專利名稱：在金屬合金載體上制備氮氧化物選擇性還原催化劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于柴油車尾氣凈化領(lǐng)域，涉及到在金屬合金載體上制備一種性能優(yōu) 化的氮氧化物選擇性還原催化劑的方法背景技術(shù)隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，在世界范圍內(nèi)的環(huán)境保護已引起了人們的高度重 視，柴油車尾氣污染的控制技術(shù)是防止大氣污染必須解決的重要環(huán)境問題。柴油車排放的污染物NOx是對大氣環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染的一種有害氣體，它可以在光 誘導(dǎo)下形成光化學(xué)煙霧，危害人體的呼吸系統(tǒng)，破壞高空臭氧層，同時也是酸雨 的重要成因之一。因此，對于柴油車中NOx的催化凈化是機動車尾氣凈化研究 的熱點。作為最有前途的后處理技術(shù)，SCR (Selective Catalytic Reduction)技術(shù) 具有NOx還原效率高，生成副產(chǎn)物少以及安全無毒的優(yōu)點，近年來成為研究人 員關(guān)注的熱點。SCR技術(shù)的關(guān)鍵問題是選擇優(yōu)良的催化劑，所選擇的催化劑應(yīng) 具有以下優(yōu)點高活性、好的機械強度、耐磨損性、有合適的工作區(qū)間且抗中毒 能力強，這樣的催化劑才能應(yīng)用于實際的工藝生產(chǎn)過程。目前研究的催化劑有貴 金屬催化劑、金屬氧化物催化劑和分子篩催化劑等。但是貴金屬催化劑活性溫度 窗口較窄，選擇性相對較差，反應(yīng)過程中N20生成量較多；單一金屬氧化物型 催化劑高溫下不穩(wěn)定，而且催化活性不高；分子篩催化劑抗H20和S02的能力 差，而且價格昂貴不適宜工業(yè)化生產(chǎn)使用。上述催化劑均存在各自的缺點，很難 滿足實際生產(chǎn)需要，本發(fā)明針對以上問題，通過生產(chǎn)與實踐探索出一種起燃溫度 低、活性高且具有較寬的活性溫度區(qū)間的SCR催化劑的生產(chǎn)工藝。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是以金屬合金為載體，采用獨特的載體預(yù)處理方法，從而提供 一種高效、且與金屬載體有著較強結(jié)合能力的氮氧化物選擇性還原催化劑的制備 方法。本發(fā)明的方法能夠解決目前柴油車SCR(Selective Catalytic Reduction選 擇性催化還原)催化劑起燃溫度高、凈化效果較差的問題。本發(fā)明的SCR催化劑選取的金屬合金載體為北京北冶功能材料有限公司出 售的耐高溫的Ni-Cr-Fe合金材料，其中Ni質(zhì)量含量35%、 Cr質(zhì)量含量20%、 Fe質(zhì)量含量45。/o;以及Ni-Cr合金材料，其中Ni質(zhì)量含量80。/。、 Cr質(zhì)量含量 20%。金屬合金載體表面經(jīng)過預(yù)處理后涂敷玻璃陶瓷涂層，玻璃陶瓷涂層主體材料是選擇加熱后分解為具有搪瓷特性Al203的硝酸鋁，以及加熱后分解為具有高 溫延展性、耐磨性和耐腐蝕性Si02的正硅酸乙酯，再添加少量金屬氧化物以優(yōu) 化涂層的性能。催化劑以金屬氧化物為主要活性組分，適當(dāng)添加少量稀土氧化物 和貴金屬提高催化性能。