CN115551618A - 选择性催化还原催化剂和包含它的催化制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含载体、钒和锑的选择性催化还原(SCR)催化剂，一种包含该SCR催化剂的催化制品以及一种包含该SCR催化剂的内燃机用废气处理系统。在一个实施方案中，本发明提供了一种用于还原5氮氧化物的SCR催化剂，包含载体和在该载体上的活性材料；其中作为其氧化物计算的该载体相对于该SCR催化剂的总重量以40‑99重量％的量存在于该SCR催化剂中；该活性材料包含钒和锑；作为V2O5计算的钒相对于该SCR催化剂的总重量以1‑15重量％的量存在于该SCR催化剂中；作为Sb2O3计算的10锑相对于该SCR催化剂的总重量以0.5‑20重量％的量存在于该SCR催化剂中；其中该SCR催化剂在550℃下用10％水进行水热陈化100小时之后在60,000h‑1空速和1:11的氨/NOx摩尔比下具有至少60％的200‑300℃脱氮效率。

Description

选择性催化还原催化剂和包含它的催化制品
发明领域
本发明涉及一种包含载体、钒和锑的选择性催化还原(SCR)催化剂，一种包含该SCR催化剂的催化制品以及一种包含该SCR催化剂的内燃机用废气处理系统。
背景
作为废气从移动源如车辆和固定源如发电厂排放的也称为NOx的氮氧化物对环境和人类有害。为了从废气除去NOx，迄今已经开发了催化还原方法。催化还原方法适合处理大量废气，其中选择性催化还原(SCR)是一种借助SCR催化剂在还原剂源存在下将NOx转化为氮气(N2)和水(H2O)的途径。该还原剂源可以是存在于柴油机的废气中或者加入柴油机废气料流中的烃、氨、尿素等。其中该还原剂源通常是汽车级尿素，也称为柴油机废气处理液(DEF)。该尿素发生水解反应(尿素加水产生氨和二氧化碳)而将氨输送到废气流中。一种包括作为还原剂加入氨(或尿素)以将NOx选择性催化还原成N2的方法被报道为优异的。已经开发了各种可以用于选择性催化还原的催化剂—也称为SCR催化剂—以减排来自固定和移动源的NOx。要求SCR催化剂在宽温度范围内以及尤其是在尽可能低至300℃的温度下还原NOx。
在各种SCR催化剂中，一组以钒氧化物作为活性物的催化剂(V SCR催化剂)由于其低成本和在NOx减排工艺过程中的抗硫性而特别令人感兴趣。V SCR催化剂通常包含一种或多种促进剂以提供改进的催化剂性能。例如，如US 3279884A，EP 0272620A2，EP0348768A2，CA 2899929A，CN 103736497A，US 7507684B2，US 2014/0157763A1，WO 2010/099395A1，WO 2013/179129A2，WO 2013/017873A1所述，含有钨或钼的氧化物作为促进剂的V SCR催化剂已被广泛研究几十年。
由于需要进一步降低成本并改善催化剂性能以减排NOx，开发了具有替换促进剂的V SCR催化剂。令人感兴趣的替换促进剂之一是锑。具有锑作为促进剂的该类V SCR催化剂例如描述于KR 101065242B1，US 2009/143225A1和WO 2017101449A1中。
KR 101065242B1公开了一种由包括将钒前体和锑前体混入含有TiO2溶胶的淤浆中并在500℃或更低温度下煅烧所得淤浆的方法制备的V SCR催化剂。描述了具有锑作为促进剂的该V SCR催化剂在低温下具有良好的NOx减排效率和抗硫中毒性。
US 2009/143225A1公开了一种V SCR催化剂，包含金属氧化物载体、作为活性材料的钒和作为促进剂的锑。该V SCR催化剂通过用含有钒和锑的前体浸渍TiO2或者其他常规催化剂合成方法如溶胶凝胶法制备。描述了该V SCR催化剂可以促进NOx在低温下的还原并提高抗硫中毒性。
WO 2017101449A1公开了一种由包括在溶剂中将钒/锑氧化物和任选硅源与包含TiO2的载体混合而得到悬浮液，干燥并煅烧的方法制备的SCR催化剂。该钒/锑氧化物通过提供一种包含钒氧化物和锑氧化物的悬浮液并干燥而制备。
发明概述
本发明涉及一种包含载体、钒和锑的选择性催化还原(SCR)催化剂。
一些方面包括用于还原氮氧化物的催化剂，包含载体和在该载体上的活性材料。
其他方面包括制备SCR催化剂的方法，处理来自内燃机的废气的方法以及测试NOx的方法。
其他方面包括包含SCR催化剂的SCR催化制品和内燃机用废气处理系统。
发明详述
在描述本发明的几个示例性实施方案之前，应理解的是本发明不限于在下列说明中所述构造或工艺步骤的细节。本发明能够有其他实施方案并且能够以各种方式实践或实施。
对于本公开中所用术语，提供下列定义。
在包括权利要求书在内的通篇说明书中，术语“包含一种”或“包括一种”应理解为与术语“包括至少一种”是同义的，除非另有规定，并且“在……之间”或“至”应理解为包括包括限度值。
