蜂窝催化剂及蜂窝催化剂的制造方法技术

技术编号:12693488 阅读:75 留言:0更新日期:2016-01-13 11:36
本发明专利技术的目的在于提供一种蜂窝催化剂,其由钛氧化物、钒氧化物及钨氧化物构成,且即使该蜂窝催化剂中的钒氧化物的含量较少,也会具有充分的NOx净化性能。本发明专利技术的蜂窝催化剂由钛氧化物、钒氧化物及钨氧化物构成,其特征在于,上述蜂窝催化剂中所包含的上述钒氧化物的含量为0.3重量%~5.0重量%,在将上述蜂窝催化剂的钨K吸收端的扩展X射线吸收精细结构即EXAFS光谱进行傅立叶变换而得到的径向分布函数中,自钨原子起以原子间距离计位于的范围的钒原子所引起的峰值高度相对于上述蜂窝催化剂中的上述钒氧化物每1重量%的含量为以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
作为用于净化废气中的NOx的系统,已知有使用氨将NOx还原成氮和水的 SCR (Selective Catalytic Reduction)系统。作为在该SCR系统中使用的催化剂,已知有 五氧化二钒(V205)具有较高的NOx净化性能,使用着二氧化钛(Ti0 2)上载持V205和三氧化 妈(W03)的蜂窝催化剂。 并且,作为这种钛氧化物上载持钒氧化物及钨氧化物的蜂窝催化剂(以下还称为 "Ti0 2/V205/W03催化剂"),例如公开于专利文献1。 在专利文献1中公开有烟气脱硝催化剂(蜂窝催化剂),其中,将氧化钛粉末、偏钨 酸铵及水混炼、造粒、干燥而制作颗粒,并在将该颗粒粉碎而得到的原料粉末中混合偏钒酸 铵而制备催化剂糊料,且将该催化剂糊料成型为蜂窝状并进行烧成,从而得到该烟气脱硝 催化剂。 以往技术文献 专利文献 专利文献1 :日本专利公开10-323570号公报 专利技术的概要 专利技术要解决的技术课题 Ti02/V205/W03催化剂中的NOx净化性能依赖于催化物质(catalyst species)即 钒和钨的添加量而发生变化,当钒和钨的添加量及比例部不适当时,无法有效使用成为活 性点的钒。 尤其,Ti02/V205/W0 3催化剂中的SCR反应通过TiO 2上的钒(5价台4价)的氧化还 原反应而进行,因此认为5价的钒离子的量有助于NOx净化性能。 但是,专利文献1所记载的蜂窝催化剂存在蜂窝催化剂的NOx净化性能相比钒的 含量而言并不充分的问题。 作为其原因可以想到以下几点。专利文献1中,预先混炼氧化钛粉末和偏钨酸铵, 其后,混合偏钒酸铵。因此,认为在11〇 2上会形成V-0-V键和W-0-W键。如此,若形成有钒 彼此经由氧相邻的ν-0-ν键,则钒会因热等而结晶化。或者,钒与水发生反应而生成V0(0H) 3 等化合物并挥发,由此失去催化剂功能。认为是其结果无法得到充分的NOx净化性能。 本专利技术是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于提供一种蜂窝催化剂及制造该蜂 窝催化剂的方法,所述蜂窝催化剂由钛氧化物、钒氧化物及钨氧化物构成的蜂窝催化剂,且 即使该蜂窝催化剂中的钒氧化物的含量较少,也会具有充分的NOx净化性能。 用于解决技术课题的手段 为了解决上述课题,本专利技术人等重复进行了深入研究,结果发现通过在Ti02上使 钨和钒键合而形成"-W-0-V-0-W-0-V-"键,能够使钒彼此分离而分散,其结果,能够适当地 发挥蜂窝催化剂的NOx净化性能。 即,本专利技术的蜂窝催化剂是由钛氧化物、钒氧化物及钨氧化物构成的蜂窝催化剂, 其中,上述蜂窝催化剂中所包含的上述钒氧化物的含量为0. 3重量%~5. 0重量%,在将上 述蜂窝催化剂的钨K吸收端的扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)光谱进行傅立叶变换而得 到的径向分布函数中,自钨原子起以原子间距离计位于2.41~2./5A的范围的钒原子所引起 的峰值高度相对于上述蜂窝催化剂中的所述钒氧化物每1重量%的含量为0. 〇5彡以上。 本专利技术中,为了对钒及钨的键合状态进行分析而使用利用同步加速器光的X射线 吸收精细结构(X _ray absorption fine structure :XAFS) 〇 XAFS是指在向物质照射X射线而得到的吸收光谱中,从吸收端遍及lOOOeV的能 量区域而观测到的吸收系数的精细结构(振动结构)。