本發(fā)明的選擇性催化還原催化劑制備方法，其步驟為以蒸餾水為溶劑，配制質(zhì)量濃度為10~15%的硝酸鎳溶液、10~20%的硝酸錳溶液、10~12%的硝酸銅溶液、12~20%的硝酸鈷溶液、10~15%的硝酸鐵溶液、12~20%的硝酸鈰溶液和15~20%的硝酸鉻溶液，選取其中的2~4種溶液與質(zhì)量濃度為2~5%的硝酸銀溶液或質(zhì)量濃度為0.1~0.5%的硝酸鈀溶液等體積混合，配制催化劑溶液；然后將催化劑溶液采用浸漬涂敷的方式涂敷于的金屬合金載體的玻璃陶瓷涂層上，涂敷后將金屬載體在常溫下微風(fēng)吹干，然后于120°C~180°C下烘干；重復(fù)5~8次上述涂敷與烘干的過程，最后于600'C 100(TC下恒溫焙燒1~5小時進行活化定型處理。上述方法中所述的金屬合金載體表面預(yù)處理過程為1) 將金屬合金載體完全浸入氨水、過氧化氫與去離子水的體積比為1:2:6的混合溶液中，超聲波清洗1~4小時，堿洗去除金屬表面的油污， 其后烘干；2) 將上述金屬合金載體再完全浸入鹽酸、過氧化氫與去離子水的體積比 為1: 2: 6的混合溶液中，酸洗時間為1~30分鐘，中和殘留堿液同 時酸洗去除金屬載體表面的氧化物，其后烘干；3) 將上述金屬合金載體完全浸入去離子水中，超聲波清洗1~4小時，洗 去表面殘留酸根離子等，其后烘干；4) 將上述金屬合金載體完全浸入無水乙醇中，超聲波清洗1 4小時，增 強金屬合金載體表面的分散能力，使涂敷的涂層更均勻，其后烘干；5) 將上述合金金屬載體于空氣條件下在50(roioocrc下焙燒i 3小時，室溫冷卻。金屬合金載體表面經(jīng)過預(yù)處理后涂敷玻璃陶瓷涂層，是將經(jīng)過預(yù)處理的金屬 合金載體剪成長12厘米寬5厘米的條狀，放入玻璃涂層凝膠溶液中，涂覆3~5 遍，每涂一遍取出室溫下陰干15~30分鐘后用吹風(fēng)機吹干，最后一遍利用脫脂棉使其在空氣中于室溫下陰干，接著于空氣中在120 18(TC下在烘干箱中烘千 3~5小時，隨爐冷卻后取出，然后在500 80(TC的溫度下在高溫爐中煅燒1~5 分鐘，室溫下淬火，則在金屬合金載體上得到涂敷均勻的玻璃陶瓷涂層，厚度為 5~20微米。玻璃涂層凝膠溶液的制備過程為1) 以蒸餾水為溶劑，配制質(zhì)量濃度為5~38%的九水硝酸鋁(AI(N03)39H20)溶液、5~40%的三水硝酸銅(Cu(N03)23H20)溶 液、5~50%的六水硝酸鎳(Ni(N03)26 H20)溶液和5~50%的六水硝 酸錳(Mn(N03)26H20)溶液，然后等體積混合；再配制質(zhì)量濃度為 5%~20%的硼酸溶液，然后將10~30g硝酸鹽混合溶液與10~20g硼 酸溶液混合，在20 60。C的溫度下攪拌1 3小時，直到所有鹽完全溶 解；2) 稱取質(zhì)量濃度為85~99%的乙醇4~20毫升、蒸餾水1~10毫升和質(zhì) 量濃度為65%的硝酸0.1~0.3毫升，將三種溶液混合并均勻攪拌，使 溶液pH值為1 5,再稱取10~40毫升的正硅酸乙酯溶液，緩慢的將 正硅酸乙酯以每1分鐘3 5ml的速度倒入本步驟的混合溶液中并強力 攪拌，最終形成透明澄清的溶液；3) 取10~30g步驟2)溶液，緩緩注入到20~40g步驟1)的溶液中，同 時強力攪拌，陳化8 15小時，制成玻璃涂層凝膠溶液。本發(fā)明的技術(shù)效果為本發(fā)明的催化劑能夠改善金屬載體與催化層之間的結(jié)合強度，不僅具有起燃 溫度低、高活性、抗中毒和催化轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)點，而且制備工藝簡單、成本低， 可以廣泛應(yīng)用于輕、重型柴油車以及其它小型柴油轎車尾氣催化凈化。