[發明專利]一種柴油機尾氣氧化催化劑的載體

在審

• 申請號: 201210546838.1
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103861655A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 張現龍;姜瑞霞;陳令伍;管嘉林;張蓓;周堅剛
• 申請（專利權）人: 上海郎特汽車凈化器有限公司
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J37/34;B01D53/94
• 代理公司: 上海大邦律師事務所 31252
• 代理人: 于曉菁

技術領域

本發明屬于柴油機尾氣治理領域，具體地說涉及一種柴油機尾氣氧化催化劑的載體。

背景技術

近20年來，面對世界石油資源日趨枯竭給社會發展帶來的壓力，面對汽車保有量急劇增長對環境的影響，世界汽車不停地在尋找實現汽車工業可持續發展的解決方法，在不斷的技術發展中，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濟型、動力性優越的前提下，對于環境的污染帶來了一定的負面性，相對汽油機，柴油機排放出的CO、HC僅為汽油機排放的十幾分之一，NO_X基本持平，但PM（碳顆粒物）卻是汽油機排放的30～80倍，PM主要含有實心碳微粒（以下用“SOOT”表示）、硫酸鹽（以下用“sulfates”表示）和液態的大分子烴微粒（以下用“SOF”表示）。PM的粒徑一般在0.01μm～10μm，其中90%的微粒粒徑＜1μm，所以容易漂浮于空氣中并通過呼吸道進入人體。因此，政府制定相關政策以加強對柴油機PM排放的控制。同時，柴油機的最優化操作時柴油機PM的排放量有明顯降低，通過提升壓力并配合定時的燃料噴射系統的電子控制實現的。然而很難達到預期的滿意度。如何制作開發一種面對小排量柴油機的氧化催化劑，在不更改整車物理狀態及不需要過多外加輔助設施的前提下，同時在較低溫度下能夠將CO、HC、PM進行凈化，還可以面臨高硫含量燃料的考驗，這將可以解決現有柴油機的尾氣治理問題。

用于凈化柴油機廢氣的催化劑及其制備方法（CN1575850A），公開了一種用于凈化柴油機廢氣的催化劑及其制備方法，催化劑清除柴油機廢氣中的HC、CO和SOF并降低微粒的排放。用于凈化柴油機廢氣的催化劑具有沉積在難熔三維結構體上的催化劑組分，催化劑組分包含二氧化硅-氧化鋁和沸石，二氧化硅-氧化鋁擔載上至少一種選自鉑、鈀、銠的貴金屬元素。這種催化劑通過將貴金屬組分加入到二氧化硅-氧化鋁的漿液中，在其中引起化學吸附，然后將沸石加入所得的混合物中，從而得到載有貴金屬的二氧化硅-氧化鋁與沸石的混合漿液，將難熔三維結構體浸入所述混合漿液中，在其中引起催化組分的沉積，隨后焙燒所得組合物制得。但是該申請中的催化劑的載體不均勻，活性成分在載體中的分散度不高，因而造成碳煙的凈化率低；且該催化劑載體的壓降高。

降低柴油機顆粒過濾器上顆粒物起燃溫度的不含鉑族金屬的催化劑（CN101056692A），提供了一種催化型柴油機顆粒過濾器（CDPF）和一種從柴油發動機廢氣中過濾顆粒物的方法，其中催化型柴油機微粒過濾器包含一種基材和一種催化劑組合物，其中催化劑組合物包含至少一種第一組分、至少一種第二組分和至少一種第三組分，其中第一組分為至少一種選自鈰、鑭系元素及其混合物的第一組分，第二組分為至少一種選自鈷、銅、錳及其混合物的第二組分：第三組分包括鍶，其中第一組分、第二組分和第三組分焙燒后呈氧化物形式。通過過濾器上顆粒物氧化還原反應，催化型柴油機微粒過濾器上的催化劑降低了從CDPF上脫除顆粒物的溫度。催化型柴油機微粒過濾器還可包括修補基面涂層。由膠體氧化鋁制得的修補基面涂層比含有硝酸鋁制得的氧化鋁的修補基面涂層有更高的表面積和孔體積。但是該催化劑的缺點是壓降過高，長時間使用后會造成碳煙在孔道壁上的阻塞，同時大幅度增加了車輛的油耗。

一種用于消除柴油機碳煙的低溫燃燒催化劑（CN101767012A），公開了一種用于消除柴油機碳煙的低溫燃燒催化劑，不含有堿金屬和貴金屬，成分為鈰鐵鋯的復合氧化物，其中CeO₂的摩爾百分含量為50%,Fe₂O₃的摩爾百分含量為5～50%,ZrO₂的摩爾百分含量為45～0%，制備的方法有兩種，方法一是共沉淀水熱合成法，方法二是機械混合法，方法一的具體步驟是：取Ce、Fe、Zr的硝酸鹽按化學計量比配置成總濃度為0.1～0.5mol/L的鹽溶液，再加入適量的H₂O₂,充分攪拌，均勻混合。在劇烈攪拌下，將上述混合溶液以2～10mL/min的速度滴入3～8mol/L的氨水中，得到沉淀物。沉淀完全后繼續攪拌30～120min，老化30～180min后移去部分上層清液，將所得沉淀物移入高壓釜中（填充度為50～70%），于160～240℃保溫24～72h。所得產物用去離子水和乙醇分別洗滌后，80～120℃干燥6～24h，得到目標催化劑。該材料具有很高的催化活性和熱穩定性，對環境不造成污染。該催化劑的缺點是不耐硫，長時間使用后會因硫胺等粘性物質的堵塞而造成催化劑中毒，而且此中毒為不可逆過程，且不適用于柴油機工況。