术语“一个”、“一种”和“该”用于指一个或不止一个(即至少一个)该冠词的语法宾语。
术语“和/或”包括含义“和”、“或”以及还有与该术语相关的要素的所有其他可能组合。
所有百分数和比例按重量提及，除非另有指明。
SCR催化剂
本发明提供了一种用于还原氮氧化物(NOx)的SCR催化剂，包含载体和在该载体上的活性材料；
-其中作为其氧化物计算的该载体相对于该SCR催化剂的总重量以40-99重量％的量存在于该SCR催化剂中；
-其中该活性材料包含钒和锑；作为V2O5计算的钒相对于该SCR催化剂的总重量以1-15重量％的量存在于该SCR催化剂中；作为Sb2O3计算的锑相对于该SCR催化剂的总重量以0.5-20重量％的量存在于该SCR催化剂中；
-其中该SCR催化剂在550℃下用10％水进行水热陈化100小时之后在60,000h-1空速和1:1的氨/NOx摩尔比下具有至少60％的200-300℃脱氮效率。
在一个或多个实施方案中，该SCR催化剂600℃下热陈化50小时之后在60,000h-1空速和1:1的氨/NOx摩尔比下具有至少50％的200-300℃脱氮效率。
在一个或多个实施方案中，该载体可以是Ti、Si、W、Al、Ce、Zr、Mg、Ca、Ba、Y、La、Pr、Nb、Mo、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sn、Bi的金属氧化物或者这些氧化物中任意两种或更多种的混合物。替换地或者此外，该载体可以包含分子筛。该分子筛可以是硅酸盐沸石、铝硅酸盐沸石、金属取代的铝硅酸盐沸石或非沸石分子筛。
在一些实施方案中，至少一部分上面在该载体中所列金属氧化物还可以用作添加剂如粘合剂、分散剂、填料、稳定剂、促进剂等。
该添加剂的量取决于成品催化剂的形式。添加剂的量以总共待掺入该SCR催化剂中的相应物质的氧化物表达在成品SCR催化剂呈下文所述的涂敷基材形式的情况下通常在1-30重量％，优选1-15重量％范围内并且在成品催化剂呈成型体形式的情况下通常在1-90重量％，优选5-60重量％，更优选10-50重量％范围内。若使用不止一种添加剂的话，则各添加剂的相应量对本发明的目的而言并不重要。
在一些实施方案中，该载体包含TiO2、SiO2、WO3、CeO2、Al2O3和ZrO2中的至少一种。在具体实施方案中，该载体包含TiO2和/或SiO2。在更具体的实施方案中，该载体包含TiO2和SiO2，该SiO2相对于该载体的总重量以1-20重量％，优选2.5-15重量％，更优选3-10重量％的量存在。
在一些实施方案中，该载体由TiO2，TiO2和SiO2，TiO2和WO3，TiO2、SiO2和WO3，TiO2和CeO2，TiO2、WO3和CeO2，TiO2和Al2O3或者TiO2和ZrO2构成。待用于本发明中的TiO2可以市购或者经由本领域已知的常规方法制备。在具体实施方案中，待用于本发明中的TiO2呈锐钛矿形式。
在其中将SiO2用于该载体中并且成品SCR催化剂呈涂敷基材形式的更具体实施方案中，SiO2的量相对于该载体的总重量在1-20重量％，优选2.5-15重量％，更优选3-10重量％范围内。
在一些实施方案中，该分子筛属于结构类型AFG，AST，DOH，FAR，FRA，GIU，LIO，LOS，MAR，MEP，MSO，MTN，NON，RUT，SGT，SOD，SVV，TOL，UOZ，ABW，ACO，AEI，AEN，AFN，AFT，AFV，AFX，ANA，APC，APD，ATN，ATT，ATV，AVL，AWO，AWW，BCT，BIK，BRE，CAS，CDO，CHA，DDR，DFT，EAB，EDI，EEI，EPI，ERI，ESV，ETL，GIS，GOO，IFY，IHW，IRN，ITE，ITW，JBW，JNT，JOZ，JSN，KFI，LEV，-LIT，LTA，LTJ，LTN，MER，MON，MTF，MWF，NPT，NSI，NSOWE，PAU，TSC，RHO，RTH，PHR，SAS，SBV，SAUFN，SAVE，SUI，UGI，ZOI，CHI，LOV，NAB，NAT，RSN，STT，VSV，FER，MEL，MFI，MTT，MWW，SZR，AFI，AFR，AFS，AFY，ASV，ATO，ATS，BEA，BEC，BOG，BPH，CAN，CON，CZP，DFO，EMT，EON，EZT，FAU，GME，GON，IFR，ISV，IWR，IWV，IWW，LTL，MAZ，MEI，MOR，MOZ，MSE，MTW，NPO，OFF，OSI，-RON，RWY，SAO，SBE，SBS，SBT，SFE，SFO，SOS，SSY，USI或VET。
在一个或多个实施方案中，作为金属氧化物或分子筛计算的载体相对于该SCR催化剂的总重量以50-90重量％，优选60-85重量％，包括65、70、75和80重量％的量存在于该SCR催化剂中。
在一个或多个实施方案中，作为V2O5计算的钒相对于该SCR催化剂的总重量以4-12重量％，优选5-10重量％，包括6、7、8和9重量％的量存在于该SCR催化剂中。
