[发明专利]一种Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种Cu‑SSZ‑13/多孔陶瓷催化剂，并进一步公开其制备方法，以及在机动车尾气脱硝领域中的应用。本发明所述Cu‑SSZ‑13/多孔陶瓷催化剂，是以原位合成法直接在催化剂载体上制备分子筛涂层，即在多孔陶瓷上直接原位合成SSZ‑13分子筛，使得制得的SSZ‑13分子筛以化学键的形式直接与选定的多孔陶瓷载体进行化学结合，从而牢固地生长在载体上。本发明所述Cu‑SSZ‑13/多孔陶瓷催化剂具有催化剂涂层牢固、活性材料负载量高的优势，具有催化脱除NOx活性高及抗水热老化活性好的优势，可广泛应用于机动车尾气脱硝工艺。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化剂，并进一步公开其制备方法，以及在机动车尾气脱硝领域中的应用。

背景技术

当前，全球性的生态环境危机日益严重，而柴油车尾气一直都是城市空气污染源之一，尾气中含有的氮氧化物更是污染城市大气的主要源头之一。而且随着人类生活的现代化和都市化，汽车的使用越来越普遍，尾气的排放量越来越大，对大气环境造成了严重的污染。

目前，世界范围内应用最广泛的氮氧化物净化技术就是用HN₃来选择性的催化还原，即HN₃-SCR(Selective Catalytic Reduction，SCR)技术，即以氨气作为还原剂把有害的氮氧化物选择性催化还原为无害的N₂和H₂O。NH₃-SCR技术最初应用在固定源脱硝领域，目前已被成功引入到机动车尾气处理领域，并得到广泛应用。NH₃-SCR技术被认为是目前最有前景的机动车尾气脱硝技术之一，其技术的核心即是高效稳定催化剂的研发。目前，工业化应用的SCR催化剂主要是WO₃或者MoO₃掺杂的V₂O₅/TiO₂催化剂。但是该催化剂存在着诸如具有生物毒性的V₂O₅在使用中发生脱落、高温下V₂O₅的挥发和TiO₂的晶型转变导致热稳定性差等缺陷。因此，开发新的高效稳定环境友好的催化剂是SCR催化剂发展的方向。

近年来，Cu-SSZ-13催化剂由于催化活性高、水热稳定性好、抗HCs中毒能力强，以及优异的脱硝活性而受到广泛关注并被用于脱硝反应。但在工业应用中，Cu-SSZ-13催化剂必须要制备成整体式催化剂予以应用，如进一步加工成蜂窝状催化剂以提高催化和传热效率。如中国专利CN102099293B即报道了采用涂敷的方法将Cu-SSZ-13催化剂涂敷在多孔陶瓷上制备出整体形态催化剂用于脱硝反应的方案，并取得了高效的催化活性。但是，该方案中以涂敷法进行制备的催化剂，不仅催化剂的涂覆量少，且涂层的强度也略差，并且存在易脱落的情况，这也是制约涂覆法制备整体形态催化剂的技术难题。可见，开发一种催化剂结合量高且载体结合强度高的Cu-SSZ-13整体形态催化剂，对于机动车尾气脱硝工艺具有积极的意义。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种原位合成法制备Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化剂的方法，以解决现有技术中Cu-SSZ-13负载催化剂负载量和结合强度均较差的问题；

本发明所要解决的第二个问题在于提供上述原位合成法制备的Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化剂，并进一步公开所述Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化剂在机动车尾气脱硝领域的应用。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种制备Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化剂的方法，包括如下步骤：

(1)取硅源材料、铝源材料和有机模板剂，配制得到分子筛母液，并调节pH值至碱性，备用；

(2)取多孔陶瓷载体与所述分子筛母液混合，进行晶化反应；