CN119406406A 一种核壳结构Ru@SiO2@M-V-Ti催化剂及其制备方法和应用 （嘉兴大学）

一种核壳结构Ru@SiO2@M-V-Ti催化剂及其及一种核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂及其制Ru@SiO2反应产物进行煅烧得到Ru@SiO2@TiO2；将所述所得混合物进行煅烧，得到所述核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂在中低温宽温窗范围内具有良好的NOx和二噁英协同脱除性能和长时间反应2述核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在介孔模板剂与钛酸异丙酯的质量比为5:1～5；所述钛酸异丙酯与所述Ru@SiO2的质量比为6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤所述助剂金属盐中的金属元素占Ru@SiO2@9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂，10.权利要求9所述的核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂在选择性催化还原协同去除氮氧3一种核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂及其制备SCR脱硝催化剂具有丰富的Bransted酸性位点，有利于二噁英的首步脱氯过程。但因自身[0004]公开号为CN114588944A的中国专利公开了一种协同处理NOx和二噁英的催化剂及NOx和二噁英协同脱除反应中，所述催化剂在150℃~350℃温度区间内具有90％以上的NOx化剂存在低温NOx和二噁英协同脱除性能不佳等问题，同时催化剂的长时间反应稳定性尚[0005]公开号为CN115301283A的中国专利公开了一种Mn_Fe基催化剂及其制备方法和脱除烟气中NOx和二噁英的方法。所述催化剂通过粘结剂将催化剂粉体锚定至蜂窝陶瓷基体250℃温度区间内具有80％以上的NOx脱除效率、95％以上的N2选择性以及60％以上的二噁4[0006]公开号为CN108786788A的中国专利公开了一种脱除烟气中二噁英和NOx的催化剂和15000h_1空速条件下具有95％以上的脱硝效率和二噁英脱除效率。但该催化剂的长时间[0007]综上，目前现有技术中公开的催化剂在同步脱除烟气中NOx和二噁英的过程中存[0008]本发明的目的在于提供一种核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂及其制备方法和应[0024]本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的核壳结构Ru@SiO2@M_V_5[0025]本发明提供了上述技术方案所述的核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂在选择性催[0026]本发明提供了一种核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂的制备方法，包括以下步骤：元素和/或Sb元素)的添加可提升表面酸性，增强二噁英的吸附解离能力以及NH3的吸附势反应。由此本发明制备的核壳结构Ru@SiO2[0028]本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的核壳结构Ru@SiO2@M_V_料的改性元素还包括Sb元素和/或Nb元素。本发明提供的催化剂的核心为包裹贵金属Ru颗粒的二氧化硅多孔材料(Ru@SiO2)，壳为酸性助剂和储氧材料改性的钒钛催化材料(M_V_不是以固溶体形式存在。本发明提供的核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂与现有技术相比，有益效果有：本发明制备的多孔核壳结构催化剂具有优异的宽温窗NOx和二噁英协同脱除6本发明对所述醇溶剂的用量没有特殊要求，确保所述晶化反应顺利进行即可。所述Ru@72述核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂中：V元素占所述Ru@SiO2@TiO2的质量百分比优选为0.5TiO2℃,时间优选为12h。所述第三煅烧在空气气氛中进行，所述第三煅烧的温度优选为380~[0039]本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的核壳结构Ru@SiO2@M_V_[0040]本发明提供了上述技术方案所述的核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂在选择性催[0041]在本发明中，所述核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂应用的温度优选为100～400℃。本发明在100℃~400℃温度区间内测试催化剂的NOx和二噁英协同脱除性能(NOx/二噁英脱除效率以及N2/COx选择性)，并于220℃条件下测试Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂的长时间反8Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂装入固定床反应器中进行选择性催化还原协同去除氮氧化物和二[0044]在本发明中，所述核壳结构Ru@SiO2@M_V_Ti催化剂在220℃条件下的持续反应时间≥168h。证明本发明提供的核壳结构[0048](1)将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在含有一定RuCl3的水溶液中(PVP与贵金属Ru的(透析袋的截流分子量为8kD～14kD)混合物后制得贵金属Ru胶体。取适量Ru胶体加入硅酸孔模板剂(DETA与TIP的质量比优选为5:1)，持续搅拌下将钛酸异丙酯(TIP)加入到上述溶液中(TIP与Ru@SiO2的质量比优选为10:2)，随后将混合物转移至水热釜180℃晶化子占Ru@SiO2@TiO2样品的质量比分别为1％和10其中Ce元素占Ru@SiO2@TiO2样品的质量比分别为5Sb元素占Ru@SiO2@TiO2样品的质量比分别为3Nb元素占Ru@SiO2@TiO2样品的质量比分别为2％。将该混合物在常温下[0052]取2.3mL颗粒度40～61cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O＝5vol.邻二氯苯=烟气分析仪和富立GC9790聂气相色谱检测。在该测试条件下，催化剂在脱硝效率稳定在9述催化剂性能测试条件相同。