一种二氧化钛基催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种二氧化钛基催化剂及其制备方法和应用，该制备方法包括：将硫酸氧钛、五氯化铌、尿素、十二烷基苯磺酸钠与水混合，然后反应，反应结束冷却后，将沉淀经过离心、洗涤、干燥和煅烧，得到钛铌二元氧化物载体；将钛铌二元氧化物载体与硝酸铜水溶液混合，然后超声、搅拌、干燥，之后煅烧，得到二氧化钛基催化剂。本发明制备方法，制备简单，易于操作和实施。本发明制备的二氧化钛基催化剂可应用于氨气选择性催化还原氮氧化物，该催化剂具有高的氮氧化物还原能力和氮气选择性、反应活性窗口宽，同时具有高的抗二氧化硫中毒性能和水热稳定性，并具有经济性、环境友好、易于工业化的优点。

权利要求

1.一种二氧化钛基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将硫酸氧钛、五氯化铌、尿素、十二烷基苯磺酸钠与水混合，然后反应，反应结束冷却后，将沉淀经过离心、洗涤、干燥和煅烧，得到钛铌二元氧化物载体；

2)将钛铌二元氧化物载体与硝酸铜水溶液混合，然后超声、搅拌、干燥，之后煅烧，得到二氧化钛基催化剂。

2.根据权利要求1所述的二氧化钛基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的硫酸氧钛和五氯化铌的摩尔比为1～4：1；

所述的五氯化铌、尿素、十二烷基苯磺酸钠的摩尔比为1：10～20：0.01～0.1。

3.根据权利要求1所述的二氧化钛基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的反应的条件为：在80-100℃反应1～5小时。

4.根据权利要求1所述的二氧化钛基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的洗涤为：先用超纯水洗涤3-5次，再用无水乙醇洗涤1-2次；

所述的干燥为：在70-90℃条件下烘干10-12h。

5.根据权利要求1所述的二氧化钛基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的煅烧的条件为：将沉淀在300-400℃空气氛围中煅烧0.5h～2h，随后在550-600℃空气氛围中煅烧2h～4h。

6.根据权利要求1所述的二氧化钛基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的超声的时间为20-40分钟，所述的搅拌采用磁石搅拌4-8小时，所述的干燥为：在70-90℃条件下烘干10-12h。

7.根据权利要求1所述的二氧化钛基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的煅烧的条件为：450-600℃空气氛围中煅烧3h-4h。

8.根据权利要求1所述的二氧化钛基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的硝酸铜水溶液中的硝酸铜与钛铌二元氧化物载体的质量比为0.03～0.7：5。

9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法制备的二氧化钛基催化剂。

10.根据权利要求9所述的制备方法制备的二氧化钛基催化剂在氨气选择性催化还原氮氧化物中的应用。

说明书

一种二氧化钛基催化剂及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及二氧化钛基催化剂技术领域，具体涉及一种二氧化钛基催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 煤炭作为我国最主要的一次能源，被广泛应用于电力和热力生产过程中。然而，煤炭、石油等化石燃料的燃烧会产生大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)以及细小颗粒物等污染环境的物质。其中，NOx排放到空气中会造成酸雨、光化学烟雾、近地面臭氧层浓度增加等系列环境问题。同时，NOx也是导致近年来日趋严重的雾霾现象的污染物之一。越来越严重的环境污染阻碍我国经济发展的同时对国民健康造成威胁。我国“十三五”规划倡导绿色理念为发展基调，明确指出，到2020年，氮氧化物排放量较2015年减少15％。因此，NOx的排放控制刻不容缓。

[0003] 目前，NOx的脱除和控制技术得到了大量的研究，主要包括：选择性催化还原法、选择性非催化还原法、微生物法、吸附法、吸收法、等离子体法等。氨气选择性催化还原氮氧化物法(NH3-SCR)由于脱硝效率高、二次污染小、技术成熟，在工业中得到广泛应用。该方法利用氨气作为还原剂，氧气参与反应，将烟气中的氮氧化物在催化剂的作用下选择性催化还原为氮气。其中，催化剂是NH3-SCR法中的关键因素，直接影响烟气的脱硝效果。SCR催化剂可以分为钒系催化剂、金属氧化物催化剂、贵金属催化剂、分子筛催化剂等。钒系催化剂中的钒钨钛(钒钼钛)催化剂是最为成熟的商业脱硝催化剂，被普遍应用于燃煤火电厂、工业炉窖等固定源烟气脱硝处理过程中。含钒催化剂催化活性和氮气选择性高、抗硫中毒性能好。但是，活性组分元素钒在高温条件下易于挥发，降低催化剂活性的同时对环境和人体有毒害作用。

