柴油车尾气净化nox催化剂的研究进展

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1、炼油与化工4REFININGANDCHEMICALINDUSTRY第25卷柴油车尾气净化NOx催化剂的研究进展吴建波，王树植(大庆石化公司培训中心，黑龙江大庆163711)摘要：汽车尾气的排放破坏了大气的臭氧层，造成了环境污染，对汽车尾气的净化处理势在必行。开发新型、高效、稳定且环境友好的催化剂成为尾气净化领或的研究热点，文中综述了同内外柴油车尾气处理氮氧化物催化剂的：[艺技术，展望了其发展方向。关键词：柴油车尾气；催化剂；NO；研究进展中图分类号：TE624．9文献标识码：B文章编号：1671—4962(2014)01—0004-02柴油车与汽油车相比，HC、CO、CO排放量低，2．1．2金

2、属氧化物催化剂广泛应用于固定源燃是一种经济、节能、高效率的动力系统。以其良好煤烟气脱硝的WO，或者MoO，掺杂的V：O／TiO催化的燃油经济性、动力性、耐久性等优点，在大功率剂，被引入柴油车尾气的NO控制领域。虽然该催车辆如大型客车、大型货车上得到广泛应用。柴化剂可在300～400范围内脱硝效率超过90％且油机是环境友好型发动机，并能够作为生物柴油具有较强抗硫能力，但应用于柴油车为其脱硝存和阳光燃料等可再生燃料的最佳平台，具有良好在诸多问题。例如，该催化剂中含有有毒物质的应用前景，柴油车的生产量呈逐年上升的态势。V：O，若使用过程中发生VO脱落，进入到环境中1柴油车的尾气具有生物毒性；该催化剂

3、体系还具有操作范围较虽然柴油车的HC、CO、cO排放量较低，但与窄、高温时生成大量温室气体NO、高温热稳定性装配了三效催化剂的汽油车相比，NO(氮氧化物)差等缺点。和PM(颗粒物)带来的环境污染，成为制约柴油车2．1．3分子筛催化剂分子筛催化剂是用于柴油推广应用的重要因素。尤其是NO一形成光化学炯车尾气NO催化去除的另一类NH，一SCR催化剂。雾的前驱物，其排放会引起一系列的环境污染问目前研究较多的是过渡金属交换或负载的分子筛题。随着柴油车的广泛应用和排放法规的Et益严催化剂。作为SCR催化剂载体的分子筛主要包括格，控制柴油机对环境污染的首要任务是降低MFI(ZSM一5)、FAU、BEA、US

4、Y、MOR和CHANO。如何在保持良好的燃油经济性的同时，降低(SAPO一34、SSZ一13)等，活性组分主要是Fe、Cu、NO排放量是近十几年来研究的热点之一。Mn、Ce等。但这些催化剂分别存在着低温活性较2No的控制技术差，N生成选择性较差，水热稳定性不好以及抗2．1NH3一SCRH：O／SO中毒性能较差等问题，不适合在柴油车上吸附态在催化剂的作用下，NH，可选择性地将应用⋯。富氧气氛中的NO还原，将其转化为无毒无害的N在NH一SCR反应中有相当出色的表现的分子和H：O。在柴油车尾气净化领域，NH一SCR(选择筛催化剂是以CHA(CHA又称菱沸石，属于菱方性催化还原)技术被认为是未来中、重

5、型柴油发动晶系，具有维八元环孔道体系，该结构中含有六机符合排放法规的主要技术路线。元环和CHA笼交替组成的笼柱，其八元环孔口直SCR催化剂体系是SCR技术的核心。主要有径为0．38nmX0．38nm，属于小孑L分子筛。)为载体4种催化剂材料：贵金属催化剂、金属氧化物催化的SAPO一34和SSZ一13所担载的活性组分主要是剂、分子筛催化剂及其他催化材料。Cu。该2种催化剂都表现出良好的催化活性。2．1．1贵金属催化剂贵金属催化剂其低温段SCRCu—SAPO一34催化剂，在SCR反应中具备较好的水活性较高，但是N选择性差，且操作温度范围窄，热稳定性和抗SO：中毒能力。有望继续优化后在抗SO：中毒能

6、力差，价格昂贵，逐渐被氧化物所替柴油车尾气NO净化过程中得到实际应用。Cu—代。SSZ—l3不仅具有最好的催化活性，而且NO：和N。O2014年第l期吴建波，等．柴油车尾气净化NOx催化剂的研究进展5副产物产生量也最少，具有非常好的N生成选择窗口内实现100％的NO转化率和N生成选择性，性。但如何在保持其良好催化活性和选择性的同同时具有优异的耐高空速性能、高温热稳定性和时降低其催化剂合成成本还是有待进一步研究。抗中毒能力，有望应用于柴油车尾气的NO催化净铁钛复合氧化物NH一SCR催化剂主要包括Fe¨交化过程。换的分子筛催化剂，如Fe／ZSM5、Fe＼HBEA、Fe”一2．2HC—SCR催化剂T

7、iO柱撑粘土等；以及Fe：O负载型催化剂，如应用碳氢化合物选择还原NO，主要是针对压FeO，／WO／ZrO、FeO／TiO等。在后续研究中有必缩天然气车和液化石油气车的NO催化脱除。要继续对FeTiO催化剂的低温抗SO中毒性能进HC—SCR催化剂主要分为3大类：负载型贵金属催行改进。例如通过有机物接枝的方法增加FeTiO化剂、金属氧化物催化剂以及分子筛催化剂。催化剂表面的疏水I生能，以及通过调变F