Ce2O3和V2O5双活性组分柴油车用选择性催化还原脱除氮氧化物催化剂

摘要

采用Ce2O3和V2O5双重活性组分的车用柴油机选择性催化还原脱除氮氧化物催化剂。催化剂采用堇青石蜂窝陶瓷为骨架材料，以Ce2O3和V2O5为主活性组分，以WO3或MoO3为助催化剂组分，以TiO2为涂层基体，其中主活性组分Ce2O3和V2O5与助催化剂组分WO3或MoO3以及涂层基体TiO2的质量百分比分别为：(1～3％)∶(6～12％)∶(85～93％)。具体工艺包括：TiO2前驱液的制备；TiO2涂层的涂覆；助催化剂的涂覆；氧化物活性成分负载量的确定；V2O5和Ce2O3主活性组分的涂覆。本发明采用低毒的Ce2O3部分替代高毒的V2O5，降低了催化剂的环境危害，替代催化剂具有更为宽阔的活性温度范围，特别是低温活性有了较大幅度的提高，特别适合我国城市道路通行条件。

权利要求

1.Ce2O3和V2O5双活性组分柴油车用选择性催化还原脱除氮氧化物催化剂，其特征在于催化剂采用堇青石蜂窝陶瓷载体为骨架材料，以Ce2O3和V2O5为主活性组分，以WO3或MoO3为助催化剂组分，以TiO2为涂层基体，其中：主活性成分Ce2O3和V2O5与助催化剂组分WO3或MoO3以及涂层基体TiO2的质量百分比为：(1～3％)∶(6～12％)∶(85～93％)，质量百分比之和为100％；

主活性成分加助催化剂组分加涂层基体TiO2的总质量与堇青石蜂窝陶瓷载体的质量比为(9.1～23.1％)∶(90.9～76.9％)，质量百分比之和为100％；

主活性组分Ce2O3和V2O5的质量百分比为(30～70％)∶(70～30％)，质量百分比之和为100％。

2.权利要求1所述的Ce2O3和V2O5双活性组分柴油车用选择性催化还原脱除氮氧化物催化剂的制备方法，其特征在于制备方法包括以下步骤：(1)TiO2前驱液的制备

确定所需涂敷堇青石蜂窝陶瓷载体的质量，按照所述主活性成分加所述助催化剂组分再加所述涂层基体TiO2的总质量与所述堇青石蜂窝陶瓷载体的质量比为(9.1～

23.1％)∶(90.9～76.9％)，质量百分比之和为100％，计算出TiO2负载量，然后按照每

340.35g钛酸丁酯产生79.88g TiO2的比例计算出在前驱液中需要加入钛酸丁酯的质量，再将所述钛酸丁酯的质量换算成钛酸丁酯的体积，称取所述钛酸丁酯体积下的钛酸丁酯，加入到所述体积2～3倍的无水乙醇中，在搅拌的同时滴加浓度不小于10％的盐酸，滴尽后继续搅拌直到混合物成为透明、澄清液体，作为TiO2前驱液；

(2)TiO2涂层的涂覆

将所述堇青石蜂窝陶瓷载体清洗、干燥后，在步骤(1)已制备好的TiO2前驱液中于

60℃下浸渍1h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80～110℃下干燥6～24，然后在500～

600℃下煅烧2h，多次重复浸渍、干燥和煅烧过程，直到所述TiO2前驱液用毕；

(3)氧化物活性成分负载量的确定

按照主活性组分Ce2O3和V2O5的质量百分比为(30～70％)∶(70～30％)的质量比例，分别按照每908.44g硝酸铈产生328.23g Ce2O3、每234g偏钒酸铵产生182g V2O5以及每1602.4g钨酸铵产生1391.1g WO3或每1236g钼酸铵产生1008gMoO3的比例换算出所需原料硝酸铈、偏钒酸铵以及钨酸铵或钼酸铵的质量；

(4)钨酸铵或钼酸铵助催化剂的涂覆

按照步骤(3)计算出的质量称取钨酸铵或钼酸铵，每16.02g钨酸铵或每12.36g钼酸铵溶于2000～4000ml去离子水的比例与去离子水混合，然后加入草酸调节溶液的pH值为

2～6，将步骤(2)已涂覆TiO2的陶瓷载体放入所述钨酸铵或钼酸铵、草酸和去离子水的溶液中，于60℃下浸渍4～6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80～110℃下干燥6～24h，再在500～600℃下煅烧2h，多次重复浸渍、干燥和煅烧过程，直到所述钨酸铵或钼酸铵、草酸和水的溶液全部用毕；

