一種鈦鎢粉及其制備方法和用圖
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鈦鎢粉及其制備方法和用途，其是通過如下方法制備：配置鎢前驅體水溶液，在上述溶液中加入硝酸鐵，再將硫酸法制備的偏鈦酸和表面分散劑加入到上述溶液中進行攪拌，最后進行干燥及煅燒，得到所需的鈦鎢粉；所述鎢前驅體為可溶的鎢鹽。本發(fā)明采用硫酸法制備的偏鈦酸為前驅體合成鈦鎢粉，可避免傳統(tǒng)鈦鎢粉制備過程中鎢負載不均勻以及生產(chǎn)效率低的問題，用于制備催化劑時，增加了催化反應的選擇性，以及催化劑的抗硫性能的提升得以大幅提高。
【專利說明】
一種鈦鎢粉及其制備方法和用途
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及柴油機尾氣處理領域，具體的說，涉及一種鈦鎢粉及其制備方法和用 途。
【背景技術】
[0002] 近20年來，面對世界石油資源日趨枯竭給社會發(fā)展帶來的壓力，面對汽車保有量 急劇增長對環(huán)境的影響，世界汽車不停地在尋找實現(xiàn)汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的解決方法，在 不斷的技術發(fā)展中，人們對車用柴油機及柴油車有了更新、更深入的認識，柴油機與汽油機 相比在經(jīng)濟型、動力性優(yōu)越的前提下，對于環(huán)境的污染帶來了一定的負面性，隨著環(huán)境質量 的惡化，對車輛等移動源尾氣排放污染的限值也日益嚴格，尤其是作為整體環(huán)境質量評價 指標之一的氮氧化物(ΝΟχ)。有研究顯示，它不僅會引起酸雨、光化學煙霧等破壞地球生態(tài) 環(huán)境的一系列問題，而且還嚴重危害著人體的健康。因此，如何有效的去除氮氧化物已成為 目前環(huán)保領域中一個令人關注的重要課題。氨氣選擇性催化還原法(selective catalytic redUCti〇n，SCR)由于成熟和高效而成為主流的脫硝技術，而其核心問題就在于催化劑的研 制及催化劑與各種工況的適應性。國內(nèi)外學者對許多催化劑體系進行了深入系統(tǒng)的研究， 如 V205-W03/Ti〇2，Mn〇2/Ti〇2，F(xiàn)eOx/Ti〇2，CuO/Ti〇2，Cr2〇 3/Ti〇2和 Ce〇2/Ti〇2等。目前，工業(yè)化應 用的NH3-SCR催化劑，多以Ti02為載體，再上載一定量的V 205、W03、Mo03等。為此，人們對脫硝 催化技術的研究在不斷深化，以尋求使用范圍更廣的脫硝催化劑，以此適應各種工況。
[0003] CN201110389934-種用于柴油車尾氣脫硝的SCR釩系列催化劑的制備方法，該發(fā) 明公開了一種用于柴油車尾氣脫硝的SCR釩系列催化劑的制備方法。催化劑采用簡單的浸 漬法引入活性組分，然后通過對催化劑載體或催化劑進行不同的溫度焙燒處理，這樣得到 的SCR釩系列催化劑具有突出的催化性能改善，大大增加了催化活性，催化劑強度也大大增 加。本發(fā)明提供的釩系列脫硝催化劑具有較高的脫硝效率和較寬的溫度窗口，適用于柴油 車尾氣氮氧化物的脫除領域。采用實驗室模擬柴油車尾氣評價顯示，當空速為30000h-l，N0 含量為500 PPm，H20含量為4%的條件下，在170-460°C的溫度區(qū)間，使用本發(fā)明方法制備的 SCR釩系列催化劑對NOx的脫除率在90%以上。這種采用浸漬法制備的SCR催化劑存在壽命 短的缺陷，對催化劑的耐久性帶有影響。
