一種用于柴油機尾氣凈化的scr催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于柴油機尾氣凈化的SCR催化劑及其制備方法，屬于大氣環(huán)境 保護的環(huán)境催化材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球汽車保有量的飛速上升，汽車尾氣造成的污染日益嚴重，對汽車尾氣排 放凈化的要求也越來越高。然而柴油機尾氣中大量的氮氧化物（NOX)不僅會引起光化學煙 霧、酸雨等突出環(huán)境問題，同時對人類的健康具有嚴重危害。因此，如何有效去除柴油發(fā)動 機尾氣中NOx成為當今環(huán)境催化的研宄熱點。
[0003] 現(xiàn)有的商業(yè)SCR催化劑其組成多為￥205-103-110 2或V205-M03-Ti02，其中V205為主 要活性組分。經(jīng)過多年應(yīng)用發(fā)現(xiàn)該催化劑的低溫活性較低；此外，由于v205屬于高毒物種， 對人體危害較大，而且催化劑成本較高。因此，開發(fā)高催化性能、低毒性、低成本的SCR(選 擇性催化還原）催化劑成為柴油機尾氣處理催化劑的熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題提供一種高催化性能、低毒性、低成本的用于柴油機尾 氣凈化的SCR催化劑及其制備方法。其核心是，優(yōu)化催化劑活性成分和催化劑制備工藝，以 提尚催化劑的性能。
[0005] 為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] 一種用于柴油機尾氣凈化的SCR催化劑，由堇青石蜂窩陶瓷載體和Ti02、MnM〇04、 K2TO4、Rh-Pd改性天然絲光沸石、A1203和Si02組成。Ti02、MnMo04、K2W04、Rh_Pd改性天然絲 光沸石、A1203和SiO2總負載量為堇青石蜂窩陶瓷載體的65g/L，TiO2、MnMo04、K2W04、Rh-Pd 改性天然絲光沸石、擬薄水鋁石（以A1203計）和硅溶膠（以SiOJ+)，它們的質(zhì)量比為 100:5-8:5-8:5-10:3-7:3-8〇
[0007] 該催化劑的制備方法是將質(zhì)量比為100:5-8:5-8:5-10:3-7:3-8的Ti02、MnMo04、 K2W04、Rh-Pd改性天然絲光沸石、以A1203計的擬薄水鋁石和以Si02計的硅溶膠，按催化劑涂 層的含量為65g/L均勻涂覆在堇青石蜂窩陶瓷載體表面，并用高壓氣體吹出蜂窩陶瓷載體 孔隙內(nèi)多余的漿液，經(jīng)ll〇°C干燥，500°C焙燒4小時制得。涂層的含量為65g/L(以500°C 焙燒4小時后的涂層質(zhì)量計算）。
[0008] 所述Rh-Pd改性天然絲光沸石的制備方法：以產(chǎn)地浙江縉云的天然絲光沸石為載 體，按照Rh和Pd總質(zhì)量為天然絲光沸石載體的0. 2wt%，Rh/Pd質(zhì)量比為2:1，稱取相應(yīng) Rh(N03) 3和Pd(NO3) 2溶液，采用浸漬法將天然絲光沸石載體加入Rh(NO3) 3和Pd(NO3) 2混合 溶液中，經(jīng)過120°C干燥、最后經(jīng)過500°C空氣氣氛焙燒4小時得到Rh-Pd改性天然絲光沸 石。
[0009] 采用本發(fā)明制備方法制得的催化劑具有較高的柴油機SCR活性，能有效消除NOx。
【具體實施方式】
[0010] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做出進一步的具體說明，但本發(fā)明并不限于這些實施 例。
[0011] 實施例1
