【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及超低溫工業煙氣脫硝用催化劑，具體涉及一種ceo2-mnox超細納米纖維催化劑及其靜電紡絲制備方法與應用。
技術介紹
1、
2、nh3選擇性催化還原法(nh3-scr)是目前高效又經濟實用的脫硝方法，但是與燃煤電廠相比，非電行業的煙氣溫度大多低于250℃，其次，這些工業尾氣的成分復雜，通常含有so2，堿金屬，hg和pd等使催化劑中毒的大量干擾組分，使得目前商用的scr催化劑在真實工況條件下難以穩定運行。為了使nh3-scr技術能夠適用于不同行業的煙氣脫硝，需要對煙氣進行除塵和脫硫的預處理，但經過預處理的煙氣溫度多在150℃以下甚至更低。因此，研究得到在超低溫段(<150℃)具有優異no消除效率且具有一定抗中毒能力的脫硝催化劑具有重要意義。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種ceo2-mnox超細納米纖維催化劑及其靜電紡絲制備方法與應用。本專利技術通過靜電紡絲技術合成ceo2-mnox超細納米纖維催化劑，所得ceo2-mnox超細納米纖維催化劑具有大的比表面積、豐富的活性位點、大量的獨立空腔以及優異的氧化還原性能等優點，應用于工業煙氣脫硝時，不僅有效降低了煙氣脫硝催化劑的工作溫度，減少了額外的能源消耗，即在超低溫段依然具有優異的脫硝活性和較強的抗硫性能，有效避免了高溫高硫煙氣對催化劑的失活作用，延長了催化劑使用壽命，從而降低工業脫硝成本，具有良好的應用前景。
2、為解決現有技術問題，本專利技術所采用的技術方案如
3、一種ceo2-mnox超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，包含如下步驟：
4、步驟1，紡絲前驅體溶液的制備：
5、先將六水硝酸鈰和四水乙酸錳溶于dmf中，充分攪拌后，緩慢加入聚乙烯吡咯烷酮(pvp)，室溫密封攪拌，形成凝膠狀前驅體溶液，其中，所述ce/mn的摩爾比分別是3：7-7：3；所述聚乙烯吡咯烷酮的質量分數為7％-9％；
6、步驟2，靜電紡絲制備納米纖維膜：
7、將凝膠狀前驅體溶液進行靜電紡絲，得到紡絲膜；
8、步驟3，紡絲熱處理：
9、將紡絲膜在真空干燥箱烘干后，高溫焙燒得到ceo2-mnox超細納米纖維催化劑。
10、作為改進的是，步驟1中所述聚乙烯吡咯烷酮為k81-k98，且平均分子量為1300000。
11、作為改進的是，步驟1中所述攪拌的速率為1500-2000rpm，攪拌的時間為8-18h。
12、作為改進的是，步驟2中所述靜電紡絲的工藝參數為：采用聚四氟乙烯管連接醫用注射器和聚四氟乙烯魯爾針頭作為紡絲頭，滾筒接收器轉速為350-420rpm，噴頭到接收器的垂直距離為15-20cm，紡絲電壓為15-20kv，推進速率為0.5-0.6ml/h。
13、作為改進的是，步驟3中所述烘干的溫度為60-80℃，時間為6-12h。
14、作為改進的是，步驟3中所述高溫焙燒在馬弗爐中、空氣氣氛下分段進行，其中，第一段焙燒溫度為200℃，時間為2h，第二段焙燒溫度分別為400-600℃。
15、作為改進的是，步驟3中第一段焙燒的升溫速率為2℃/min，第二段焙燒的升溫速率為5℃/min。
16、上述制備方法制備得到的ceo2-mnox超細納米纖維催化劑，且直徑為300-400nm。
17、上述ceo2-mnox超細納米纖維催化劑在非電行業超低溫煙氣脫硝中的應用，具體步驟為：在75-225℃的超低溫煙氣中，以氨氣為還原劑，將煙氣中no選擇還原為氮氣(n2)，nh3-scr反應催化消除氮氧化物的效率達到95％以上，同時在100℃含so2量40ppm的煙氣下，氮氧化物的轉化效率達到90％。
18、本專利技術結合目前非電行業煙氣脫硝面臨的技術問題，綜合了金屬mn在nh3-scr反應中的獨特性能和金屬ce優異的儲釋氧功能和電子轉移能力，利用靜電紡絲技術合成了ceo2-mnox超細納米纖維，并將其應用在非電行業超低溫脫硝領域中。靜電紡絲制備的ceo2-mnox超細納米纖維脫硝催化劑暴露出更多的活性位點，同時其獨特的納米纖維形貌也有助于提高催化劑的抗硫中毒能力。通過測試表明，本專利技術ceo2-mnox超細納米纖維在75-225℃的溫度區間內進行脫硝反應，no轉化率可95％以上，另外，本專利技術催化劑在100℃也表現出優異的抗硫中毒性能，保證了該催化劑在非電力行業煙氣的nox排放控制上具有很好的應用前景。
19、有益效果：
20、與現有技術相比，本專利技術一種ceo2-mnox超細納米纖維催化劑及其靜電紡絲制備方法與應用，具有如下優勢：
21、1.本專利技術利用靜電紡絲技術制備的ceo2-mnox超細納米纖維，纖維直徑為300-400nm，活性組分分布均勻，結構穩定，為脫硝反應提供了豐富的活性位點。
22、2.本專利技術一種ceo2-mnox超細納米纖維催化劑具有優異的超低溫脫硝活性，通過測試可知，75-225℃的超低溫煙氣中，以氨氣為還原劑，將煙氣中no選擇還原為氮氣，反應催化消除氮氧化物的效率達到95％以上；
