[发明专利]Fe2O3和V2O5双重活性组分的柴油机用催化剂及其制备方法

权利要求书

1.Fe₂O₃和V₂O₅双重活性组分的柴油机用催化剂，其特征在于催化剂采用堇青石蜂窝陶瓷载体为骨架材料，以Fe₂O₃和V₂O₅为主活性成分，以WO₃或MoO₃为助催化剂组分，以TiO₂为涂层基体，以主活性组分、助催化剂以及涂层基体的总重为基准，其中主活性成分、助催化剂以及涂层基体的质量百分比分别为：1～3％、6～12％、85～93％。

2.按照权利要求1所述的Fe₂O₃和V₂O₅双重活性组分的柴油机用催化剂，其特征在于以主活性成分、助催化剂、涂层基体以及堇青石蜂窝陶瓷载体的总重为基准，主活性成分、助催化剂和涂层基体的总质量百分比为：9.1～23.1％，堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：90.9～76.9％。

3.按照权利要求1所述的Fe₂O₃和V₂O₅双重活性组分的柴油机用催化剂，其特征在于以主活性成分Fe₂O₃和V₂O₅的总重为基准，Fe₂O₃质量百分比为：30～70％，V₂O₅的质量百分比为70～30％。

4.按照权利要求1所述的Fe₂O₃和V₂O₅双重活性组分的柴油机用催化剂，其特征在于所述催化剂采用尿素或氨气为还原剂，通过选择性催化还原脱除柴油机排气中的NOx。

5.Fe₂O₃和V₂O₅双重活性组分的柴油机用催化剂制备方法，其特征在于具体工艺包括以下步骤：

(1)TiO₂前驱液的制备

确定所需涂敷堇青石蜂窝陶瓷载体的质量，以主活性成分+助催化剂组分+涂层基体TiO₂+堇青石蜂窝陶瓷载体的总重为基准，其中主活性成分+助催化剂组分+涂层基体TiO₂的总质量百分比为9.1～23.1％，计算出所需主活性成分+助催化剂组分+涂层基体TiO₂的总质量，然后以主活性成分+助催化剂组分+涂层基体TiO₂的总质量为基准，其中涂层基体TiO₂的质量百分比为85～93％，计算出TiO₂负载量，然后再按照每340.35g钛酸丁酯产生79.88g TiO₂的比例计算出在前驱液中需要加入钛酸丁酯的质量，并进一步将所述钛酸丁酯的质量换算成钛酸丁酯的体积，称取该体积下的钛酸丁酯，并将所述钛酸丁酯加入到体积比为2～3倍的无水乙醇中，在搅拌的同时滴加体积相当于钛酸丁酯体积20～50％且质量比浓度不小于10％的盐酸，滴尽后继续搅拌直到混合物成为透明、澄清液体，作为TiO₂前驱液；

(2)TiO₂涂层的涂覆

将所述堇青石蜂窝陶瓷载体清洗、干燥后，在步骤(1)已制备好的TiO₂前驱液中 于60～80℃水浴下边搅拌、边浸渍，直到所述TiO₂前驱液蒸发完毕，取出后吹掉孔道内残留液体，在80～110℃下干燥6～24，再在500～600℃下煅烧2h；

(3)氧化物活性成分负载量的确定

以主活性成分Fe₂O₃和V₂O₅、助催化剂WO₃或MoO₃和步骤(2)中已涂敷的TiO₂的总质量为基准，其中主活性成分、助催化剂和已涂敷的TiO₂的质量百分比分别为1～3％、6～12％和93～85％，以及以Fe₂O₃和V₂O₅的总质量为基准，其中Fe₂O₃和V₂O₅的质量百分比分别为30～70％和70～30％，分别计算出催化剂制备所需要的Fe₂O₃和V₂O₅以及WO₃或MoO₃的质量，然后分别按照每808g硝酸铁产生159.69g Fe₂O₃、每234g偏钒酸铵产生182g V₂O₅以及每1602.4g钨酸铵产生1391.1g WO₃或每1236g钼酸铵产生1007.7gMoO₃的比例，换算出所需硝酸铁、偏钒酸铵以及钨酸铵或钼酸铵的质量；

(4)主活性成分和助催化剂涂覆前驱液的配制

按照步骤(3)所计算出的质量称取钨酸铵或钼酸铵，再按照每16.02g钨酸铵或每12.36g钼酸铵溶于500～1000ml去离子水的比例，将所述钨酸铵或钼酸铵与去离子水混合，再按照步骤(3)所计算出的质量称取硝酸铁和偏钒酸铵，分别按照每4.04g硝酸铁和每1.17g偏钒酸铵溶于500ml去离子水的比例，分别配制成硝酸铁溶液和偏钒酸铵溶液，将所述钨酸铵或钼酸铵、硝酸铁和偏钒酸铵溶液混合后，加入草酸调节溶液的pH值为2～6；

(5)主活性成分和助催化剂的涂敷

将步骤(2)已涂覆TiO₂的陶瓷载体放入由步骤(4)制备的钨酸铵或钼酸铵、硝酸铁、偏钒酸铵、草酸和水的溶液中，于80℃水浴下边搅拌、边浸渍，直到所述硝酸铁、偏钒酸铵、钨酸铵或钼酸铵、草酸和水的溶液完全蒸发，取出后吹掉孔道内残留液体，在80～110℃下干燥6～24h，再在500～600℃下煅烧4～6h。