[发明专利]用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化剂及其制备方法，以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体表面涂覆有催化涂层，催化涂层中的各组分按质量比计包括基底涂层：活性组分：粘结剂为8：0.3~0.5：1，其中基底涂层的各组分含量按质量比计包括二氧化钛：三氧化钨：二氧化硅为8~9：0.5~1：0.5~1，活性组分中各组分按质量比计包括氧化铁：氧化锰为1.7~3.3：6.7~8.3，粘结剂为二氧化硅或三氧化二铝。制备方法为依次制备基底涂层、活性组分、混合浆液，并将混合浆液涂覆到蜂窝载体上使涂层量达到190~210 g/L。本发明的制备方法简单，制备出的用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化剂活性好，且具有较好的抗老化性能。

技术领域

本发明涉及一种用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化剂，属于催化剂合成制备技术领域。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是大气中的主要污染物之一，其是导致光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等重大环境问题的主要因素之一，也是环境污染控制的研究热点。随着中国汽车工业的发展，由机动车排放的的氮氧化物也在不断加剧。研究表明，2010年，我国汽车NO_x的排放量约为600万吨，其中重型柴油车尾气排放占据了约74％。因此，对柴油机NO_x的排放进行控制显得尤为必要。

选择性催化还原(SCR，selective catalytic reduction)被认为是目前被证实最有效的柴油机NO_x净化技术之一。应用于柴油机尾气净化上的SCR系统通常采用尿素溶液作为还原剂，在尾气高温作用下水解成NH₃，与NO_x发生氧化还原反应，最终生成无害的N₂和H₂O，实现NO_x的有效去除。SCR技术的核心是催化剂，其性能的好坏可直接决定NO_x的去除效率。

在国IV阶段，应用于柴油机尾气NO_x后处理的SCR催化剂为经典的钒基催化剂(即V₂O₅-WO₃/TiO₂体系催化剂)，该型催化剂具有抗硫性强、活性稳定、技术成熟和价格经济等优势，适合在国内推广使用。但钒基催化剂存在低温活性差的缺点，且V₂O₅还具有较大毒性。随着在国V阶段冷启动排气污染物排放测量方法(即WHTC测试循环)的逐步推广应用，主机厂及后处理厂对SCR催化剂的低温性能提出了较高要求，常规的钒基催化剂较难在WHTC测试中使发动机NO_x排放满足国V排放限值。同时，由于国V阶段柴油的硫含量限值较国IV下降了80％(即由50ppm降至10ppm)，尾气中的硫氧化物对催化剂的影响可进一步弱化，因此，在国V阶段可以开发低温活性优异的柴油机用非钒基SCR催化剂，以利于发动机通过WHTC测试。同时，低温型SCR催化剂也利于在城市中运行的柴油车(如公交车，等)的NO_x减排，由于城市公用车辆排温普遍较低，低温型SCR催化剂更有利于催化性能的发挥，以此减轻城市大气污染。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中用于处理柴油机尾气NO_x的钒基SCR催化剂低温活性差及具有毒性的问题，提供了一种用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化剂及其制备方法。

本发明采用如下技术方案：一种用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化剂，以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体表面涂覆有混合浆液，所述混合浆液中的组分按质量比计为基底涂层：活性组分：粘结剂为8：0.3～0.5：1。

进一步的，所述基底涂层的组分含量按质量比计为二氧化钛：三氧化钨：二氧化硅为8～9：0.5～1：0.5～1。

进一步的，所述活性组分中组分按质量比计为氧化铁：氧化锰为1.7～3.3：6.7～8.3。