在一个或多个实施方案中，作为Sb2O3计算的锑相对于该SCR催化剂的总重量以3-16重量％，优选4-14重量％，包括5、6、7、8、9、10、11、12和13重量％的量存在于该SCR催化剂中。
在一个或多个实施方案中，钒和锑作为相应元素计算以在8:1-1:8，优选4:1-1:4，更优选2:1-1:2范围内的V/Sb摩尔比存在。
在一个或多个实施方案中，该SCR催化剂进一步包含铂族金属(PGM)。在一些实施方案中，该PGM选自铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)及其混合物。应理解的是这些术语不仅包括这些PGM的金属形式，而且包括对减排呈催化活性的任何金属氧化物形式。本发明还包括金属和催化活性金属氧化物形式的组合。
制备该SCR催化剂的方法
本发明还提供了一种制备SCR催化剂的方法，包括下列步骤：
1)在50-150℃的温度范围内将锑前体加入去离子水中并搅拌以得到锑悬浮液；
2)在50-150℃的温度范围内将钒前体加入在步骤1)中得到的锑悬浮液中并搅拌以得到活性材料悬浮液；以及
3)在80-300℃范围内的温度下干燥该活性材料悬浮液以得到含有钒和锑的活性材料；
4)在溶剂中将该活性材料与该载体混合。
在本发明上下文中，钒前体和锑前体分别意欲指的是含有钒的化合物和含有锑的化合物，这些化合物可以转化成钒物质和锑物质，如金属氧化物、复合氧化物、盐、硫酸盐、磷酸盐、钒酸盐、锑酸盐等。
典型的钒前体可以是钒酸铵、草酸钒、草酸氧钒、钒氧化物(例如五氧化二钒)、钒单乙醇胺、氯化钒、三氯氧钒、硫酸氧钒、硫酸钒、亚锑酸钒、锑酸钒和钒氧化物中的至少一种。
典型的锑前体可以是乙酸锑、乙二醇锑(锑乙二醇盐)、硫酸锑、硝酸锑、氯化锑、三硫化二锑、锑氧化物(例如Sb2O3)和钒酸锑中的至少一种。
在一个或多个实施方案中，在步骤3)中的干燥优选在100-250℃，更优选110-180℃范围内的温度下进行。该干燥可以在没有任何特殊限制下以本领域已知的任何方式进行。
在一个或多个实施方案中，来自步骤4)的混合物—可以是干的或湿的—取决于待用于该步骤中的前体可以以本领域已知的各种方式制备。例如，湿混合物可以通过也称为毛细浸润或干法浸渍的初湿含浸技术制备。在特定实施方案中，湿混合物通过一种包括制备载体和Sb2O3的混合物并且随后经由初湿含浸掺入钒前体的溶液的方法制备。
SCR催化制品
本发明还提供了一种包含上述SCR催化剂的SCR催化制品，将该SCR催化剂施用于具有整块结构的基材上。
该基材并不特别受限并且例如是直通基材或壁流基材。该基材可以是通常用于制备该类催化剂的那些材料中的任一种，如陶瓷或金属，并且优选具有陶瓷蜂窝结构。可以使用任何合适的基材，如具有从基材入口面或出口面延伸通过的细而平行的气体流动通道的那类整块基材，从而使通道对流过其中的流体流开放(即直通基材)。从其流体入口到其流体出口基本为直线路径的通道由作为洗涂层(washcoat)将该催化材料施用于其上的壁限定，从而使流过通道的气体与该催化材料接触。该整块基材的流动通道是薄壁通道，可以具有任何合适的横截面形状和尺寸，如梯形、矩形、正方形、正弦形、六边形、椭圆形、圆形等。
该类整块基材可以含有至多约900个或更多的流动通道(或“孔道”)/平方英寸横截面，但也可以使用远少于此的流动通道。例如，基材可以具有约50-600个，更常见的是约200-600个，最常见的是约300-600个孔道/平方英寸(“cpsi”)。
在一些实施方案中，该SCR催化剂在该基材上的负载量通常在0.5-10g/in3，优选1-7g/in3，更优选2-5.5g/in3范围内。
替换地，可以根据本领域已知的各种技术将该SCR催化剂成型为珠、球、粒或蜂窝体等。在该成型工艺过程中可以按需掺入任何常规助剂，如粘合剂、填料和/或增塑剂。应理解的是将成型体干燥并煅烧以备应用。
在一个或多个实施方案中，通过挤出将该SCR催化剂成型为蜂窝体，干燥并煅烧而提供挤出蜂窝体形式的成品催化剂。该类呈挤出蜂窝体形式的催化剂含有该催化材料本身作为骨架而没有额外的惰性基材。通过摒弃使用惰性基材，每体积的催化剂成型体可以得到显著更多的催化材料量并且因此与涂敷基材形式的成品催化剂相比，尤其可以在低温下提供更好的NOx减排性能。
在一些实施方案中，该挤出SCR催化制品进一步包含至少一种粘合剂和/或基体材料和/或其前体。该粘合剂和/或基体组分可以改善最终挤出产品的机械强度。该粘合剂和/或基体材料可以选自但不限于堇青石、氮化物、碳化物、硼化物、金属互化物、铝硅酸盐、尖晶石、氧化铝和/或掺杂氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、二氧化钛-二氧化锆、玻璃纤维以及其中任意两种或更多种的混合物。
在一些实施方案中，该挤出SCR催化制品可以通过一种其中可以加入添加剂如增塑剂和/或分散剂和/或酸和/或成孔剂等的方法制备。
