[發明專利]一種Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201910012963.6
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109499608A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 宋錫濱;李智;劉歡;田琰;彭沖;林德寶
• 申請（專利權）人: 上海國瓷新材料技術有限公司
• 主分類號: B01J29/76
• 分類號: B01J29/76;B01J37/08;B01J37/30;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 段嘯冉

本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種Cu?SSZ?13/多孔陶瓷催化劑，并進一步公開其制備方法，以及在機動車尾氣脫硝領域中的應用。本發明所述Cu?SSZ?13/多孔陶瓷催化劑，是以原位合成法直接在催化劑載體上制備分子篩涂層，即在多孔陶瓷上直接原位合成SSZ?13分子篩，使得制得的SSZ?13分子篩以化學鍵的形式直接與選定的多孔陶瓷載體進行化學結合，從而牢固地生長在載體上。本發明所述Cu?SSZ?13/多孔陶瓷催化劑具有催化劑涂層牢固、活性材料負載量高的優勢，具有催化脫除NOx活性高及抗水熱老化活性好的優勢，可廣泛應用于機動車尾氣脫硝工藝。

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化劑，并進一步公開其制備方法，以及在機動車尾氣脫硝領域中的應用。

背景技術

當前，全球性的生態環境危機日益嚴重，而柴油車尾氣一直都是城市空氣污染源之一，尾氣中含有的氮氧化物更是污染城市大氣的主要源頭之一。而且隨著人類生活的現代化和都市化，汽車的使用越來越普遍，尾氣的排放量越來越大，對大氣環境造成了嚴重的污染。

目前，世界范圍內應用最廣泛的氮氧化物凈化技術就是用HN₃來選擇性的催化還原，即HN₃-SCR(Selective Catalytic Reduction，SCR)技術，即以氨氣作為還原劑把有害的氮氧化物選擇性催化還原為無害的N₂和H₂O。NH₃-SCR技術最初應用在固定源脫硝領域，目前已被成功引入到機動車尾氣處理領域，并得到廣泛應用。NH₃-SCR技術被認為是目前最有前景的機動車尾氣脫硝技術之一，其技術的核心即是高效穩定催化劑的研發。目前，工業化應用的SCR催化劑主要是WO₃或者MoO₃摻雜的V₂O₅/TiO₂催化劑。但是該催化劑存在著諸如具有生物毒性的V₂O₅在使用中發生脫落、高溫下V₂O₅的揮發和TiO₂的晶型轉變導致熱穩定性差等缺陷。因此，開發新的高效穩定環境友好的催化劑是SCR催化劑發展的方向。

近年來，Cu-SSZ-13催化劑由于催化活性高、水熱穩定性好、抗HCs中毒能力強，以及優異的脫硝活性而受到廣泛關注并被用于脫硝反應。但在工業應用中，Cu-SSZ-13催化劑必須要制備成整體式催化劑予以應用，如進一步加工成蜂窩狀催化劑以提高催化和傳熱效率。如中國專利CN102099293B即報道了采用涂敷的方法將Cu-SSZ-13催化劑涂敷在多孔陶瓷上制備出整體形態催化劑用于脫硝反應的方案，并取得了高效的催化活性。但是，該方案中以涂敷法進行制備的催化劑，不僅催化劑的涂覆量少，且涂層的強度也略差，并且存在易脫落的情況，這也是制約涂覆法制備整體形態催化劑的技術難題。可見，開發一種催化劑結合量高且載體結合強度高的Cu-SSZ-13整體形態催化劑，對于機動車尾氣脫硝工藝具有積極的意義。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種原位合成法制備Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化劑的方法，以解決現有技術中Cu-SSZ-13負載催化劑負載量和結合強度均較差的問題；

本發明所要解決的第二個問題在于提供上述原位合成法制備的Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化劑，并進一步公開所述Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化劑在機動車尾氣脫硝領域的應用。

為解決上述技術問題，本發明所述的一種制備Cu-SSZ-13/多孔陶瓷催化劑的方法，包括如下步驟：

(1)取硅源材料、鋁源材料和有機模板劑，配制得到分子篩母液，并調節pH值至堿性，備用；

(2)取多孔陶瓷載體與所述分子篩母液混合，進行晶化反應；