專利名稱：錳改性的分子篩型柴油機用選擇性催化還原催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于柴油機用催化劑，具體涉及一種錳元素改性的分子篩型選擇性催化還原、脫除氮氧化物的催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于柴油機功率大、熱效率高、結(jié)實耐用，所以柴油車在國內(nèi)的應(yīng)用極為廣泛。一股來說柴油車的一氧化碳(CO)和碳氫(HC)比排放較低，但其氮氧化物(NOx)和微粒(PM) 排放較高，不僅破壞大氣環(huán)境，而且嚴(yán)重威脅人體健康，因此柴油車的排污治理技術(shù)引起了公眾的普遍關(guān)注。以尿素或氨氣為還原劑的選擇性催化還原技術(shù)不僅具有極高的NOx凈化效率，而且通過與柴油機燃燒優(yōu)化措施的匹配、優(yōu)化，還可同時降低PM排放及燃油消耗，是最有推廣價值的柴油機排放后處理技術(shù)之一?，F(xiàn)有商業(yè)SCR催化劑多由V205-W03(或Mo03)-Ti02-陶瓷載體組成，該類催化劑在觀0 500°C范圍內(nèi)具有較好的NOx凈化性能，比較適合歐美等發(fā)達國家的道路運行工況。但我國城市道路擁擠，行車速度慢，發(fā)動機排氣溫度經(jīng)常低于^0°C，與釩基催化劑的高效溫度窗口有一定的偏差；同時V2O5屬高毒物質(zhì)，對人體健康危害較大。因此，采用低毒材料開發(fā)具有較好低溫催化活性的新型選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction——SCR)催化劑成為國內(nèi)該行業(yè)之急需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，利用型號為H/ZSM-5且硅鋁比例為16 1的分子篩作為SCR催化劑的助催化劑和涂層材料，并通過乙酸錳溶液對H/ZSM-5分子篩進行離子交換改性，從而提供一系列Mn/ZSM-5分子篩型低毒SCR催化劑及其制備方法，該系列催化劑不僅降低了催化劑的毒性，而且比釩基催化劑具有更好的低溫SCR催化活性。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的錳改性的ZSM-5分子篩型柴油機用選擇性催化還原催化劑，其特征在于催化劑采用堇青石蜂窩陶瓷作為載體材料，主活性成分是通過離子交換進入分子篩的Mn2+離子及氧化錳顆粒；分子篩中剩余未被交換的H+離子和硅鋁骨架結(jié)構(gòu)分別作為助催化劑和涂層基體。以所述經(jīng)離子交換改性后的分子篩粉末的總重量為基準(zhǔn)，其中錳元素占重量百分比為0. 6 9. 2% ；以堇青石蜂窩陶瓷載體和涂層組成的催化劑整體的總重量為基準(zhǔn)，其中涂層占重量百分比為5 15%。采用尿素或氨氣為還原劑，通過選擇性催化還原反應(yīng)脫除柴油機排氣中的NOx和 HC。本發(fā)明提出的制備方法，其具體工藝包括以下步驟(1)分子篩的改性將4. 9 73. 5g 乙酸錳(分子式=C4H6MnO4 · 4H20 ；分子量245. 09)溶于 200ml 去離子水中。然后稱量15g型號為H/ZSM-5且硅鋁比例為16 1的分子篩粉末加入所述的