[0004] CN201210055163.0-種用于柴油車尾氣凈化的低溫SCR催化劑及其制備方法，該 發(fā)明涉及一種用于柴油車尾氣凈化的低溫SCR催化劑及其制備方法，目的是具有較高熱穩(wěn) 定性和較好低溫催化活性;該催化劑各組分含量按重量百分比計為:硅鋁比Si/Al為38~50 的分子篩 HZSM-5:40 ~80% ;鉬酸銨（NH4)6M〇7〇24 · 4H2〇:0 ~12.1% ;無水 FeCl3:0.1 ~ 10.7 % ;乙酸錳:0.1~19.9 % ;硝酸鈰:0.1~17.0 % ;各組分的純度為分析純;其制備方法 是在去離子水中加入鉬酸銨(NH4)6M〇7〇24 · 4H20和無水FeCl3,攪拌溶解后再加入分子篩 HZSM-5，保持溫度均勻攪拌，直到水分蒸干為止;在110~130 °C溫度下干燥12h，再在500~ 700 °C溫度下煅燒3~6h，得到中間產(chǎn)品;將乙酸錳和硝酸鈰與該中間產(chǎn)品混合，加入去離子 水攪拌，用氨水調節(jié)PH值至12~13，繼續(xù)攪拌2h，真空抽濾、洗滌;在110 °C下恒溫干燥12h， 再在350~550 °C下焙燒5h。這種方法制備的SCR催化劑存在壽命短的缺陷，對催化劑的耐久 性帶有影響。
[0005] CN201110425117-種電噴SCR柴油發(fā)動機尾氣催化劑，該發(fā)明公開的是一種電噴 SCR柴油發(fā)動機尾氣催化劑。本發(fā)明從柴油發(fā)動機性質上入手，結合柴油發(fā)動機排放尾氣的 各組成C0/HC/N0x/NH3氣體的性質，對尾氣排放中的有害氣體進行催化凈化，并采取了有針 對性的措施，對載體分別涂覆了改性稀土氧化物催化劑涂層、催化劑活性組分涂層及催化 劑活性組分溶液涂漬。本發(fā)明使用于柴油發(fā)動機的尾氣催化時需要結合尿素水做還原劑， 通過尿素熱解，尿素水解，NOx還原，氨氣氧化等一系列反應，才能最終將尾氣催化凈化。本 發(fā)明通過實驗證明，對柴油發(fā)動機的尾氣催化凈化效果，制備成本低廉、有效。
[0006] CN1101584992A尿素 SCR催化劑及其制造方法，該發(fā)明涉及一種選擇性還原催化 劑:其中基本沿著縱向，一半催化劑(入口）涂有Mn/Ti02，而另一半催化劑（出口）涂有Fe-沸 石/ZSM，并且通過添加碳酸鈰制備罩面層，從而通過焙燒過程中的分解在罩面層中形成孔， 并增加催化劑的活性表面積和性能效率。該方面的特征在于該選擇性還原催化劑的制備方 法。這種采用浸漬方式制備的脫硝催化劑材料的缺陷是使用壽命短，不能同各種工況相適 應。
[0007] CN101954281A用于煙氣脫硝的鈰銅鈦復合氧化物催化劑及制備方法，該發(fā)明公開 了一種用于煙氣脫硝的鈰銅鈦復合氧化物催化劑及制備方法，該催化劑的組分包括Ce0 2、 CuO和Ti02。催化劑制備采用共沉淀法，可達到理想脫硝效果。本催化劑的優(yōu)點在于：1)對煙 氣中氮氧化物的催化還原具有較高的活性;2)催化劑的適應溫度窗口較寬，在150~450°C 整個溫度范圍內(nèi)都具有一定活性;3)可以有效提高催化劑在S0#PH20條件下的運行性能，對 二氧化硫和水等存在下的惡劣工況具有較強的適應性，可運用的范圍更廣;4)制備原料易 得、制備工藝簡單，催化劑成本較低，這種采用共沉淀法制備的脫硝催化劑材料的缺陷是使 用壽命短，不能同各種工況相適應。
[0008] 選擇性催化還原技術作為脫除柴油機NOx的主流技術，尤其是釩鈦系列的選擇性 催化還原催化劑，具有較高的的NOx脫除率、較好的抗硫性能、較長的使用壽命，加之中國油 品的國情特點，SCR是中國柴油機NOx排放最理想的一種技術路線。但由于在傳統(tǒng)催化劑的 使用中發(fā)現(xiàn)，反應時的選擇性不強，使用壽命短等缺陷。另外，鈣鈦礦型催化劑不僅能減少 貴金屬的使用，同時使得催化劑保持優(yōu)良的低溫活性。因此，這些催化劑成為眾多科研工作 者追求的目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了克服現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種鈣鈦礦結構物質，其制 備方法及用途。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術方案如下：
