專利名稱：高比表面積脫硝催化劑用二氧化鈦產品的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化工產品制備技術領域，確切地說涉及一種應用于脫硝催化劑 且具有高比表面積的二氧化鈦產品制備方法。
背景技術：
氮氧化物是主要的大氣污染物之一，是誘發(fā)光化學煙霧和酸雨的重要前驅 體。煙氣脫硝是繼煙氣脫硫之后國家控制火電廠污染物排放的又一個重點領域， 通過脫硝催化劑治理燃煤等火力發(fā)電廠等排放的氮氧化物，改善空氣質量和控 制酸雨污染。脫硝催化劑主要采用超細晶粒二氧化鈦等作為活性載體，以釩和 鴿的氧化物作為催化活性成份，通過氨氣將氮氧化物還原成氮氣和水。用于制 備脫硝催化劑的二氧化鈦產品的比表面積和表面的化學活性對催化劑的催化活 性和效率影響較大，因此制備一種高比表面積、高表面化學活性的二氧化鈦產 品，對于制備高效脫硝催化劑產品至關重要。
公開號為CN1724149，
公開日為2006年1月25日的中國專利文獻公開了 一種煙氣脫硝中的低溫多組分催化劑的制備方法，采用二氧化鈦為載體，以錳 的氧化物為活性組分，加入變價金屬鐵、銅、釩等制得一種低溫脫硝催化劑產 品。該發(fā)明主要以催化劑的活性組分為技術核心，沒有涉及催化劑載體二氧化 鈦產品的制備技術。公開號為CN1451475，
公開日為2003年10月29日的中 國專利文獻公開了一種用二氧化鈦作載體催化劑的制備，該發(fā)明述及催化劑二 氧化鈦特征在于1)銳鈦礦型結晶(101)面的微晶粒徑為8 22nm范圍；2) 含有0.3 5.0wt。/。的硫酸根。所述性狀主要取決于制備原料的化學組分和煅燒 溫度條件，沒有涉及提高二氧化鈦在催化劑上應用性能的制備技術。
日本專利JP59035026、 JP54082392、 JP55008846、 JP02241543公開了幾種 脫硝催化劑的制備技術，以及二氧化鈦原料的制備方法，如方法h取25.0Kg 偏鈦酸(按Ti02計)，加入帶有回流器的攪拌釜中，向其中加入15wtM的氨水 30.5Kg,將物料pH值調整至9.5，攪拌下加熱至95'C,反應1小時后,冷卻漿料，進 行過濾、洗滌，將濾餅在110'C干燥，在509'C煅燒5小時，粉碎后獲得二氧化 鈦產品。方法2:取一定量的偏鈦酸，在110'C干燥20小時后，將干燥的物料 在509'C下煅燒5小時，粉碎后獲得二氧化鈦粉末產品。方法l通過加入氨水 對偏鈦酸進行改性，通過改性可以改善偏鈦酸的煅燒性能，獲得比較疏松的煅 燒物，但是該方法對偏鈦酸的處理工藝比較復雜，使用大量的氨水，產品的制 造成本較高，使用氨水后的后續(xù)環(huán)保處理難度大，環(huán)保壓力也較大；方法2沒 有對偏鈦酸進行改性處理，通過對偏鈦酸煅燒溫度的控制，控制一定晶粒度的二氧化鈦產品，不能獲得高性能的二氧化鈦產品。

發(fā)明內容
為解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種制造成本低、工藝簡單、產品比 表面積高、表面化學活性高的脫硝催化劑用二氧化鈦產品的制備方法，采用本 發(fā)明不會給最終產品帶入雜質，也不會對環(huán)境造成污染。
本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的-
一種高比表面積脫硝催化劑用二氧化鈦產品的制備方法，以偏鈦酸為原料， 其特征在于包括如下步驟