在具有基体材料的挤出SCR催化制品的具体实施方案中，作为V2O5计算的钒相对于该挤出SCR催化制品的总重量以0.5-15重量％的量存在于该挤出SCR催化制品中。
在具有基体材料的挤出SCR催化制品的具体实施方案中，作为Sb2O3计算的锑相对于该挤出SCR催化制品的总重量以0.25-20重量％的量存在于该挤出SCR催化制品中。
在一些实施方案中，随后将在该基材上的该SCR催化剂或该挤出SCR催化剂在-20℃至300℃，优选20-250℃，更优选20-200℃范围内的温度下干燥。干燥可以以本领域已知的任何方式进行而没有特别限制。
在一些实施方案中，在干燥之后将在该基材上的该SCR催化剂或该挤出SCR催化剂在350-700℃，优选400-700℃，更优选450-600℃，包括500℃和550℃的温度下进一步煅烧。
在成品催化剂呈涂敷基材形式的情况下通常将煅烧进行不超过5小时，特别是不超过3小时的时间，例如0.5或1或2小时，并且在成品催化剂呈成型体的情况下通常将煅烧进行不超过20小时，特别是不超过10小时的时间，例如1，2，3，4，5，6，7，8或9小时。
处理来自内燃机的废气的方法
本发明在另一方面涉及一种处理来自内燃机的废气的方法，包括：
(1)提供如上所述的SCR催化剂，
(2)使来自发动机的废气流过该SCR催化剂，以及
(3)任选在还原剂存在下。
可以由本发明的SCR催化剂处理的废气是含有待除去或还原的NOx的任何废气。废气例如来自但不限于内燃机如稀燃发动机、柴油机、天然气发动机、发电厂、焚化炉、发电机组或汽油机。
在一个或多个实施方案中，使废气与本发明的SCR催化剂在150-650℃或170-625℃或180-600℃或200-550℃范围内，包括250℃、300℃、350℃、400℃、450℃和500℃的温度下接触。
废气与本发明SCR催化剂的接触在还原剂存在下进行。可以用于本发明中的还原剂可以是本领域本身已知用于还原NOx的任何还原剂，例如NH3。NH3可以衍生于尿素。
测试NOx转化率的方法
本发明在另一方面涉及一种测试NOx转化率的方法，包括使包含NOx的废气与还原剂在如上所述的SCR催化剂存在下接触，该方法选择性地将至少一部分NOx还原为N2和H2O。
废气处理系统
本发明在另一方面涉及一种内燃机用废气处理系统，包括还原剂注入器和如上所述的SCR催化剂。
在一个或多个实施方案中，该废气处理系统进一步包括至少一种选自柴油氧化催化剂(DOC)、催化烟灰过滤器(CSF)和氨氧化催化剂(AMOx)的催化剂。
包含分散在耐火金属氧化物载体如氧化铝上的贵金属如一种或多种铂族金属(PGM)的氧化催化剂已知用于处理柴油机的废气以通过催化烃和一氧化碳气态污染物二者氧化为二氧化碳和水而转化这些污染物。该类催化剂通常含于称为柴油氧化催化剂(DOC)的单元中，后者放置在柴油机的废气流道中以在废气排入大气之前将其处理。通常在其上沉积一种或多种催化剂涂料组合物的陶瓷或金属基材上形成柴油氧化催化剂。除了转化气态HC和CO排放物以及颗粒物(SOF部分)之外，含有一种或多种PGM的氧化催化剂促进将NO氧化为NO2。
本文所用术语“DOC”涉及控制柴油车的HC和CO排放的柴油氧化催化剂。该DOC催化剂主要在陶瓷或金属基材上含有PGM、氧化铝、沸石和二氧化钛，优选在陶瓷或金属基材上含有Pt和/或Pd、氧化铝和/或二氧化钛以及任选作为添加剂的二氧化硅。
除了使用DOC催化剂外，使用颗粒过滤器以在废气处理系统中实现高颗粒物减少。从废气中除去颗粒物的已知过滤器结构包括蜂窝壁流过滤器、缠绕或填充纤维过滤器、开孔泡沫、烧结金属过滤器等。这些过滤器可以从废气中除去超过90％的颗粒材料。
在一些实施方案中，对该烟灰过滤器涂敷催化剂以促进烟灰燃烧并且因此促进过滤器再生。在一个或多个实施方案中，对该烟灰过滤器涂敷催化剂以促进NOx转化。在一个或多个实施方案中，对该烟灰过滤器涂敷催化剂以具有CO氧化、烃储存、烃氧化、NOx储存、NO氧化和燃料起燃中的至少一种功能。
来自该氨-SCR催化剂的氨逃逸产生许多问题。NH3的臭气阈在空气中为20ppm。在100ppm以上眼睛和喉咙刺激显著，在400ppm以上发生皮肤刺激并且在空气中IDLH为500ppm。NH3是腐蚀性的，尤其是在其含水形式下。NH3和水在废气催化剂下游排气管线的更冷区域中冷凝产生腐蚀性混合物。因此，希望在氨可以从排气管逃逸之前将其消除。
将选择性氨氧化催化剂(AMOx)用于该目的，目标是将过量氨转化为N2。希望提供一种能够在其中氨逃逸在车辆行驶周期内发生并且可能产生最少氮氧化物副产物的宽温度范围内转化氨的选择性氨氧化催化剂。该AMOx催化剂还应产生最少的N2O，后者是有效的温室气体。氨氧化催化剂或AMOx涉及一种促进NH3氧化的催化剂。优选使用该氨氧化催化剂(AMOx)来将氨转化为主产物N2并且产生最少氮氧化物副产物。
