[發明專利]稀燃發動機用三元復合氧化物型選擇性催化還原催化劑

有效

• 申請號: 201310304549.5
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103406124A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 呂剛;宋崇林;宋金甌;賓峰;張清茂
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01D53/94
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

1.稀燃發動機用三元復合氧化物型選擇性催化還原催化劑，包括鐵、鈰、鋯三元復合氧化物、銳鈦礦型TiO₂以及堇青石蜂窩陶瓷載體，其特征在于：由鐵、鈰、鋯三元復合金屬氧化物組成活性成分，其中鐵、鈰、鋯三種金屬元素分別以氧化鐵、氧化鈰、氧化鋯的形式存在于涂層基質中，并且其中鐵、鈰、鋯三種原子的摩爾數量比例分別為：50%/15～35%/35～15%，摩爾百分比之和為100%。

2.按照權利要求1所述的稀燃發動機用三元復合氧化物型選擇性催化還原催化劑，其特征在于：以所述鐵、鈰、鋯三元復合金屬氧化物活性成分與銳鈦礦型TiO₂組成涂層，以所述鐵、鈰、鋯三元復合金屬氧化物的總重為基準，活性成分與銳鈦礦型TiO₂的總質量之比為：10.9～23.7%/89.1～76.3%，質量百分比之和為100%。

3.按照權利要求1或2所述的稀燃發動機用三元復合氧化物型選擇性催化還原催化劑，其特征在于：所述銳鈦礦型TiO₂是由純質銳鈦礦型TiO₂和采用鈦酸丁酯轉化制備而成，純質銳鈦礦型TiO₂和采用鈦酸丁酯轉化制備而成的銳鈦礦型TiO₂的質量百分比分別為：50～70%/50～30%，質量百分比之和為100%。

4.按照權利要求1至3之一所述的稀燃發動機用三元復合氧化物型選擇性催化還原催化劑，其特征在于：以400目的堇青石蜂窩陶瓷為負載型催化劑載體，由所述鐵、鈰、鋯三元復合金屬氧化物活性成分和銳鈦礦型TiO₂共同組成的涂層總重與所述400目堇青石蜂窩陶瓷載體的質量百分比為：10～20%/90～80%，質量百分比之和為100%。

5.一種按照權利要求1至4之一所述的稀燃發動機用三元復合氧化物型選擇性催化還原催化劑的制備方法，其特征在于：具體工藝包括以下步驟：

（1）制備催化劑原料用量的確定

以權利要求1至4所述各配比，分別計算出催化劑中氧化鐵、氧化鈰、氧化鋯和純質銳鈦礦型TiO₂與采用鈦酸丁酯轉化制備而成的銳鈦礦型TiO₂各分質量；

分別按照每404g硝酸鐵[Fe(NO₃)₃·9H₂O]產生79.84g氧化鐵；每434.12g硝酸鈰[Ce(NO₃)₃·6H₂O]產生172.11g氧化鈰；每429.32g硝酸鋯[Zr(NO₃)₄·5H₂O]產生123.22g氧化鋯的比例，換算出所需原料硝酸鐵、硝酸鈰以及硝酸鋯的質量；再根據每340.35g鈦酸丁酯產生79.88g?TiO₂的比例，計算出制備需要的鈦酸丁酯質量；

（2）活性成分負載前驅體的制備

按已確定的質量稱取硝酸鐵、硝酸鈰和硝酸鋯，并按照每1g金屬鹽加25ml去離子水的比例，將硝酸鐵、硝酸鈰和硝酸鋯三種金屬鹽溶解成混合溶液；將所述已確定質量的純質銳鈦礦型TiO₂粉末加入所述混合溶液中，在70～80℃下激烈攪拌6～12h，攪拌完成后將液體蒸干；然后在100～120℃下將蒸干后的粉末烘干4～8h，再將該粉末在550～600℃下高溫焙燒2～3h；研磨冷卻后，得到活性成分負載前驅體粉末；

（3）涂層漿料的制備

稱取所述已確定質量的鈦酸丁酯，將其加入到自身體積3～5倍的無水乙醇中攪拌，在攪拌的同時滴加體積相當于鈦酸丁酯體積25～50%且質量濃度為10～20%的鹽酸溶液，滴盡后繼續攪拌直到混合物成為透明、澄清液體；然后在該液體中加入所述活性成分負載前驅體粉末，通過激烈的攪拌使活性成分負載前驅體粉末在液體中均勻分散；

（4）涂層漿料的涂覆

稱取所述已確定質量的堇青石蜂窩陶瓷載體，經清洗、干燥后，浸沒于已制備好的涂層漿料中，在60～80℃下邊攪拌、邊浸漬，直到涂層漿料中的液體被吸收和蒸發完畢；取出涂有漿料的堇青石蜂窩陶瓷載體，吹掉孔道內殘留液體，在80～110℃下干燥6～12h，再在550～600℃下高溫焙燒2～3h，即可得到用鐵、鈰、鋯三元復合金屬氧化物型選擇性催化還原催化劑。