一種用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑及制備方法
【專利說(shuō)明】
[0001 ] 一
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣在溫度(120°C-460°C)情況下，NH3選擇性催化還原(SCR)脫除NOx的催化劑及制備方法。
[0002]二技術(shù)背景
氮氧化物(NOx)對(duì)大氣的污染是一個(gè)世界性問(wèn)題，特別是隨著中國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車氮氧化物的排放量不斷增加?！笆濉币?guī)劃要求到“十二五”末，氮氧化合物總量排放比2010年減少10%。
選擇性催化還原(SCR，即selective catalytic reduct1n)脫硝技術(shù)已被證實(shí)是最有效的柴油車脫硝技術(shù)之一。SCR技術(shù)用NH3為還原劑，效率通?？蛇_(dá)85%以上，它的特點(diǎn)是催化劑V205-Ti02在300°C_420°C溫度范圍內(nèi)，具有良好的催化活性及穩(wěn)定性。隨著尾氣排放法規(guī)的越來(lái)越嚴(yán)格，需要對(duì)此類催化劑進(jìn)行優(yōu)化，以拓寬活性溫度范圍，延長(zhǎng)使用壽命，滿足對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放的要求。
三

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，采取以NH3為還原劑的選擇性催化還原技術(shù)，以釩/鈦催化劑研究為基礎(chǔ)，提供一種具有較高催化活性、制備周期短、較寬的溫度窗口，用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑及制備方法。
[0003]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
一種用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑，其特征在于包括下列質(zhì)量份的組分:氧化銀2.0-4.0、氧化鉬2.0-4.5、氧化媽5.0-5.5和二氧化鈦84-90。
[0004]按照前述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑的制備方法包括:
(1)將蜂窩狀二氧化鈦載體在微波干燥條件下干燥0.5-1.5小時(shí)；
(2)配置活性組分溶液:將偏釩酸銨、仲鉬酸銨、仲鎢酸氨按偏釩酸銨2.58-5.16質(zhì)量份、仲鉬酸銨2.50-5.56質(zhì)量份、仲鎢酸銨5.65-6.21質(zhì)量份溶于去離子水中，溶液加熱到50°C-60°C，再用草酸或檸檬酸調(diào)整溶液pH值至2.0-3.0，制成透明無(wú)沉淀的活性組分溶液，再加入83.07-89.27質(zhì)量份的納米級(jí)銳鈦型二氧化鈦粉體，并充分均勻混合，制成催化劑溶液；
(3)采用浸漬法負(fù)載催化劑:將蜂窩狀二氧化鈦載體，緩慢浸入催化劑溶液，在50°C_60°C溶液中浸漬2-3小時(shí)，使活性組分附著在蜂窩狀二氧化鈦載體表面；
(4)然后在微波干燥條件下干燥2-3小時(shí)，再在空氣中400°C_500°C煅燒3-5小時(shí)，得到蜂窩狀催化劑。
[0005]前述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑的制備方法中，干燥條件采用微波干燥箱，浸漬過(guò)程采用真空保溫箱。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:(I)本發(fā)明所提供的催化劑在保持釩/鈦催化劑工業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，顯著提高了催化劑的低溫SCR活性(120°C_420°C)，適應(yīng)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。(2)利用現(xiàn)有的催化劑載體，采用先進(jìn)加工設(shè)備，縮短加工周期。(3)通過(guò)添加一定比例的多種活性物質(zhì)，有效提高了催化劑的活性。
[0007]實(shí)驗(yàn)研究證明，通過(guò)添加多種活性物質(zhì)，催化劑具有抗二氧化硫、砷中毒的特性，并使脫硝效率大幅度提升，在實(shí)驗(yàn)室模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試，NO濃度在800ppm，NH3/N0=l.1，空速35000h—1條件下，120°C到460°C時(shí)效率達(dá)到了 92%以上。已具備較強(qiáng)應(yīng)用價(jià)值，可廣泛應(yīng)用于各型號(hào)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)脫硝治理。
[0008]四
【具體實(shí)施方式】