1) 偏鈦酸經打漿分散，調整至以Ti02計的10 30wtX的漿液濃度；
2) 向漿液中加入有機表面活性劑，改變偏鈦酸的物理結構，降低偏鈦酸的 黏度，改善偏鈦酸的煅燒性能；其中，降低偏鈦酸黏度的有機表面活性劑為非 離子型乳化劑和陰離子型表面活性劑，加入量為相對于Ti02計的0.1-5.0 wt%;
提高煅燒后二氧化鈦產品比表面積的有機表面活性劑為水溶性硅油，加入量為
相對于Ti02計的0.5~5.0 wt%;
3) 將處理后的偏鈦酸過濾；
4) 過濾脫水后的偏鈦酸經過干燥、煅燒、粉碎制得用于脫硝催化劑的二氧 化鈦產品，其中濾餅干燥溫度控制在12(TC，烘干后的濾餅在20(TC 53(rC下 煅燒5小時。
本發(fā)明進一步的技術方案是本發(fā)明所采用的原料偏鈦酸是指硫酸法鈦白 生產中中間產物硫酸氧鈦經濃縮、水解、水洗和漂白后得到的。
本發(fā)明更進一步的技術方案是步驟1)中偏鈦酸打漿分散是采用去離子水。
本發(fā)明更進一步的技術方案是步驟2)中的非離子型乳化劑為吐溫系列 乳化劑、O n乳化劑或OP乳化劑；陰離子型表面活性劑為有機磺酸鹽系列表面 活性劑或聚羧酸鹽系列表面活性劑等。
本發(fā)明更進一步的技術方案是步驟2)中的水溶性硅油的型號為JT一708 或道可寧7040等。
本發(fā)明更進一步的技術方案是步驟2)中的非離子型乳化劑、陰離子型
表面活性劑或水溶性硅油可同時選用或只選用其中的一種或兩種。
本發(fā)明還進一步的技術方案是步驟4)中所述的濾餅在200'C 53(TC下 煅燒5小時具體是指其中200'C 35(TC煅燒2.5小時、350。C 40(TC煅燒1.0 小時、400。C 53(TC煅燒1.5小時
本發(fā)明的優(yōu)點表現(xiàn)在
1、由于本發(fā)明采用包括l)、 2)、 3)和4)所說的方法制備脫硝催化劑用 二氧化鈦產品，這種方案具有制造成本低、工藝簡單、產品比表面積高、表面 化學活性高的優(yōu)點，采用本發(fā)明不會給最終產品帶入雜質，也不會對環(huán)境造成 污染；同時，本發(fā)明與現(xiàn)有的公開號為CN1724149和CN1451475的中國專利文獻相比，完全不同于上述兩篇技術方案而采用了新的制備方法，使得被發(fā)明 具有較高的創(chuàng)新性；此外，本發(fā)明與現(xiàn)有的日本專利JP59035026、 JP54082392、 JP55008846、 JP02241543相比相較于方法1，本發(fā)明能降低偏鈦酸黏度，提 高表面化學活性，且工藝簡單，成本低廉，不會對環(huán)境造成污染；相較于方法 2，本發(fā)明的工藝通過步驟2)對偏鈦酸進行了改性處理，所獲得二氧化鈦產品 性能更好，即產品比表面積高、表面化學活性高。同時，本發(fā)明步驟2)中所 述的有機表面活性劑為兩類，即降低偏鈦酸黏度的非離子型乳化劑和陰離子型 表面活性劑，和提高煅燒后二氧化釹產品比表面積的水溶性硅油，既可以同時 選用，也可以只選用其中的1種或2種，能做到靈活選擇，在提高產品性能的 同時做到成本的最低化。
2、 本發(fā)明采用的原料偏鈦酸是硫酸法鈦白生產中中間產物，不僅廉價，而 且方便易得，使生產成本進一步降低；采用去離子水打漿效果好；濾餅的分時 間段不同溫度煅燒方式有利于進一步形成具有高比表面積、粒徑小、粒度均勻、 分散性好的二氧化鈦產品。