與現(xiàn)有技 術(shù)中常用的催化劑相比具有以下優(yōu)點1) 以機械強度高、熱熔小、熱導(dǎo)率高的金屬合金為載體，改善載體內(nèi)部 溫度分布的均勻性，提高在汽車?yán)鋯訒rSCR催化系統(tǒng)的加熱速率， 從而提高冷啟動時對尾氣的凈化效果。2) 采用獨特載體預(yù)處理方法，改善金屬合金載體的微觀結(jié)構(gòu)，增加了載 體與催化劑層的結(jié)合強度，能有效的改善剝落問題，如圖1。3) 性能優(yōu)良的玻璃涂層具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，不僅可以增 強催化劑與金屬載體的結(jié)合能力，而且還可以提供較大的比表面積， 大大增加了催化劑的負載量，而且涂層中的化學(xué)組分還可以起到SCR催化劑助劑的作用，提高催化劑的活性。4) 結(jié)合催化劑物性表征的結(jié)果篩選活性組分優(yōu)化催化劑配方，催化劑主 要采用金屬氧化物，成本相對較低，適當(dāng)添加少量稀土氧化物和貴金 屬可以提高催化劑的熱穩(wěn)定性及貯氧能力，使催化劑具有較高的低溫 起燃特性和催化轉(zhuǎn)化效率?？梢酝ㄟ^SEM能譜說明該SCR催化劑分 散極其均勻，如圖2。5) 催化劑起燃溫度低，轉(zhuǎn)化效率高。當(dāng)溫度達到150'C時，NOx轉(zhuǎn)化率 可達到40%以上，即催化劑在很低的溫度下發(fā)生催化反應(yīng)，當(dāng)溫度達 至IJ20CTC時，轉(zhuǎn)化率已達到90%，當(dāng)溫度繼續(xù)上升到達45(TC，轉(zhuǎn)化 率仍能保持在80%左右，如圖3。綜上所述可以看出本發(fā)明選擇性催化還原催化劑除在配方和制備方法上 與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的創(chuàng)新性外，而且成本低廉，表現(xiàn)出良好的起燃特性和 催化特性，具有顯著的技術(shù)進步和突出的實質(zhì)性特點，可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟和社會 效益。


圖1: Ni—Cr—Fe金屬合金載體預(yù)處理后800'C焙燒的SEM (掃描電鏡) 照片；圖2:實施例2中在過渡層上涂敷催化劑后錳元素的SEM (掃描電鏡)能 譜照片；圖3:實施例中樣品連續(xù)溫度實驗曲線。
具體實施方式
本專利是用具體實施方案來闡述本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的限制，凡是能夠 用在SCR尾氣凈化處理器上，在金屬合金載體上制備選擇性催化還原催化劑的 方法，凡是^^及以金屬氧化物為主要組分或者與之相關(guān)的非金屬氧化物、稀土氧 化物，并且按照此方法制備的催化劑，均為我們權(quán)利保護范圍。涂層組分的選擇九水硝酸鋁(AI2(N03)39H20): 5~38%六水硝酸錳(Mn(N03)26H20): 5~50%六水硝酸鎳(Ni(N03)26 H20): 5~50%三水硝酸銅(Cu(N03)23H20): 5~40%催化劑組分前驅(qū)體的選擇六水硝酸鎳、六水硝酸錳、三水硝酸銅、六水硝酸鈷、九水硝酸鐵、六水硝 酸鈰、九水硝酸鉻等鹽類化合物。貴金屬選用銀、鈀的鹽類化合物。實施例1:將質(zhì)量濃度為25%氨水、質(zhì)量濃度為30。/。過氧化氫和去離子水按體積比為 1: 2: 6混合，將金屬合金載體完全浸入混合溶液中，超聲波清洗1小時，其后 烘干；再將質(zhì)量濃度為35%鹽酸、質(zhì)量濃度為30%過氧化氫和去離子水按體積 比為1: 2: 6混合，把載體完全浸入混合溶液中，酸洗時間為5分鐘，其后烘干；將酸洗后的金屬合金載體完全浸入去離子水中，超聲波清洗1小時，洗去表面殘留酸根離子等，其后烘干；最后將上述金屬合金載體完全浸入無水乙醇中，超聲波清洗1小時，其后烘干。