[發明專利]用于碳煙燃燒反應的納米合金改性氧化鈰粉體及制備方法

有效

• 申請號: 201310552309.7
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103551166A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 黃愛民;鐘偉建
• 申請（專利權）人: 廈門鑫普創光電材料有限公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及氧化鈰粉體，尤其是涉及采用具有高效氧還原能力的納米合金材料對氧化鈰粉體進行表面修飾，以提高碳顆粒催化氧化活性的材料制備技術與方法的一種用于碳煙燃燒反應的納米合金改性氧化鈰粉體及其制備方法。

背景技術

采用顆粒物捕集器（DPF）對尾氣中的顆粒物進行濾除，是柴油內燃機尾氣處理技術中最有效的顆粒物去除手段，并且對機動車的動力性與經濟性影響最小，而通過在顆粒捕集器中引入完全氧化催化劑，能夠將碳煙顆粒的熱分解溫度降至150～400℃，以有效地防止碳顆粒在過濾器上發生過度積累，而造成過濾器堵塞，從而改善柴油機性能。以鉑族貴金屬為主催劑的碳煙燃燒催化劑具有催化氧化效率（包括四效催化活性）與低溫起燃的優勢，因此經常被用于實用型碳煙燃燒催化劑體系的設計中，如中國專利CN102240544A和CN102794175A公開的貴金屬型催化劑，然而，因為貴金屬價格昂貴且資源稀缺，所以該型催化劑在商用化進程中受到原料成本的嚴重制約。實用催化體系通常借助活性載體的協助，以增加貴金屬成分的反應可及面積，但由于受到貴金屬本征氧還原特性的限制，在這種改進方式下，單反應位點轉換頻率依然沒有改善。

發明內容

本發明的目的是提供可降低碳煙顆粒燃燒溫度的一種用于碳煙燃燒反應的納米合金改性氧化鈰粉體及其制備方法。

所述用于碳煙燃燒反應的納米合金改性氧化鈰粉體由鉑基納米合金相與氧化鈰或鈰鋯復合氧化物載體組成；所述鉑基納米合金相由鉑與第一過渡系金屬元素形成；所述納米合金相的含量按質量百分比為載體質量的0.2%～10%；鉑基納米合金的組成通式為Pt_x（M1M2）_1-x，其中M1、M2為第一過渡系金屬鐵、鈷、鎳中任兩種的配伍，x為0.1～0.6。

所述用于碳煙燃燒反應的納米合金改性氧化鈰粉體的制備方法，包括以下步驟：

1）將各金屬組分的有機鹽按比例稱量并混合后，配制成混合金屬離子辛醚溶液或混合金屬離子二芐醚溶液；

2）在攪拌下，向混合金屬離子辛醚溶液或混合金屬離子二芐醚溶液中加入混合表面活性劑，得還原型混合金屬粒子分散溶液，所述混合表面活性劑采用二元醇、脂肪酸和脂肪胺的混合物；

3）將步驟2）得到的還原型混合金屬粒子分散溶液加熱回流后，加入高極性醇溶劑使納米粒子聚集析出；

4）揮發除去醇溶劑后，分散至低沸點有機溶劑中，制得納米合金分散型前體溶液；

5）將載體置于容器中，并用有機溶劑使之潤濕，得潤濕載體；

6）向步驟5）所得的潤濕載體中注入步驟4）所得納米合金分散型前體溶液，持續攪拌至流動相揮發，得濕潤粉料，干燥，煅燒后，即得用于碳煙燃燒反應的納米合金改性氧化鈰粉體。

在步驟1）中，所述有機鹽可采用納米合金組成金屬的乙酰丙酮鹽與環烷酸鹽；所述混合金屬離子辛醚溶液或混合金屬離子二芐醚溶液的總金屬離子摩爾濃度可為0.01～0.08mol/L（各金屬離子濃度比例依照目標合金體系的金屬配比進行調整）；所述納米合金組成金屬為鉑、鐵、鈷、鎳。

在步驟2）中，所述二元醇可采用臨位高碳二醇，如1，2辛二醇、1，2癸二醇、1，2十六烷二醇等中的一種，二元醇的用量可為金屬離子摩爾數的0.5～10倍；脂肪酸可采用碳數為12～18的高級脂肪酸，如月桂酸，豆蔻酸，油酸，用量為金屬離子總摩爾數的0.5～5倍；脂肪胺可采用碳數為12～18的高級脂肪酸，如月桂胺，棕櫚胺，油胺，用量為金屬離子總摩爾數的0.5～5倍。

在步驟3）中，所述加熱回流的溫度可為270℃，加熱回流的時間可為20～180min；所述高極性醇溶劑可選自甲醇、乙醇、異丙醇等中的一種，高極性醇溶劑的加入量按體積百分比可為混合金屬粒子分散溶液體積的20%～50%。

在步驟4）中，所述低沸點有機溶劑可選自甲苯或正己烷等。

在步驟5）中，所述載體可選自二氧化鈰粉末或鈰鋯復合氧化物粉末；所述有機溶劑可采用甲苯或正己烷等。

在步驟6）中，所述納米合金分散型前體溶液中按質量百分比合金質量為載體質量的0.2%～10%；所述煅燒的溫度可為260～700℃。