用于分解N2O的含P/S-TM沸石制造技术

本发明专利技术提供包含至少一种过渡金属和额外的硫和/或磷原子的沸石催化剂在降低气体中氮氧化物含量中的用途，以及一种通过使气体与该沸石催化剂接触而降低该气体中氮氧化物含量的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分解N2O的含P/S-TM沸石本专利技术涉及包含至少一种过渡金属和额外的硫和/或磷原子的沸石催化剂在降低气体中氮氧化物含量中的用途，以及一种通过使气体与该沸石催化剂接触而降低该气体中氮氧化物含量的方法。在催化除去氮氧化物的工艺中使用金属掺杂催化剂是现有技术已知的。DE10112396A1公开了一种降低气体中N2O含量的方法。此处使用所选定的沸石催化剂。其以H型存在和/或包含交换的铁且特征在于除了晶格铝外以1:2-20:1的摩尔比存在非晶格铝。此外，该文献公开了脱铝或脱金属可借助无机酸处理而进行。这使用选自HC1、HF、H2SO4, HNO3和H3PO4的酸进行。如DE10112396A1所述酸处理的进行并不将硫和/或磷原子引入催化剂上。在该文献中没有公开最终催化剂中硫和/或磷原子含量。W003/084646A1公开了一种降低气体，尤其是工艺过程气体和废气中NOx和N2O含量的方法，其包括将至少一种含氮还原剂以不小于完全还原NOx所需量的量加入含NOx和N2O气体中，将烃、一氧化碳、氢气或一种或多种这些气体的混合物加入含NOx和N2O气体中以还原N2O,并将气体混合物引入至少一个温度高达450° C且包含一种或多种铁负载沸石的反应区。根据该工艺，使用基于借助固态离子交换而将铁引入其中的沸石的催化剂。为此，市购铵沸石通常用合适的铁盐如FeSO4.7H20处理。在煅烧之后，将含铁沸石用蒸馏水充分洗涤，过滤并干燥。因此，所引用的文献公开了掺杂铁的沸石催化剂。然而，同样与铁阳离子一起施加的硫酸根阴离子通过充分洗涤而再除去，使得铁掺杂催化剂上不存在硫。DE10215605A1同样公开了一种降低气体，尤其是工艺过程气体和废气中NOj^PN2O含量的方法，其中使待处理气体与基于沸石且掺杂铁的催化剂接触。根据该文献，掺杂铁同样可通过将FeSO4.7Η20施加至沸石而实现。此外，此处硫酸根阴离子也通过充分洗涤而再除去，使得最终催化剂中不存在硫和/或磷原子。 DE102005022650A1也公开了一种降低气体中氮氧化物含量的方法。为此，使待处理气体与掺杂铜和/或铁原子的沸石接触。该文献中同样没有公开沸石催化剂上存在硫或磷原子。现有技术已知的催化剂，尤其是铁掺杂沸石，具有降解气体中氮氧化物的活性，其仍能够被改进。此外，对于甚至在低温下具有与现有技术已知体系相同活性或在相同温度下表现出相应较高活性的改进沸石催化剂存在需求。甚至在较低反应温度下表现出足够高活性的催化剂将是有利的，因为许多工业设备的废气具有低温且在合适催化剂上反应之前加热该废气出于生态和经济原因而不具有吸引力。根据本专利技术，通过使用沸石催化剂降低气体中氮氧化物含量而实现就可用现有技术而言所提及的目的，其中沸石催化剂包含至少一种过渡金属和额外的硫和/或磷原子。所述目的也通过一种降低气体中氮氧化物含量的方法实现，其通过使气体与如上所定义的沸石催化剂接触而进行。根据本专利技术使用的沸石催化剂将在下文详细地描述:根据本专利技术使用的沸石催化剂的基础为沸石。沸石是本领域熟练技术人员本身已知白勺且例如描述于 Catalysis and Zeolites, Fundamentals and Applications,J.ffeitkamp, 1.Puppe,(编辑)，SpringerVerlag, Berlin, Heidelbergl990 中。本领域熟练技术人员已知的所有沸石通常适用于根据本专利技术使用的沸石催化剂。它们在下文使用本领域熟练技术人员已知的IZA(国际沸石协会)结构委员会的三个字母命名法而命名。就本专利技术而言特别合适的沸石选自BEA、CHA, FAU、FER和MFI及其混合物。根据本专利技术，所述沸石催化剂包含至少一种过渡金属。术语过渡金属是本领域熟练技术人员本身已知的且描述元素周期表(IUPAC新命名法)第3-12过渡族的元素组。在优选的实施方案中，根据本专利技术使用的催化剂包含至少一种选自元素周期表第四周期和/或第8-11族的过渡金属。因此，本专利技术特别涉及根据本专利技术的用途，其中至少一种过渡金属选自元素周期表第四周期和/或第8-11族。