(5)Ce2O3和V2O5主活性成分的负载

按照步骤(3)计算出的质量称取硝酸铈和偏钒酸铵，分别按照每4.54g硝酸铈和每

1.17g偏钒酸铵溶于500～1000ml去离子水的比例配制成溶液，再加入草酸调节溶液的pH值为2～6，将步骤(4)已涂覆TiO2和助催化剂的陶瓷载体放入所述硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的溶液中，于60℃下浸渍6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80～110℃下干燥6～24h，再在500～600℃下煅烧2h，多次重复浸渍、干燥和煅烧过程，直到所述硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液全部用毕，然后将所述负载主活性成分后的陶瓷载体在500～600℃下煅烧4～6h。

说明书

Ce2O3和V2O5双活性组分柴油车用选择性催化还原脱除氮氧

化物催化剂

技术领域

[0001] 本发明属于柴油车用催化剂，具体涉及一种具有Ce2O3和V2O5双重活性组分的柴油车用选择性催化还原脱除氮氧化物的催化剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 柴油车载重量大、比油耗低，在我国大、中型客、货车中占有统治地位，但由于其氮氧化物(NOx)排放较多，严重污染了大气环境，对人类的身体健康造成了潜在的威胁，因此，许多国家都制定了越来越严格的排放法规来限制柴油车的NOx排放。而NH3或尿素-选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction-SCR)技术具有极高的NOx净化能力，同时通过与优化缸内燃烧的技术措施相结合，还可以降低柴油车的燃油消耗，是一种能够同时实现环保和节能目标的排放控制技术，在国际上已大规模应用。

[0003] 现有商业SCR催化剂多采用以V2O5为主活性成分的V2O5-WO3(MoO3)-TiO2-载体型催化剂，该催化剂一般在柴油车排气温度处于280℃～480℃时具有较好的反应活性，比较适合欧、美等国的车辆运行工况。但我国城市道路拥挤，车辆走走停停，柴油车排温较低，上述钒型SCR催化剂不能满足我国柴油车对SCR催化剂低温(＜300℃)活性的现实要求。同时V2O5属高毒物质，对人体健康危害较大。因此，采用低毒材料开发具有良好低温使用性能的新型SCR催化剂成为国内外相关领域的开发研究热点。

发明内容

[0004] 本发明的目的是利用低毒的Ce2O3部分替代高毒的V2O5作为SCR催化剂主活性成分，发明一种具有Ce2O3和V2O5双重活性组分的柴油车用选择性催化还原脱除氮氧化物催化剂及其制备方法，在减少催化剂环境危害的同时，扩展催化剂的使用温度范围。

[0005] Ce2O3和V2O5双活性组分柴油车用选择性催化还原脱除氮氧化物催化剂，催化剂采用堇青石蜂窝陶瓷为骨架材料，主活性成分由Ce2O3(三氧化二铈)和V2O5(五氧化二钒)共同构成，采用WO3(三氧化钨)或MoO3(三氧化钼)为助催化剂组分，采用锐钛矿型TiO2(二氧化钛)为涂层基体。其中主活性成分(包括Ce2O3和V2O5)与助催化剂组分WO3(或MoO3)以及涂层基体TiO2的质量百分比分别为(1～3％)∶(6～12％)∶(85～93％)，质量百分比之和均为100％；主活性成分加助催化剂组分再加涂层基体TiO2的总质量为(9.1～23.1％)与堇青石蜂窝陶瓷载体的质量(90.9～76.9％)之比，即(9.1～
23.1％)∶(90.9～76.9％)质量百分比之和为100％；主活性组分Ce2O3和V2O5的质量比为(30～70％)∶(70～30％)，质量百分比之和均为100％。

[0006] 本发明在现有V2O5-WO3(MoO3)-TiO2-载体型SCR催化剂的基础上，引入了低毒稀土金属氧化物——Ce2O3部分代替V2O5-WO3(MoO3)-TiO2-载体型SCR催化剂中的主催化剂成分V2O5，降低了SCR催化剂的生物毒性。同时，在催化性能上，由于铈元素的价电子可在不同价态之间相互转变，从而呈现出Ce2O3、Ce2O5等不同氧化物类型，在反应温度和反应物组分的作用下，不同氧化物会相互转化，产生的游离氧或自由电子能够进一步促进催化反应的进行。因此，以铈元素的中间价态氧化物Ce2O3部分替代V2O5的Ce2O3-V2O5-WO3(MoO3)-TiO2-载体型SCR催化剂具有比V2O5-WO3(MoO3)-TiO2-载体型SCR催化剂更好的低温活性和高温选择性，即具有更宽的高活性温度窗口。

