一种粉煤灰负载gd-mn-ti复合氧化物的低温脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
1.本发明属于一种新型低温脱硝催化剂及其制备方法技术领域，具体地说涉及一种以粉煤灰为载体，负载gd-mn-ti复合氧化物的催化剂，该催化剂可用于烟气在低温下（小于350℃）的催化脱硝。
背景技术：
2.当前，由于我国独特的能源结构，煤、石油、天然气等一次能源占据了主要的地位，而这些一次能源的使用会产生大量对环境有害的物质。燃煤烟气中的氮氧化物是一种对环境、人体伤害很大的大气污染物，它可以与大气中的水及氧气发生反应生成硝酸等酸性物质，形成酸雨，继而腐蚀自然界、建筑物等。同时氮氧化物是一种剧毒气体，人体吸入后会与体液物质发生化学反应，对神经系统、呼吸系统等造成严重危害。因此，对大气中氮氧化物的治理至关重要。
3.目前，我国治理燃煤电厂排放的氮氧化物时，主要利用烟气后处理技术中的选择性催化还原技术。该技术是指在脱硝催化剂的作用下，利用氨或尿素作为还原剂与氮氧化物发生反应有选择性地生成氮气和水。该技术可以将成本控制在一定范围内，并且达到良好的脱硝效果，因此被燃煤电厂广泛应用。然而，目前已经商用的脱硝催化剂多为钒钛系催化剂（如v2o5/tio2、v2o
5-wo3/tio2），其活性温度较高（300~400℃），要满足其活性温度窗口，一般需做容易导致催化剂失活的高尘式布置。而低温催化剂（小于300℃）可以做低尘低温式布置，可降低对催化剂的毒化，延长其寿命，还可避免对催化剂再加热，节约成本。 因此，开发新型低温脱硝催化剂具有重要的意义。
4.锰氧化物（mnox）由于其出色的低温脱硝性能、储量丰富、以及相比于v2o5对环境友好等优势，近年来在烟气脱硝领域被广泛关注。然而其自身也存在一些缺点，如：抗硫中毒能力差，工作温度窗口较窄，以及高温时氮气选择性不好。为了解决上述问题，学者们进行了广泛深入的研究后发现，一方面可以通过引入过渡金属元素铁（fe）、镍（ni）、钴（co）或者稀土元素铈（ce）、钐（sm）、钆（gd）、铕（eu）等进行改性；另一方面可以通过选择合适的载体，通过适当的方法将活性组份负载到载体表面，这样可以有效降低活性组份的团聚，同时活性组份与载体之间的相互作用也对催化剂的整体性能有一定的提升。可见，引入其它元素改性和引入载体是提升锰氧化物催化剂性能的两个重要手段。
5.粉煤灰作为燃煤发电厂废弃物，每年都会有大量的堆积。如何处理这些堆积的粉煤灰，将其转化为高附加值产品，是一个非常值得研究的课题。粉煤灰的主要成分是石英、莫来石、赤铁矿等，不同燃煤电厂和不同地区产生的粉煤灰，其成分会有些许差别，但主要成分都是上述几种物质。由于其组成成分的原因，目前粉煤灰多用于制备沸石、混凝土和水泥等。此外，近年来也有一些研究者对粉煤灰的成分先进行分离，再细化其应用场景。另外，粉煤灰是一种多孔型材料，有利于活性组份的负载。因此，尝试将粉煤灰应用于脱硝领域，将其转化为高附加值应用产品，具有重要的意义。综上所述，本发明使用粉煤灰作为载体，
通过掺杂稀土元素gd，利用溶胶凝胶的负载方法制备一种粉煤灰负载gd-mn-ti复合氧化物的低温脱硝催化剂。
6.目前关于粉煤灰的发明专利主要集中在采用粉煤灰制混凝土或砖等。如中国专利cn113666685a“一种低水化热高导的防辐射混凝土及其制备方法”；如中国专利cn111393148a“一种节能型耐磨透水砖及其制备方法”。也有少量以粉煤灰为载体制备材料应用于多种场景。如中国专利cn111116164b“一种粉煤灰基多孔除氟材料及其制备方法和应用”；如中国专利cn113666662a“粉煤灰基陶瓷化聚烯烃组合物和陶瓷化聚烯烃材料制备方法及应用”等。但国内外至今还未发现粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂的专利技术。
技术实现要素：
7.本发明的目的之一在于提供一种温度窗口宽、氮气选择性好、成本较低的催化剂。该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物，主要应用于燃煤烟气中氮氧化物的脱除及其它需要脱除氮氧化物的固定源。
8.本发明的目的之二在于提供一种以粉煤灰为载体，gd-mn-ti复合氧化物为活性组份的低温脱硝催化剂的制备方法。
9.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：该技术方案主要存在以下两个制备步骤：粉煤灰的预处理和活性组份的负载。
10.具体来说，粉煤灰的预处理步骤如下：（1）将粉煤灰用筛网筛至100~120目，之后将粉煤灰倒入盛有去离子水的烧杯中，比例控制在0.1~0.5g粉煤灰每毫升水，静置1~5min后倒出上层悬浊液，再按相同比例加入去离子水，重复水洗3~6次后，放入烘箱中烘干；（2）利用磁铁吸掉粉煤灰中黑色富铁玻璃微珠，重复吸取5~10次后，将粉煤灰放入1mol/l的醋酸溶液中，油浴加热搅拌处理6-10小时，比例控制在0.8~1.6g粉煤灰每10ml醋酸溶液，之后用去离子水离心洗涤粉煤灰3~5次，将得到的粉煤灰放入烘箱中烘干；（3）将烘干后的粉煤灰放到马弗炉中煅烧，煅烧温度为500-800℃，煅烧时间为2~6h，至此粉煤灰的预处理环节结束，将得到的粉煤灰封装备用。
