[发明专利]一种用于富氧条件下丙烷选择性催化还原氮氧化合物的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及环境污染控制技术、移动源尾气净化等领域。具体涉及一种在富氧条件下选择性催化还原氮氧化合物的负载银催化剂及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的不断高速增长和机动车产量和保有量显著增加，排放的NO_x已经成为大中城市空气污染物的首要来源之一。NO_x作为大气主要污染物之一，包括NO、NO₂、N₂O、N₂O₃和N₂O₄。NO_x会导致温室效应、臭氧层破坏、酸雨和光化学烟雾的形成，对环境和人体健康造成了严重威胁。因此，NO_x的排放控制已成为目前大气环保技术领域中一个研究的热点。

目前，选择性催化还原技术（SCR）被视为NO_x催化净化最为有效的方法之一。其原理是在一定的温度范围和催化剂的作用下，通过添加合适的还原剂将NO_x选择性地还原为无毒害的N₂和H₂O，实现NO_x催化脱除，SCR技术因具有高的脱硝效率、N₂选择性和良好的经济性，已在固定源脱硝方面得到了大规模的应用。根据还原剂的种类，其又可分为NH₃-SCR、HC-SCR等。

对于HC-SCR反应，Ag/Al₂O₃催化剂不仅具有较高的氮氧化合物选择性还原性能，而且具有较强的催化稳定性。但在以低烷烃或者烯烃为还原剂时，操作窗口较窄。

CN02157917公开了一种用来净化富氧条件下尾气中氮氧化物的催化剂，可同时选择性地还原除去稀薄燃烧尾气中氮氧化物及氧化除去未完全燃烧的有机物和一氧化碳。该催化剂由担持在多孔性无机物载体上的银组分、贵金属组分和其他金属组分构成。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：金、铂、钯、铑、铱、钌；其他金属群：铁、铜、钛、锆、钡、锡、钨、锌、钼、铈、铯、镧、钙。

CN02100669公开了一种用来净化燃烧尾气的催化剂，可同时选择性地还原除去稀薄燃烧尾气中氮氧化物及氧化除去未完全燃烧的碳氢化合物和一氧化碳，该催化剂由0.1－17％(金属元素重量换算值)的银组分担持在多孔性无机氧化物载体上构成。银组分可以是银和银的氧化物以及任何一种无机盐的形式而不改变其作用。

CN201210156139发明涉及一种用于富氧条件下丙烯选择性催化还原NO_x的负载银催化剂，活性组分为Ag₂SO₄，载体为SiO₂或TiO₂改性的氧化铝，催化剂采用浸渍法制备。

大量研究表明，Ag/Al₂O₃催化剂对HC-SCR表现出良好的活性。但如何进一步提高该催化剂的活性，是目前研究的难点和热点。研究多集中在Ag的担载量、反应气氛等对催化剂反应性能的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于富氧条件下选择性催化还原氮氧化合物的Ag/Sm₂O₃/TiO₂-Al₂O₃催化剂。

与已有技术相比，本发明具有的实质性特点是：（1）根据本发明制备的Ag/Sm₂O₃/TiO₂-Al₂O₃催化剂相较于Ag/TiO₂-Al₂O₃催化剂具有更高的氮氧化合物净化性能；（2）此催化剂具有更宽的操作窗口；（3）采用浸渍法制备催化剂，制备方法简单，重复性好，成本低，便于大规模的工业化使用。

本发明的原理是通过引入助剂Sm₂O₃，可增加催化剂表面酸性和调节Ag与载体的相互作用，进一步调节活性物种的存在状态，提高催化剂对氮氧化合物的净化性能。