[發明專利]作為用于處理廢氣的催化劑的鋁硅酸鹽或者硅鋁磷酸鹽分子篩/錳八面體分子篩

有效

• 申請號: 201480014627.0
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN105050710B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: J·科爾馬丁;J·M·菲舍爾;J·E·克里爾;D·托馬普塞特;R·R·拉賈拉姆
• 申請（專利權）人: 莊信萬豐股份有限公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J29/06;B01J29/072;B01J29/80;B01J29/76;B01J29/78;B01J29/14;B01J29/10;B01J29/70;B01J29/16;B01J29/65;B01J29/68;B01J29/69;B01J29/
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王翊鈞

公開了用于選擇性催化還原(SCR)和其他廢氣處理的催化劑和制品。該催化劑包含含氧化錳的八面體分子篩(OMS)和鋁硅酸鹽和/或硅鋁磷酸鹽大孔或者中孔分子篩。

發明領域

本發明涉及用于處理廢氣的催化劑，和特別是涉及鋁硅酸鹽或者 硅鋁磷酸鹽/錳八面體分子篩。

發明背景

烴在柴油機，固定燃氣輪機和其他系統中的燃燒產生了廢氣，其 必須處理來除去氮氧化物(NOx)，包括NO，NO2和N2O。在貧燃發動 機中產生的廢氣通常是氧化性的，并且需要用非均相催化劑和還原劑 (其通常是氨或者短鏈烴)來選擇性還原NOx。已經徹底研究了該被稱 作選擇性催化還原(SCR)的方法。

許多已知的SCR催化劑使用了涂覆在高孔隙率載體例如氧化鋁或 沸石上的過渡金屬(例如Cu，Fe或V)。例如WO02/41991描述了用于 SCR方法的預處理的金屬促進的β-沸石。美國專利申請公開 No.2011/0250127教導了通常使用的過渡金屬沸石包括Cu/ZSM-5，Cu/β-沸石，Fe/ZSM-5，Fe/β-沸石等。這些沸石催化劑據稱傾向于烴 吸附和結焦。該參考文獻的結論是具有某些過渡金屬的小孔沸石可以 提供NOx在NH3-SCR方法中良好的轉化，同時具有良好的熱穩定性， 低的烴吸附和低的N2O形成。沸石是一種公知種類的分子篩，其大部 分是由TO4四面體構成的規則骨架，在其中T通常是硅、鋁或者磷。

氧化錳八面體分子篩(“OMS”)也是已知的。如其名稱所示的，八 面體單元組合來產生整體結構，其特征在于一維通道。一些氧化錳 OMS是自然存在的，包括錳鋇礦(錳鋇礦，錳鉀礦，錳鈉礦，鉛硬錳 礦)和結晶不佳的鋇鎂錳礦。氧化錳OMS也已經合成(參見例如美國專 利No.5340562；5523509；5545393；5578282；5635155；和5702674 和R.DeGuzman等人，Chem.Mater.6(1994)815)。在一些情況中，OMS 骨架中的一些錳可以用其他金屬離子取代。這通常是通過在用于制備 氧化錳OMS的方法中摻雜其他離子來完成的。例如美國專利No.5702674教導了用Fe，Cu，Mo，Zn，La或者其他金屬取代氧化 錳OMS骨架中的Mn。如這個參考文獻中教導的，氧化錳OMS潛在 地可用于用氨來還原一氧化氮，雖然關于它們用于SCR方法的知識是 相當小的。

天然錳礦石(錳鋇礦，錳鉀礦)已經被用于氮氧化物用氨的低溫 SCR(參見例如TaeSung Park等人， Ind.Eng.Chem.Res.40(2001)4491)。

氧化錳OMS催化劑具有一些缺點。例如該OMS催化劑會是熱不 穩定的，使得NOx轉化率在該催化劑老化或暴露于高溫時會快速減 小。此外，低溫(即，在100℃-250℃的溫度)NOx轉化率通常是低于期 望的。這是重要的，因為當廢氣溫度處于它的最低值時，貧燃發動機(其 特征在于空氣/燃料比>15，通常為19-50)在剛剛啟動后產生了相當多 的NOx。氧化錳OMS催化劑在NOx轉化方法中也會產生N2O，并且 理想地所形成的N2O的量會最小化。