11.具体来说，活性组份的负载步骤如下：（1）在每次负载活性组份时，活性组份质量与粉煤灰的质量比范围为0.25~1，在活性组份中，gd、mn、ti三种元素的摩尔比为gd:mn:ti=（0.01~0.12）:（0.1~0.4）:1；（2）首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度搅拌0.5~2h，，记为a液。取2.19ml乙醇，0.31~1.24g四水硝酸锰，0.056~0.672g六水硝酸轧，混合后超声5~15min，记为b液；（3）将b液缓慢加入到a液中，再将粉煤灰加入到a液与b液的混合液体中，在常温下以500~1000转每分钟搅拌1~5h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥8~12h，之后用研钵研磨至粉末状态；（4）放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为350~450℃，煅烧时间为2~4h，升温速率为2~5℃/min。
12.至此活性组份的负载结束。得到粉煤灰负载gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化
剂。
13.本发明与现有技术相比具有以下优点。
14.（1）所制备的催化剂低温脱硝性能好，在54,000h-1
的测试空速下，90~360℃温度范围内no
x
的脱除效率可以达到90%以上，氮气选择性也可以维持在85%以上。
15.（2）成本低廉，利用燃煤废弃物粉煤灰为载体，以mno
x
为主要活性组份，降低了催化剂的制备成本，并且为粉煤灰的高附加价值的应用提供了一种新的思路。
16.（3）制备方法简单，通过粉煤灰简单的预处理后，使用溶胶凝胶法对活性组份进行负载，负载方法简单，具有实际应用的价值。
17.（4）通过利用粉煤灰作为载体，可以提供较大的比表面积，负载活性组份后，活性组份与载体改善了催化剂表面的酸性位点数量和分布情况，在催化剂表面提供了有利的反应的环境。
18.（5）通过gd元素的掺杂，能显著提高催化剂表面的酸性位点数量，改善其还原能力，有利于催化反应的进行。
19.（6）另外mn、gd、ti之间的相互作用可以提高催化剂表面的mn
4
以及表面化学吸附氧（os）的浓度，有利于低温时提高no
x
的脱除效率。
附图说明
20.图1是粉煤灰负载gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂的制备流程图。
21.图2是按实施例2得到的粉煤灰负载gd-mn-ti复合氧化物催化剂形貌图（扫描电镜照片）。
22.图3是按实施例2得到的粉煤灰负载gd-mn-ti复合氧化物催化剂的脱硝性能和氮气选择性测试结果图。
具体实施方式
23.实施例1首先将粉煤灰用筛网筛至100目，之后将粉煤灰倒入盛有去离子水的烧杯中，比例控制在0.1g粉煤灰每毫升水，静置1min后倒出上层悬浊液，再按比例加入去离子水，重复水洗3次后，放入烘箱中60℃烘干，再用磁铁吸掉粉煤灰中黑色富铁玻璃微珠，重复吸取5次后，将粉煤灰放入1mol/l的醋酸溶液中，油浴加热搅拌处理6小时，比例控制在0.8g粉煤灰每10ml醋酸溶液，之后用去离子水离心洗涤粉煤灰3次，将得到的粉煤灰放在烘箱中60℃烘干，将烘干后的粉煤灰放到马弗炉中煅烧，煅烧温度为500℃，煅烧时间为6h。之后进行活性组份的负载。首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度搅拌0.5h，记为a液。取2.19ml乙醇，0.31g四水硝酸锰，0.056g六水硝酸轧，混合后超声5min，记为b液。将b液缓慢加入到a液中，再将0.25g预处理后的粉煤灰加入到a液与b液的混合液体中，在常温下以500转每分钟的速度搅拌4h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥8h，之后用研钵研磨至粉末状态，放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h。得到以粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂。
24.该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂，其中gd、mn、ti的摩尔比为0.01:0.1:1，催化剂具有优异的低温脱硝性能，在90~390℃脱硝性能均在80%以
上，其中120~270℃脱硝效率接近100%。活性组份以无定形态分布在载体表面，催化剂表面具有丰富的酸性位点和良好的氧化还原性能，mno