[0007] 本发明提出的制备方法，主要包括5个步骤：

[0008] (1)TiO2前驱液的制备

[0009] 首先按照主活性成分加助催化剂组分加涂层基体TiO2的总质量与陶瓷载体的质量比计算出TiO2负载量，再按照每340.35g钛酸丁酯产生79.88g TiO2的比例计算出需要加入钛酸丁酯的质量，再将钛酸丁酯加入到体积为2～3倍的无水乙醇中，在搅拌的同时滴加浓度不小于10％(重量比)的盐酸，滴尽后继续搅拌直到混合物成为透明、澄清液体，作为TiO2前驱液。

[0010] (2)TiO2涂层的涂覆

[0011] 将堇青石蜂窝陶瓷载体清洗、干燥后，在已制备好的TiO2前驱液中于60℃下浸渍1h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80～110℃下干燥6～24，再在500～600℃下煅烧2h。
多次重复浸渍、干燥和煅烧过程，直到所述TiO2前驱液用毕，

[0012] (3)氧化物活性成分负载量的确定

[0013] 按照前述Ce2O3和V2O5∶WO3或MoO3∶TiO2的混合比以及Ce2O3∶V2O5的混合比分别计算出催化剂制备所需要各组分的质量。按照每908.44g硝酸铈产生328.23g Ce2O3、每234g偏钒酸铵产生182g V2O5以及每1602.4g钨酸铵产生1391.1g WO3或每1236g钼酸铵产生1008gMoO3的比例换算出所需原料硝酸铈、偏钒酸铵以及钨酸铵或钼酸铵的质量。

[0014] (4)钨酸铵或钼酸铵助催化剂的涂覆

[0015] 按照每16.02g钨酸铵或每12.36g钼酸铵溶于2000～4000ml去离子水的比例，将钨酸铵或钼酸铵与去离子水混合，然后加入草酸调节溶液的PH值为2～6。将已涂覆TiO2的陶瓷载体放入钨酸铵(或钼酸铵)、草酸和水的溶液中，于60℃下浸渍4～6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80～110℃下干燥6～24h，再在500～600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥和煅烧过程，直到所述钨酸铵(或钼酸铵)、草酸和水的溶液全部用毕。

[0016] (5)Ce2O3和V2O5主活性成分的负载

[0017] 再分别按照每4.54g硝酸铈和每1.17g偏钒酸铵溶于500～1000ml去离子水的比例配制成混合溶液，加入草酸调节溶液的PH值为2～6。将已涂覆TiO2和助催化剂的陶瓷载体放入硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的溶液中，于60℃下浸渍6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80～110℃下干燥6～24h，再在500～600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥和煅烧过程，直到所述硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液全部用毕。然后将所述负载主活性成分后的陶瓷载体在500～600℃下煅烧4～6h。

附图说明

[0018] 图1 SCR催化剂活性实验室评价装置示意图：

[0019] 其中：1-单通道质量流量控制器；2-3通道质量流量控制器；3-转子流量计；4-截止阀；5-空气通路；6-混合釜；7-水蒸气发生炉；8-反应器；9-温度显示控制仪；10-加热电流显示控制仪；11-蠕动泵；12-NH3气瓶；13-NO气瓶；14-HC气瓶；15-CO气瓶；16-N2气瓶；17-模拟排放混合气入口；18-NH3入口；19-水蒸气入口；20-反应后排气出口(通往气体分析仪)

[0020] 图2不同空速时实施例1的NOx脱除效率随反应温度的变化情况；

[0021] 图3不同空速时实施例1的HC脱除效率随反应温度的变化情况；

[0022] 图4不同空速时实施例1的CO排放增加量随反应温度的变化情况；

[0023] 图5实施例1～6的NOx脱除效率随反应温度的变化情况；

[0024] 图6 SCR催化剂性能发动机评价系统示意图：

[0025] 其中：21-进气中冷器；22-空气滤清器；23-柴油机；24-还原剂计量阀；25-喷射泵；26-喷嘴及输液管；27-SCR催化器；28-测功机

具体实施方式

[0026] 以下通过具体的实施例对本发明步骤进行详细的描述，但本发明所涵盖的内容并不限于下述实施例。

[0027] 实施例1

[0028] (1)TiO2前驱液的制备：

[0029] 确定要在1kg堇青石蜂窝陶瓷载体上负载涂层材料TiO2。

[0030] 称取750ml钛酸丁酯，加入到1500ml无水乙醇中，在搅拌的同时滴加10％(重量比)的盐酸375ml，滴尽后继续搅拌直到混合物成为透明、澄清液体。