3乙酸錳溶液中，并在60 90°C的水浴上回流攪拌4 他，進行離子交換。將交換完成后的反應(yīng)混合物過濾，并將過濾出的固體粉末在80 110°C下干燥 6 12h，然后在550 650°C下煅燒3 5h。將經(jīng)過步驟(1)所得到的粉末狀催化劑稱作為粉體催化劑。(2)負載型催化劑的制備確定所要負載的堇青石蜂窩陶瓷載體的重量和所要涂敷涂層材料的重量百分比范圍，以負載涂層后的堇青石蜂窩陶瓷載體和涂層組成的整體催化劑的總重為基準(zhǔn)，其中涂層占重量百分比為5 15% ；涂層材料的重量百分比范圍的寬度為1%。然后，按照每IOOg改性后的分子篩粉末需要20 40g γ _Α1203、5 IOg擬薄水鋁石、10 20g鈰鋯、5 IOg聚乙二醇以及50g硝酸的比例，稱取改性分子篩粉末、Υ-Α1203、 擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇，并在攪拌下，將所述的改性分子篩粉末、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇分散在稀釋20倍比例的硝酸溶液中，得到淡黃色漿料，將所得漿料密封、靜置，一周后得到穩(wěn)定的漿料。然后，將稱量過的堇青石蜂窩陶瓷載體浸沒于穩(wěn)定漿料中，在60 90°C下浸漬 2 4小時，浸漬結(jié)束后，將陶瓷載體從漿液中取出，吹掉孔道內(nèi)殘留液體，在80 110°C下干燥4 他，再在550 650°C下煅燒2 池，待負載型催化劑冷卻后，稱量其重量，冷卻后的負載型催化劑重量與堇青石蜂窩陶瓷初始重量之差，即為涂層的總重量。多次重復(fù)浸漬、干燥和煅燒過程，直到涂層的重量百分比進入事先確定的重量百分比范圍，再將負載涂層后的堇青石蜂窩陶瓷載體在550 650°C下煅燒2 池。本發(fā)明將經(jīng)過步驟( 所得到的催化劑稱作為負載型催化劑。本發(fā)明的特點及產(chǎn)生的有益效果是采用無毒的H/ZSM-5分子篩作為SCR催化劑的助催化劑和涂層材料，同時采用低毒的錳離子作為主活性成分，降低了催化劑對環(huán)境和人類健康的危害；同時，通過離子交換改性，擴大了 SCR催化劑的高活性溫度窗口，特別是低溫活性有了較大幅度的提高，特別適合我國城市柴油車排氣溫度低的國情。


圖1是選擇性催化還原催化劑活性實驗室評價裝置示意圖其中1-空氣鋼瓶；2-丙烷鋼瓶；3-N0鋼瓶；4-NH3鋼瓶；5_3通道流量控制器； 6-流量控制器；7-混合釜；8-反應(yīng)器；9-溫度控制繼電器；10-溫度顯示儀；11-反應(yīng)后排氣出口(通往氣體分析儀)。圖2是實施例1 6中的粉體催化劑的X射線衍射(X-Ray Diffraction——XRD) 譜圖，橫坐標(biāo)表示衍射強度；縱坐標(biāo)表示衍射角度。圖3是實施例1 6中的粉體催化劑NOx脫除效率隨反應(yīng)溫度的變化情況。圖4是實施例1 6中的粉體催化劑HC脫除效率隨反應(yīng)溫度的變化情況。圖5是SCR催化劑性能發(fā)動機評價系統(tǒng)示意圖。其中12-柴油機；13-定量泵；H-NH3儲罐；15_NH3噴射口 ；16-SCR催化器；17-測功機圖6是ΝΗ3/Ν0χ摩爾比對實施例3負載型催化劑NOx脫除性能和NH3排放量影響規(guī)律的發(fā)動機評價結(jié)果。
