用于将排气流中的NO氧化成NO2的耐老化催化剂制造技术

技术编号:7184444 阅读:509 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种包含铂的沸石。本发明专利技术还涉及制备本发明专利技术所述的包含铂的沸石的方法,涉及所述沸石作为氧化催化剂和油气藏的用途以及涉及包含本发明专利技术沸石的催化剂组分。

【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含钼沸石。本专利技术还涉及制备本专利技术所述的含钼沸石的方法,所述沸石作为氧化催化剂和油气藏的用途以及包含本专利技术沸石的催化剂组分。
技术介绍
在早期的内燃机排气的净化中,只有来自汽油机的排气可以用三效催化剂(TWC) 净化。氮氧化物用还原烃(HC)和一氧化碳(CO)还原。在约15年内,也试图用催化剂后处理来自柴油机的排气。来自柴油机的废气包含一氧化碳、未燃烃、氮氧化物和作为空气污染物的烟灰颗粒。未燃烃包括烷烃、烯烃、醛和芳烃。柴油内燃机的排气系统通常包含下列组件 用于氧化烃和作为冷起动油气藏的柴油机氧化催化剂(DOC); 用于减少颗粒排放的柴油机颗粒过滤器(DPF); 任选用于分解尿素的水解催化剂; 用于还原氮氧化物的SCR(选择性催化还原)催化剂; 作为氨氧化催化剂的阻隔(barrier)催化剂。对于DOC(柴油机氧化催化剂)本领域技术人员理解为优选作为冷起动油气藏并且在常规操作中氧化未燃烃的催化剂。用催化剂处理来自柴油内燃机的排气需要改变催化剂材料的设计,因为不像汽油机,柴油机通常在氧过量下运行并且因此催化剂从不经历还原状态。因为颗粒物的问题成为讨论的主题,颗粒过滤器仍然连接至DOC的下游。将颗粒过滤器(DPF,柴油机颗粒过滤器)用于过滤出来自内燃机、特别是柴油机排气的烟灰颗粒, 并且由此减少其释放入环境中。使用各种过滤器的设计,例如所谓的“壁流式过滤器”或由陶瓷或金属泡沫制成的过滤器。然而,真正的问题不是烟灰颗粒的过滤,而是所用过滤器的再生。取决于操作控制的颗粒的组成,炭黑仅在500°C和700°C之间的温度下自燃。新生的颗粒过滤器必须是活性再生的。这意味着必须在DOC上重复产生该高温从而使下游DPF上的烟灰着火并烧除。因此,目前DOC的热老化就起到了十分重要的作用。新生的柴油机动车目前在柴油机颗粒过滤器的下游安装有可以借助于所谓的SCR 催化剂影响氮氧化物选择性催化还原的组件。SCR(选择性催化还原)是指来自内燃机排气以及粉末状态的氮氧化物的选择性催化还原。只有氮氧化物NO和NO2 (通常被称为NOx)用 SCR催化剂选择性还原,其中通常混合NH3 (氨)用于反应。因此,只有无害物质水和氮气作为反应产物形成。因此,除了烃的氧化,NO到NO2的氧化目前在柴油机氧化催化剂中特别重要。NO2 使得下列柴油机颗粒过滤器的再生、即烟灰燃尽更容易(例如参见J. Choo等人,Science of the total environment(2008)396-401 ;Μ. Jeguirim 等人,Applied Catalysis B Environmental,76 (2007),235-240 或 K. Yamamoto 等人,Proceedings of the Combustioninstitute,付印的文章(article in press))。另外,Ν0/Ν02混合物可以比纯NO更快地通过用氨选择性催化还原(SCR)而分解成氮气和空气(例如参见A. Grossale等人,Journal of Catalysis,256 (2008),312 至 322 或 Μ. Schwidder 等人,Journal of Catalysis, 259 (2008),96至103),因此在催化剂老化之后,对于NO到NO2的氧化,DOC的活性仍然必须非常高。因此,在后处理柴油机排气的操作条件下,具有比到目前为止在现有技术中已可能的老化趋势更低的老化趋势的催化剂是必须的。除了 Pt基催化剂,包含Pt和Pd的催化剂也在现有技术中也是已知的。另外,DOC 通常包含当冷时(冷起动情况)用于储存烃的沸石,从而减少烃的冷起动释放。