3、 本發(fā)明針對偏鈦酸中含有大量的硫酸，由于硫酸的"架橋"作用，使得 偏鈦酸的粘稠度大，在低溫干燥和煅燒的處理中容易板結，降低了煅燒后二氧 化鈦產品的比表面積和表面化學活性等物理、化學指標，本發(fā)明采用有機表面 活性劑對偏鈦酸進行改性處理，通過處理可以極大地降低偏鈦酸的粘稠度，提 高偏鈦酸的煅燒性能，可以獲得疏松的煅燒產物，最終產品的比表面積高，化 學活性高；該發(fā)明處理偏鈦酸的工藝簡單、成本較低，加入的有機物在煅燒階 段被充分分解，不會給最終產品帶入雜質，也不會對環(huán)境造成污染。
具體實施方式
實施例1
稱取10Kg偏鈦酸(按Ti02計)，加入帶攪拌裝置的反應器中，加入一定 量去離子水，調整漿液濃度10 20 wt%;攪拌均勻后，向漿料中加入2.0wt % (相對于二氧化鈦的重量)的吐溫80,經過充分攪拌后過濾，將濾餅在120 'C烘干，烘干后的濾餅在200。C 480'C下煅燒5小時，其中200°C 350°C2.5 小時、350°C 400°C1.0小時、400。C 48(TC1.5小時,將煅燒得到的物料粉碎, 制備成粉末狀的二氧化鈦產品,X-射線衍射法測定,銳鈦礦型結晶(101)面的微晶 粒徑為13nm;BET法測定二氧化鈦粉末的比表面積為113m2/g。
實施例2
稱取10Kg偏鈦酸(按Ti02計)，加入帶攪拌裝置的反應器中，加入一定 量去離子水，調整漿液濃度20 30 wt%;攪拌均勻后，向漿料中加入0.8wt % (相對于二氧化鈦的重量)的OP乳化劑，經過充分攪拌后過濾，將濾餅在 12(TC烘干，烘干后的濾餅在20(TC 50(TC下煅燒5小時，其中200。C 35(TC 2.5小時、350。C 400。C1.0小時、400。C 500。C1.5小時,將煅燒得到的物料粉 碎,制備成粉末狀的二氧化鈦產品,X-射線衍射法測定,銳鈦礦型結晶(101)面的微晶粒徑為14nm;BET法測定二氧化鈦粉末的比表面積為102m2/g。 實施例3
稱取10Kg偏鈦酸(按Ti02計)，加入帶攪拌裝置的反應器中，加入一定 量去離子水，調整漿液濃度18 20 wt%;攪拌均勻后，向漿料中加入1.0 wt % (相對于二氧化鈦的重量)的吐溫80，再加入3.0wt^水溶性硅油JT—708, 經過充分攪拌后過濾，將濾餅在12(TC烘干，烘干后的濾餅在20(TC 48(rC下 煅燒5小時，其中200。C 35(TC2.5小時、350。C 400。C1.0小時、400°C 480 °C1.5小時，將煅燒得到的物料粉碎，制備成粉末狀的二氧化鈦產品，X-射線衍射 法測定，銳鈦礦型結晶(101)面的微晶粒徑為llnm;BET法測定二氧化鈦粉末的 比表面積為121 m2/g.
實施例4
稱取10Kg偏鈦酸(按Ti02計)，加入帶攪拌裝置的反應器中，加入一定 量去離子水，調整漿液濃度18 20 wt%;攪拌均勻后，向漿料中加入2.0 wt %(相對于二氧化鈦的重量)的吐溫80，再加入3.0 wt^水溶性硅油JT一708,再 加入0.1 0.4。/。的O:n乳化劑,經過充分攪拌后過濾，將濾餅在12(TC烘干，烘干 后的濾餅在200。C 530'C下煅燒5小時，其中200°C 350°C2.5小時、350°C 40CTC1.0小時、400°C 530°C1.5小時,將煅燒得到的物料粉碎，制備成粉末狀的 二氧化鈦產品,X-射線衍射法測定，銳鈦礦型結晶(101)面的微晶粒徑為 13nm;BET法測定二氧化鈦粉末的比表面積為107 m2/g.
