一种CeO2基SCR催化剂及其制备方法转让专利

申请号 : CN201410368155.0

文献号 : CN104128193B

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发明人 : 翁端司知蠢於俊吴晓东王敏

申请人 : 清华大学深圳研究生院

摘要 :

本发明公开了一种CeO2基SCR催化剂及其制备方法,制备方法包括以下步骤:取适量的包括CeO2的金属氧化物粉体或者包括Ce的可溶性盐溶液的金属盐溶液;取适量的可溶性磷酸盐和锆的可溶性盐制成混合水溶液,所述混合水溶液中Zr4+和PO43-的摩尔比为0.5~2,Zr4+和PO43-的离子浓度之和为0.1~5mol/L;Zr4+和PO43-在混合水溶液中形成多孔的杂多酸物质;使用浸渍法将杂多酸物质吸附在金属氧化物的表面,或者使用溶胶-凝胶法借助络合剂将Ce的可溶性盐溶液与杂多酸物质络合在一起形成溶胶,最后均经过干燥、焙烧后制备催化剂粉体。催化剂中,金属氧化物的质量分数为60%~95%;杂多酸物质的质量分数为5%~40%。本发明制得的催化剂抗水热老化、抗硫化的能力较强,且成本较低。

权利要求 :

1. 一种CeO2基SCR催化剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤: 1) 取适量的金属氧化物粉体,所述金属氧化物至少包括Ce02; 2) 取适量的可溶性磷酸盐和锆的可溶性盐制成混合水溶液,所述混合水溶液中Zr4+和 P〇43的摩尔比为0. 5~2,所述混合水溶液中的Zr4+和P043的离子浓度之和为0. 1~5mol/ L;所述Zr4+和P0 43在所述混合水溶液中形成多孔的杂多酸物质; 3) 将步骤1)中的金属氧化物粉体和步骤2)中的混合水溶液采用浸渍法混合均匀,使 所述杂多酸物质附着在所述金属氧化物表面; 4) 将步骤3)得到的混合物在80~120°C干燥处理1~10h,然后在450~700°C下焙 烧1~5小时,制得催化剂粉体; 其中,所述金属氧化物粉体的质量、所述水溶液的质量以及所述水溶液中各离子的浓 度使得最终制得的催化剂中金属氧化物的质量分数为60%~95%,所述多孔的杂多酸物 质的质量分数为5 %~40 %。

2. 根据权利要求1所述的CeO2基SCR催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中 还包括添加促进剂的步骤:在所述混合水溶液中添加M0X的可溶性盐,所述MOW0 3、M〇03 中的一种或多种,混合溶液中(Zr4++P043 )与M0X的摩尔比为2~10,混合水溶液中的Zr4+、P043和MOx的离子浓度之和为0. 1~5mol/L,由Zr4+、P043和MOx在所述混合水溶液中形成 层状多孔的杂多酸物质。

3. 根据权利要求1所述的Ce02SSCR催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中, 金属氧化物粉体还包括Zr02、A1203中的一种或多种。

4. 一种CeO2基SCR催化剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤: 1) 取适量的金属盐溶液,所述金属盐溶液至少包括Ce的可溶性盐溶液,且Ce4+的离子 浓度为〇· 1~5mol/L; 2) 取适量的可溶性磷酸盐和锆的可溶性盐制成混合水溶液,所述混合水溶液中Zr4+和 P〇43的摩尔比为0. 5~2,所述混合水溶液的Zr4+和P0 43的离子浓度之和为0. 1~5mol/ L;所述Zr4+和P0 43在所述混合水溶液中形成多孔的杂多酸物质; 3) 将步骤1)中的溶液和步骤2)中的水溶液混合,加入适量络合剂,使所述杂多酸物质 与所述Ce4+络合在一起,搅拌,得到溶液;其中,络合剂的克当量数为溶液中所有金属离子 的克当量数之和的1~5倍; 4) 将步骤3)得到的溶液在100~120°C进行持续加热搅拌,蒸干,形成凝胶;将凝胶放 置在干燥箱中于80~150°C烘干12小时; 5) 将步骤4)得到的凝胶固体或粉体捣碎,研磨,在200~350°C下焙烧0. 5~3小时, 然后在450~700°C下焙烧1~5小时,得到催化剂粉体; 其中,所述Ce的可溶性盐溶液的质量及Ce4+的浓度、所述水溶液的质量及所述水溶液 中Zr4+、P043的浓度使得最终制得的催化剂中金属氧化物的质量分数为60%~95%,所述 多孔的杂多酸物质的质量分数为5%~40%。