x
由三种价态组成，其中mn
4
占比较大，为催化反应地进行起到了促进作用。
25.实施例2首先将粉煤灰用筛网筛至120目，之后将粉煤灰倒入盛有去离子水的烧杯中，比例控制在0.3g粉煤灰每毫升水，静置2min后倒出上层悬浊液，再按比例加入去离子水，重复水洗5次后，放入烘箱中60℃烘干，再用磁铁吸掉粉煤灰中黑色富铁玻璃微珠，重复吸取8次后，将粉煤灰放入1mol/l的醋酸溶液中，油浴加热搅拌处理8小时，比例控制在1g粉煤灰每10ml醋酸溶液，之后用去离子水离心洗涤粉煤灰4次，将得到的粉煤灰放在烘箱中60℃烘干，将烘干后的粉煤灰放到马弗炉中煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h。再进行活性组份的负载，首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度的速度搅拌2h，记为a液。取2.19ml乙醇，0.62g四水硝酸锰，0.23g六水硝酸轧，混合后超声10min，记为b液。将b液缓慢加入到a液中，再将0.5g预处理后的粉煤灰加入到a液与b液的混合液体中，在常温下以800转每分钟搅拌3h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥10h，之后用研钵研磨至粉末状态，放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h。得到以粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂。
26.该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂，其中gd、mn、ti的摩尔比为0.04:0.2:1，催化剂具有优异的低温脱硝性能，在90~390℃脱硝性能均在85%以上，其中120~330℃脱硝效率接近100%。活性组份以无定形态分布在载体表面，催化剂表面具有丰富的酸性位点和良好的氧化还原性能，mno
x
由三种价态组成，其中mn
4
占比较大，为催化反应地进行起到了促进作用。
27.实施例3粉煤灰的预处理环节同实施例2。之后进行活性组份的负载。取预处理后的粉煤灰0.5g，首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度搅拌1h，记为a液。取2.19ml乙醇，0.94g四水硝酸锰，0.34g六水硝酸轧，混合后超声10min，记为b液。将b液缓慢加入到a液中，再将0.75g预处理后的粉煤灰加入到a液与b液的混合液体中，在常温下以800转每分钟搅拌3h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥10h，之后用研钵研磨至粉末状态，放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h。得到以粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂。
28.该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂，其中gd、mn、ti的摩尔比为0.06:0.3:1，催化剂具有优异的低温脱硝性能，在90~390℃脱硝性能均在85%以上，其中120~330℃脱硝效率接近100%。活性组份以无定形态分布在载体表面，催化剂表面具有丰富的酸性位点和良好的氧化还原性能，mno
x
由三种价态组成，其中mn
4
占比较大，为催化反应地进行起到了促进作用。
29.实施例4粉煤灰的预处理环节同实施例2。之后进行活性组份的负载。取预处理后的粉煤灰0.5g，首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度搅拌1h，记为a液。取2.19ml乙醇，1.26g四水硝酸锰，0.45g六水硝酸轧，混合后超声10min，记为b液。将b液缓慢加入到a液中，再将0.5g预处理后的粉煤灰加入到混合液体中，在常温下以800转每分
钟搅拌3h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥10h，之后用研钵研磨至粉末状态，放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h。得到以粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂。
30.该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂，其中gd、mn、ti的摩尔比为0.08:0.4:1，催化剂具有优异的低温脱硝性能，在90~390℃脱硝性能均在80%以上，其中120~300℃脱硝效率接近100%。活性组份以无定形态分布在载体表面，催化剂表面具有丰富的酸性位点和良好的氧化还原性能，mno
