[發明專利]金屬鈰摻雜的Cu-SAPO-34催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610141237.0
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN105749965B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 李永丹;趙化望;董雪松;王繼輝
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J29/85
• 分類號: B01J29/85;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開金屬鈰摻雜的Cu?SAPO?34催化劑及其制備方法，首先采用液態離子交換法制備Cu?SAPO?34催化劑，再采用等體積浸漬法進行助劑的摻雜即可，將其用于NH₃?SCR反應，改善了原有Cu?SAPO?34催化劑的催化活性。該催化劑環境友好，催化劑制備工藝簡單，易于操作和放大。

本發明申請是母案申請“一種助劑摻雜的Cu-SAPO-34催化劑及其制備方法和應用”的分案申請，母案申請的申請號為2014104552951，母案申請的申請日為2014年9月9日。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，更加具體地說，涉及一種氨氣選擇性催化還原氮氧化物的催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

氮氧化物(NOx)主要包括N₂O,NO,N₂O₃,NO₂,N₂O₄等，是大氣的主要污染物之一，是酸雨形成、臭氧層破壞、光化學污染的主要成因。鑒于NOx所引發的環境污染問題對人體健康和生態環境構成了巨大威脅，國家頒發了相關尾氣排放標準來嚴格限制NOx的排放，降低NOx的排放成為了人們共同關注的話題。選擇性催化還原(SCR)目前是被人們公認為消除NOx最有效的技術之一。SCR技術是將還原劑加入到排氣中，采用適合的催化劑，使NOx和還原劑發生反應，生成無毒、無害的氮氣和水蒸氣，從而降低NOx的排放。NH₃-SCR反應的主要方程式如下：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

4NH₃+2NO₂+O₂→3N₂+6H₂O

4NH₃+2NO+2NO₂+O₂→4N₂+6H₂O

SCR技術的關鍵是選擇優良的催化劑。目前，商用SCR催化劑主要是負載在銳鈦礦型的TiO₂上，以WO₃或MoO₃修飾的V基催化劑(Cho S M.Chem.Eng.Prog.,1994,90(1):39-45)。此類催化劑具有高活性，高選擇性等特點，但活性溫度介于350-450℃之間，即低溫NOx消除率差、活性溫區窄。另外V₂O₅本身的毒性和該催化劑高溫下較低的N₂選擇性也限制了它的進一步應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種助劑摻雜的Cu-SAPO-34催化劑及其制備方法和應用，在Cu-SAPO-34催化劑中摻雜助劑并將其用于NH₃-SCR反應，改善了原有Cu-SAPO-34催化劑的催化活性。該催化劑環境友好，催化劑制備工藝簡單，易于操作和放大。

本發明的技術方案通過下述技術方案予以實現：

一種助劑摻雜的Cu-SAPO-34催化劑，以銅離子交換的磷酸硅鋁分子篩為載體，助劑的摻雜量為載體質量的0.5～20wt％，所述助劑為金屬Ce、Fe、Cr或者Cd。

在上述催化劑中，優選助劑的摻雜量為載體質量的2—10wt％，且助劑以氧化物的形式存在。

在上述催化劑中，優選助劑Ce的摻雜量為載體質量的2wt％，且助劑以CeO₂的形式存在。

上述催化劑的制備方法，按照下述步驟進行制備：