[发明专利]一种柴油车尾气净化蜂窝状SCR催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种汽车尾气净化催化剂的制备方法，具体来讲，是一种治理柴油车及稀燃汽油机车尾气污染蜂窝状SCR催化剂的制备方法。

背景技术

柴油车尾气氮氧化物是目前空气污染的主要来源之一，现有治理汽油车尾气氮氧化物所用的三元催化剂，由于其在高空燃比条件下对氮氧化物的还原能力急剧下降，从而失去净化效果，不适用于柴油车尾气氮氧化物的净化。同时，为了满足燃料的经济性和降低CO₂排量的要求，柴油车的使用将越来越多。因此，如何有效脱除柴油车尾气中NO_x就成为当前一个急需解决的问题。

选择性催化还原(SCR)是一种解决柴油车尾气氮氧化物污染的有效技术(王静等，高等学校化学学报，2004，25(6)：1090)，Al₂O₃负载贵金属的催化剂曾有较多的研究工作，该类催化剂具有较好的稳定性，但是其催化活性较低，而且产生较多的反应副产物(R.Burch，J.Catal.，176(1998)：204；B.Ganemi，Appl.Catal.B.17(1998)：293)，另一个问题是具有较高活性的温度区间较窄，这是影响该催化剂应用的一个关键性因素。国内关于柴油车尾气氮氧化物净化催化剂的报道甚少。郝郑平等发明了一种柴油车排放控制氧化催化剂(CN1548225)，该催化剂以Al₂O₃-TiO₂为载体，负载贵金属Pt、Pd等为活性组分，对CO和HC具有良好的低温催化去除能力，但是，该催化剂不能解决尾气中NO_x的净化问题。申请人已经做了一些关于氮氧化物催化转化的前期研究工作(催化学报，2002，23(6)：535；分子催化，2000，14(5)：354)，并且申请了2项关于Mo/ZSM-5负载过渡金属催化剂的发明专利，该催化剂对氮氧化物的SCR反应活性高、稳定性好，但该催化剂为粉末催化剂，尚不能满足实用的要求。发明人通过对该催化剂及其制备方法的进一步研究和实验，获得了一种新的蜂窝状SCR的实用催化剂的制备方法。

发明内容

本发明在Mo/ZSM-5催化剂的基础上，对其制备方法进行改进，将粉末状催化剂改进成为适用于脱除柴油车尾气氮氧化物的实用的蜂窝状SCR催化剂。同时还在一定程度上弥补了现有净化柴油车尾气氮氧化物所使用的催化剂，催化活性较低，具有较高活性的温度区间较窄，而且在净化过程中产生较多的副产物等问题。

本发明是一种关于柴油车尾气净化蜂窝状SCR催化剂的制备方法，该催化剂的制备方法中，所用原料按重量百分比计，包括硅铝分之比为SiO₂/Al₂O₃＝38～50的HZSM-5；(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O；FeCl₃；堇青石蜂窝状陶瓷载体；HO-CH₂-CH₂-OH；去离子水；Al(NO₃)₃.9H₂O，具体制备步骤如下：

(1)在去离子水中加入(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O 0.1～1kg，搅拌溶解后再加入1～10kg的HZSM-5，保持温度50℃～80℃，均匀搅拌，直到水分蒸干为止，然后在110℃～130℃温度下干燥12h，最后在500℃～700℃温度下，煅烧3～6小时后，即得到Mo/ZSM-5；

(2)将上述步骤(1)中的Mo/ZSM-5和FeCl₃分别置于U型石英管的两端，在30ml/min的氩气下以10℃/min的升温速度加热到120℃，保持10h，然后再加热到320℃，保持4h，使催化剂呈黄色，用去离子水洗涤、抽滤，110℃下干燥12h，550℃焙烧4h，即得：Fe(0.5％～10％)-Mo(0.1％～15％)/ZSM-5粉末；