在80(TC下燒2小時，室溫冷卻。將溶膠一凝膠溶液中各物質(zhì)的硝酸鹽加蒸餾水配制成一定質(zhì)量濃度混合溶 液，其中AI(N03)39H20的濃度為38%， Mn(N03)26H20的濃度為50%， Ni(N03)26 H20的濃度為30%， Cu(N03)23H20的濃度為30%,等體積混合。其次，再配 制質(zhì)量濃度為20%的硼酸水溶液，然后將上述硝酸鹽的混合溶液20g與硼酸溶 液18g混合，在2(TC的溫度下攪拌2小時，直到所有鹽完全溶解；再次，稱取 質(zhì)量濃度為85%的乙醇20毫升、蒸餾水5毫升和濃度為65%的硝酸0.2毫升， 將三種溶液混合并均勻攪拌，通過pH計測得pH值為2，再稱取30毫升的正硅 酸乙酯溶液，緩慢的將正硅酸乙酯以每1分鐘5ml的速度倒入配好的混合溶液 中強力攪拌，最終形成透明澄清的溶液，從其中取20g溶液緩緩的加入到38g 硝酸鹽和硼酸的混合溶液中，陳化12小時得到凝膠溶液。將經(jīng)過預(yù)處理的金屬 合金載體剪成長12厘米寬5厘米的條狀，放入上述玻璃涂層溶液中，涂覆5遍， 每涂一遍取出室溫下陰干15分鐘后用吹風(fēng)機吹干，最后一遍利用脫脂棉使其在 空氣中于室溫下陰干，接著于空氣中在180。C溫度下在烘干箱中烘干3小時，隨 爐冷卻后取出，然后在500'C的溫度下在高溫爐中煅燒2分鐘，室溫下淬火，得 到涂敷均勻厚度約為10微米的玻璃涂層。催化劑組分選取質(zhì)量濃度為20。/。六水硝酸錳溶液、12%三水硝酸銅溶液、 12%六水硝酸鎳、0.5%硝酸鈀溶液，將溶液等體積均勻混合，把已涂敷玻璃涂 層的載體浸于配好的混合溶液中進行再次涂敷，每涂一次后陰干1小時，后在烘 箱內(nèi)于空氣中在120。C烘千，重復(fù)5次上述涂敷與烘干的過程，再于空氣中在 600'C恒溫焙燒4小時后隨爐冷卻，既得成品。實施例2:將質(zhì)量濃度為25%氨水、質(zhì)量濃度為30%過氧化氫和去離子水按體積比為1: 2: 6混合，將金屬合金載體完全浸入混合溶液中，超聲波清洗1小時，其后烘干；再將質(zhì)量濃度為35%鹽酸、質(zhì)量濃度為30%過氧化氫和去離子水按體積 比為1: 2: 6混合，把載體完全浸入混合溶液中，酸洗時間為5分鐘，其后烘干；將酸洗后的金屬合金載體完全浸入去離子水中，超聲波清洗1小時，洗去表面殘留酸根離子等，其后烘干；最后將上述金屬合金載體完全浸入無水乙醇中， 超聲波清洗1小時，其后烘干。在90(TC下燒2小時，室溫冷卻。將溶膠一凝膠溶液中各物質(zhì)的硝酸鹽加蒸餾水配制成一定質(zhì)量濃度混合溶液，其中AI(N03)39H20的濃度為35%， Mn(N03)26H20的濃度為30%， Ni(N03)26 H20的濃度為40%， Cu(N03)23H20的濃度為30%，等體積混合。其次，再配 制質(zhì)量濃度為8%的硼酸水溶液，然后將上述硝酸鹽的混合溶液18g與硼酸溶液 18g混合，在20'C的溫度下攪拌1小時，直到所有鹽完全溶解；再次，稱取質(zhì) 量濃度為95%的乙醇15毫升、蒸餾水7毫升和濃度為65%的硝酸0.1毫升，將 三種溶液混合并均勻攪拌，通過pH計測得pH值為3，再稱取35毫升的正硅酸 乙酯溶液，緩慢的將正硅酸乙酯以每1分鐘5ml的速度倒入配好的混合溶液中 強力攪拌，最終形成透明澄清的溶液，從其中取出17g溶液緩緩的加入到36g 硝酸鹽和硼酸的混合溶液中，陳化10小時得到凝膠溶液。