23、3.本專利技術一種ceo2-mnox超細納米纖維催化劑具有良好的低溫抗硫中毒能力，在100℃含40ppm的so2煙氣中達到了90％以上的脫硝效率。應用于在工業生產中，有效避免了二氧化硫對催化劑的失活作用，從而延長催化劑使用壽命，降低工業脫銷成本。
24、4.本專利技術制備中采用的鈰錳元素及其他反應原料都具有環境友好性，資源豐富，廉價易得，有效降低了生產成本，具有良好的應用前景。
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1.一種CeO2-MnOx超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，其特征在于，包含如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種CeO2-MnOx超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，其特征在于，步驟1中所述聚乙烯吡咯烷酮為K81-K98，且平均分子量為1300000。
3.根據權利要求1所述的一種CeO2-MnOx超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，其特征在于，步驟1中所述攪拌的速率為1500-2000rpm，攪拌的時間為8-18h。
4.根據權利要求1所述的一種CeO2-MnOx超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，其特征在于，步驟2中所述靜電紡絲的工藝參數為：采用聚四氟乙烯管連接醫用注射器和聚四氟乙烯魯爾針頭作為紡絲頭，滾筒接收器轉速為350-420rpm，噴頭到接收器的垂直距離為15-20cm，紡絲電壓為15-20kV，推進速率為0.5-0.6mL/h。
5.根據權利要求1所述的一種CeO2-MnOx超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，其特征在于，步驟3中所述烘干的溫度為60-80℃，時間為6-12h。
6.根據權利
7.根據權利要求1所述的一種CeO2-MnOx超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，其特征在于，步驟3中第一段焙燒的升溫速率為2℃/min，第二段焙燒的升溫速率為5℃/min。
8.基于權利要求1-7所述的任一種制備方法制備得到的CeO2-MnOx超細納米纖維催化劑，其特征在于，所述CeO2-MnOx超細納米纖維催化劑的直徑為300-400nm。
9.基于權利要求8所述的CeO2-MnOx超細納米纖維催化劑在非電行業超低溫煙氣脫硝中的應用。
10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，具體步驟為：在75-225℃的超低溫煙氣中，以氨氣為還原劑，將煙氣中NO選擇還原為氮氣(N2)，NH3-SCR反應催化消除氮氧化物的效率達到95％以上，同時在100℃含SO2量40ppm的煙氣下，氮氧化物的轉化效率達到90％。
...【技術特征摘要】
1.一種ceo2-mnox超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，其特征在于，包含如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種ceo2-mnox超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，其特征在于，步驟1中所述聚乙烯吡咯烷酮為k81-k98，且平均分子量為1300000。
3.根據權利要求1所述的一種ceo2-mnox超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，其特征在于，步驟1中所述攪拌的速率為1500-2000rpm，攪拌的時間為8-18h。
4.根據權利要求1所述的一種ceo2-mnox超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，其特征在于，步驟2中所述靜電紡絲的工藝參數為：采用聚四氟乙烯管連接醫用注射器和聚四氟乙烯魯爾針頭作為紡絲頭，滾筒接收器轉速為350-420rpm，噴頭到接收器的垂直距離為15-20cm，紡絲電壓為15-20kv，推進速率為0.5-0.6ml/h。
5.根據權利要求1所述的一種ceo2-mnox超細納米纖維催化劑的靜電紡絲制備方法，其特征在于，步驟3中所述烘干的溫度為60-80℃，時間為6-12h。
6.根據...
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