CN1724160A - 富氧条件下催化分解NOx的金属交换和金属负载分子筛型催化剂 - Google Patents

富氧条件下催化分解NOx的金属交换和金属负载分子筛型催化剂 Download PDF

Info

Publication number
CN1724160A
CN1724160A CN 200410069062 CN200410069062A CN1724160A CN 1724160 A CN1724160 A CN 1724160A CN 200410069062 CN200410069062 CN 200410069062 CN 200410069062 A CN200410069062 A CN 200410069062A CN 1724160 A CN1724160 A CN 1724160A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
metal
molecular sieve
noble metal
aforementioned
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 200410069062
Other languages
English (en)
Inventor
贺泓
高洪伟
王进
解淑霞
赵红娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Original Assignee
Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS filed Critical Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority to CN 200410069062 priority Critical patent/CN1724160A/zh
Publication of CN1724160A publication Critical patent/CN1724160A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于催化分解NOx，特别是在富氧条件下催化分解NO成为氧气和氮气的催化剂。该催化剂由贵金属和其他金属交换和负载的分子筛型催化剂所构成。其特征在于，前述贵金属组分可以是下列的贵金属群中至少一种，前述其他金属组分可以是下列的其他金属群中至少一种。贵金属群：铂、钌、金、铑、钯、铱。其他金属群：银、铜、铁、钙、钛、锆、铯、钡、锡、钨、锌、钼、铈、镧、镍、镁、铬、钴、镓。本发明的催化剂制备简单，并可有效应用于富氧条件下催化分解NOx。本发明的催化剂可有效消除O2的抑制作用，可以在较宽的O2浓度的范围内使用。本发明的催化剂在有效工作温度区间内氮气的选择性可高达80－99％。

