[发明专利]一种蜂窝式ZSM-5基涂层催化剂的制备方法

说明书

一种蜂窝式ZSM‑5基涂层催化剂的制备方法，其特征在于通过采用拟薄水铝石和钛胶为复合粘结剂前驱体，以陶瓷球磨罐球磨制浆，在陶瓷蜂窝孔内壁制备Mn系ZSM‑5分子筛基催化剂涂层。分子筛基催化剂附着强度高并可实现一次性达到涂覆负载量要求，而且粘结剂对Mn/ZSM‑5分子筛催化剂的NO_x低温催化转化性能不会造成下降，适于柴油车尾气NO_x净化国六达标排放。

技术领域

本发明涉及一种蜂窝式ZSM-5基涂层催化剂的制备方法，具体而言，涉及一种在陶瓷蜂窝孔内壁制备Mn系ZSM-5分子筛基催化剂涂层的方法，适用于柴油车(机)尾气NO_x净化。

背景技术

柴油车(机)排放尾气中NO_x去除(DeNO_x)是当前机动车和通机尾气净化的重要内容，其中尿素蒸发的氨选择性催化还原NO_x是目前柴油车尾气NO_x催化净化最有效的技术之一。随着我国柴油车国六排放标准的发表实施(GB17691-2018重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段))，不仅提高了柴油车(机)在启动及低速工况下的NO_x低温催化转化性能要求，并且规定了“装有钒基SCR催化剂的车辆，在正常寿命期内，不得向大气中泄漏含钒化合物”。严格的高标准排放要求，促使柴油发动机主机厂纷纷摈弃国五阶段主流的钒系TiO₂基催化剂技术，转而青睐于分子筛基催化剂技术，分子筛基催化剂同时具有低温活性温度窗口宽、不含钒等有毒组分、抗水热稳定性和抗硫毒性好等重要技术特征，其中Mn系ZSM-5分子筛基催化剂具有优异的NO_x低温催化转化性能(吕刚等，工程热物理学报,2011,32(9):1597-1600)，且ZSM-5分子筛价格低廉，有望成为最具应用潜力的柴油车尾气NO_x净化催化剂。

分子筛基催化剂要应用于柴油车(机)尾气排放净化中需负载于具有蜂窝状流通内孔结构的并具有抗耐热冲击的蜂窝载体上，如陶瓷蜂窝等。由于柴油车国六排放标准对催化转化器中的催化剂寿命从国五排放标准的8万公里提高到16万公里以上，这对陶瓷蜂窝上分子筛基催化剂涂层的抗冲刷脱落性能亦即涂层制备技术提出了非常高的要求。由于分子筛粉末表面羟基基团较少而自身粘结性较差，难以在蜂窝载体上形成附着强度较高的涂层，因而往往需在分子筛基涂层催化剂中加入粘结剂，以达到附着寿命强度要求。同时，涂层催化剂中所加粘结剂又往往会造成分子筛孔道的封堵而降低催化剂的动力学扩散效应、对分子筛中活性组分的包覆而减少了参与反应的活性中心数、以及粘结剂与活性中心如Mn活性组分等的相互作用等，这些都会影响到分子筛基涂层催化剂的柴油车尾气NO_x催化转化性能。因而，陶瓷蜂窝式分子筛基涂层催化剂制备技术是较为难点的产品化生产工艺技术。