用于处理柴油发动机废气的选择性催化还原催化剂制造技术

本发明专利技术涉及一种用于处理柴油发动机废气的选择性催化还原催化剂，其包含：通流式基材，其包括入口端、出口端、从入口端延伸至出口端的基材轴向长度和由通流式基材的内壁限定的延伸穿过基材的多个通道；设置在基材内壁表面上的涂层，其中所述涂层包含非沸石氧化物材料，所述非沸石氧化物材料包含锰和一种或多种周期表第4‑11和13族的金属，进一步包含一种或多种钒氧化物以及包含铜和铁中的一种或多种的沸石材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理柴油发动机废气的选择性催化还原催化剂本专利技术涉及一种用于处理柴油发动机废气的选择性催化还原催化剂。此外，本专利技术涉及一种制备所述选择性催化还原催化剂的方法以及使用所述催化剂选择性催化还原氮氧化物的方法。科学文献中描述了锰对用NH3选择性还原NOx(SCR反应)的催化的活性。例如，FudongLiua等，“SelectivecatalyticreductionofNOwithNH3overirontitanatecatalyst：Catalyticperformanceandcharacterization”，AppliedCatalysisB：Environmental96(2010)，第408-420页描述了一种具有改善的低温性能的包含Fe/TiO2的选择性催化还原催化剂。SivaSankarReddyPutlurua等，”Mn/TiO2andMn–Fe/TiO2catalystssynthesizedbydepositionprecipitation—promisingforselectivecatalyticreductionofNOwithNH3atlowtemperatures”，AppliedCatalysisB:Environmental165(2015)，第628-635页描述了具有改善的低温性能的包含Mn/TiO2和Mn-Fe/TiO2的选择性催化还原催化剂；WeiLi等，“TheenhancedZnresistanceofMn/TiO2catalystforNH3-SCRreactionbythemodificationwithNb”，FuelProcessingTechnology154(2016)，第235-242页也描述了Mn/TiO2催化剂。特别地，与含铁沸石材料相比，用锰和铁浸渍的二氧化钛的应用似乎具有良好的活性和稳定性。US7691769B2描述了一种选择性催化还原催化剂，其包含用锰和铈处理的含铁MFI沸石材料并形成显示出改善的低温活性的Mn,CeO-Fe-ZSM-5催化剂。然而，锰催化剂的缺点是其对废气中存在的硫中毒敏感。锰催化剂可以再生，但这通常需要高达700℃或更高的温度以解吸催化剂上积聚的硫。作为替代，可以使用DouglasW.Crandell等，“ComputationalandspectroscopiccharacterizationofkeyintermediatesoftheSelectiveCatalyticReductioncycleofNOonzeolite-supportedCucatalyst”，InorganicaChimicaActa430(2015)，第132-143页描述了一种用作选择性催化还原NO的催化剂的Cu-SSZ13沸石。US7601662B2公开了一种包含Cu-CHA的NOx转化催化剂。然而，Cu-CHA作为选择性催化还原催化剂引发了高的一氧化二氮形成。因此，需要提供一种改善的选择性催化还原催化剂，其减少一氧化二氮(N2O)的形成，同时具有成本效益。因此，本专利技术的目的是提供一种用于处理柴油发动机废气的选择性催化还原催化剂，其在新鲜和陈化条件下显示出提高的NOx转化率同时减少N2O形成，并且是成本有效的。令人惊讶地发现，本专利技术的用于处理柴油发动机废气的选择性催化还原催化剂允许在新鲜和陈化条件下改善NOx转化率同时减少一氧化二氮形成，并且是成本有效的。因此，本专利技术涉及一种用于处理柴油发动机废气的选择性催化还原催化剂，其包含：(i)通流式基材，其包括入口端、出口端、从入口端延伸至出口端的基材轴向长度和由通流式基材的内壁限定的延伸穿过基材的多个通道；(ii)设置在基材内壁表面上的涂层，其中所述涂层包含非沸石氧化物材料，所述非沸石氧化物材料包含锰和一种或多种周期表第4-11和13族的金属，进一步包含一种或多种钒氧化物以及包含铜和铁中的一种或多种的沸石材料。