[發明專利]一種銅基負載型氨氧化催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201711326280.5
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108043451A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 李俊華;郭晶晶;王馳中;陳建軍;彭悅;郝吉明
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01J29/46
• 分類號: B01J29/46;B01J29/85;B01J29/76;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/58;B01D53/94;C01B21/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種銅基負載型氨氧化催化劑及其制備方法，該催化劑以CuO為活性組分，催化劑表示為CuO/M(M表示為載體)，其中負載比例為m(CuO)/m(M)＝0.1；發明同時提供了所述銅基負載型氨氧化催化劑的制備方法，制備完成的銅基負載型氨氧化催化劑適用于固定源和移動源的氨氣凈化，可應用在SCR系統下游，消除氨逃逸現象；同時也適用于養殖業廠房農業源中產生排放氨氣的處理；與其他氨氧化催化劑相比，以SSZ?13為載體的銅基負載型氨氧化催化劑具有無毒性，高活性和高選擇性等特點，其中活性組分CuO實現良好的NH3轉化率，載體SSZ?13則保證高N2選擇性，在整個溫度窗口內都能保持90％以上的N2選擇性。本發明的銅基負載型氨氧化催化劑在200～400℃的寬溫度測試區間內具有良好的催化活性和N2選擇性。

技術領域

本發明屬于環保技術領域中氨逃逸控制技術領域，設計目標處理物為固定源煙氣和機動車(柴油車)尾氣中SCR系統后逃逸的氨氣，以及養殖業廠房農業源中產生排放的氨氣，具體涉及一種銅基負載型氨氧化催化劑及其制備方法。

背景技術

氨氣(NH3)是大氣污染物之一。大氣中氨氣的排放主要來源于工業、農業、移動源等多方面。例如我們熟知的脫硝技術--氨選擇性催化還原反應(NH3-SCR)中即以氨氣為還原劑還原NOx，往往因不完全反應而產生氨逃逸現象，使未反應的氨直接排放到大氣中；同時隨著SCR脫硝催化劑中毒、老化，進一步使得NH3使用率降低，增大逃逸量。此外，養殖業廠房等農業源中同樣也會產生排放氨氣。逃逸到空氣中的氨氣會對人體的健康造成諸多不同程度的危害，例如：氨氣會刺激腐蝕人體皮膚組織和呼吸道，造成人免疫力下降。此外，氨氣的排放還會嚴重污染環境，對生態環境造成危害。因此，在脫硝效果基本達到排放要求的同時，為了保障大氣環境質量，還需要進一步發展新的環保技術，提高氨轉化效率，削減氨的逃逸量。在氨逃逸控制技術中，選擇性催化氧化技術(SCO)是應用比較廣泛的技術之一，它使NH3在催化劑作用下與O2反應轉化成N2，由此來降低氨逃逸對設備與環境所帶來的負面影響。該方法操作簡便、NH3去除率高且反應迅速，是治理氨逃逸現象非常有前景的一種方法。其核心是催化劑的研發。

NH3-SCO催化劑根據活性組分的不同，可以分為貴金屬催化劑、過渡金屬氧化物催化劑和金屬分子篩催化劑。貴金屬催化劑雖然具有突出的低溫活性，但存在成本較貴、選擇性差等缺陷；過渡金屬氧化物催化劑雖成本低廉，選擇性較好，但其低溫活性相對較差；金屬分子篩催化劑近些年來在NH3-SCO領域受到廣泛的關注與研究，已報道的金屬分子篩催化劑雖然N2選擇性較好，但溫度窗口偏高。這些催化劑在氨逃逸控制中并不是高效的，因此對于改進NH3-SCO催化劑仍然存在著市場需求。

發明內容

為了克服現有NH3-SCO領域催化劑的缺陷，本發明的目的在于提出一種銅基負載型氨氧化催化劑及其制備方法，該催化劑可用于消除固定源和機動車尾氣SCR系統產生的氨逃逸現象，處理養殖業廠房農業源所產生排放的氨氣，具有無毒性、高活性及高選擇性等優點，能很好滿足實際應用要求。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種銅基負載型氨氧化催化劑，以CuO為活性組分，催化劑可表示為CuOx/M(M表示為載體)，其中x＝m(CuO)/m(M)＝0.05～0.2。