為了能夠以可靠的方法生產(chǎn)SCR催化劑(2)，尤其是具有沸石部分(Z)作為催化活性部分的催化劑，同時實現(xiàn)催化劑(2)良好的催化活性，將在起始態(tài)時無催化活性，和已經(jīng)處理來形成催化活性的無機粘結(jié)劑部分(B)混合入催化劑組合物(4)。粘結(jié)劑部分(B)的無機粘結(jié)劑組分在起始態(tài)時優(yōu)選是多孔顆粒(10)，尤其是硅藻土，其表現(xiàn)出中多孔性。為了進行催化活化，將單個顆粒(10)用催化活性層(12)涂覆，或者轉(zhuǎn)化成催化活性沸石(14)，并且保持中多孔性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】本專利技術(shù)涉及一種生產(chǎn)擠出的催化劑的方法以及催化劑本身，尤其是SCR催化劑。為了減少來自于固定的和移動的燃燒設備，尤其是機動車輛的廢氣中的氮氧化物，使用已知的選擇性催化還原(SCR)。其中，氮氧化物在氨和氧存在下被還原成氮。用于加速這種反應的各種催化劑類型和體系原則上是已知的。最近受到關(guān)注，尤其是用于機動車輛中的移動應用的一類催化劑是基于沸石的催化劑。在此可以提及的尤其是鐵交換的或銅交換的沸石，優(yōu)選ZSM-5(MFI)、β(BEA)、菱沸石(CHA)或者具有骨架結(jié)構(gòu)AEI、ERI、FER的另外的沸石類型作為催化活性組分。歸因于它們具有高微孔性/單位體積的特定形態(tài)，這些沸石具有比較大的表面積，這樣它們適于壓實構(gòu)造。催化活性還通過引入的銅或鐵離子來增加。目前用于機動車輛中的催化轉(zhuǎn)化器通常是催化劑載體涂層(washcoat)，其涂覆在惰性陶瓷基底，尤其是蜂窩陶瓷基底上。可選地，現(xiàn)代催化轉(zhuǎn)化器可以是擠出的陶瓷催化劑，典型地為蜂窩體的形式。在運行中，待清潔的廢氣流過涂覆的基底或擠出催化劑體中的通道。這里原則上，在全活性擠出物和涂覆的載體(稱作“載體涂層”)之間存在著區(qū)別。在全活性擠出物的情況中，擠出體包含催化活性催化劑組合物，即催化劑的單個通道壁由固體催化活性材料制成。在載體涂層的情況中，催化惰性擠出的支撐體涂覆有實際的催化活性催化劑材料。這通常通過將擠出的支撐體浸入含有催化劑材料的懸浮液中來進行。為了生產(chǎn)擠出的催化劑體，通常提供陶瓷擠出組合物，它的流變性能已經(jīng)設定來適于擠出方法。這種擠出組合物是塑性的(即容易成形或可模制)、粘性組合物。為了設定擠出組合物的所需流變性能以及擠出物的機械性能，通常將粘結(jié)劑或添加劑添加到擠出組合物中。在全活性擠出物的情況中，催化活性組分存在于擠出組合物中。在基于例如二氧化鈦/五氧化二釩體系的常規(guī)催化劑的情況中，粘結(jié)劑的比例通常是幾個重量百分比，例如2-10重量％。但是，當沸石用作催化活性組分時，擠出更難以進行，因為沸石由于它們的具體性能和它們的形態(tài)而相對難以擠出。另一問題還在于基于沸石的催化劑體系降低的機械穩(wěn)定性。由于這種背景，與二氧化鈦/五氧化二釩體系相比，必須使用明顯更高比例的粘結(jié)劑來設定適于擠出的流變性能和實現(xiàn)足夠的機械穩(wěn)定性。但是，這帶來了催化活性組分相對于總催化劑的整體降低，因此作為粘結(jié)劑比例增加的結(jié)果，每單位體積的特定催化活性整體降低。出于本專利技術(shù)的目的，粘結(jié)劑通常是在燒結(jié)過程之后賦予最終催化劑以強度和穩(wěn)定性的組分。粘結(jié)劑具體形成了到催化活性組分的燒結(jié)橋，或者為這些組分帶來了機械互連。來源于此，本專利技術(shù)的一個目標是使得一種優(yōu)選的基于沸石的催化劑，尤其是SCR催化劑成為可能，其表現(xiàn)出高的催化活性和優(yōu)選還可以在可靠的方法中擠出。該目標根據(jù)本專利技術(shù)，通過一種具有權(quán)利要求1的特征的用于生產(chǎn)擠出的催化劑，尤其是SCR催化劑的方法來實現(xiàn)。這里，提供待擠出的催化劑組合物，并且擠出來生產(chǎn)催化劑體。為了設定用于擠出所需的流變性能，催化劑組合物包含粘結(jié)劑部分，其包含由顆粒組成的至少一種無機粘結(jié)劑組分。粘結(jié)劑部分在起始態(tài)時起初無催化活性，并且處理起始態(tài)時無催化活性的這種粘結(jié)劑部分的至少一部分來形成催化活性。