[发明专利]一种氨气净化催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种氨气净化催化剂及其制备方法和用途，所述催化剂包括活性组分和载体，所述活性组分为Pt和Fe；所述载体为H‑ZSM‑5分子筛；所述H‑ZSM‑5分子筛的硅铝比可以为20‑100，所述催化剂在200℃‑400℃的温度范围内、含水量为5％、反应空速为140,000h^‑1的条件下，氨气转化率可达到80％以上。

技术领域

本发明涉及氨气净化领域，尤其涉及一种氨气净化催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

机动车尾气中大量的NO_x不仅能引发光化学烟雾、酸雨等环境问题，而且严重威胁着人类的身体健康。因此，充分净化NO_x尾气是当今环境催化领域的热点。其中，氨气选择性还原氮氧化物技术是最具实用前景的NO_x后处理技术之一。实际应用过程中为保证NO_x的完全净化，通常会引入稍过量的NH₃，这样就会产生机动车尾气氨气选择性还原氮氧化物系统的NH₃泄漏问题。而氨气同样是一种污染气体，其存在不仅直接影响周围环境和人类健康，而且最近的研究表明氨气对我国灰霾的形成有重要的促进作用。因此，氨气污染的净化技术已经普遍引起了人们的关注。选择性催化氧化技术将氨气转化为氮气和水，条件相对温和，无二次污染，是工业及交通行业中一种具有较高应用前景的氨气净化技术。

CN101979140A公开了一种去除氨气污染的催化剂，制备方法及其应用，其通过等体积浸渍法将活性金属组分负载于多孔无机物载体上，所述活性金属组分为铜组分和/或锰组分，所述多孔无机物载体为二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、二氧化铈、三氧化二铁其中的一种或一种以上的氧化物的混合物；反应气体不含水的条件下，该催化剂在250℃时的转化率为98％；其存在的缺陷是氨气完全转化所需的温度高，在反应气体含水的条件下所需的转化温度更高，能耗大。

CN104941442A公开了一种低温催化氧化脱除氨气污染物的方法；其提供的催化剂由多孔载体负载活性组分A和活性组分B组成；所述活性组分A由至少一种Cu、V、W的氧化物组成；活性组分B由至少一种Mn、Co、Fe、Ni、Ce的氧化物组成；反应过程中需向反应气体中加入臭氧；其缺陷在于反应过程中向体系中加入的臭氧可能造成二次污染。

CN108043451A公开了一种铜基负载型氨氧化催化剂及其制备方法；所述催化剂以CuO为活性组分，SSZ-13为载体；所述催化剂在200℃以下对氨气的转化率低于60％。

CN104888845A公开了一种铂/铈铝-分子筛催化剂，以堇青石陶瓷为载体，表面涂覆铂、铈铝复合氧化物和钕改性分子筛催化剂，但该催化剂在200℃时NH₃转化率仅低于20％，低温条件下催化效率低。

上述催化剂作为烟气处理系统中的后置氧化剂时，将不可避免的受到烟气中水的毒害作用，当混合气体中有H₂O的存在时，上述催化剂的活性会严重下降。因此，需要开发一种低温催化效率高、N₂选择性高、抗水性能高、稳定性好且制备工艺简单的NH₃选择性氧化催化剂。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种氨气净化催化剂及其制备方法和用途，所述催化剂在200℃-400℃的温度范围内、含水量为5％、反应空速为140,000h^-1的条件下，氨气转化率可达到80％以上。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种氨气净化催化剂，所述催化剂以H-ZSM-5分子筛为载体，负载Pt和Fe作为活性组分。