本发明专利技术涉及一种用于柴油机尾气污染物净化的SCR催化剂及其制备方法。催化剂采用堇青石蜂窝陶瓷为载体材料，在载体孔道表面涂覆催化涂层，催化涂层以钒铈锰复合氧化物为活性组分；以硅铝分子筛材料为助剂；以钨钛硅复合氧化物为负载材料。催化剂制备过程为首先制备负载材料和活性组分溶液，然后将活性组分溶液、助剂和负载材料混合浸渍形成催化涂层粉体，其次将涂层粉体、水与粘结剂混合形成浆液，最后将浆液涂覆至载体上使涂层量达到200~250 g/L。本发明专利技术制备方法简单，制备出的催化剂利用钒铈锰复合氧化物的高催化活性，配合硅铝分子筛的高吸附活性，可有效提高催化剂对柴油机尾气PM和NOx的去除效率，实现SCR催化单元对柴油机尾气污染物的“两效”净化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种柴油机尾气污染物净化SCR催化剂及其制备方法，属于催化剂制 备
技术介绍
柴油机由于其在动力性、经济性和可靠性方面都比汽油机有明显的优势，因此在 各类车型上都有广泛应用。但随着中国排放控制法规的逐步加严，柴油机的污染物排放问 题也引起了公众的普遍关注。虽然柴油车的一氧化碳(C0)和碳氨化合物化C)比排放较低， 但其氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)排放较高。NOx和PM对大气环境及人体健康都有较大危害， 也是雾靈的主要成因之一。柴油机污染物减排主要也是针对上述两种污染物进行。 柴油机污染物控制包含机内净化及后处理两种方式，机内净化包括优化燃烧、增 压技术及废气再循环巧GR)等；后处理包括氧化催化转化器化0C)、颗粒过滤器化PF)及选择 性催还还原(SCR)等。在国IV及V阶段，一般柴油机污染物控制采取机内净化和后处理相结 合方式，即机内净化去除PM或NOx的一种使其满足排放标准要求;再使用后处理净化另一种 污染物，进而使整机排放满足法规要求。目前国V阶段典型的柴油机污染物控制技术路线包 含W下两种： (DEGR+D0C+DPF： 该技术路线采用EGR降低发动机NOx原排使其满足相应标准要求;再配合D0C+DPF 的后处理单元去除排气中的PM，使整机排放满足要求。但由于DPF成本高、标定控制复杂且 燃油经济性较差，国内主机厂国V阶段一般不愿采用。 (2)优化燃烧+SCR: 该技术路线采用电控高压共轨等优化燃烧技术降低发动机的PM原排使其满足相 应标准要求;再配合SCR技术处理排气中的NOx，使整机排放满足要求。SCR被认为是目前被 证实最有效的柴油机NOx净化技术之一，并对柴油含硫量不敏感。该技术通过在排气管中喷 入一定浓度的尿素溶液，经热解和水解后产生的N也和尾气中的NOx在催化转化器中发生还 原反应并最终生成无害的化和也0,实现NOx的有效去除。SCR技术的核屯、为催化剂，其能催化 NOx与N也的氧化还原反应实现NOx的净化。[000引现有SCR催化剂对PM的去除效果有限，应用SCR路线需通过机内净化保证PM的原排 满足法规要求。但是小排量柴油机(一般排量<4L)受体积限值，优化燃烧很难做到如大排量 柴油机那样完善，导致机内净化效果受限，PM原排往往会超出法规要求，需要后处理进一步 去除。目前常用的解决方案为在SCR系统前加装D0C转化器。由于柴油机尾气PM主要包含可 溶性有机物质（Soluble Organic Fractions，S0F)和碳烟（Soot)两种，D0C辅WSCR催化剂 可有效去除S0F部分，使PM排放下降约50~70%，从而满足排放标准要求。由于DOC含有贵金 属涂层，其加装必然会导致后处理系统成本上升，不利于发动机的经济性。如能提升SCR催 化剂对PM的去除效率，实现单SCR系统去除NOx和PM，使排放满足国V法规要求，则将十分有 助于国内柴油机的排放升级，减轻主机厂及后处理厂的负担。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有柴油机用SCR催化剂对颗粒物去除效率低的问题， 提供了一种用于柴油机尾气氮氧化物和颗粒污染物高效净化的SCR催化剂及其制备方法。 本专利技术采用如下技术方案:一种柴油机尾气污染物净化SCR催化剂，W堇青石蜂窝 陶瓷为载体，在载体的孔道表面涂覆有催化涂层，所述催化剂涂层的涂覆量为200~250g/ L，所述催化涂层W饥姉儘复合氧化物为活性组分，W娃侣分子筛材料为助剂，W铁鹤娃复 合氧化物为负载材料，其中活性组分:助剂:负载材料的质量比为1~3:1~3:15,并采用氧 化娃为粘结剂增强催化涂层与载体间的附着力，所述粘结剂与催化涂层按质量比计为0.5 ~1.5:10。 