[发明专利]具有锚定增强去除NOx的载体催化剂制备方法

说明书

本发明涉及一种具有锚定增强去除NOx的载体催化剂制备方法，即在一定温度下，铜铁离子、过渡金属离子、分子筛，通过氨基甲酸铵的化学作用进行反应，使得活性组分负载分散均匀，最终在燃烧过程中形成的活性产物具有对NOx锚定增强的高效选择性效果，进而具有较好的NOx转化率。本发明制备的具有锚定增强去除NOX的载体催化剂在B50工况下NOx转化率最高为96.1%，548℃C100 NOx转化率为82.9%，198℃C25 NOx转化率为86.8%，在198～548℃内显示了较高NOx活性、具有涂层的脱落率低。同时，该制备工艺过程简单，便于工业化。

技术领域

本发明涉及具有锚定增强去除NOx的载体催化剂制备方法，属于汽车排放技术领域。

背景技术

为满足排放法规，Urea-SCR技术已成为中重型柴油机企业首选降低 NOx技术路线，其原理是尿素水解产生的氨气和汽车尾气中的NOx经过涂有活性涂层的载体时，NOx快速的被氨气还原为氮气和水，氨气和NOx能够在后处理载体上进行快速的化学反应，是与载体的组成密不可分的。带有活性涂层载体是由载体和催化剂构成，载体首先承担着涂层和活性组分，其次还提供合适的催化反应通道，没有载体的支撑，催化剂粉末是无法发挥其性能的，堇青石蜂窝载体因具有大表面积、高孔密度、孔壁薄、热膨胀系数低以及耐热冲击性好等在汽车尾气脱硝领域展现了优越的性能。催化剂作为脱硝的主要活性组分，必须负载到载体上才能发挥作用，因此如何将催化剂与载体有机结合，使其脱硝效果达到最佳是目前研究的热点。

发明专利CN201110275543.0公开了一种NOx选择性催化还原分子筛催化剂及制备方法。催化剂组成为：(10％～30％)CeO₂-M+(90％～70％)Fe/ZSM-5,其中M为TiO₂或WO3,CeO₂/M的质量比＝3∶1～1∶1；分子筛ZSM-5的SiO2/Al2O3＝15～150。以可溶性铈盐和钛盐或钨盐为原料,碱为共沉淀剂,聚乙二醇为增稠剂,以分子筛HZSM-5为原料,可溶性铵盐为铵源,离子交换制得NH4/ZSM-5。以可溶性铁盐为原料,离子交换制得Fe、ZSM-5。以氧化铝溶胶、硅溶胶或醋酸锆中的一种或几种为粘结剂,堇青石蜂窝陶瓷载体上先涂覆Fe/ZSM-5,再涂覆上CeO2-M,烘干,焙烧。催化剂宽活性温度窗口转化率大于80％,在190-600℃温度范围内可实现高效催化脱除氮氧化物。

发明专利CN201110057115.0公开了一种锰改性的分子筛型柴油机用选择性催化还原催化剂。催化剂采用堇青石蜂窝陶瓷作为载体材料；主活性成分是经离子交换进入分子筛的Mn2+离子及氧化锰颗粒；分子筛中剩余未被交换的H+和硅铝骨架结构分别作为助催化剂和涂层基体。离子交换改性后的分子筛粉末中,锰元素重量百分比为0.6～9.2％；负载涂层后的堇青石蜂窝陶瓷载体和涂层组成的负载型催化剂中,涂层重量百分比为5～15％。制备包括分子筛改性与负载型催化剂的制备。

发明专利CN 201410643551.X一种锰、锆双金属改性的分子筛型柴油机用选择性催化还原催化剂。锰、锆元素是通过液态离子交换-浸渍法进入分子筛中的。以经过改性后的粉末状催化剂的总重为基准,锰元素占重量百分比4.5～7.5％,锆元素占重量百分比4.5～15％。以负载型催化剂总重为基准,涂层所占重量百分比5～15％。由于采用无毒的分子筛以及低毒的锰元素和锆元素制备新型柴油车用SCR催化剂,降低了催化剂对人体的毒害；同时扩大了柴油车SCR反应中的催化剂高活性温度窗口。改性方法使负载量得到提高,负载比例更灵活可调,有利于催化剂性能的进一步优化。

上述制备脱硝载体催化剂的制备方法存在问题如下：(1)催化剂温度窗口窄，选择性差，NO_X转化率低;（2）活性组分涂覆不均匀,局部发生富集或者涂覆量过少；（3）活性组分涂层与载体结合的牢固度低，涂层易脱落；（4）制备工艺繁琐复杂。

发明内容