[發明專利]一種在機動車冷啟動過程中吸附氮氧化物和/或烴類化合物的方法

有效

• 申請號: 201811614921.1
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109653848B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 沈美慶;王軍;沈谷蓉;王建強
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28;F01N3/08;B01J29/40;B01J29/46;B01J29/48;B01J29/70;B01J29/76;B01J29/78
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 陳有業

本發明涉及一種在機動車冷啟動過程中吸附氮氧化物和/或烴類化合物的方法，其包括使包含氮氧化物和/或烴類化合物的機動車尾氣與非貴金屬基分子篩催化劑在小于150℃的溫度下接觸。本發明還涉及一種消除機動車發動機尾氣中的氮氧化物和/或烴類化合物的方法，在機動車冷啟動過程中吸附氮氧化物和/或烴類化合物；在冷啟動結束后的發動機正常運行狀態下，在高于150℃的溫度下將所吸附的氮氧化物和/或烴類化合物脫附并在所述非貴金屬基分子篩催化劑上原位轉化為氮氣、二氧化碳和水。本發明的非貴金屬基分子篩催化劑在機動車冷啟動階段污染物脫除領域具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及機動車尾氣凈化技術領域，具體涉及一種在機動車冷啟動過程中吸附氮氧化物和/或烴類化合物的方法以及一種消除機動車發動機尾氣中的氮氧化物和/或烴類化合物的方法。

背景技術

機動車排放的尾氣組成包括氮氧化物NOx、碳氫化合物HCs和一氧化碳CO。尾氣后處理催化劑被廣泛地應用于降低污染物的排放。這些催化劑能夠在200℃以上表現出非常高的脫除效率。但是低于該溫度時(“冷啟動”階段)其脫除效率比較差。隨著排放法規的日益加嚴(如中國將于2020年施行國六排放標準)，污染物排放限值越來越低，有效控制機動車冷啟動階段污染物的排放成為主要挑戰。

針對機動車冷啟動階段污染物脫除，現階段主要工作集中在開發高性能鉑族金屬基分子篩催化劑。從載體類型劃分，一是堿性金屬氧化物；二是分子篩。這些催化劑表現出較好的低溫NOx或HCs吸附性能，能夠滿足冷啟動階段污染物排放控制的需求。但是上述催化劑主要以貴金屬為活性位點，成本昂貴。當前全球產量約50％的鉑、70％的鈀、80％的銠被用于汽車尾氣凈化。隨著新興經濟體的成長及全球環保意識的增強，貴金屬資源供需矛盾將會愈加突出。

因此，尋求一種消除機動車發動機尾氣中的氮氧化物和/或烴類化合物的方法已成為目前值得關注的課題。

發明內容

為了解決上述問題，提出本發明。

本發明第一方面涉及一種在機動車冷啟動過程中吸附氮氧化物和/或烴類化合物的方法，其包括使包含氮氧化物和/或烴類化合物的機動車尾氣與非貴金屬基分子篩催化劑在小于150℃的溫度下接觸，其中所述非貴金屬基分子篩催化劑包括非貴金屬活性組分和分子篩載體，所述非貴金屬活性組分選自稀土金屬或過渡金屬；其中基于該非貴金屬基分子篩催化劑的總質量，非貴金屬活性組分占0.1-20wt％。

在本發明優選的實施方案中，所述非貴金屬活性組分選自釔、鑭、鈰、鐠、釹，錳、鐵、鈷、鎳或銅；所述分子篩載體選自BEA、MFI或CHA型分子篩。

在本發明優選的實施方案中，所述非貴金屬基分子篩催化劑中的非貴金屬活性組分選擇性賦存于分子篩骨架交換位點；分子篩孔徑范圍0.1nm-1nm，Si/Al范圍5-100。

在本發明優選的實施方案中，所述非貴金屬基分子篩催化劑的制備方法包括以下步驟：

A.將鋁源與去離子水混合，攪拌，得到第一混合物；

B.將模板劑、硅源和非貴金屬鹽加入到所述第一混合物中，攪拌，得到第二混合物；

C.向所述第二混合物中加入去離子水和與分子篩載體對應的晶種，繼續攪拌，得到第三混合物；

D.將所述第三混合物置于聚四氟內襯的不銹鋼反應釜中，密閉后升溫以進行水熱晶化，反應結束后進行固液分離并對固體進行干燥，得到粉末；

E.將所述粉末置于馬弗爐中，升溫煅燒脫除模板劑，得到所述非貴金屬基分子篩催化劑。