[发明专利]一种用于氨选择性还原氮氧化物的RTH分子筛催化剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于环境催化技术领域，涉及一种用于氨选择性还原氮氧化物反应的RTH分子筛催化剂及其制备方法和用途，尤其涉及一种用于移动源尾气和/或固定源烟气中氮氧化物的催化净化的RTH分子筛催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

目前，由于大气中NO_x的不断增多，其造成的酸雨及光化学烟雾已严重的影响到了人类的身体健康及大气环境。因此，NO_x的去除已成为科研人员的研究热点。目前，在众多去除NO_x的主要方法中，以NH₃为还原剂选择性催化还原NOx(NH₃-SCR)，因其反应所需的温度低，NO_x转化率高，生成的N₂不存在二次污染等优点而被广泛应用于固定源烟气脱硝与柴油车尾气净化等领域中。

高效NH₃-SCR催化剂是该技术的核心。目前在NH₃-SCR中，应用较多的催化剂体系是V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂，该体系的催化活性高，抗SO₂中毒性能好，但是操作窗口窄，高温N₂选择性低，活性组分V具有生物毒性；其他开发的非V催化剂如氧化物催化剂Ce-W、Fe-Ti，还有以ZSM-5和beta为载体的Cu基或Fe基分子筛催化剂等都不同程度的存在着温度操作窗口窄、水热稳定性差和HC中毒能力差等问题。

近几年，以CHA构型为代表的小孔分子筛催化剂因其高催化活性和高水热稳定性受到广泛关注，并已应用于柴油车尾气NO_x净化。如CN 101065321A和CN 105314648 A等均公开了用于NH₃-SCR的CHA构型分子筛催化剂。但是目前以CHA为构型的分子筛催化剂价格昂贵，水热稳定性仍有待进一步提高。

因此，开发具有催化活性高、温度操作窗口宽，价格优廉并且具备高水热稳定性的催化剂面临巨大的挑战。

发明内容

针对现有NH₃-SCR中所用分子筛催化剂存在的温度操作窗口窄、水热稳定性差和HC中毒能力差等问题，本发明提供了一种用于氨选择性还原氮氧化物反应的RTH分子筛催化剂及其制备方法和用途。本发明选取RTH分子筛作为催化剂载体，利用RTH分子筛的结构特征，将过渡金属活性组分负载于RTH分子筛上，得到具有宽温度操作范围且保持较高氮氧化物去除率和稳定性的RTH分子筛催化剂。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种用于氨选择性还原氮氧化物反应的RTH分子筛催化剂，所述RTH分子筛催化剂以RTH分子筛为载体，负载过渡金属作为活性组分。

本发明所述RTH分子筛催化剂是以富铝型RTH分子筛的为载体的过渡金属基催化剂，其中RTH分子筛具有由八元环组成的平行于a轴和c轴的二维孔道，其孔道大小分别为0.41nm×0.38nm和0.56nm×0.25nm，RHT分子筛所具有的特定结构决定了在NH₃-SCR领域具有较好的应用。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述过渡金属为铜、铁、铈或锰中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：铜和铁的组合，铁和铈的组合，铜和铈的组合，铜、铁和铈的组合，铜和锰的组合，铁和锰的组合，铜、铁和锰的组合等，优选为铜和/或铁。

优选地，所述活性组分占RTH分子筛催化剂总质量的1％～10％，例如1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为2％～5％。

本发明中，所述RTH分子筛催化剂上活性组分的负载量可以通过调整过渡金属盐溶液的浓度和/或离子交换反应的次数进行调整。

优选地，所述RTH分子筛为富铝型RTH分子筛，其硅铝比Si/Al为100～3，例如100、90、80、70、60、50、40、30、20、10或5等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。