[发明专利]一种NOx选择性催化还原分子筛催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种选择性催化还原催化剂的制备方法，更具体地说，涉及一种用于脱除氮氧化物的选择性催化还原分子筛催化剂的制备方法。

背景技术

随着汽车行业的发展，我国环境污染和能源短缺问题变得日益严峻。针对环境污染问题，我国出台了日益严格的排放法规。与此同时，针对能源安全及温室效应问题，节能减排已成为关系国民经济可持续发展的永恒主题。与汽油车相比，柴油车更加节能，排放的温室气体相应减少，自上世纪70年代，欧洲和日本就基本实现了载货汽车和大型客车的柴油机化的态势。在节能减排政策的推动下，我国也开始关注具有较好燃油经济性和排放特性的柴油车。目前我国柴油车的保有量仅为整体市场的0.2％，预计到2020年我国柴油轿车的占有率达到30％。随着柴油车的日益推广，如何解决NO_x脱除就成为目前面临的主要问题。

选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction，SCR)被认为是解决柴油车尾气氮氧化物污染最为有效的方法之一。从20世纪70年代，V₂O₅-WO₃-TiO₂催化剂已经在燃煤电厂及柴油车烟气脱硝中得到了广泛的应用。但该催化剂存在低温活性不足，高温热稳定性差等不足。此外，V/W/Ti催化体系存在高温钒挥发，容易带来钒污染的环境问题。由于轻型柴油机的排温较低，要求SCR催化剂具有较好的低温活性；重型柴油机的排温较高，特别是前置颗粒物捕集器后，要求SCR催化剂具有较高的热稳定性。因此具有较好热稳定性分子筛催化体系逐渐成为研究热点。研究表明，相对于Cu基分子筛，Fe基分子筛具有较好的高温活性及较好的水热稳定性。但存在主要问题包括：低温活性较差，低温硫中毒及HC中毒问题。

目前国内关于具有较高低温活性，较强抗硫中毒及HC中毒性能的Fe基分子筛催化剂制备方法的专利还未见报道。因此，针对目前Fe基分子筛催化剂存在的不足，开发具有较高低温活性，同时具有高抗硫中毒及HC中毒性能Fe基分子筛催化剂制备方法就显得尤为必要。

发明内容

本发明一种柴油车尾气氮氧化物净化用选择性催化还原催化剂的制备方法的目的在于克服现有催化剂所存在的不足之处，研制一种在较宽的实用温度范围内具有高催化活性的用于脱除柴油车尾气中氮氧化物的新型催化剂及其制备方法。

本发明提供了一种柴油车尾气氮氧化物净化用选择性催化还原催化剂：

一种NOx选择性催化还原分子筛催化剂，组成为：(10％～30％)CeO₂-M+(90％～70％)Fe/ZSM-5，其中M为TiO₂或WO₃，CeO₂/M的质量比＝3∶1～1∶1；分子筛ZSM-5的SiO₂/Al₂O₃＝15～150。

本发明的NOx选择性催化还原分子筛催化剂的制备方法，步骤如下：

1)取可溶性铈盐，配制水溶液，浓度为0.5～1.5mol/L，为第一水溶液；钛或钨的可溶性盐配制水溶液，浓度为0.5～1.5mol/L，为第二水溶液；

2)搅拌下，第一水溶液与第二水溶液中分别添加入碱沉淀剂，使pH值为8～10，并加入聚乙二醇为增稠剂，充分搅拌10～30min；

3)将步骤2)分别获得的第一溶液与第二水溶液所得悬浊液室温下静置30～120min，60-80℃陈化1～3h后，搅拌下将两种悬浊液均匀混合；

4)对步骤3)所得混合悬浊液在60-80℃二次陈化10～16h；

5)将步骤4)陈化后的悬浊液进行真空抽滤，获得过滤物洗涤至中性，产物依次在100～140℃烘干10～15h，280～320℃预焙烧0.5～1h，450～550℃焙烧1～3h，得到CeO₂-M。

6)取可溶性铵盐，配制水溶液，浓度为0.2～1.5mol/L；

7)对步骤6)所得溶液，加入氨水调节pH值为3～4，加入HZSM-5，70-90℃搅拌3～10h；

8)将步骤7)的悬浊液进行真空抽滤，获得过滤物洗涤至中性，产物在100～140℃烘干12～18h，得到NH₄ZSM-5；

9)取可溶性铁盐，配制水溶液，浓度为0.5～1.5mol/L；

10)对步骤9)所得溶液，加入氨水调节pH值为3～4，加入NH₄ZSM-5，70-90℃搅拌3～30h；