[发明专利]Ce2O3和V2O5双活性组分柴油车用选择性催化还原脱除氮氧化物催化剂

说明书

技术领域

本发明属于柴油车用催化剂，具体涉及一种具有Ce₂O₃和V₂O₅双重活性组分的柴油车用选择性催化还原脱除氮氧化物的催化剂及其制备方法。

背景技术

柴油车载重量大、比油耗低，在我国大、中型客、货车中占有统治地位，但由于其氮氧化物(NOx)排放较多，严重污染了大气环境，对人类的身体健康造成了潜在的威胁，因此，许多国家都制定了越来越严格的排放法规来限制柴油车的NOx排放。而NH₃或尿素-选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction-SCR)技术具有极高的NOx净化能力，同时通过与优化缸内燃烧的技术措施相结合，还可以降低柴油车的燃油消耗，是一种能够同时实现环保和节能目标的排放控制技术，在国际上已大规模应用。

现有商业SCR催化剂多采用以V₂O₅为主活性成分的V₂O₅-WO₃(MoO₃)-TiO₂-载体型催化剂，该催化剂一般在柴油车排气温度处于280℃～480℃时具有较好的反应活性，比较适合欧、美等国的车辆运行工况。但我国城市道路拥挤，车辆走走停停，柴油车排温较低，上述钒型SCR催化剂不能满足我国柴油车对SCR催化剂低温(＜300℃)活性的现实要求。同时V₂O₅属高毒物质，对人体健康危害较大。因此，采用低毒材料开发具有良好低温使用性能的新型SCR催化剂成为国内外相关领域的开发研究热点。

发明内容

本发明的目的是利用低毒的Ce₂O₃部分替代高毒的V₂O₅作为SCR催化剂主活性成分，发明一种具有Ce₂O₃和V₂O₅双重活性组分的柴油车用选择性催化还原脱除氮氧化物催化剂及其制备方法，在减少催化剂环境危害的同时，扩展催化剂的使用温度范围。

Ce₂O₃和V₂O₅双活性组分柴油车用选择性催化还原脱除氮氧化物催化剂，催化剂采用堇青石蜂窝陶瓷为骨架材料，主活性成分由Ce₂O₃(三氧化二铈)和V₂O₅(五氧化二钒)共同构成，采用WO₃(三氧化钨)或MoO₃(三氧化钼)为助催化剂组分，采用锐钛矿型TiO₂(二氧化钛)为涂层基体。其中主活性成分(包括Ce₂O₃和V₂O₅)与助催化剂组分WO₃(或MoO₃)以及涂层基体TiO₂的质量百分比分别为(1～3％)∶(6～12％)∶(85～93％)，质量百分比之和均为100％；主活性成分加助催化剂组分再加涂层基体TiO₂的总质量为(9.1～23.1％)与堇青石蜂窝陶瓷载体的质量(90.9～76.9％)之比，即(9.1～23.1％)∶(90.9～76.9％)质量百分比之和为100％；主活性组分Ce₂O₃和V₂O₅的质量比为(30～70％)∶(70～30％)，质量百分比之和均为100％。