一种用于柴油机尾气净化的scr催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于柴油机尾气净化的SCR催化剂及其制备方法，属于大气环境 保护的环境催化材料领域。
【背景技术】
[0002] 随着全球汽车保有量的飞速上升，汽车尾气造成的污染日益严重，对汽车尾气排 放净化的要求也越来越高。然而柴油机尾气中大量的氮氧化物（NOX)不仅会引起光化学烟 雾、酸雨等突出环境问题，同时对人类的健康具有严重危害。因此，如何有效去除柴油发动 机尾气中NOx成为当今环境催化的研宄热点。
[0003] 现有的商业SCR催化剂其组成多为￥205-103-110 2或V205-M03-Ti02，其中V205为主 要活性组分。经过多年应用发现该催化剂的低温活性较低；此外，由于v205属于高毒物种， 对人体危害较大，而且催化剂成本较高。因此，开发高催化性能、低毒性、低成本的SCR(选 择性催化还原）催化剂成为柴油机尾气处理催化剂的热点。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题提供一种高催化性能、低毒性、低成本的用于柴油机尾 气净化的SCR催化剂及其制备方法。其核心是，优化催化剂活性成分和催化剂制备工艺，以 提尚催化剂的性能。
[0005] 为解决该技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种用于柴油机尾气净化的SCR催化剂，由堇青石蜂窝陶瓷载体和Ti02、MnM〇04、 K2TO4、Rh-Pd改性天然丝光沸石、A1203和Si02组成。Ti02、MnMo04、K2W04、Rh_Pd改性天然丝 光沸石、A1203和SiO2总负载量为堇青石蜂窝陶瓷载体的65g/L，TiO2、MnMo04、K2W04、Rh-Pd 改性天然丝光沸石、拟薄水铝石（以A1203计）和硅溶胶（以SiOJ+)，它们的质量比为 100:5-8:5-8:5-10:3-7:3-8〇
[0007] 该催化剂的制备方法是将质量比为100:5-8:5-8:5-10:3-7:3-8的Ti02、MnMo04、 K2W04、Rh-Pd改性天然丝光沸石、以A1203计的拟薄水铝石和以Si02计的硅溶胶，按催化剂涂 层的含量为65g/L均匀涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体表面，并用高压气体吹出蜂窝陶瓷载体 孔隙内多余的浆液，经ll〇°C干燥，500°C焙烧4小时制得。涂层的含量为65g/L(以500°C 焙烧4小时后的涂层质量计算）。
[0008] 所述Rh-Pd改性天然丝光沸石的制备方法：以产地浙江缙云的天然丝光沸石为载 体，按照Rh和Pd总质量为天然丝光沸石载体的0. 2wt%，Rh/Pd质量比为2:1，称取相应 Rh(N03) 3和Pd(NO3) 2溶液，采用浸渍法将天然丝光沸石载体加入Rh(NO3) 3和Pd(NO3) 2混合 溶液中，经过120°C干燥、最后经过500°C空气气氛焙烧4小时得到Rh-Pd改性天然丝光沸 石。
[0009] 采用本发明制备方法制得的催化剂具有较高的柴油机SCR活性，能有效消除NOx。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合实施例对本发明做出进一步的具体说明，但本发明并不限于这些实施 例。
[0011] 实施例1
[0012] (l)Rh-Pd改性天然丝光沸石的制备：以产地浙江缙云的天然丝光沸石为载体，按 照Rh和Pd质量为天然丝光沸石载体的0. 2wt%，Rh/Pd质量比为2:1，称取相应Rh(N03) 3和 Pd(N03) 2溶液，采用浸渍法将天然丝光沸石载体加入Rh(NO3) 3和Pd(NO3) 2混合溶液中，经过 120°0干燥、最后经过500°0空气气氛焙烧4小时得到诎-?(1改性天然丝光沸石。
[0013] (2)堇青石蜂窝陶瓷载体表面活性组分负载：按照Ti02、MnMo04、K2W04、Rh-Pd 改性天然丝光沸石、拟薄水铝石（以A1203计）和硅溶胶（以Si〇d+)的质量比为 100:5:6:10:4:5;分别称取Ti02 1 00g、MnMo04 5g、K2W04 6g、Rh-Pd改性天然丝光沸石 10g、 拟薄水铝石（以A1203计）4g、娃溶胶（以SiOJ+ )5g,加水至总质量为500g后球磨4小 时，然后加浓硝酸将酸度调至pH= 2. 5。将堇青石蜂窝陶瓷载体（300目/in2)进行浸渍， 并用高压气体吹出堇青石蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液。然后经ll〇°C干燥，500°C焙烧 4小时。涂层的含量为65g/L(以500°C焙烧4小时后的涂层质量计算）。
[0014] (3)催化剂活性评价在常压微型反应器中进行，反应气组成为：NO为500ppm，NH3 为500ppm，02为2%，其余为平衡气体N2。催化反应空速为ZOOOOtT1，反应温度为180? 500°C。反应的NO转化率见表1。
[0015] 实施例2
[0016](1)Rh-Pd改性天然丝光沸石的制备方法与实施例1相同。
[0017] (2)堇青石蜂窝陶瓷载体表面活性组分负载：按照Ti02、MnM〇04、K2W04、Rh-Pd 改性天然丝光沸石、拟薄水铝石（以A1203计）和硅溶胶（以SiOJ+)的质量比为 100:6:5:8:3:8;分别称取Ti02 1 00g、MnMo04 6g、K2W04 5g、Rh-Pd改性天然丝光沸石 8g、拟 薄水铝石（以A1203计）3g、硅溶胶（以SiO2计）8g，加水至总质量为500g后球磨4小时， 然后加浓硝酸将酸度调至pH= 2. 5。将堇青石蜂窝陶瓷载体（300目/in2)进行浸渍，并用 高压气体吹出堇青石蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液。然后经ll〇°C干燥，500°C焙烧4小 时。涂层的含量为65g/L(以500°C焙烧4小时后的涂层质量计算）。