[0012] (l)Rh-Pd改性天然絲光沸石的制備：以產(chǎn)地浙江縉云的天然絲光沸石為載體，按 照Rh和Pd質(zhì)量為天然絲光沸石載體的0. 2wt%，Rh/Pd質(zhì)量比為2:1，稱取相應(yīng)Rh(N03) 3和 Pd(N03) 2溶液，采用浸漬法將天然絲光沸石載體加入Rh(NO3) 3和Pd(NO3) 2混合溶液中，經(jīng)過 120°0干燥、最后經(jīng)過500°0空氣氣氛焙燒4小時得到詘-?(1改性天然絲光沸石。
[0013] (2)堇青石蜂窩陶瓷載體表面活性組分負載：按照Ti02、MnMo04、K2W04、Rh-Pd 改性天然絲光沸石、擬薄水鋁石（以A1203計）和硅溶膠（以Si〇d+)的質(zhì)量比為 100:5:6:10:4:5;分別稱取Ti02 1 00g、MnMo04 5g、K2W04 6g、Rh-Pd改性天然絲光沸石 10g、 擬薄水鋁石（以A1203計）4g、娃溶膠（以SiOJ+ )5g,加水至總質(zhì)量為500g后球磨4小 時，然后加濃硝酸將酸度調(diào)至pH= 2. 5。將堇青石蜂窩陶瓷載體（300目/in2)進行浸漬， 并用高壓氣體吹出堇青石蜂窩陶瓷載體孔隙內(nèi)多余的漿液。然后經(jīng)ll〇°C干燥，500°C焙燒 4小時。涂層的含量為65g/L(以500°C焙燒4小時后的涂層質(zhì)量計算）。
[0014] (3)催化劑活性評價在常壓微型反應(yīng)器中進行，反應(yīng)氣組成為：NO為500ppm，NH3 為500ppm，02為2%，其余為平衡氣體N2。催化反應(yīng)空速為ZOOOOtT1，反應(yīng)溫度為180? 500°C。反應(yīng)的NO轉(zhuǎn)化率見表1。
[0015] 實施例2
[0016](1)Rh-Pd改性天然絲光沸石的制備方法與實施例1相同。
[0017] (2)堇青石蜂窩陶瓷載體表面活性組分負載：按照Ti02、MnM〇04、K2W04、Rh-Pd 改性天然絲光沸石、擬薄水鋁石（以A1203計）和硅溶膠（以SiOJ+)的質(zhì)量比為 100:6:5:8:3:8;分別稱取Ti02 1 00g、MnMo04 6g、K2W04 5g、Rh-Pd改性天然絲光沸石 8g、擬 薄水鋁石（以A1203計）3g、硅溶膠（以SiO2計）8g，加水至總質(zhì)量為500g后球磨4小時， 然后加濃硝酸將酸度調(diào)至pH= 2. 5。將堇青石蜂窩陶瓷載體（300目/in2)進行浸漬，并用 高壓氣體吹出堇青石蜂窩陶瓷載體孔隙內(nèi)多余的漿液。然后經(jīng)ll〇°C干燥，500°C焙燒4小 時。涂層的含量為65g/L(以500°C焙燒4小時后的涂層質(zhì)量計算）。
[0018](3)催化劑性能測試方法與實施例1相同，反應(yīng)的NO轉(zhuǎn)化率見表1。
[0019] 實施例3
[0020] (1)Rh-Pd改性天然絲光沸石的制備方法與實施例1相同。
[0021] (2)堇青石蜂窩陶瓷載體表面活性組分負載：按照Ti02、MnM〇04、K2W04、Rh-Pd 改性天然絲光沸石、擬薄水鋁石（以A1203計）和硅溶膠（以SiO2計）的質(zhì)量比為 100:8:8:5:3:6;分別稱取Ti02 1 00g、MnMo04 8g、K2W04 8g、Rh-Pd改性天然絲光沸石 5g、擬 薄水鋁石（以A1203計）3g、硅溶膠（以SiO2計）6g，加水至總質(zhì)量為500g后球磨4小時， 然后加濃硝酸將酸度調(diào)至pH= 2. 5。將堇青石蜂窩陶瓷載體（300目/in2)進行浸漬，并用 高壓氣體吹出堇青石蜂窩陶瓷載體孔隙內(nèi)多余的漿液。然后經(jīng)ll〇°C干燥，500°C焙燒4小 時。涂層的含量為65g/L(以500°C焙燒4小時后的涂層質(zhì)量計算）。
[0022] (3)催化劑性能測試方法與實施例1相同，反應(yīng)的NO轉(zhuǎn)化率見表1。
[0023] 實施例4
[0024] (l)Rh-Pd改性天然絲光沸石的制備方法與實施例1相同。
