本发明专利技术涉及一种用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化剂及其制备方法，以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体表面涂覆有催化涂层，催化涂层中的各组分按质量比计包括基底涂层：活性组分：粘结剂为8：0.3~0.5：1，其中基底涂层的各组分含量按质量比计包括二氧化钛：三氧化钨：二氧化硅为8~9：0.5~1：0.5~1，活性组分中各组分按质量比计包括氧化铁：氧化锰为1.7~3.3：6.7~8.3，粘结剂为二氧化硅或三氧化二铝。制备方法为依次制备基底涂层、活性组分、混合浆液，并将混合浆液涂覆到蜂窝载体上使涂层量达到190~210g/L。本发明专利技术的制备方法简单，制备出的用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化剂活性好，且具有较好的抗老化性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化剂，属于催化剂 合成制备
技术介绍
氮氧化物（NOx)是大气中的主要污染物之一，其是导致光化学烟雾、酸雨、臭氧层 破坏等重大环境问题的主要因素之一，也是环境污染控制的研究热点。随着中国汽车工业 的发展，由机动车排放的的氮氧化物也在不断加剧。研究表明，2010年，我国汽车^^^的排 放量约为600万吨，其中重型柴油车尾气排放占据了约74%。因此，对柴油机排放进 行控制显得尤为必要。 选择性催化还原（SCR，selective catalytic reduction)被认为是目前被证实最 有效的柴油机NOx净化技术之一。应用于柴油机尾气净化上的SCR系统通常采用尿素溶液 作为还原剂，在尾气高温作用下水解成NH 3，与NOx发生氧化还原反应，最终生成无害的化和 H2O,实现NOx的有效去除。SCR技术的核心是催化剂，其性能的好坏可直接决定NO x的去除 效率。 在国IV阶段，应用于柴油机尾气NOJg处理的SCR催化剂为经典的钒基催化剂 (即V 2O5-WO3ZtiO2体系催化剂），该型催化剂具有抗硫性强、活性稳定、技术成熟和价格经济 等优势，适合在国内推广使用。但钒基催化剂存在低温活性差的缺点，且V 2O5还具有较大毒 性。随着在国V阶段冷启动排气污染物排放测量方法（即WHTC测试循环）的逐步推广应 用，主机厂及后处理厂对SCR催化剂的低温性能提出了较高要求，常规的钒基催化剂较难 在WHTC测试中使发动机NO x排放满足国V排放限值。同时，由于国V阶段柴油的硫含量限 值较国IV下降了 80% (即由50ppm降至IOppm)，尾气中的硫氧化物对催化剂的影响可进 一步弱化，因此，在国V阶段可以开发低温活性优异的柴油机用非钒基SCR催化剂，以利于 发动机通过WHTC测试。同时，低温型SCR催化剂也利于在城市中运行的柴油车（如公交车， 等）的NO x减排，由于城市公用车辆排温普遍较低，低温型SCR催化剂更有利于催化性能的 发挥，以此减轻城市大气污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中用于处理柴油机尾气NOx的钒基SCR催化剂 低温活性差及具有毒性的问题，提供了一种用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催 化剂及其制备方法。 本专利技术采用如下技术方案：一种用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化 剂，以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体表面涂覆有混合浆液，所述混合浆液中的组分按质量 比计为基底涂层：活性组分：粘结剂为8 3~0. 5 :1。 进一步的，所述基底涂层的组分含量按质量比计为二氧化钛：三氧化钨：二氧化 硅为8~9 :0· 5~I :0· 5~1。 进一步的，所述活性组分中组分按质量比计为氧化铁：氧化锰为1. 7~3. 3 : 6. 7 ~8. 3〇 进一步的，所述粘结剂为二氧化娃或三氧化二错。 用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化剂的制备方法，其特征在于：包 括如下步骤： (1)基底涂层的制备：将钛盐前驱物、异丙醇、偏钨酸铵和硅溶胶按质量比10 :10 : 1. 7~4. 6 :0. 4~1. 2混合形成混合液，将上述混合液和质量分数为50%的乙醇溶液按质 量比1:1~2混合，加入相对总质量1~3%的吐温80,随后以300~600rpm转速搅拌上 述混合液3~10h，然后将混合液于60~80°C下旋转蒸发3~8h，将水分蒸干得到固体粉 末；将所得固体粉末在80~120 °C下烘干2~6h，然后在400~600 °C下焙烧4~8h，得到 基底涂层； (2)活性组分的制备：采用水热法制备活性组分，将还原性锰盐、高锰酸钾和可溶 性铁盐按质量比10 :5. 