CN105536771A - 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 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了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，它采用选择性催化还原（SCR）技术，以氧化钒、氧化钼、氧化钨为主要活性组分，以蜂窝状二氧化钛为载体。制备催化剂的方法，其中活性组分以浸渍法负载在载体上。本发明显著提高了低温段脱硝催化剂的活性和催化能力，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。
Description
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NOX的催化剂及制备方法。
二技术背景
氮氧化物（NOX）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；
（2)配置活性组分溶液：将偏钒酸铵、仲钼酸铵、仲钨酸氨按比例称取一定量（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。煅烧后偏钒酸铵转化为氧化钒，仲钼酸铵转化为氧化钼，仲钨酸铵转化为氧化钨。
所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。
实施例一、
（1）配置活性溶液，各组分百分比：偏钒酸铵4%仲钼酸铵4.5%仲钨酸铵5%，先准备去离子水，加入偏钒酸铵、仲钼酸铵、仲钨酸铵，溶液加热到60℃，加入草酸，调整pH值到2.0。
（2）浸渍负载催化剂，浸入蜂窝型二氧化钛载体，浸渍2.5小时。
（3）然后150℃干燥10小时，再进行430℃煅烧3.5小时。制备成催化剂。
Claims (3)
1.一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。
2.按照权利要求1所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，其特征在于包括：
(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。
3.根据权利要求2所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，其特征在于：干燥条件采用微波干燥箱，浸渍过程采用真空保温箱。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160504 |