[0004] 另外，贵金属催化剂由于具有较好的低温活性，早在20世纪70年代受到多数研究人员的关注，该类催化剂的主要活性成分为Pt、Pd、Rh等贵金属。但是，催化剂的成本昂贵，易于受到烟气中其他成分的影响而中毒，限制了进一步的工业应用。同时，具有SCR活性的分子筛催化剂主要有ZSM系列、SSZ系列、X型和Y型，通过离子交换在上面负载Fe、Mn、Cu、Co、Ce等活性组分。然而，分子筛催化剂在高温水热条件下容易发生脱铝现象，分子筛骨架坍塌，导致催化剂活性迅速下降。

[0005] 因此，开发氮氧化物脱除效率高，氮气选择性好，高活性窗口宽，抗水、抗硫性能优异、抗碱金属中毒能力强、环境友好而又经济可取的新型催化剂，对控制氮氧化物排放、改善大气环境具有重要的现实意义。

发明内容

[0006] 本发明提供了一种二氧化钛基催化剂及其制备方法和应用，该二氧化钛基催化剂用于氨气选择性催化还原氮氧化物，具有高效、抗水热稳定性和抗二氧化硫中毒性能良好且环境友好等特点。

[0007] 这种二氧化钛基催化剂，主要由Cu、Nb、Ti、O四种元素组成，共沉淀法合成TiO2-Nb2O5催化剂载体，浸渍法制备CuO/TiO2-Nb2O5催化剂。

[0008] 本发明所述的二氧化钛基催化剂，以共沉淀法制备的TiO2-Nb2O5复合氧化物作为载体，通过浸渍法在载体上面负载氧化铜。Nb2O5的掺杂能够有效提高TiO2的比表面积和表面酸性位，促进载体与活性组分之间的相互作用力，CuO增强了载体的氧化还原性能。将该二氧化钛基催化剂应用于氨气选择性催化还原氮氧化物，突破了传统钒系SCR催化剂钒流失对环境和人体造成危害的缺陷。

[0009] 一种二氧化钛基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0010] 第一步，合成载体：

