[发明专利]一种抗丙烯毒化的Beta型分子筛的制备方法

说明书

本发明公开了一种抗丙烯毒化的Beta型分子筛的制备方法，以负载Fe的孔道直径6.3～6.8的Beta型分子筛为基底；向分子筛基底中加入氧化物助剂，搅拌均匀，研磨40～90min；经过机械混合研磨后的样品，以2～5℃/min的升温速率，在500℃空气中焙烧4小时；其中，所述氧化物助剂选自MnO_x，CeO₂或MnO_x/CeO₂，所述MnO_x/CeO₂中，MnO_x的负载量为50％。将制得的催化剂应用于气氛中含丙烯的NH₃‑SCR反应中，具有高活性、高抗硫中毒性能的特点，弥补现有催化剂抗丙烯中毒性能差或抗硫中毒性能差的不足。

技术领域

本发明属于环境保护中氮氧化物控制技术领域，具体涉及一种利用分子筛及氧化物为基础的复合催化剂的合成及其性能研究。

背景技术

NO_x排放源包括固定源(生产、生活中煤炭和石油等化石燃料的燃烧和生产使用硝酸的工厂的排气)和移动源(机动车尾气)。近年来，人们对环保的呼声越来越高，美、日、韩和欧洲等工业发达国家在近年内相继制订和执行新的排放标准，对NO的排放限制日趋严格。因此，如何控制氮氧化物己成为国内外的一个研究热点。NH₃选择性催化还原NO_x(NH₃-SCR)是目前最有效的净化NO_x方法，该技术利用还原剂NH₃在催化剂上将NO_x还原为无害的N₂和H₂O。SCR技术的核心是高活性和稳定性的催化剂，贵金属、金属氧化物等都被证明是有效的SCR催化剂，在这些催化剂中，以TiO₂为载体的钒基催化剂具有很好的活性和抗水抗硫性能。以V₂O₅为活性组分的钒基催化剂在上个世纪七八十年代在国外已经开始产业化生产，由于该类催化剂具有良好的活性和抗水抗硫性能，在固定源燃煤烟气脱硝中得到了广泛的应用。在柴油车尾气的NO_x净化方面，欧洲前些年也开展了相关研究，并应用到重型柴油车中NO_x的尾气净化(Appl.Catal.B 18(1998)1 36.)。但该催化剂在机动车尾气控制中仍有不足，一是活性组分V₂O₅有毒，高温挥发后对大气环境造成危害，其次是在催化剂上尾气中的SO₂易被氧化为SO₃，进一步排放出硫酸盐颗粒物。更为严重的是在装有颗粒物捕集器的柴油车上，当捕集器再生时，温度时常超过700℃，从而使催化剂载体TiO₂发生相变，导致催化剂活性大幅下降。分子筛催化剂对选择性还原NO_x具有高的催化活性，并且活性温度窗口比较宽，在选择催化还原NO_x技术中备受关注。分子筛用做催化剂是基于其特殊的微孔结构，其类型、硅铝比、交换的离子种类、反应条件、交换度等都会影响其活性。用于SCR催化剂载体的分子筛主要包括ZSM系列、Y型、发光沸石(MOR)、BEA型等，而用于离子交换的金属元素主要包括Fe，Cu，Mn，Ce，Co和Ni等。近年来关于Fe/ZSM-5开展的研究较多，并在NH₃还原NO_x的反应中得到了较好的效果(J.Catal.，207(2002)：224 231；Appl.Catal.B，60(2005)：1322.)。针对机动车尾气中NO_x净化，目前工业界比较看好的是以Cu、Fe为活性组分，H-ZSM-5及Beta为载体的催化剂。但在实际应用中发现，尾气中不可避免的碳氢化合物排放，会造成不同程度的催化剂积碳而失活。目前国内针对分子筛催化剂净化机动车尾气中NO_x技术研究刚刚起步，催化剂的热稳定性、HC化合物对催化剂中毒问题是该类催化剂在实际应用中需要解决的关键问题。

发明内容