本發(fā)明不限于上述實施例，根據(jù)上述實施例的描述，本領域的普通技術人 員還可對實施例中的個別參數(shù)數(shù)值進行任意改變，或者對實施例中所采用的具 體化學物品進行改變，但只要這些改變在本發(fā)明權利要求1所限定的范圍之內 均應屬于本發(fā)明所要保護的范圍。
權利要求
1、一種高比表面積脫硝催化劑用二氧化鈦產品的制備方法，以偏鈦酸為原料，其特征在于包括如下步驟1)偏鈦酸經打漿分散，調整至以TiO2計的10～30wt％的漿液濃度；2)向漿液中加入有機表面活性劑，改變偏鈦酸的物理結構，降低偏鈦酸的黏度，改善偏鈦酸的煅燒性能；其中，降低偏鈦酸黏度的有機表面活性劑為非離子型乳化劑和陰離子型表面活性劑，加入量為相對于TiO2計的0.1～5.0wt％；提高煅燒后二氧化鈦產品比表面積的有機表面活性劑為水溶性硅油，加入量為相對于TiO2計的0.5～5.0wt％；3)將處理后的偏鈦酸過濾；4)過濾脫水后的偏鈦酸經過干燥、煅燒、粉碎制得用于脫硝催化劑的二氧化鈦產品，其中濾餅干燥溫度控制在120℃，烘干后的濾餅在200℃～530℃下煅燒5小時。
2、 根據(jù)權利要求1所述的高比表面積脫硝催化劑用二氧化鈦產品的制備方 法，其特征在于本發(fā)明所采用的原料偏鈦酸是指硫酸法鈦白生產中中間產物 硫酸氧鈦經濃縮、水解、水洗和漂白后得到的。
3、 根據(jù)權利要求1所述的高比表面積脫硝催化劑用二氧化鈦產品的制備方法，其特征在于步驟l)中偏鈦酸打漿分散是采用去離子水。
4、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的高比表面積脫硝催化劑用二氧化鈦產品 的制備方法，其特征在于步驟2)中的非離子型乳化劑為吐溫系列乳化劑、O ^乳化劑或OP乳化劑；陰離子型表面活性劑為有機磺酸鹽系列表面活性劑或聚羧酸鹽系列表面活性劑。
5、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的高比表面積脫硝催化劑用二氧化鈦產品 的制備方法，其特征在于步驟2)中的水溶性硅油的型號為JT一708或道可 寧7040。
6、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的高比表面積脫硝催化劑用二氧化鈦產品 的制備方法，其特征在于步驟2)中的非離子型乳化劑、陰離子型表面活性 劑或水溶性硅油可同時選用或只選用其中的 一種或兩種。
7、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的高比表面積脫硝催化劑用二氧化鈦產品 的制備方法，其特征在于步驟4)中所述的濾餅在200。C 53(TC下煅燒5小 時具體是指其中200。C 350。C煅燒2.5小時、350。C 40(TC煅燒1.0小時、 40(TC 530。C煅燒1.5小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種高比表面積脫硝催化劑用二氧化鈦原料的制備方法，涉及化工產品制備技術領域。本發(fā)明采用硫酸法所生產的偏鈦酸經有機表面活性劑處理，對偏鈦酸進行改性，降低偏鈦酸的粘稠度；處理后的偏鈦酸經過過濾、煅燒，制得一種疏松、比表面積高、表面化學活性高的用于脫硝催化劑二氧化鈦產品。該發(fā)明處理偏鈦酸的工藝簡單、成本較低，加入的有機物在煅燒階段被充分分解，不會給最終產品帶入雜質，也不會對環(huán)境造成污染。
文檔編號C01G23/00GK101318697SQ200810045530
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月11日 優(yōu)先權日2008年7月11日
發(fā)明者李建彬, 胡新平, 東 魯 申請人:四川華鐵釩鈦科技股份有限公司