[发明专利]一种Sn基微孔分子筛NOx‑SCR催化剂制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Sn基微孔分子筛NOx-SCR催化剂制备方法，主要用于于汽车尾气或工厂烟气中NO_x净化处理，属于环境保护和大气污染治理领域。

技术背景

当今世界，汽车等交通运输业和石油等大规模化学工业的迅猛发展，推动着科学技术日新月异，同时也给人类赖以生存的环境带来了严重的危害。近十年来，中国各大城市大气污染严重。大气污染物的成分很复杂，氮氧化物（NO_x）就是主要成分之一。 NO_x的来源可分为静态源和动态源，其中的典型代表是工厂烟气和机动车尾气。NO_x对人类环境具有很大的危害性。首先是破坏臭氧层，造成臭氧空洞；其次是和SO_x等酸性气体通过与水作用而形成酸雨，使土壤贫瘠，不利于农作物的生长；此外，NO_x还能产生光化学烟雾，在该环境下生活的人们容易患上呼吸道疾病。由此可见，NO_x是环境的一个重要杀手，消除NO_x的排放已经成为大气污染防治的一个重要方面。

截至目前，选择性催化还原（SCR）NO_x是受科学界比较公认的脱除方法。它的原理是利用汽车尾气或工厂烟气中有机物为还原剂或另外添加还原剂，在O₂存在条件下，选择性地优先把NO_x还原为N₂。其催化过程通常采用NH₃、HC、CO和PM等作为还原剂，在氧化气氛中催化NO_x的还原反应对催化剂的选择性要求极高，对于该技术的研究比较广泛。其中，HC-SCR 的主要化学反应方程式如下：NO+HC+O₂ → CO₂ + H₂O+N₂，HC+O₂ → H₂O + CO₂。

选择性非催化还原（SNCR）也是人们曾经用来脱除NO_x的手段之一，它是利用氨或尿素作为还原剂，在不加催化剂的条件下将NO_x转化为N₂，SNCR的缺点是转化效率较低，不能满足环保法规对氮氧化物的排放要求，因而现在人们已经很少应用此种方法。

随着科学技术的发展，人们也开始探索其他消除NO_x排放的新方法和新思路，这其中光催化也被应用于催化消除NO_x。光催化的基本原理是通过光催化试剂（如TiO₂等），在紫外-可见光存在条件下，光解NO_x，从而达到消除NO_x排放的目的。这是一门新型的交叉学科，唤起了许多科学家的兴趣。但是很遗憾，该方法目前尚未得到实际的大规模开发利用，而只停留于理论研究阶段。

负载型贵金属是常用的SCR催化剂，但是此种催化剂价格昂贵，且容易因CO、硫中毒而失活。分子筛是一类针对SCR反应的良好催化剂，其具有很高的比表面积、易于调变的孔道、高的热及水热稳定性等特点，这使其具有良好的吸附分离、催化、离子交换等性能。众所周知，Cu基和Fe基等杂原子分子筛对NO_x的消除反应具有较高的催化活性（如专利CN102029178A和CN101711991A）。而Sn基沸石分子筛用于氮氧化物脱除则未见文献或专利报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于汽车尾气或工厂烟气中NO_x净化处理的Sn基微孔分子筛SCR催化剂制备方法，它针对汽车尾气或工厂烟气中大量存在的NO_x催化净化领域，制备出具有高活性和高稳定性的Sn基分子筛SCR催化剂。

本发明所提供的用于NO_x净化处理的Sn基分子筛SCR催化剂是以Sn对商用分子筛ZSM-5，MOR、Beta、SSZ-13、MWW分子筛进行修饰改性，制备不同Sn含量沸石分子筛催化剂。

本发明所述的用于汽车尾气或工厂烟气净化处理的Sn基分子筛SCR催化剂的制备方法有两种：

方法一 使用原位合成法制备Sn基分子筛催化剂：