一种用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂及其制备方法技术方案

本发明专利技术涉及一种氨氧化催化剂及其制备方法，属于催化剂制备技术领域。其包括载体，和所述载体上涂覆的涂层；所述涂层中负载有贵金属铂，铂负载量为0.01‑1g/L，所述涂层包括复合氧化物和分子筛，所述复合氧化物为涂层质量的60%‑99%；分子筛为涂层质量的1%‑40%，所述涂层的涂覆量为80‑150g/L。本发明专利技术制备方法简单，步骤易于操作，制备得到的催化剂用于SCR 方法的下游使用，能够有效减少氨逃逸。

Ammonia oxidation catalyst for tail gas purification system of diesel engine and preparation method thereof

The invention relates to an ammonia oxidation catalyst and a preparation method thereof, belonging to the technical field of catalyst preparation. It includes carrier, and coating the carrier coating; the coating loaded with platinum, platinum loading was 0.01 1g/L, the coating comprises a composite oxide and molecular sieve, 60% 99% the composite oxide coating quality; molecular sieve as the coating quality of 1% 40%, coating the amount of the coating is 80 150g/L. The preparation method of the invention has the advantages of simple procedure, easy to operate, the catalyst prepared for the use of SCR method downstream, can effectively reduce the ammonia escape.

【技术实现步骤摘要】
一种用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂及其制备方法
本专利技术涉及一种氨氧化催化剂及其制备方法，属于催化剂制备

技术介绍
由于柴油发动机具有燃油经济性较高且CO2排放量低的优点，使柴油车在大多数发达国家，特别是在欧洲越来越普及。柴油车排放的污染物中含有氮氧化物（NOx），颗粒物（PM）以及未完全燃烧的一氧化碳（CO）和烃类（HC）。NOx主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。众所周知，NOx是形成光化学烟雾和酸雨的化合物之一，从而引发一系列健康和环境问题。因此，需要将NOx还原为N2并且不生成其它有毒有害物质，才能消除机动车尾气中的NOx对人类和环境的不利影响。选择性催化还原技术（SCR）是在富氧条件下使用还原剂（例如H2、HC、NH3/尿素）将NOx选择性还原为N2和H2O，是柴油车尾气中NOx催化脱除的首选技术。NH3-SCR反应活性较高，而且其活性窗口也相对较高。目前，NH3-SCR技术已成功应用于柴油车尾气净化中，并且能够满足欧Ⅵ机动车尾气NOx排放标准。NOx与NH3在SCR催化剂上发生的主要反应是：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O2NH3+NO+NO2→2N2+3H2O4NH3+3NO2→3.5N2+6H2O4NH3+3O2→2N2+6H2O为了获得最大的NOx转化率，必须向气氛中加入高于化学计量的NH3，但是未反应的氨气会造成二次污染，这一现象通常被称作“氨泄漏”。另外，氨（特别是其水溶液）具有腐蚀性，氨水在排气系统下游冷凝能生成腐蚀性混合物，损坏排气系统。因此，最好在NH3通过排气管前将其消除，为了将过量的NH3转化为N2，达到减小氨泄漏的目的，许多商业排气系统在SCR催化剂下游安装了氨氧化催化剂（AMOx），也称作氨泄漏催化剂（ASC）。理想的选择性氨氧化催化剂需要在较宽的温度范围具有足够高的NH3转化率，并且产生最少的氮氧化物。如CN104812486A和CN105358250A公开了一种氨氧化催化剂及其制备方法，该催化剂分为两层，第一层为贵金属催化剂层，优选由难熔金属氧化物负载贵金属（如Pt、Pd及其组合）；第二层为钒催化剂层，以氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈、二氧化硅或它们的混合物负载钒。但是，这些催化剂在转化氨时效率不高，并且高温下NOx选择性过高。如CN103476495A公开了一种耐热性优异的氨氧化催化剂，该催化剂下层包含在二氧化钛和二氧化硅的复合氧化物、氧化铝、或者氧化铝和二氧化硅的复合氧化物上负载贵金属元素，上层包含由二氧化硅、氧化钨、二氧化铈以及二氧化锆形成的复合氧化物。该催化剂同样存在高温下NOx选择性较高的问题。因此，氨氧化催化剂的氨净化性能仍然需要改进，以实现高氨氧化效率和高N2选择性的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供了用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂及其制备方法。本专利技术采用如下技术方案：一种用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂，包括载体，和所述载体上涂覆的涂层；所述涂层中负载有贵金属铂，铂负载量为0.01-1g/L，所述涂层包括复合氧化物和分子筛，所述复合氧化物为涂层质量的60%-99%；分子筛为涂层质量的1%-40%，所述涂层的涂覆量为80-150g/L。所述复合氧化物包含氧化铝和二氧化铈，以及氧化镁、二氧化硅、二氧化钛、氧化铜、氧化锆中的一种；所述复合氧化物中氧化铝的质量分数为50%-90%，二氧化铈的质量分数为5%-20%。所述分子筛为Y型分子筛、ZSM-5分子筛、β分子筛、SAPO-34分子筛或SSZ-13分子筛。所述分子筛为Y型分子筛、ZSM-5分子筛、β分子筛、SAPO-34分子筛或SSZ-13分子筛经过铜离子交换处理制成。所述铜离子交换步骤为将不含铜的分子筛与去离子水以1:1.5-4加入三口烧瓶中，按照铜含量为分子筛质量的0.1%-8%投入醋酸铜后，用醋酸调节pH至3-5，80℃恒温水浴搅拌交换4-8h，去离子水抽滤，至滤出的水溶液变为无色为止；然后于500-600℃焙烧3-5h，得到铜离子交换后的分子筛。所述的用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂，包括如下步骤：（1）复合氧化物的制备：采用等体积浸渍法制备包含氧化镁、二氧化硅、二氧化钛、氧化铜、氧化锆中的一种以及氧化铝和二氧化铈的复合氧化物；（2）浆液的制备：按涂层的涂覆量为80-150g/L根据载体大小计算所需涂层的量，得到所需复合氧化物与分子筛的量，将符合复合氧化物和分子筛依次加入到去离子水中，复合氧化物和分子筛的总质量与去离子水的质量比为1-2:3，搅拌均匀，形成浆液；（3）球磨：对步骤（2）所得浆液用球磨工艺处理，控制颗粒度D90在5-20μm之间，制得涂层浆液；（4）涂覆：根据贵金属的负载量为0.01-1g/L，计算所需贵金属的量，将贵金属溶液加入到步骤（3）所得涂层浆液中并搅拌均匀，形成贵金属涂层浆液，将贵金属涂层浆液定量涂覆到载体上；（5）氨氧化催化剂：将涂覆有贵金属浆液的载体置于100-150℃下干燥6-10小时，然后于500-600℃焙烧1-3小时，即得到净化柴油车尾气的氨氧化催化剂。本专利技术的有益效果：本专利技术制备方法简单，步骤易于操作，制备得到的催化剂用于SCR方法的下游使用，具有高氨氧化效率，并且在高温下N2选择性高，能够有效减少氨逃逸。附图说明图1为专利技术实施例1-4在NH3氧化反应条件下的NH3转化率。图2为本专利技术实施例1-4在NH3氧化反应条件下的N2选择性。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1催化剂由载体和涂层构成，涂层中负载有贵金属铂，涂层涂覆量为120g/L，贵金属铂的负载量为0.15g/L，催化剂载体为堇青石陶瓷载体，体积为1.236L，孔密度为400目/平方英寸；涂层中含有铈-锆-铝复合氧化物和β分子筛。用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂，包括如下步骤：（1）复合氧化物铈-锆-铝的制备：首先按氧化铈与氧化铝的质量比为1:9制备得到铈-铝复合氧化物中，然后按将铈-铝复合氧化物按等体积浸渍的方法制备铈-锆-铝复合氧化物；按铈-铝复合氧化物的饱和吸附量配置硝酸氧锆溶液，浸渍，然后静置12h、120℃下烘干8h、550℃焙烧2h。其中铈-锆-铝复合氧化物中氧化锆与铈-铝复合氧化物的质量比为1:7；（2）浆液的制备：按铈-锆-铝复合氧化物：β分子筛：去离子水质量比为4:1:8取物料，搅拌均匀形成浆液；（3）球磨：用球磨工艺处理得到颗粒度D90为10μm；（4）涂覆：根据贵金属铂的负载量为0.15g/L在步骤（1）中的浆液中加入硝酸铂溶液；（5）氨氧化催化剂：将步骤（4）制得的贵金属涂层浆液按120g/L定量涂覆到载体上，在120℃下干燥8小时，550℃焙烧2小时。实施例2具体制备方法和活性测试与实例1基本相同，不同之处在于用硫酸氧钛代替硝酸氧锆制得的钛-铈-铝复合氧化物。钛-铈-铝复合氧化物中，氧化钛与铈-铝复合氧化物的质量比为1:7。实施例3具体制备方法和活性测试与实例1基本相同，不同之处在于复合氧化物为铈-硅-铝复合氧化物。所述铈-硅-铝复合氧化物通过硝酸铈溶液浸渍硅-铝复合氧化物制备。硅-铝复合氧化物中，氧化硅与氧化铝的质量比为1:19。铈-硅-铝复合氧化物中，氧化铈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂，其特征在于：包括载体，和所述载体上涂覆的涂层；所述涂层中负载有贵金属铂，铂负载量为0.01‑1g/L，所述涂层包括复合氧化物和分子筛，所述复合氧化物为涂层质量的60%‑99%；分子筛为涂层质量的1%‑40%，所述涂层的涂覆量为80‑150g/L。

