[发明专利]一种分子筛SCR催化剂制备方法及其制备的催化剂

说明书

本发明公开了一种分子筛SCR催化剂制备方法及其制备的催化剂。本发明将几种分子筛进行混合，再经过渡金属或稀土金属以离子交换改性处理，采用等体积浸渍负载Fe，一次或多次液态离子交换负载Cu。本发明采用过渡和稀土金属改性稳定分子筛混合物的技术，采用等体积浸渍法负载Fe，一次或多次液态离子交换负载Cu等技术相结合，并通过稳定、有效的改性和负载控制，得到的催化材料经过调浆涂覆工序，涂覆在载体基体上制成整体式催化剂；经过新鲜样品活性测试和水热老化测试，该催化剂具有很宽的活性温度窗口，很好的抗水热老化能力，同时该方案制备的催化剂的N2O生成量较前期同类型的催化剂明显降低。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，尤其属于分子筛SCR(Selective CatalyticReduction，选择性催化还原)催化剂制备技术领域，特别涉及一种用于柴油车尾气净化的高效分子筛SCR催化剂制备及其制备得到的催化剂。

背景技术

NOx是一种重要的大气污染物，是形成光化学烟雾，雾霾的一种重要污染物。随着机动车保有量的快速增长，机动车尾气中NOx受到国内外的广泛关注，对机动车尾气NOx净化的技术也得到飞速发展。随着柴油车在汽车中所占的份额不断攀升，柴油车尾气NOx净化技术已经成为世界性的热点研究课题。氨选择性催化还原技术(NH₃-SCR)是目前柴油车后处理中净化NOx最为成熟的技术。其原理是：通过在SCR催化转化器前端喷射一定比例的尿素溶液，尿素水解产生的氨气作为还原剂在催化剂表面与NOx发生NH₃-SCR反应，生成N₂和H₂O。由于国VI阶段对PM和PN提出了更为严格的要求，所以国VI阶段柴油车尾气后处理系统中必须配置颗粒捕集器(DPF)，SCR催化剂通常置于DPF之后，DPF喷油主动再生时，SCR催化剂承受的温度高达650℃，甚至在短时间内会达到750℃，此时传统V基催化剂会发生TiO₂晶相转化、VOx挥发从而导致催化剂失活，因此在国VI阶段柴油车后处理系统中传统钒基催化剂已经无法应用，需要采用耐受温度更高的分子筛催化剂。

以廉价分子筛为载体的Cu-Fe复合分子筛催化剂具有优异的催化活性，但是在发生SCR反应过程中会产生大量副产物N₂O，这大大限制了其在柴油车尾气后处理催化剂中的应用。因此，使用成本低廉分子筛材料为载体，开发一种具有宽活性温度窗口和高水热稳定性，同时在发生SCR反应中产生较少的N₂O，对环境友好的SCR催化剂是当前分子筛SCR催化剂需要努力攻克的一个难点。

CN103127951A专利公开了一种分子筛催化剂的制备方法，以价格低廉的中孔/大孔分子筛为载体材料，以Cu和Fe为活性组分，该催化剂具有很宽的活性温度窗口，同时也表现出较优异的抗老化性能，但是，在实际应用中发现其发生NH₃-SCR反应过程中会产生大量的N₂O，表现出较低的N₂选择性。N₂O是强温室效应气体，欧美等国家已对柴油车尾气中N₂O的浓度实行严格限制，所以该技术方案在实际工业应用中受到一定的制约。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种用于柴油车尾气脱硝净化的具有低成本、宽活性温度窗口、N₂O产生量低，同时水热稳定性优异的SCR催化剂及其制备方法。本发明要解决的第一个问题是提供一种不采用贵金属，也没有采用VOx，而是无毒的Cu和Fe作为活性组分，对人体无害的催化剂组成；本发明要解决的第二个问题是提供一种新的方法制备分子筛型SCR催化剂，既能保持分子筛催化剂宽的活性温度窗口和高的水热稳定性，同时也能有效降低催化反应过程中N₂O的生成量。

本发明通过以下技术方案实现：

一种分子筛SCR催化剂制备方法，包括以下步骤：

一、分子筛混合：将几种分子筛先加去离子水调浆，再通过液态喷雾干燥进行均匀混合，并造粒；