一种用于柴油车尾气净化的低温SCR催化剂及其制备方法，目的是具有较高热稳定性和较好低温催化活性；该催化剂各组分含量按重量百分比计为：硅铝比Si/Al为38-50的分子筛HZSM-5：40-80%；钼酸铵(NH4)6Mo7O24·4H2O：0-12.1%；无水FeCl3：0.1-10.7%；乙酸锰：0.1-19.9%；硝酸铈：0.1-17.0%；各组分的纯度为分析纯；其制备方法是在去离子水中加入钼酸铵(NH4)6Mo7O24·4H2O和无水FeCl3，搅拌溶解后再加入分子筛HZSM-5，保持温度均匀搅拌，直到水分蒸干为止；在110-130℃温度下干燥12h，再在500-700℃温度下煅烧3-6h，得到中间产品；将乙酸锰和硝酸铈与该中间产品混合，加入去离子水搅拌，用氨水调节pH值至12-13，继续搅拌2h，真空抽滤、洗涤；在110℃下恒温干燥12h，再在350-550℃下焙烧5h。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种以氨为还原剂的选择性催化还原低温催化剂及其制备方法，具体来讲，是一种治理柴油车及稀燃汽油机车尾气污染的SCR催化剂及其制备方法。
技术介绍
柴油车尾气污染治理是一个国际性的技术难题和研究热点。目前我国柴油车尾气排放标准是国2和国3标准，柴油车尾气还没有加装尾气后处理系统，尾气净化后处理系统的关键部分是催化转化器，除了少数进口车辆，在我国尚无柴油车尾气净化催化剂的产业化应用。随着经济的发展和对环境要求的提高，我国正在准备实施国4标准，国4标准一旦实施，则必须加装后处理催化剂系统。因此，柴油车尾气净化实用催化剂开发和研究，已成为一项迫切需要解决的问题。选择性催化还原(SCR)是一种解决柴油车尾气氮氧化物污染的有效技术，欧美国家已经开发出用于柴油车尾气净化的NH3-SCR催化技术，该技术也是目前柴油车尾气净化最成熟的可行性技术。当然，该技术的核心是NH3-SCR催化剂。关于SCR 催化剂的研究已有许多工作报道。Al2O3负载贵金属的催化剂曾有较多的研究工作，该类催化剂具有较好的稳定性，但是其催化活性较低，而且产生较多的反应副产物，另一个问题是具有较高活性的温度区间较窄，这是影响该催化剂应用的一个关键性因素。以二氧化钛为载体的钒钨钛催化剂(V205/W03/Ti02)具有较好的NH3-SCR活性，已经成为固定源NOx脱除的商品化催化剂，但是该催化剂的低温活性差，而且V2O5价格昂贵，并且毒性大。目前已有许多研究工作(200910219526. 8 ；201010606894. 0)对其进行改进，主要是添加过渡金属离子，以获得好的低温催化性能。然而，此类催化剂尚无解决催化剂的热稳定性问题，即活性组分V2O5在较高的温度下能够发生挥发，失去活性；同时钛基催化剂的TiO2载体在较高的温度下易发生晶型转变从而使催化剂失活，这些问题严重影响到催化剂的应用，特别是在实用催化反应过程中需要进行催化剂的再生，因此不能满足未来实施欧5标准的要求。
技术实现思路
本专利技术目的是克服上述已有技术的不足，提供一种具有较高热稳定性、较好低温催化活性和较宽温度窗口的用于柴油车尾气净化的低温SCR催化剂，以及这种催化剂的制备方法。本专利技术催化剂各组分按重量百分比计为硅铝比(Si/Al)为 38-50 的分子筛 HZSM-5，40-80 % ;钥酸铵(NH4)6Mo7O24 *4H20 (A. R)， 0-12. I % ;无水 FeCl3 (A. R) ,0. 1-10. 7 % ;乙酸锰(A. R) ,0. 1-19. 9 % ;硝酸铈(A. R) ,0. 1-17.0 %;各组分的重量百分比之和为100%。各组分的纯度为分析纯(A. R)。本专利技术催化剂的具体制备方法如下(1)按比例在去离子水中加入钥酸铵(NH4)6Mo7O24*4H20和无水FeCl3，搅拌溶解后再加入分子筛HZSM-5，保持温度50-80 V，均匀搅拌，直到水分蒸干为止；(2)在110-130°C温度下干燥12 h，再在500-700 °C温度下煅烧3-6 h后，得到中间产品；(3)按比例称取乙酸锰(A.R)和硝酸铈(A.R)，与上述所制备的中间产品混合放于烧杯中，加入1-15 ml去离子水，电动搅拌24 h，然后用25%的氨水调节pH值至12-13，继续搅拌2 h，进行真空抽滤，即使用真空泵使溶液中的固体和液体分离，得到的固体再经去离子水多次洗涤，除去杂质；(4)在110°C下恒温干燥12 h，再在350-550 °C下焙烧5 h。