出于本專利技術(shù)的目的，起始態(tài)表示粘結(jié)劑組分的粉末態(tài)。這種方法首先基于使用高比例的無機粘結(jié)劑來保證最終成形的催化劑體的所需穩(wěn)定性的理念。使用合適的無機粘結(jié)劑組分確保該擠出方法以可靠的方式進行成為可能。此外，本專利技術(shù)基于這樣的理念，即通過依靠合適的處理給予初始無活性的至少一種粘結(jié)劑組分以催化活性，來使得催化劑的催化活性足夠高，而不管所需要的相對高比例的粘結(jié)劑。這種處理優(yōu)選在粘結(jié)劑部分混合入待擠出的催化劑組合物之前進行。這些混合入催化劑組合物中的無機粘結(jié)劑組分通常是由個體顆粒組成的粉狀礦物材料。在混合入催化劑組合物之前，所以這些粉末顆粒優(yōu)選經(jīng)處理來實現(xiàn)初始催化惰性的顆粒的所需催化活化。所以，當術(shù)語“顆粒”在下面使用時，表示這樣的粉末顆粒。總之，這使得具有高穩(wěn)定性和高催化活性的可擠出的催化劑能夠以可靠的方法來生產(chǎn)。在一個有用的實施方案中，除了粘結(jié)劑組分之外，將常規(guī)的催化活性組分混合入催化劑組合物中。這優(yōu)選是催化活性的沸石和/或催化活性的分子篩。出于本專利技術(shù)的目的，沸石通常是根據(jù)國際沸石協(xié)會的結(jié)構(gòu)委員會(IZA-SC)的沸石圖譜的沸石。除了常規(guī)的Al-Si沸石之外，它們還包括尤其是SAPO和ALPO沸石類型。所以催化劑優(yōu)選是基于沸石的催化劑。作為一個替代，使用鈦-釩體系或混合氧化物體系，例如基于鈰-鋯混合氧化物的體系作為催化活性組分。催化劑組合物的流變性受到單個添加的顆粒的幾何形狀(即形態(tài))的決定性影響。因此它們優(yōu)選以適當?shù)姆绞竭x擇，以使得它們具有適于所需流變性能的形態(tài)。在一個優(yōu)選的實施方案中，顆粒至少在無催化活性的起始態(tài)時具有非沸石骨架結(jié)構(gòu)。因此顆粒不同于常規(guī)的催化活性組分。為此原因，當活性組分混合入催化劑組合物時，它們至少不同于這種活性組分。此外，至少在起始態(tài)時，顆粒典型地作為無定形顆粒存在，不同于通常的結(jié)晶的常規(guī)活性組分。作為這種偏離活性組分的顆粒結(jié)構(gòu)的結(jié)果，首先確保實現(xiàn)流變性能中的所需改進，和同時確保作為粘結(jié)劑用于所生產(chǎn)的成形體的機械強度。在一個優(yōu)選的實施方案中，顆粒本身具有多孔性。這改進了待凈化的廢氣進入更深體積層的可達性和因此改進了質(zhì)量轉(zhuǎn)移，其對于所需的高催化活性是有利的。在一個有用的實施方案中，顆粒的孔寬度大于沸石。具體地，顆粒具有中多孔性或大多孔性，孔寬度>2nm，優(yōu)選>5nm。出于本專利技術(shù)的目的，術(shù)語中多孔性指的是孔寬度(孔直徑)是2nm-50nm的孔，和術(shù)語大多孔性指的是孔寬度大于50nm。因此粘結(jié)劑組分的顆粒在它們的形態(tài)方面，尤其是在孔寬度方面，不同于沸石或不同于活性組分。這里，沸石的孔寬度是沸石的環(huán)結(jié)構(gòu)中的最大直徑。合適的沸石的骨架結(jié)構(gòu)形成了開放孔或孔通道。它們通過沸石的通常四面體基本構(gòu)建塊的環(huán)結(jié)構(gòu)來形成和結(jié)合。通常，在小孔(至多8元環(huán))沸石、中孔(至多10元環(huán))沸石、寬孔(至多12元環(huán))沸石和超寬孔沸石(大于12元環(huán))之間存在著明顯不同。最大環(huán)尺寸目前是24元環(huán)，其對應于孔寬度是約1.2nm。合適的催化活性沸石典型地是小孔或中孔沸石，其孔寬度是約0.3-0.7nm。催化活性通過粘結(jié)劑組分的顆粒的中多孔性或大多孔性而整體改進，因為待凈化的廢氣也會經(jīng)由這種多孔性而滲入擠出的催化劑的催化活性壁的更深層中。因此經(jīng)由這些寬孔還進行了催化劑有效供給到甚至更深位置的催化活性位置，這樣可以利用較大比例的催化活性組合物。在常規(guī)催化劑的情況中，即催化反應首先和最先僅在待凈化的廢氣流過的催化劑中的流動通道的直接表面區(qū)域上發(fā)生。