[0031] (2)TiO2涂层的涂覆：

[0032] 将清洗、干燥后的1kg堇青石蜂窝陶瓷载体放入步骤(1)已制备好的TiO2前驱液中于60℃下浸渍1h，取出后吹掉孔道内残留液体，在105℃下干燥12h，再在600℃下煅烧2h。重复上述浸渍、干燥和煅烧过程直至步骤(1)制备好的TiO2前驱液用毕。

[0033] (3)氧化物活性成分负载量的确定

[0034] 按照Ce2O3∶V2O5∶WO3∶TiO2(在步骤2中的涂敷量)＝2∶1∶9∶88的质量比计算得到催化剂负载原料的用量为：硝酸铈11.07g；偏钒酸铵2.57g；钨酸铵20.73g。

[0035] (4)助催化剂的涂覆

[0036] 称取钨酸铵20.73g，将其溶于3882ml去离子水后加入草酸调节溶液的PH值为5。将步骤(2)中已涂覆TiO2的陶瓷载体放入所述钨酸铵、草酸和水的溶液中，于60℃下浸渍
6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在105℃下干燥12h，再在600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥和煅烧过程，直到钨酸铵、草酸和水的溶液全部用毕。

[0037] (5)Ce2O3和V2O5活性组分的涂覆

[0038] 称取11.07g硝酸铈，将其溶于1219ml去离子水；再称取2.57g偏钒酸铵，将其溶于1098ml去离子水；将硝酸铈溶液和偏钒酸铵溶液混合后，加入草酸调节溶液的PH值为5。将步骤(3)中已涂覆TiO2和助催化剂的陶瓷载体放入硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液中，于60℃下浸渍6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在105℃下干燥12h，再在
600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥及煅烧过程，直到硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液全部用毕。然后将负载主活性成分后的陶瓷载体在600℃下煅烧4h。

[0039] 用图1所示的SCR催化剂活性实验室评价装置评价实施例1在NH3-SCR反应中的-6 -6催化性能。实验中排气NOx浓度为800×10 (v/v)，CO的浓度为650×10 (v/v)，HC(丙烷)-6
的浓度为750×10 (v/v)，氧浓度＝10％(体积比)；NH3与NOx的mol当量比为1.1∶1。
实施例1对NOx的催化效果如图2所示，对HC的催化效果如图3所示，对CO的催化效果图
4所示。

[0040] 实施例2

[0041] (1)TiO2前驱液的制备：

[0042] 确定要在1kg堇青石蜂窝陶瓷载体上负载涂层材料TiO2。

[0043] 称取750ml钛酸丁酯，加入到1500ml无水乙醇中，在搅拌的同时滴加10％(重量比)的盐酸375ml，滴尽后继续搅拌直到混合物成为透明、澄清液体。

[0044] (2)TiO2涂层的涂覆：

[0045] 将清洗、干燥后的所述1kg堇青石蜂窝陶瓷载体放入步骤(1)已制备好的TiO2前驱液中于60℃下浸渍1h，取出后吹掉孔道内残留液体，在105℃下干燥12h，再在600℃下煅烧2h。重复上述浸渍、干燥及煅烧过程直至步骤(1)制备好的TiO2前驱液用毕。

[0046] (3)氧化物活性成分负载量的确定

[0047] 按照Ce2O3∶V2O5∶WO3∶TiO2(在步骤2中的涂敷量)＝1.5∶1.5∶9∶88的质量比计算得到催化剂负载原料的用量为：硝酸铈8.3g；偏钒酸铵3.86g；钨酸铵20.73g。

[0048] (4)助催化剂的涂覆

[0049] 称取钨酸铵20.73g，将其溶于3882ml去离子水后加入草酸调节溶液的PH值为5。将步骤(2)中已涂覆TiO2的陶瓷载体放入钨酸铵、草酸和水的溶液中，于60℃下浸渍6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在105℃下干燥12h，再在600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥及煅烧过程，直到钨酸铵、草酸和水的溶液全部用毕。