[0011] 1)将硫酸氧钛、五氯化铌、尿素、十二烷基苯磺酸钠与水混合，然后反应，反应结束冷却后，将沉淀经过离心、洗涤、干燥和煅烧，得到钛铌二元氧化物载体；

[0012] 第二步，负载氧化铜：

[0013] 2)将钛铌二元氧化物载体与硝酸铜水溶液混合，然后超声、搅拌、干燥，之后煅烧，得到二氧化钛基催化剂。

[0014] 步骤1)中，将硫酸氧钛、五氯化铌、尿素、十二烷基苯磺酸钠与水混合，具体包括：

[0015] 将十二烷基苯磺酸钠、硫酸氧钛、五氯化铌与部分量的水混合，得到混合溶液，然后将尿素与余量的水混合，形成尿素水溶液，之后将尿素水溶液滴加到混合溶液中。

[0016] 所述的硫酸氧钛和五氯化铌的摩尔比为1～4：1，进一步优选为1～3.5:1。

[0017] 所述的五氯化铌、尿素、十二烷基苯磺酸钠的摩尔比为1：10～20：0.01～0.1，进一步优选为1：14～16：0.03～0.07。

[0018] 所述的反应的条件为：在80-100℃反应1～5小时，进一步优选，在85-100℃反应3小时。

[0019] 所述的洗涤为：先用超纯水洗涤3-5次，再用无水乙醇洗涤1-2次。

[0020] 所述的干燥为：在70-90℃条件下烘干10-12h。

[0021] 所述的煅烧的条件为：将沉淀在300-400℃空气氛围中煅烧0.5h～2h，550-600℃空气氛围中煅烧2h～4h。

[0022] 步骤2)中，所述的超声的时间为20-40分钟，所述的搅拌采用磁石搅拌4-8小时，所述的干燥为：在70-90℃条件下烘干10-12h。

[0023] 所述的煅烧的条件为：450-600℃空气氛围中煅烧3h-4h。

[0024] 所述的硝酸铜水溶液中的硝酸铜与钛铌二元氧化物载体的质量比为0.03～0.70：5，进一步优选为0.06～0.6：5。

[0025] 所述的负载氧化铜的质量占催化剂总质量的0.45％-5％。

[0026] 二氧化钛基催化剂，以铌元素作为改性元素，制备改性二氧化钛载体，然后负载活性组分氧化铜，其活性组分主要是Cu、Nb、Ti的氧化物。

[0027] 所述的二氧化钛基催化剂在氨气选择性催化还原氮氧化物中的应用。

[0028] 所述的应用，包括如下步骤：

[0029] 将反应气(500ppmNOx，500ppmNH3和5％O2)和载气N2，通入装有二氧化钛基催化剂的固定床反应器中，选择性催化还原气体中的氮氧化物。

[0030] 所述的反应气的气体总流量为500ml/min，空速为177,000h-1。

[0031] 所述的反应气和载气N2的气体温度为175-475℃。

[0032] 本发明中，CuO/TiO2-Nb2O5可作为催化剂，用于氨气选择性催化还原氮氧化物。

[0033] 所述的气体为发电厂、工业炉窖等所产生的含有氮氧化物的烟气，也可以为柴油机动车排放的含有氮氧化物的尾气。所述的烟气或者尾气中的氮氧化物的体积浓度为0～1000ppm(V/V)，氧气的体积浓度为1～10％(V/V)。

[0034] 由于锅炉烟气和发动机尾气带有大量燃烧过程中释放的热量，气体的温度对催化剂活性有显著地影响。因此，所述的气体的温度优选为175-450℃。

[0035] 所述的CuO/TiO2-Nb2O5作为催化剂选择性催化还原氮氧化物的方法，包括如下步骤：

[0036] 将混合模拟气体通过装有CuO/TiO2-Nb2O5的催化剂床层，同时将还原剂氨气通入到模拟气中，氨气与氮氧化物的体积比为1:1，在催化剂的作用下，氨气选择性催化还原氮氧化物为氮气。

[0037] CuO/TiO2-Nb2O5作为催化剂使用时，可以制成多孔颗粒状或者蜂窝状，以增大气固传质效率，催化剂的用量根据实际工况需要进行选择。

[0038] 与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0039] 对传统二氧化钛催化剂载体进行改性，氧化铌的掺杂有效增大了二氧化钛的比表面积、表面酸性位，促进了氧化铜的均匀分散。同时，氧化铌的加入增强了负载的氧化铜与载体间的相互作用力，提高了催化剂的表面氧空穴。氧化铜则提升了催化剂的氧化还原性能，铜铌两种元素表现出了协同催化作用。CuO/TiO2-Nb2O5催化剂克服了传统含钒催化剂对环境和人体产生危害的影响。与贵金属催化剂相比，CuO/TiO2-Nb2O5催化剂的生产成本廉价。同时，CuO/TiO2-Nb2O5的催化剂具有良好地抗水热稳定性和抗二氧化硫中毒能力。因此，具有广阔的应用前景。

[0040] 本发明二氧化钛基催化剂的制备方法，制备简单，易于操作和实施。本发明二氧化钛基催化剂可应用于氨气选择性催化还原氮氧化物，该催化剂具有高的氮氧化物还原能力和氮气选择性、反应活性窗口宽，同时具有高的抗二氧化硫中毒性能和水热稳定性。采用本发明制备的二氧化钛基催化剂处理烟气、废气中的氮氧化物能够有效克服传统含钒SCR催化剂易于对环境造成二次污染以及对人体有毒害作用的缺陷，具有经济性、环境友好、易于工业化的优点。

附图说明

[0041] 图1为本发明实施例1中载体对氮氧化物的氨气选择性催化还原(NOx转化率)的效果图；

[0042] 图2为本发明实施例1中载体对氮氧化物的氨气选择性催化还原(N2转化率)的效果图；

[0043] 图3为本发明实施例1二氧化钛基催化剂对氮氧化物的氨气选择性催化还原(NOx转化率)的效果图；

[0044] 图4为本发明实施例1二氧化钛基催化剂对氮氧化物的氨气选择性催化还原(N2转化率)的效果图；

[0045] 图5为不同H2O含量对本发明实施例1二氧化钛基催化剂选择性催化还原氮氧化物(NOx转化率)的影响图；

[0046] 图6为不同H2O含量对本发明实施例1二氧化钛基催化剂选择性催化还原氮氧化物(N2转化率)的影响图；

[0047] 图7为不同SO2浓度对本发明实施例1二氧化钛基催化剂选择性催化还原氮氧化物(NOx转化率)的影响图；

[0048] 图8为不同SO2浓度对本发明实施例1二氧化钛基催化剂选择性催化还原氮氧化物(N2转化率)的影响图。

具体实施方式

[0049] 以下结合实施例对本发明进行更详细的说明，所选的特定例子仅作为举例说明，并不对本发明的整个范围作任何限制。

[0050] 由于气体(以工业烟气为例)本身所带的热量会改变催化剂床层的温度，并且实际工业应用中烟气量比较大，方法运行稳定后可以认为催化剂床层温度与烟气温度相等。所以，以下实施例中通过加热炉控制催化剂床层的温度，进而反映测试气体的温度。

