一种用于苯低温催化消除的铈基催化剂及制备和应用技术领域
本发明涉及一种铈锰负载氧化钴低温脱硝催化剂及其制备方法，适用于环境污染
物NO的选择性催化还原，在环境净化领域具有应用前景。
背景技术
NOx是大气中常见的主要污染物，作为一次污染物，会对任何动植物造成多种直接
危害，而且NO还可通过光化学氧化作用转化为NO2，继而形成硝酸和亚硝酸，是酸雨的主要
贡献者。我国NOx排放主要集中在火电和水泥等行业以及机动车尾气排放。
目前应用较为广泛的烟气脱硝技术主要是选择性非催化还原技术（SNCR）及选择
性催化还原技术（SCR），SNCR技术的反应温度较高，约为800-1100℃，整个催化系统较为简
单，但是脱硝效率并不能令人满意。SCR技术是世界上应用最广泛、最为成熟且最有效的烟
气脱硝技术。在NH3-SCR技术中，使用最成熟的催化剂是MoO3或WO3辅助的V2O5/TiO2催化剂，
其主要特点是具有高活性以及能承受一定的SO2毒害作用，活性窗口一般为300-420 ℃。但
是V2O5催化剂具有明显的生物制毒效应，对生态环境有毒害作用，而且反应温度较高，不适
用于炉温较低的锅炉。基于以上原因，人们将NH3-SCR技术的研究重点放在开发具有高活
性、低毒性、低温的非V2O5催化剂，从而可将NH3-SCR反应器直接配置于除尘和脱硫装置之
后，降低灰尘和硫对催化剂的危害。
发明内容
本发明目的是为了克服上述现有氮氧化物治理催化剂存在的缺陷，如催化剂具有
毒性，反应温度较高等，提供了一种可降低反应温度的铈锰负载氧化钴脱硝催化剂的制备
方法，该催化剂制备工艺简便，成本较低。
本发明的目的可通过以下技术方案来实现，用碳酸铵共沉淀方法来制备铈锰氧化
物，然后负载氧化钴，具体步骤如下：
一种铈锰负载氧化钴低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
称取一定量的锰盐和铈盐置于200 mL水中，室温搅拌至完全溶解，随后滴加30mL碳酸
铵溶液，使溶液完全沉淀，继续搅拌1~3小时，将得到的悬浮液进行过滤洗涤后放入60-80℃
烘箱中干燥12小时，然后放入马弗炉中400-600℃焙烧3~5小时，制得铈锰氧化物；
将钴盐溶解于去离子水中，获得钴溶液，将其滴加到1.0克铈锰复合氧化物中，浸渍6-
12小时后，放入60-80℃烘箱中干燥12小时，然后在400-600℃焙烧3-5小时，得到铈锰负载
氧化钴催化剂，其中钴的质量分数为2.5-10%。
所述的铈盐为硝酸铈，硝酸铈铵中的一种，所述的锰盐为硝酸锰，醋酸锰中的一
种，所述的钴盐为硝酸钴，醋酸钴中的一种。
所述的锰盐与铈盐的摩尔比为0.11:1 ~ 9.0:1，所述的碳酸铵溶液浓度为2.0 ~
3.0 摩尔/升。
一种由上述任意一项所述方法制备得到铈锰负载氧化钴催化剂。
一种铈锰负载氧化钴催化剂在环境污染物NO的选择性催化还原的应用，在NH3-
SCR反应中的应用，其特征在于具体反应条件如下：反应温度20-400℃，气体总流量500 mL/
min，反应气组成为100-500 ppm一氧化氮，100-500 ppm氨气，3-10%氧气，其余为氮气。
本发明中，铈锰负载氧化钴催化剂用于一氧化氮的选择性催化还原，具有较好的
性能，该催化剂中氧化锰多价态使其具有良好的氧化还原能力。当一氧化氮与二氧化氮的
摩尔比为1:1时，SCR的效率最优，而该催化剂中氧化铈具有优异的储放氧能力，同时氧化钴
也具备一定的氧化能力，从而一定程度上促使二氧化氮的生成而提高反应效率。反应温度
为125℃时，一氧化氮的转化率即可达到99%以上，并且本发明制备催化剂的原料易得，工艺
简单，成本较低，易于实现工业化生产。
本发明中，提出了铈锰负载氧化钴催化剂，用于一氧化氮的选择性催化还原，具有
较好的性能，该催化剂中氧化锰多价态使其具有良好的氧化还原能力。当一氧化氮与二氧
化氮的摩尔比为1:1时，SCR的效率最优，而该催化剂中氧化铈具有优异的储放氧能力，同时
氧化钴也具备一定的氧化能力，从而一定程度上促使二氧化氮的生成而提高反应效率。
附图说明
图1为本发明实施例1~5中所述催化剂的NH3-SCR反应活性图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行
实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
实施例1
称取1.79 克50%硝酸锰溶液，19.5克硝酸铈，溶于200毫升水中，在室温下搅拌溶解，滴
加30毫升2.9 摩尔/升的碳酸铵水溶液，继续搅拌2小时后过滤洗涤，70℃烘箱中干燥12小
时，然后在马弗炉中500℃焙烧4小时，得到铈锰氧化物Ce9Mn1。
称取0.09克硝酸钴溶于1.00毫升去离子水中，获得钴溶液将其滴加到1.0克
Ce9Mn1催化剂中，浸渍6小时，放入70℃烘箱中干燥12小时，然后放入马弗炉中500℃焙烧4
小时，得到2.5%Co/Ce9Mn1催化剂。
实施例2
与实施例1相比较，不同的是50%硝酸锰溶液的质量为5.37克，硝酸铈的质量为15.2克，
碳酸铵水溶液的浓度为2.7摩尔/升，其他操作条件与实施例1相同，得到2.5%Co/Ce7Mn3催
化剂。
实施例3
与实施例1相比较，不同的是50%硝酸锰溶液的质量为16.1克，硝酸铈的质量为2.17克，
碳酸铵水溶液的浓度为2.1摩尔/升，其他操作条件与实施例1相同，得到2.5%Co/Ce1Mn9催
化剂。
实施例4
与实施例1相比较，不同的是硝酸钴的质量为0.18克，其他操作条件与实施例1相同，得
到5%Co/Ce1Mn9催化剂。
实施例5
与实施例1相比较，不同的是硝酸钴的质量为0.36克，其他操作条件与实施例1相同，得
到10%Co/Ce1Mn9催化剂。
测试例
各取新鲜制得的催化剂分别装在石英反应管中。测试温度从20-400℃，在100-400℃之
间，每隔25℃取一个测试点，在每个测试点各保持10分钟。一氧化氮的转化率如图1所示，从
图中可以看出，保持钴的负载量2.5%不变，调节铈与锰的摩尔比，催化剂的活性呈现较大的
差异，当铈锰复合氧化物中铈的量减少而锰的量增加时，催化剂的活性逐渐升高，获得最高
活性的反应温度逐渐降低，当铈与锰的摩尔比为1:9时，一氧化氮的转化率在150℃下可达
到97%。保持铈与锰的摩尔比为1:9不变，增加钴的负载量，催化剂的活性呈现先升高后降低
的趋势，当钴的负载量为5%时，一氧化氮的转化率在125℃即可达到近99%以上。继续增加钴
的负载量到10%时，一氧化氮的转化率反而降低，在150℃下，转化率为93%。