[0050] (5)Ce2O3和V2O5活性组分的涂覆

[0051] 称取8.3g硝酸铈，将其溶于914ml去离子水；再称取3.86g偏钒酸铵，将其溶于1650ml去离子水；将硝酸铈溶液和偏钒酸铵溶液混合后，加入草酸调节溶液的PH值为5。
将步骤(3)中已涂覆TiO2和助催化剂的陶瓷载体放入硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液中，于60℃下浸渍6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在105℃下干燥12h，再在
600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥及煅烧过程，直到硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液全部用毕。然后将负载主活性成分后的陶瓷载体在600℃下煅烧4h。

[0052] 用图1所示的SCR催化剂活性实验室评价装置评价实施例2在NH3-SCR反应中的-6 -6催化性能。实验中排气NOx浓度为800×10 v/v，CO的浓度为650×10 v/v，HC(丙烷)的浓-6
度为750×10 v/v，氧浓度＝10％(体积比)；NH3与NOx的mol当量比为1.1∶1，GHSV(每-1
小时体积空速)＝30000h 。实施例2对NOx的催化效果如图5所示。

[0053] 实施例3

[0054] (1)TiO2前驱液的制备：

[0055] 确定要在1kg堇青石蜂窝陶瓷载体上负载涂层材料TiO2。

[0056] 称取750ml钛酸丁酯，加入到1500ml无水乙醇中，在搅拌的同时滴加10％(重量比)的盐酸375ml，滴尽后继续搅拌直到混合物成为透明、澄清液体。

[0057] (2)TiO2涂层的涂覆：

[0058] 将清洗、干燥后的1kg堇青石蜂窝陶瓷载体放入步骤(1)已制备好的TiO2前驱液中于60℃下浸渍1h，取出后吹掉孔道内残留液体，在105℃下干燥12h，再在600℃下煅烧2h。重复上述浸渍、干燥及煅烧过程直至步骤(1)制备好的TiO2前驱液用毕。

[0059] (3)氧化物活性成分负载量的确定

[0060] 按照Ce2O3∶V2O5∶WO3∶TiO2(在步骤2中的涂敷量)＝1∶2∶9∶88的质量比计算得到催化剂负载原料的用量为：硝酸铈5.54g；偏钒酸铵5.14g；钨酸铵20.73g。

[0061] (4)助催化剂的涂覆

[0062] 称取钨酸铵20.73g，将其溶于3882ml去离子水后加入草酸调节溶液的PH值为5。将步骤(2)中已涂覆TiO2的陶瓷载体放入钨酸铵、草酸和水的溶液中，于60℃下浸渍6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在105℃下干燥12h，再在600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥及煅烧过程，直到钨酸铵、草酸和水的溶液全部用毕。

[0063] (5)Ce2O3和V2O5活性组分的涂覆

[0064] 称取5.54g硝酸铈，将其溶于610ml去离子水；再称取5.14g偏钒酸铵，将其溶于2197ml去离子水；将硝酸铈溶液和偏钒酸铵溶液混合后，加入草酸调节溶液的PH值为5。
将步骤(3)中已涂覆TiO2和助催化剂的陶瓷载体放入硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液中，于60℃下浸渍6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在105℃下干燥12h，再在
600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥及煅烧过程，直到硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液全部用毕。然后将负载主活性成分后的陶瓷载体在600℃下煅烧4h。

[0065] 用图1所示的SCR催化剂活性实验室评价装置评价实施例3在NH3-SCR反应中的-6 -6催化性能。实验中排气NOx浓度为800×10 v/v，CO的浓度为650×10 v/v，HC(丙烷)的浓-6
度为750×10 v/v，氧浓度＝10％(体积比)；NH3与NOx的mol当量比为1.1∶1，GHSV(每-1
小时体积空速)＝30000h 。实施例3对NOx的催化效果如图5所示。

[0066] 实施例4

[0067] (1)TiO2前驱液的制备；

[0068] 确定要在1kg堇青石蜂窝陶瓷载体上负载涂层材料TiO2。

[0069] 称取758ml钛酸丁酯，加入到2274ml无水乙醇中，在搅拌的同时滴加30％(重量比)的盐酸151.6ml，滴尽后继续搅拌直到混合物成为透明、澄清液体。

