CN114904570A - 一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂及其制备方法，属于柴油机尾气后处理技术领域。包括载体、催化剂底层、催化剂表层；载体的表面设有均匀分布的催化剂底层；催化剂底层由含铂化合物和金属氧化物组成，含铂化合物占催化剂底层的质量比为0.05wt%～1.0wt%，金属氧化物为氧化铝、氧化铈、氧化锆、β分子筛、氧化硅、氧化镁、氧化钛其中的任意一种或者任意多种混合；催化剂表层为铜基分子筛，所述铜基分子筛占催化剂表层的质量比为1wt%～90wt%；本发明解决了现有的氨氧化催化剂催化效率低的问题，提高了氨氧化催化剂对氨气的转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机尾气后处理技术领域，尤其涉及一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂及其制备方法。
背景技术
选择性催化还原NOx技术(NH3-SCR)因为具备NH3-SCR催化活性优异、水热稳定性和抗HCs中毒能力强的特点而成为目前最具应用前景的柴油车尾气净化技术之一，该技术的核心是开发具备优异催化性能的催化剂，然而，该技术在尾气处理中需要添加尿素作为氨气的来源；为了尽可能提高NOx的转化效率，在国六NH3-SCR催化剂一般NH3的比例会大于NOx的化学计量比，这样就会导致在反应过程中存在NH3排放到大气中造成氨气污染的问题，因此需要对多余的氨气进行处理，氨氧化催化剂（ASC）便是在SCR催化剂后端用于将氨气转化为氮气的尾气处理***。
现有的氨氧化催化剂虽然也能对尾气中多余的氨气进行氧化处理，但是其对氨气的转化效率较低，此外，现有的氨氧化催化剂在氧化过程中对氮气的选择性仍然有待提高。
发明内容
针对现有技术中缺陷与不足的问题，本发明提出了一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂及其制备方法，解决了现有的氨氧化催化剂催化效率低的问题，提高了氨氧化催化剂对氨气的转化效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂，包括载体、催化剂底层、催化剂表层；
所述载体的表面设有均匀分布的催化剂底层，所述催化剂底层的表面设有均匀分布的催化剂表层；
所述催化剂底层由含铂化合物和金属氧化物组成，所述含铂化合物占催化剂底层的质量比为0.05wt%～1.0wt%，所述金属氧化物为氧化铝、氧化铈、氧化锆、β分子筛、氧化硅、氧化镁、氧化钛其中的任意一种或者任意多种混合，所述催化剂底层的涂层上载量为30g/L～150g/L；
所述催化剂表层为铜基分子筛，所述铜基分子筛由铜源和分子筛通过离子交换法制得，所述分子筛为β分子筛、ZSM-5分子筛、SAPO-34分子筛中任一种，所述铜基分子筛占催化剂表层的质量比为1wt%～90wt%，所述催化剂表层的涂层上载量为20g/L～200g/L。
进一步的，所述载体为堇青石载体，所述载体的体积为0.99L，所述载体的孔密度为400目/立方英寸。
进一步的，所述催化剂底层的涂层上载量为50 g/L，所述含铂化合物与催化剂底层的比例为0.2wt%。
进一步的，所述催化剂表层的涂层上载量为170 g/L，所述分子筛为SSZ-13分子筛。
进一步的，所述金属氧化物由氧化铝、铈锆粉、β分子筛三者混合而成，其中氧化铝、铈锆粉和β分子筛之间的比例为85:10:5。
本发明还公布了一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一：底层配料，首先，分别计算催化剂底层配料的总质量和含铂化合物的添加质量，催化剂底层配料的总质量=载体面积*催化剂底层的涂层上载量，含铂化合物的添加质量=催化剂底层配料的总质量*含铂化合物占催化剂底层的质量比，选择金属氧化物的种类和配比并配置出金属氧化物的质量，配置出对应质量的粘结剂和增稠剂，使得含铂化合物的添加质量+金属氧化物的质量+粘结剂质量+增稠剂质量=催化剂底层配料的总质量；然后将配好的金属氧化物的粉体与水进行混合搅拌处理，在搅拌过程中边搅拌边滴加含铂化合物，直到金属氧化物、水、含铂化合物三者混合均匀为止，即制得催化剂底层的初步浆料；
步骤二：底层研磨，将催化剂底层的初步浆料进行研磨处理，直到初步浆料D50=3～5μm即可，即将初步浆料的粒径研磨至3～5μm；
步骤三：底层调浆与涂覆，将配好的粘结剂和增稠剂加入研磨好的初步浆料内并混匀得到二级浆料，使得二级浆料的粘度适宜，接着将调浆完毕后的二级浆料均匀地涂覆到载体上；
