[发明专利]一氧化碳催化脱除氮氧化物的催化剂

说明书

本发明涉及一种一氧化碳催化脱除氮氧化物的催化剂，主要解决现有技术中存在催化剂在低温条件下活性低或在高温条件下选择性差，不能有效脱除氮氧化物的问题。本发明通过采用在ZSM‑5分子筛载体上负载以氧化铁为活性组分，再用稀土氧化物和VIB、VIIB族金属氧化物进行修饰改性的技术方案，较好地解决了该问题，可用于催化脱除氮氧化物的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种一氧化碳催化脱除氮氧化物的催化剂。

背景技术

随着世界各国现代工业的快速发展，大气污染已成为一个日益严重的全球性问题。NOx是公认的大气主要污染物之一。我国是以燃煤为主的发展中国家，在今后较长的时间内，我国以煤炭为主的能源结构不会改变，燃煤产生的氮氧化物是产生酸雨、光化学烟雾及相关环境破坏的主要因素。酸雨会对土壤生产力、农作物、森林、内陆湖泊、建筑物等造成伤害。另外，NOx能诱发许多人体疾病，对人类健康特别是对儿童生长发育具有极大危害。

美国专利US6685897公开了一种用碱金属阳离子来交换分子筛的催化剂，该催化剂具有高的比表面和大的孔结构，催化剂操作温度范围为150～450℃。

美国专利US4925825提出了一种以氨为还原剂，催化还原NOx的方法，使用的催化剂以TiO₂-V₂O₅-Mo₂O₃为活性组分，使用温度大于350℃，这是一种适合于在中温条件下使用的氮氧化物还原催化剂。

中国专利CN01131952.6公开了一种氨选择性还原氮氧化物的催化剂，该催化剂为氧化铝负载的铜、锰复合氧化物催化剂，在反应温度150～350℃的条件下，催化剂具有高的活性和稳定性。

中国专利CN87100737A公开了一种在氨存在下将氧化氮选择性还原为氮的催化剂，该催化剂以氧化钴和沸石为主要活性组分，还含有少量选自钒和铜的氧化物作为助催化剂。该催化剂属于混合氧化物型催化剂，在350℃下，可使1600ppm的NOx减少90％。

美国专利US4981659中公开了一种在氢气还原剂存在下将NOx选择性地还原为氮气的催化剂。该催化剂使用了Ⅷ族贵金属，活性组分由Pt、Pd、Ir中的一种或几种混合组成。催化剂的新颖之处在于采用了憎水性有机聚合物作为催化剂载体。由于有机聚合物的耐热性能较差，因此催化剂的使用温度超过200℃时，NOx的转化率低于90％。

我们采用在ZSM-5分子筛载体上负载以氧化铁为活性组分，再用稀土氧化物和VIB、VIIB族金属氧化物进行修饰改性的技术方案，得到的催化剂用于同时含有一氧化碳和氮氧化物的废气中，可使一氧化碳有效还原氮氧化物，去除氮氧化物的同时降低一氧化碳含量，催化剂具有高活性和高选择性以及较长的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有氨选择性还原氮氧化物催化剂活性不高、稳定性差、反应温度高的问题，提供一种一氧化碳还原氮氧化物的催化剂，该催化剂用于催化脱除氮氧化物时，具有反应温度低、反应活性高、稳定性高的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种一氧化碳低温催化脱除氮氧化物的催化剂，以重量百分比计包含以下组分：

a)1～10％的氧化铁；

b)0.5～5％的VIB、VIIB族金属氧化物；

c)0～3％的稀土氧化物；

d)80～99％的ZSM-5分子筛载体。

上述技术方案中，以催化剂重量百分比计，氧化铁的含量优选范围为2～8％，VIB、VIIB族金属氧化物的含量优选范围为1～4％，稀土氧化物的含量优选范围为0.1～2％。