5. 根据权利要求4所述的CeO2基SCR催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中 还包括添加促进剂的步骤:在所述混合水溶液中添加M0X的可溶性盐,所述MOWO3、M〇03、 H2S04*的一种或多种,混合溶液中(Zr4++P043 )与M0X的摩尔比为2~10,由Zr4+、P043和 10:!在所述混合水溶液中形成层状多孔的杂多酸物质。

6. 根据权利要求4所述的CeO2基SCR催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤3)中 络合剂为梓檬酸。

7. -种CeO2基SCR催化剂,其特征在于:包括金属氧化物和附着在金属氧化物表面的 由Zr4+和P043形成的多孔的杂多酸物质;其中,所述金属氧化物包括Ce02,金属氧化物的质 量占整个催化剂质量的60%~95% ;所述杂多酸物质中Zr4+和P0 43的摩尔比为0. 5~2, 所述杂多酸物质的质量占整个催化剂质量的5%~40%。

8. 根据权利要求7所述的CeO2基SCR催化剂,其特征在于:所述杂多酸物质中还包括 促进剂,所述促进剂为W03、M〇03中的一种或多种。

9. 根据权利要求7所述的CeO2基SCR催化剂,其特征在于:所述杂多酸物质中Zr4+和 P〇43的摩尔比为1 :1。

10. 根据权利要求7所述的CeO2基SCR催化剂,其特征在于:所述金属氧化物还包括 Zr02、Al203中的一种或多种。

说明书 :