步骤四：底层干燥与焙烧，首先，将涂覆有二级浆料，亦即催化剂底层的载体进行干燥处理，干燥温度为90～150℃，直至载体上的二级浆料的烘干率≥95%为止；接着对载体上的二级浆料进行焙烧处理，焙烧处理的温度设置为550～600℃，焙烧时间设置为2～4h；
步骤五：表层配料，首先，分别计算制备催化剂表层所需要催化剂表层和铜基分子筛的质量，催化剂表层的质量=催化剂表层的涂层上载量*载体面积，铜基分子筛的质量=催化剂表层的质量*铜基分子筛占催化剂表层的质量比；然后，配置对应的催化剂表层粘结剂和催化剂表层增稠剂的质量，使得催化剂表层粘结剂的质量+催化剂表层增稠剂的质量+铜基分子筛的质量不大于催化剂表层的质量；接着，将铜基分子筛加水混合均匀，紧接着添加硅溶胶、铝溶胶、锆溶胶选择其中任意一种或任意多种并搅拌均匀得到催化剂表层初级浆料；
步骤六：表层研磨，将催化剂表层初级浆料进行研磨处理，直到催化剂表层初步浆料D50=3～5μm即可，即将催化剂表层初步浆料的粒径研磨至3～5μm；
步骤七：表层调浆与涂覆，首先，向研磨后的催化剂表层初级浆料内添加配置好的增稠剂并搅拌均匀得到催化剂表层二级浆料，接着将催化剂表层二级浆料均匀地涂覆到催化剂底层上，要求将催化剂底层的表面进行全覆盖；
步骤八：表层干燥和焙烧，首先，将催化剂表层二级浆料进行干燥处理，干燥温度设置为90～150℃，直至催化剂表层二级浆料的烘干率≥95%为止，接着将干燥后的催化剂表层二级浆料进行焙烧处理，焙烧温度设置为550～600℃，焙烧时间设置为2～4h，焙烧结束后即可得到柴油机高选择性氨氧化催化剂。
进一步的，所述铜基分子筛的制备步骤为：
第一步，溶解分子筛固体，将水和分子筛的固体按照2:1的比例在反应釜中进行混合均匀；
第二步，加入铜源，按分子筛总质量的1wt%～6wt%投入铜源至反应釜内，将反应釜的温度设置为60～80℃，反应时间设置为3～4h；
第三步，洗涤，将反应后的铜源和分子筛以及水的混合物打入压滤机进行洗涤，直至洗涤液无明显蓝色即可；
第四步，烘干和焙烧，将压滤机的滤饼进行烘干，烘干温度设置为90～130℃，烘干完成后进行焙烧处理，焙烧温度为450～600℃，焙烧2～4h后即可得到铜基分子筛成品。
进一步的，所述步骤二中的初步浆料和所述步骤六种的催化剂表层初级浆料均采用湿式研磨机进行研磨处理。
进一步的，所述催化剂表层粘结剂为硅溶胶。
进一步的，所述步骤四和步骤八的干燥温度均为120℃、焙烧温度均为550℃、焙烧时间均为3h。
本发明具有如下有益效果：本发明提供一种新ASC氨氧化催化剂，该催化剂通过双层涂覆实现催化剂对氨气的高效氧化、提高了产物氮气的选择性，对控制尾气中氨气的产生有着重要意义。
附图说明
图1为高氮气选择性氨氧化催化剂的结构示意图；
图2为高氮气选择性氨氧化催化剂制备方法流程图；
图3为铜基分子筛的制备方法流程图；
图4为NH3转化率测试结果折线图；
图5为N2选择性测试结果折线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
实施例1：
如图1～3所示，高氮气选择性氨氧化催化剂由载体1、催化剂底层2、催化剂表层3三部分构成，其中催化剂底层的主要成分为氧化铝、氧化铈、氧化锆和含铂化合物的混合物，含铂化合物含量占催化剂底层的质量比为0.2wt%，催化剂表层为铜基分子筛，分子筛为SSZ-13分子筛，能够采用日本NGK公司生产的堇青石载体作为载体使用，载体体积为0.99L，孔密度为400目/立方英寸，氨氧化催化剂的制作步骤如下：步骤一，将氧化铝、铈锆粉、β分子筛按85:10:5的比例进行添加并加入等重量的水中混合，铈锆粉是含有氧化铈和氧化锆的粉末，混合均匀后使用滴管滴加硝酸铂溶液得到催化剂底层的初步浆料；步骤二，将初步浆料进行湿法研磨，研磨至颗粒D50=4.5μm；步骤三，将配好的粘结剂和增稠剂加入研磨好的初步浆料内并混匀得到二级浆料，使得二级浆料的粘度适宜，将二级浆料的涂层上载量设置为50g/L，将49.5g的催化剂底层的二级浆料均匀涂覆在堇青石载体上；步骤四，将涂覆后的催化剂进行烘干，烘干温度为120℃，直至烘干率≥95%，然后进行焙烧处理，焙烧温度为550℃，焙烧时间为3h，即得催化剂底层成品；步骤五，将制得的铜基分子筛（Cu-SSZ-13）：水=1:1混合均匀，所述铜基分子筛由铜源和分子筛通过离子交换法制得，所述铜源为含铜的化合物，接着添加硅溶胶与铝溶胶的混合胶体，搅拌均匀得到催化剂表层初级浆料；步骤六，将催化剂表层初级浆料进行湿法研磨，研磨至D50=4.5μm；步骤七，在催化剂表层初级浆料中加入增稠剂，进行调浆得到催化剂表层二级浆料，将催化剂表层二级浆料的涂层上载量设置为80g/L，然后将79.2g的催化剂表层二级浆料均匀涂覆到催化剂底层；步骤八，将催化剂表层二级浆料进行烘干，烘干温度为120℃，直至烘干率≥95%，进行焙烧处理，焙烧温度为550℃，焙烧时间为3h，即得成品氨氧化催化剂成品。
