一种柴油机尾气净化SCR催化剂制造技术

一种柴油机尾气净化SCR催化剂，以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体的孔道表面涂覆有催化剂涂层，所述催化剂涂层的涂覆量为180～195g/L，所述催化剂涂层以铈、锰、钼、钨、钒复合氧化物为活性组分，以铁、铒氧化物为助催化剂，以Ti‑Si复合氧化物为载体，其中活性组分：助催化剂：负载材料的质量比为7～10：5～6：30～50。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及属于催化剂制备
，具体涉及一种柴油机尾气净化SCR催化剂。
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(CO)和碳氢化合物(HC)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，也是雾霾的主要成因之一。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(EGR)等；后处理包括氧化催化转化器(DOC)、颗粒过滤器(DPF)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以下两种：(1)EGR+DOC+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DOC+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NH3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N2和H2O，实现NOx的有效去除。SCR技术的核心为催化剂，其能催化NOx与NH3的氧化还原反应实现NOx的净化。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DOC转化器。由于柴油机尾气PM主要包含可溶性有机物质(SolubleOrganicFractions，SOF)和碳烟(Soot)两种，DOC辅以SCR催化剂可有效去除SOF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
本专利技术针对现有技术中的不足之处，提供一种柴油机尾气净化SCR催化剂。本专利技术的上述目的是通过下述技术方案来实现的：一种柴油机尾气净化SCR催化剂，以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体的孔道表面涂覆有催化剂涂层，所述催化剂涂层的涂覆量为180～195g/L，所述催化剂涂层以铈、锰、钼、钨、钒复合氧化物为活性组分，以铁、铒氧化物为助催化剂，以Ti-Si复合氧化物为载体，其中活性组分：助剂：负载材料的质量比为7～10：5～6：30～50。进一步地，所述活性组分中各组分按质量比计为硝酸铈、乙酸锰、六水合钼酸铵、偏钨酸铵、偏钒酸氨为8：1.2～1.6：0.3～0.5：0.7～0.9：2.1～2.5。进一步地，硝酸铁和硝酸铒的按Fe0.5Er0.5的形式混合，其中Fe0.5为铁的摩尔比，Er0.5为铒的摩尔比。进一步地，TiO2和SiO2质量比为2～3：5～7。本专利技术的柴油机尾气净化SCR催化剂可有效提高催化剂对柴油机尾气中NOx、PM的去除效率，实现对柴油机尾气污染物的净化。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：(1)按照重量份数分别称取硝酸铈7份、乙酸锰1.3份、六水合钼酸铵0.3份、偏钨酸铵0.7份、偏钒酸氨2.1份，将其溶解于质量浓度为1％的柠檬酸溶液40份中，经搅拌均匀配制稳定的铈、锰、钼、钨饱和溶液，得铈、锰、钼、钨、钒混合溶液，为溶液A；(2)筛选并称取将硝酸铁和硝酸铒共3.5份，其中硝酸铁和硝酸铒按Fe0.5Er0.5的形式混合，其中0.5为铁的摩尔比，0.5为铒的摩尔比，充分混合后加入35份去离子水中得到溶液B；(3)将溶液A和溶液B按照重量比2：3充分混合，加入硝酸调节pH为3，得到活性组分溶液；(4)取TiO2和SiO2按照质量比2：5混合，加入去离子水，搅拌均匀得到悬浮液，调节去离子水的加入量，使混合物在悬浮液中质量含量为24％，得到悬浊液；将悬浊液球磨，控制颗粒度D90小于60微米，得到溶液C；(5)将步骤(3)制得的活性组分溶液与步骤(4)制得的溶液C按照2：3的重量比例混合，充分搅拌均匀，得到涂层用浆液；(6)以300目的堇青石蜂窝陶瓷为载体，浸泡于步骤(5)制备的涂层用浆液中，停留30-50s，随后以210-230mm/s的速度抽出，用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120℃下烘干6-7h，然后在450℃焙烧4h，充分多次至涂覆到蜂窝载体上的涂层量分别达到180-195g/L，得到柴油机尾气净化SCR催化剂。实施例2：(1)按照重量份数分别称取硝酸铈7份、乙酸锰1.5份、六水合钼酸铵0.4份、偏钨酸铵0.7份、偏钒酸氨2.4份，将其溶解于质量浓度为1％的柠檬酸溶液50份中，经搅拌均匀配制稳定的铈、锰、钼、钨饱和溶液，得铈、锰、钼、钨、钒混合溶液，为溶液A；(2)筛选并称取将硝酸铁和硝酸铒共3.5份，其中硝酸铁和硝酸铒按Fe0.5Er0.5的形式混合，其中0.5为铁的摩尔比，0.5为铒的摩尔比，充分混合后加入35份去离子水中得到溶液B；(3)将溶液A和溶液B按照重量比2：3充分混合，加入硝酸调节pH为5，得到活性组分溶液；(4)取TiO2和SiO2按照质量比3：5混合，加入去离子水，搅拌均匀得到悬浮液，调节去离子水的加入量，使混合物在悬浮液中含量为25份，得到悬浊液；将悬浊液球磨，控制颗粒度D90小于60微米，得到溶液C；(5)将步骤(3)制得的活性组分溶液与步骤(4)制得的溶液C按照1：7的重量比例混合，充分搅拌均匀，得到涂层用浆液；(6)以500目的堇青石蜂窝陶瓷为载体，浸泡于步骤(5)制备的涂层用浆液中，停留30-50s，随后以210-230mm/s的速度抽出，用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120℃下烘干6-7h，然后在450℃焙烧4h，充分多次至涂覆到蜂窝载体上的涂层量分别达到180-195g/L，得到柴油机尾气净化SCR催化剂。实施例3：(1)按照重量份数分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油机尾气净化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剂涂层，所述催化剂涂层的涂覆量为180～195g/L，所述催化剂涂层以铈、锰、钼、钨、钒复合氧化物为活性组分，以铁、铒氧化物为助催化剂，以Ti‑Si复合氧化物为载体，其中活性组分：助催化剂：负载材料的质量比为7～10：5～6：30～50。

【技术特征摘要】
1.一种柴油机尾气净化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剂涂层，所述催化剂涂层的涂覆量为180～195g/L，所述催化剂涂层以铈、锰、钼、钨、钒复合氧化物为活性组分，以铁、铒氧化物为助催化剂，以Ti-Si复合氧化物为载体，其中活性组分：助催化剂：负载材料的质量比为7～10：5～6：30～50。2.如权利要求1所述的柴油机尾气净化SCR催化剂，其特征在于：所述活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洁，
申请(专利权)人：徐洁，
类型：发明
国别省市：山东;37