-种Ce〇2基SCR催化剂及其制备方法 【技术领域】

[000。 本发明设及SCR催化剂,特别是设及一种Ce02基SCR催化剂及其制备方法。 【背景技术】

[0002] 柴油车相比于汽油车具有热效率高,经济型好,C〇2排放低的特征,但是由于柴油 车发动机的特征,NOx和颗粒物(液相的可溶性有机物S0F W及固相的干碳烟C和硫酸盐等 固体颗粒物)排放较汽油车高,其中NOx更是一种主要的污染物质,对于环境保护和人体健 康都构成了极大的危害。柴油发动机由于是稀燃发动机,尾气中的化浓度较高(>6%), 因此不能像汽油车那样利用Ξ效催化剂(TWC)来进行NOx的去除,必须要在尾气的后处理 装置中安装SCR催化剂进行NOx的净化处理,用于脱硝。电厂和水泥厂由于使用大量的煤 作为燃料,排放的烟气中具有较高含量的NOx,为了适应环境保护的要求和法规,也必须要 在电厂和水泥厂中安装SCR后处理装置,利用SCR催化剂进行NOx的净化处理,用于脱硝。
[0003] 近些年来,V2〇e-W〇3/Ti〇2催化剂由于良好的活性、较好的热稳定性而广泛用作柴 油车尾气和电厂、水泥厂烟气脱硝的商用催化剂。但V是一种有毒的元素,流入到自然中通 过生物链的富集作用而对环境和人体产生大量危害,运有惇于环境保护和经济发展之间相 互协调的可持续发展观。所W,无V催化剂的开发逐渐引起了人们的重视。Ce〇2具有较好 的氧迁移率,同时具有一定的氧化还原活性,被广泛用作汽油车Ξ效催化剂中。因此,人们 也逐渐开始关注Ce〇2在制备SCR催化剂中的应用。
[0004] 现有的Ce〇2基SCR催化剂多WCeO2为活性组分,或WCeO2和ZrO2组成的金属氧 化物为活性组分,在活性组分的基础上添加改进组分,例如P2〇5或佩2〇e,将得到的催化剂负 载于载体上(根据应用场景不同,选择不同载体)。上述SCR催化剂,虽然NOx净化处理时 一定溫度范围内NOx的转化率可达到80%W上,但是其抗硫化、抗水热老化性能不强,也限 制了催化剂的使用。运是因为:柴油和煤作为燃料燃烧会产生大量的高溫水蒸气和S化,因 此SCR催化剂需要具有一定的抗水热老化、抗硫化的能力。 【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是:弥补上述现有技术的不足,提出一种Ce〇2基SCR 催化剂及其制备方法,制得的催化剂抗水热老化、抗硫化的能力较强,且成本较低,同时溫 度工作窗口(250~450°C)内的NOx的转化率也较高,满足应用需求。
[0006] 本发明的技术问题通过W下的技术方案予W解决:
[0007] -种Ce〇2基SCR催化剂的制备方法,包括W下步骤:1)取适量的金属氧化物粉体, 所述金属氧化物至少包括Ce〇2;2)取适量的可溶性憐酸盐和错的可溶性盐制成混合水溶 液,所述混合水溶液中Zr4邢P0 /的摩尔比为0. 5~2,所述混合水溶液中的Zr4+和P0 /的 离子浓度之和为0. 1~5mol/L;所述Zr4+和P0/在所述混合水溶液中形成多孔的杂多酸物 质;3)将步骤1)中的金属氧化物粉体和步骤2)中的混合水溶液采用浸溃法混合均匀,使 所述杂多酸物质附着在所述金属氧化物表面;4)将步骤3)得到的混合物在80~120°C干 燥处理1~lOh,然后在450~700°C下赔烧1~5小时,制得催化剂粉体;其中,所述金属 氧化物粉体的质量、所述水溶液的质量W及所述水溶液中各离子的浓度使得最终制得的催 化剂中金属氧化物的质量分数为60%~95%,所述多孔的杂多酸物质的质量分数为5%~ 40%。
[0008] -种Ce〇2基SCR催化剂的制备方法,包括W下步骤:1)取适量的金属盐溶液,所 述金属盐溶液至少包括Ce的可溶性盐溶液,且Ce4+的离子浓度为0. 1~5mol/L;2)取适 量的可溶性憐酸盐和错的可溶性盐制成混合水溶液,所述混合水溶液中Zr4+和P〇43的摩尔 比为0. 5~2,所述混合水溶液的Zr4可PP043的离子浓度之和为0. 1~5mol/L;所述Zr4+ 和PO43在所述混合水溶液中形成多孔的杂多酸物质;3)将步骤1)中的溶液和步骤2)中的 水溶液混合,加入适量络合剂,使所述杂多酸物质与所述Ce4+络合在一起,揽拌,得到溶液; 其中,络合剂的克当量数为溶液中所有金属离子的克当量数之和的1~5倍;4)将步骤3) 得到的溶液在100~12(TC进行持续加热揽拌,蒸干,形成凝胶;将凝胶放置在干燥箱中于 80~150°C烘干12小时;5)将步骤4)得到的凝胶固体或粉体捣碎,研磨,在200~350°C 下赔烧0. 5~3小时,然后在450~700°C下赔烧1~5小时,得到催化剂粉体;其中,所述 Ce的可溶性盐溶液的质量及Ce4+的浓度、所述水溶液的质量及所述水溶液中Zr4\P〇43的 浓度使得最终制得的催化剂中金属氧化物的质量分数为60%~95%,所述多孔的杂多酸 物质的质量分数为5 %~40 %。