实施例2
具体的制备方法和活性测试与实施例1基本相同，不同之处在于将催化剂表层的涂层上载量替换为110g/L。
实施例3：
具体的制备方法和活性测试与实施例1基本相同，不同之处在于将催化剂表层的涂层上载量替换为140g/L。
实施例4：
具体的制备方法和活性测试与实施例1基本相同，不同之处在于将催化剂表层的涂层上载量替换为170g/L。
实施例5：
具体的制备方法和活性测试与实施例1基本相同，不同之处在于将催化剂表层的涂层上载量替换为200g/L。
实施例1～5的底层上载量和表层上载量对比表格如下：
| 底层上载量 | 表层上载量 | |
| 实施例1 | 50 g/L | 80 g/L |
| 实施例2 | 50 g/L | 110 g/L |
| 实施例3 | 50 g/L | 140 g/L |
| 实施例4 | 50 g/L | 170 g/L |
| 实施例5 | 50 g/L | 200 g/L |
对比例1：
使用目前市售的柴油机氨氧化催化剂与实施案例进行相同的活性评价测试；活性评价测试方法如下：
在100～600℃程序升温过程中评价实施例和对比例中催化剂的NH3氧化活性，评价气氛中包含300ppm NH3、300ppmNO、10% O2、5% H2O、5% CO2，使用N2作为平衡气，体积空速为60000 h-1，使用傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析仪检测出口产物浓度，由此计算反应物的转化率及产物选择性。
如图4所示，能够直观看到实施例1～5及对比催化剂1在涂覆后进行的NH3转化率评价结果。从测试结果看，200℃时，对比例1的NH3转化效率低于10%，实施例4转化效率为44%，其余各实施案例NH3转化效率均在20～40%之间；225℃时，对比例1的 NH3转化效率为20%，施例4转化效率为70%，其余各实施案例的NH3转化效率均在50～60%之间；250℃时，对比例1 的NH3转化效率为71%，施例4转化效率为99%，其余各实施案例的NH3转化效率均在90～95%之间；300℃以上，对比例和实施例的NH3转化效率为100%。
如图5所示，能够直观看到实施例1～5及对比例1的N2选择性评价结果。从测试结果看，实施例1～5的N2选择性明显优于对比例1，实施例的N2选择性最高均高于80%，其中实施例4的N2选择性最高，最高点高于98%。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂，其特征在于：包括载体、催化剂底层、催化剂表层；
所述载体的表面设有均匀分布的催化剂底层，所述催化剂底层的表面设有均匀分布的催化剂表层；
所述催化剂底层由含铂化合物和金属氧化物组成，所述含铂化合物占催化剂底层的质量比为0.05wt%～1.0wt%，所述金属氧化物为氧化铝、氧化铈、氧化锆、β分子筛、氧化硅、氧化镁、氧化钛其中的任意一种或者任意多种混合，所述催化剂底层的涂层上载量为30g/L～150g/L；
所述催化剂表层为铜基分子筛，所述铜基分子筛由铜源和分子筛通过离子交换法制得，所述分子筛为β分子筛、ZSM-5分子筛、SAPO-34分子筛中任一种，所述铜基分子筛占催化剂表层的质量比为1wt%～90wt%，所述催化剂表层的涂层上载量为20g/L～200g/L。
2.根据权利要求1所述的一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂，其特征在于：所述载体为堇青石载体，所述载体的体积为0.99L，所述载体的孔密度为400目/立方英寸。
3.根据权利要求1所述的一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂，其特征在于：所述催化剂底层的涂层上载量为50 g/L，所述含铂化合物与催化剂底层的比例为0.2wt%。
4.根据权利要求1所述的一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂，其特征在于：所述催化剂表层的涂层上载量为170 g/L，所述分子筛为SSZ-13分子筛。
