具有改善的耐热性的沸石以及使用该沸石的催化剂复合物制造技术

本发明专利技术提供了一种重整沸石以及一种使用所述重整沸石的催化剂复合物，所述催化剂复合物具有改善的耐热性，并且用在以氨气或尿素作为还原剂的选择性催化还原(SCR)催化剂中，用在过滤器涂覆有所述SCR催化剂的过滤型选择性催化还原(SDPF)催化剂中，或者用在稀薄氮氧化物柴油氧化催化剂(NA

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的耐热性的沸石以及使用该沸石的催化剂复合物


[0001]本专利技术涉及一种重整沸石以及一种使用该重整沸石的催化剂复合物，该重整沸石和该催化剂复合物具有改善的耐热性，并且用在以氨气或尿素作为还原剂的选择性催化还原(SCR)催化剂中，或者用在过滤器涂覆有SCR催化剂的过滤型SCR催化剂中，或者用在稀薄氮氧化物柴油氧化催化剂中。根据本专利技术的重整沸石通过用氧化铝溶胶涂覆沸石或混合两者来制备。对于包含根据本专利技术的重整沸石的催化剂而言，可改善其在高温区域降低氮氧化物(NO
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)的性能，并且可改善其即使在暴露于从内燃机等排放的高温废气时的热耐久性。

技术介绍

[0002]在所使用的空气多于按化学计量燃烧所需的空气量的燃烧条件(即，在贫燃条件下运行的内燃机的燃烧条件)下，去除废气中的氮氧化物(NO
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)是尤其困难的。
[0003]使用氨气的选择性催化还原(SCR)是一种施加至贫燃条件固定污染源用以降低NO
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的可靠技术。在这项技术中，NO
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在SCR催化剂的表面与充当还原剂的氨气发生反应，其因被还原成氮气(N2)而含量降低。一般来讲，将钒钛氧化物用作在300至450℃范围内的氮氧化物降低效率为90％或以上的选择性催化还原(SCR)的催化剂。ZSM5型沸石催化剂，Beta型沸石催化剂，和/或Fe或Cu等过渡金属的离子被交换的Fe-Beta、Cu-Beta、Fe-ZSM5和Cu-ZSM5型沸石催化剂被开发并用于需要高热耐久性(600℃或更高)和高活性温度范围(350至550℃)的应用。然而，耐热性问题依然存在。此类SCR也可被施加到过滤结构，并被称为SCRoF(过滤器上的SCR)或SDPF。在本专利技术中，将SCR称为过滤型SCR催化剂。同时，近期开发并应用了一种在柴油氧化催化剂(DOC)中包含NO
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吸附材料的催化剂制品，用以改善低温活性，该催化剂制品被称为NA-DOC，在本专利技术中被称为NO
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吸附型柴油氧化催化剂。在NO
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吸附型柴油氧化催化剂或过滤型选择性催化还原催化剂中，需要提供如下这样的催化剂：该催化剂在暴露于从内燃机排放的高温废气时具有改善的高温活性和热耐久性，以及对有毒材料(诸如硫、磷、钙、锌和碱金属)具有抗毒性。