[0009] -种Ce〇2基SCR催化剂,包括金属氧化物和附着在金属氧化物表面的由Zr4'和 PO43形成的多孔的杂多酸物质;其中,所述金属氧化物包括CeO2,金属氧化物的质量占整个 催化剂质量的60%~95%;所述杂多酸物质中Zr4+和P〇43的摩尔比为0. 5~2,所述杂多 酸物质的质量占整个催化剂质量的5%~40%。
[0010] 本发明与现有技术对比的有益效果是:
[0011] 本发明的Ce〇2基SCR催化剂及其制备方法,制得的催化剂中由Zr4邢P〇43按照 一定摩尔比形成多孔的杂多酸物质,该杂多酸物质通过浸溃或络合的方式附在Ce化金属氧 化物的表面。该杂多酸物质能够提高催化剂表面酸度进而减少S〇2在CeO2表面的吸附和 氧化,从而提高催化剂的抗硫化性能;同时本发明制备的类似憐酸错的杂多酸结构具有很 高的热稳定性,高溫环境下也不会与Ce〇2的结构相互作用造成催化剂失活,进而使催化剂 具有很高的抗水热性能。实验验证,催化剂经过硫化、水热处理后,催化剂的性能保持稳定, NOx的转化率仍然保持较高水平。另外,制备过程中,PO43与错盐反应生成层状的多孔杂多 酸物质,该杂多酸物质不但可W提高催化剂的表面酸度,而且由于其高比表面积也可W增 加催化剂的比表面积,从两个方面来提升催化剂对于NH3的吸附性,提升催化效率。实验验 证,在250~450°C内的NOx的转化率较高,接近100%。同时,催化剂成的选择性也较高, 均在90% W上。制备过程中,选用的材料为Ce〇2或Ce的可溶性盐,可溶性憐酸盐和错的可 溶性盐,相对于现有的制备过程中使用Ce〇2, P2〇5或佩2〇5,原材料成本降低很多,因此催化 剂产品的成本较低。本发明的催化剂制备方法简单,生产成本低,便于工业化,可W广泛应 用于柴油车尾气和电厂、水泥厂烟气中NOy的脱硝处理。 【附图说明】
[0012] 图la是本发明具体实施方式的实验例1中制得的催化剂在一种分辨率下的扫描 电镜图;
[0013] 图化是本发明具体实施方式的实验例1中制得的催化剂在另一种分辨率下的扫 描电镜图;
[0014] 图2a是本发明具体实施方式的实验例4中制得的催化剂在一种分辨率下的扫描 电镜图;
[0015] 图化是本发明具体实施方式的实验例4中制得的催化剂在另一种分辨率下的扫 描电镜图;
[0016] 图3a是本发明具体实施方式的实验例5中制得的催化剂在一种分辨率下的扫描 电镜图;
[0017] 图3b是本发明具体实施方式的实验例5中制得的催化剂在另一种分辨率下的扫 描电镜图;
[0018] 图4a是本发明具体实施方式的实验例8中制得的催化剂在一种分辨率下的扫描 电镜图;
[0019] 图4b是本发明具体实施方式的实验例8中制得的催化剂在另一种分辨率下的扫 描电镜图。 【具体实施方式】
[0020] 下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。[002。 本发明的催化剂,WCe02为基础,Zr4邢P043形成的层状的多孔的杂多酸物质包 覆在Ce化的表面,通过杂多酸物质协助Ce02,使Ce化充分发挥活性成分的作用,提供活性氧 参与催化还原反应,从而发挥催化剂转化NOx的脱硝作用。单纯的Ce02为活性组分,由于 其表面酸度很低,其脱硝性能很差。而表面包覆有杂多酸物质的Ce化,则其表面酸度得到增 强,表面积也得到大幅提升,因此可有效提升对NH3的吸附性,利用NH3将废气中的NOy选择 性催化还原成成和水,提升催化效率。与此同时,该杂多酸物质能够提高催化剂表面酸度进 而减少S02在Ce02表面的吸附和氧化,从而提高催化剂的抗硫化性能;同时本发明制备的类 似憐酸错的杂多酸结构具有很高的热稳定性,高溫环境下也不会与Ce化的结构相互作用, 进而使催化剂具有很高的抗水热性能。