[發(fā)明專利]一種非貴金屬被動NOx吸附催化材料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN113694919A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 任德志;于飛;楊冬霞;常仕英;趙云昆;朱敬芳;覃慶高;汪朝強
• 申請（專利權）人: 昆明貴研催化劑有限責任公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J29/70;B01J29/78;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

本發(fā)明公開了一種非貴金屬被動NOx吸附催化材料及其制備方法，按質量百分比計，鉀改性分子篩占40％～80％，賤金屬改性二氧化鈦占8％～12％，余量為賤金屬改性二氧化鈰。方法包括：1)制備鉀改性分子篩材料；2)以溶液中錳/鈷/鐵/銅/鈰等化合物為前驅體，與二氧化鈦通過浸漬的方式制備賤金屬改性二氧化鈦材料；3)以溶液中錳/鈷/鐵/銅等化合物為前驅體，與二氧化鈰通過浸漬的方式制備賤金屬改性二氧化鈰材料；4)對前述的改性材料混合制備得到吸附催化材料。本發(fā)明在低溫時可大量吸附NOx，高溫時將NOx脫附，兼具耐硫性，可結合下游SCR或NSR催化材料，能夠有效控制發(fā)動機冷啟動NOx排放。

技術領域

本發(fā)明涉及一種非貴金屬被動NOx吸附催化材料及其制備方法，屬于發(fā)動機尾氣催化凈化技術領域。

背景技術

NOx是當前及今后一段時間大氣污染治理的重要目標之一。汽車尾氣是大氣NOx的主要來源，隨著排放法規(guī)升級和燃油效率的提高，發(fā)動機排氣溫度降低，發(fā)動機冷啟動期間NOx排放控制尤為困難。

柴油車冷啟動階段NOx排放貢獻率高達80％以上，冷啟動為發(fā)動機啟動后排氣溫度180℃的最初3～5min，隨著環(huán)境溫度降低，該階段持續(xù)時間和強度更為顯著。

目前NOx排放控制主流技術有選擇性催化還原(SCR)技術和NOx存儲-還原(NSR)催化技術兩種，但現(xiàn)有SCR和NSR技術難以滿足冷啟動NOx減排，因此降低冷啟動NOx污染物排放已成為滿足排放標準的柴油車尾氣后處理關鍵技術之一。

被動NOx吸附催化材料(PNA)是一種高效的低溫NOx吸附催化材料，能夠解決冷啟動NOx泄露問題。目前常采用PNA催化材料多為貴金屬負載催化材料：活性組分為Pd、Pt、Ag等貴金屬，載體一般為沸石分子篩。如專利CN110201633A公開了一種具有優(yōu)異的NOx吸附脫附的材料，該材料將Pd、Ag負載銨型沸石分子篩上，發(fā)現(xiàn)Pd和Ag共摻雜型吸附材料100％吸附持續(xù)時間長，具有更大的NOx吸附量，且在350～500℃范圍內90％以上NOx能夠脫附出來，脫附溫度在SCR催化材料活性區(qū)間。盡管貴金屬負載型催化材料具有較好NOx吸附性能，但其高成本限制了更大的市場化。

SO₂是柴油機尾氣中不可避免的組分，硫含量過高可導致催化材料中毒失活難以保持高效活性。因此，高耐硫性非貴金屬PNA催化材料是解決發(fā)動機冷啟動NOx排放控制的重要發(fā)展方向。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種非貴金屬被動NOx吸附催化材料及其制備方法，本發(fā)明能夠克服現(xiàn)有被動NOx吸附催化材料高成本和耐硫性不足等缺陷，能夠解決發(fā)動機冷啟動時NOx排放超標問題，可用于汽車尾氣后處理催化材料的催化材料。

本發(fā)明解決上述技術問題采用如下技術方案：

一種非貴金屬被動NOx吸附催化材料(PNA)，包括鉀改性分子篩、賤金屬改性二氧化鈦和賤金屬改性二氧化鈰；所述鉀改性分子篩占所述被動NOx吸附催化材料質量百分比的40％～80％；所述賤金屬改性二氧化鈦占所述被動NOx吸附催化材料質量百分比的8％～12％，余量為賤金屬改性二氧化鈰。

優(yōu)選地，所述鉀改性分子篩為鉀改性CHA型分子篩、鉀改性BEA型分子篩、鉀改性AEI型分子篩、鉀改性AEL型分子篩、鉀改性AFI型分子篩、鉀改性MFI型分子篩、鉀改性MOR型分子篩、鉀改性LTA型分子篩中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述鉀改性分子篩中分子篩SiO₂和Al₂O₃摩爾比為5～100：1。

優(yōu)選地，所述的鉀改性分子篩中鉀占所述鉀改性分子篩質量百分比的1％～20％。

優(yōu)選地，所述的賤金屬改性二氧化鈦為錳改性二氧化鈦、鈷改性二氧化鈦、鐵改性二氧化鈦、銅改性二氧化鈦、鈰改性二氧化鈦中的一種或多種。