在一些实施方案中，该SCR催化剂可以作为一种催化剂或者在一块“砖”中任选整合其他功能如DOC、CSF、AMOx、CO氧化、烃储存、烃氧化、NOx储存、NO氧化等。
在一些实施方案中，该SCR催化剂可以作为一种催化剂或者在一块“砖”中经由不同布局(分区、分层、均匀等)任选整合其他功能。
本文所用术语“砖”涉及单一制品如整块料，如直通整块料或过滤器，如壁流过滤器。
实施方案
本发明由描述特别有利实施方案的下列实施方案进一步说明。尽管提供这些实施方案来说明本发明，但它们并不意欲限制本发明。
1.一种用于还原氮氧化物的SCR催化剂，包含载体和在该载体上的活性材料；其中作为其氧化物计算的该载体相对于该SCR催化剂的总重量以40-99重量％的量存在于该SCR催化剂中；其中该活性材料包含钒和锑，作为V2O5计算的钒相对于该SCR催化剂的总重量以1-15重量％的量存在于该SCR催化剂中并且作为Sb2O3计算的锑相对于该SCR催化剂的总重量以0.5-20重量％的量存在于该SCR催化剂中；其中该SCR催化剂在550℃下用10％水进行水热陈化100小时之后在60,000h-1空速和1:1的氨/NOx摩尔比下具有至少60％的200-300℃脱氮效率。
2.根据实施方案1的SCR催化剂，其中该载体包含Ti、Si、W、Al、Ce、Zr、Mg、Ca、Ba、Y、La、Pr、Nb、Mo、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sn、Bi的金属氧化物或者这些金属氧化物中任意两种或更多种的混合物，或者分子筛。
3.根据实施方案2的SCR催化剂，其中该载体包含TiO2和/或SiO2。
4.根据实施方案3的SCR催化剂，其中该载体包含TiO2和SiO2，该SiO2相对于该载体的总重量以1-20重量％，优选2.5-15重量％，更优选3-10重量％的量存在。
5.根据实施方案1-4中任一项的SCR催化剂，其中作为其氧化物计算的该载体相对于该SCR催化剂的总重量以50-90重量％的量存在于该SCR催化剂中。
6.根据实施方案5的SCR催化剂，其中作为金属氧化物或分子筛计算的该载体相对于该SCR催化剂的总重量以60-85重量％的量存在于该SCR催化剂中。
7.根据实施方案1-6中任一项的SCR催化剂，其中作为V2O5计算的钒相对于该SCR催化剂的总重量以4-12重量％的量存在于该SCR催化剂中。
8.根据实施方案7的SCR催化剂，其中作为V2O5计算的钒相对于该SCR催化剂的总重量以5-10重量％的量存在于该SCR催化剂中。
9.根据实施方案1-8中任一项的SCR催化剂，其中作为Sb2O3计算的锑相对于该SCR催化剂的总重量以3-16重量％的量存在于该SCR催化剂中。
10.根据实施方案9的SCR催化剂，其中作为Sb2O3计算的锑相对于该SCR催化剂的总重量以4-14重量％的量存在于该SCR催化剂中。
11.根据实施方案1-10中任一项的SCR催化剂，其中该活性材料具有的V/Sb摩尔比作为相应元素计算为8:1-1:8，优选4:1-1:4，更优选2:1-1:2。
12.一种制备根据实施方案1-11中任一项的SCR催化剂的方法，包括下列步骤：
1)在50-150℃的温度范围内将锑前体加入去离子水中并搅拌以得到锑悬浮液；
2)在50-150℃温度范围内将钒前体加入在步骤1)中得到的锑悬浮液中并搅拌以得到活性材料悬浮液；
3)在80-300℃范围内的温度下干燥该活性材料悬浮液以得到含有钒和锑的活性材料；以及
4)在溶剂中将该活性材料与该载体混合。
13.一种包含根据实施方案1-11中任一项的SCR催化剂的SCR催化制品，其中将该SCR催化剂施用于具有整块结构的基材上。
14.根据实施方案13的SCR催化制品，其中该SCR催化剂在该基材上的负载量在0.5-10g/in3，优选1-7g/in3，更优选2-5.5g/in3范围内。
15.一种包含根据实施方案1-11中任一项的SCR催化剂的SCR催化制品，其中该SCR催化剂进一步包含基体材料，该SCR催化剂通过挤出成型为蜂窝体。
16.一种处理来自内燃机的废气的方法，包括：
(1)提供根据实施方案1-11中任一项的SCR催化剂，
(2)使来自发动机的废气流过该SCR催化剂，以及
(3)在还原剂存在下。
17.一种测试NOx转化率的方法，包括在根据实施方案1-11中任一项的SCR催化剂存在下使包含NOx的废气与还原剂接触，其中该方法将至少一部分NOx选择性还原为N2和H2O。
18.一种内燃机用废气处理系统，包括还原剂注入器、根据实施方案1-11中任一项的SCR催化剂。
19.根据实施方案18的内燃机用废气处理系统，进一步包括至少一种选自柴油氧化催化剂(DOC)、催化烟灰过滤器(CSF)和氨氧化催化剂(AMOx)的催化剂。
实施例
本发明由描述特别有利实施方案的下列实施例进一步说明。尽管提供这些实施例来说明本发明，但它们并不意欲限制本发明。
实施例1
