[發明專利]用于反電暈催化部件的整體式SCR催化劑及制備方法

有效

• 申請號: 202210867570.5
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN115069231B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 竹濤;張學里;張星;葉澤甫;朱竹軍
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）;山西格盟中美清潔能源研發中心有限公司
• 主分類號: B01J21/02
• 分類號: B01J21/02;B01J21/12;B01J23/889;B01J35/04;B01J37/02;B01J37/34;B03C3/017;B01D53/86;B01D53/88;B01D53/56;B01D53/76;B01D53/50;B01D53/32
• 代理公司: 北京畢科銳森知識產權代理事務所(普通合伙) 11877
• 代理人: 王璐璐;王靜

1.一種用于反電暈催化部件的整體式SCR催化劑的制備方法，包括所述整體式SCR催化劑的反電暈催化部件能夠避免催化劑中毒，其中，所述制備方法包括：

提供晶須原料、無水硫酸鋁和無水硫酸鈉與蜂窩狀基體，并使所述蜂窩狀基體被所述晶須原料、無水硫酸鋁和無水硫酸鈉包埋以獲得混合物料；

將所述混合物料于900-1200℃下焙燒2-12小時后冷卻，在所述蜂窩狀基體的內外表面上生長出晶須；

提供基于Fe-Mn雙金屬單位點的SCR催化劑粉體并將SCR催化劑粉體與羧甲基纖維素鈉、硅溶膠、水混合得到SCR催化劑漿料；

將SCR催化劑漿料涂覆在蜂窩狀基體內外表面上，并進行干燥處理后焙燒以獲得整體式SCR催化劑，

提供SCR催化劑粉體的步驟包括：將四丙基氫氧化銨溶液、正硅酸乙酯、水按照(1-3):(1-3):(2-9)質量比混合得到第一混合溶液，將第一混合溶液加熱至30-40℃并連續攪拌4-8小時，獲得沸石前驅體凝膠；將九水硝酸鐵、硝酸錳、乙二胺按照(1-4):(15-18):(80-87)質量比溶解在水中得到第二混合溶液，將第二混合溶液滴入沸石前驅體凝膠中混合攪拌1-3小時得到第三混合溶液，將第三混合溶液轉移至反應釜中在160-180℃下結晶3-5天得到第一反應物，將第一反應物在400-600℃還原性氣氛下進行還原反應并持續4-6小時，得到所述SCR催化劑粉體。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述蜂窩狀基體包括堇青石蜂窩狀基體、氧化鋁蜂窩狀基體、泡沫金屬蜂窩狀基體或碳化硅蜂窩狀基體。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其中，得到SCR催化劑漿料的步驟包括：將SCR催化劑粉體與羧甲基纖維素鈉、硅溶膠、水按照(20-40):(10-30):(10-20):(20-40)質量比混合得到SCR催化劑漿料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其中，獲得所述整體式SCR催化劑的步驟包括：在真空涂覆機上將SCR催化劑漿料涂覆在蜂窩狀基體內外表面上，將涂覆后的材料干燥后在300-600℃下焙燒2-10小時以獲得整體式SCR催化劑。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的制備方法，其中，在所述晶須原料為生長莫來石晶須的原料時，所述晶須原料通過如下步驟獲得：

將有機硅源溶解于有機溶劑中并形成硅溶膠，將硅溶膠于40-80℃水浴中處理0.5-5小時；

將無機鋁鹽溶解于無機溶劑中以形成無機鋁鹽溶液；

將無機鋁鹽溶液加入到水浴處理后的硅溶膠中以形成硅鋁混合溶膠；

將硅鋁混合溶膠于40-80℃水浴中處理6-18小時，經由干燥處理后研磨獲得硅鋁凝膠粉體，所述硅鋁凝膠粉體為所述晶須原料。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其中，

所述有機硅源為正硅酸乙酯、正硅酸甲酯和正硅酸丙酯中的至少一種；

所述無機鋁鹽為硝酸鋁、九水合硝酸鋁、氯化鋁、堿式氯化鋁、硫酸鋁中的至少一種；

所述無機溶劑為去離子水；

所述有機溶劑為無水乙醇；

所述硅鋁混合溶膠中鋁與硅的摩爾比介于2:1-6:1；

所述蜂窩狀基體：硅鋁凝膠粉體：無水硫酸鋁：無水硫酸鈉質量比為(40-50):(15-25):(15-25):(10-20)；

加入添加劑促進有機硅源水解形成硅溶膠，所述添加劑為2-4mL的氨水；

將硅溶膠于水浴中處理，將硅鋁混合溶膠于水浴中處理。

7.根據權利要求1-4中任一項所述的制備方法，其中，在所述晶須原料為生長硼酸鋁晶須的原料時，所述晶須原料包括三氧化二硼和硝酸鋁；

所述蜂窩狀基體：三氧化二硼：硝酸鋁：無水硫酸鋁：無水硫酸鈉質量比為(20-40):(10-20):(10-20):(15-25):(10-20)。