[发明专利]SAPO-18负载Cu和Yb复合型催化剂的制备方法和应用在审

专利信息
申请号: 201810093531.8 申请日: 2018-01-31
公开(公告)号: CN108325557A 公开(公告)日: 2018-07-27
发明(设计)人: 叶青;韩帅;程锦;程水源;康天放 申请(专利权)人: 北京工业大学
主分类号: B01J29/85 分类号: B01J29/85;B01J37/30;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/56
代理公司: 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 代理人: 刘萍
地址: 100124 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 分子筛 制备方法和应用 复合型催化剂 催化剂 催化 制备 分子筛催化剂 消除氮氧化物 离子交换法 水热法制 高空速 硝酸铜 硝酸铒 污染物 交换
【说明书】:

SAPO‑18负载Cu和Yb复合型催化剂的制备方法和应用,用于催化消除氮氧化物。通过水热法制备出SAPO‑18分子筛,将其与NH4Cl交换,制备出氨型NH4/SAPO‑18分子筛,随后将NH4/SAPO‑18分子筛加入硝酸铜和硝酸铒溶液,通过多次离子交换法,制备出高比表面积(550m2/g~600m2/g)复合型Yb‑CuSAPO‑18分子筛催化剂。所制催化剂在较宽的温度(150℃~600℃)范围内,对高空速(10,000h‑1~200,000h‑1)、高O2浓度(10vl.%~20vl.%)、高H2O含量(5vl.%~10vl.%)、NH3含量(300ppm~1000ppm)和低NO浓度(300ppm~1000ppm)污染物具有高的催化消除效果(NO转化率30%~95%)。并且该催化剂在较宽的温度范围下,在100小时内保持NO初始转化率。

技术领域

发明涉及一种用于催化消除NO的SAPO-18掺杂Cu和Yb复合催化剂的制备方法及其选择性催化消除NO的应用。

背景技术

当前汽车在成为人们方便的代步工具的同时也成为城市环境污染的主要污染源之一。早在二十世纪五十年代和七十年代,美国洛杉矶发生了两次光化学烟雾事件先后导致全市四分之三的人患病,因其严重的社会破坏性被称为“二十世纪十大环境危害事故”之一,而机动车排放的废气是造成这一事故的主要因素之一。近些年来随着我国各大城市汽车保有量的快速增加,尾气污染已对人民生活已经造成极大的影响。汽车尾气的组成繁多,主要包含有碳氧化物(CO)、碳氢化合物(CH)和氮氧化物(NOx)等多种成分。其中氮氧化物可以通过人体的眼睛或者呼吸道进入体内,主要危害、损坏肺部呼吸道深部的肺泡及细支气管。由于肺泡的表面水分含量较高,当氮氧化物进入肺泡后,氮氧化物会快速溶解在肺泡上,并在肺泡内积累80%的溶解量,另外部分氮氧化物会转化为四氧化二氮。其中二氧化氮与四氧化二氮均能与人体呼吸道表面的水分作用进而产生硝酸与亚硝酸物质,强烈的刺激和腐蚀人体的肺组织,使人体肺泡膜和毛细血管的通透性极大受影响,导致肺水肿。另外,在肺泡处形成的亚硝酸盐能渗入到人体血液中,引起血管膨胀和血压降低,并且亚硝酸盐与血红蛋白反应产生高铁血红蛋白,减少血液中的氧含量。另外,血液中存在高浓度的一氧化氮亦可将血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,同样导致身体缺氧。因此,当氮氧化物污染物主要以二氧化氮存在时,主要会影响人体的肺功能,导致人体罹患肺水肿等病变;而当氮氧化物污染物主要以一氧化氮存在时,主要会导致人体缺氧、血液中高铁血红蛋白含量升高,并且此时身体中毒现象发展迅速,会出现高铁血红蛋白症和中枢神经损害症状,对人体造成极大的伤害。最后,NOx的大量排放不仅会导致人类呼吸系统疾病,还会导致臭氧层破坏、光化学烟雾及温室效应,并NOx与SO2一样会导致酸雨的形成,造成耕地退化和建筑物受损等,因此减少氮氧化物的排放量显得尤为重要。

由于治理NOx难度大,控制和治理NOx污染已成为当前环保研究中最活跃的课题之一。目前国内外有多种消除NOx的方法,其中NH3选择性催化还原NOx的方法比较成熟,已经应用于汽车尾气(固定源)和火力发电厂(移动源)NOx污染的治理。NH3-SCR催化材料主要有贵金属催化剂、金属氧化物催化剂、分子筛催化剂及其他催化材料4种体系,其中,V2O5-WO3-TiO2体系应用最为广泛,目前该体系已商业化,但是柴油车实际负荷运行时的尾气温度范围为150~700℃,V2O5-WO3-TiO2催化体系存在低温活性不足、高温热稳定性差及高温V(钒)挥发产生二次污染等问题。

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