技术实现思路

技术问题
[0004]本专利技术通过将氧化铝溶胶施加到沸石以制备重整沸石并将重整沸石施加到NA-DOC、SCR或SDPF，来实现具有出色耐热性和高温活性的催化剂。技术方案
[0005]本专利技术涉及一种催化剂制品。更具体地讲，该催化剂制品可为氮氧化物吸附型柴油氧化催化剂、选择性催化还原催化剂、或过滤型选择性催化还原催化剂，并且可包含置于载体中的沸石，该沸石可涂覆有氧化铝溶胶。
[0006]根据本专利技术的一个实施方案，重整前的沸石可为H-Beta沸石或CHA沸石。根据本专利技术的催化剂制品可进一步包含铂系组分以及NO
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存储材料(例如，钡、锶和镁)，该铂系组分和NO
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存储材料通常添加在NO
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吸附型柴油氧化催化剂中。此外，在选择性催化还原催化剂或
过滤型选择性催化还原催化剂中，可进一步包含本领域技术人员所理解的典型组分(诸如共轭物)。根据本专利技术的重整沸石可置于载体的内壁上或者载体内壁的孔中。
[0007]根据另一个实施方案，本专利技术可提供一种包含所述催化剂制品的废气处理系统。有益效果
[0008]根据本专利技术的重整沸石的稳定性可通过X射线衍射(XRD)和Brunauer Emmett Teller(BET)表面积变化来确认。在将涂覆有重整沸石的NA-DOC、SCR或SDPF催化剂施加到排气系统时，高温废气的氮氧化物(NO
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)的吸附率或转化率因沸石的耐热性改善而提高。此外，在暴露于高温废气时的热耐久性以及即使在暴露于高浓度硫和碱金属时依然保有的抗毒性也得到改善。
[0009]可能存在影响重整沸石稳定性的因素，诸如但不仅限于氧化铝的物理屏障作用(氧化铝充当沸石的壳，沸石为核心)以及脱铝作用的弱化。
附图说明
[0010]图1示出了新鲜重整沸石和老化重整沸石的透射式电子显微镜(TEM)分析的结果，图2b为示出了因老化所致变化的示意图；
[0011]图2示出了在按照使用共振声混合(RAM)型混合机和球磨工艺制备重整沸石的方法通过混合γ-氧化铝粉末而非氧化铝溶胶来制备重整沸石之后的TEM分析的结果；
[0012]图3a示出了在750℃至1200℃的温度下常规BEA沸石和重整BEA沸石的X射线衍射(XRD)谱，图3b示出了在750℃至1200℃的温度下常规SSZ13沸石和重整SSZ13沸石的XRD谱；
[0013]图4示出了在实验室管式炉(LTF)老化L/R工艺中，在800℃至950℃的温度下常规BEA沸石和重整BEA沸石的XRD谱；
[0014]图5示出了在LTF老化L/R工艺中，在800℃至950℃的温度下常规沸石和重整沸石的Brunauer Emmett Teller(BET)表面积变化的曲线图；
[0015]图6为示出了当在850℃的温度下执行持续25小时的湿热老化(HTA)、在100℃的温度下以400ppm的速率执行持续10分钟的NO
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吸附以及在100℃至700℃的温度下执行解吸的条件下测量NO
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吸附率时，各NA-DOC催化剂制品的NO
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吸附率的曲线图，所述NA-DOC催化剂制品包含SSZ13沸石对照组(Pd/CHA)、γ-氧化铝(g-Al2O3)对照组和在对照组沸石中含有30wt％氧化铝溶胶的重整沸石(ZASA@NA-DOC)；
[0016]图7为示出了在催化剂制品经过25小时850℃下的HTA老化和12小时900℃下的HTA老化之后的氨气-SCR性能效率的曲线图，所述催化剂制品包含SSZ13沸石对照组(Ref-Cu/CHA)、γ-氧化铝(g-Al2O3)对照组和在对照组沸石中含有30wt％氧化铝溶胶的重整沸石(ZASA)；并且
[0017]图8为示出了在催化剂制品经过12小时900℃下的HTA老化之后的氨气-SCR性能效率的曲线图，在所述催化剂制品中，在DPF上涂覆有包含SSZ13沸石对照组(Ref-NO
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)和在对照组沸石中含有30wt％氧化铝溶胶的重整沸石(ZASA)的催化剂。
具体实施方式
[0018]本专利技术涉及一种涂覆有氧化铝溶胶的重整沸石、在载体上置有该重整沸石的催化剂制品、以及包含该催化剂制品的废气处理系统。
[0019]沸石是一种结晶硅酸铝材料，其通常具有直径为大约3至10埃的均匀孔径，该孔径取决于沸石的类型以及沸石晶格中所含的阳离子的类型和数量,它是具有孔尺寸的结晶铝硅酸盐水涂料。本领域的技术人员熟知沸石、合成沸石以及天然沸石用于促进特定反应的用途，包括以氨气充当还原剂对氮氧化物执行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氮氧化物吸附型柴油氧化催化剂制品，其包括置于载体上的沸石，其中所述沸石涂覆有氧化铝溶胶。2.一种选择性催化还原催化剂制品，其包括置于载体上的沸石，其中所述沸石涂覆有氧化铝溶胶。3.一种过滤型选择性催化还原催化剂制品，其包括置于载体上的沸石，其中所述沸石涂覆有氧化铝溶胶。4.一种涂覆有...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳容亚娜，
申请(专利权)人：喜星触媒株式会社，
类型：发明
国别省市：