8~8. 4 :3. 3~27. 8混合，并加入相当于上述反应物总质量3~5% 的尿素形成活性组分前驱物，然后按活性组分前驱物与水质量比1:2~5加入去离子水形 成混合液，搅拌均匀后倒入聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，在90~120°C温度下水热反 应12~24h，将所得的固体生成物过滤分离、洗涤，于80~120°C条件下烘干2~6h，然后 在400~600 °C焙烧4~8h得到活性组分； ⑶混合浆液的制备：将步骤⑴所制得的基底涂层、步骤⑵所制得的活性组 分以及30%质量分数的硅溶胶或铝溶胶粘结剂溶液，按质量比8 :0. 3~0. 5 :3. 3混合，并 加入去离子水，形成悬浊液，调节去离子水加入量，使悬浊液中固形物质量百分数为30~ 40% ;对悬浊液球磨，控制颗粒度D90小于10 μm，即得到涂覆用浆液； (4)涂覆焙烧：取400目的堇青石蜂窝陶瓷载体，浸泡于步骤⑶制备的混合浆液 中，停留5~20s，随后以50~100mm/s的速度抽出，用0. 2~0. 6MPa的高压空气将载体表 面多余的浆液吹走，将涂覆好的蜂窝陶瓷载体置于80~150°C下烘干1~5h，然后在400~ 600°C焙烧4~8h，重复若干次至涂覆到蜂窝载体上的涂层量达到190~210g/L。 进一步的，步骤（1)所述钛盐前驱物为钛酸四丁酯或钛酸四异丙酯。 进一步的，步骤（1)所述硅溶胶质量分数为30%。 进一步的，步骤（2)所述还原性锰盐为为硫酸锰、氯化锰、硝酸锰和乙酸锰中的一 种。 进一步的，步骤（2)所述可溶性铁盐为硝酸铁、硫酸铁、氯化铁和硫酸亚铁铵中的 一种或多种。 本专利技术制备方法简单，易于操作，制备出的催化剂利用氧化锰基催化剂的高低温 催化效率提高催化剂的低温SCR活性，同时铁的掺入可以提高催化剂的氮气选择性，降低 氧化亚氮的排放。钛/钨/硅复合氧化物基底涂层的应用可以提高活性组分的热稳定性， 提高整体催化剂的抗老化性能。【具体实施方式】 下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。 实施例一： 催化剂以400目的堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体表面涂覆有基底涂层、活性组 分和粘结剂组成的催化涂层。其中堇青石蜂窝陶瓷载体为立方体，体积大小为〇. 15L，长/ 宽/高分别为50/50/60_。催化涂层中的组分按质量比计为基底涂层：活性组分：粘结剂 为8 :0. 3 :1。其中，基底涂层中组分含量按质量比计为二氧化钛：三氧化钨：二氧化硅为9 : 0. 5 :0. 5 ;活性组分中组分按质量比计为氧化铁：氧化锰为I. 7 :8. 3 ;粘结剂为二氧化硅。 催化剂制备步骤如下： (1)基底涂层的制备：将钛酸四丁酯、异丙醇、偏钨酸铵和硅溶胶按质量比10 :10 : 1. 7 :0. 4混合形成混合液，将上述混合液和质量分数为50%的乙醇溶液按质量比1:1混合， 加入相对总质量1 %的吐温80,随后以300rpm转速搅拌上述混合液10h，然后将混合液于 60°C下旋转蒸发8h，将水分蒸干得到固体粉末；将所得固体粉末在80°C下烘干6h，然后在 400°C下焙烧8h，得到基底涂层。 (2)活性组分的制备：将硫酸锰、高锰酸钾和硝酸铁按质量比10 :7 :6混合形成混 合物，加入相当于上述混合物总质量3%的尿素形成活性组分前驱物。然后按活性组分前驱 物：水的质量比1 :2的比例加入去离子水形成混合液，混合液搅拌均匀后倒入聚四氟乙烯 内衬的水热反应釜中，在90°C温度下水热反应24h，将水热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于柴油机尾气氮氧化物净化的低温型SCR催化剂，其特征在于：以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体表面涂覆有催化涂层，催化涂层中的各组分按质量比计包括基底涂层：活性组分：粘结剂为8：0.3~0.5：1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙亮，张杰，周钧，邱祎源，吴嘉昉，李嘉铭，张艮交，孙帅，柴敏，贾莉伟，
申请(专利权)人：无锡威孚环保催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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