在120℃下将177.14g Sb2O3加入800g去离子水中并搅拌2小时而得到锑悬浮液，然后加入110.51g V2O5并再搅拌12小时而得到活性材料悬浮液。在250℃下干燥该活性材料悬浮液而得到含有钒和锑的活性材料1。将6.8g活性材料1和88.5g SiO2/TiO2载体(5％ SiO2)在去离子水中混合和形成淤浆并搅拌30分钟。将30％氨水溶液滴加到该悬浮液中以得到7.0的pH，然后加入11.5g胶态SiO2水溶液(40％ SiO2固体)。在搅拌1小时之后得到均相淤浆。然后将300cpsi且壁厚为5密耳的直通蜂窝状堇青石基材浸入所得淤浆中以负载足够的淤浆。在150℃下用热空气干燥15分钟，然后在空气中于550℃下煅烧1小时。在冷却至室温之后将该SCR催化制品在10％蒸汽/空气中在550℃下进一步处理100小时。在冷却至室温之后得到具有含有2.5％ V2O5的SCR催化剂的SCR催化制品1。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
实施例2
SCR催化制品2的合成程序类似于实施例1中SCR催化制品的合成程序，不同的是将SiO2/TiO2粉末和活性材料1的量分别调节为79.5g和10.8g。在冷却至室温之后得到具有含有4.0％ V2O5的SCR催化剂的SCR催化制品2。洗涂层在基材上的总负载量为4.5g/in3。
实施例3
SCR催化制品3的合成程序类似于实施例1中SCR催化制品的合成程序，不同的是将SiO2/TiO2粉末和活性材料1的量分别调节为76.8g和13.5g。在冷却至室温之后得到具有含有5.0％ V2O5的SCR催化剂的SCR催化制品3。洗涂层在基材上的总负载量为4.5g/in3。
实施例4
SCR催化制品4的合成程序类似于实施例1中SCR催化制品的合成程序，不同的是将SiO2/TiO2粉末和活性材料1的量分别调节为74.1g和16.2g。在冷却至室温之后得到具有含有6.0％ V2O5的SCR催化剂的SCR催化制品4。洗涂层在基材上的总负载量为4.5g/in3。
实施例5
SCR催化制品5的合成程序类似于实施例1中SCR催化制品的合成程序，不同的是将SiO2/TiO2粉末和活性材料1的量分别调节为76.4g和19.0g。不应用在10％蒸汽/空气中在550℃下进一步处理100小时。在冷却至室温之后得到具有含7.0％ V2O5的SCR催化剂的SCR催化制品5。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
实施例6
将SCR催化制品5在10％蒸汽/空气中在550℃下进一步处理100小时。在冷却至室温之后得到SCR催化制品6。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
实施例7
将SCR催化制品5在空气中在600℃下进一步处理50小时。在冷却至室温之后得到SCR催化制品7。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
实施例8
SCR催化制品8的合成程序类似于实施例5中SCR催化制品的合成程序，不同的是将SiO2/TiO2粉末和活性材料1的量分别调节为63.3g和27.0g。在冷却至室温之后得到具有含10.0％ V2O5的SCR催化剂的SCR催化制品8。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
实施例9
将SCR催化制品8在10％蒸汽/空气中在550℃下进一步处理100小时。在冷却至室温之后得到SCR催化制品9。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
实施例10(对比例1)
在室温下将86.8g SiO2/TiO2载体、23.8g具有10.5％ V2O5含量的草酸氧钒溶液和3.8g Sb2O3在100g去离子水中混合。在保持搅拌该悬浮液30分钟之后，进一步加入30％氨水溶液以将悬浮体系pH升至6.0-7.0。最后加入23.2g具有30％ SiO2含量的SiO2溶胶。在搅拌1小时之后得到均相淤浆。然后将300cpsi且壁厚为5密耳的直通蜂窝状堇青石基材浸入所得淤浆中以负载足够的淤浆。在150℃下用热空气干燥15分钟，然后在空气中于550℃下煅烧1小时。在冷却至室温之后将该SCR催化制品在10％蒸汽/空气中在550℃下进一步处理100小时。在冷却至室温之后得到具有含2.5％ V2O5的SCR催化剂的对比SCR催化制品。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
实施例11(对比例2)
对比SCR催化制品2的合成程序类似于对比例1中SCR催化制品的合成程序，不同的是将SiO2/TiO2粉末、草酸氧钒溶液和Sb2O3的量分别调节为83.1g、38.1g和6.0g。在冷却至室温之后得到具有含4.0％ V2O5的SCR催化剂的对比SCR催化制品2。洗涂层在基材上的总负载量为4.5g/in3。