[0010] 本發(fā)明提供了制備鈣鈦礦結構物質的方法，其是通過如下方法制備得到的：
[0011] 1)將鈦鹽加到去離子水中，配置成重量百分比濃度為5~35%的膠體，加入pH調節(jié) 劑調節(jié)pH值7~8，將所得膠體狀材料用去離子水洗滌；
[0012] 2)將鉬鹽加到去離子水中，配置成重量百分比濃度為1~25%的膠體，加入pH調節(jié) 劑調節(jié)pH值7~8，將所得膠體狀材料用去離子水洗滌；
[0013] 3)將上述洗滌后的材料與V205混合，保溫干燥以及預煅燒。
[0014] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，鈦、鉬與釩的物質的量之比為1~10:0.5~2:1-10。
[0015] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述鈦鹽為四氯化鈦、硝酸鈦或草酸鈦中的一種或 多種。
[0016] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述鉬鹽為二氯化鉬、草酸鉬或硝酸鉬中的一種或 多種。
[0017] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述pH調節(jié)劑為氨水、碳酸銨、碳酸氫銨或尿素中的 一種或多種。
[0018] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，將洗滌后的材料混合，保溫干燥15-25h，保溫溫度為 110-150。。。
[0019] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，將保溫后所得的材料置于馬弗爐中，空氣氣氛下，以 5-15°C/min的升溫速率升溫至300-450°C，進行恒溫2-4小時后經(jīng)自燃冷卻至室溫，研磨后 得到鈣鈦礦結構物質。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的方法制備的鈣鈦礦結構物質。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的方法制備的鈣鈦礦結構物質在制備用于處理柴油機尾氣NOx的SCR 催化劑中的應用
[0022] 本發(fā)明還提供了一種鈦鎢粉的制備方法，所述方法包括以下：配置鎢前驅體水溶 液，在上述溶液中加入硝酸鐵(作為活性助劑），再將硫酸法制備的偏鈦酸和表面分散劑加 入到上述溶液中進行攪拌，最后進行干燥及煅燒，得到所需的鈦鎢粉;所述鎢前驅體為可溶 的鎢鹽
[0023]所述偏鈦酸為鈦精礦、低品位含鈦礦或礦渣經(jīng)硫酸法制備Ti02的中間產(chǎn)物，或者 其混合物。
[0024]在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，鎢前驅體的重量百分比濃度為5~20%，硝酸鐵的重 量百分比濃度為5~10%。
[0025] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述表面分散劑的加入量為鎢前驅體水溶液重量的 1 ~15%〇
[0026] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述表面分散劑為檸檬酸銨、草酸銨、氟化銨或偏磷 酸銨中的一種或多種。