[0070] (2)TiO2涂层的涂覆：

[0071] 将清洗、干燥后的所述1kg堇青石蜂窝陶瓷载体放入步骤(1)已制备好的TiO2前驱液中于60℃下浸渍1h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80℃下干燥24h，再在600℃下煅烧2h。重复上述浸渍和干燥过程直至步骤(1)制备好的TiO2前驱液用毕。

[0072] (3)氧化物活性成分负载量的确定

[0073] 按照Ce2O3∶V2O5∶MoO3∶TiO2(在步骤2中的涂敷量)＝1∶1∶9∶89的质量比计算得到催化剂负载原料的用量为：硝酸铈5.54g；偏钒酸铵2.57g；钼酸铵22.08g。

[0074] (4)助催化剂的涂覆

[0075] 称取钼酸铵22.08g，将所述钼酸铵溶于3573ml去离子水后加入草酸调节溶液的PH值为4。将步骤(2)中已涂覆TiO2的陶瓷载体放入钼酸铵、草酸和水的溶液中，于60℃下浸渍6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80℃下干燥24h，再在600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥和煅烧过程，直到钼酸铵、草酸和水的溶液全部用毕。

[0076] (5)Ce2O3和V2O5活性组分的涂覆

[0077] 称取5.54g硝酸铈，将其溶于1220ml去离子水；再称取2.57g偏钒酸铵，将其溶于1098ml去离子水；将硝酸铈溶液和偏钒酸铵溶液混合后，加入草酸调节溶液的PH值为4。将步骤(3)中已涂覆TiO2和助催化剂的陶瓷载体放入硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液中，于60℃下浸渍6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80℃下干燥24h，再在
600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥及煅烧过程，直到硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液全部用毕。然后将负载主活性成分后的陶瓷载体在600℃下煅烧4h。

[0078] 用图1所示的SCR催化剂活性实验室评价装置评价实施例4在NH3-SCR反应中的-6 -6催化性能。实验中排气NOx浓度为800×10 v/v，CO的浓度为650×10 v/v，HC(丙烷)的浓-6
度为750×10 v/v，氧浓度＝10％(体积比)；NH3与NOx的mol当量比为1.1∶1，GHSV(每-1
小时体积空速)＝30000h 。实施例4对NOx的催化效果如图5所示。

[0079] 实施例5

[0080] (1)TiO2前驱液的制备：

[0081] 确定要在1kg堇青石蜂窝陶瓷载体上负载涂层材料TiO2。

[0082] 称取362ml钛酸丁酯，加入到1086ml无水乙醇中，在搅拌的同时滴加10％(重量比)的盐酸180ml，滴尽后继续搅拌直到混合物成为透明、澄清液体。

[0083] (2)TiO2涂层的涂覆：

[0084] 将清洗、干燥后的所述1kg堇青石蜂窝陶瓷载体放入步骤(1)已制备好的TiO2前驱液中于60℃下浸渍1h，取出后吹掉孔道内残留液体，在110℃下干燥6h，再在500℃下煅烧2h。重复上述浸渍、干燥及煅烧过程直至步骤(1)制备好的TiO2前驱液用毕。

[0085] (3)氧化物活性成分负载量的确定

[0086] 按照Ce2O3∶V2O5∶WO3∶TiO2(在步骤2中的涂敷量)＝2∶1∶12∶85的质量比计算得到催化剂负载原料的用量为：硝酸铈5.54g；偏钒酸铵1.29g；钨酸铵13.82g。

[0087] (4)助催化剂的涂覆

[0088] 称取钨酸铵13.82g，将其溶于3451ml去离子水后加入草酸调节溶液的PH值为2。将步骤(2)中已涂覆TiO2的陶瓷载体放入钨酸铵、草酸和水的溶液中，于60℃下浸渍4h，取出后吹掉孔道内残留液体，在110℃下干燥6h，再在500℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥及煅烧过程，直到所述钨酸铵、草酸和水的溶液全部用毕。

[0089] (5)Ce2O3和V2O5活性组分的涂覆

[0090] 称取5.54g硝酸铈，将其溶于1220ml去离子水；再称取1.29g偏钒酸铵，将其溶于1103ml去离子水；将硝酸铈溶液和偏钒酸铵溶液混合后，加入草酸调节溶液的PH值为2。将步骤(3)中已涂覆TiO2和助催化剂的陶瓷载体放入硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液中，于60℃下浸渍4h，取出后吹掉孔道内残留液体，在110℃下干燥6h，再在
500℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥及煅烧过程，直到硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液全部用毕。然后将负载主活性成分后的陶瓷载体在500℃下煅烧6h。