x
由三种价态组成，其中mn
4
占比较大，为催化反应地进行起到了促进作用。
31.实施例5首先将粉煤灰用筛网筛至120目，之后将粉煤灰倒入盛有去离子水的烧杯中，比例控制在0.5g粉煤灰每毫升水，静置5min后倒出上层悬浊液，再按比例加入去离子水，重复水洗6次后，放入烘箱中60℃烘干，再用磁铁吸掉粉煤灰中黑色富铁玻璃微珠，重复吸取10次后，将粉煤灰放入1mol/l的醋酸溶液中，油浴加热搅拌处理10小时，比例控制在1.6g粉煤灰每10ml醋酸溶液，之后用去离子水离心洗涤粉煤灰5次，将得到的粉煤灰放在烘箱中60℃烘干，将烘干后的粉煤灰放到马弗炉中煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h。之后进行活性组份的负载。首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度搅拌2h，记为a液。取2.19ml乙醇，1.26g四水硝酸锰，0.68g六水硝酸轧，混合后超声15min，记为b液。将b液缓慢加入到a液中，再将0.75g预处理后的粉煤灰加入到a液与b液的混合液体中，在常温下以1000转每分钟搅拌2h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥12h，之后用研钵研磨至粉末状态，放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h。得到以粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂。
32.该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂，其中gd、mn、ti的摩尔比为0.12:0.4:1，催化剂具有优异的低温脱硝性能，在90~390℃脱硝性能均在85%以上，其中120~330℃脱硝效率接近100%。活性组份以无定形态分布在载体表面，催化剂表面具有丰富的酸性位点和良好的氧化还原性能，mno
x
由三种价态组成，其中mn
4
占比较大，为催化反应地进行起到了促进作用。
技术领域
1.本发明属于一种新型低温脱硝催化剂及其制备方法技术领域，具体地说涉及一种以粉煤灰为载体，负载gd-mn-ti复合氧化物的催化剂，该催化剂可用于烟气在低温下（小于350℃）的催化脱硝。
背景技术：
2.当前，由于我国独特的能源结构，煤、石油、天然气等一次能源占据了主要的地位，而这些一次能源的使用会产生大量对环境有害的物质。燃煤烟气中的氮氧化物是一种对环境、人体伤害很大的大气污染物，它可以与大气中的水及氧气发生反应生成硝酸等酸性物质，形成酸雨，继而腐蚀自然界、建筑物等。同时氮氧化物是一种剧毒气体，人体吸入后会与体液物质发生化学反应，对神经系统、呼吸系统等造成严重危害。因此，对大气中氮氧化物的治理至关重要。
3.目前，我国治理燃煤电厂排放的氮氧化物时，主要利用烟气后处理技术中的选择性催化还原技术。该技术是指在脱硝催化剂的作用下，利用氨或尿素作为还原剂与氮氧化物发生反应有选择性地生成氮气和水。该技术可以将成本控制在一定范围内，并且达到良好的脱硝效果，因此被燃煤电厂广泛应用。然而，目前已经商用的脱硝催化剂多为钒钛系催化剂（如v2o5/tio2、v2o
5-wo3/tio2），其活性温度较高（300~400℃），要满足其活性温度窗口，一般需做容易导致催化剂失活的高尘式布置。而低温催化剂（小于300℃）可以做低尘低温式布置，可降低对催化剂的毒化，延长其寿命，还可避免对催化剂再加热，节约成本。 因此，开发新型低温脱硝催化剂具有重要的意义。
4.锰氧化物（mnox）由于其出色的低温脱硝性能、储量丰富、以及相比于v2o5对环境友好等优势，近年来在烟气脱硝领域被广泛关注。然而其自身也存在一些缺点，如：抗硫中毒能力差，工作温度窗口较窄，以及高温时氮气选择性不好。为了解决上述问题，学者们进行了广泛深入的研究后发现，一方面可以通过引入过渡金属元素铁（fe）、镍（ni）、钴（co）或者稀土元素铈（ce）、钐（sm）、钆（gd）、铕（eu）等进行改性；另一方面可以通过选择合适的载体，通过适当的方法将活性组份负载到载体表面，这样可以有效降低活性组份的团聚，同时活性组份与载体之间的相互作用也对催化剂的整体性能有一定的提升。可见，引入其它元素改性和引入载体是提升锰氧化物催化剂性能的两个重要手段。
5.粉煤灰作为燃煤发电厂废弃物，每年都会有大量的堆积。如何处理这些堆积的粉煤灰，将其转化为高附加值产品，是一个非常值得研究的课题。粉煤灰的主要成分是石英、莫来石、赤铁矿等，不同燃煤电厂和不同地区产生的粉煤灰，其成分会有些许差别，但主要成分都是上述几种物质。由于其组成成分的原因，目前粉煤灰多用于制备沸石、混凝土和水泥等。此外，近年来也有一些研究者对粉煤灰的成分先进行分离，再细化其应用场景。另外，粉煤灰是一种多孔型材料，有利于活性组份的负载。因此，尝试将粉煤灰应用于脱硝领域，将其转化为高附加值应用产品，具有重要的意义。综上所述，本发明使用粉煤灰作为载体，