进一步的，所述活性组分中各组分按质量比计为五氧化二饥:二氧化姉:二氧化儘 为1:5~10:0.5~1。 进一步的，所述娃侣分子筛材料助剂为beta型分子筛，其中二氧化娃与Ξ氧化二 侣按质量比计为15~25:1。 进一步的，所述负载材料中各组分按质量比计为二氧化铁氧化鹤:二氧化娃为 8~9:0.5~1:0.5~1。 柴油机尾气污染物净化SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤： (1)负载材料的制备：将铁盐前驱物、Ξ乙醇胺、仲鹤酸锭和娃源按质量比为10: 10:0.14~0.4:0.4~1.2混合，将上述混合物和质量分数为50 %的乙醇水溶液按质量比1:1 ~2混合形成混合液，加入相对上述混合液总质量1~2%的聚乙二醇400,然后W300~ 500巧m转速揽拌上述混合液6~lOh，然后将混合液于60~80°C下旋转蒸发4~8h，将水分蒸 干得到固体粉末，将所得固体粉末在100~120°C下烘干3~化，最后在500~600°C下赔烧4 ~化，得到负载材料； (2)活性组分溶液的制备:将偏饥酸锭、可溶性姉盐、可溶性儘盐、去离子水按质量 比1:9.8~24.8:0.8~1.6:300混合揽拌，加入硝酸调节pH为3~4，使盐类物质全部溶解得 到活性组分溶液； (3)涂层粉体的制备:将步骤(1)所制得的负载材料、步骤(2)所制得的活性组分溶 液W及娃侣分子筛材料按质量比15:27~144:1~3混合揽拌，然后将上述混合液置于超声 环境下超声分散2~4h，超声频率为40~60kHz，之后将混合液于60~80 °C下旋转蒸发4~ 她，将水分蒸干得到固体粉末，其后将所得固体粉末在100~120°C下烘干3~化，最后在400 ~500°C下赔烧4~化，得到涂层粉体；[001引（4)浆液的制备:将步骤(3)所制得的涂层粉体和粘结剂按质量比10:1.7~5混合， 并加入去离子水，形成悬浊液，调节去离子水加入量，使悬浊液中固体物质质量分数为30~ 40%，对悬浊液球磨，控制颗粒度D90小于10皿，即得涂覆用浆液； (5)涂覆赔烧：取堇青石蜂窝陶瓷载体，浸泡于步骤(4)制备的浆液中，停留5~ 20s，随后W50~lOOmm/s的速度抽出，用0.4~0.6MPa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100~120°C下烘干3~化，然后在400~500°C赔烧4~8h， 重复若干次至涂覆到蜂窝载体上的涂层量达到200~250g/L。 进一步的，所述步骤(1)所述铁盐前驱物为铁酸四下醋或铁酸四异丙醋。 进一步的，所述步骤(1)所述娃源为30%质量分数的娃溶胶。 进一步的，所述步骤(2)所述可溶性姉盐为硝酸姉或硝酸姉锭中的一种。 进一步的，所述步骤(2)中可溶性儘盐为硝酸儘或乙酸儘中的一种。 进一步的，所述步骤(4)所述粘结剂为30%质量分数的娃溶胶。 本专利技术制备方法简单，易于操作，制备出的催化剂利用饥姉儘复合氧化物的高催 化活性，配合娃侣分子筛的高吸附活性，可有效提高催化剂对柴油机尾气PM和NOx的去除效 率，实现SCR催化单元对柴油机尾气污染物的"两效"净化。【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：[002引催化剂W300目的堇青石蜂窝陶瓷为载体，尺寸为直径190.5mm*高度101.6mm圆柱 体1块(前级)+直径190.5mm*高度152.4mm圆柱体1块(后级），总体积为7.22L。在堇青石蜂窝 陶瓷载体孔道表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种柴油机尾气污染物净化SCR催化剂，其特征在于：以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体的孔道表面涂覆有催化涂层，所述催化剂涂层的涂覆量为200~250 g/L，所述催化涂层以钒铈锰复合氧化物为活性组分，以硅铝分子筛材料为助剂，以钛钨硅复合氧化物为负载材料，其中活性组分：助剂：负载材料的质量比为1~3：1~3：15，并采用氧化硅为粘结剂增强催化涂层与载体间的附着力，所述粘结剂与催化涂层按质量比计为0.5~1.5：10。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙亮，张杰，王刚，周钧，辛海峰，赵九洲，张元，杨金，吴嘉昉，侯富华，王燕，岳军，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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