[發明專利]用于分解氧化氮的催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310080594.7
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN103706351A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 河憲弼;李庚柱
• 申請（專利權）人: 韓國科學技術研究院
• 主分類號: B01J23/22
• 分類號: B01J23/22;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;王占杰

技術領域

提供了一種用于分解氧化氮的催化劑以及一種制備該催化劑的方法。

背景技術

氧化氮（NO_x）通常在化石燃料的燃燒過程中產生，并且從移動源（諸如船舶或車輛）或者固定源（諸如發電廠或焚化爐）產生。氧化氮是形成酸雨和煙霧的原因，并且已經被認為是污染大氣的主要因素之一。近來，由于實施對大氣環境更加嚴格的規定，并且響應于此，已經開展了使用還原劑來分解氧化氮的大量研究。

在它們當中，已經經常使用一種使用氨等作為還原劑并且使用氧化鈦（TiO₂）載體和氧化釩（V₂O₅）作為催化劑的方法來作為去除從使用固定源或者移動源中的柴油機的車輛、船舶等排放的氧化氮的方法。作為催化劑，已經廣泛地使用選擇性催化還原。

在使用氨作為還原劑的氧化鈦基選擇性催化還原的情況下，在大約300℃或更高溫度下的脫硝（deNO_x）效率是優異的，因此催化劑安裝在廢氣的溫度為大約300℃或者更高溫度的位置中。當廢氣的溫度為大約300℃或者更低時，催化劑在廢氣的溫度人工地增加的條件下使用。當催化劑的使用溫度按照這種方式限制在大約300℃時，會加強空間限制以安裝催化劑，并且對于人工增加廢氣的溫度會發生經濟損失。因此，根據廢氣的排放情形，對利用低溫以在大約300℃或者更低的溫度下分解氧化氮的催化劑的需求已經增加。根據所述情形，會需要一種在大約400℃或者更高溫度下使用的催化劑。

近來，由于對從船舶排放的氧化氮的規定依據國際海事組織（IMO）等的規定而國際性地應用，因此對在低溫下工作的催化劑的需求進一步增長，并且為了防止催化劑因包括在燃料中的硫而中毒，對開發一種具有抗硫中毒（sulfur?poisoning?tolerance）特性的催化劑的需求進一步增長。例如，氧化鎢可以作為共催化劑添加到在氧化鈦載體中使用釩作為活性材料的催化劑中，并且所述催化劑可以改進低溫特性，還提高了抗硫中毒特性。然而，存在一種對進一步改進所述特性的催化劑的需求。

在該背景部分中公開的上述信息僅意在增強對本發明背景的理解，因此，它可能包含對本領域普通技術人員而言不形成在本國已經知曉的現有技術的信息。

發明內容

示例性實施例可以在提高從低溫到高溫的寬范圍內的溫度下的脫硝效率的同時提高抗硫中毒特性。

示例性實施例可以提供一種催化劑及其制備方法，該催化劑在選擇性還原脫硝反應中使用，以提高抗硫中毒特性以及高溫和低溫下的脫硝效率。

根據示例性實施例的催化劑可以通過使用氧化鈦（TiO₂）作為載體以合成釩作為催化劑活性組分以及鈰和銻作為共催化劑來制備，包括氨的烴基化合物用作還原劑?？梢酝ㄟ^諸如浸漬方法、沉淀方法、溶膠-凝膠方法等制備方法通過將作為催化劑活性組分的釩和作為共催化劑的鈰和銻的前驅體與作為載體材料的氧化鈦（TiO₂）粉末混合，并且燒結混合物來制備催化劑。例如，可以使用作為含有銻的化合物的可溶性化合物（諸如三氯化銻（SbCl₃））等作為銻的前驅體。可以使用含鈰的可溶性化合物（諸如硝酸鈰（CeN₃O₉·6H₂O））等作為鈰的前驅體。此外，氧化鈰（CeO₂）可以代替鈰的前驅體直接被混合。

根據催化劑使用環境的多元化，在通過選擇性還原方法使用催化劑來去除廢氣中的氧化氮的情況下，需要開發一種在從低溫到高溫的寬的溫度范圍內展示出優異的脫硝效率的同時具有提高的抗硫中毒特性的催化劑。在使用氧化鎢作為共催化劑的現有技術的技術的情況下，脫硝效率可以在整個溫度范圍內提高，因此，作為還原劑的氨的滑移降低，因此，由于硫引起的中毒也可以被部分地減少。然而，如在示例性實施例中，當在氧化鈦載體中使用銻和鈰作為共催化劑時，不僅可以與現有技術中的催化劑相比在較低溫度下進一步提高脫硝效率，還可以進一步提高抗硫中毒特性。此外，根據示例性實施例的催化劑在即使催化劑中毒的情況下仍可以通過增加溫度而容易地再生為初始狀態。另外，根據實施例的催化劑與現有技術的催化劑相比在高溫區域中也具有更好的脫硝性能。

根據示例性實施例，通過使用氧化鈦作為載體、釩作為基本的脫硝活性材料以及銻作為共催化劑，并且通過另外地添加鈰作為共催化劑，即使在添加了比鎢的量少的量的鈰的情況下，脫硝效率仍可以相對地提高，在進一步提高了在低溫和高溫下的脫硝效率的同時還可以進一步提高抗硫中毒特性。

附圖說明