具體實施例方式以下通過具體的實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明，但需要說明的是不能以下述實施例限定本發(fā)明所要保護的范圍。實施例1 5的NOx催化活性評價試驗是在圖1所示的選擇性催化還原催化劑活性實驗室評價裝置上進行的。鋼瓶1中的空氣、鋼瓶2中的丙烷和鋼瓶3中的NO由流量控制計5按照空氣為4L/min、丙烷為lmL/min、NO為3. 6mL/min的流速分別進入混合釜7中混合。然后混合氣體再進入反應(yīng)器8中。而鋼瓶4中的NH3氣體在質(zhì)量控制器6的控制下， 以4. OmL/min的流速進入反應(yīng)器8，與混合釜7流出的混合氣在反應(yīng)器中的催化劑表面發(fā)生 SCR催化反應(yīng)。反應(yīng)器的溫度范圍為150-600°C，由繼電器9控制，反應(yīng)器中的實際溫度由溫度顯示器10顯示。反應(yīng)后的混合氣從11 口排出后進入氣體分析系統(tǒng)進行成分分析。其中，NO濃度采用紅外氣體分析儀測量，碳氫采用裝備火焰離子化檢測器的氣相色譜儀測量。本發(fā)明所述催化劑采用堇青石蜂窩陶瓷作為載體材料，主活性成分是通過離子交換進入分子篩的Mn2+離子及氧化錳顆粒；分子篩中剩余未被交換的H+離子和硅鋁骨架結(jié)構(gòu)分別作為助催化劑和涂層基體。以所述經(jīng)離子交換改性后的分子篩粉末的總重量為基準(zhǔn)， 其中錳元素占重量百分比為0. 6 9. 2% ；以堇青石蜂窩陶瓷載體和涂層組成的催化劑整體的總重量為基準(zhǔn)，其中涂層占重量百分比為5 15%。采用尿素或氨氣為還原劑，通過選擇性催化還原反應(yīng)脫除柴油機排氣中的NOx和HC。實施例1(1)分子篩的改性將4. 9g乙酸錳溶于200ml去離子水中。然后稱量15g型號為H/ZSM_5且硅鋁比例為16 1的分子篩粉末加入所述乙酸錳溶液中，并在60°C的水浴上回流攪拌他，進行離
子交換。將交換完成后的反應(yīng)混合物過濾，并將過濾出的固體粉末在80°C下干燥12h，然后在550°C下煅燒5h。(2)負載型催化劑的制備確定要在Ikg堇青石蜂窩陶瓷載體上涂敷5 6%的涂層。按照每IOOg改性后的分子篩粉末需要20g γ _Al203、5g擬薄水鋁石、IOg鈰鋯、5g 聚乙二醇(平均分子量4000)以及50g硝酸的比例，稱取粉體催化劑、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇，并在攪拌下，將所述的改性分子篩粉末、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇分散在稀釋20倍比例的硝酸溶液中，得到淡黃色漿料。將所得漿料密封、靜置，一周后得到穩(wěn)定的漿料。將稱量過的Ikg堇青石蜂窩陶瓷載體浸沒于所述穩(wěn)定漿料中，在60°C下浸漬4小時。浸漬結(jié)束后，將陶瓷載體從漿液中取出，吹掉孔道內(nèi)殘留液體，在80°C下干燥》1，再在 550下煅燒3h。待負載后的陶瓷載體冷卻后，稱其重量，該重量與堇青石蜂窩陶瓷初始重量之差，即為涂層的總重量。多次重復(fù)浸漬、干燥和煅燒過程，直到涂層的重量百分比進入事先確定的重量百分比范圍，再將負載涂層后的堇青石蜂窩陶瓷載體在550°C下煅燒池。實施例1中的改性分子篩粉末經(jīng)研磨、壓片、破碎、篩分為20 40目的顆粒。對實施例1的改性分子篩顆粒進行原子吸收分光光度計檢測，測量得到改性分子篩中Mn的重量百分?jǐn)?shù)為0. 6 ；對改性分子篩顆粒進行X射線衍射測試，結(jié)果如圖2所示。采用圖1所示的SCR催化劑活性實驗室評價裝置對所述實施例1的改性分子篩顆粒凈化一氧化氮(NO)和HC的性能進行評價，結(jié)果如圖3和圖4所示。試驗中反應(yīng)混合氣體流速與催化劑體積的比例為eooootr1。