典型的DOC例如公开在EP 800 856 A2中。其在3至4g Pt/1催化剂体积的情况下,含有高的贵金属浓度。然而,为了使CO和烃的起燃温度达到尽可能地低,将多数的钼施加到无定形Al/Si混合氧化物上,并且仅将少份额施加到沸石上。根据现有技术,目前为止,在沸石中很均勻地分布非常高浓度的钼以至于其甚至在较高温度负载之后仍然具有良好的钼分布还是不可能的。高的钼含量或分布影响足够的稳定性,这是为什么在现有技术中高的钼含量至今为止只在Al/Si混合氧化物中引入而不在沸石中引入的原因。含钼沸石在现有技术中是已知的。例如,将钼含量非常低(< )的沸石在炼油行业中用作催化剂,例如用于催化、芳构化和裂化反应。不同于柴油机排气中普遍的条件, 上述反应在还原条件(即具有过量烃)下进行,并且因此仅需要非常低的贵金属含量。含钼催化剂的制备,例如通过将钼离子交换进入沸石的孔中,在现有技术中是已知的。然而,这种方法并不在沸石中产生对柴油机氧化催化剂的应用而言将是必须的钼浓度(例如参见 J. M. Garcia-Cortes 等人,Journal of Catalysis, 218 (2003), 111 至 122 ;C. Jim6nez 等人,Applied Catalysis A =General 249 U003),175 至 185 和 J. P6rez-Ramirez 等人,Applied Catalysis B Environmental 29 Q001),285-至 298)。具有改进稳定性的DOC还通常通过混合Pt/Pd催化剂提供。特别是具有高Pt份额的Pt/Pd催化剂(6 1)表现出对热老化的良好耐受性。然而,缺点在于随着Pd含量增加, NO到NO2的氧化恶化。另外,Pt/Pd催化剂显然对硫的耐受性较低(参见5th International Exhaust Gas andParticulate Emissions Forum,2 月 19 禾口 20 日,2008, Ludwigsburg,第 126至144页)。这类催化剂通常不能在硫中毒之后热再生,但是在中毒后将其热负载即老化之后,其仍然继续损失活性。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供一种制备催化剂、特别是柴油机氧化催化剂的方法,其具有低的老化趋势和高的活性。该目的通过用于制备含钼沸石的方法实现,所述方法包括如下步骤a)用亚硫酸钼溶液浸渍沸石,b)在保护气氛下煅烧浸渍的沸石。优选所述煅烧在保护气氛中进行,其中优选使用氩气气氛、氮气气氛或其它惰性气氛。特别优选氩气气氛。所述浸渍沸石的煅烧优选在600至900°C、更优选> 750至850°C、特别优选> 750至830°C、特别是在约800°C的温度下进行。由于煅烧,形成钼前体化合物,如果必须的话,优选将其在煅烧后还原。然而,理论上,还原也可以在煅烧期间已经进行,然而,其中然后将必须使用还原气氛代替保护气氛。可以在煅烧之后进行的还原优选使用还原气体(氢气、一氧化碳、乙烯、甲醇、乙醇等)和惰性气体的混合物进行。优选的惰性气体例如为氩气、氦气、氖气等。在还原步骤中的惰性气体将被当成运载气体,其中优选氢气或其它还原气体的浓度,相对于还原气体和惰性气体的总体积,为1 至10体积%、更优选3至7体积%、特别优选约5体积%。通常还原进行直到钼前体化合物发生完全或基本完全的转换。优选还原在3至7 小时、更优选4至6小时、特别优选约5小时的周期内进行。优选还原在升高的温本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种制备含铂沸石的方法,所述方法包括如下步骤:a)用亚硫酸铂溶液浸渍沸石,b)在保护气氛下煅烧浸渍的沸石。

【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:奥尔加·马诺伊洛娃马尔库斯·胡特克劳斯·瓦宁格尔阿诺·提斯拉
申请(专利权)人:南方化学股份公司
类型:发明
国别省市:DE

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