[發(fā)明專利]一種分子篩負(fù)載鉑基貴金屬碳煙脫除催化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310074906.3
• 申請(qǐng)日: 2013-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103143383A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳曉東;劉爽;翁端;冉銳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J29/12
• 分類號(hào): B01J29/12;B01J29/44;F01N3/035
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柴油車尾氣催化劑的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種分子篩負(fù)載鉑基貴金屬碳煙脫除催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

柴油機(jī)是一種具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和耐久性能、并被廣泛應(yīng)用的動(dòng)力裝置。然而，柴油機(jī)排放的有害顆粒物（PM）濃度比汽油機(jī)高很多，特別是直徑為0.01～10微米的碳煙顆粒物有致癌作用，嚴(yán)重威脅人體健康，已經(jīng)成為制約柴油機(jī)進(jìn)一步應(yīng)用的瓶頸之一。目前，在柴油機(jī)排氣管路上安裝顆粒物捕集器是一種有效而經(jīng)濟(jì)的后處理技術(shù)。它通過(guò)攔截、沉積等手段將柴油機(jī)排氣中碳煙微粒聚集在捕集器中，當(dāng)碳煙積累到一定程度后，再用燃燒等手段將其除去，也就是所謂的再生。

作為一種簡(jiǎn)單、低成本的后處理技術(shù)，被動(dòng)再生成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。被動(dòng)再生指利用柴油機(jī)排氣本身所具有的能量，通過(guò)利用捕集器表面上涂覆的催化劑進(jìn)行的再生。影響被動(dòng)再生的關(guān)鍵因素包括催化劑本身的氧化還原特性、催化劑與顆粒物的接觸能力、催化劑的抗硫中毒等性能。作為目前主流商用催化劑，鉑基催化劑先將柴油車尾氣中的另一個(gè)主要污染物NO催化氧化為NO₂，再由氧化性極強(qiáng)的NO₂協(xié)同O₂將PM氧化。在氧化過(guò)程中，NO₂作為反應(yīng)的中間介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了PM與催化劑的非直接接觸，提高了碳煙催化燃燒的反應(yīng)速率。目前商用鉑催化劑的載體為氧化鋁(γ-Al₂O₃)，它具有比表面積大、價(jià)格低廉和容易制備等優(yōu)點(diǎn)。但氧化鋁為中性材料，本身對(duì)催化反應(yīng)基本無(wú)貢獻(xiàn)，也使得該類催化劑活性進(jìn)一步提升較為困難。分子篩具有孔結(jié)構(gòu)均勻發(fā)達(dá)、酸性強(qiáng)和熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，已在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。另外，與氧化鋁載體相比，分子篩載體的比表面積更高，使貴金屬活性組分可具有更好的分散性。因此，將此類載體引入到鉑基氧化催化劑中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種分子篩負(fù)載鉑基貴金屬碳煙脫除催化劑及其制備方法。

一種分子篩負(fù)載鉑基貴金屬碳煙脫除催化劑，其由Pt和分子篩組成，Pt粉均勻附載在分子篩上，其中Pt的負(fù)載量為總質(zhì)量的0.5%~2%。

所述分子篩為HY型分子篩、USY型分子篩、ZSM型分子篩和ZRP型分子篩中的一種或多種。

一種分子篩負(fù)載鉑基貴金屬碳煙脫除催化劑的制備方法，其具體步驟如下：

（1）采用等量浸漬的方法，將適量鉑鹽負(fù)載到適量分子篩載體粉末上；

（2）將制得樣品在空氣氣氛中于110?℃溫度下干燥12小時(shí)，研細(xì)，再于400~600?℃溫度下煅燒1~5?h，爐冷，即制得分子篩負(fù)載鉑基貴金屬催化劑，催化劑中Pt的負(fù)載量為總質(zhì)量的0.5%~2%。

所述鉑鹽為硝酸鉑或氯鉑酸。

所述分子篩為HY型分子篩、USY型分子篩、ZSM型分子篩和ZRP型分子篩中的一種或多種。

本發(fā)明的有益效果為：

采用浸漬法制備催化劑的工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)過(guò)程容易控制，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；制得的催化劑Pt-zeolite能將顆粒物捕集器上收集的碳煙燃燒為CO₂的溫度降低到柴油車尾氣的溫度范圍內(nèi)。以模擬柴油車尾氣為燃燒氣氛，Pt-zeolite能將碳煙轉(zhuǎn)化達(dá)到10%的溫度(T₁₀)由傳統(tǒng)商用Pt-Al₂O₃催化劑催化作用下的400?℃降低到340~360?℃，將碳煙轉(zhuǎn)化達(dá)到50%的溫度(T₅₀)由465?℃降低到410~440?℃。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種分子篩負(fù)載鉑基貴金屬碳煙脫除催化劑及其制備方法，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

選用硝酸鉑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硝酸鉑溶液0.1?g，加入1.5?g去離子水稀釋，配制成含金屬Pt總質(zhì)量0.02?g的硝酸鉑溶液1.6?g。采用等量浸漬的方法，邊滴加邊攪拌，將此溶液均勻負(fù)載于2?g?HY型分子篩粉末上。然后將所得的樣品在空氣氣氛中，在110?℃溫度下干燥12小時(shí)，取出研細(xì)，在500?℃溫度下煅燒3小時(shí)，爐冷后即制得約2?g的Pt-HY催化劑樣品，簡(jiǎn)寫(xiě)為Pt-HY，該催化劑中Pt的負(fù)載量為總質(zhì)量的1%。

實(shí)施例2