經(jīng)稱量和計算，實施例1的負載型催化劑中涂層重量占負載型催化劑總重量的 5. 3%。實施例2(1)分子篩的改性將9. 2g乙酸錳溶于200ml去離子水中。然后稱量15g型號為H/ZSM_5且硅鋁比例為16 1的分子篩粉末加入乙酸錳溶液中，并在75°C的水浴上回流攪拌他，進行離子交換。將交換完成后的反應(yīng)混合物過濾，并將過濾出的固體粉末在100°C下干燥10h，然后在600°C下煅燒4h。(2)負載型催化劑的制備確定要在Ikg堇青石蜂窩陶瓷載體上涂敷10 11%的涂層。按照每IOOg改性后的分子篩粉末需要30g γ _Al203、8g擬薄水鋁石、8g鈰鋯、IOg 聚乙二醇(平均分子量4000)以及50g硝酸的比例，稱取改性分子篩粉末、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇，并在攪拌下，將所述的改性分子篩粉末、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇分散在稀釋20倍的所述比例硝酸溶液中，得到淡黃色漿料。將所得漿料密封、靜置，一周后得到穩(wěn)定的漿料。將稱量過的Ikg堇青石蜂窩陶瓷載體浸沒于所述穩(wěn)定漿料中，在75°C下浸漬3小時。浸漬結(jié)束后，將陶瓷載體從漿液中取出，吹掉孔道內(nèi)殘留液體，在100°c下干燥他，再在 550°C下煅燒池。待負載后的陶瓷載體冷卻后，稱其重量，該重量與堇青石蜂窩陶瓷初始重量之差，即為涂層的總重量。多次重復(fù)浸漬、干燥和煅燒過程，直到涂層的重量百分比進入事先確定的重量百分比范圍，再將負載涂層后的堇青石蜂窩陶瓷載體在550°C下煅燒池。實施例2中的改性分子篩粉末經(jīng)研磨、壓片、破碎、篩分為20 40目的顆粒。對實施例2的改性分子篩顆粒進行原子吸收分光光度計檢測，測量得到改性分子篩中Mn的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1. 4 ；對改性分子篩顆粒進行X射線衍射測試，結(jié)果如圖2所示。采用圖1所示的SCR催化劑活性實驗室評價裝置對所述實施例2的改性分子篩顆粒凈化NO和HC的性能進行評價，結(jié)果如圖3和圖4所示。試驗中反應(yīng)混合氣體流速與催化劑體積的比例為eooooh—1。經(jīng)稱量和計算，實施例2的負載型催化劑中涂層重量占負載型催化劑總重量的 10. 2%。實施例3(1)分子篩的改性將36. 764g乙酸錳溶于200ml去離子水中。然后稱量15g型號為H/ZSM_5且硅鋁比例為16 1的分子篩粉末加入乙酸錳溶液中，并在90°C的水浴上回流攪拌4h，進行離子交換。將交換完成后的反應(yīng)混合物過濾，并將過濾出的固體粉末在100°C下干燥10h，然后在600°C下煅燒4h。(2)負載型催化劑的制備確定要在Ikg堇青石蜂窩陶瓷載體上涂敷9 10%的涂層。按照每IOOg改性后的分子篩粉末需要20g ^41203、58擬薄水鋁石、58鈰鋯、58聚乙二醇(平均分子量4000)以及50g硝酸的比例，稱取改性分子篩粉末、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇，并在攪拌下，將所述的改性分子篩粉末、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇分散在稀釋20倍比例的硝酸溶液中，得到淡黃色漿料。將所得漿料密封、靜置，一周后得到穩(wěn)定的漿料。