[0051] 实施例1：CuO/TiO2-Nb2O5催化剂的制备

[0052] 称取0.17g十二烷基苯磺酸钠溶于100mL超纯水中，然后，在混合溶液中加入1.72g TiOSO4·x H2SO4·x H2O(硫酸氧钛，分子量为159.95)，搅拌混合。称取2.70g NbCl5(分子量为270.17)，加入到50mL超纯水中。将两种溶液进行混合并搅拌30min。称取9.01g尿素，溶于100mL超纯水，制备尿素水溶液。将尿素水溶液滴加到上述混合液中进行搅拌，并升温至85℃，反应3h。反应结束后，将混合液在室温25℃条件下冷却至常温，倒掉上清液，将浊液进行离心，得到白色沉淀物。用超纯水洗白色沉淀物4次，AgNO3溶液和BaCl4溶液检测洗涤液无Cl-和SO42-后，用无水乙醇洗白色沉淀2次。最后将白色沉淀于80℃烘干11h。最后将干燥后的白色沉淀物置于石英管式炉中，通入空气，管式炉以一定的升温速率从室温升温至325℃，在该温度下煅烧1h。随后，管式炉继续以一定的升温速率升温至580℃，在该温度下煅烧
3h，得到TiO2-Nb2O5催化剂载体。

[0053] 称取0.102g Cu(NO3)2·3H2O，滴加适量超纯水使其溶解，制备成Cu(NO3)2溶液。称取5g TiO2-Nb2O5载体，将载体等体积浸渍在Cu(NO3)2溶液中，超声30min，随后磁石搅拌6h。然后，将混合物于80℃烘干11h。最后，将干燥后的固体置于石英管式炉中，通入空气，管式炉以一定的升温速率从室温升温至490℃，在该温度下煅烧3.5h，得到CuO/TiO2-Nb2O5催化剂。

[0054] 实施例2：CuO/TiO2-Nb2O5催化剂的制备

[0055] 称取0.17g十二烷基苯磺酸钠溶于100mL超纯水中，然后，在混合溶液中加入1.72g TiOSO4·x H2SO4·x H2O(硫酸氧钛，分子量为159.95)，搅拌混合。称取2.70g NbCl5(分子量为270.17)，加入到50mL超纯水中。将两种溶液进行混合并搅拌30min。称取9.01g尿素，溶于100mL超纯水，制备尿素水溶液。将尿素溶液滴加到上述混合液中进行搅拌，并升温至80℃，反应3h。反应结束后，将混合液在室温25℃条件下冷却至常温，倒掉上清液，将浊液进行离-
心，得到白色沉淀物。用超纯水洗白色沉淀物3次，AgNO3溶液和BaCl4溶液检测洗涤液无Cl和SO42-后，用无水乙醇洗白色沉淀1次。最后将白色沉淀于70℃烘干10h左右。最后将干燥后的白色沉淀物置于石英管式炉中，通入空气，管式炉以一定的升温速率从室温升温至300℃，在该温度下煅烧1h。随后，管式炉继续以一定的升温速率升温至550℃，在该温度下煅烧
3h，得到TiO2-Nb2O5催化剂载体。

[0056] 称取0.331g Cu(NO3)2·3H2O，滴加适量超纯水使其溶解，制备成Cu(NO3)2溶液。称取5g TiO2-Nb2O5载体，将载体等体积浸渍在Cu(NO3)2溶液中，超声40min，随后磁石搅拌8h。然后，将混合物于90℃烘干12h左右。最后，将干燥后的固体置于石英管式炉中，通入空气，管式炉以一定的升温速率从室温升温至600℃，在该温度下煅烧4h，得到CuO/TiO2-Nb2O5催化剂。

