[发明专利]一种用于氨选择性催化还原脱除NOx的催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于NOx去除技术领域，具体涉及一种用于氨选择性催化还原脱除NOx的催化剂的制备方法。

技术背景

现有柴油机尾气脱硝催化剂的结构，基本上是以堇青石蜂窝陶瓷为结构载体，上面再涂覆具有脱硝活性的催化剂粉末。然后把整体催化剂封装到具有尿素喷射系统的催化转化器当中。当柴油发动机尾气和作为还原剂的氨气一起通过时，发生催化还原反应，也就是氨气和氮氧化物反应生产氮气和水，从而脱除掉尾气中含有的氮氧化合物，达到降低氮氧化物污染的目的。

现有催化剂主要有两种，第一种是钒钛钨氧化物催化剂，以氧化钛为载体，钒氧化物为主要活性组分，钨氧化物作为助剂则主要起提高催化剂水热稳定性的作用。但这种催化剂的缺点是钒氧化物有很大的毒性，无论在催化剂生产过程中，还是安装催化剂后，催化剂在工作时发生粉末脱落，都会给环境造成很大危害，比如粉尘吸入人体内。第二种是铜、铁、ZSM5分子筛催化剂，其中ZSM5分子筛为载体，铜和铁为活性组分。这种催化剂的缺点是催化剂工作温度区间窄，而且水热稳定性差，在实际工作中由于柴油发动机尾气中水的存在，铜和铁容易在分子筛孔道中流失，从而催化活性降低很快。

发明内容

发名目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种用于氨选择性催化还原脱除NOx的催化剂的制备方法，具有制备方法简单，成本低，获得的催化剂具有高温活性和水热稳定性，可以在更宽的温度区间和高空速的条件下具有高NOx转化效率等特点。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于氨选择性催化还原脱除NOx的催化剂的制备方法，以ZSM-11分子筛为催化剂载体，通过离子交换法将铜离子、铁离子、钛离子、钒离子和稀土金属阳离子负载在分子筛孔道内，构成催化反应活性位。

所述的用于氨选择性催化还原脱除NOx的催化剂的制备方法，交换的阳离子总重量与分子筛重量比为0.5~65%。

所用的离子交换法是用ZSM-11分子筛与所需交换的一种或者多种金属阳离子的盐溶液交换

所述的用于氨选择性催化还原脱除NOx的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1）取ZSM-11分子筛预煅烧，去除孔道和表面上的模板剂的有机物；干燥温度为50℃-200℃，干燥时间为4h-48h；煅烧温度为200℃-600℃，煅烧时间为2h-8h;

2）用ZSM-11分子筛与所需交换的一种或者多种金属阳离子的盐溶液交换；离子交换后分子筛的基本孔道结构不变；交换温度为室温到60℃、交换时间3-24h，交换小时，交换2-4次，盐溶液质量百分浓度为5-20%；

3）阳离子交换后，用去离子水洗涤，然后在50~200℃下干燥，然后在200~600℃下煅烧，从而使交换到分子筛中的阳离子稳定结合；

4）把具有催化活性的离子交换并干燥煅烧后的ZSM-11分子筛催化剂在水中分散，充分分散后加入粘合剂和增稠剂，然后涂覆到堇青石蜂窝载体上，在蜂窝载体的细小孔道壁上形成厚度几十微米的催化剂涂层。

有益效果：与现有技术相比，本发明用于氨选择性催化还原脱除NOx的催化剂的制备方法，所获得的催化剂具有高温活性和水热稳定性，可以在更宽的温度区间和高空速的条件下具有高NOx转化效率，具有很好的实用性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种用于氨选择性催化还原脱除NOx的催化剂的制备方法，以ZSM-11分子筛为催化剂主要载体，通过离子交换法将铜离子、铁离子、钛离子、钒离子和稀土金属阳离子负载在分子筛孔道内，构成催化反应活性位。具体过程如下：

1）取ZSM-11分子筛预煅烧，去除孔道和表面上的模板剂的有机物；干燥温度为50℃-200℃，干燥时间为4h-48h；所述煅烧温度为200℃-600℃，煅烧时间为2h-8h。

2）用ZSM-11分子筛与所需交换的一种或者多种金属阳离子的盐溶液交换；离子交换后分子筛的基本孔道结构不变；室温到60℃下交换，交换3-24h，交换2-4次，盐溶液质量百分浓度为5-20%。

3）阳离子交换后，用去离子水洗涤，然后在50~200℃下干燥，然后在200~600℃下煅烧，从而使交换到分子筛中的阳离子稳定结合；

4）把具有催化活性的离子交换并干燥煅烧后的ZSM-11分子筛催化剂在水中分散，充分分散后加入粘合剂和增稠剂，然后涂覆到堇青石蜂窝载体上，在蜂窝载体的细小孔道壁上形成厚度几十微米的催化剂涂层。