通过掺杂稀土元素gd，利用溶胶凝胶的负载方法制备一种粉煤灰负载gd-mn-ti复合氧化物的低温脱硝催化剂。
6.目前关于粉煤灰的发明专利主要集中在采用粉煤灰制混凝土或砖等。如中国专利cn113666685a“一种低水化热高导的防辐射混凝土及其制备方法”；如中国专利cn111393148a“一种节能型耐磨透水砖及其制备方法”。也有少量以粉煤灰为载体制备材料应用于多种场景。如中国专利cn111116164b“一种粉煤灰基多孔除氟材料及其制备方法和应用”；如中国专利cn113666662a“粉煤灰基陶瓷化聚烯烃组合物和陶瓷化聚烯烃材料制备方法及应用”等。但国内外至今还未发现粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂的专利技术。
技术实现要素：
7.本发明的目的之一在于提供一种温度窗口宽、氮气选择性好、成本较低的催化剂。该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物，主要应用于燃煤烟气中氮氧化物的脱除及其它需要脱除氮氧化物的固定源。
8.本发明的目的之二在于提供一种以粉煤灰为载体，gd-mn-ti复合氧化物为活性组份的低温脱硝催化剂的制备方法。
9.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：该技术方案主要存在以下两个制备步骤：粉煤灰的预处理和活性组份的负载。
10.具体来说，粉煤灰的预处理步骤如下：（1）将粉煤灰用筛网筛至100~120目，之后将粉煤灰倒入盛有去离子水的烧杯中，比例控制在0.1~0.5g粉煤灰每毫升水，静置1~5min后倒出上层悬浊液，再按相同比例加入去离子水，重复水洗3~6次后，放入烘箱中烘干；（2）利用磁铁吸掉粉煤灰中黑色富铁玻璃微珠，重复吸取5~10次后，将粉煤灰放入1mol/l的醋酸溶液中，油浴加热搅拌处理6-10小时，比例控制在0.8~1.6g粉煤灰每10ml醋酸溶液，之后用去离子水离心洗涤粉煤灰3~5次，将得到的粉煤灰放入烘箱中烘干；（3）将烘干后的粉煤灰放到马弗炉中煅烧，煅烧温度为500-800℃，煅烧时间为2~6h，至此粉煤灰的预处理环节结束，将得到的粉煤灰封装备用。
11.具体来说，活性组份的负载步骤如下：（1）在每次负载活性组份时，活性组份质量与粉煤灰的质量比范围为0.25~1，在活性组份中，gd、mn、ti三种元素的摩尔比为gd:mn:ti=（0.01~0.12）:（0.1~0.4）:1；（2）首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度搅拌0.5~2h，，记为a液。取2.19ml乙醇，0.31~1.24g四水硝酸锰，0.056~0.672g六水硝酸轧，混合后超声5~15min，记为b液；（3）将b液缓慢加入到a液中，再将粉煤灰加入到a液与b液的混合液体中，在常温下以500~1000转每分钟搅拌1~5h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥8~12h，之后用研钵研磨至粉末状态；（4）放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为350~450℃，煅烧时间为2~4h，升温速率为2~5℃/min。
12.至此活性组份的负载结束。得到粉煤灰负载gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化
剂。
13.本发明与现有技术相比具有以下优点。
14.（1）所制备的催化剂低温脱硝性能好，在54,000h-1
的测试空速下，90~360℃温度范围内no
x
的脱除效率可以达到90%以上，氮气选择性也可以维持在85%以上。
15.（2）成本低廉，利用燃煤废弃物粉煤灰为载体，以mno
x
为主要活性组份，降低了催化剂的制备成本，并且为粉煤灰的高附加价值的应用提供了一种新的思路。
16.（3）制备方法简单，通过粉煤灰简单的预处理后，使用溶胶凝胶法对活性组份进行负载，负载方法简单，具有实际应用的价值。
17.（4）通过利用粉煤灰作为载体，可以提供较大的比表面积，负载活性组份后，活性组份与载体改善了催化剂表面的酸性位点数量和分布情况，在催化剂表面提供了有利的反应的环境。
18.（5）通过gd元素的掺杂，能显著提高催化剂表面的酸性位点数量，改善其还原能力，有利于催化反应的进行。
19.（6）另外mn、gd、ti之间的相互作用可以提高催化剂表面的mn
4
以及表面化学吸附氧（os）的浓度，有利于低温时提高no
x
的脱除效率。
附图说明
20.图1是粉煤灰负载gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂的制备流程图。
