技术摘要:
本发明提供一种改性羟基磷灰石脱硝催化剂及其制备方法,该改性羟基磷灰石脱硝催化剂的化学结构式分别为Ca(10‑x)Mx(PO4)6(OH)2 (1),Ca(10‑x)Mx(PO4)6(OH)2 (2),MOx‑Ca10(PO4)6(OH)2 (3),M为活性金属元素;上述化学结构式(1)、(2)、(3)分别通过共沉淀法、水热合成 全部
背景技术:
氮氧化物是导致酸雨、二次微细颗粒污染及光化学烟雾的主要原因,随着现代环 保意识的增强以及相关政策法规的完善,对烟气中氮氧化物的脱除与减排具有更为严格的 要求。目前应用较为广泛的烟气脱硝技术是以钒钛系为主要催化剂的NH3-SCR技术,但该技 术存在着操作温度窗口高(通常大于350℃),烟气中的SO2易导致催化剂中毒等现象;而且, 该技术所使用的催化剂中钒本身就具有毒性,在制备及使用过程中具有危害人体健康的风 险。因此开发出一种活性温度窗口宽,脱硝效率高,成本较低且环境友好的脱硝催化剂十分 必要。 羟基磷灰石简称HAP,结晶化学式为Ca10(PO4)6(OH)2,晶体为六方晶系,结构为六角 柱形。羟基磷灰石是一种典型的生物活性材料,其独特的化学组成和晶体结构,使其具有优 异的理化性能,它的离子交换性能使其在工业废水治理、废气治理等方面也得到广泛应用。 当前,有研究者利用羟基磷灰石作为载体进行脱硝实验,但只处于初步研究阶段。 如T.Hassib等通过共沉淀法制备了HAP载体,然后以Cu(NO3)2为前驱体, 采用离子交换法制 备了Cu/HAP催化剂,在很宽的活性窗口(100~500℃)具有较好的NH3-SCR(NH3选择性催化还 原)活性,325℃NO转化率最高达到80%,结果表明,高度分散的CuO是活性位点,NO的选择性 也很高,但超过300℃时 N2O含量增加。在有2.5%(体积分数)水蒸气存在时,NO转化率明显 下降。 KP.Anil等将Ag负载在HAP载体上,进行了C3H6-SCR脱硝实验。结果表明,在250~500 ℃窗口内,Ag/HAP(Ag质量分数为1.5%)具有最高的催化活性, NO转化率达到70%,N2的选 择性达到60%。但未考察SO2、H2O对催化活性的影响。A.Ono等通过溶胶-凝胶法制备了磷灰 石类氧化物型 [La8A2Si6O26(A=Ca、Sr、Ba)]载体,并用浸渍法负载了质量分数为1%的Pt催 化剂(Pt/La8A2Si6O26)。当用丙烯做还原剂、反应温度低于300℃、A=Ca、Sr、Ba 时,NO的转化 率分别为37%、41%、50%。 上述现有的公开文献中,最终所制得的催化剂仍存在脱硝效率低下的主要缺陷, 无法与现在主流所使用的钒钛系为主要催化剂的NH3-SCR技术相比较。
技术实现要素:
本发明为了解决上述