阅读说明：本技术 一种中低温光耦合选择性催化还原（scr）脱硝催化剂及其制备方法 (Medium-low temperature optical coupling Selective Catalytic Reduction (SCR) denitration catalyst and preparation method thereof ) 是由 汪澜 盛斌 卢蓓 盛树堂 李冰冰 孙花英 于 2020-12-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及水泥工业中大气污染物减排技术领域,尤其涉及一种中低温光耦合选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂,包括载体和负载在载体上的活性成分；载体为非金属矿物；负载在载体上的活性成分为类钙钛矿结构的过渡-稀土双金属氧化物。本发明中的脱硝催化剂催化效率高,并且在低温条件下具有良好的活性及选择性。(The invention relates to the technical field of emission reduction of atmospheric pollutants in the cement industry, in particular to a medium-low temperature photo-coupled Selective Catalytic Reduction (SCR) denitration catalyst, which comprises a carrier and active ingredients loaded on the carrier; the carrier is a non-metallic mineral; the active component loaded on the carrier is transition-rare earth bimetallic oxide with a perovskite-like structure. The denitration catalyst has high catalytic efficiency and good activity and selectivity under the low-temperature condition.)

一种中低温光耦合选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂及其制 备方法

技术领域

本发明涉及水泥工业中大气污染物减排技术领域，尤其涉及一种中低温光耦合选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物作为大气的主要污染物之一，对人类的身体健康和生活环境造成了极大的危害，如呼吸道疾病、酸雨、光化学烟雾和PM2.5等，因此，氮氧化物的污染防治变得尤为迫切。传统脱硝的方法主要是非选择性催化还原法(SNCR)和选择性催化还原法(SCR)两类。SNCR往往需要较高的成本，且存在二次污染。SCR主要利用钒钛催化剂，以氨气、尿素等作为还原剂将氮氧化物分解为无害的氮气，但存在低温活性较低，且能耗较大，工作温度(300～400℃)要求相对较高，高温范围内易生成N₂O致使N₂选择性降低，且易生成一些副产物等诸多缺点。因此，开发中低温高效的催化剂和新方法具有重要意义。

光催化技术是利用太阳光能催化降解污染物质的新型的、具有应用潜力的脱硝技术，具有反应条件温和、能耗低、二次污染少等优点；可分为3种：光氧化脱硝、光分解脱硝、光耦合选择性催化还原脱硝。光氧化脱硝在催化剂表面易形成硝酸盐，当累积到一定浓度易对催化剂造成侵蚀，使催化剂活性降低，需要水的洗净和再生。光还原直接分解氮氧化物是其中可行的方案，但对氮氧化物的转化率较低，且易生成N₂O、NO₂等副产物。光耦合选择性催化还原脱硝在低温反应区间(甚至室温)有着高氮氧化物转化率。利用TiO₂或染料改性TiO₂进行了一系列光耦合脱硝的研究，但是TiO₂的禁带宽度较宽(3.2eV),仅对能量较高的紫外光有响应，而对太阳能中占绝大部分的可见光几乎无响应，从而制约了光耦合SCR的应用前景。

钙钛矿具有结构和组成多样性、氧化态和缺陷可变性、物理和化学性质丰富性等特点，部分具有较窄的带隙和良好的可见光响应。理想的ABO₃型钙钛矿结构为立方结构，结构中A位和B位阳离子具有较高的容忍度，可被其他多种金属阳离子取代，从而产生特殊的物理和化学性能。但由于其较大的颗粒尺寸使其易于团聚，限制了它的应用。为了解决上述问题，自然界的矿物材料受到广泛关注。

中国发明专利CN 105642299 A“一种镍掺杂的铁酸镧/粘土纳米结构复合材料及其制备方法和应用”，将硝酸镧、硝酸镍、硝酸铁、柠檬酸、粘土加入到去离子水中搅拌，然后转移到水浴锅中蒸发得到湿凝胶，干燥、煅烧，烘干研磨即可。采用该复合材料作为催化剂进行光催化脱硝，与传统的SCR脱硝相比，NH₃的用量减少，低温下对NO的转化效率有一定提高。

因此，进一步开发环境友好的中低温型SCR反应催化剂，并解决光催化脱硝的技术难题，对我国的水泥工业，乃至其他工业行业(含电力行业和非电行业)的NO_x减排具有重要的意义。