专利名称：用于制备催化剂粉末的工艺的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及用于制备催化剂的工艺，具体而言，涉及用于制备催化剂粉末和在催化转化器(catalytic convertor)中使用该催化剂粉末的工艺。
背景技术：
在选择性催化还原(SCI )中，氮氧化物(NOx)的还原可随这些气体流过固态催化剂时将氨或尿素一起进给到排出物中而实现。对于氨和尿素SCR均已经报告有高的NOx还原转化。然而，氨与尿素的还原途径均需要基础设施(infrastructure)来供给还原剂，并且当使用氨时，其可能溜过(slip past)催化剂，导致不受欢迎的氨排放物。另一技术是烃 (HC) SCR,其中烃作用为用于NOx转化的还原剂。被利用来用于HC-SCR的烃包括相对较小的分子，如甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯，以及线型烃，如己烷、辛烷等。已经在一些重型柴油发动机中研究了柴油或甲醇的喷射，以补充排出流中的HC。 从基础设施的观点来看，利用已有的柴油燃料作为用于HC-SCR的烃来源将是有利的。使用柴油喷射的SCR可包括设置在带孔基质上的催化金属。这样的基质上的催化金属的制备与沉积通常是错综复杂的。在该过程期间，该催化剂基质的结构和/或功效有时被损害 (compromised)，导致催化剂作用不完全，并导致催化剂转化效率的降低。因此，需要具有制备和处理催化剂的方法，该催化剂不使催化剂活性在NOx还原期间受到损害。还需要具有能用于该催化剂的大规模生产并在催化转化器中利用它们的工艺。
发明内容
本发明的一个实施例是用于生产催化剂粉末的工艺。该工艺的步骤包括制备催化剂浆体，和干燥，热解，以及将该催化剂浆体焙烧，以得到焙烧的催化剂粉末。该催化剂浆体包括催化剂、液体载体、模板化剂(templating agent)与催化剂基质。将该催化剂浆体干燥，以得到催化剂粉末原料。在第一受控气氛中将该催化剂粉末原料加热，以得到热解的催化剂粉末，以及在第二受控气氛中将该热解的催化剂粉末焙烧，以得到焙烧的催化剂粉末。本发明的另一实施例是用于生产催化剂粉末的工艺。该工艺的步骤包括制备催化剂浆体，和干燥，热解，以及将该催化剂浆体焙烧，以得到焙烧的催化剂粉末。该催化剂浆体包括催化剂、液体载体、模板化剂与催化剂基质。将该催化剂浆体干燥，以得到催化剂粉末原料。在第一受控气氛中将该催化剂粉末原料加热，以得到热解的催化剂粉末，以及在第二受控气氛中将该热解的催化剂粉末焙烧，以得到焙烧的催化剂粉末。制作包括该焙烧的催化剂粉末的催化表面。本发明的另一实施例是用于生产NOx催化转化器的工艺。该工艺的步骤包括制备催化剂浆体，将该催化剂浆体喷射干燥(spray drying)，热解，并将该催化剂浆体焙烧， 以得到焙烧的催化剂粉末。该催化剂浆体包括银、氧化铝、醇(alcohol)与模板化剂。将该催化剂浆体喷射干燥，以得到催化剂粉末原料。在惰性气氛中将该催化剂粉末原料加热，
3以得到热解的催化剂粉末，以及在受控的氧气氛中将该热解的催化剂粉末焙烧，以得到焙烧的催化剂粉末，其包括银模板化的中孔氧化铝(Ag-TA) (silver-templated mesoporous alumina)。将该焙烧的催化剂粉末与一液体混合，以形成焙烧的催化剂粉末浆体，并将其洗涂(washcoat)到整体(monolith)支架上。
图1是根据本发明的一个实施例的制备催化剂粉末的工艺图。图2是根据本发明的一个实施例，在惰性气氛中将催化剂粉末原料热解随后氧化的工艺图。图3是根据本发明的一个实施例，在真空中将催化剂粉末原料热解随后氧化的工艺图。图4是根据本发明的一个实施例的用于热解工艺与焙烧工艺的转炉的构思图。图5是根据本发明的一个示例，对以大规模批量相对于实验室批量而制备的，添加了 3%的银与添加了 6%的银的焙烧的催化剂粉末的NOx转化活性进行比较的图。图6是根据本发明的一个示例，对进行过乙醇萃取制备与未进行过乙醇萃取而制备的，添加了 3%的银的焙烧的催化剂粉末的NOx转化活性进行比较的图。图7是根据本发明的一个示例，对热解期间经历不同加热条件的焙烧的催化剂粉末的NOx转化活性进行比较的图。图8是根据本发明的一个示例，对焙烧期间经历不同加热条件的焙烧的催化剂粉末的NOx转化活性进行比较的图。项目清单