而确定由该Zr4+和P043形成的多孔杂多酸物质作为 Ce02的辅助协同组分,也不是容易得到的。研发过程中,还尝试过S042,佩205 · &0,W03或 者Mo化,但运些成分因各自不同的原因导致失败。例如,单独使用憐酸作为辅助成分时,憐 酸会与Ce化相互作用生成憐酸姉,导致催化剂失活。再例如,Nb2化·&0作为辅助成分时, 容易在高溫环境中变为佩205丧失酸性,使得制得的催化剂无法适用于高溫环境。如考虑使 用憐酸和佩205·&0,则憐酸很难与佩205混合后反应,但却较容易和CeO2反应生成憐酸姉, 导致催化剂失活,则依然不能解决运个问题。而W03和MoO3同样容易与活性组分CeO2在高 溫环境中反应生成姉盐,造成催化剂失活。因此,本发明中选用Zr4+和P043形成的多孔杂 多酸物质是长时间研发,经过多方面测试可行后确定得到。
[0022] 为使杂多酸物质与Ce化吸附在一起,杂多酸物质与CeO2进行原子水平的混合,使 用浸溃法将杂多酸物质吸附在金属氧化物的表面,或者使用溶胶一凝胶法借助络合剂将Ce的可溶性盐溶液与杂多酸物质络合在一起形成溶胶,最后均经过干燥、赔烧后制备催化剂 粉体。[002引本发明中,使用的错的可溶性盐为Zr(N03)4· 5&0、ZrOClz· 8&0、Zr(CH3CO2)4、ZrCl4或者Zr(OH)4。Ce的可溶性盐为Ce(N03)4· 6&0、Ce(N03)3· 6&0、CeCls· 7&0、 Ce2(C204)3 ·10&0或娜02)3〔0 .KHzO;其中,Κ表示正整数。可溶性憐酸盐为(畑4)2册04, 或ΝΗ4Η2ΡΟ4,或(畑4)3ΡΟ4,或(畑4)2册04,或聚憐酸锭(畑4,Η)n+2Pn03nW。
[0024] 如下设置具体的实验例进行说明:[00巧]实验例1 :采用浸溃法制备。
[0026] 1)取一定量的Ce化占80wt%的姉错固溶体粉体,选取的量确保金属氧化物占制 得的整个催化剂的质量分数为90%。粉体中可仅包括Ce〇2,之所W渗杂Zr〇2,是因为渗杂 Zr〇2后,可提高CeO2催化还原反应时的稳定性。类似地,金属氧化物粉体中还可渗杂A12〇3 或Si〇2。
[0027] 。取一定量的(畑4)2HPO4和ZrOCl2·細2〇,选取的量保证PO43 +Zr4+形成的杂多酸 物质占之后制得的整个催化剂的质量分数为10 %,将Zr4+与P043按摩尔比1:1溶解于去离 子水中,形成澄清水溶液,水溶液中的Zr4+和PO43的离子浓度之和为ImolL1。
[0028] 3)通过浸溃的方式将水溶液负载在步骤1)中所述的姉错固溶体粉体上。[002引 4)将粉体放置于干燥箱烘干12小时,然后捣碎、研磨,500°C下赔烧3小时,得到催 化剂粉体。该催化剂记为A-1。
[0030] 图1所示为催化剂粉体A-1的扫描电镜沈Μ图,图la和图化分别表示不同倍数 下的SEM图。从图中可知,氧化物颗粒表面附着有多孔结构物质,该多孔结构是由P〇43和 Zr4+形成的杂多酸物质。Zr4+和P0/形成杂多酸物质,两者的摩尔比范围为0. 5~2,优选 为本实验例中的1 :1的摩尔比。当两者摩尔比为1时,可使多孔的杂多酸结构为类似于层 状结构,使比表面积达到最大优化值。[003。 催化剂A-1中金属氧化物(Ce02+Zr02)的质量分数为90%,杂多酸物质的质量分 数为10 %,杂多酸物质中Zr4+和P0 /的摩尔比为1。
[0032] 测试该催化剂的选择性催化还原性能。测试时,模拟柴油车尾气和电厂、水泥厂 烟气的气氛配置气体,模拟配气成分为〇2巧% ),ΝΟχ巧OOppm),NHs巧OOppm),H026% ), 0)2(20% ),成平衡,空速为細SV= 3000化-1,气体流量:1000血/min。测试之前对催化剂 A-1样品进行预处理:W10°C/min的速度在10% 〇2气流(N2作为载气)中将样品加热到 500°C,保溫1小时后降溫至室溫。测试时,取催化剂0. 5ml,与1. 5ml的石英砂混合均匀, 装入反应器,通入模拟配气进行催化还原反应,并调节反应过程的溫度,升溫速率为l〇°C/ min,从室溫到500°C。测量反应器入口的ΝΟχ含量,NH3含量W及反应器出口的NOX含量,NH3 含量,从而计算相应的NOy转化率W及N2选择性。测量计算结果见表1。