[0057] 实施例3：CuO/TiO2-Nb2O5催化剂的制备

[0058] 称取0.17g十二烷基苯磺酸钠溶于100mL超纯水中，然后，在混合溶液中加入1.72g TiOSO4·x H2SO4·x H2O(硫酸氧钛，分子量为159.95)，搅拌混合。称取2.70g NbCl5(分子量为270.17)，加入到50mL超纯水中。将两种溶液进行混合并搅拌30min。称取9.01g尿素，溶于100mL超纯水，制备尿素水溶液。将尿素溶液滴加到上述混合液中进行搅拌，并升温至100℃，反应3h。反应结束后，将混合液在室温25℃条件下冷却至常温，倒掉上清液，将浊液进行离心，得到白色沉淀物。用超纯水洗白色沉淀物5次，AgNO3溶液和BaCl4溶液检测洗涤液无Cl-和SO42-后，用无水乙醇洗白色沉淀2次。最后将白色沉淀于90℃烘干12h左右。最后将干燥后的白色沉淀物置于石英管式炉中，通入空气，管式炉以一定的升温速率从室温升温至
400℃，在该温度下煅烧1h。随后，管式炉继续以一定的升温速率升温至600℃，在该温度下煅烧3h，得到TiO2-Nb2O5催化剂载体。

[0059] 称取0.076g Cu(NO3)2·3H2O，滴加适量超纯水使其溶解，制备成Cu(NO3)2溶液。称取5g TiO2-Nb2O5载体，将载体等体积浸渍在Cu(NO3)2溶液中，超声20min，随后磁石搅拌4h。然后，将混合物于70℃烘干10h。最后，将干燥后的固体置于石英管式炉中，通入空气，管式炉以一定的升温速率从室温升温至500℃，在该温度下煅烧3h，得到CuO/TiO2-Nb2O5催化剂。

[0060] 实施例4：催化剂活性测试

[0061] 依照实施例1本发明中的制备方法，改变原料用量，其他实验步骤保持不变，分别制备TiO2、NbOx、TiNbOx、Ti2NbOx、Ti3NbOx、Ti4NbOx催化剂载体。将制备的几种载体按照如下方法进行氨气选择性催化还原氮氧化物活性测试。

[0062] 依照实施例1本发明中的制备方法，改变Cu(NO3)2·3H2O的用量，其他实验步骤保持不变，分别制备CuO/TiO2、0.5％CuO/TiO2-Nb2O5-4％CuO/TiO2-Nb2O5催化剂。将制备的几种催化剂按照如下方法进行氨气选择性催化还原氮氧化物活性测试。

[0063] 将筛分成40-60目的载体或者催化剂置于石英管(D＝0.6cm)固定床反应器中，常压(101KPa)，载体和催化剂的用量均为0.12g，催化剂床层保持0.6cm高度，测试空速为177,000h-1。测试的模拟混合气体组成为500ppm NO、500ppm NH3、5％V/VO2，N2做载气，气体总流量为500mL/min。反应温度为175-475℃，一定的升温速率，升温间隔为25℃，每个测试温度点恒温30min，以保证催化反应达到平衡状态。每个样品在测试前，首先通入50mL/min O2和
450mL/min N2，反应器从30℃以一定的升温速率从室温升温至500℃，并在500℃温度下维持30min，对催化剂进行预处理。预处理结束后，降温至175℃，通入模拟混合气，稳定后开始NH3-SCR反应。进出口模拟混合气中各种气体的浓度值由配有气体池的傅里叶红外光谱仪测定。Ti-Nb二元氧化物载体对氮氧化物的选择性催化还原能力如图1、图2所示，Cu/Ti-Nb三元氧化物催化剂对氮氧化物的选择性催化还原能力如图3、图4所示。

[0064] 从图1、图2可以看出，氧化铌的掺杂能够有效提高二氧化钛在350-475℃区间的反应活性，氮氧化物最大转化率可达98％。TiO2-Nb2O5二元氧化物载体展现出了优于TiO2和Nb2O5的氮氧化物转化率和氮气选择性，400-475℃反应区间，氮氧化物转化率维持在96％以上，250-475℃反应区间，氮气选择性维持在97％以上。通过图示可以说明本发明的TiO2-NbOx复合氧化物载体能够增强传统TiO2的NH3选择性催化还原NOx的性能。

[0065] 从图3、图4可以看出，负载氧化铜后，载体225-350℃反应区间的活性被明显提高，高活性反应窗口被扩大。Cu/Ti-Nb三元氧化物催化剂在250-400℃温度区间内维持80％以上的反应活性。其中，CuO/TiO2-Nb2O5催化剂在250-425℃温度区间，氮氧化物转化率维持在90％以上，氮气选择性维持在96％以上，在300-375℃温度范围内，氮氧化物转化率达
100％。作为对照，CuO/TiO2催化剂的氮氧化物最大转化率只有75％，反应窗口窄，氮气选择性较差。说明本发明的Cu/Ti-Nb催化剂能够利用NH3作为还原剂有效还原NOx。因此，Cu/Ti-Nb催化剂具有一定的应用价值。