[0027] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述硫酸法制備的偏鈦酸與鎢前驅體水溶液的重量 比為30~65:50~80。
[0028] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，干燥溫度為150~300 °C、干燥時間為5~30h，煅燒溫 度為350~700 °C、煅燒時間為1~25h。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的方法制備的鈦鎢粉。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的方法制備的鈦鎢粉在用于處理柴油機尾氣NOx的SCR催化劑中的應 用。
[0031] 本發(fā)明采用硫酸法制備的偏鈦酸為前驅體合成鈦鎢粉，可避免傳統(tǒng)鈦鎢粉制備過 程中鎢負載不均勻以及生產(chǎn)效率低的問題，同時可提高粉體生產(chǎn)效率，確保催化劑的高活 性和燒結強度。采用該方法制備的鈦鎢粉，可降低現(xiàn)有粉體生產(chǎn)成本及實現(xiàn)了環(huán)境友好，拓 寬粉體在脫硝催化劑中的應用。另外，本發(fā)明鈦鎢粉分散均勻，比表面積高，用于制備催化 劑時，增加了催化反應的選擇性，以及催化劑的抗硫性能的提升得以大幅提高。
[0032] 本發(fā)明還提供了制備用于處理柴油機尾氣NOx的SCR催化劑的方法，所述方法包括 以下步驟：
[0033] 1)將鈣鈦礦結構物質、鈦鎢粉和鋁膠混合，加入聚乙烯醇與去離子水進行攪拌，在 高速剪切乳化條件下進行制備涂層膠體；
[0034]所述鈣鈦礦結構物質、鈦鎢粉、鋁膠、聚乙烯醇、去離子水的重量比為5~35:50~ 90:1.5~10:0.05~2:80~200;
[0035] 2)向上述涂層膠體加入腐植酸銨進行陳化，腐植酸銨的加入量為膠體材料重量的 0.05~2% ;
[0036] 3)將超聲清洗好的蜂窩陶瓷置于陳化后的涂層膠體中進行浸漬負載上漿，涂層的 負載厚度在〇.〇1~〇. 1mm;
[0037] 4)將上漿的陶瓷蜂窩載體分別放入烘箱和馬弗爐中進行干燥及焙燒，得到SCR催 化劑。
[0038] 其中，所述鈣鈦礦結構物質是由以下方法制備：
[0039] a)將鈦鹽加到去離子水中，配置成重量百分比濃度為5~35%的膠體，加入氨水調 節(jié)pH值7~8，將所得膠體狀材料用去離子水洗滌；
[0040] b)將鉬鹽加到去離子水中，配置成重量百分比濃度為1~25%的膠體，加入氨水調 節(jié)pH值7~8，將所得膠體狀材料用去離子水洗滌；
[0041] c)將上述洗滌后的材料與V205混合，鈦、鉬與釩的物質的量之比為1~10:0.5~2: 1-10,保溫干燥15-25h，保溫溫度為110-150°C，最后，將保溫后所得的材料置于馬弗爐中預 煅燒，空氣氣氛下，以5_15°C/min的升溫速率升溫至300-450°C，進行恒溫2-4小時后經(jīng)自燃 冷卻至室溫，研磨后得到鈣鈦礦結構物質。
[0042] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述鈦鎢粉是由以下方法制備:配置重量百分比濃 度為5~20 %媽前驅體水溶液，在上述溶液中加入重量百分比濃度為5~10 %硝酸鐵(作為 活性助劑），再將硫酸法制備的偏鈦酸和檸檬酸銨加到上述溶液中進行攪拌，最后進行干 燥，干燥溫度為150~300°C、干燥時間為5~30h及煅燒，煅燒溫度為350~700°C、煅燒時間 為1~25h，得到所需的鈦鎢粉，其中所述鎢前驅體為可溶的鎢鹽。