Description

富氧条件下催化分解NOx的金属交换和金属负载分子筛型催化 剂
技术领域
本发明用于催化分解NOx，特别是在富氧条件下氧化分解NO成为氧气和氮气。
技术背景
贫燃发动机尾气中大量的NOx引起了严重的大气污染。目前，将有毒的NOx转化为无害的氮气主要有三种方法，即非选择性催化还原法(NCR)、选择性催化还原(SCR)和催化分解法。其中NOx直接分解法，是将NOx直接分解为O2和N2，由于方法简单，操作费用低，被认为最具前景的NOx脱除方法。但是对于贫燃发动机，尾气中通常含有10％的O2，因此对于NOx直接分解反应具有很强的抑制作用。
自从前期研究者发现分子筛型催化剂对NOx的消除具有良好的催化裂解NO活性以来，分子筛型催化剂就被认为有望成为机动车尾气净化催化剂，但至今在无还原剂存在条件下NO的直接催化分解尚未得到实际应用。众所周知，柴油机的尾气温度一般在250-450℃，目前报道的有关NO的直接分解的转化率在此温度范围内一般不会超过60％。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种用于富氧条件下催化分解NOx的分子筛型催化剂，通过对某种分子筛进行金属交换，以及在成型的分子筛上负载一定量贵金属或普通金属，在较宽的温度(250-500℃)范围内，对催化分解NOx反应显示出较高的催化活性。本发明是在充分考虑到以往的研究结果的基础上，进行了大量研究的结果。所提供的催化剂可以在较宽的温度范围内高效的直接催化分解NOx为O2和N2。
本发明的催化剂可由贵金属组分或其他金属组分同时或以任何先后顺序离子交换到同一分子筛上构成(金属交换度为20-80％)，然后负载0.1-5％(金属元素重量换算值)的其他金属而形成，也可以将上述方法构成的两种或两种以上催化剂通过机械混合构成新的催化剂。前述贵金属组分是贵金属群铂、钌、金、铑、钯、铱中至少一种，前述其他金属组分可以是金属群银、铜、铁、钙、钛、锆、铯、钡、锡、钨、锌、钼、铈、镧、镍、镁、铬、钴、镓中至少一种。
前述催化剂的金属组分可以是该金属或该金属的氧化物以及任何一种无机盐的形式而不改变其作用。其特征是，在分子筛上贵金属组分有平均20-100纳米的粒径，优选为平均30-50纳米。催化剂所使用的是ZSM-5、ZSM-22、MCM-22、MCM-41、MCM-48其中的一种或一种以上的分子筛，前述的分子筛的形态可以是粉末状也可以是预先加工成型的任何形状。
按照本发明，分子筛型催化剂以离子交换法、浸渍法和机械混合法等方法制备。贵金属组分和其他金属组分可通过用各自的可溶的化合物水溶液以众所周知的浸渍法，沉淀法，离子交换法或溶胶-凝胶法沉积在前述的分子筛上。比如使用离子交换法时，可将选定的分子筛浸泡于贵金属和其他金属各自的可溶化合物水溶液中，搅拌3-24小时进行离子交换，在80-120℃干燥，在空气或氮气或氢气或真空中阶段性地从100℃升温至600℃。贵金属组分和其他金属组分的颗粒大小可以通过调整温度、时间和气氛等因素得到控制。按照本发明，可以将一种或几种贵金属组分按前述方法以任何顺序负载于分子筛上，然后按同样方法负载其余金属组分。按照本发明，贵金属组分和其他金属组分也可以分别负载在不同分子筛上通过混合构成催化剂。
前述的催化剂，根据不同的需要，可以制成各种结构，如将催化剂涂覆在陶瓷蜂窝结构或金属制成的筛网结构的壁表面上，或开孔泡沫体的壁表面上，也可将催化剂制成球状或板状使用。
本发明制备过程简单，操作方便。同现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明的催化剂制备简单，并可有效应用于富氧条件下催化分解NOx。
(2)本发明的催化剂可有效消除O2的抑制作用，可以在较宽的O2浓度的范围内使用。
(3)本发明的催化剂在有效工作温度区间内氮气的选择性可高达80-90％。
为了更清楚地说明本发明，列举以下实施例，但其对本发明的范围无任何限制。
实施例1
按化学计量比将各种组分的硝酸铈、硝酸钴、硝酸镍溶液混合后，加入ZSM-5分子筛，常温下搅拌2小时使之充分混合。经旋转蒸发仪蒸干后的固体物在120℃干燥12h，500℃焙烧6h后得金属交换的分子筛型催化剂。各金属离子交换度为铈30％，钴20％，镍25％。取25克按上述金属交换的分子筛催化剂，浸泡于所定浓度的硝酸铁水溶液中，搅拌1小时，在90℃过夜干燥后，在空气中阶段性地从100℃升温至600℃，保持3小时，降至室温，即获得实施例1催化剂。制成品催化剂的铁组分负载量为1％(金属元素重量换算值)。
比较例1
按化学计量比将各种组分的硝酸铈、硝酸钴、硝酸镍溶液混合后，加入ZSM-5分子筛，常温下搅拌2小时使之充分混合。经旋转蒸发仪蒸干后的固体物在120℃干燥12h，500℃焙烧6h后得金属交换的分子筛型催化剂。各金属离子交换度为铈30％，钴20％，镍25％。取25克按上述金属交换的分子筛催化剂，浸泡于所定浓度的硝酸银水溶液中，搅拌1小时，在90℃过夜干燥后，在空气中阶段性地从100℃升温至600℃，保持3小时，降至室温，即获得比较例1催化剂。制成品催化剂的银组分负载量为1％(金属元素重量换算值)。
实施例2
按化学计量比将各种组分的硝酸铈、硝酸钴、硝酸镍溶液混合后，加入MCM-22分子筛，常温下搅拌2小时使之充分混合。经旋转蒸发仪蒸干后的混合物在120℃干燥12h，500℃焙烧6h后得金属交换的分子筛型催化剂。各金属离子交换度为铈40％，钴25％，镍30％。金属组分Ag的添加通过浸渍法进行。取25克按上述稀土金属交换的分子筛型催化剂浸泡于所定浓度的硝酸铁水溶液中，搅拌1小时，在90℃过夜干燥后，在空气中阶段性地从100℃升温至600℃，保持3小时，降至室温，即获得实施例2催化剂。制成品催化剂的银组分负载量为1％(金属元素重量换算值)。
实施例3
将1.0克实施例1催化剂放置于管式固定床反应器中反应，实验条件如下所示：
体积组成：氧气：8％，一氧化氮：1000ppm，氦气：平衡气，反应空速(GHSV)为30,000h-1。在250℃，一氧化氮的转化率为50％，氮气的选择性为94％。在350℃，一氧化氮的转化率为87％，氮气的选择性为99％。
实施例4
将1.0克比较例1催化剂放置于管式固定床反应器中反应，实验条件如下所示：
体积组成：氧气：8％，一氧化氮：1000ppm，氦气：平衡气，反应空速(GHSV)为30,000h-1。在250℃，一氧化氮的转化率为30％，氮气的选择性为90％。在350℃，一氧化氮的转化率为70％，氮气的选择性为80％。
实施例5
将1.0克实施例2催化剂放置于管式固定床反应器中反应，实验条件如下所示：
体积组成：氧气：10％，一氧化氮：1000ppm，氦气：平衡气，反应空速(GHSV)为30,000h-1。在250℃，一氧化氮的转化率为55％，氮气的选择性为90％。在350℃，一氧化氮的转化率为75％，氮气的选择性为84％。

