[发明专利]三元金属改性分子筛型稀燃发动机选择性催化还原催化剂

权利要求书

1.三元金属改性分子筛型稀燃发动机选择性催化还原催化剂，包含有铜、铈、锆改性的ZSM-5分子筛、γ-Al₂O₃以及堇青石蜂窝陶瓷载体，其特征是：以铜、铈、锆三元金属改性分子筛为活性成分，且铜、铈、锆三种金属元素分别以氧化铜、氧化铈、氧化锆的形式存在于分子筛中，其中氧化铈的摩尔数量与氧化锆的摩尔数量之比为：30～70%/70～30%，摩尔百分比之和为100%，氧化铈和氧化锆的摩尔数量总和与氧化铜的摩尔数量之比为：1:1；选择性催化还原催化剂制备所采用的分子筛是硅/铝原子数量比为25:1的ZSM-5分子筛，且氧化铜、氧化铈、氧化锆质量总和与所述ZSM-5分子筛质量之比为：10.9～23.7%/89.1～76.3%，质量百分比之和为100%。

2.按照权利要求1所述的三元金属改性分子筛型稀燃发动机选择性催化还原催化剂，其特征是：以γ-Al₂O₃为涂层基材，且涂层中铜、铈、锆三元金属改性分子筛活性成分与γ-Al₂O₃的质量百分比为：20～40%/80～60%，质量百分比之和为100%。

3.按照权利要求1或2所述的三元金属改性分子筛型稀燃发动机选择性催化还原催化剂，其特征是：所述涂层中的γ-Al₂O₃分别来自纯质γ-Al₂O₃和拟薄水铝石煅烧后生成的γ-Al₂O₃，且来自纯质γ-Al₂O₃和来自拟薄水铝石煅烧后生成的γ-Al₂O₃的质量百分比为：50～70%/50～30%，质量百分比之和为100%。

4.按照权利要求1至3之一所述的三元金属改性分子筛型稀燃发动机选择性催化还原催化剂，其特征是：以400目的堇青石蜂窝陶瓷为负载型催化剂载体，且所述铜、铈、锆三元金属改性分子筛和γ-Al₂O₃共同组成的涂层质量总重与400目堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：10～20%/90～80%，质量百分比之和为100%。

5.一种按照权利要求1至4之一所述三元金属改性分子筛型稀燃发动机选择性催化还原催化剂的制备方法，其特征在于具体制备工艺包括以下步骤：

（1）制备催化剂原料用量的确定

以权利要求1至3所述各配比，分别计算出催化剂中氧化铜、氧化铈、氧化锆、ZSM-5分子筛、纯质γ-Al₂O₃粉末和拟薄水铝石煅烧后生成γ-Al₂O₃的质量比例，

按照每199.65g乙酸铜[Cu(CH₃COO)₂·H₂O]产生79.55g氧化铜；每434.12g硝酸铈[Ce(NO₃)₃·6H₂O]产生172.11g氧化铈；每429.32g硝酸锆[Zr(NO₃)₄·5H₂O]产生123.22g氧化锆的比例，换算出所需原料乙酸铜、硝酸铈以及硝酸锆的质量，此外，按照拟薄水铝石包装袋上标注的氧化铝含量计算出制备催化剂所需拟薄水铝石的质量；

（2）活性成分的制备

按已确定的质量称取乙酸铜、硝酸铈及硝酸锆，并按照每1g金属盐加20～50ml去离子水的比例将三种金属盐溶解成混合溶液；将已确定质量的ZSM-5分子筛加入该混合溶液中，并在70～80℃下激烈搅拌6～12h，搅拌完成后将液体蒸干；然后在100～120℃下将蒸干后的粉末烘干4～8h，烘干后的粉末在550～600℃下高温焙烧2～3h，即可得到铜、铈、锆三元金属改性ZSM-5分子筛活性成分；

（3）涂层浆料的制备

按已确定的质量称取纯质γ-Al₂O₃粉末和拟薄水铝石，按照每100g三元金属改性分子筛粉体需要5～20g平均分子量为4000的聚乙二醇和100g硝酸的比例，称取聚乙二醇和硝酸，在激烈搅拌下，将已制备的三元金属改性分子筛活性成分、纯质γ-Al₂O₃粉末、拟薄水铝石以及聚乙二醇分散在稀释20倍的已确定质量的硝酸中，得到涂层浆料，将所得浆料密封、静置，72h后得到稳定的浆料；

（4）涂层浆料的负载

根据需要负载涂层的400目堇青石蜂窝陶瓷载体的质量、以及涂层质量与载体质量的比例范围，称取400目堇青石蜂窝陶瓷载体，并将其浸没于稳定浆料中，在60～80℃下浸渍2～4小时，浸渍结束后，将陶瓷载体从浆料中取出，吹掉孔道内残留液体，在80～110℃下干燥4～8h，再在550℃下煅烧2h，待负载涂层后的载体冷却后，称其质量，该质量与堇青石蜂窝陶瓷载体初始质量之差，即为涂层的总质量，多次重复浸渍、干燥和煅烧过程，直到涂层的质量百分比达到计划好的质量百分比范围，再将负载涂层后的堇青石蜂窝陶瓷载体在550～600℃下煅烧2～3h。