[发明专利]柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂及其制备方法。该整体式催化剂包括纤维载体以及嵌入在所述纤维载体内部且在所述纤维载体的表面上均匀分布的钒钨钛氧化物催化剂层，其中所述纤维载体由波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而成，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到，其中按所述钒钨钛氧化物催化剂层的质量百分比计，所述钒钨钛氧化物催化剂层包括0.6wt％‑7wt％的V₂O₅、2.4wt％‑15wt％的WO₃和68wt％‑97wt％的TiO₂复合氧化物。本发明的整体式催化剂主要用于消除柴油车排气中的NO_x，对NO_x转化率高，操作温度窗口宽，具有优异的抗水、抗硫和热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，具体涉及一种柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂及其制备方法。

背景技术

排入大气环境中的氮氧化物(NO_x)主要源自固定源和移动源，2015年全国机动车排放的NO_x为584.9万吨，其中，柴油车排放的NO_x为372万吨，占机动车排放总量的70％。机动车的NO_x排放控制是大气污染控制领域的重点，选择性催化还原(SCR)是当前主要的技术手段，具有去除效率高、成本低、碳减排等特点。

SCR技术的核心是SCR催化剂，催化剂的组成、结构和形式对净化系统的性能有决定性影响。专利CN106719323A公开了一种钒钨钛氧化物催化剂，主要针对柴油车尾气的NOx排放控制，主要采用沉淀法制备催化剂，将钒源、钨源、钛源、特定的助剂和溶剂混合，加入缓释沉淀剂，得到催化剂前驱体沉淀，然后在一定温度下对前驱体沉淀进行热处理得到钒钨钛氧化物催化剂。所得催化剂为粉末状，没有涉及大比表面整体式载体的涂覆，且制备过程复杂。专利CN 101961664A公开了一种柴油车尾气净化用一体化钒钨钛蜂窝催化剂，其是将氧化钒、氧化钨和氧化钛及稀土氧化物的粉末，与粘结剂混合、处理后涂覆在堇青石载体上，在载体表面附着一定的催化剂层。但活性组分的组分分散度低，且载体密度大，使得反应器重量增大，对承重和抗冲击性能有一定要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂及其制备方法。所述催化剂主要用于消除柴油车排气中的NO_x，整体式催化剂对NO_x转化率高，操作温度窗口宽，具有优异的抗水、抗硫和热稳定性。具体地，柴油车用钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂以耐火纤维为纤维载体，该纤维载体具有高比表面积，堆积密度低，强度高等优点；将钒钨钛氧化物活性层负载到纤维载体，所制备的整体式催化剂有助于增加催化剂的有效反应表面积，保持优异的NO_x催化活性和稳定性，并且适用于含水、含硫复杂工况；根据使用工况，催化剂可以设计成不同规格尺寸的模块；而且催化剂的制备工艺简单，方便加工、组装。

本发明提供一种柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，包括纤维载体以及嵌入在所述纤维载体内部且在所述纤维载体的表面上均匀分布的钒钨钛氧化物催化剂层，其中所述纤维载体由波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而成，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到，其中按所述钒钨钛氧化物催化剂层的质量百分比计，所述钒钨钛氧化物催化剂层包括0.6wt％-7wt％的V₂O₅、2.4wt％-15wt％的WO₃和68wt％-97wt％的TiO₂复合氧化物。