[0091] 用图1所示的SCR催化剂活性实验室评价装置评价实施例5在NH3-SCR反应中的-6 -6催化性能。实验中排气NOx浓度为800×10 v/v，CO的浓度为650×10 v/v，HC(丙烷)的浓-6
度为750×10 v/v，氧浓度＝10％(体积比)；NH3与NOx的mol当量比为1.1∶1，GHSV(每-1
小时体积空速)＝30000h 。实施例5对NOx的催化效果如图5所示。

[0092] 实施例6

[0093] (1)TiO2前驱液的制备：

[0094] 确定要在1kg堇青石蜂窝陶瓷载体上负载涂层材料TiO2。

[0095] 称取1189ml钛酸丁酯，加入到2378ml无水乙醇中，在搅拌的同时滴加10％(重量比)的盐酸590ml，滴尽后继续搅拌直到混合物成为透明、澄清液体。

[0096] (2)TiO2涂层的涂覆：

[0097] 将清洗、干燥后的所述1kg堇青石蜂窝陶瓷载体放入步骤(1)已制备好的TiO2前驱液中于60℃下浸渍1h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80℃下干燥24h，再在600℃下煅烧2h。重复上述浸渍、干燥及煅烧过程直至步骤(1)制备好的TiO2前驱液用毕。

[0098] (3)氧化物活性成分负载量的确定

[0099] 按照Ce2O3∶V2O5∶WO3∶TiO2(在步骤2中的涂敷量)＝0.5∶0.5∶6∶93的质量比计算得到催化剂负载原料的用量为：硝酸铈4.15g；偏钒酸铵1.93g；钨酸铵20.73g。

[0100] (4)助催化剂的涂覆

[0101] 称取钨酸铵20.73g，将其溶于2588ml去离子水后加入草酸调节溶液的PH值为6。将步骤(2)中已涂覆TiO2的陶瓷载体放入钨酸铵、草酸和水的溶液中，于60℃下浸渍6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80℃下干燥24h，再在600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥及煅烧过程，直到所述钨酸铵、草酸和水的溶液全部用毕。

[0102] (5)Ce2O3和V2O5活性组分的涂覆

[0103] 称取4.15g硝酸铈，将其溶于914ml去离子水；再称取1.93g偏钒酸铵，将其溶于1650ml去离子水；将硝酸铈溶液和偏钒酸铵溶液混合后，加入草酸调节溶液的PH值为6。将步骤(3)中已涂覆TiO2和助催化剂的陶瓷载体放入硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液中，于60℃下浸渍6h，取出后吹掉孔道内残留液体，在80℃下干燥24h，再在600℃下煅烧2h。多次重复浸渍、干燥及煅烧过程，直到硝酸铈、偏钒酸铵、草酸及去离子水的混合溶液全部用毕。然后将负载主活性成分后的陶瓷载体在600℃下煅烧4h。

[0104] 用图1所示的SCR催化剂活性实验室评价装置评价实施例6在NH3-SCR反应中的-6 -6催化性能。实验中排气NOx浓度为800×10 v/v，CO的浓度为650×10 v/v，HC(丙烷)的浓-6
度为750×10 v/v，氧浓度＝10％(体积比)；NH3与NOx的mol当量比为1.1∶1，GHSV(每-1
小时体积空速)＝30000h 。实施例6对NOx的催化效果如图5所示。

[0105] 实施例7

[0106] 按照实施例1的配比和制备方法在规格为5.76L的堇青石蜂窝陶瓷载体上涂覆TiO2、WO3、V2O5和Ce2O3等组分；在如图6所示的SCR催化剂性能发动机评价系统上评价实施例1在真实发动机运行条件下对NOx的净化性能，结果如表1所示。

[0107] 表1实施例1在发动机ESC试验中对真实排气条件下NOx的净化效果[0108]

[0109] 本发明具有如下优点：采用低毒的Ce2O3部分替代高毒的V2O5，降低了催化剂的环境危害；替代催化剂具有更为宽阔的活性温度范围，特别是低温活性有了较大幅度的提高，特别适合我国城市道路通行条件；铈作为一种稀土元素在我国储量丰富，完全可以保证新型SCR催化剂大规模生产的原料供应和成本控制。