因為粘結(jié)劑部分通常均勻分布在催化劑的總體積上，因此粘結(jié)劑部分有效形成流動和供給路徑，其延伸進入催化劑的體積中，和由此使得滲入沸石的微孔中成為可能。為了獲得粘結(jié)劑部分的所需催化活性，第一優(yōu)選的形式向待涂覆的粘結(jié)劑組分的初始催化惰性顆粒提供催化活性層，優(yōu)選沸石層。因此催化活性的顆粒在這個形式中由催化惰性芯和催化活性層組成。因此具有規(guī)定的顆粒形狀的各顆粒由催化涂層賦予所需的催化活性，同時保持了顆粒形狀。本身已知的方法可以用于形成層，例如催化活性的顆粒尤其是沸石從懸本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
生產(chǎn)擠出的催化劑(2)的方法，其中將催化劑組合物(4)擠出來生產(chǎn)催化劑體(6)，其中為了設定該催化劑組合物(4)的所需流變性能，該催化劑組合物(4)包含無機粘結(jié)劑部分(B)，該無機粘結(jié)劑部分(B)在起始態(tài)時無催化活性，和包含由單個顆粒(10)組成的至少一種無機粘結(jié)劑組分，并且該無機粘結(jié)劑部分(B)的至少一部分已經(jīng)處理來形成催化活性。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2014.03.27 DE 102014205760.41.生產(chǎn)擠出的催化劑(2)的方法，其中將催化劑組合物(4)擠出來生產(chǎn)催化劑體(6)，其中為了設定該催化劑組合物(4)的所需流變性能，該催化劑組合物(4)包含無機粘結(jié)劑部分(B)，該無機粘結(jié)劑部分(B)在起始態(tài)時無催化活性，和包含由單個顆粒(10)組成的至少一種無機粘結(jié)劑組分，并且該無機粘結(jié)劑部分(B)的至少一部分已經(jīng)處理來形成催化活性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中除了該粘結(jié)劑部分(B)之外，將催化活性組分(Z)混合入該催化劑組合物(4)中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該催化活性組分選自沸石(Z)和分子篩。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該至少一種無機粘結(jié)劑組分的顆粒(10)在無催化活性的起始態(tài)時不具有沸石骨架結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該至少一種無機粘結(jié)劑組分的顆粒(10)具有多孔結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中該顆粒(10)的孔寬度(p)大于沸石(Z)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該至少一種無機粘結(jié)劑組分的顆粒(10)涂覆有催化活性層(12)，尤其是涂覆有沸石層。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中該催化活性層(12)的層厚度小于該顆粒(10)的顆粒直徑(d)的20％，和尤其是0.5μm-10μm。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該至少一種無機粘結(jié)劑組分的顆粒(10)以它們至少部分地具有沸石骨架結(jié)構(gòu)的方式轉(zhuǎn)化，同時保持它們的顆粒形狀。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該至少一種無機粘結(jié)劑組分是柱撐粘土礦物，其具有依靠無機柱(16)隔開的粘土層(18)。11.根據(jù)前述權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J·鮑爾，R·多特澤爾，J·W·曼奇，
申請(專利權(quán))人：莊信萬豐股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：英國;GB
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