[发明专利]一种用于柴油发动机尾气脱硝的蜂窝状催化剂及制备方法

说明书

一技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别是一种柴油发动机尾气在温度（120℃-460℃）情况 下，NH₃选择性催化还原（SCR）脱除NO_X的催化剂及制备方法。

二技术背景

氮氧化物（NO_X）对大气的污染是一个世界性问题，特别是随着中国汽车工业的发展，汽 车氮氧化物的排放量不断增加。“十二五”规划要求到“十二五”末，氮氧化合物总量排放比 2010年减少10%。

选择性催化还原（SCR，即selectivecatalyticreduction)脱硝技术已被证实是最有 效的柴油车脱硝技术之一。SCR技术用NH₃为还原剂，效率通常可达85%以上，它的特点是催 化剂V2O5-TiO2在300℃-420℃温度范围内，具有良好的催化活性及稳定性。随着尾气排放 法规的越来越严格，需要对此类催化剂进行优化，以拓宽活性温度范围，延长使用寿命，满 足对柴油发动机尾气排放的要求。

三发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，采取以NH₃为还原剂的选择性催化还原技术，以 钒/钛催化剂研究为基础，提供一种具有较高催化活性、制备周期短、较宽的温度窗口，用于 柴油发动机尾气脱硝的蜂窝状催化剂及制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于柴油发动机尾气脱硝的蜂窝状催化剂，其特征在于包括下列质量份的组分： 氧化钒2.0-4.0、氧化钼2.0-4.5、氧化钨5.0-5.5和二氧化钛84-90。

按照前述的用于柴油发动机尾气脱硝的蜂窝状催化剂的制备方法包括：

(1)将蜂窝状二氧化钛载体在微波干燥条件下干燥0.5-1.5小时；

（2)配置活性组分溶液：将偏钒酸铵、仲钼酸铵、仲钨酸氨按偏钒酸铵2.58-5.16质量 份、仲钼酸铵2.50-5.56质量份、仲钨酸铵5.65-6.21质量份溶于去离子水中，溶液加热到50 ℃-60℃，再用草酸或柠檬酸调整溶液pH值至2.0-3.0，制成透明无沉淀的活性组分溶液,再 加入83.07-89.27质量份的纳米级锐钛型二氧化钛粉体，并充分均匀混合，制成催化剂溶 液；

(3)采用浸渍法负载催化剂：将蜂窝状二氧化钛载体，缓慢浸入催化剂溶液，在50℃-60 ℃溶液中浸渍2-3小时，使活性组分附着在蜂窝状二氧化钛载体表面；

（4）然后在微波干燥条件下干燥2-3小时，再在空气中400℃-500℃煅烧3-5小时，得到 蜂窝状催化剂。

前述的用于柴油发动机尾气脱硝的蜂窝状催化剂的制备方法中,干燥条件采用微 波干燥箱，浸渍过程采用真空保温箱。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）本发明所提供的催化剂在保持钒/ 钛催化剂工业应用优势基础上，显著提高了催化剂的低温SCR活性（120℃-420℃），适应于 柴油发动机的应用。（2）利用现有的催化剂载体，采用先进加工设备，缩短加工周期。（3）通 过添加一定比例的多种活性物质，有效提高了催化剂的活性。

实验研究证明，通过添加多种活性物质，催化剂具有抗二氧化硫、砷中毒的特性， 并使脱硝效率大幅度提升，在实验室模拟柴油发动机测试，NO浓度在800ppm，NH₃/NO=1.1， 空速35000h^-1条件下，120℃到460℃时效率达到了92%以上。已具备较强应用价值，可广泛应 用于各型号柴油发动机脱硝治理。

四具体实施方式

一种用于柴油发动机尾气脱硝的蜂窝状催化剂，采用浸渍法制备，载体表面催化剂层 包括以下物质及质量份：氧化钒2.0-4.0质量份、氧化钼2.0-4.5质量份、氧化钨5.0-5.5质 量份和二氧化钛84-90质量份。

前述的用于柴油发动机尾气脱硝的蜂窝状催化剂的制备方法包括：

(1)将蜂窝型二氧化钛催化剂载体在微波干燥条件下干燥0.5-1.5小时；