5.根据权利要求3所述的一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂，其特征在于：所述金属氧化物由氧化铝、铈锆粉、β分子筛三者混合而成，其中氧化铝、铈锆粉和β分子筛之间的比例为85:10:5。
6.一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一：底层配料，首先，分别计算催化剂底层配料的总质量和含铂化合物的添加质量，催化剂底层配料的总质量=载体面积*催化剂底层的涂层上载量，含铂化合物的添加质量=催化剂底层配料的总质量*含铂化合物占催化剂底层的质量比，选择金属氧化物的种类和配比并配置出金属氧化物的质量，配置出对应质量的粘结剂和增稠剂，使得含铂化合物的添加质量+金属氧化物的质量+粘结剂质量+增稠剂质量=催化剂底层配料的总质量；然后将配好的金属氧化物的粉体与水进行混合搅拌处理，在搅拌过程中边搅拌边滴加含铂化合物，直到金属氧化物、水、含铂化合物三者混合均匀为止，即制得催化剂底层的初步浆料；
步骤二：底层研磨，将催化剂底层的初步浆料进行研磨处理，直到初步浆料D50=3～5μm即可，即将初步浆料的粒径研磨至3～5μm；
步骤三：底层调浆与涂覆，将配好的粘结剂和增稠剂加入研磨好的初步浆料内并混匀得到二级浆料，使得二级浆料的粘度适宜，接着将调浆完毕后的二级浆料均匀地涂覆到载体上；
步骤四：底层干燥与焙烧，首先，将涂覆有二级浆料，亦即催化剂底层的载体进行干燥处理，干燥温度为90～150℃，直至载体上的二级浆料的烘干率≥95%为止；接着对载体上的二级浆料进行焙烧处理，焙烧处理的温度设置为550～600℃，焙烧时间设置为2～4h；
步骤五：表层配料，首先，分别计算制备催化剂表层所需要催化剂表层和铜基分子筛的质量，催化剂表层的质量=催化剂表层的涂层上载量*载体面积，铜基分子筛的质量=催化剂表层的质量*铜基分子筛占催化剂表层的质量比；然后，配置对应的催化剂表层粘结剂和催化剂表层增稠剂的质量，使得催化剂表层粘结剂的质量+催化剂表层增稠剂的质量+铜基分子筛的质量不大于催化剂表层的质量；接着，将铜基分子筛加水混合均匀，紧接着添加硅溶胶、铝溶胶、锆溶胶选择其中任意一种或任意多种并搅拌均匀得到催化剂表层初级浆料；
步骤六：表层研磨，将催化剂表层初级浆料进行研磨处理，直到催化剂表层初步浆料D50=3～5μm即可，即将催化剂表层初步浆料的粒径研磨至3～5μm；
步骤七：表层调浆与涂覆，首先，向研磨后的催化剂表层初级浆料内添加配置好的增稠剂并搅拌均匀得到催化剂表层二级浆料，接着将催化剂表层二级浆料均匀地涂覆到催化剂底层上，要求将催化剂底层的表面进行全覆盖；
步骤八：表层干燥和焙烧，首先，将催化剂表层二级浆料进行干燥处理，干燥温度设置为90～150℃，直至催化剂表层二级浆料的烘干率≥95%为止，接着将干燥后的催化剂表层二级浆料进行焙烧处理，焙烧温度设置为550～600℃，焙烧时间设置为2～4h，焙烧结束后即可得到柴油机高选择性氨氧化催化剂。
7.根据权利要求6所述的一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂的制备方法，其特征在于，所述铜基分子筛的制备步骤为：
第一步，溶解分子筛固体，将水和分子筛的固体按照2:1的比例在反应釜中进行混合均匀；
第二步，加入铜源，按分子筛总质量的1wt%～6wt%投入铜源至反应釜内，将反应釜的温度设置为60～80℃，反应时间设置为3～4h；
第三步，洗涤，将反应后的铜源和分子筛以及水的混合物打入压滤机进行洗涤，直至洗涤液无明显蓝色即可；
第四步，烘干和焙烧，将压滤机的滤饼进行烘干，烘干温度设置为90～130℃，烘干完成后进行焙烧处理，焙烧温度为450～600℃，焙烧2～4h后即可得到铜基分子筛成品。
8.根据权利要求6所述的一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的初步浆料和所述步骤六种的催化剂表层初级浆料均采用湿式研磨机进行研磨处理。
9.根据权利要求6所述的一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂表层粘结剂为硅溶胶。
