[發明專利]一種柴油車尾氣凈化催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310201396.1
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103263912A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 廖傳文
• 申請（專利權）人: 四川中自尾氣凈化有限公司
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;B01D53/94
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，尤其屬于釩基SCR催化劑制備技術領域。

背景技術

柴油車以其低油耗、高功率的特點得到越來越廣泛的應用，但是由于柴油機缸內的高溫高壓產生的氮氧化物NO_x帶來了嚴重的環境問題。現有治理汽油車尾氣中的氮氧化合物所用三效催化劑，由于催化劑在高空燃比條件下對氮氧化合物的催化還原能力急劇降低，從而失去凈化尾氣的作用。然而，我國對柴油機動車提高了排放標準，更需要采用柴油機機外技術控制氮氧化物NO_x的排放量。因此，如何有效凈化柴油車尾氣中的NO_x就成為當前一個急需解決的問題。

目前，選擇性催化還原（SCR）是一種解決柴油車排放尾氣中氮氧化合物的主流技術，而應用最多的是尿素-SCR系統，其原理是通過在SCR催化轉化器前端噴射一定比例的尿素溶液，通過尿素水解或熱解產生的氨氣作為還原劑在催化劑表面來選擇性還原NO_x。目前，國內外學者對催化劑體系進行了深入的研究，如整體型的Mn-Ti系催化劑采用懸浮液浸涂法（林濤，徐海迪，陳耀強等.高等化學學報，2009，30（11）2240-2246）和李哲等發明的一種柴油車尾氣凈化蜂窩狀SCR催化劑的制備方法（CN101433803A），該催化劑使用硅鋁比為SiO₂/Al₂O₃的HZSM-5分子篩，然后加入FeCl₃，采用升華法使鐵離子進入分子篩的孔道內，但該催化劑的價格昂貴和制備工藝復雜，不適用工業化大規模生產。目前，柴油車采用較多的NH₃-SCR催化劑，是以TiO₂為載體，在負載上一定量的V₂O₅、WO₃或MoO₃等組分。但是，該技術在實際應用中仍存在一些問題，如制成成本較高，抗高溫老化性較差。因此，如何降低催化劑成本，提高催化劑的抗硫、抗高溫老化性能，決定著該技術能否廣泛用于我國柴油車尾氣的凈化。

鈦硅鎢粉末作為SCR催化劑已有應用，中國申請201210243346.5公開了一種提出了一種鈦硅鎢粉末催化劑的制備方法，它以硫酸法制備鈦白粉的中間體偏鈦酸為原料，經打漿、分散、壓濾、制漿、煅燒和粉碎的工藝過程，制備出鈦鎢硅復合粉體。

發明內容

本發明根據現有技術的不足公開了一種柴油車尾氣凈化催化劑及其制備方法。本發明目的是針對國內現狀，提供一種成本低、毒性小、制備容易、對氮氧化物催化還原具有高效率的催化劑及其制備方法。

本發明催化劑通過以下技術方案實現：

催化劑由下式表示：V₂O₅-CeO₂/TiO₂-SiO₂-WO₃；

其中，TiO₂-SiO₂-WO₃是鈦硅鎢復合氧化物載體；V₂O₅重量百分比含量為載體重量的3%；CeO₂重量百分比含量為載體重量的2%-8%。

上述V₂O₅-CeO₂/TiO₂-SiO₂-WO₃復合氧化物催化劑，活性組分V₂O₅以偏釩酸銨的形式加入，含量為催化劑重量百分含量的3%，CeO₂以硝酸鈰的形式加入，含量為催化劑的2%-8%；經實驗證明上述催化劑的完全轉化窗口溫度大，抗老化性能進一步增強，能夠實現在高硫、高濕環境有效還原NO_x的目的。

上述催化劑優選CeO₂重量百分比含量為載體重量的5%。

上述V₂O₅-CeO₂/TiO₂-SiO₂-WO₃復合氧化物催化劑制備方法，包括以下步驟：