在该能量区域中,将50~lOOOeV 的区域内观察到的结构称为扩展X射线吸收精细结构(Extended x-ray Absorption Fine Structure :EXAFS),在此产生所释放的光电子被相邻原子散射的现象。通过对EXAFS光谱 进行分析,能够对任一原子的相邻原子及与该相邻原子相邻的原子的种类进行确定,并且 还能够对这些原子的原子间距离等进行确定。另外,根据将EXAFS光谱进行傅立叶变换而 得到的径向分布函数的峰值高度,能够推测这些原子以何种程度存在。 认为在本专利技术的蜂窝催化剂中基本上经由氧形成有Ti-〇-V-〇-W键,认为通过对 EXAFS光谱进行分析,能够判别从钨观察时W-0-V键和W-0-W键以何种程度存在。 本专利技术的蜂窝催化剂中,蜂窝催化剂中所包含的钒氧化物的含量为0. 3重量%~ 5. 0重量%,在将蜂窝催化剂的钨K吸收端的EXAFS光谱进行傅立叶变换而得到的径向分布 函数中,自钨原子起以原子间距离计位于2. 44~2. 5A的范围的钒原子所引起的峰值的高度 相对于蜂窝催化剂中的钒氧化物每1重量%的含量为0. 05A以上。 被键合的W-0-V的原子间距离为2. 4A~2. 5A,自钨原子起以原子间距离计位于 2. 4A~2. 5A的范围的钒原子所引起的峰值高度表示W-0-V键的存在比例。即,本专利技术的蜂 窝催化剂中存在大量W-0-V键,意味着钒的分散性较高。 并且,一般是蜂窝催化剂中所包含的钒氧化物的含量越多,也会存在越多的W-0-V 键,但本专利技术的蜂窝催化剂中,即使钒氧化物的含量较少,也会存在较多的w-o-v键。因此, 在本专利技术的蜂窝催化剂中,能够有效使用钒来发挥较高的NOx净化性能。 若W-0-V键所引起的钒的峰值高度相对于蜂窝催化剂中的钒氧化物每1重量%的 含量小于认05A,则W-0-V键较少,因此难以得到充分的NOx净化性能。 并且,若蜂窝催化剂中所包含的钒氧化物的含量小于0. 3重量%,则钒量过少,因 此难以得到充分的NOx净化性能。另一方面,若蜂窝催化剂中所包含的钒氧化物的含量超 过5. 0重量%,则钒量过多,因此难以使钒分散,相比钒的含量难以提高蜂窝催化剂的NOx 净化性能。 本专利技术的蜂窝催化剂中,优选上述钒氧化物与上述钨氧化物的重量比为钒氧化 物:钨氧化物=1:1~1:13。 若钒氧化物与钨氧化物的重量比在上述范围内,则认为存在适当的W-0-V键,钒 会分散。因此,蜂窝催化剂的NOx净化性能得到提高。 若钒氧化物的重量小于钨氧化物的重量的1/13,则钒量过少,因此难以得到充分 的NOx净化性能。或者钨量过多,这成为成本上升的主要原因。 若钒氧化物的重量超过钨氧化物的重量,则存在大量V-0-V键,结果会如上述那 样结晶化或挥发,从而NOx净化性能难以变充分。 本专利技术的蜂窝催化剂中,优选上述蜂窝催化剂中所包含的钒原子与钨原子之比为 妈原子/钥i原子=0. 5~5. 0。 如上所述,当在蜂窝催化剂中存在大量W-0-V键时,钒的分散性变高,因此可以适 当地发挥NOx净化性能。并且,优选蜂窝催化剂的W-0-W键和V-0-V键尽可能较少。理论 上,蜂窝催化剂的钒和钨全部是W-0-V键时,能够最有效地提高NOx净化性能。即,蜂窝催 化剂的钒原子与钨原子之比越接近1:1,越可以无浪费地发挥钒的NOx净化性能。 若妈原子相对于银原子的比例在上述范围内,则能够提高NOx净化性能。 若钨原子相对于钒原子的比例小于0. 5,则因钒原子的比率较高而V-0-V键的比 例容易增大。因此,钒会结晶化或挥发,由此与NOx接触的机会减少,相对于蜂窝催化剂中 的钒的含量的NOx净化性能会变得不充分。 若钨原子相对于钒原子的比例超过5. 0,则钒量过少,因此难以得到充分的NOx净 化性能。或者钨量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝催化剂,其由钛氧化物、钒氧化物及钨氧化物构成,其特征在于,所述蜂窝催化剂中所包含的所述钒氧化物的含量为0.3重量%~5.0重量%,在将所述蜂窝催化剂的钨K吸收端的扩展X射线吸收精细结构即EXAFS光谱进行傅立叶变换而得到的径向分布函数中,自钨原子起以原子间距离计位于的范围的钒原子所引起的峰值高度相对于所述蜂窝催化剂中的所述钒氧化物每1重量%的含量为以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:吉村健杨路
申请(专利权)人:揖斐电株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1