[0043] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，檸檬酸銨的加入量為鎢前驅體水溶液重量的1~ 15%〇
[0044] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述硫酸法制備的偏鈦酸與鎢前驅體水溶液的重量 比為30~65:50~80。
[0045] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，步驟1)中，所述的高速剪切機進行制備膠體，剪切機 轉速為150~300r/min，制備時間為1~1 Oh;鈣鈦礦結構物質、鈦鎢粉、鋁膠、聚乙烯醇和去 離子水的重量比為20:65:2.5:0.5:150。
[0046] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，步驟2)中，所述的涂層膠體加入0.05~2.0%的腐植 酸銨進行陳化，陳化時間為5~30天;所述腐植酸銨的純度多99.9%。
[0047] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，步驟3)中，將超聲清洗好的陶瓷蜂窩置于陳化后的 涂層膠體中進行浸泡負載上漿，涂層的負載厚度在0.03~0.1mm。
[0048] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，步驟4)中，干燥溫度控制在90~200°C，干燥時間為1 ~1 Oh，焙燒溫度控制在450~550 °C，焙燒時間1~1 Oh。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的方法制得的用于處理柴油機尾氣NOx的SCR催化劑。
[0050] 上述含鉬和釩的鈣鈦礦型結構物質，具有釩鈦之間高度分散的效果，鈦本身作為 SCR催化劑的基體材料，在這一步中被部分引入，也為V205在整個催化劑的基體材料中進行 了預分散。
[0051] 本發(fā)明建立一種用于柴油機尾氣處理NOx的SCR催化劑及制備方法，在催化劑的制 備過程中合成并制備了含鉬和釩的鈣鈦礦型結構的物質，合成并制備了鈦鎢粉，使催化劑 的活性組分被分別分散在各自的基體材料中，增加了催化反應的選擇性，也提高了催化劑 的抗硫性能并且延長了催化劑的受用壽命，經(jīng)這種工藝制得的SCR催化劑性能適應工況范 圍寬，使用壽命長等優(yōu)點。
[0052]本發(fā)明的優(yōu)點是：（1)本工藝采用鈦鹽前驅體來合成含鉬和釩的鈣鈦礦結構物質， 即將鈦鹽滴加到去離子水中，加入氨水調節(jié)pH值，將所得膠體材料用去離子水洗滌氯離子 后與鉬鹽水解后所得的膠體材料混合，混合后在一定溫度下保溫干燥以及煅燒后得到鈣鈦 礦結構物質，這種鈣鈦礦結構物質提高了 V2〇5和Mo03的均勻度與催化反應的選擇性，將偏鎢 酸銨對由硫酸法制備的偏鈦酸進行改性得到鈦鎢粉;采用硝酸鐵作為合成鈦鎢粉中的活性 助劑，經(jīng)過干燥及煅燒得到鈦鎢粉，提高了催化劑的抗硫性能與催化劑的使用壽命；（2)鈣 鈦礦結構物質、鈦鎢粉、鋁膠、聚乙二醇與水進行攪拌，在高速剪切乳化條件下進行制備涂 層膠體，這種活性組分隨各自基體分散的方式增加了催化劑反應時的選擇性；（3)采用腐殖 酸銨對涂層膠體進行陳化，提高了涂層的致密度，降低了涂層的厚度；（4)合理的涂層設計 方案，使催化劑具有低溫活性。本發(fā)明經(jīng)干燥及焙燒得到的催化劑經(jīng)處理應用8L共軌柴油 機臺架凈化試驗表明，氣體反應溫度在180~420°C仍保持氮氧化物具有97%的轉化效率， 產(chǎn)品經(jīng)臺架快速老化后，氣體反應溫度在180~420°C仍保持氮氧化物具有89 %的轉化效 率，可以滿足歐IV/V及以上排放法規(guī)；（5)將超聲清洗好的陶瓷蜂窩置于涂層膠體中進行浸 泡負載涂層；（6)將上漿的陶瓷蜂窩載體分別放入烘箱和馬弗爐進行干燥及焙燒；（7)本發(fā) 明通過硫酸法制備偏鈦酸制備鈦鎢粉，大大降低了其生產(chǎn)成本。