[0033] 催化剂的ΝΟχ转化率由式计算得到,催化剂的成选择性由式
计算得到。
[0034] 硫化处理催化剂Α-1 :将催化剂装入石英管,在1000ppmS〇2+10%水蒸气+空气的 气氛下,400°C下,赔烧48小时。然后将赔烧后的催化剂捣碎、研磨,放置。测试硫化处理后 的催化剂A-1的选择性催化还原性能,测试方法同上所述,测试结果见表1。
[0035] 水热处理催化剂A-1 :将催化剂装入石英管,在800°C空气气氛下赔烧100小时,然 后将赔烧后的催化剂捣碎、研磨,放置。测试水热处理后的催化剂A-1的选择性催化还原性 能,测试方法同上所述,测试结果见表1。
[0036] 实验例2 :与实验例1的制备过程相同,不同之处仅在于:质量的不同,使得金属氧 化物占制得的整个催化剂的质量分数为80 %,多孔的杂多酸物质的质量分数为20 %。杂多 酸物质中Zr4+和P〇43的摩尔比仍为1。将制得的催化剂记为A-2。
[0037] 测试催化剂A-2的选择性催化还原性能,W及硫化处理,水热处理后的选择性催 化还原性能。测试方法与实验例1中相同,在此不重复。测试计算结果见表1。
[0038] 实验例3 :与实验例1的制备过程相同,不同之处仅在于:质量的不同,使得金属氧 化物占制得的整个催化剂的质量分数为70%,多孔的杂多酸物质的质量分数为30%。杂多 酸物质中Zr4+和P〇43的摩尔比仍为1。将制得的催化剂记为A-3。
[0039] 测试催化剂A-3的选择性催化还原性能,W及硫化处理,水热处理后的选择性催 化还原性能。测试方法与实验例1中相同,在此不重复。测试计算结果见表1。
[0040] 实验例4 :与实验例1的制备过程相同,不同之处仅在于:添加有促进剂。步骤2) 中,取一定量的(畑4)2册〇4、ZrOClz·細2〇和化2胖〇4 · 2&0卿〇3的可溶性盐),选取的量保证 PO43+Zr4++M0y形成的杂多酸物质占之后制得的整个催化剂的质量分数为10%,将Zr4+与 P0/按摩尔比1:1,狂r4++P〇/)与ΜΟχ的摩尔比为3:1,溶解于去离子水中,形成澄清水溶 液,水溶液中的Zr4\P〇43和ΜΟχ的离子浓度之和为ImolL1。添加促进剂后,制得催化剂记 为A-4。
[0041] 图2所示为催化剂粉体A-4的扫描电镜沈Μ图,图2a和图化分别表示不同倍数下 的SEM图。从图中可知,氧化物颗粒表面附着有多孔结构物质,该多孔结构是Zr4\PO43和MOy在所述混合水溶液中形成层状多孔的杂多酸物质。对比图2和图1可知,添加促进剂 后,在促进剂的作用下,孔状结构物质连接成一片,形成层状的多孔杂多酸物质,从而使杂 多酸物质的多孔结构更稳定,更有利于提高催化剂的稳定性,同时可W进一步减少实际使 用环境中(如高尘的火电厂烟道气)灰尘、硫酸盐等在催化剂表面的沉积。需说明的是促 进剂MOy除为本实验例的W0 ,还可为MoO3或Η2SO4中的一种或多种,相应第,可溶性盐为 HsNzOaW、H2WO4、Μο〇3· &0、HsNzOaMo、NazMcA· 2&0、Na2S〇4、(NH4)2S04或者ΝΗ4服〇4。
[0042] 测试催化剂A-4的选择性催化还原性能,W及硫化处理,水热处理后的选择性催 化还原性能。测试方法与实验例1中相同,在此不重复。测试计算结果见表1。
[0043] 实验例5 :采用溶胶凝胶法制备。
[0044] 1)取一定量的Ce(N〇3)4 ·6Η20,选取的量确保最终制得的催化剂中金属氧化物Ce〇2 的质量分数为95%。[004引。取一定量的Zr(N03)4· 5&0、(畑4)2册04、去离子水均匀混合得到澄清溶液,选 取的量确保最终制得的催化剂中PO43+Zr4+形成的杂多酸物质的质量分数为5%,将Zr4+与 PO43按摩尔比2:1溶解于去离子水中,形成澄清水溶液,水溶液中的Zr4邢P043的离子浓 度之和为ImolL1。
[0046] 3)将步骤1)和步骤2)中的溶液混合,加入适量络合剂巧樣酸,加入的巧樣酸的 克当量数为溶液中所有金属离子的克当量数之和的2倍。
[0047] 4)将步骤3)的溶液在100°C揽拌化即得到黄色泡沫状凝胶。凝胶在110°C干燥 1化得到凝胶固体。[004引 5)将凝胶固体在300°C热处理1小时,升溫至550°C赔烧化得到催化剂粉体。该 催化剂记为B-1。
