[发明专利]高温水热稳定的柴油车尾气净化SCR催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供的高温水热稳定的柴油车尾气净化SCR催化剂，其化学式为WO₃/Al₂O₃@Ce_xZr_1‑xO₂，由钨负载在通式为Al₂O₃@Ce_xZr_1‑xO₂的复合氧化物上制成，其中：0<x<1，Al₂O₃在Al₂O₃@Ce_xZr_1‑xO₂复合氧化物中的质量分数为6‑12％，WO₃在催化剂中质量分数为大于0小于等于15％。本发明提供所述高温水热稳定的柴油车尾气净化SCR催化剂的制备方法，由可溶解的铈盐、锆盐和铝盐配制成盐溶液，与相应的碱溶液沉淀制成复合氧化物Al₂O₃@Ce_xZr_1‑xO₂，再负载钨制成。该催化剂具有较高的水热稳定性，延长使用寿命，满足柴油车高达数十万行驶里程的需求。

技术领域

本发明属于SCR催化剂催化技术领域，具体涉及一种具有高水热稳定性可用于净化柴油车尾气NO_x的非钒基复合氧化物SCR催化剂。

背景技术

随着世界各国越来越严格的氮氧化物排放法规的颁布，贫燃机动车尾气中的NO_x净化已成为当前迫切需要解决的环境问题之一。氮氧化物可带来如酸雨、光化学烟雾、温室效应和臭氧层空洞等环境问题，对人体健康和生态环境造成严重的危害。大气中95％的NO_x来源于机动车尾气(49％)和火力发电厂的烟道气(46％)排放。氨选择性催化还原NO_x(NH₃-SCR)是目前最具应用前景的柴油车尾气NO_x净化技术，已在欧美日等发达国家得到了工业化应用，也是未来中国控制柴油车NO_x排放的主要技术之一。

V₂O₅-WO₃(MO₃)/TiO₂催化剂已成功应用于固定源脱硝，但该类催化剂并不能有效控制柴油车尾气NO_x的排放。主要是由于钒基催化剂仍存在一些不可避免的缺点：该类催化剂的有效工作窗口(300-400℃)不能适应柴油车尾气温度范围(175-550℃)；高温(450℃)下NH₃的非选择性氧化使得NO_x净化率快速下降，且产生大量的温室气体N₂O，导致主产物N₂的选择性明显降低，也对大气造成二次污染；钒基催化剂的热稳定性较差，V₂O₅具有很强的生物毒性。柴油车尾气后处理系统中，NH₃-SCR装置处于颗粒捕集器后端，柴油车尾气中的颗粒捕集器的周期性再生会使尾气温度瞬间达到800℃以上，在如此高温下钒物种会发生烧结，且主要载体TiO₂将由锐钛矿转变为金红石相而使催化剂活性大幅降低，甚至完全失活，严重的降低了催化剂的使用寿命。因此，在实现NH₃-SCR催化剂绿色环保且催化活性优异的同时，抗高温水热性能不可忽略。