【具體實施方式】
[0053] 實施例1
[0054] (1)制備鈣鈦礦型結構物質
[0055] a)將四氯化鈦加到去離子水中，配置成重量百分比濃度為20%的膠體，加入氨水 調節(jié)pH值7~8，將所得膠體狀材料用去離子水洗滌；
[0056] b)將草酸鉬加到去離子水中，配置成重量百分比濃度為25%的膠體，加入氨水調 節(jié)pH值7~8，將所得膠體狀材料用去離子水洗滌；
[0057] c)將上述洗滌后的材料與V205混合，鈦、鉬與釩的物質的量之比為1:0.5:1，保溫干 燥25h，保溫溫度為130°C，最后，將保溫后所得的材料置于馬弗爐中預煅燒，空氣氣氛下，以 10°C/min的升溫速率升溫至400°C，進行恒溫4小時后經(jīng)自燃冷卻至室溫，研磨后得到鈣鈦 礦結構物質。
[0058] 其中四氯化鈦的純度彡99.9 % ;草酸鉬的純度彡99.9 %。
[0059] (2)制備鈦鎢粉
[0060]配置重量百分比濃度為15 %偏媽酸銨水溶液，在上述溶液中加入重量百分比濃度 為5 %硝酸鐵（作為活性助劑），再將硫酸法制備的偏鈦酸（Ti02含量50%，硫酸根含量 10wt. % )和檸檬酸銨加到上述溶液中進行攪拌，最后進行干燥，干燥溫度為250°C、干燥時 間為15h及煅燒，煅燒溫度為450°C、煅燒時間為15h，得到所需的鈦鎢粉；
[0061 ]其中檸檬酸銨的加入量為偏鎢酸銨水溶液重量的10% ;上述硫酸法制備的偏鈦酸 與偏鎢酸銨水溶液的重量比為45:60
[0062]其中所述的偏鎢酸銨的純度彡99.9%。
[0063] (3)催化劑的制備
[0064] a)將鈣鈦礦結構物質、鈦鎢粉和鋁膠混合，加入聚乙烯醇與去離子水進行攪拌，在 高速剪切乳化條件下進行制備涂層膠體，剪切機轉速為200r/min，制備時間為5h;
[0065] 所述鈣鈦礦結構物質、鈦鎢粉、鋁膠、聚乙烯醇、去離子水的重量比為20:65:2.5: 0.5:150;
[0066] b)將上述涂層膠體加入腐植酸銨進行陳化，腐植酸銨的加入量為膠體材料重量的 0.5 %，陳化時間為15天;所述腐植酸銨的純度多99.9 % ;
[0067] c)將尺寸為Φ267πιπιΧ 152mm，孔數(shù)為62個/cm2的堇青石質陶瓷蜂窩置于超聲波清 洗儀中進行超聲清洗，并加入氫氟酸調節(jié)清洗液pH = 2,其中超聲波清洗儀的頻率為50HZ、 功率為100W，超聲清洗時間為120min。將超聲清洗好的蜂窩陶瓷置于陳化后的涂層膠體中 進行浸漬負載上漿，涂層的負載厚度在〇. 〇5mm;
[0068] d)將上漿的陶瓷蜂窩載體分別放入烘箱和馬弗爐中進行干燥及焙燒，干燥溫度控 制在150 °C，干燥時間為1 Oh，焙燒溫度控制在500 °C，焙燒時間5h，得到SCR催化劑。
[0069] 實施例2
[0070] (1)制備鈣鈦礦型結構物質
[0071] a)將四氯化鈦加到去離子水中，配置成重量百分比濃度為30%的膠體，加入氨水 調節(jié)pH值7~8，將所得膠體狀材料用去離子水洗滌；
[0072] b)將草酸鉬加到去離子水中，配置成重量百分比濃度為25%的膠體，加入氨水調 節(jié)pH值7~8，將所得膠體狀材料用去離子水洗滌；
[0073] c)將上述洗滌后的材料與V205混合，鈦、鉬與釩的物質的量之比為1.5:0.8:1.5，保 溫干燥25h，保溫溫度為140°C，最后，將保溫后所得的材料置于馬弗爐中預煅燒，空氣氣氛 下，以15°C/min的升溫速率升溫至450°C，進行恒溫4小時后經(jīng)自燃冷卻至室溫，研磨后得到 鈣鈦礦結構物質。