[0025] (2)堇青石蜂窩陶瓷載體表面活性組分負載：按照Ti02、MnM〇04、K2W04、Rh-Pd 改性天然絲光沸石、擬薄水鋁石（以A1203計）和硅溶膠（以SiOJ+)的質(zhì)量比為 100:6:8:6:7:3;分別稱取Ti021 00g、MnMo04 6g、K2W048g、Rh-Pd改性天然絲光沸石6g、擬 薄水鋁石（以A1203計）7g、硅溶膠（以SiO2計）3g，加水至總質(zhì)量為500g后球磨4小時， 然后加濃硝酸將酸度調(diào)至pH= 2.5。將堇青石蜂窩陶瓷載體（300目/in2)進行浸漬，并用 高壓氣體吹出堇青石蜂窩陶瓷載體孔隙內(nèi)多余的漿液。然后經(jīng)ll〇°C干燥，500°C焙燒4小 時。涂層的含量為65g/L(以500°C焙燒4小時后的涂層質(zhì)量計算）。
[0026] (3)催化劑性能測試方法與實施例1相同，反應(yīng)的NO轉(zhuǎn)化率見表1。
[0027] 表1實施例催化劑的NO轉(zhuǎn)化率
[0028]
【主權(quán)項】
1. 一種用于柴油機尾氣凈化的SCR催化劑，其特征在于：由堇青石蜂窩陶瓷載體和 Ti02、MnMo04、K2W04、Rh-Pd 改性天然絲光沸石、Al2O3和 SiO 2組成，TiO 2、MnMo04、K2W04、Rh-Pd 改性天然絲光沸石、Al2O3和SiO2總負載量為堇青石蜂窩陶瓷載體的65g/L，TiO 2、ΜηΜ〇04、 K2W04、Rh-Pd改性天然絲光沸石、以Al2O3計的擬薄水鋁石和以SiO 2計的硅溶膠，它們的質(zhì) 量比為 100:5-8:5-8:5-10:3-7:3-8。
2. 權(quán)利要求1所述該催化劑的制備方法，其特征在于：將質(zhì)量比為 100:5-8:5-8:5-10:3-7:3-8 的 Ti02、MnMo04、K2W04、Rh-Pd 改性天然絲光沸石、以 Al2O3計的 擬薄水鋁石和以SiO2計的硅溶膠，按催化劑涂層的含量為65g/L均勻涂覆在堇青石蜂窩陶 瓷載體表面，并用高壓氣體吹出蜂窩陶瓷載體孔隙內(nèi)多余的漿液，經(jīng)I l〇°C干燥，500°C焙燒 4小時制得。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述Rh-Pd改性天然絲光沸石的制 備方法為其特征在于以天然絲光沸石為載體，按照Rh和Pd總質(zhì)量為天然絲光沸石載體的 0. 2wt %，Rh/Pd質(zhì)量比為2:1，稱取相應(yīng)Rh (NO3) 3和Pd (NO 3) 2溶液，采用浸漬法將天然絲光 沸石載體加入Rh (NO3) 3和Pd (NO 3) 2混合溶液中，經(jīng)過120°C干燥、最后經(jīng)過500°C空氣氣氛 焙燒4小時得到Rh-Pd改性天然絲光沸石。
【專利摘要】一種用于柴油機尾氣凈化的SCR催化劑及其制備方法，由堇青石蜂窩陶瓷載體和TiO2、MnMoO4、K2WO4、Rh-Pd改性天然絲光沸石、Al2O3和SiO2組成，TiO2、MnMoO4、K2WO4、Rh-Pd改性天然絲光沸石、Al2O3和SiO2總負載量為堇青石蜂窩陶瓷載體的65g/L，TiO2、MnMoO4、K2WO4、Rh-Pd改性天然絲光沸石、以Al2O3計的擬薄水鋁石和以SiO2計硅溶膠，它們的質(zhì)量比為100:5-8:5-8:5-10:3-7:3-8。制備方法為將TiO2、MnMoO4、K2WO4、Rh-Pd改性天然絲光沸石、擬薄水鋁石和硅溶膠，均勻涂覆在堇青石蜂窩陶瓷載體表面，并用高壓氣體吹出多余的漿液，經(jīng)干燥、焙燒制得。該催化劑具有較高的柴油機SCR活性，能有效消除NOx。
【IPC分類】B01D53-94, B01J29-26, B01D53-56
【公開號】CN104549433
【申請?zhí)枴緾N201510043553
【發(fā)明人】金凌云, 羅聲宏
【申請人】金華氟特催化科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月28日