1.一种高强度船用SCR催化剂,其特征在于,以V 2 O 5 -TiO 2 掺杂柱撑黏土为催化载体,以负载在V 2 O 5 -TiO 2 掺杂柱撑黏土上的Ce为活性物质,通过将负载Ce的V 2 O 5 -TiO 2 掺杂柱撑黏土与堇青石陶瓷载体结合制备得到;所述高强度船用SCR催化剂的化学式为a%CeO 2 /V-Ti-PILC,其中,a代表Ce占催化剂的质量百分数,a=3-15;以蜂窝状堇青石陶瓷为载体,使催化剂成品具有极高的机械强度,更好地应对船舶颠簸晃动的行驶条件;经过硫酸氧钒和钛酸丁酯交联插层反应而制得的V-Ti-PILC表面呈现出极大的混乱度和粗糙程度,V、Ti氧化物顺利夹杂到黏土中,V-Ti-PILC表面出现清晰的瓣状结构,黏土层状结构错落,V 2 O 5 -TiO 2 掺杂柱撑黏土V-Ti-PILC催化基体具有高活性、高比表面积,表面含有大量的活性氧[O],催化剂表面Ce 3+ 阳离子和Ce 4+ 阳离子共生,有利于电荷传递和催化氧化反应进行,有力地促进脱硝反应,针对船舶尾气特点,选用活性高、温度范围广的活性改性物质Ce,利用Ce的宽温度活性范围和V 2 O 5 -TiO 2 掺杂柱撑黏土基体中V的基础活性,兼顾Ce的电子转移能力和Ce、V的中温段脱硝能力,使催化剂在250℃-450℃范围内都有极高的脱硝效率,活性物质不会受尾气中二氧化硫的影响,催化剂使用寿命大大延长。
2.根据权利要求1所述的一种高强度船用SCR催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、V 2 O 5 -TiO 2 掺杂柱撑黏土的合成:1)制备黏土悬浮液;2)制备钛溶胶交联剂利用浓盐酸配置浓度为3-8mol/L的稀盐酸溶液,称取适量的钛酸丁酯,置于烧杯中,在室温下持续搅拌,缓慢滴加一定量的稀盐酸溶液,直至混合溶液中的Ti与HCl的摩尔比为1.36-0.51,随后继续室温搅拌2-10h,静置老化2-12h后制成所需钛溶胶交联剂;3)将黏土悬浮液与钛溶胶交联剂进行交联反应,随后加入硫酸氧钒,搅拌、离心,去上清液,洗涤离心后的固体产物,直到洗涤后滤液中无Cl - 离子析出,将固体产物干燥,高温煅烧,将煅烧后的产物研磨成粉末状,最终制得所需V 2 O 5 -TiO 2 掺杂柱撑黏土;步骤二、活性物质的负载与CeO 2 /V-Ti-PILC催化剂的制备将硝酸铈溶液与V 2 O 5 -TiO 2 掺杂柱撑黏土混匀,形成悬浮液,随后干燥、煅烧,得到所需CeO 2 /V-Ti-PILC催化剂;步骤三、堇青石陶瓷载体的涂覆将CeO 2 /V-Ti-PILC催化剂粉末采用粘结剂涂覆到堇青石陶瓷载体表面,得到所需高强度船用SCR催化剂成品。
3.根据权利要求2所述的一种高强度船用SCR催化剂的制备方法,其特征在于,步骤一中,V 2 O 5 -TiO 2 掺杂柱撑黏土的合成采用以下步骤:1)称取适量蒙脱石或膨润土,置于烧杯中,随后加入去离子水和搅拌磁子,将烧杯及内容物放于磁力搅拌器上室温搅拌12-36h,使得蒙脱石或膨润土在水中充分分散,制得0.5-3.0%的黏土悬浮液;2)利用浓盐酸配置浓度为3-8mol/L的稀盐酸溶液,称取适量的钛酸丁酯,置于烧杯中,在室温下持续搅拌,缓慢滴加一定量的稀盐酸溶液,直至混合溶液中的Ti与HCl的摩尔比为1.36-0.51,随后继续室温搅拌2-10h,静置老化2-12h后制成所需钛溶胶交联剂;3)将步骤1)所得黏土悬浮液继续搅拌,缓慢地将步骤2)所得钛溶胶交联剂加入到黏土悬浮液中,常温搅拌12-36h,以充分进行交联反应;随后加入硫酸氧钒,常温搅拌5-20h,随后离心,去上清液,离心后的固体产物用去离子水洗涤,直到洗涤后滤液中无Cl - 离子析出,判断标准为硝酸银溶液不产生沉淀,最后将固体产物在80-95℃水浴加热条件下干燥10-24h,转移至马弗炉中,于400-600℃条件下煅烧2-6h,将煅烧后的产物研磨成粉末状,最终制得所需V 2 O 5 -TiO 2 掺杂柱撑黏土。
4.根据权利要求2所述的一种高强度船用SCR催化剂的制备方法,其特征在于,步骤二中,称取0.7954-3.9768g的Ce(NO 3 ) 3 •6H 2 O,溶解于去离子水中,制成硝酸铈溶液,随后加入V 2 O 5 -TiO 2 掺杂柱撑黏土,混匀,形成悬浮液,常温搅拌2-6h,以充分混匀,随后于80-95℃水浴加热条件下干燥10-24h,转移至马弗炉中,于400-600℃条件下煅烧2-6h,得到所需CeO 2 /V-Ti-PILC催化剂。
5.根据权利要求2所述的一种高强度船用SCR催化剂的制备方法,其特征在于,步骤三中,所述粘结剂为拟薄水铝石,将CeO 2 /V-Ti-PILC催化剂粉末涂覆到堇青石陶瓷载体表面后堇青石陶瓷载体的重量增加20%以上。
6.根据权利要求1所述的一种高强度船用SCR催化剂在船舶尾气脱硝中的应用。