实施例12(对比例3)
对比SCR催化制品3的合成程序类似于对比例1中SCR催化制品的合成程序，不同的是将SiO2/TiO2粉末、草酸氧钒溶液和Sb2O3的量分别调节为80.5g、47.6g和7.5g。在冷却至室温之后得到具有含5.0％ V2O5的SCR催化剂的对比SCR催化制品3。洗涂层在基材上的总负载量为4.5g/in3。
实施例13(对比例4)
对比SCR催化制品4的合成程序类似于对比例1中SCR催化制品的合成程序，不同的是将SiO2/TiO2粉末、草酸氧钒溶液和Sb2O3的量分别调节为78.1g、57.1g和9.0g。在冷却至室温之后得到具有含6.0％ V2O5的SCR催化剂的对比SCR催化制品4。洗涂层在基材上的总负载量为4.5g/in3。
实施例14(对比例5)
对比SCR催化制品5的合成程序类似于对比例1中SCR催化制品的合成程序，不同的是将SiO2/TiO2粉末、草酸氧钒溶液和Sb2O3的量分别调节为75.5g、66.7g和10.5g。不应用在10％蒸汽/空气中在550℃下进一步处理100小时。在冷却至室温之后得到具有含7.0％ V2O5的SCR催化剂的对比SCR催化制品5。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
实施例15(对比例6)
将对比SCR催化制品5在10％蒸汽/空气中在550℃下进一步处理100小时。在冷却至室温之后得到对比SCR催化制品6。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
实施例16(对比例7)
将对比SCR催化制品5在空气中在600℃下进一步处理50小时。在冷却至室温之后得到对比SCR催化制品7。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
实施例17(对比例8)
对比SCR催化制品8的合成程序类似于对比例5中SCR催化制品的合成程序，不同的是将SiO2/TiO2粉末、草酸氧钒溶液和Sb2O3的量分别调节为68.1g，95.2g和15.5g。在冷却至室温之后得到具有含10.0％ V2O5的SCR催化剂的对比SCR催化制品8。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
实施例18(对比例9)
将对比SCR催化制品8在10％蒸汽/空气中在550℃下进一步处理100小时。在冷却至室温之后得到对比SCR催化制品9。洗涂层在基材上的总负载量为3.0g/in3。
来自实施例1-9和对比例1-9的SCR催化制品的SCR性能测试
由在实施例1-9和对比例1-9中制备的各SCR催化制品的核切割出直径1英寸且长度4英寸的样品。将各样品放入实验室固定床模拟装置中。进料气体按体积计由10％ H2O、5％ O2、500ppm NO、500ppm NH3和余量的N2构成并且在60,000h-1的空速下供应。SCR性能测试结果汇总于下表1中。
SCR性能由根据下列方程式计算的NOx转化率表征：
NOx转化率＝(NOx入口–NOx出口)/NOx入口×100％
表1
Figure BDA0003938510650000161
Figure BDA0003938510650000171
由表1所示结果可见与对比例2-9的催化剂相比，用含有不少于4％V2O5的实施例2-9的催化剂在200℃下实现显著更高的NOx转化率。

Claims (19)

1.一种用于还原氮氧化物的SCR催化剂，包含载体和在所述载体上的活性材料；其中作为其氧化物计算的所述载体相对于所述SCR催化剂的总重量以40-99重量％的量存在于所述SCR催化剂中；其中所述活性材料包含钒和锑，作为V2O5计算的钒相对于所述SCR催化剂的总重量以1-15重量％的量存在于所述SCR催化剂中并且作为Sb2O3计算的锑相对于所述SCR催化剂的总重量以0.5-20重量％的量存在于所述SCR催化剂中；其中所述SCR催化剂在550℃下用10％水进行水热陈化100小时之后在60,000h-1空速和1:1的氨/NOx摩尔比下具有至少60％的200-300℃脱氮效率。
2.根据权利要求1的SCR催化剂，其中所述载体包含Ti、Si、W、Al、Ce、Zr、Mg、Ca、Ba、Y、La、Pr、Nb、Mo、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sn、Bi的金属氧化物或者所述金属氧化物中任意两种或更多种的混合物，或者分子筛。
3.根据权利要求2的SCR催化剂，其中所述载体包含TiO2和/或SiO2。
4.根据权利要求3的SCR催化剂，其中所述载体包含TiO2和SiO2，所述SiO2相对于所述载体的总重量以1-20重量％，优选2.5-15重量％，更优选3-10重量％的量存在。