Claims (5)

1.一种在富氧条件下催化分解NOx的金属交换和金属负载的分子筛型催化剂，其特征在于该催化剂由贵金属和其他金属先与分子筛载体交换，然后负载其他金属而形成，或将上述方法构成的两种或两种以上催化剂通过机械混合构成新的催化剂。
2.如前述权利要求1所述的催化剂，其特征在于，前述贵金属组分可以是下列的贵金属群中至少一种，前述其他金属组分可以是下列的其他金属群中至少一种。
贵金属群：铂、钌、金、铑、钯、铱。
其他金属群：银、铜、铁、钙、钛、锆、铯、钡、锡、钨、锌、钼、铈、镧、镍、镁、铬、钴、镓。
3.如前述权利要求1所述的催化剂，其特征在于，前述分子筛上贵金属和其他金属离子交换度为20-80％。
4.如前述权利要求1所述的催化剂，其特征在于，前述分子筛上的其他金属组分的负载量为0.1-5％(金属元素重量换算值)。
5.如前述权利要求1所述的催化剂，其特征在于，前述分子筛是ZSM-5、ZSM-22、MCM-22、MCM-41、MCM-48其中的一种或一种以上分子筛的混合物。前述的分子筛的形态可以是粉末状也可以是预先加工成型的任何形状。
CN 200410069062 2004-07-19 2004-07-19 富氧条件下催化分解NOx的金属交换和金属负载分子筛型催化剂 Pending CN1724160A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200410069062 CN1724160A (zh) 2004-07-19 2004-07-19 富氧条件下催化分解NOx的金属交换和金属负载分子筛型催化剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200410069062 CN1724160A (zh) 2004-07-19 2004-07-19 富氧条件下催化分解NOx的金属交换和金属负载分子筛型催化剂

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1724160A true CN1724160A (zh) 2006-01-25

Family

ID=35923868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200410069062 Pending CN1724160A (zh) 2004-07-19 2004-07-19 富氧条件下催化分解NOx的金属交换和金属负载分子筛型催化剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1724160A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102380378A (zh) * 2011-09-08 2012-03-21 大连理工大学 一种高富氧条件下低温选择还原消除氮氧化物催化剂及其应用
CN101875015B (zh) * 2009-04-29 2012-06-13 高等技术研究院研究组合 用于消除一氧化二氮的催化剂制备方法
CN102728382A (zh) * 2011-04-13 2012-10-17 刘瑞军 稀燃汽油发动机尾气脱硝催化复合体及制备方法
CN104841479A (zh) * 2015-04-15 2015-08-19 西安近代化学研究所 一种复合固体酸胺化催化剂及其制备方法
CN110918117A (zh) * 2019-11-28 2020-03-27 浙江师范大学 一种用于消除含氮有机物的催化剂及其制备方法
CN111921555A (zh) * 2020-08-06 2020-11-13 大连海事大学 一种no分解脱硝的催化剂及其制备方法和应用