[0049] 图3所不为催化剂粉体B-1的扫描电镜沈Μ图,图3a和图3b分别表不不同倍数 下的SEM图。从图中可知,氧化物颗粒表面附着有多孔结构物质,该多孔结构是由P〇43和 Zr4+形成的杂多酸物质。
[0050]催化剂B-1中金属氧化物(Ce〇2)的质量分数为95 %,杂多酸物质的质量分数为 5%,杂多酸物质中Zr4+和P〇43的摩尔比为2。
[0051] 测试催化剂B-1的选择性催化还原性能,W及硫化处理,水热处理后的选择性催 化还原性能。测试方法与实验例1中相同,在此不重复。测试计算结果见表1。
[0052] 实验例6:与实验例5的制备过程相同,不同之处仅在于:质量的不同,使得金属氧 化物占制得的整个催化剂的质量分数为85 %,多孔的杂多酸物质的质量分数为15 %。杂多 酸物质中Zr4+和P〇43的摩尔比仍为2。将制得的催化剂记为B-2。
[0053] 测试催化剂B-2的选择性催化还原性能,W及硫化处理,水热处理后的选择性催 化还原性能。测试方法与实验例1中相同,在此不重复。测试计算结果见表1。
[0054] 实验例7 :与实验例5的制备过程相同,不同之处仅在于:质量的不同,使得金属氧 化物占制得的整个催化剂的质量分数为75%,多孔的杂多酸物质的质量分数为25%。杂多 酸物质中Zr4+和P〇43的摩尔比仍为2。将制得的催化剂记为B-3。[00巧]测试催化剂B-3的选择性催化还原性能,W及硫化处理,水热处理后的选择性催 化还原性能。测试方法与实验例1中相同,在此不重复。测试计算结果见表1。
[0056] 实验例8:与实验例5的制备过程相同,不同之处仅在于:添加有促进剂。步骤2) 中,取一定量的(畑4)2册〇4、ZrOClz·細2〇和NazMcA·2H2〇(Mo〇3的可溶性盐),选取的量保 证P〇43 +Zr4++M0Jf^成的杂多酸物质占之后制得的整个催化剂的质量分数为5%,将Zr4+与 P0/按摩尔比2:1,紅4++P0/)与ΜΟχ的摩尔比为2:1,溶解于去离子水中,形成澄清水溶 液,水溶液中的Zr4\P〇43和ΜΟχ的离子浓度之和为ImolL1。添加促进剂后,制得催化剂记 为B-4。
[0057] 图4所示为催化剂粉体B-4的扫描电镜沈Μ图,图4a和图4b分别表示不同倍数下 的SEM图。从图中可知,氧化物颗粒表面附着有多孔结构物质,该多孔结构是Zr4\PO43和 MOy在所述混合水溶液中形成层状多孔的杂多酸物质。对比图4和图3可知,添加促进剂后, 在促进剂的作用下,孔状结构物质连接成一片,形成层状的多孔杂多酸物质,从而使杂多酸 物质的多孔结构更稳定,更有利于提高催化剂的稳定性。需说明的是促进剂MOy除为本实验 例的Mo〇3外,还可为W〇3或HzSO冲的一种或多种,相应第,可溶性盐为HsN2〇4W、Na2W〇4 ·2Η20、 &胖〇4、Μο〇3· &0、HsNzOaMo、Na2S〇4、(ΝΗα)2SO4或者ΝΗ4HSO4。
[0058] 测试催化剂B-4的选择性催化还原性能,W及硫化处理,水热处理的选择性催化 还原性能。测试方法与实验例1中相同,在此不重复。测试计算结果见表1。
[0059] 表 1
[0060]
[0061]
[0062]
[0063] 根据表1的数据可知,浸溃法制得的A组催化剂W及溶胶凝胶法制得的B组催化 剂,其初始的ΝΟχ转化率/N2选择性在溫度窗口(250°C~450°C)内均较高,能达到90%W 上,甚至接近100%。而各组硫化处理,水热处理W及热处理后,其转化效率W及选择性虽然 有所降低,但不至失活为0,仍然有接近70 %的转化效率和90 %的选择性参数,仍然较高, 仍然具有一定的使用价值,效果仍然较好。因此可知,各组催化剂的抗水热老化,抗硫化的 性能较强,热稳定性也较好。
[0064] W上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定 本发明的具体实施只局限于运些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在 不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型,而且性能或用途相同,都应当视为 属于本发明的保护范围。