该催化剂的表达式为Mn-Ce-Fe- Mo/ZSM-5 本专利技术催化剂是在Fe-Mo/ZSM-5催化剂的基础上，对催化剂组分和制备方法进行了改进，并以共沉淀方法引入Mn、Ce活性组分，制成了直接适用于脱除柴油车尾气氮氧化物的SCR催化剂。解决了现有净化柴油车尾气氮氧化物催化剂催化活性较低、低温活性差、 以及热稳定性不高等问题。本专利技术催化剂具有较高的催化活性，经过柴油车尾气净化氮氧化物的试验，在空速为30000-50000 IT1等实用条件下，多次对多个样品催化活性进行测试，其NO转化率均已达到95 %以上，最高达到了 100 %;该催化剂还具有较好的低温活性和较宽的温度窗口，在温度范围为120-550 1内，均具有高的催化活性，最高达到了 100 %;同时也具有较高的热稳定性，经过对催化剂样品在700-800 °C高温反应条件的处理，其催化活性影响较小，同时还具有抗水和SO2的性能。本专利技术催化剂的制备方法简单，制备过程中没有污染，成本低廉， 能够满足和达到柴油车尾气净化的实际需要和欧5标准的要求。附图说明图I为某样品(1#样品)上NO的转化率随温度变化曲线。图2为某样品(1#样品)在750°C热处理前后的NO转化率随温度变化曲线。具体实施例方式实施例I :催化剂中各组分按重量单位克计为硅铝比(Si/Al)为38-50的分子筛 HZSM-5，20 g ;钥酸铵(NH4) 6Mo7024 4H20 (A. R)，0. 40 g ;无水 FeCl3 (A. R)，2. 94 g ；乙酸锰 (A.R)，4. 5 g;硝酸铈(A.R)，2. 5 g。制备方法是在300 ml去离子水中加入(NH4)6Mo7O24 4H20和无水FeCl3, 搅拌溶解后加入Si02/Al203=38-50的HZSM-5 (天津南开大学化学试剂厂生产)，在恒温水浴器中保持温度60 °C，电动搅拌，直到烧杯里水分蒸干为止，放入120 °C烘箱中干燥约12 h,然后在马福炉中600 °C焙烧5 h ;得到Fe-Mo/ZSM-5样品8. 2 g ;称取乙酸锰(A. R)，硝酸铈(A. R)和上述制备的Fe-Mo/ZSM-5样品混合放于烧杯中，加入150ml的去离子水，电动搅拌24 h，后将25%的氨水边搅拌边加入，调节pH值至12-13后停止加氨水，继续搅拌2 h， 真空抽滤、洗涤，在110 °C下恒温干燥12 h后，400°C下焙烧5 h，冷却后研磨、压片、筛分成 40-60目的颗粒，即为1#样品。1#样品中Mn含量为10 Wt %，Ce含量为8 wt%, Fe为5 wt%, Mo为I wt%。该样品的反应条件N0X为500 ppm, NH3为510 ppm, O2为40 ppm，温度为120-500 °C，得到了很好的催化活性，其NO转化率均达到了 96 %以上，最高达100 %。产物中N2选择性为100%。 具体结果见附图I。实施例2 :催化剂各组分按重量单位克计为硅铝比(Si/Al)为38-50的分子筛 HZSM-5，20 g ;钥酸铵(NH4) 6Mo7024 4H20 (A. R) ,1.94 g ;无水 FeCl3 (A. R)，I. 39 g ；乙酸锰 (A. R) ,1.90 g ;硝酸铈(A. R)，0. 66 g。其制备方法是将溶解在去离子水中(NH4)9Mo7O24 4H20浸溃在HZSM-5载体上。 然后溶液在80-90 °C水浴蒸干后，于烘箱110 °C干燥12 h，然后将样品充分研磨后放入马弗炉550 °C焙烧4 h，制成40 60目的Mo/ZSM-5 称取上述制备的Mo/ZSM-5和FeCl3，分别置于U本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：左志军，李哲，秦小平，赵治军，刘一鸣，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。