[0066] 实施例5：H2O对CuO/TiO2-Nb2O5催化剂催化活性的影响

[0067] 将实施例1制备的CuO/TiO2-Nb2O5催化剂按照如下方法测试模拟气中不同含量的H2O对其催化还原氮氧化物活性的影响。

[0068] 本例列举工业应用中比较重要的因素H2O含量对催化剂催化活性的影响，举例证明本发明CuO/TiO2-Nb2O5催化剂能够在较高的H2O含量条件下保持催化还原活性不变。催化反应过程在石英管反应器中进行，常压(101KPa)，CuO/TiO2-Nb2O5催化剂用量为0.12g，催化剂床层保持0.6cm高度，测试空速为177,000h-1。测试的模拟混合气体组成为500ppm NO、500ppm NH3、5％V/V O2，5％或者10％V/V H2O，N2做载气，气体总流量为500mL/min。反应温度为325℃。样品在测试前，首先通入50mL/min O2和450mL/min N2，反应器以一定的升温速率从室温升温至500℃，并在500℃温度下维持30min，对催化剂进行预处理。预处理结束后，降温至325℃，通入模拟混合气，稳定后开始NH3-SCR反应。进出口模拟混合气中各种气体的浓度值由配有气体池的傅里叶红外光谱仪测定。不同含量的H2O参与的条件下，CuO/TiO2-Nb2O5催化剂对氮氧化物的氨气选择性催化还原能力如图5、图6所示。

[0069] 从图5、图6可以看出，气体中的H2O对CuO/TiO2-Nb2O5催化剂的氮氧化物转化率和氮气选择性没有影响。模拟气中分别通入5％和10％的H2O后，氮氧化物转化率维持在100％左右，氮气选择性维持在97％以上。实际电厂烟气中H2O的含量为大约为2％-18％，说明本发明中的CuO/TiO2-Nb2O5催化剂具有较好的抗水热稳定性，具有较好的应用前景。

[0070] 实施例6：SO2对CuO/TiO2-Nb2O5催化剂催化活性的影响

[0071] 将实施例1制备的CuO/TiO2-Nb2O5催化剂按照如下方法测试模拟气中不同浓度的SO2对其催化还原氮氧化物活性的影响。

[0072] 本例列举工业应用中比较重要的因素SO2浓度对催化剂催化活性的影响，举例证明本发明CuO/TiO2-Nb2O5催化剂能够在较高的SO2浓度条件下保持催化还原活性不变。催化反应过程在石英管反应器中进行，常压(101KPa)，CuO/TiO2-Nb2O5催化剂用量为0.12g，催化剂床层保持0.6cm高度，测试空速为177,000h-1。测试的模拟混合气体组成为500ppm NO、500ppm NH3、5％V/V O2，50ppm或者250ppm SO2，N2做载气，气体总流量为500mL/min。反应温度为325℃。样品在测试前，首先通入50mL/min O2和450mL/min N2，反应器以一定的升温速率从室温升温至500℃，并在500℃温度下维持30min，对催化剂进行预处理。预处理结束后，降温至325℃，通入模拟混合气，稳定后开始NH3-SCR反应。进出口模拟混合气中各种气体的浓度值由配有气体池的傅里叶红外光谱仪测定。不同浓度的SO2参与的条件下，CuO/TiO2-Nb2O5催化剂对氮氧化物的氨气选择性催化还原能力如图7、图8所示。

[0073] 从图7、图8可以看出，50ppm-250ppmSO2对CuO/TiO2-Nb2O5催化剂的催化活性没有影响。在CuO/TiO2-Nb2O5催化剂的作用下，氮氧化物的转化率始终保持在100％左右，氮气选择性保持在97％以上。实际电厂烟气和柴油发动机汽车尾气中均含有较高浓度的SO2，说明本发明中的CuO/TiO2-Nb2O5催化剂具有良好的抗SO2中毒性能。因此，CuO/TiO2-Nb2O5催化剂具有很好的工业应用前景。

[0074] 本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下可得到其他形式的产品。但是，无论在催化剂组成、结构和配比方面作任何的变化，凡是具有和本申请相同或者相近似的技术方案，均属于本发明专利的保护范围。