5.根据权利要求1-4中任一项的SCR催化剂，其中作为其氧化物计算的所述载体相对于所述SCR催化剂的总重量以50-90重量％的量存在于所述SCR催化剂中。
6.根据权利要求5的SCR催化剂，其中作为金属氧化物或分子筛计算的所述载体相对于所述SCR催化剂的总重量以60-85重量％的量存在于所述SCR催化剂中。
7.根据权利要求1-6中任一项的SCR催化剂，其中作为V2O5计算的钒相对于所述SCR催化剂的总重量以4-12重量％的量存在于所述SCR催化剂中。
8.根据权利要求7的SCR催化剂，其中作为V2O5计算的钒相对于所述SCR催化剂的总重量以5-10重量％的量存在于所述SCR催化剂中。
9.根据权利要求1-8中任一项的SCR催化剂，其中作为Sb2O3计算的锑相对于所述SCR催化剂的总重量以3-16重量％的量存在于所述SCR催化剂中。
10.根据权利要求9的SCR催化剂，其中作为Sb2O3计算的锑相对于所述SCR催化剂的总重量以4-14重量％的量存在于所述SCR催化剂中。
11.根据权利要求1-10中任一项的SCR催化剂，其中所述活性材料具有的V/Sb摩尔比作为相应元素计算为8:1-1:8，优选4:1-1:4，更优选2:1-1:2。
12.一种制备根据权利要求1-11中任一项的SCR催化剂的方法，包括下列步骤：
1)在50-150℃的温度范围内将锑前体加入去离子水中并搅拌以得到锑悬浮液；
2)在50-150℃温度范围内将钒前体加入在步骤1)中得到的锑悬浮液中并搅拌以得到活性材料悬浮液；以及
3)在80-300℃范围内的温度下干燥所述活性材料悬浮液以得到含有钒和锑的活性材料；
4)在溶剂中将所述活性材料与所述载体混合。
13.一种包含根据权利要求1-11中任一项的SCR催化剂的SCR催化制品，其中将所述SCR催化剂施用于具有整块结构的基材上。
14.根据权利要求13的SCR催化制品，其中所述SCR催化剂在所述基材上的负载量在0.5-10g/in3，优选1-7g/in3，更优选2-5.5g/in3范围内。
15.一种包含根据权利要求1-11中任一项的SCR催化剂的SCR催化制品，其中所述SCR催化剂进一步包含基体材料，所述SCR催化剂通过挤出成型为蜂窝体。
16.一种处理来自内燃机的废气的方法，包括：
(1)根据权利要求1-11中任一项的SCR催化剂；
(2)使来自发动机的废气流过所述SCR催化剂；以及
(3)在还原剂存在下。
17.一种测试NOx转化率的方法，包括在根据权利要求1-11中任一项的SCR催化剂存在下使包含NOx的废气与还原剂接触，其中所述方法将至少一部分NOx选择性还原为N2和H2O。
18.一种内燃机用废气处理系统，包括还原剂注入器、根据权利要求1-11中任一项的SCR催化剂。
19.根据权利要求18的内燃机用废气处理系统，进一步包括至少一种选自柴油氧化催化剂(DOC)、催化烟灰过滤器(CSF)和氨氧化催化剂(AMOx)的催化剂。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3389855A4 (en) * 2015-12-17 2019-08-14 BASF Corporation CATALYST FOR SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION (SCR) WITH A V- AND SB-SUBSTANTED COMPOUND OXIDE, METHOD OF MANUFACTURING THEREOF, AND USE THEREOF FOR THE REMOVAL OF STAIN OXIDES
KR20190098762A (ko) * 2016-12-30 2019-08-22 바스프 에스이 압출된 벌집형 촉매
EP3482825A1 (de) * 2017-11-14 2019-05-15 Umicore Ag & Co. Kg Scr-katalysator
WO2020025604A1 (en) * 2018-07-30 2020-02-06 Basf Corporation Vanadium-based selective catalytic reduction catalyst
BR112021006715A2 (pt) * 2018-11-02 2021-07-27 Basf Corporation sistema de tratamento de exaustão para um motor de queima enxuta e método para o tratamento de gases de exaustão de um motor de queima enxuta

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