优选地，第4-11和13族的金属选自铝、镓、钛、钒、铬、铁、钴、镍、铜、锆、铌、钼、钽和钨，更优选选自铝、钛、钒、铁、钴、锆和钨。优选地，非沸石氧化物材料包含锰，以及钛、钒、铁和钨中的一种或多种，更优选钛和铁中的一种或多种，更优选钛和铁，其中钛以二氧化钛的形式存在于非沸石氧化物材料中。优选地，非沸石氧化物材料还包含硅、锑、镧、铈、镨和钕中的一种或多种，更优选硅、镧和铈中的一种或多种，更优选硅。优选90-100重量％，更优选95-100重量％，更优选99-100重量％的非沸石氧化物材料由锰、二氧化钛、铁和硅组成。更优选70-90重量％，更优选75-90重量％，更优选80-90重量％的非沸石氧化物材料由二氧化钛组成，2-8重量％，更优选3-5重量％的非沸石氧化物材料由锰组成(以MnO计)，2-8重量％，更优选2-5重量％的非沸石氧化物材料由硅组成(以SiO2计)，0.5-4重量％，更优选1-3重量％的非沸石氧化物材料由铁组成(以FeO计)。因此，本专利技术优选涉及一种用于处理柴油发动机废气的选择性催化还原催化剂，其包含：(i)通流式基材，其包括入口端、出口端、从入口端延伸至出口端的基材轴向长度和由通流式基材的内壁限定的延伸穿过基材的多个通道；(ii)设置在基材内壁表面上的涂层，其中所述涂层包含含有锰、钛和铁的非沸石氧化物材料，进一步包含一种或多种钒氧化物以及包含铜和铁中的一种或多种的沸石材料，其中钛以二氧化钛的形式存在于所述非沸石氧化物材料中，其中更优选所述非沸石氧化物材料还包含硅、锑、镧、铈、镨和钕中的一种或多种，更优选硅、镧和铈中的一种或多种，更优选硅。在本专利技术的上下文中，优选的是，非沸石氧化物材料包含锰，以及铝、钒、铁和钨中的一种或多种，更优选铝。优选90-100重量％，更优选95-100重量％，更优选99-100重量％的非沸石氧化物材料由氧、锰和铝组成。因此，本专利技术优选涉及一种用于处理柴油发动机废气的选择性催化还原催化剂，其包含：(i)通流式基材，其包括入口端、出口端、从入口端延伸至出口端的基材轴向长度和由通流式基材的内壁限定的延伸穿过基材的多个通道；(ii)设置在基材内壁表面上的涂层，其中所述涂层包含含有锰和铝的非沸石氧化物材料，进一步包含一种或多种钒氧化物以及包含铜和铁中的一种或多种的沸石材料。在本专利技术的上下文中，优选的是，非沸石氧化物材料包含锰，以及钒、钴、锆和钨中的一种或多种，更优选锆。优选地，非沸石氧化物材料还包含硅、锑、镧、铈、镨和钕中的一种或多种，更优选硅、镧和铈中的一种或多种，更优选镧。优选地，包含在非沸石氧化物材料中的锰以Mn2O3的形式存在。优选90-100重量％，更优选95-100重量％，更优选99-100重量％的非沸石氧化物材料由锰(以Mn2O3的形式存在)、锆和镧组成。更优选55-90重量％，更优选60-80重量％，更优选65-75重量％的非沸石氧化物材料由锰组成(以Mn2O3的形式存在)，5-25重量％，更优选10-20重量％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理柴油发动机废气的选择性催化还原催化剂，其包含：/n(i)通流式基材，其包括入口端、出口端、从入口端延伸至出口端的基材轴向长度和由通流式基材的内壁限定的延伸穿过基材的多个通道；/n(ii)设置在基材内壁表面上的涂层，其中所述涂层包含非沸石氧化物材料，所述非沸石氧化物材料包含锰和一种或多种周期表第4-11和13族的金属，进一步包含一种或多种钒氧化物以及包含铜和铁中的一种或多种的沸石材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180423 EP 18168695.71.一种用于处理柴油发动机废气的选择性催化还原催化剂，其包含：
(i)通流式基材，其包括入口端、出口端、从入口端延伸至出口端的基材轴向长度和由通流式基材的内壁限定的延伸穿过基材的多个通道；
(ii)设置在基材内壁表面上的涂层，其中所述涂层包含非沸石氧化物材料，所述非沸石氧化物材料包含锰和一种或多种周期表第4-11和13族的金属，进一步包含一种或多种钒氧化物以及包含铜和铁中的一种或多种的沸石材料。