將稱量過的Ikg堇青石蜂窩陶瓷載體浸沒于所述穩(wěn)定漿料中，在75°C下浸漬3小時。浸漬結(jié)束后，將陶瓷載體從漿液中取出，吹掉孔道內(nèi)殘留液體，在110°c下干燥4h，再在 550°C下煅燒池。待負載后的陶瓷載體冷卻后，稱其重量，該重量與堇青石蜂窩陶瓷初始重量之差，即為涂層的總重量。多次重復(fù)浸漬、干燥和煅燒過程，直到涂層的重量百分比進入事先確定的重量百分比范圍，再將負載涂層后的堇青石蜂窩陶瓷載體在550°C下煅燒池。實施例3中的改性分子篩粉末經(jīng)研磨、壓片、破碎、篩分為20 40目的顆粒。對實施例3的改性分子篩顆粒進行原子吸收分光光度計檢測，測量得到改性分子篩中Mn的重量百分?jǐn)?shù)為3. 1 ；對改性分子篩顆粒進行X射線衍射測試，結(jié)果如圖2所示。采用圖1所示的SCR催化劑活性實驗室評價裝置對所述實施例3的改性分子篩顆粒凈化NO和HC的性能進行評價，結(jié)果如圖3和圖4所示。試驗中反應(yīng)混合氣體流速與催化劑體積的比例為400001Γ1。經(jīng)稱量和計算，實施例3的負載型催化劑中涂層重量占負載型催化劑總重量的 9. 7%。采用如圖5所示的發(fā)動機試驗系統(tǒng)評價了 ΝΗ3/Ν0χ摩爾比對實施例3負載型催化劑NOx脫除性能和NH3排放量的影響規(guī)律。其試驗方法為使用測功機17控制試驗發(fā)動機 12的運行狀態(tài)，使得SCR催化器中的排氣溫度為360°C，發(fā)動機排氣流量與催化劑體積的比例為^OOOh—1。定量泵13將儲罐14內(nèi)的液氨以可控制的流量經(jīng)噴射口 15噴射入排氣管中。汽化后的NH3氣體與發(fā)動機12的排氣混合后進入SCR催化器16進行SCR催化反應(yīng)。 反應(yīng)后混合氣中的NOx濃度和NH3濃度由化學(xué)發(fā)光檢測器測量。試驗中，通過調(diào)整定量泵的轉(zhuǎn)速控制NH3的噴射速率，以調(diào)整ΝΗ3/Ν0χ摩爾比。試驗結(jié)果如圖6所示。實施例4(1)分子篩的改性將55. 145g乙酸錳溶于200ml去離子水中。然后稱量15g型號為H/ZSM_5且硅鋁比例為16 1的分子篩粉末加入乙酸錳溶液中，并在75°C的水浴上回流攪拌他，進行離
子交換。將交換完成后的反應(yīng)混合物過濾，并將過濾出的固體粉末在110°C下干燥他，然后在600°C下煅燒4h。(2)負載型催化劑的制備
確定要在Ikg堇青石蜂窩陶瓷載體上涂敷14 15%的涂層。按照每IOOg改性后的分子篩粉末需要40g γ-A1203、IOg擬薄水鋁石、20g鈰鋯、IOg 聚乙二醇(平均分子量4000)以及50g硝酸的比例，稱取改性分子篩粉末、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇，并在攪拌下，將所述的改性分子篩粉末、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇分散在稀釋20倍的所述比例硝酸溶液中，得到淡黃色漿料。將所得漿料密封、靜置，一周后得到穩(wěn)定的漿料。將稱量過的Ikg堇青石蜂窩陶瓷載體浸沒于所述穩(wěn)定漿料中，在90°C下浸漬2小時。浸漬結(jié)束后，將陶瓷載體從漿液中取出，吹掉孔道內(nèi)殘留液體，在110°C下干燥4h，再在 650°C下煅燒池。待負載后的陶瓷載體冷卻后，稱其重量，該重量與堇青石蜂窩陶瓷初始重量之差，即為涂層的總重量。