[发明专利]一种柴油车尾气净化钒基SCR催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化技术领域，涉及一种催化剂的制备方法，具体涉及一种柴油车尾气净化钒基SCR催化剂的制备方法。

背景技术

氮氧化物(NO_x)为大气中最主要的污染物之一。不仅具有较强的生物毒性尤其刺激呼吸系统，而且是酸雨和光化学烟雾等的主要成因之一。现今大气污染严重，控制NO_x的排放刻不容缓，世界各国已广泛出台法律强制限排。

各种NO_x脱除技术中，NH₃-SCR因为高效、耐久、技术成熟成为了市场主流。其中钒基SCR以其良好的活性、优异的耐硫性、成熟的技术和低廉的价格而被广泛采用。鉴于我国柴油硫含量高，钒基SCR因其优异的耐硫性成为重型柴油车各国Ⅳ排放标准的必然选择。一汽、玉柴、重汽、潍柴等都确定了该方案。几乎所有的燃煤电厂也因烟气硫含量高选择钒基SCR作为后处理系统。

市场上成熟的产品大多采用偏钛酸或二氧化钛经浸渍钨，干燥，焙烧制得钛钨粉，钛钨粉再经浸渍钒，干燥，焙烧制得催化剂粉体，粉体经磨浆制得催化剂浆料。这种钒基SCR催化剂的制备方法通过浸渍，使钒、钨均匀分散到二氧化钛的孔道中，通过干燥、焙烧形成不溶物使其固定。该工艺需制备钛钨粉，还需进一步制浆再涂覆，流程长、成本高，同时制得的钒基SCR催化剂稳定性差。

直接将所有的原料混合，即“一锅煮”是制备催化剂最经济、有效的方法。但直接混合二氧化钛、钒、钨制成浆料，溶液中的钨、钒将随水分蒸发而迁移、富集，导致分散不均匀、易烧结，耐久性和稳定性差。

发明专利CN102698736A公开了一种使用钛钨粉为载体通过调浆制得浆料的技术，由于未经浸渍，干燥，焙烧，溶液中的草酸氧钒在干燥过程中将发生迁移，导致其分散不均匀，无法保证耐久性和稳定性。

发明专利申请201010274007.4公开了一种使用二氧化钛，经调浆直接制得催化剂浆料的方法，但其钨、钒都不能有效分散、固定，其耐久性能更无法保证，且缺乏分散手段，浆料难以一次涂覆达到足够的上载量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种柴油车尾气净化钒基SCR催化剂的制备方法。该制备方法是在钒基SCR催化剂的制备过程中加入锚固分散剂，通过调浆，一次涂覆，干燥，焙烧四步形成蜂窝催化剂，焙烧时载体和催化剂在蜂窝基体上同时生成，其中所述锚固分散剂选自辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、柠檬酸、酒石酸、聚丙烯酸、过氧化氢中的一种或两种。所述制备方法原料便宜、工艺简单、周期短，因而生产成本低；且制得的钒基SCR催化剂同时具有很好的活性、耐久性和稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明所述柴油车尾气净化钒基SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将锚固分散剂溶于去离子水中，搅拌均匀，再加入钒源和钨源，搅拌溶解，得混合液；

(2)搅拌下在步骤(1)所得混合液中加入钛源，陈化，得悬浊液；

(3)在步骤(2)所得悬浊液中加入粘结剂，搅拌均匀，得催化剂浆料；

(4)将步骤(3)所得浆料涂覆到载体上，干燥，焙烧，即得柴油车尾气净化钒基SCR催化剂。

其中，所述步骤(1)中锚固分散剂选自辛基酚聚氧乙烯醚、柠檬酸、酒石酸、聚丙烯酸、过氧化氢中的任意一种或几种。

申请人经反复实验，发现在本发明制备方法中加入所述锚固分散剂，锚固分散剂能和钨、钒键合，并通过吸附、配位与二氧化钛结合，使溶液中的钒、钨被均匀分散、固定到二氧化钛孔道中，干燥过程中不发生迁移，从而保证了钨、钒在二氧化钛上均匀分散；同时，该锚固分散剂对二氧化钛还具有分散作用，使浆料流动性好、不分层，一次涂覆量可超过210g/L。锚固分散剂的加入保证了所得钒基SCR催化剂的活性、耐久性以及稳定性。

优选地，本发明所述制备方法按重量份计，包括如下步骤：

(1)将0.5～3份锚固分散剂溶于20～35份去离子水中，搅拌均匀，再加入0.5～1.3份钒源和0.6～1.5份钨源，搅拌溶解，得混合液；

(2)搅拌下在步骤(1)所得混合液中加入13～30份钛源，陈化，得悬浊液；

(3)在步骤(2)所得悬浊液中加入2～6份粘结剂，搅拌均匀，得催化剂浆料；

(4)将步骤(3)所得浆料涂覆到堇青石陶瓷载体上，干燥，焙烧，即得柴油车尾气净化钒基SCR催化剂。