根据本专利技术使用的催化剂更优选包含至少一种选自Sc、T1、V、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt、Au及其混合物的过渡金属。因此，本专利技术特别涉及根据本专利技术的用途，其中至少一种过渡金属选自Sc、T1、V、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt、Au 及其混合物。在特别优选的实施方案中，根据本专利技术使用的催化剂包含Fe、Cu、Co和/或Ni，非常特别优选Fe作为至少一种过渡金属。因此，本专利技术非常特别优选涉及根据本专利技术的用途，其中至少一种过渡金属为Fe、Cu、Co 和 / 或 Ni。根据本专利技术，氮氧化物的实例优选选自一氧化二氮(N2O)，其中X为I或2的氮氧化物NOx及其混合物。在优选的实施方案中，待处理气体包含少量(Ν0χ/Ν20 < 0.5)，尤其是不包含氮氧化物N0X。在优选的实施方案中，降低NOx量的阶段由此在根据本专利技术的用途之前进行。降低NOx量的方法是本领域熟练技术人员已知的。氮氧化物N2O的含量特别优选借助根据本专利技术的用途而降低。根据本专利技术存在的至少一种过渡金属通常可以使得根据本专利技术使用的催化剂具有特别高活性(例如用于降解氮氧化物，尤其是一氧化二氮N2O)的任意量包含在根据本专利技术使用的沸石催化剂中。在优选的实施方案中，至少一种过渡金属以0.1-10.0重量％，特别优选0.25-5.0重量％，非常特别优选0.5-2.5重量％，例如0.7或2.5重量％的浓度存在于根据本专利技术使用的催化剂中，在每种情况下基于全部沸石催化剂。在优选的实施方案中，本专利技术由此涉及根据本专利技术的用途，其中至少一种过渡金属以0.1-10.0重量％，特别优选0.25-5.0重量％，非常特别优选0.5-2.5重量％，例如0.7或2.5重量％的浓度存在，在每种情况下基于全部沸石催化剂。根据本专利技术存在的至少一种过渡金属可以阳离子或元素形式存在于根据本专利技术使用的沸石催化剂中。如果过渡金属以阳离子形式存在，则其优选以由于其在元素周期表中位置而代表相应过渡金属的氧化值存在。在铁作为根据本专利技术使用的沸石催化剂中过渡金属的优选情况下，其氧化值优选为+2或+3。如果至少一种过渡金属以元素形式存在，则其具有的氧化值为O。至少一种过渡金属也可以各种氧化值的混合物存在。根据本专利技术，所存在的至少一种过渡金属可以掺入相应沸石的晶格中和/或可以作为非晶格过渡金属存在于该晶格结构外。此外，根据本专利技术使用的沸石催化剂额外包含硫和/或磷原子。在根据本专利技术使用的沸石催化剂中，硫和/或磷原子通常可以与至少一种所存在的过渡金属组合地使得根据本专利技术使用的沸石催化剂在降解氮氧化物，尤其是一氧化二氮N2O中具有特别高活性的任意量存在。在优选的实施方案中，硫和/或磷原子以基于全部催化剂为小于10重量％的浓度存在于根据本专利技术使用的催化剂中。在另一优选实施方案中，硫和/或磷原子以小于3重量％，非常特别优选0.2-2.5重量％的浓度存在于根据本专利技术的催化剂中，在每种情况下基于全部催化剂。因此，本专利技术还优选提供根据本专利技术的用途本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.12 EP 10187258.81.沸石催化剂在降低气体中氮氧化物含量中的用途，其中沸石催化剂包含至少一种过渡金属和额外的硫和/或磷原子。2.根据权利要求1的用途，其中至少一种过渡金属选自元素周期表第四周期和/或第8-11 族。3.根据权利要求1或2的用途，其中至少一种过渡金属选自Sc、T1、V、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt、Au 及其混合物。4.根据权利要求1-3中任一项的用途，其中至少一种过渡金属以基于全部催化剂为0.1-10.0重量％的浓度存在。5.根据权利要求1-4中任一项的用途，其中硫和/或磷原子以基于全部催化剂为小于10重量％，优选小于3重量％，特别优选0.2-2.0重量％的浓度存在。6.根据权利要求1-5中任一项的用途，其中沸石选自BEA、FAU...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·多伊尔莱因，T·罗森达尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：
国别省市：