[发明专利]一种纳米Cu原位浸渍的Cu-分子筛SCR整体催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供纳米Cu原位浸渍的Cu‑分子筛SCR整体催化剂及其制备方法，包括如下步骤制备高分散纳米Cu溶液；制备Cu‑分子筛原位浸渍液；使用原位浸渍法制备Cu基SCR催化剂。本发明采用原位浸渍法，将高分散纳米铜溶液制成铜分子筛原位浸渍液，调节固含量、pH，粘度；用高分散的纳米铜原位浸渍液涂覆堇青石载体，本发明的制备方法简单，步骤易于操作，容易实现过程控制，重复性强，生产周期短，更适合生产放大。该方法制备的催化剂具有宽泛的催化活性窗口，能满足国VI排放标准要求。

技术领域

本发明属于催化剂及其制备方法领域，尤其涉及一种纳米Cu原位浸渍的Cu-分子筛SCR整体催化剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，机动车的生产和使用量急剧增长，方便人们生活的同时，其排气对环境的污染以及人类身体健康的危害也日趋严重。对此，世界各国也制定了日趋严格的排放法规。为满足排放要求，尾气催化净化方法作为减少排气污染的一种有效手段已经得到了广泛的应用。NH3/Urea-SCR是目前国内外公认的最有效的净化NOx技术之一，该技术能在不降低发动机效率的前提下使NOx转化率达到90％。最常用的NH3-SCR催化剂主要分为V-W-TiO₂基催化剂和分子筛基催化剂。但钒基催化剂在高温下会因TiO₂载体晶型的转变而逐渐丧失活性。同时由于该催化剂体系含有具有生物毒性的活性组分V₂O₅，在美国和日本钒钨钛系催化剂已被禁止用于机动车尾气有害物消除。与之相比，分子筛催化剂具有催化窗口宽、高温活性高、热稳定性高等优点，是满足柴油车国VI及更高标准法规的大势所趋。

目前用于柴油车NOx净化的Cu分子筛SCR催化剂尚存在许多问题，负载Cu的方法绝大多数采用离子交换法，即将Cu前驱体溶液，与分子筛原料进行离子交换，交换后经洗涤、过滤、烘干和焙烧，一般需经多次离子交换离子才能得到Cu基分子筛催化材料。此方法会造成Cu源、水资源浪费大，工业废水多，造成二次污染；Cu负载量难以控制，重复性差；(3)制备周期较长，过滤、干燥、焙烧过程能耗较大等技术问题。

发明内容

为了解决现有技术难题，本发明公开了一种耐高温高活性Cu基SCR催化剂及其制备方法，为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，一种纳米Cu原位浸渍的Cu-分子筛SCR整体催化剂的制备方法，包括如下步骤

S1：制备高分散纳米Cu溶液；

S2：制备Cu-分子筛原位浸渍液；

S3：使用原位浸渍法制备Cu基SCR催化剂。

其中，所述步骤S1中包括：

S101：取纳米Cu源，加入去离子水中，配置0.5-10％溶液，搅拌10-60min；

S102：按照铜源分散剂与Cu摩尔比为0.1-9的比例，加入铜源分散剂，搅拌10-60min；

S103：按照非离子表面活性剂与Cu摩尔比为0.005-1，加入非离子表面活性剂，搅拌60-120min；

S104：调节pH值为3-6，搅拌30-60min。

其中，所述步骤S2中包括：

S201：按Cu与分子筛质量比为0.01-0.06的比例，称取分子筛粉体，以5-10g/min的速度加入至高分散纳米Cu溶液中，保持均匀搅拌状态，搅拌60-120min至分子筛完全分散；