氮氧化物(NOx)是工业烟气中的主要污染物之一,严重影响生态环境与人体健康。选择性催化还原(SCR)技术是最成熟、应用最广泛的脱硝技术,其中脱硝催化剂是该技术的核心,其性能与成本直接决定脱硝效果与工业化推广前景。传统脱硝催化剂多以二氧化钛为载体,生产成本高,极大地提高了烟气脱硝的治理成本。
凹凸棒石作为一种富含镁铝硅酸盐的层链状矿物黏土,是我国极具优势的非金属矿产资源,主要分布在甘肃省、江苏省等地。其中甘肃省临泽县境内目前已探明凹凸棒石储量超过9亿吨,约占全世界该矿种资源量的63%。凹凸棒石具有丰富的孔道结构、较大的比表面积及廉价易得的特点,但其长期受限于改性技术、提纯技术等,应用领域和途径受限,亟需开展高值化利用技术研发。
中国科学院兰州化学物理研究所精细石油化工中间体国家工程研究中心唐志诚研究员团队精准把握资源优势与行业需求,聚焦凹凸棒石材料高值化开发,将其应用于脱硝催化剂载体,以降低脱硝催化剂生产成本。团队发展了凹凸棒石提纯技术,开发了凹凸棒石改性与结构优化工艺,研究表明将凹凸棒石替代二氧化钛应用于脱硝催化剂完全可行。
2026年2月,兰州化物所完成了凹凸棒石基低成本脱硝催化剂的工业化技术验证,并生产出30立方催化剂产品。其产品指标完全符合GB/T 31587-2015《蜂窝式烟气脱硝催化剂》国家标准,催化剂成本降低10-20%,且机械强度更高。凹凸棒石基低成本脱硝催化剂的工业化生产,将有效破解传统脱硝催化剂成本高的难题,同时推动我国优势非金属矿产资源凹凸棒石的高值化利用,为我国工业烟气治理与“双碳”目标实现提供了高效可行的技术支撑,同时为甘肃省地方经济建设做出了贡献。
该工作得到了甘肃省科技重大专项的大力支持。

图1 低成本凹凸棒石基脱硝催化剂工业化生产现场
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