一種用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑，采用浸漬法制備，載體表面催化劑層包括以下物質(zhì)及質(zhì)量份:氧化銀2.0-4.0質(zhì)量份、氧化鉬2.0-4.5質(zhì)量份、氧化媽5.0-5.5質(zhì)量份和二氧化鈦84-90質(zhì)量份。
[0009]前述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑的制備方法包括:
(1)將蜂窩型二氧化鈦催化劑載體在微波干燥條件下干燥0.5-1.5小時(shí)；
(2)配置活性組分溶液:將偏釩酸銨、仲鉬酸銨、仲鎢酸氨按比例稱取一定量(偏釩酸銨2.58-5.16質(zhì)量份、仲鉬酸銨2.50-5.56質(zhì)量份、仲鎢酸銨5.65-6.21質(zhì)量份)，溶于去離子水中，溶液加熱到50°C_60°C，再用草酸或檸檬酸調(diào)整溶液pH值至2.0-3.0，制成透明無(wú)沉淀的活性組分溶液，再加入83.07-89.27質(zhì)量份的納米級(jí)銳鈦型二氧化鈦粉體，并充分均勻混合，制成催化劑溶液；
(3)采用浸漬法負(fù)載催化劑:將蜂窩狀二氧化鈦載體，緩慢浸入催化劑溶液，在50°C_60°C溶液中浸漬2-3小時(shí)，使活性組分附著在蜂窩狀二氧化鈦載體表面；
(4)然后在微波干燥條件下干燥2-3小時(shí)，再在空氣中400°C_500°C煅燒3-5小時(shí)，得到蜂窩狀催化劑。煅燒后偏釩酸銨轉(zhuǎn)化為氧化釩，仲鉬酸銨轉(zhuǎn)化為氧化鉬，仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化為氧化鎢。
[0010]所述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑的制備方法中，干燥條件采用微波干燥箱，浸漬過(guò)程采用真空保溫箱。
[0011]實(shí)施例一、
(I)配置活性溶液，各組分百分比:偏釩酸銨4%仲鉬酸銨4.5%仲鎢酸銨5%，先準(zhǔn)備去離子水，加入偏釩酸銨、仲鉬酸銨、仲鎢酸銨，溶液加熱到60°C，加入草酸，調(diào)整pH值到2.0。
[0012](2)浸漬負(fù)載催化劑，浸入蜂窩型二氧化鈦載體，浸漬2.5小時(shí)。
[0013](3)然后150°(3干燥10小時(shí)，再進(jìn)行430°0煅燒3.5小時(shí)。制備成催化劑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑，其特征在于包括下列質(zhì)量份的組分:氧化銀2.0-4.0、氧化鉬2.0-4.5、氧化媽5.0-5.5和二氧化鈦84-90。2.按照權(quán)利要求1所述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑的制備方法，其特征在于包括: (1)將蜂窩狀二氧化鈦載體在微波干燥條件下干燥0.5-1.5小時(shí)； (2)配置活性組分溶液:將偏釩酸銨、仲鉬酸銨、仲鎢酸氨按偏釩酸銨2.58-5.16質(zhì)量份、仲鉬酸銨2.50-5.56質(zhì)量份、仲鎢酸銨5.65-6.21質(zhì)量份溶于去離子水中，溶液加熱到50°C-60°C，再用草酸或檸檬酸調(diào)整溶液pH值至2.0-3.0，制成透明無(wú)沉淀的活性組分溶液，再加入83.07-89.27質(zhì)量份的納米級(jí)銳鈦型二氧化鈦粉體，并充分均勻混合，制成催化劑溶液； (3)采用浸漬法負(fù)載催化劑:將蜂窩狀二氧化鈦載體，緩慢浸入催化劑溶液，在50°C_60°C溶液中浸漬2-3小時(shí)，使活性組分附著在蜂窩狀二氧化鈦載體表面； (4)然后在微波干燥條件下干燥2-3小時(shí)，再在空氣中400°C_500°C煅燒3-5小時(shí)，得到蜂窩狀催化劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑的制備方法，其特征在于:干燥條件采用微波干燥箱，浸漬過(guò)程采用真空保溫箱。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣脫硝的蜂窩狀催化劑及制備方法，它采用選擇性催化還原（SCR）技術(shù)，以氧化釩、氧化鉬、氧化鎢為主要活性組分，以蜂窩狀二氧化鈦為載體。制備催化劑的方法，其中活性組分以浸漬法負(fù)載在載體上。本發(fā)明顯著提高了低溫段脫硝催化劑的活性和催化能力，120℃到460℃時(shí)效率達(dá)到了92%以上。已具備較強(qiáng)應(yīng)用價(jià)值，可廣泛應(yīng)用于各型號(hào)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)脫硝治理。
【IPC分類】B01J23/30, B01D53/56, B01D53/94, B01J35/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105536771
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610103812
【發(fā)明人】延曉峰, 杜德亮, 周少坤
【申請(qǐng)人】東營(yíng)信拓汽車消聲器有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年2月26日