多次重復(fù)浸漬、干燥和煅燒過程，直到涂層的重量百分比進入事先確定的重量百分比范圍，再將負載涂層后的堇青石蜂窩陶瓷載體在650°C下煅燒池。實施例4中的改性分子篩粉末經(jīng)研磨、壓片、破碎、篩分為20 40目的顆粒。對實施例4的改性分子篩顆粒進行原子吸收分光光度計檢測，測量得到改性分子篩中Mn的重量百分?jǐn)?shù)為8. 6 ；對改性分子篩顆粒進行X射線衍射測試，結(jié)果如圖2所示。然后采用圖1所示的SCR催化劑活性實驗室評價裝置對所述實施例4的粉體催化劑顆粒凈化NO和HC的性能進行評價，結(jié)果如圖3和圖4所示。試驗中氣體流速與催化劑體積的比例為6000( -1。經(jīng)稱量和計算，實施例4負載型催化劑中涂層重量占負載型催化劑總重量的 14. 7%。實施例5(1)分子篩的改性將73. 527g乙酸錳溶于200ml去離子水中。然后稱量15g型號為H/ZSM_5且硅鋁比例為16 1的分子篩粉末加入乙酸錳溶液中，并在90°C的水浴上回流攪拌4h，進行離
子交換。將交換完成后的反應(yīng)混合物過濾，并將過濾出的固體粉末在110°C下干燥他，然后在650°C下煅燒3h。(2)負載型催化劑的制備確定要在Ikg堇青石蜂窩陶瓷載體上涂敷7 8%的涂層。按照每IOOg改性后的分子篩粉末需要20g γ _Al203、5g擬薄水鋁石、IOg鈰鋯、5g 聚乙二醇(平均分子量4000)以及50g硝酸的比例，稱取改性分子篩粉末、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇，并在攪拌下，將所述的粉體催化劑、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇分散在稀釋20倍的所述比例硝酸溶液中，得到淡黃色漿料。將所得漿料密封、 靜置，一周后得到穩(wěn)定的漿料。將稱量過的Ikg堇青石蜂窩陶瓷載體浸沒于所述穩(wěn)定漿料中，在75°C下浸漬3小時。浸漬結(jié)束后，將陶瓷載體從漿液中取出，吹掉孔道內(nèi)殘留液體，在100°c下干燥他，再在 650°C下煅燒池。待負載后的陶瓷載體冷卻后，稱其重量，該重量與堇青石蜂窩陶瓷初始重量之差，即為涂層的總重量。多次重復(fù)浸漬、干燥和煅燒過程，直到涂層的重量百分比進入事先確定的重量百分比范圍，再將負載涂層后的堇青石蜂窩陶瓷載體在650°C下煅燒3h。實施例5中的改性分子篩粉末經(jīng)研磨、壓片、破碎、篩分為20 40目的顆粒。對實施例5的改性分子篩顆粒進行原子吸收分光光度計檢測，測量得到改性分子篩中Mn的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為9. 2 ；對改性分子篩顆粒進行X射線衍射測試，結(jié)果如圖2所示。采用圖1所示的SCR催化劑活性實驗室評價裝置對所述實施例5的改性分子篩顆粒凈化NO和HC的性能進行評價，結(jié)果如圖3和圖4所示。試驗中反應(yīng)混合氣體流速與催化劑體積的比例為eooooh—1。經(jīng)稱量和計算，實施例5負載型催化劑中涂層重量占負載型催化劑總重量的 7. 5%。
權(quán)利要求
1.錳改性的分子篩型柴油機用選擇性催化還原催化劑，其特征在于催化劑采用堇青石蜂窩陶瓷作為載體材料，主活性成分是通過離子交換進入分子篩的Mn2+離子及氧化錳顆粒；分子篩中剩余未被交換的H+離子和硅鋁骨架結(jié)構(gòu)分別作為助催化劑和涂層基體。
