化劑，其特征在于：載體中tio2：fe3o4質量比為(5～10)：1；活性組分中ceo2：mnfe2o4質量比為(2-5)：1；以載體質量為基準，活性組分的質量百分含量為8～15％。
4.一種權利要求1所述的磁性強化脫硝催化劑的制備方法，其特征在于：該催化劑的制備方法如下：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的鐵鹽為七水...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐海濤，徐慕濤，金奇杰，陳利國，程鑫琣，施雪婷，宋靜，戰志博，周長城，李明波，楊建，馮俊杰，
申請(專利權)人：南京工業大學，
類型：發明
國別省市：
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