21.图2是按实施例2得到的粉煤灰负载gd-mn-ti复合氧化物催化剂形貌图（扫描电镜照片）。
22.图3是按实施例2得到的粉煤灰负载gd-mn-ti复合氧化物催化剂的脱硝性能和氮气选择性测试结果图。
具体实施方式
23.实施例1首先将粉煤灰用筛网筛至100目，之后将粉煤灰倒入盛有去离子水的烧杯中，比例控制在0.1g粉煤灰每毫升水，静置1min后倒出上层悬浊液，再按比例加入去离子水，重复水洗3次后，放入烘箱中60℃烘干，再用磁铁吸掉粉煤灰中黑色富铁玻璃微珠，重复吸取5次后，将粉煤灰放入1mol/l的醋酸溶液中，油浴加热搅拌处理6小时，比例控制在0.8g粉煤灰每10ml醋酸溶液，之后用去离子水离心洗涤粉煤灰3次，将得到的粉煤灰放在烘箱中60℃烘干，将烘干后的粉煤灰放到马弗炉中煅烧，煅烧温度为500℃，煅烧时间为6h。之后进行活性组份的负载。首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度搅拌0.5h，记为a液。取2.19ml乙醇，0.31g四水硝酸锰，0.056g六水硝酸轧，混合后超声5min，记为b液。将b液缓慢加入到a液中，再将0.25g预处理后的粉煤灰加入到a液与b液的混合液体中，在常温下以500转每分钟的速度搅拌4h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥8h，之后用研钵研磨至粉末状态，放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h。得到以粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂。
24.该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂，其中gd、mn、ti的摩尔比为0.01:0.1:1，催化剂具有优异的低温脱硝性能，在90~390℃脱硝性能均在80%以
上，其中120~270℃脱硝效率接近100%。活性组份以无定形态分布在载体表面，催化剂表面具有丰富的酸性位点和良好的氧化还原性能，mno
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由三种价态组成，其中mn
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占比较大，为催化反应地进行起到了促进作用。
25.实施例2首先将粉煤灰用筛网筛至120目，之后将粉煤灰倒入盛有去离子水的烧杯中，比例控制在0.3g粉煤灰每毫升水，静置2min后倒出上层悬浊液，再按比例加入去离子水，重复水洗5次后，放入烘箱中60℃烘干，再用磁铁吸掉粉煤灰中黑色富铁玻璃微珠，重复吸取8次后，将粉煤灰放入1mol/l的醋酸溶液中，油浴加热搅拌处理8小时，比例控制在1g粉煤灰每10ml醋酸溶液，之后用去离子水离心洗涤粉煤灰4次，将得到的粉煤灰放在烘箱中60℃烘干，将烘干后的粉煤灰放到马弗炉中煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h。再进行活性组份的负载，首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度的速度搅拌2h，记为a液。取2.19ml乙醇，0.62g四水硝酸锰，0.23g六水硝酸轧，混合后超声10min，记为b液。将b液缓慢加入到a液中，再将0.5g预处理后的粉煤灰加入到a液与b液的混合液体中，在常温下以800转每分钟搅拌3h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥10h，之后用研钵研磨至粉末状态，放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h。得到以粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂。
26.该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂，其中gd、mn、ti的摩尔比为0.04:0.2:1，催化剂具有优异的低温脱硝性能，在90~390℃脱硝性能均在85%以上，其中120~330℃脱硝效率接近100%。活性组份以无定形态分布在载体表面，催化剂表面具有丰富的酸性位点和良好的氧化还原性能，mno
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由三种价态组成，其中mn
4
占比较大，为催化反应地进行起到了促进作用。