2.按照權(quán)利要求1所述的錳改性的分子篩型柴油機用選擇性催化還原催化劑，其特征在于以所述經(jīng)離子交換改性后的分子篩粉末的總重量為基準(zhǔn)，其中錳元素占重量百分比為 0. 6 9. 2% ；以堇青石蜂窩陶瓷載體和涂層組成的催化劑整體的總重量為基準(zhǔn)，其中涂層占重量百分比為5 15%。
3.按照權(quán)利要求1所述的錳改性的分子篩型柴油機用選擇性催化還原催化劑，其特征在于采用尿素或氨氣為還原劑，通過選擇性催化還原反應(yīng)脫除柴油機排氣中的NOx和HC。
4.錳改性的分子篩型柴油機用選擇性催化還原催化劑的制備方法，其特征在于具體工藝包括以下步驟(1)分子篩的改性將4. 9 73. 5g乙酸錳溶于200ml去離子水中，然后稱量15g型號為H/ZSM_5且硅鋁比例為16 1的分子篩粉末加入乙酸錳溶液中，并在60 90°C的水浴上攪拌4 他，進行離子交換；將交換完成后的反應(yīng)混合物過濾，并將過濾出的固體粉末在80 110°C下干燥6 12h，然后在550 650°C下煅燒3 5h ；(2)負載型催化劑的制備確定所要負載的堇青石蜂窩陶瓷載體的重量和所要涂敷涂層材料的重量百分比范圍， 以負載涂層后的堇青石蜂窩陶瓷載體和涂層組成的整體催化劑的總重為基準(zhǔn)，其中涂層占重量百分比為5 15%，涂層材料重量百分比的允許偏差最大為；然后，按照每IOOg改性后的分子篩粉末需要20 40g y -Al2O3>5 IOg擬薄水鋁石、 10 20g鈰鋯、5 IOg聚乙二醇以及50g硝酸的比例，稱取改性分子篩粉末、Y -Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇，并在攪拌下，將所述的改性分子篩粉末、Y-Al2O3、擬薄水鋁石、鈰鋯以及聚乙二醇分散在稀釋20倍比例的硝酸溶液中，得到淡黃色漿料，將所得漿料密封、靜置，一周后得到穩(wěn)定的漿料；然后，將稱量過的堇青石蜂窩陶瓷載體浸沒于穩(wěn)定漿料中，在60 90°C下浸漬2 4 小時，浸漬結(jié)束后，將陶瓷載體從漿液中取出，吹掉孔道內(nèi)殘留液體，在80 110°C下干燥 4 8h，再在550 650°C下煅燒2 池，待負載型催化劑冷卻后，稱量其重量，冷卻后的負載型催化劑重量與堇青石蜂窩陶瓷初始重量之差，即為涂層的總重量；多次重復(fù)浸漬、干燥和煅燒過程，直到涂層的重量百分比進入事先確定的重量百分比范圍，再將負載涂層后的堇青石蜂窩陶瓷載體在550 650°C下煅燒2 池。
全文摘要
一種錳改性的分子篩型柴油機用選擇性催化還原催化劑。催化劑采用堇青石蜂窩陶瓷作為載體材料；主活性成分是經(jīng)離子交換進入分子篩的Mn2+離子及氧化錳顆粒；分子篩中剩余未被交換的H+和硅鋁骨架結(jié)構(gòu)分別作為助催化劑和涂層基體。離子交換改性后的分子篩粉末中，錳元素重量百分比為0.6～9.2％；負載涂層后的堇青石蜂窩陶瓷載體和涂層組成的負載型催化劑中，涂層重量百分比為5～15％。制備包括分子篩改性與負載型催化劑的制備。催化劑采用尿素或氨氣為還原劑，通過選擇性催化還原反應(yīng)脫除柴油機排氣中的NOx和HC。本發(fā)明采用無毒和低毒的H/ZSM-5分子篩和硝酸錳通過離子交換改性制備出Mn/ZSM-5催化劑，減少了對環(huán)境的危害。
文檔編號B01J29/48GK102179263SQ20111005711
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者呂剛, 宋崇林, 賓峰, 張清茂 申請人:天津大學(xué)