[发明专利]通过浆液浸渍法制备涂层式V2O5-WO3-TiO2-SiO2催化剂的方法

摘要

一种通过浆液浸渍法制备涂层式V₂O₅-WO₃-TiO₂-SiO₂催化剂的方法，以堇青石蜂窝陶瓷为基体，以V₂O₅为主催化剂、WO₃为助催化剂、TiO₂和SiO₂为直接载体，采用浆液浸渍、干燥、煅烧的工艺制备，可用于高空速、含硫量较高的柴油机尾气氮氧化物的选择性催化还原。本发明的优点是：该制备方法工艺简单，通过将活性物质及直接载体直接混合形成浸渍浆液，大大降低了负载次数及生产过程中的能耗；通过将堇青石基体进行酸处理，极大地提高了基体的比表面积，从而提高了催化剂活性物质在基体表面的分散性、活性和涂层与基体的结合强度；所制得的催化剂具有很高的催化活性、较强的机械稳定性和抗硫性、水热稳定性。

主权项

一种通过浆液浸渍法制备涂层式V₂O₅‑WO₃‑TiO₂‑SiO₂催化剂的方法，其特征在于：以堇青石蜂窝陶瓷为基体，以V₂O₅为主催化剂、WO₃为助催化剂、TiO₂和SiO₂为直接载体，采用浆液浸渍、干燥、煅烧的工艺制备，步骤如下：1)堇青石基体预处理堇青石基体为蜂窝陶瓷，其形状为矩形、圆柱体或椭圆型，孔数为100‑600目，对于基体表面粗糙、含有介孔和大孔的堇青石进行预处理的方法是：将堇青石放于水中进行超声处理30min后,在120℃温度下干燥3h，然后在550℃温度下煅烧4h，以去除基体吸附的杂质；对于基体表面平滑、比表面积较小的堇青石进行预处理的方法是：首先进行酸蚀处理，即将堇青石浸于酸液中，所用酸为硝酸、盐酸、硫酸或草酸，酸液的质量百分比浓度为10‑35％，处理时间为2‑4小时，酸蚀后的比表面积为50‑80m²/g，酸蚀后用蒸馏水洗涤至洗涤液pH为中性，用空气压缩机吹脱余液，然后将基体在120℃下干燥3h，550℃煅烧4h,以去除基体吸附的杂质；2)浸渍浆液的制备将偏钒酸铵和钨酸铵于60℃下溶解于去离子水中并搅拌1h后，加入TiO₂锐钛矿粉末并搅拌2h形成均匀分散液，然后加入酸性硅溶胶并搅拌均匀得到混合液，用1M的HCl溶液调节混合液的pH为4，搅拌10h后得到稳定的悬浮液即浸渍浆液，浸渍浆液中的固体含量为20‑35wt％，其中：V₂O₅为1‑3wt％、WO₃为5‑8wt％、TiO₂‑SiO₂为余量，直接载体TiO₂‑SiO₂中Si的摩尔百分比为10‑30％；3)涂层式V₂O₅‑WO₃‑TiO₂‑SiO₂催化剂的制备将经过预处理的堇青石基体浸渍于上述浸渍浆液中，在11W/L超声条件下浸渍5min，取出后用空气压缩机轻吹去除剩余液体，以在基体表面形成均匀的薄膜，将堇青石基体横放并于120℃温度下干燥3h，然后再将堇青石基体浸渍于上述浸渍浆液中，此过程循环2‑4次，直至催化剂负载量为堇青石蜂窝陶瓷质量的20‑35％，最后将负载有涂层的堇青石基体置于马弗炉中在500℃温度下煅烧6h，制得涂层式V₂O₅‑WO₃‑TiO₂‑SiO₂催化剂。