[0074] 其中四氯化鈦的純度彡99.9 % ;草酸鉬的純度彡99.9 %。
[0075] (2)制備鈦鎢粉
[0076]配置重量百分比濃度為20 %偏媽酸銨水溶液，在上述溶液中加入重量百分比濃度 為8%硝酸鐵（作為活性助劑），再將硫酸法制備的偏鈦酸（Ti02含量50%，硫酸根含量 10wt. % )和檸檬酸銨加到上述溶液中進行攪拌，最后進行干燥，干燥溫度為300°C、干燥時 間為15h及煅燒，煅燒溫度為500°C、煅燒時間為15h，得到所需的鈦鎢粉；
[0077]其中檸檬酸銨的加入量為偏鎢酸銨水溶液重量的12%;上述硫酸法制備的偏鈦酸 與偏鎢酸銨水溶液的重量比為55:75
[0078]其中所述的偏鎢酸銨的純度彡99.9 %。
[0079] (3)催化劑的制備
[0080] a)將鈣鈦礦結構物質、鈦鎢粉和鋁膠混合，加入聚乙烯醇與去離子水進行攪拌，在 高速剪切乳化條件下進行制備涂層膠體，剪切機轉速為250r/min，制備時間為7h;
[0081] 所述鈣鈦礦結構物質、鈦鎢粉、鋁膠、聚乙烯醇、去離子水的重量比為26:70:5:0.9 ：175；
[0082] b)向上述涂層膠體加入腐植酸銨進行陳化，腐植酸銨的加入量為膠體材料重量的 2%，陳化時間為25天;所述腐植酸銨的純度多99.9% ;
[0083] c)將尺寸為Φ267πιπιΧ 152mm，孔數(shù)為62個/cm2的堇青石質陶瓷蜂窩置于超聲波清 洗儀中進行超聲清洗，并加入氫氟酸調節(jié)清洗液pH = 2,其中超聲波清洗儀的頻率為50HZ、 功率為100W，超聲清洗時間為120min。將超聲清洗好的蜂窩陶瓷置于陳化后的涂層膠體中 進行浸漬負載上漿，涂層的負載厚度在〇. 〇8mm;
[0084] d)將上漿的陶瓷蜂窩載體分別放入烘箱和馬弗爐中進行干燥及焙燒，干燥溫度控 制在200 °C，干燥時間為1 Oh，焙燒溫度控制在550 °C，焙燒時間5h，得到SCR催化劑。
[0085] 實施例3
[0086] (1)制備鈣鈦礦型結構物質
[0087] a)將四氯化鈦加到去離子水中，配置成重量百分比濃度為35%的膠體，加入氨水 調節(jié)pH值7~8，將所得膠體狀材料用去離子水洗滌；
[0088] b)將草酸鉬加到去離子水中，配置成重量百分比濃度為25%的膠體，加入氨水調 節(jié)pH值7~8，將所得膠體狀材料用去離子水洗滌；
[0089] c)將上述洗滌后的材料與￥205混合，鈦、鉬與釩的物質的量之比為2.5:1:2.5，保溫 干燥25h，保溫溫度為150°C，最后，將保溫后所得的材料置于馬弗爐中預煅燒，空氣氣氛下， 以15°C/min的升溫速率升溫至450°C，進行恒溫4小時后經(jīng)自燃冷卻至室溫，研磨后得到鈣 鈦礦結構物質。
[0090] 其中四氯化鈦的純度彡99.9% ;草酸鉬的純度彡99.9%。
[0091] (2)制備鈦鎢粉
[0092] 配置重量百分比濃度為20 %偏媽酸銨水溶液，在上述溶液中加入重量百分比濃度 為10%硝酸鐵（作為活性助劑），再將硫酸法制備的偏鈦酸（Ti02含量50%，硫酸根含量 10wt. % )和檸檬酸銨加到上述溶液中進行攪拌，最后進行干燥，干燥溫度為300°C、干燥時 間為20h及煅燒，煅燒溫度為550°C、煅燒時間為20h，得到所需的鈦鎢粉；
[0093]其中檸檬酸銨的加入量為偏鎢酸銨水溶液重量的15% ;上述硫酸法制備的偏鈦酸 與偏鎢酸銨水溶液的重量比為60:80
[0094]其中所述的偏鎢酸銨的純度彡99.9 %。
[0095] (3)催化劑的制備
[0096] a)將鈣鈦礦結構物質、鈦鎢粉和鋁膠混合，加入聚乙烯醇與去離子水進行攪拌，在 高速剪切乳化條件下進行制備涂層膠體，剪切機轉速為300r/min，制備時間為10h;
