一种烟气脱硝用催化活性陶瓷棉制备方法技术领域
本发明属于化工陶瓷领域，尤其涉及烟气脱硝用催化活性陶瓷棉。
背景技术
氮氧化物是大气主要污染物之一，严重危害生态环境和人类健康，目前脱硝常用
的技术之一为氨气选择性催化还原法，常规的方法是将催化剂涂敷在蜂窝或多孔陶瓷载体
表面，将载体置于容器中，高温烟气通过时，所含氮氧化物与氨气反应生成氮气和水。由于
蜂窝或者多孔陶瓷是刚性体，在催化装置形状尺寸变化时，需要重新制作合适形状和尺寸
的催化剂载体，降低了应用的便捷性。本发明将催化剂包覆在陶瓷纤维表面形成具有催化
活性的陶瓷纤维，具有形状可变和流体通过时阻力较小的优点，可以填充于各种形状的容
器和管道中作为催化剂。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供一种耐高温，耐腐蚀，安装简单，方便更新替换，节
约成本，催化剂比表面积大，且多种活性成分相互促进，催化活性较好，脱硝率在90%以上的
烟气脱硝用催化活性陶瓷棉制造方法。
为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种烟气脱硝用催化活性陶瓷棉制备
方法，其特征在于包括以下步骤：
(1) 配制含有催化活性成分的混合溶液；
(2) 将氧化锆陶瓷纤维棉浸渍在混合溶液中；
(3) 将浸渍在混合溶液中的氧化锆陶瓷纤维棉取出，去除多余溶液后，用氨气熏蒸；
(4) 将用氨气熏蒸后的氧化锆陶瓷纤维棉进行干燥；
(5) 将干燥后的氧化锆陶瓷纤维棉放入电加热窑炉中煅烧；
所述混合溶液含有硝酸锆、硝酸锰、硝酸铁、硝酸铈，以混合溶液总重量计其组份包括
硝酸锆 25wt%~43wt%，硝酸锰为16 wt %~30 wt %，硝酸铁为8 wt %~15 wt %，硝酸铈为18
wt %~26 wt %；
作为优选，氧化锆陶瓷纤维棉浸渍在混合溶液中的浸渍时间是2~10min，溶液温度是40
~60℃。
作为优选，氨气熏蒸是将氧化锆陶瓷纤维棉放置在一个密闭的充满氨气的容器
中，放置时间为0.2-1h。
作为优选，煅烧温度为420~580℃，从室温加热到煅烧温度的升温速度≤3℃/min，
高温煅烧时间为5~18h，随炉冷却至室温。
作为优选，混合溶液中还含有添加剂曲拉通X-100(辛基苯基聚氧乙烯醚)，浓度为
混合溶液总质量的0.2%~0.8%。
作为优选，氧化锆陶瓷纤维棉纤维直径为2~5μm，体积密度为90~120kg/m3。
作为优选，干燥方法为微波干燥法，时间为5~30min。
本发明有益效果：本发明的催化剂耐高温，耐腐蚀，安装简单，方便更新替换，节约
成本。另外，本发明的催化剂比表面积大，且多种活性成分相互促进，催化活性较好。本发明
的催化活性陶瓷膜脱硝率在90%以上。
本发明制备的活性成分Zr-Mn-Fe-Ce是负载在ZrO2陶瓷纤维棉上的，可以整体用
于催化膜管中，解决了产品与催化剂难分离的问题，并且方便进行更新替换，催化剂活性成
分中MnO2具有非常突出的低温催化特性，Mn-Fe组合具有更好的催化活性和N2选择性，CeO2
具有较好的储放氧能力，可显著提升催化剂的活性，较多的ZrO2促进形成弱酸酸位点，增强
了催化剂在低温阶段的活性，增加了吸附NH3的效率，加强了催化净化的效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步的解释，下列实施例仅用于说明本发明，但
并不用来限定本发明的使用范围。
实施例1：
一种烟气脱硝用催化活性陶瓷棉制备方法，其制备过程包括以下步骤：
(1) 配制含有催化活性成分的混合溶液；其中，以混合物溶液总重量计，硝酸锆39 wt
%，硝酸锰为28 wt %，硝酸铁为12wt %，硝酸铈为21 wt %；曲拉通X-100(辛基苯基聚氧乙烯
醚)0.3%wt %。
(2) 将氧化锆陶瓷纤维棉浸渍在步骤 (1) 配制的溶液中；其中，浸渍时间是
3min，溶液温度是45℃；氧化锆陶瓷纤维棉纤维直径为3μm，体积密度为95kg/m3。
(3) 将步骤 (2) 浸渍溶液的纤维棉用甩干机去除多余溶液后，将纤维棉放置在
一个密闭的充满氨气的容器中，进行熏蒸；时间为30min。
(4) 将经步骤 (3) 熏蒸过的纤维棉进行微波干燥，时间为8min。
(5) 煅烧；所述步骤 (5) 中的煅烧，温度为430℃，煅烧时间为8h，升温速度1℃/
min。
取本实施例的催化剂进行标况下的脱硝测试，脱硝率达92.3%。
实施例2：
一种烟气脱硝用催化活性陶瓷棉制备方法，其制备过程包括以下步骤：
(1) 配制含有催化活性成分的混合溶液；其中，以混合物溶液总重量计，硝酸锆42wt
%，硝酸锰为26wt %，硝酸铁为8wt %，硝酸铈为24wt %；曲拉通X-100(辛基苯基聚氧乙烯醚)
0.5%wt %。
(2)将氧化锆陶瓷纤维棉浸渍在步骤(1)配制的溶液中；其中，浸渍时间是5min，溶
液温度是50℃；氧化锆陶瓷纤维棉纤维直径为5μm，体积密度为103kg/m3。
(3) 将步骤 (2) 浸渍溶液的纤维棉用甩干机去除多余溶液后，将纤维棉放置在
一个密闭的充满氨气的容器中，进行熏蒸；时间为45min。
(4) 将经步骤 (3) 熏蒸过的纤维棉进行微波干燥，时间为12min。
(5 )煅烧；所述步骤 (5) 中的煅烧，温度为480℃，煅烧时间为12h，升温速度1.5
℃/min。
取本实施例的催化剂进行标况下的脱硝测试，脱硝率达95.5%。
实施例3：
一种烟气脱硝用催化活性陶瓷棉制备方法，其制备过程包括以下步骤：
(1) 配制含有催化活性成分的混合溶液；其中，以混合物溶液总重量计，硝酸锆36 wt
%，硝酸锰为24 wt %，硝酸铁为15wt %，硝酸铈为25 wt %；曲拉通X-100(辛基苯基聚氧乙烯
醚)0.6%wt %。
(2) 将氧化锆陶瓷纤维棉浸渍在步骤(1)配制的溶液中；其中，浸渍时间是8min，
溶液温度是55℃；氧化锆陶瓷纤维棉纤维直径为5μm，体积密度为103kg/m3。
(3) 将步骤 (2) 浸渍溶液的纤维棉用甩干机去除多余溶液后，将纤维棉放置在
一个密闭的充满氨气的容器中，进行熏蒸；时间为50min。
(4) 将经步骤 (3) 熏蒸过的纤维棉进行微波干燥，时间为18min。
(5) 煅烧；所述步骤 (5) 中的煅烧，温度为500℃，煅烧时间为15h，升温速度2℃/
min。
取本实施例的催化剂进行标况下的脱硝测试，脱硝率达96.2%。