將經(jīng)過預(yù)處理的金屬 合金載體剪成長12厘米寬5厘米的條狀，放入上述玻璃涂層溶液中，涂覆5遍， 每涂一遍取出室溫下陰千15分鐘后用吹風(fēng)機吹干，最后一遍利用脫脂棉使其在 空氣中于室溫下陰干，接著于空氣中在16(TC下在烘干箱中烘干3小時，隨爐冷 卻后取出，然后在55(TC的溫度下在高溫爐中煅燒2分鐘，室溫下淬火，得到涂 敷均勻厚度約為10微米的玻璃涂層。催化劑組分選取質(zhì)量濃度為15%六水硝酸鎳溶液、12%三水硝酸銅溶液、 10%九水硝酸鐵溶液、0.3。/。硝酸鈀溶液，將溶液等體積均勻混合，把已涂敷玻 璃涂層的載體浸于配好的混合溶液中進行再次涂敷，每涂一次后陰干1小時，后 在烘箱內(nèi)于空氣中在12(TC烘干，重復(fù)5次上述涂敷與烘干的過程，再于空氣中 在600'C恒溫焙燒4小時后隨爐冷卻，既得成品。實施例3:將質(zhì)量濃度為25%氨水、質(zhì)量濃度為30%過氧化氫和去離子水按體積比為 1: 2: 6混合，將金屬合金載體完全浸入混合溶液中，超聲波清洗1小時，其后烘干；再將質(zhì)量濃度為35%鹽酸、質(zhì)量濃度為30%過氧化氫和去離子水按體積 比為1: 2: 6混合，把載體完全浸入混合溶液中，酸洗時間為5分鐘，其后烘 干；將酸洗后的金屬合金載體完全浸入去離子水中，超聲波清洗1小時，洗去表 面殘留酸根離子等，其后烘干；最后將上述金屬合金載體完全浸入無水乙醇中， 超聲波清洗1小時，其后烘干。在90(TC下燒1小時，室溫冷卻。將溶膠一凝膠溶液中各物質(zhì)的硝酸鹽加蒸餾水配制成一定質(zhì)量濃度混合溶 液,其中AI(N03)39H20的濃度為30%， Mn(N03)26H20的濃度為40%， Ni(N03)26 H20的濃度為50%， Cu(N03)23H20的濃度為40%，等體積混合。其次，再配 制質(zhì)量濃度為12%的硼酸水溶液，然后將上述硝酸鹽的混合溶液20g與硼酸溶 液17g混合，在2(TC的溫度下攪拌2小時，直到所有鹽完全溶解；再次，稱取 質(zhì)量濃度為95%的乙醇13毫升、蒸餾水6毫升和濃度為65%的硝酸0.15毫升， 將三種溶液混合并均勻攪拌，通過pH計測得pH值為1 ，再稱取30毫升的正硅 酸乙酯溶液，緩慢的將正硅酸乙酯以每1分鐘5ml的速度倒入配好的混合溶液 中強力攪拌，最終形成透明澄清的溶液，從其中取出21g溶液緩緩的加入到37g 硝酸鹽和硼酸的混合溶液中，陳化12小時得到凝膠溶液。將經(jīng)過預(yù)處理的金屬 合金載體剪成長12厘米寬5厘米的條狀，放入上述玻璃涂層溶液中，涂覆5遍， 每涂一遍取出室溫下陰干15分鐘后用吹風(fēng)機吹干，最后一遍利用脫脂棉使其在 空氣中于室溫下陰干，接著于空氣中在12(TC下在烘干箱中烘干3小時，隨爐冷 卻后取出，然后在65(TC的溫度下在高溫爐中煅燒1分鐘，室溫下淬火，得到涂 敷均勻厚度約為10微米的玻璃涂層。催化劑組分選取質(zhì)量濃度為20。/。六水硝酸錳溶液、20%六水硝酸鈰溶液、 10%三水硝酸銅溶液、0.2%硝酸鈀溶液，將溶液等體積均勻混合，把已涂敷玻 璃涂層的載體浸于配好的混合溶液中進行再次涂敷，每涂一次后陰干1小時，后 在烘箱內(nèi)于空氣中在12(TC烘干，重復(fù)5次上述涂敷與烘干的過程，再于空氣中 在600'C恒溫焙燒4小時后隨爐冷卻，既得成品。實施例4:將質(zhì)量濃度為25%氨水、質(zhì)量濃度為30%過氧化氫和去離子水按體積比為 1: 2: 6混合，將金屬合金載體完全浸入混合溶液中，超聲波清洗1小時，其后 烘干；再將質(zhì)量濃度為35%鹽酸、質(zhì)量濃度為30。/。