[发明专利]具有特定比率的二价铜离子的沸石及其制备方法和包含该沸石的催化剂组合物

说明书

本发明涉及含有以特定比率负载的具有不同NO吸附能力的Cu²⁺(α)和Cu²⁺(β)的沸石，其中所述沸石是菱沸石(CHA)型沸石，特别是负载有二价铜离子的菱沸石(CHA)型沸石，其中在暴露于NO(氮氧化物)180秒后Cu²⁺(α)/Cu²⁺(β)的NO吸附面积比为80％或更高。此外，本发明涉及制备在浆液状态下进行离子交换的沸石的方法和包含指定的菱沸石(CHA)型沸石的催化剂。

技术领域

本发明涉及含有以特定比率负载的二价铜离子的沸石、其制备方法和包含该沸石的催化剂组合物，更具体地讲，涉及选择性NOx还原催化剂组合物。

背景技术

作为在废气处理系统中提供的选择性NOx还原催化剂的菱沸石型沸石是用于在NH₃还原剂存在下还原和除去汽车废气中的氮氧化物的催化剂组分。在本申请人的韩国专利申请公开号2014-0131401中公开的复合选择性还原催化剂以具有双层结构的复合SCR催化剂的形式提供，其中V₂O₅/TiO₂层形成在上层或下层而浸渍有金属(Cu或Fe)的沸石层形成在下层或上层；或者以具有单层结构的复合SCR催化剂的形式提供，其中将V₂O₅/TiO₂和金属浸渍的沸石混合。此外，上述专利涉及具有改进的氨吸留能力的SCR催化剂，该催化剂能够在柴油发动机的加速/减速部分中有效地将NOx转化为无害物质，并且涉及使用该SCR催化剂的废气排放装置，其中柴油发动机废气净化能力，特别是低温下的氮氧化物净化能力得到提高。浸渍有金属特别是Cu的沸石(下文称为Cu-沸石)，而不是复合催化剂，可以单独用作NOx还原催化剂。

同时，为了将Cu-沸石用作车辆的NOx还原催化剂，通常将沸石催化剂组合物施加到蜂窝载体的内壁上。现简要描述制备催化剂组合物的整个过程：从商业来源购买Cu-沸石，与去离子水、粘合剂和添加剂混合，并分散以得到Cu-沸石催化剂组合物，然后将其施加到载体上，干燥和煅烧，从而完成催化剂结构。从商业来源购买的Cu-沸石通常通过液相离子交换(下文称为LPIE)而制备，具体地讲通过以下方式制备：通过调节温度和酸度使铵沸石和铜前体进行离子交换，然后过滤、洗涤并干燥，这是本领域已知的方法。

发明内容

技术问题

然而，就调节催化剂组合物中负载的铜的量而言，用市售的Cu-沸石不能解决这种多样性的问题。同时，如上所述的制备Cu-沸石催化剂组合物的方法很复杂、需要很长的时间并且增加了制造成本，在该方法中，将Cu-沸石通过液相离子交换直接合成，而不是购买，然后与去离子水、粘合剂和添加剂混合，再进行分散。最重要的是，存在以下问题：在使用通过常规液相离子交换制备的或购买的Cu-沸石制备NOx还原催化剂时，NOx的高温活性降低。

技术方案