10.根据权利要求6所述的一种应用柴油机高氮气选择性氨氧化催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤四和步骤八的干燥温度均为120℃、焙烧温度均为550℃、焙烧时间均为3h。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115532304A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-30 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种氨内燃机氨净化的分子筛催化剂及制备方法和用途 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106902864A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-06-30 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种用于柴油机尾气净化***的氨氧化催化剂及其制备方法 |
| CN106944130A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-07-14 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种净化柴油机尾气的scr‑aoc组合催化剂及其制备方法 |
| US20190060833A1 (en) * | 2016-04-26 | 2019-02-28 | Basf Corporation | Zoned configuration for oxidation catalyst combinations |
| CN110075907A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-02 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种用于柴油车尾气净化的氨氧化催化剂及其制备方法 |
| CN112076803A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-15 | 包头稀土研究院 | 氨氧化催化剂及制备方法和用途 |
-
2022
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190060833A1 (en) * | 2016-04-26 | 2019-02-28 | Basf Corporation | Zoned configuration for oxidation catalyst combinations |
| CN106902864A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-06-30 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种用于柴油机尾气净化***的氨氧化催化剂及其制备方法 |
| CN106944130A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-07-14 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种净化柴油机尾气的scr‑aoc组合催化剂及其制备方法 |
| CN110075907A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-02 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种用于柴油车尾气净化的氨氧化催化剂及其制备方法 |
| CN112076803A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-15 | 包头稀土研究院 | 氨氧化催化剂及制备方法和用途 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115532304A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-30 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种氨内燃机氨净化的分子筛催化剂及制备方法和用途 |
| CN115532304B (zh) * | 2022-09-21 | 2024-01-19 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种氨内燃机氨净化的分子筛催化剂及制备方法和用途 |
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