权利要求
1.一种用于生产催化剂粉末的工艺，包括制备催化剂浆体，所述催化剂浆体包括催化剂、液体载体、模板化剂与催化剂基质； 将所述催化剂浆体干燥，以得到催化剂粉末原料；在第一受控气氛中将所述催化剂粉末原料加热，以得到热解的催化剂粉末；以及在第二受控气氛中将所述热解的催化剂粉末焙烧，以得到焙烧的催化剂粉末。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述第一受控气氛是惰性气氛。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述第一受控气氛是真空。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述第二受控气氛包括氧气，并且其中氧气浓度大于所述第二受控气氛的气体总含量的大约Imol %。
5.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述氧气浓度大于大约5mol<%。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所生产的所述焙烧的催化剂粉末的中值颗粒尺寸小于大约10微米。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述制备的焙烧的催化剂粉末的中值批量大小大于大约5千克。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述焙烧的催化剂粉末具有大于大约200 平方米/克的比表面积。
9.一种用于生产催化转化器的工艺，包括制备催化剂浆体，所述催化剂浆体包括催化剂、液体载体、模板化剂与催化剂基质； 使所述催化剂浆体干燥，以得到催化剂粉末原料；在第一受控气氛中将所述催化剂粉末原料加热，以得到热解的催化剂粉末； 在第二受控气氛中将所述热解的催化剂粉末焙烧，以得到焙烧的催化剂粉末；以及制作包括所述焙烧的催化剂粉末的催化表面。
10.一种用于生产NOx催化转化器的工艺，包括 制备包括银、氧化铝、醇和模板化剂的催化剂浆体；将所述催化剂浆体喷射干燥，以得到催化剂粉末原料； 在惰性气氛中将所述催化剂粉末原料加热，以得到热解的催化剂粉末； 在受控的氧气氛中将所述热解的催化剂粉末焙烧，以得到包括银模板化的中孔氧化铝 (Ag-TA)的焙烧的催化剂粉末；将所述焙烧的催化剂粉末与液体混合，以形成焙烧的催化剂粉末的浆体；以及将所述焙烧的催化剂粉末的浆体洗涂到整体支架上。
全文摘要
本发明详细描述了用于制备催化剂粉末的工艺。该工艺的步骤包括制备催化剂浆体，干燥，热解，以及将该催化剂浆体焙烧，以得到焙烧催化剂粉末。该催化剂浆体包括催化剂、液体载体、模板化剂与催化剂基质。将该催化剂浆体干燥，以得到催化剂粉末原料。在第一受控气氛中将该催化剂粉末原料加热，以得到热解的催化剂粉末，以及在第二受控气氛中将该热解的催化剂粉末焙烧，以得到焙烧的催化剂粉末。还图解说明了使用所制备的催化剂粉末来制作催化剂表面和催化转化器的一种方法。
文档编号B01J35/02GK102151587SQ20111000792
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者B·H·温克勒, D·G·诺尔顿, D·汉库, E·W·尚克林, F·J·克卢格, H·克沙文, L·N·路易斯, R·J·里昂斯, V·S·文卡塔拉马尼 申请人:通用电气公司