[发明专利]一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂，其特征在于：该催化剂以蜂窝状堇青石多孔陶瓷作为载体，ZrO₂-Al₂O₃-SiO₂复合氧化物作为二次载体，V₂O₅为活性成分，辅助活性组分为钨、铜、铈与镁，ZrO₂-Al₂O₃-SiO₂复合氧化物的元素摩尔比为Si：Al：Zr=4-6：3-5：1；

所述的船舶柴油机SCR脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将可溶性硅源、可溶性锆源与可溶性铝源在醇溶剂中混合，加水搅拌、静置缩水，得到硅铝锆溶胶；

步骤二：将所述硅铝锆溶胶涂覆在蜂窝状堇青石多孔陶瓷上，烘干、焙烧后得到催化剂载体；

步骤三:将所述催化剂载体浸于偏钒酸铵水溶液中进行超声波处理，然后干燥、焙烧得到一次改性催化剂；

步骤四：将一次改性催化剂浸于由偏钨酸氨、硝酸铈、硝酸铜、硝酸镁组成的二次改性混合溶液中进行超声波处理，经干燥、焙烧得到所述船舶柴油机SCR脱硝催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂，其特征在于：步骤一中，所述的可溶性硅源选自水玻璃、硅酸盐、正硅酸乙酯或硅溶胶，可溶性铝源选自仲丁醇铝或异丙醇铝，可溶性锆源选自丙醇锆、四乙氧基锆、二氯氧化锆或锆酸四丁酯。

3.根据权利要求1所述的一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂，其特征在于：步骤一具体是，将所述可溶性硅源、可溶性铝源与可溶性锆源加入乙醇中混合，并加入去离子水，其中所述可溶性硅源、可溶性铝源与可溶性锆源的物质的量之和与水的物质的量的比为1：(5～7)。

4.根据权利要求1所述的一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂，其特征在于步骤二的具体过程如下：将蜂窝状堇青石多孔陶瓷完全浸入步骤一得到的硅铝锆溶胶中，并使蜂窝状堇青石多孔陶瓷以15~20r/min的速率翻转；待溶胶涂覆均匀后，取出蜂窝状堇青石多孔陶瓷，进行烘干、焙烧，烘干温度为100~130℃，烘干时间12~15h；焙烧温度500~650℃，焙烧时间4~5h。

5.根据权利要求1所述的一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述偏钒酸铵水溶液的制备方法：将偏钒酸铵溶于去离子水中，然后加入酒石酸作为竞争吸附剂，不断搅拌至混合均匀，获得偏钒酸铵水溶液，所述偏钒酸铵水溶液的质量百分比浓度为0.1～0.3%；酒石酸的加入量为偏钒酸铵水溶液质量的0.3~0.5%，搅拌持续时间为40~60min。

6.根据权利要求1所述的一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂，其特征在于步骤三的具体过程如下：将步骤二中得到的催化剂载体浸于偏钒酸铵水溶液中，并把该溶液置于超声波发生器内进行超声波浸渍改性，超声波频率设为25~30 kHz，功率设为350~450W，处理时间为1.5~2h。

7.根据权利要求1所述的一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂，其特征在于二次改性混合溶液的制备方法如下：将偏钨酸铵、硝酸铈、硝酸铜、硝酸镁溶于去离子水中，加入酒石酸作为竞争吸附剂，不断搅拌至混合均匀，获得二次改性混合溶液；所述二次改性混合溶液中，偏钨酸铵水溶液的质量百分比浓度为3～8%，硝酸铈水溶液的质量百分比浓度为1~3%，硝酸铜水溶液的质量百分比浓度为0.5~2%，硝酸镁水溶液的质量百分比浓度为0.1~1.5%；酒石酸的加入量为二次改性混合溶液质量的1~5%，搅拌持续时间为40~60min。

8.根据权利要求1所述的一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂，其特征在于步骤四的具体过程如下：将步骤三得到的一次改性催化剂浸于二次改性混合溶液中，并把该体系置于超声波发生器内进行超声波浸渍改性，超声波频率设为25~30 kHz，功率设为350~450W，处理时间选取1.5~2h。

9.根据权利要求1所述的一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂，其特征在于：步骤三中，超声波处理后，在100~150℃温度下烘干，烘干时间为10~18h；焙烧温度为450~650℃，焙烧时间为3~4h；步骤四中，超声波处理后，在100~150℃的烘箱中烘干，烘干时间选取10~18h；焙烧温度为350~700℃，焙烧时间为4~6h。