27.实施例3粉煤灰的预处理环节同实施例2。之后进行活性组份的负载。取预处理后的粉煤灰0.5g，首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度搅拌1h，记为a液。取2.19ml乙醇，0.94g四水硝酸锰，0.34g六水硝酸轧，混合后超声10min，记为b液。将b液缓慢加入到a液中，再将0.75g预处理后的粉煤灰加入到a液与b液的混合液体中，在常温下以800转每分钟搅拌3h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥10h，之后用研钵研磨至粉末状态，放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h。得到以粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂。
28.该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂，其中gd、mn、ti的摩尔比为0.06:0.3:1，催化剂具有优异的低温脱硝性能，在90~390℃脱硝性能均在85%以上，其中120~330℃脱硝效率接近100%。活性组份以无定形态分布在载体表面，催化剂表面具有丰富的酸性位点和良好的氧化还原性能，mno
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由三种价态组成，其中mn
4
占比较大，为催化反应地进行起到了促进作用。
29.实施例4粉煤灰的预处理环节同实施例2。之后进行活性组份的负载。取预处理后的粉煤灰0.5g，首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度搅拌1h，记为a液。取2.19ml乙醇，1.26g四水硝酸锰，0.45g六水硝酸轧，混合后超声10min，记为b液。将b液缓慢加入到a液中，再将0.5g预处理后的粉煤灰加入到混合液体中，在常温下以800转每分
钟搅拌3h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥10h，之后用研钵研磨至粉末状态，放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h。得到以粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂。
30.该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂，其中gd、mn、ti的摩尔比为0.08:0.4:1，催化剂具有优异的低温脱硝性能，在90~390℃脱硝性能均在80%以上，其中120~300℃脱硝效率接近100%。活性组份以无定形态分布在载体表面，催化剂表面具有丰富的酸性位点和良好的氧化还原性能，mno
x
由三种价态组成，其中mn
4
占比较大，为催化反应地进行起到了促进作用。
31.实施例5首先将粉煤灰用筛网筛至120目，之后将粉煤灰倒入盛有去离子水的烧杯中，比例控制在0.5g粉煤灰每毫升水，静置5min后倒出上层悬浊液，再按比例加入去离子水，重复水洗6次后，放入烘箱中60℃烘干，再用磁铁吸掉粉煤灰中黑色富铁玻璃微珠，重复吸取10次后，将粉煤灰放入1mol/l的醋酸溶液中，油浴加热搅拌处理10小时，比例控制在1.6g粉煤灰每10ml醋酸溶液，之后用去离子水离心洗涤粉煤灰5次，将得到的粉煤灰放在烘箱中60℃烘干，将烘干后的粉煤灰放到马弗炉中煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h。之后进行活性组份的负载。首先取4.25ml钛酸四丁酯，5.84ml乙醇，常温下以500转每分钟的速度搅拌2h，记为a液。取2.19ml乙醇，1.26g四水硝酸锰，0.68g六水硝酸轧，混合后超声15min，记为b液。将b液缓慢加入到a液中，再将0.75g预处理后的粉煤灰加入到a液与b液的混合液体中，在常温下以1000转每分钟搅拌2h后，用滴管将混合液体逐滴滴到100ml塑料平底培养皿中，在空气中干燥12h，之后用研钵研磨至粉末状态，放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h。得到以粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂。
32.该催化剂为粉煤灰负载的gd-mn-ti复合氧化物低温脱硝催化剂，其中gd、mn、ti的摩尔比为0.12:0.4:1，催化剂具有优异的低温脱硝性能，在90~390℃脱硝性能均在85%以上，其中120~330℃脱硝效率接近100%。活性组份以无定形态分布在载体表面，催化剂表面具有丰富的酸性位点和良好的氧化还原性能，mno
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由三种价态组成，其中mn
4
占比较大，为催化反应地进行起到了促进作用。
再多了解一些
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