【技术特征摘要】
1.一种用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂，其特征在于：包括载体，和所述载体上涂覆的涂层；所述涂层中负载有贵金属铂，铂负载量为0.01-1g/L，所述涂层包括复合氧化物和分子筛，所述复合氧化物为涂层质量的60%-99%；分子筛为涂层质量的1%-40%，所述涂层的涂覆量为80-150g/L。2.如权利要求1所述的用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂，其特征在于：所述复合氧化物包含氧化铝和二氧化铈，以及氧化镁、二氧化硅、二氧化钛、氧化铜、氧化锆中的一种；所述复合氧化物中氧化铝的质量分数为50%-90%，二氧化铈的质量分数为5%-20%。3.如权利要求1所述的用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂，其特征在于：所述分子筛为Y型分子筛、ZSM-5分子筛、β分子筛、SAPO-34分子筛或SSZ-13分子筛。4.如权利要求1所述的用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂，其特征在于：所述分子筛为Y型分子筛、ZSM-5分子筛、β分子筛、SAPO-34分子筛或SSZ-13分子筛经过铜离子交换处理制成。5.如权利要求4所述的用于柴油机尾气净化系统的氨氧化催化剂，其特征在于：所述铜离子交换步骤为将不含铜的分子筛与去离子水以1:1.5-4加入三口烧瓶中，按照铜含量为分子筛质量的0....

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀庭，孙亮，季燕军，张杰，王刚，岳军，贾莉伟，
申请(专利权)人：无锡威孚环保催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32