[发明专利]低温去除柴油机NOx的NH3-SCR催化剂及其制备方法

说明书

一种低温(<250℃)去除柴油机NO_x的NH₃‑SCR催化剂，在TiO₂基础上掺杂了多种金属(Cu、Ce和W)作为活性组分以改善催化剂的低温活性。通过上述方式，本发明能够在柴油机排气温度低温工况下(100～250℃)实现NH₃‑SCR对NO_x的高效率转化，并能兼顾N₂生成选择性。同时，以低毒的CeO₂部分取代商用催化剂中高毒的V₂O₅，降低了催化剂对环境的危害。催化剂制备原料低廉，制备工艺简单，适用范围广，具有巨大的商业价值和广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及柴油机尾气排气污染物控制技术领域，特别是涉及一种低温(&lt;250℃)去除柴油机NOx的NH3-SCR催化剂。

背景技术

氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，是形成光化学烟雾一个主要因素。氮氧化物排放主要来自于工业和机动车中化石燃料燃烧，其中机动车的氮氧化物排放量占到了整个氮氧化物排放量的近三分之一。另外，由燃油产生的氮氧化物排放还有一部分来自使用柴油发动机的船舶。最近几年我国加大了环境保护工作力度，开始大力推进更加严格的机动车和船舶排放法规的制定与实施。为了满足日益升级的排放法规，目前去除NOx比较成熟并得到广泛应用的燃烧后处理技术为选择性催化还原(SCR)技术。其早期应用于固定源(电厂、锅炉等)脱硝，现在也逐渐开始在移动源(重型柴油车、船舶等)上使用。

目前商用的SCR催化剂为负载在TiO2上的V2O5-WO3，该催化剂在300-400℃温度窗口能够获得80％以上的NOx转化效率。但是，在以下几个方面存在提高SCR催化剂低温性能的应用需求：重型柴油车排放法规越来越严格，需要进一步降低柴油机在怠速和冷启动工况下(温度250℃以下)的NOx排放；大型船舶的SCR系统一般方便安置于增压器后，而增压器后的排气温度较低(210-280℃)；另一方面，如果把SCR反应器布置在电站烟气除尘和脱硫装置前，会造成催化剂高温烧结、粉尘堵塞以及在高浓度SO2下快速中毒老化，但SCR反应器后置，尾端烟气温度较低(100-200℃)，钒基催化剂活性差，需要用外来热源对反应器进行加热，降低了经济性。因此，开发在低温下具有高活性的NH3-SCR催化剂成为国内外研究的热点。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种低温(&lt;250℃)去除柴油机NOx的NH3-SCR催化剂,能够解决目前商用的V2O5-WO3/TiO2催化剂在低温(&lt;250℃)条件下活性较低和选择性较差的缺陷。

本发明是通过以下技术方案来实现的，在本发明中，催化剂采用TiO2作为载体，由CeO2，WO3，CuO共同构成主要活性组分；其中载体和主要活性组分的重量百分比分别为：TiO2(55％～65％)，CeO2(20％～30％)，WO3(10％～15％)，CuO(3％～5％)，质量百分比之和为100％。

进一步地，在本发明中，TiO2的前驱体为钛酸四丁酯，CeO2的前驱体为硝酸铈，WO3的前驱体为钨酸铵，CuO的前驱体为硝酸铜。

更进一步地，在本发明中，制得的催化剂粒径范围为40-60目。

更进一步地，在本发明中，制得的催化剂成品其比表面积在75-180m2/g之间。

本发明还包括一种由溶液燃烧合成法制备低温(&lt;250℃)去除柴油机NOx的NH3-SCR催化剂的方法，具体方法包括以下步骤：

第一，金属氧化物载体和活性成分负载量的确定：