過氧化氫和去離子水按體積 比為1: 2: 6混合，把載體完全浸入混合溶液中，酸洗時間為5分鐘，其后烘 干；將酸洗后的金屬合金載體完全浸入去離子水中，超聲波清洗1小時，洗去表面殘留酸根離子等，其后烘干；最后將上述金屬合金載體完全浸入無水乙醇中， 超聲波清洗1小時，其后烘干。在1000'C下燒1小時，室溫冷卻。將溶膠一凝膠溶液中各物質(zhì)的硝酸鹽加蒸餾水配制成一定質(zhì)量濃度混合溶液，其中AI(N03)39H20的濃度為25%， Mn(N03)26H20的濃度為30%， Ni(N03)26 H20的濃度為50%， Cu(N03)23H20的濃度為40%,等體積混合。其次，再配 制質(zhì)量濃度為15%的硼酸水溶液，然后將上述硝酸鹽的混合溶液20g與硼酸溶 液15g混合，在2(TC的溫度下攪拌2小時，直到所有鹽完全溶解；再次，稱取 質(zhì)量濃度為85%的乙醇20毫升、蒸餾水10毫升和濃度為65%的硝酸0.2毫升， 將三種溶液混合并均勻攪拌，通過pH計測得pH值為3，再稱取30毫升的正硅 酸乙酯溶液，緩慢的將正硅酸乙酯以每1分鐘5ml的速度倒入配好的混合溶液 中強力攪拌，最終形成透明澄清的溶液，從其中取18g溶液緩緩加入到35g硝 酸鹽和硼酸的混合溶液中，陳化15小時得到凝膠溶液。將經(jīng)過預(yù)處理的金屬合 金載體剪成長12厘米寬5厘米的條狀，放入上述玻璃涂層溶液中，涂覆5遍， 每涂一遍取出室溫下陰干15分鐘后用吹風(fēng)機吹干，最后一遍利用脫脂棉使其在 空氣中于室溫下陰干，接著于空氣中在12(TC下在烘干箱中烘干3小時，隨爐冷 卻后取出，然后在60(TC的溫度下在高溫爐中煅燒2分鐘，室溫下淬火，得到涂 敷均勻厚度約為10微米的玻璃涂層。催化劑組分選取濃度為15%六水硝酸錳溶液、20%六水硝酸鈷溶液、5%硝 酸銀溶液，將溶液等體積均勻混合，把已涂敷玻璃涂層的載體浸于配好的混合溶 液中進行再次涂敷，每涂一次后陰干1小時，后在烘箱內(nèi)于空氣中在12(TC烘干， 重復(fù)5次上述涂敷與烘干的過程，再于空氣中在60(TC恒溫焙燒4小時后隨爐冷 卻，既得成品。通過臺架實驗測試，上述催化劑均具有起燃溫度低，轉(zhuǎn)化效率高的優(yōu)良性能。 當(dāng)溫度達到150。C時，NOx轉(zhuǎn)化率可達到40%以上，即催化劑在很低的溫度下 發(fā)生催化反應(yīng)，當(dāng)溫度達到200。C時，轉(zhuǎn)化率已達到90%，當(dāng)溫度繼續(xù)上升到 達450。C，轉(zhuǎn)化率仍能保持在80%左右，其中以例3的性能最為突出，如圖3。
權(quán)利要求
1、在金屬合金載體上制備氮氧化物選擇性還原催化劑的方法，其特征在于以蒸餾水為溶劑，配制質(zhì)量濃度為10～15％的硝酸鎳溶液、10～20％的硝酸錳溶液、10～12％的硝酸銅溶液、12～20％的硝酸鈷溶液、10～15％的硝酸鐵溶液、12～20％的硝酸鈰溶液和15～20％的硝酸鉻溶液，選取其中的2～4種溶液與質(zhì)量濃度為2～5％的硝酸銀溶液或質(zhì)量濃度為0.1～0.5％的硝酸鈀溶液等體積混合，配制催化劑溶液；然后將催化劑溶液采用浸漬涂敷的方式涂敷于的金屬合金載體的玻璃陶瓷涂層上，涂敷后將金屬載體在常溫下微風(fēng)吹干，然后于120℃～180℃下烘干；重復(fù)5～8次上述涂敷與烘干的過程，最后于600℃～1000℃恒溫焙燒1～5小時進行活化定型處理。
2、 如權(quán)利要求1所述的在金屬合金載體上制備氮氧化物選擇性還原催化劑的 方法，其特征在于金屬合金載體為Ni-Cr-Fe合金或Ni-Cr合金，金屬合金載體表面經(jīng)過預(yù)處理后涂敷玻璃陶瓷涂層。
