[發明專利]一種低溫催化去除環境污染物的催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201510612907.8
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN105327706B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 鄒谷初;上官文峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01D53/94
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中;陳少凌

本發明公開了一種低溫催化去除環境污染物的催化劑及其制備方法；所述催化劑是由Ag、Co、M、O四種元素構成的一種化學式為zAg/CO_1?xM_xO_y的化合物，其中M＝La、Ce、Pr中的一種，0.02≤x≤0.5，1.33≤y≤2，0.05≤z≤0.3，M：Co的原子比為x：(1?x)，Ag：(Co+M)的原子比為z：1。本發明制得的催化劑能低溫催化去除一氧化碳，顆粒物等常見環境污染物。通過調變x與z的值改善柴油機排放污染控制中氨選擇性催化還原氮氧化物的溫度窗口。

技術領域

本發明屬于環境催化技術領域，具體涉及一種低溫催化去除環境污染物的催化劑及其制備方法。

背景技術

環境催化是一種利用催化劑將環境中有害物質轉化為環境友好產物的技術。隨著現代工業的發展以及汽柴油車保有量的增加，大氣環境不斷惡化，一氧化碳，氮氧化物，顆粒物(碳煙)的污染形勢日趨嚴峻。這些物質不但對大氣環境造成了破壞，更嚴重危害人類的健康。催化技術也因此被廣泛應用于大氣環境治理領域。

目前用于一氧化碳治理的技術主要為催化氧化，然而其應用的催化劑普遍包括Pt等貴金屬，降低了排放系統經濟性。治理氮氧化物的技術主要有碳氫選擇性催化還原(HC-SCR)及氨選擇性催化還原(NH₃-SCR)，目前我國主要在采用NH₃-SCR技術路線，其主要催化劑存在著強毒性，溫度窗口狹窄等問題。顆粒物去除技術主要包括氧化型催化劑(DOC)和柴油機顆粒過濾器(DPF)，但前者只能去除顆粒表面的揮發性有機物，對碳煙的捕集效果不佳；后者對碳煙捕集效率較高，但需要可靠經濟的再生技術。主要的DPF再生技術包括：電加熱再生、逆向噴氣再生、進排氣節流再生、噴油助燃再生、電自加熱再生、微波加熱再生、燃油添加劑輔助再生、連續催化再生等，不過以上加熱再生技術存在著過濾體容易損壞、可靠性差、系統復雜等缺陷，而噴氣再生技術則存在低溫起燃性能差、安裝復雜等問題；連續再生是一種很有潛力的再生方式，其能耗低，系統簡單易維護。連續再生技術應用的關鍵是找到一種低溫催化氧化性能優異的催化劑。

經對現有技術的文獻檢索發現，公開號為104508269A的中國發明專利申請，名稱為：高性能SCR催化劑系統，具有清除SOF成份的催化劑活性物質的清除SOF催化劑模塊附著在柴油發動機后端，并連續在下游安裝具有SCR催化劑活性物質的SCR催化劑模塊，從而有效清除氮氧化合物。但整體而言，其系統分為兩個模塊，較為復雜，經濟性不佳。

經對現有技術的文獻檢索發現，公開號為103285854A的中國發明專利申請，名稱為：柴油機尾氣顆粒物催化劑、及其制備方法和使用方法；該催化劑包括：載體，負載于催化劑載體上的催化劑助劑和催化劑活性成分。催化劑載體為具有較高機械強度的粗孔微球硅膠，催化劑助劑為金屬氧化物，活性組分為金屬釕。其主要問題在于催化劑的經濟性較差，釕存在著高溫流失的屬性，催化性能不穩定等諸多缺陷。

經對現有技術的文獻檢索發現，申請號為201410328641.X，公開號為104162424A的中國發明專利申請，名稱為：氧化鈰負載鈀催化劑的制備方法及在CO催化氧化中的應用，該專利公開了一種低溫條件下完成氧化鈰負載鈀的工藝。但此工藝程序復雜，成本較高，在實際應用中會有較大的局限性。

發明內容

本發明目的在于克服上述現有技術存在的不足，提出了一種低成本，制備工藝相對簡化的能低溫催化去除多種環境污染物的催化劑及其制備方法。本發明應用于低溫催化去除一氧化碳、低溫催化去除柴油車尾氣排放的顆粒物及氨選擇性催化還原氮氧化物領域。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：