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101875015B (zh) * 2009-04-29 2012-06-13 高等技术研究院研究组合 用于消除一氧化二氮的催化剂制备方法
CN102728382A (zh) * 2011-04-13 2012-10-17 刘瑞军 稀燃汽油发动机尾气脱硝催化复合体及制备方法
CN102380378A (zh) * 2011-09-08 2012-03-21 大连理工大学 一种高富氧条件下低温选择还原消除氮氧化物催化剂及其应用
CN104841479A (zh) * 2015-04-15 2015-08-19 西安近代化学研究所 一种复合固体酸胺化催化剂及其制备方法
CN110918117A (zh) * 2019-11-28 2020-03-27 浙江师范大学 一种用于消除含氮有机物的催化剂及其制备方法
CN111921555A (zh) * 2020-08-06 2020-11-13 大连海事大学 一种no分解脱硝的催化剂及其制备方法和应用
CN111921555B (zh) * 2020-08-06 2023-05-26 大连海事大学 一种no分解脱硝的催化剂及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1714931A (zh) 富氧条件下催化分解NOx的稀土钙钛矿型复合氧化物催化剂
WO2012071971A1 (zh) 一种铈基复合氧化物催化剂、其制备方法及用途
CN110605114B (zh) 莫来石型氧化物负载型催化剂用于低温选择性催化还原脱硝的用途
CN101239313B (zh) 同时脱除碳烟颗粒和氮氧化物的铜铈铝催化剂及制备方法
CN1083742A (zh) 双功能多金属氧化物催化剂
CN1973962A (zh) 一种新型的应用于一氧化氮氧化的稀土钙钛矿型催化剂
CN111185167B (zh) 一种用于CO净化的Pt基催化剂及其制备方法和用途
CN108816233A (zh) 一种用于苯催化氧化的铜钴复合氧化物催化剂的制备方法
CN108579719A (zh) 纳米级铈锆固溶体复合氧化物、制备方法、采用其的催化剂及用途
CN109701657A (zh) 一种MOF-74-NiCo材料的合成方法及其应用
CN110028382A (zh) 一种制备山梨醇的方法
CN107233895B (zh) 一种机动车尾气净化用氧化催化剂及其制备方法
CN114471555B (zh) 一种低温高效双金属协同催化净化VOCs催化剂及制备方法
CN113751023B (zh) 一种用于低温高选择性催化氧化氨的双金属基催化剂、其制备方法和应用
CN101380575B (zh) 一种用于co常温氧化的高稳定性的纳米金催化剂及制备方法
CN114870865A (zh) 一种用于CO还原NO的负载型Pd基双金属纳米催化剂
CN1724160A (zh) 富氧条件下催化分解NOx的金属交换和金属负载分子筛型催化剂
CN102658137A (zh) 一种铈锆钯纳米粉体催化剂及其制备和应用
CN101618323B (zh) 用于催化还原氮氧化物的结构化催化剂及其制备方法
CN113145122B (zh) 一种复合金属氧化物催化剂及其制备方法和在催化氮氧化物直接分解中的应用
CN108126708A (zh) 一种co常温催化氧化催化剂
Carabineiro et al. Gold catalysis
EP2191884B1 (en) Method for preparing a silver oxydation catalyst
CN1428293A (zh) 一种用于低温选择氧化氢气中co的催化剂及其制备方法
CN112844396B (zh) 一种铜/铈镧复合氧化物纳米棒催化剂、制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication