[發明專利]一種Cu-CHA與H-AEI的復合催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202210507447.2
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN114733563B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 賀泓;單玉龍;陳俊林;石曉燕;余運波
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B01J29/80
• 分類號: B01J29/80;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王艷齋

本發明提供了一種Cu?CHA與H?AEI的復合催化劑及其制備方法與應用，所述復合催化劑包括Cu?CHA沸石與H?AEI沸石；所述復合催化劑在≥250℃的條件下對NOsubgt;x/subgt;的凈化效率為≥85％；所述復合催化劑在650～850℃的條件下水熱老化處理10～120h，水熱老化處理后的復合沸石SCR催化劑在≥250℃下對NOsubgt;x/subgt;的凈化效率≥70％。本發明所述Cu?CHA與H?AEI的復合催化劑具有催化活性較強、水熱穩定性較強、制備方法簡單及制備成本低的優點，所述Cu?CHA與H?AEI的復合催化劑是一種高效穩定的NHsubgt;3/subgt;?SCR催化劑。

技術領域

本發明屬于工業廢氣處理和環保催化材料技術領域，涉及一種Cu-CHA與H-AEI的復合催化劑，尤其涉及一種Cu-CHA與H-AEI的復合催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

一直以來，柴油車尤其是重型柴油車是長途貨運市場的主力。柴油車尤其是柴油貨車高頻、長距離運行導致其主要污染物氮氧化物(NO_x)排放量大，已成為大氣灰霾(PM2.5)、臭氧(O₃)污染形成的重要原因。氨氣選擇性催化還原(NH₃-SCR)是凈化柴油機尾氣NO_x的最有效且應用最廣泛的技術，其核心是高效穩定的NH₃-SCR催化劑的研發。由于顆粒物(PM)和NO_x需要協同控制，需要顆粒補集器(DPF)與SCR耦合技術，因此SCR催化劑除具備較高的NH₃-SCR活性外，還需具備優異的水熱穩定性，因為DPF再生過程中會產生瞬時高溫，包含高濕的尾氣會對SCR催化劑造成熱沖擊。

CN101668589A公開了一種二氧化硅與氧化鋁比率為15～256的高硅Cu-CHA沸石催化劑，具有較為優異的NH₃-SCR活性和水熱穩定性，為目前主流的商用催化劑。為了保證Cu-CHA沸石分子篩的水熱穩定性，目前商用的催化劑多是基于硅鋁比大于25的高硅分子篩。然而，高硅分子篩由于缺少酸性位，賦銅量有限，其低溫活性不足。理論上，具有較低硅鋁比的富鋁分子篩由于可容納更多的離子交換銅物種和具有更多的酸性位，從而具有更優異的低溫NH₃-SCR活性，但是在降低硅鋁比和/或提高賦銅量的過程會顯著降低其水熱穩定性。

CN113443637A公開了一種雙酸中心的沸石分子篩及其制備方法和應用。該發明提供的雙酸中心的沸石分子篩，包括氫型沸石分子篩和負載于所述氫型沸石分子篩孔道內的過渡金屬離子，所述過渡金屬離子的負載量為0.01～10wt％。本發明提供的雙酸中心的沸石分子篩能夠打破胺類化合物脫水反應過程的動力學限制，使得C-O相較于C-N鍵更容易斷裂，得到以哌嗪及其衍生物為主要產物的催化反應。

CN110523432A公開了一種含銅分子篩Cu-CHA及其催化劑和在柴油車尾氣處理中的應用，屬于催化材料領域。該含銅分子篩Cu-CHA，其組成包含硅、鋁元素和1.65～3.05wt％的Cu的具有CHA骨架結構的沸石，所述Cu-CHA分子篩中還包括0.5～1.5wt％的硼，所述Cu-CHA分子篩酸量為0.25～0.98mmol/g。本申請的Cu-CHA分子篩的酸密度高達0.25～0.98mmol/g和Cu含量低至1.65～3.05wt％。

目前公開的氨氣選擇性催化還原催化劑都有一定的缺陷，存在著催化劑在低溫下的催化活性較低、水熱穩定較差，制備方法復雜及制備成本高的問題。因此，開發設計一種新型的Cu-CHA與H-AEI的復合催化劑及其制備方法至關重要。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種Cu-CHA與H-AEI的復合催化劑及其制備方法與應用，本發明所述Cu-CHA與H-AEI的復合催化劑具有催化活性較強、水熱穩定性較強、制備方法簡單及制備成本低的優點，所述Cu-CHA與H-AEI的復合催化劑是一種高效穩定的NH₃-SCR催化劑。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：