2.根据权利要求1的选择性催化还原催化剂，其中第4-11和13族的金属选自铝、镓、钛、钒、铬、铁、钴、镍、铜、锆、铌、钼、钽和钨，优选选自铝、钛、钒、铁、钴、锆和钨。


3.根据权利要求1或2的选择性催化还原催化剂，其中所述非沸石氧化物材料包含锰以及钛、钒、铁和钨中的一种或多种，优选钛和铁中的一种或多种，更优选钛和铁，其中钛以二氧化钛的形式存在于所述非沸石氧化物材料中，
其中所述非沸石氧化物材料更优选还包含硅、锑、镧、铈、镨和钕中的一种或多种，更优选硅、镧和铈中的一种或多种，更优选硅。


4.根据权利要求1-3中任一项的选择性催化还原催化剂，其中所述非沸石氧化物材料包含锰以及铝、钒、铁和钨中的一种或多种，优选铝。


5.根据权利要求1-4中任一项的选择性催化还原催化剂，其中所述非沸石氧化物材料包含锰以及钒、钴、锆和钨中的一种或多种，优选锆，
其中所述非沸石氧化物材料更优选还包含硅、锑、镧、铈、镨和钕中的一种或多种，更优选硅、镧和铈中的一种或多种，更优选镧，
其中更优选地，包含在非沸石氧化物材料中的锰以Mn2O3存在。


6.根据权利要求1-5中任一项的选择性催化还原催化剂，其中在所述催化剂中，包含在所述涂层中的非沸石氧化物材料的负载量为10-100g/l，优选为30-90g/l，更优选为40-80g/l，更优选为50-70g/l。


7.根据权利要求1-6中任一项的选择性催化还原催化剂，其中所述涂层包含含有铜和铁中的一种或多种的沸石材料，其中包含在涂层中的沸石材料优选具有选自如下组的骨架类型：ABW、ACO、AEI、AEL、AEN、AET、AFG、AFI、AFN、AFO、AFR、AFS、AFT、AFV、AFX、AFY、AHT、ANA、APC、APD、AST、ASV、ATN、ATO、ATS、ATT、ATV、AVL、AWO、AWW、BCT、BEA、BEC、BIK、BOF、BOG、BOZ、BPH、BRE、BSV、CAN、CAS、CDO、CFI、CGF、CGS、CHA、-CHI、-CLO、CON、CSV、CZP、DAC、DDR、DFO、DFT、DOH、DON、EAB、EDI、EEI、EMT、EON、EPI、ERI、ESV、ETR、EUO、*-EWT、EZT、FAR、FAU、FER、FRA、GIS、GIU、GME、GON、GOO、HEU、IFO、IFR、-IFU、IFW、IFY、IHW、IMF、IRN、IRR、-IRY、ISV、ITE、ITG、ITH、*-ITN、ITR、ITT、-ITV、ITW、IWR、IWS、IWV、IWW、JBW、JNT、JOZ、JRY、JSN、JSR、JST、JSW、KFI、LAU、LEV、LIO、-LIT、LOS、LOV、LTA、LTF、LTJ、LTL、LTN、MAR、MAZ、MEI、MEL、MEP、MER、MFI、MFS、MON、MOR、MOZ、*MRE、MSE、MSO、MTF、MTN、MTT、MTW、MVY、MWF、MWW、NAB、NAT、NES、NON、NPO、NPT、NSI、OBW、OFF、OKO、OSI、OSO、OWE、-PAR、PAU、PCR、PHI、PON、POS、PSI、PUN、RHO、-RON、RRO、RSN、RTE、RTH、RUT、RWR、RWY、SAF、SAO、SAS、SAT、SAV、SBE、SBN、SBS、SBT、SEW、SFE、SFF、SFG、SFH、SFN、SFO、SFS、*SFV、SFW、SGT、SIV、SOD、SOF、SOS、SSF、*-SSO、SSY、STF、STI、*STO、STT、STW、-SVR、SVV、SZR、TER、THO、TOL、TON、TSC、TUN、UEI、UFI、UOS、UOV、UOZ、USI、UTL、UWY、VET、VFI、VNI、VSV、WEI、-WEN、YU...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·希尔真多夫，K·杜穆布亚，M·彼得，A·桑德曼，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：美国;US