[發(fā)明專利]一種高效分解氧化亞氮的低Ir負(fù)載量催化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110201474.2
• 申請(qǐng)日: 2021-02-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112973777B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡晨暉;秦剛?cè)A;祁志福;劉春紅;杜凱敏;卓佐西;蔣書(shū)涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江浙能技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): B01J29/74
• 分類號(hào): B01J29/74;B01J37/02;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發(fā)明涉及高效分解氧化亞氮的低Ir負(fù)載量催化劑，催化劑的活性組分為貴金屬Ir的氧化物，載體為CHA型微孔分子篩SSZ?13，Ir氧化物均勻分布在載體的孔道中，部分Ir氧化物負(fù)載于SSZ?13分子篩的表面，含量可降低至1wt％。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)選用具有高穩(wěn)定性和高比表面的SSZ?13微孔分子篩作為載體，采用浸漬揮發(fā)法將貴金屬Ir前驅(qū)體注入到SSZ?13分子篩中，進(jìn)而通過(guò)在空氣中焙燒獲得負(fù)載于SSZ?13分子篩上的貴金屬Ir氧化物納米顆粒；SSZ?13特殊的微孔結(jié)構(gòu)有助于Ir氧化物充分分散，防止大顆粒的生成，有效提高了貴金屬Ir的催化效率，在Ir負(fù)載量?jī)H為1wt％時(shí)，氧化氬氮的轉(zhuǎn)化率在350℃時(shí)達(dá)80％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)載于CHA型微孔分子篩的納米Ir氧化物催化劑及其制備方法，該催化劑可用于氧化亞氮的催化分解。

背景技術(shù)

由于人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生的氧化亞氮主要來(lái)自于農(nóng)作物的施肥、化石燃料和生物質(zhì)燃料的燃燒以及化工過(guò)程等。隨著人類社會(huì)的發(fā)展，近幾年大氣中氧化亞氮的含量越來(lái)越高，對(duì)人類的生存環(huán)境產(chǎn)生了威脅，需要發(fā)展相關(guān)技術(shù)解決這一問(wèn)題。目前可供選擇的氧化亞氮分解技術(shù)有選擇性催化還原(SCR)技術(shù)和直接分解技術(shù)。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)雖然可以在較低溫度下實(shí)現(xiàn)氧化亞氮的分解，但是需要加入還原劑，例如碳?xì)浠衔锘蛘逳H₃。直接分解技術(shù)是采用催化劑直接將氧化亞氮分解為氮?dú)夂脱鯕猓挥眉尤脒€原劑，所以直接分解技術(shù)相對(duì)更加經(jīng)濟(jì)。目前氧化亞氮直接分解技術(shù)主要問(wèn)題是需要較高的反應(yīng)溫度，通常需要400℃以上。因此，亟需開(kāi)發(fā)能夠在400℃或者更低溫度下高效催化分解氧化亞氮的催化劑。

貴金屬Ir氧化物可有效催化N-O鍵的解離，在氧化亞氮的分解中被寄予厚望。由于Ir十分稀少且昂貴，為了降低其使用量，一般將其以納米顆粒形式負(fù)載于載體上，例如有專利(CN 201410081505.5)報(bào)道將貴金屬Ir氧化物負(fù)載于TiO₂上用于氧化亞氮的直接分解，但是其負(fù)載量仍需要5wt％。

近年很受關(guān)注的CHA型微孔分子篩SSZ-13，具有高比表面以及優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)Cu或者Fe離子交換后的SSZ-13分子篩可高效地選擇性催化氧化(SCR)氮氧化物，其中Cu-SSZ-13被認(rèn)為是柴油車尾氣脫硝理想的SCR催化劑。鑒于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，SSZ-13分子篩可作為貴金屬Ir氧化物的潛在理想載體，在不犧牲氧化亞氮催化性能的基礎(chǔ)上有希望進(jìn)一步降低貴金屬Ir的使用量。然而，目前將貴金屬Ir氧化物負(fù)載于CHA型SSZ-13分子篩并用于氧化亞氮直接催化分解的相關(guān)研究工作尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高效分解氧化亞氮的低Ir負(fù)載量催化劑及其制備方法。

這種高效分解氧化亞氮的低Ir負(fù)載量催化劑，催化劑的活性組分為貴金屬Ir的氧化物，載體為CHA型微孔分子篩SSZ-13，Ir氧化物均勻分布在載體的孔道中，部分Ir氧化物負(fù)載于SSZ-13分子篩的表面，含量可降低至1wt％。SSZ-13特殊的微孔結(jié)構(gòu)有助于Ir氧化物充分分散，防止大顆粒的生成，提高Ir的使用效率。

作為優(yōu)選：SSZ-13分子篩具有CHA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由AlO₄和SiO₄四面體通過(guò)氧原子首尾相接，有序地排列成具有八元環(huán)結(jié)構(gòu)的橢球形籠和三維交叉孔道結(jié)構(gòu)，比表面為500～800m²g^-1。

作為優(yōu)選：SSZ-13分子篩包括Na-SSZ-13、NH₄-SSZ-13或H-SSZ-13，更為優(yōu)選為NH₄-SSZ-13。

作為優(yōu)選：Ir氧化物的顆粒大小為0.5～3nm。

作為優(yōu)選：負(fù)載于SSZ-13分子篩的Ir氧化物，Ir氧化物的負(fù)載量在0.25wt％～5wt％之間，更為優(yōu)選1wt％。