催化剂220℃条件下的脱硝效率为95N2选择性为95邻[0055]催化剂制备与实施例1的区别仅在于步骤(1)中TEOS与贵金属Ru的摩尔比为250:[0057]取2.3mL颗粒度40～61cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O＝5vol.邻二氯苯=烟气分析仪和富立GC9790聂气相色谱检测。在该测试条件下，催化剂在脱硝效率稳定在[0059]催化剂制备与实施例1的区别仅在于步骤(1)中TEOS与贵金属Ru的摩尔比为250:[0061]取2.3mL颗粒度40～61cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O＝5vol.邻二氯苯=烟气分析仪和富立GC9790聂气相色谱检测。在该测试条件下，催化剂在脱硝效率稳定在[0062]比较实施例1～实施例3的结果可知，TEOS与贵金[0066]取2.3mL颗粒度40～61cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O＝5vol.邻二氯苯=烟气分析仪和富立GC9790聂气相色谱检测。在该测试条件下，催化剂在脱硝效率稳定在[0070]取2.3mL颗粒度40～60目1cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O烟气分析仪和富立GC9790聂气相色谱检测。在该测试条件下，催化剂在脱硝效率稳定在x[0073]催化剂制备与实施例1的区别仅在于步骤(3)中V元素占Ru@SiO2@TiO2样品的质量[0075]取2.3mL颗粒度40～61cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O＝5vol.邻二氯苯=烟气分析仪和富立GC9790聂气相色谱检测。在该测试条件下，催化剂在脱硝效率稳定在[0077]催化剂制备与实施例1的区别仅在于步骤(3)中V元素占Ru@SiO2@TiO2样品的质量[0079]取2.3mL颗粒度40～61cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O＝5vol.邻二氯苯=烟气分析仪和富立GC9790聂气相色谱检测。在该测试条件下，催化剂在脱硝效率稳定在[0080]比较实施例1、实施例6和实施例7的结果可知，V占Ru@SiO2@TiO[0082]催化剂制备与实施例1的区别仅在于步骤(3)中助剂金属阳离子占Ru@S品的质量比为5其中Ce元素占Ru@SiO2@TiO2样品的质量比分别为2.5Sb元素占Ru@SiO2@TiO2样品的质量比分别为1.5Nb元素占Ru@SiO2@TiO2样品的质量比分别为1其[0084]取2.3mL颗粒度40～61cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O烟气分析仪和富立GC9790聂气相色谱检测。在该测试条件下，催化剂在脱硝效率稳定在[0086]催化剂制备与实施例1的区别仅在于步骤(3)中助剂金属阳离子占Ru@S品的质量比为15其中Ce元素占Ru@SiO2@TiO2样品的质量比分别为7.5Sb元素占Ru@SiO2@TiO2样品的质量比分别为4.5Nb元素占Ru@SiO2@TiO2样品的质量比分别为3其[0088]取2.3mL颗粒度40～61cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O＝5vol.邻二氯苯=烟气分析仪和富立GC9790聂气相色谱检测。在该测试条件下，催化剂在脱硝效率稳定在[0092](1)将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在含有一定RuCl3的水溶液中(PVP与贵金属Ru的(透析袋的截流分子量为8kD～14kD)混合物后制得贵金属Ru胶体。取适量Ru胶体加入硅酸[0093](2)将适量二乙烯三胺(DETA)介孔模板剂(DETA与TIP的质量比优选为5:1)分散在驱体(Ce(NO3)32摩尔质量约为140g/mol。为保证V_[0094](3)取适量Ru@SiO2样品与M_V_Ti催化剂(Ti与Si的摩尔比优选为1:1)置于研钵中，充分研磨后，经100℃干燥12h并于450℃空气氛围中煅烧后，得到非核壳结构的Ru@[0096]取2.3mL颗粒度40～61cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O＝5vol.邻二氯苯=烟气分析仪和富立GC9790聂气相色谱检测。在该测试条件下，催化剂在脱硝效率稳定在述催化剂性能测试条件相同。催化剂220℃条件下的脱硝效率为80N2选择性为80邻性降低至60邻二氯苯脱除效率降低至38COx选择性降低至50证明非核壳结构的Ru@SiO2/M_V_Ti催化剂的长时间反应稳定[0098]对比例1与实施例1的比较表明核壳结构可以有效提升催化剂的NOx和二噁英协同[0101](1)将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在含有一定H2PtCl6·6H2O的水溶液中(PVP与贵水中透析(透析袋的截流分子量为8kD～14kD)孔模板剂(DETA与TIP的质量比优选为5:1)，持续搅拌下将钛酸异丙酯(TIP)加入到上述溶液中(TIP与Pt@SiO2的质量比优选为10:2)，随后将混合物转移至水热釜180℃晶化子占Pt@SiO2@TiO2样品的质量比分别为1％和10其中Ce元素占Pt@SiO2@TiO2样品的质量比分别为5Sb元素占Pt@SiO2@TiO2样品的质量比分别为3Nb元素占Pt@SiO2@TiO2样品的质量比分别为2％。将该混合物在常温下[0105]取2.3mL颗粒度40～60目1cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O＝5v烟气分析仪和富立GC9790聂气相色谱检测。在该测试条件下，催化剂在脱硝效率稳定在述催化剂性能测试条件相同。催化剂220℃条件下的脱硝效率为90N2选择性为90邻[0109](1)将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在含有一定PdCl2的水溶液中(PVP与贵金属Pd的(透析袋的截流分子量为8kD～14kD)混合物后制得贵金属Pd胶体。取适量Pd胶体加入硅酸孔模板剂(DETA与TIP的质量比优选为5:1)，持续搅拌下将钛酸异丙酯(TIP)加入到上述溶液中(TIP与Pd@SiO2的质量比优选为10:2)，随后将混合物转移至水热釜180℃晶化子占Pd@SiO2@TiO2样品的质量比分别为1％和10其中Ce元素占Pd@SiO2@TiO2样品的质量比分别为5Sb元素占Pd@SiO2@TiO2样品的质量比分别为3Nb元素占Pd@SiO2@TiO2样品的质量比分别为2％。将该混合物在常温下[0113]取2.3mL颗粒度40～61cm。初始气体体积浓度为：NO＝NH3＝600ppm，O2＝3vol.H2O＝5vol.邻二氯