披露了一种用于生产SCR活性沸石催化剂的方法连同因此生产的一种沸石催化剂。为了生产所述催化剂，将Fe离子交换沸石最初经受在还原气氛中，在300至600摄氏度的范围内的一个第一温度处理(3)，这样Fe离子的氧化态减小和/或在沸石上Fe离子的分散性增大，于是将这种还原的沸石经受在氧化气氛中，在300至600摄氏度范围内的一个第二热处理(4)，这样烃残余物或残炭被氧化去除，将该沸石煅烧(2)以在该第一和第二温度处理过程中获得一种催化剂材料。所述生产方法允许包含在沸石中的铁被稳定化在小于+3的氧化态，和/或Fe离子在沸石上的分散性将被永久增加，这样在小于300摄氏度的范围内达到高SCR活性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产ー种SCR-活性沸石催化剂的方法以及SCR-活性沸石催化剂本专利技术涉及用于生产SCR-活性沸石催化剂的ー种方法。本专利技术进ー步涉及ー种 SCR-活性沸石催化剂。本专利技术是关于如果只有小量的NO2 (如果有的话)存在于废气中，则沸石催化剂在低于300°C的低温区中的较低SCR活性的问题。为了在含氧废气，例如使用过量空气操作的内燃发动机的废气，尤其是来自柴油机的废气中除去氮氧化物，基于ニ氧化钛的催化剂是已知的，在该催化剂上这些氮氧化物在氧存在下借助ー种添加的还原剂，例如特別是氨，被还原，以给出分子的氮和水。关于这一点，通过举例的方式，提及DE 2458 888 Al。在用于选择性催化还原的这一方法(简称 SCR方法)中，在进入催化转化器以前，将还原剂或在废气中转化为还原剂的前体物质添加到废气中。例如，用于还原剂氨的一种已知前体物质是脲，它尤其是以水性脲溶液的形式提供到该废气中。作为可替代的还原剂，还已知的是烃类，它尤其在内燃发动机不完全燃烧的情况下，可以已经作为废气中的燃烧产物而存在。从DE 24 58 888 Al已知的SCR-活性催化剂包括一种陶瓷载体催化剂组合物，该組合物包括作为主组分的ニ氧化钛，同时添加钨和/或钒的氧化物。在此使用的催化剂本体可以是涂覆的催化剂或无载体催化剂。在涂覆的催化剂中，已经将催化剂组合物施用到一种支撑材料，例如更具体地施用到自身为非催化活性的一种堇青石(具有斜方双锥体结构的构成为Mg2Al4Si5Ow的硅铝酸镁)。相反，无载体催化剂完全从催化活性的催化剂组合物制造。为此目的，总体上将起始材料进行加工以给出一种可捏合的浆料，将该浆料挤出以给出充满通道的蜂窝状物。随后，将挤出的蜂窝状物煅烧同时通过热处理固化，以给出最终处理的无载体催化剂。进ー步已知的SCR-活性催化剂还是沸石。沸石，即框架硅铝酸盐，在一些情况下形成充满直径在气体分子大小的级别的通道的结构，并且由于它们的高比表面积，尤其适合于ー种选择性催化还原。例如，DE198 54 5502 Al披露了在具有包括ニ氧化钛和沸石的活性组合物的还原剂存在下，用于降解氮氧化物的ー种SCR-活性催化剂，所述沸石是氢离子交換的、酸性的沸石。GB 2 193 655 A也披露了用于通过SCR方法降解氮氧化物的ー种催化剂。其中所限定的催化剂的催化剂组合物包括具有低比表面积的ニ氧化钛，以及通过离子交換获得的含铜沸石。优选的所限定的沸石是丝光沸石、ZSM-5和镁碱沸石。还从EP 0 393 917 A2已知的是ー种用于降解氮氧化物的催化剂，它的催化剂组合物包括沸石，该沸石在离子交換以后含有铜和/或铁。优选的所限定的沸石是USY (超稳定的 Y)、β 和 ZSM-20。此外，EP 0 219 854 Α2披露了一种催化剂，该催化剂包括处于锐钛矿多晶型物的 ニ氧化钛以及在处于氢形式或铵形式的酸稳定的沸石。最后，US 5，271，913Α披露了用于通过SCR方法降解氮氧化物的一种催化剂，其催化剂组合物包括ー种沸石。在这里用ニ氧化铈或氧化铁浸渍沸石。相对于含硫组分，所限定的催化剂据说具有一种高稳定性。一种优选的所限定的沸石是ZSM-5型的沸石。可以按涂覆催化剂的形式亦或按无载体催化剂的形式生产沸石催化剂。作为ー种本体材料催化剂的构型(特別是以小粒的形式)的沸石催化剂本质上也是已知的。文献提到ー种狗离子交換沸石，特別是关于其良好的SCR活性。