[发明专利]一种提高脱硝催化剂催化活性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及脱硝催化技术领域，尤其涉及一种提高脱硝催化剂催化活性的方法。

背景技术

NO_x-SCR技术处理固定源或移动源NO_x过程中，目前应用最多的商业催化剂体系是钒-钛基系(V₂O₅-WO₃/TiO₂与V₂O₅-MoO₃/TiO₂)如专利CN101428215和CN101396655。相对于应用成熟的钒-钛基系催化剂，当今研究较多的是低温脱硝类催化剂，CN101721993A公开了Mn与Ce基氧化物掺杂催化剂用于低温SCR脱硝，但此类催化剂低温效果差，制备工艺复杂，生产成本高。

Beta(BEA型拓扑结构)沸石分子筛是唯一具有三维十二元环孔道的高硅沸石，Y(FAU型拓扑结构)沸石分子筛具有天然矿物八面沸石骨架结构，而ZSM-5(MFI型拓扑结构)沸石分子筛是一种具有十元环的三维交叉直通道结构的结晶态多孔材料，现有的铁基或铜基ZSM-5分子筛(Fe/ZSM-5、Cu/ZSM-5)在氮氧化合物的选择性催化还原反应上(NO_x-SCR)有出色的效果，可以通过调节硅铝比Si/Al、铁离子和铜离子的负载量来对催化性能进行调节。

但是上述分子筛由于孔道结构较大(十元环或十二元环)，机动车尾气中的碳氢化合物(HC)可以进入微孔孔道内，在催化位点上进行反应，形成积碳，从而导致催化剂失活，其稳定性和铁基或铜基的SSZ-13(CHA型)小孔分子筛(具有八元环孔道)还有很大的差距。因此急需提高上述分子筛的催化活性和催化稳定性来达到实际应用要求，同时要阻止积碳形成。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种提高脱硝催化剂催化活性的方法，铁基或铜基分子筛催化剂来替代钒-钛基系催化剂，并提出采用硅烷化改性的方法来改性铁基或铜基分子筛催化剂来提高脱硝催化活性，通过控制分子筛孔道的大小，选择性地使小分子的NO_x优先通过，并在孔道内的活性位点上发生催化反应，同时有效阻止碳氢化合物进入孔道内形成积碳，防止催化剂失活，提高催化剂的催化活性、催化稳定性和催化寿命。

本发明提出的一种提高脱硝催化剂催化活性的方法，包括如下步骤：将脱硝催化剂加入有机溶剂中，再加入有机硅材料搅拌均匀后，水浴回流，过滤，将滤饼干燥，焙烧得到高催化活性的脱硝催化剂。

优选地，脱硝催化剂载体为ZSM-5分子筛、Beta分子筛和/或Y分子筛。

优选地，脱硝催化剂的活性组分为铁或铜。即铁基或铜基ZSM-5分子筛催化剂、铁基或铜基Beta分子筛催化剂和铁基或铜基Y分子筛催化剂。

优选地，有机溶剂为正己烷。

优选地，有机硅材料为分子动力学直径大于的硅氧烷。

优选地，有机硅材料为正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷和/或三乙氧基丙基硅烷，优选为正硅酸乙酯。

优选地，脱硝催化剂与有机硅材料的质量体积比(g/mL)为0.8-1.2﹕0.1-0.2，有机溶剂与有机硅材料的体积比为20-30﹕0.1-0.2。

优选地，水浴回流的温度为88-92℃，水浴回流的时间为0.8-1.2h。

优选地，焙烧的温度为490-510℃，焙烧的时间为3-5h。

优选地，采用马弗炉进行焙烧。

本发明还提出的一种高催化活性的脱硝催化剂，采用由上述提高脱硝催化剂催化活性的方法制得。

本发明还提出的上述高催化活性的脱硝催化剂在移动或固定脱硝设备中作为催化剂的应用。