3、 如權(quán)利要求2所述的在金屬合金載體上制備氮氧化物選擇性還原催化劑的 方法，其特征在于金屬合金載體表面預(yù)處理過程為，1 )將金屬合金載體完全浸入氨水、過氧化氫與去離子水的體積比為1: 2: 6的混合溶液中，超聲波清洗1~4小時，其后烘干；2) 將上述金屬合金載體再完全浸入鹽酸、過氧化氫與去離子水的體積比為1: 2: 6的混合溶液中，酸洗時間為1~30分鐘，其后烘干；3) 將上述金屬合金載體完全浸入去離子水中，超聲波清洗1~4小時，其 后烘干；4) 將上述金屬合金載體完全浸入無水乙醇中，超聲波清洗1 4小時，其 后烘干；5) 將上述合金金屬載體于空氣條件下在50(roioocrc下焙燒i 3小時，室溫冷卻。
4、 如權(quán)利要求3所述的在金屬合金載體上制備氮氧化物選擇性還原催化劑的 方法，其特征在于金屬合金載體表面經(jīng)過預(yù)處理后涂敷玻璃陶瓷涂層， 是將經(jīng)過預(yù)處理的金屬合金載體剪成條狀，放入玻璃涂層凝膠溶液中，涂 覆3~5遍，每涂一遍取出室溫下陰干15 30分鐘后用吹風(fēng)機吹干，最后一 遍利用脫脂棉使其在空氣中于室溫下陰干，接著于空氣中在120 18(TC下 在烘干箱中烘干3~5小時，隨爐冷卻后取出，然后在500 80(TC的溫度下在高溫爐中煅燒1~5分鐘，室溫下淬火，則在金屬合金載體上得到涂敷均 勻的玻璃陶瓷涂層，厚度為5 20微米。
5、如權(quán)利要求4所述的在金屬合金載體上制備氮氧化物選擇性還原催化劑的 方法，其特征在于玻璃涂層凝膠溶液的制備過程為，1) 以蒸餾水為溶劑，配制質(zhì)量濃度為5~38%的九水硝酸鋁 AI(N03)39H20溶液、5~40%的三水硝酸銅Cu(N03)23H20溶液、 5~50%的六水硝酸鎳Ni(N03)26H20溶液和5~50%的六水硝酸錳 Mn(N03)26H20溶液，然后等體積混合；再配制質(zhì)量濃度為5%~20% 的硼酸溶液，然后將10~30g硝酸鹽混合溶液與10~20g硼酸溶液混 合，在20~60"的溫度下攪拌1~3小時，直到所有鹽完全溶解；2) 稱取質(zhì)量濃度為85~99%的乙醇4~20毫升、蒸餾水1~10毫升和質(zhì) 量濃度為65%的硝酸0.1~0.3毫升，將三種溶液混合并均勻攪拌，再 稱取10~40毫升的正硅酸乙酯溶液，緩慢的將正硅酸乙酯以每1分 鐘3~5ml的速度倒入本步驟的混合溶液中并強力攪拌，最終形成透明 澄清的溶液； 3) 取10~30g步驟2)溶液，緩緩注入到20~40g步驟1)的溶液中，同 時強力攪拌，陳化8 15小時，制成玻璃涂層凝膠溶液。
全文摘要
本發(fā)明屬于柴油車尾氣凈化領(lǐng)域，涉及在金屬合金載體上制備一種性能優(yōu)化的氮氧化物選擇性還原催化劑的方法。以蒸餾水為溶劑，配制硝酸鎳溶液、硝酸錳溶液、硝酸銅溶液、硝酸鈷溶液、硝酸鐵溶液、硝酸鈰溶液和硝酸鉻溶液，選取其中的2～4種溶液與硝酸銀溶液或硝酸鈀溶液等體積混合，配制催化劑溶液；然后將催化劑溶液采用浸漬涂敷的方式涂敷于的金屬合金載體的玻璃陶瓷涂層上，涂敷后將金屬載體在常溫下微風(fēng)吹干，然后于120℃～180℃下烘干；重復(fù)5～8次上述涂敷與烘干的過程，最后于600℃～1000℃恒溫焙燒1～5小時進行活化定型處理。本專利方法具有成本低廉、良好起燃特性和催化特性的優(yōu)良效果。
文檔編號B01D53/94GK101249444SQ20081005059
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者劉光輝, 倫 華, 典 張, 牛曉巍, 王婧姝, 郭淑麗, 煒 韓, 齊智國 申請人:長春吉大科諾科技有限責(zé)任公司