例如，出版物 “用氨进行的氮的氧化物的选择性催化还原的超活性催化剂”(Ultra-Active Fe/ZSM-5 Catalyst For Selective Catalytic Reduction Of Nitric Oxide With Ammonia), Gongshin Qi， Ralph ( ii^K^ ) T. ，Apple. Cat. B =Environmental (1^ ) 60 (2005) 13-22 ff 究了 1 离子交換ZSM-5沸石对NO的SCR活性，并且氨存在下，在高于350°C的温度达到了接近90%的NO转化率。通过用FeCl3浸渍，对ZSM-5型沸石的离子交換进行了研究。在空气中的氧化气氛下，进行该催化剂组合物的煅烧。借助X射线衍射和电子自旋共振測量，结合到该沸石结构中的铁离子的氧化态被确定为+2和/或+3。猜想是具有+2氧化态的铁对高催化活性负责。在研究的SCR反应期间，+2氧化态的铁逐渐氧化。在现有出版物“在原位XAFS表征和分析中对于DENOx的应用i^e/ZSM5的结构/反 M性关系，，(Structure/Reactivity Correlation In Fe/ZSM5For DENOx Applications. In-situ XAFS Characterization and Catalysis) , A. A.Battiston, J.H.Bitter, D. C. Koningsberger，Elsevier,关于它的活性，也研究了 ZSM-5型!^e例子交換沸石。在这 ー情况下，具体地，借助X射线光谱法，分析了结合到沸石结构中的铁离子的配位点。借助 FeCl3升华，对所研究的ZSM-5沸石进行了离子交換。使用丁烷和异丁烷作为还原剂，分析了煅烧的催化剂组合物的SCR活性。在每ー情况下用氧、一氧化碳和异丁烷处理后，通过X 射线光谱研究催化剂组合物。在SCR反应过程中，所结合的铁离子的氧化态据说被还原了。本专利技术的ー个目的是明确说明用于生产SCR-活性沸石催化剂的方法，它具体是在低温区内，具有同样高并且持久的SCR活性，甚至如果只有小量的NO2 (如果有的话)存在于废气中。本专利技术的进ー步目的是明确说明带有所提到的特性的沸石催化剂。根据本专利技术达到了关于生产エ艺的目的，是通过首先使铁离子交換沸石在还原烃气氛中经受在300°C和600°C之间的范围内的第一热处理，这还原了 ！^e离子的氧化态和/ 或増加了狗离子在沸石上的分散性，然后使该还原的沸石在氧化气氛中经受在300°C和 600°C之间的第二热处理，这氧化地去除了烃残余物和/或残炭，并且在该第一和第二热处理过程中煅烧该沸石以给出ー种催化剂。大量内部的研究已经证实以下假说，在所结合的铁离子的氧化态小于+3和/或铁离子在沸石上的分散性増加吋，狗离子交換沸石具有提高的SCR活性。分散性在此被理解为是指在沸石上的铁离子的分布程度。高分散性表明了一种精细分布。低分散性表明了在沸石上存在狗簇。在离子交換和煅烧以后，原则上可以生产这样的沸石催化剂，例如通过在混合气体下或借助CO还原它，这将所结合的铁离子的氧化态朝向+2的方向还原，或者改变分散性。然而在SCR条件下，即在氧存在下，催化活性逐渐下降。这与还原的狗离子交換沸石催化剂中的变色结合，从浅黄色到米色基色，到铁锈红色色调。这表明了以+2氧化态结合到沸石中的铁被氧化为+3氧化态的铁，如对应狗203。到铁锈红色色调的变色还可以与铁的分散性的减少相关，即在沸石上形成狗簇。因此本专利技术的目标是以持久方式生产具有高SCR活性的狗离子交换沸石催化剂。在极大量实验研究以后，已经发现这样的一种狗离子交换沸石催化剂，其中存在的铁主要具有小于+3的氧化态和/或结合到沸石的狗离子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JW芒奇，R多泽尔，
申请(专利权)人：庄信万丰催化剂德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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