[0018](3)催化剂性能测试方法与实施例1相同，反应的NO转化率见表1。
[0019] 实施例3
[0020] (1)Rh-Pd改性天然丝光沸石的制备方法与实施例1相同。
[0021] (2)堇青石蜂窝陶瓷载体表面活性组分负载：按照Ti02、MnM〇04、K2W04、Rh-Pd 改性天然丝光沸石、拟薄水铝石（以A1203计）和硅溶胶（以SiO2计）的质量比为 100:8:8:5:3:6;分别称取Ti02 1 00g、MnMo04 8g、K2W04 8g、Rh-Pd改性天然丝光沸石 5g、拟 薄水铝石（以A1203计）3g、硅溶胶（以SiO2计）6g，加水至总质量为500g后球磨4小时， 然后加浓硝酸将酸度调至pH= 2. 5。将堇青石蜂窝陶瓷载体（300目/in2)进行浸渍，并用 高压气体吹出堇青石蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液。然后经ll〇°C干燥，500°C焙烧4小 时。涂层的含量为65g/L(以500°C焙烧4小时后的涂层质量计算）。
[0022] (3)催化剂性能测试方法与实施例1相同，反应的NO转化率见表1。
[0023] 实施例4
[0024] (l)Rh-Pd改性天然丝光沸石的制备方法与实施例1相同。
[0025] (2)堇青石蜂窝陶瓷载体表面活性组分负载：按照Ti02、MnM〇04、K2W04、Rh-Pd 改性天然丝光沸石、拟薄水铝石（以A1203计）和硅溶胶（以SiOJ+)的质量比为 100:6:8:6:7:3;分别称取Ti021 00g、MnMo04 6g、K2W048g、Rh-Pd改性天然丝光沸石6g、拟 薄水铝石（以A1203计）7g、硅溶胶（以SiO2计）3g，加水至总质量为500g后球磨4小时， 然后加浓硝酸将酸度调至pH= 2.5。将堇青石蜂窝陶瓷载体（300目/in2)进行浸渍，并用 高压气体吹出堇青石蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液。然后经ll〇°C干燥，500°C焙烧4小 时。涂层的含量为65g/L(以500°C焙烧4小时后的涂层质量计算）。
[0026] (3)催化剂性能测试方法与实施例1相同，反应的NO转化率见表1。
[0027] 表1实施例催化剂的NO转化率
[0028]
【主权项】
1. 一种用于柴油机尾气净化的SCR催化剂，其特征在于：由堇青石蜂窝陶瓷载体和 Ti02、MnMo04、K2W04、Rh-Pd 改性天然丝光沸石、Al2O3和 SiO 2组成，TiO 2、MnMo04、K2W04、Rh-Pd 改性天然丝光沸石、Al2O3和SiO2总负载量为堇青石蜂窝陶瓷载体的65g/L，TiO 2、ΜηΜ〇04、 K2W04、Rh-Pd改性天然丝光沸石、以Al2O3计的拟薄水铝石和以SiO 2计的硅溶胶，它们的质 量比为 100:5-8:5-8:5-10:3-7:3-8。
2. 权利要求1所述该催化剂的制备方法，其特征在于：将质量比为 100:5-8:5-8:5-10:3-7:3-8 的 Ti02、MnMo04、K2W04、Rh-Pd 改性天然丝光沸石、以 Al2O3计的 拟薄水铝石和以SiO2计的硅溶胶，按催化剂涂层的含量为65g/L均匀涂覆在堇青石蜂窝陶 瓷载体表面，并用高压气体吹出蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液，经I l〇°C干燥，500°C焙烧 4小时制得。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述Rh-Pd改性天然丝光沸石的制 备方法为其特征在于以天然丝光沸石为载体，按照Rh和Pd总质量为天然丝光沸石载体的 0. 2wt %，Rh/Pd质量比为2:1，称取相应Rh (NO3) 3和Pd (NO 3) 2溶液，采用浸渍法将天然丝光 沸石载体加入Rh (NO3) 3和Pd (NO 3) 2混合溶液中，经过120°C干燥、最后经过500°C空气气氛 焙烧4小时得到Rh-Pd改性天然丝光沸石。
【专利摘要】一种用于柴油机尾气净化的SCR催化剂及其制备方法，由堇青石蜂窝陶瓷载体和TiO2、MnMoO4、K2WO4、Rh-Pd改性天然丝光沸石、Al2O3和SiO2组成，TiO2、MnMoO4、K2WO4、Rh-Pd改性天然丝光沸石、Al2O3和SiO2总负载量为堇青石蜂窝陶瓷载体的65g/L，TiO2、MnMoO4、K2WO4、Rh-Pd改性天然丝光沸石、以Al2O3计的拟薄水铝石和以SiO2计硅溶胶，它们的质量比为100:5-8:5-8:5-10:3-7:3-8。制备方法为将TiO2、MnMoO4、K2WO4、Rh-Pd改性天然丝光沸石、拟薄水铝石和硅溶胶，均匀涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体表面，并用高压气体吹出多余的浆液，经干燥、焙烧制得。该催化剂具有较高的柴油机SCR活性，能有效消除NOx。
【IPC分类】B01D53-94, B01J29-26, B01D53-56
【公开号】CN104549433
【申请号】CN201510043553
【发明人】金凌云, 罗声宏
【申请人】金华氟特催化科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月28日