[0097] 所述鈣鈦礦結構物質、鈦鎢粉、鋁膠、聚乙烯醇、去離子水的重量比為35:80:6.5:2 ：200；
[0098] b)向上述涂層膠體加入腐植酸銨進行陳化，腐植酸銨的加入量為膠體材料重量的 2%，陳化時間為30天;所述腐植酸銨的純度多99.9% ;
[0099] c)將尺寸為Φ267πιπιΧ 152mm，孔數(shù)為62個/cm2的堇青石質陶瓷蜂窩置于超聲波清 洗儀中進行超聲清洗，并加入氫氟酸調節(jié)清洗液pH = 2,其中超聲波清洗儀的頻率為50HZ、 功率為100W，超聲清洗時間為120min。將超聲清洗好的蜂窩陶瓷置于陳化后的涂層膠體中 進行浸漬負載上漿，涂層的負載厚度在〇. 1mm;
[0100] d)將上漿的陶瓷蜂窩載體分別放入烘箱和馬弗爐中進行干燥及焙燒，干燥溫度控 制在200 °C，干燥時間為1 Oh，焙燒溫度控制在550 °C，焙燒時間1 Oh，得到SCR催化劑。
[0101 ]按照實施例2制得的SCR催化劑，產(chǎn)品尺寸為267mm X 152mm，數(shù)量為2個，催化劑孔 數(shù)為62孔/cm2，內(nèi)壁壁厚為0.15mm，產(chǎn)品的密度為560g/l。將催化劑串聯(lián)進行安裝并進行發(fā) 動機臺架試驗，柴油機燃油噴射系統(tǒng)為高壓共軌，廢氣凈化技術路線為D0C+SCR，新鮮態(tài)及 老化態(tài)排放結果分別見表1、表2,臺架老化100h試驗條件進行。備注：（老化條件:HJ451-2008中華人民共和國國家環(huán)境保護標準《環(huán)境保護產(chǎn)品技術要求-柴油車排氣后處理裝 置》。）
[0102]表1新鮮態(tài)檢測結果
[0104]表2臺架100h快速老化耐久態(tài)檢測結果
【主權項】
1. 一種制備鈦鎢粉的方法，其特征在于，所述方法包括以下：配置鎢前驅體水溶液，在 上述溶液中加入硝酸鐵，再將硫酸法制備的偏鈦酸和表面分散劑加入到上述溶液中進行攪 拌，最后進行干燥及煅燒，得到所需的鈦鎢粉;所述鎢前驅體為可溶的鎢鹽； 所述偏鈦酸為鈦精礦、低品位含鈦礦或礦渣經(jīng)硫酸法制備Ti〇2的中間產(chǎn)物，或者其混合 物。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，鎢前驅體的重量百分比濃度為5~20%，硝 酸鐵的重量百分比濃度為5~10%。3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面分散劑的加入量為鎢前驅體水溶 液重量的1~15 %。4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面分散劑為檸檬酸銨、草酸銨、氟化 銨或偏磷酸銨中的一種或多種。5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸法制備的偏鈦酸與鎢前驅體水溶 液的重量比為30~65:50~80。6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，干燥溫度為150~300°C、干燥時間為5~ 30h，煅燒溫度為350~700 °C、煅燒時間為1~25h。7. 根據(jù)權利要求1-6任一項所述的方法制備的鈦鎢粉。8. 根據(jù)權利要求1-6任一項所述的方法制備的鈦鎢粉在用于處理柴油機尾氣NOx的SCR 催化劑中的應用。
【文檔編號】B01D53/94GK106076356SQ201610428439
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】施雅瓊
【申請人】上海凈球環(huán)?？萍加邢薰?br>