[發明專利]一種柴油車催化劑型顆粒物凈化器的制備方法

有效

• 申請號: 201510505841.2
• 申請日: 2015-08-17
• 公開（公告）號: CN105056970B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 范婷婷;李云;廖傳文;龔國恒;王瑞芳;熊毅
• 申請（專利權）人: 中自環保科技股份有限公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 王蕓;劉雪蓮

本發明公開了一種用于柴油車尾氣中PM凈化的催化劑，所述催化劑由下式表示：Pt?Pd/Co₂O₃/CeO₂?ZrO₂；其中，CeO₂?ZrO₂是鈰鋯復合氧化物載體；Co₂O₃是催化劑的助劑成分；Pt、Pd是貴金屬催化劑的活性組分；其中，Co₂O₃重量百分比含量為載體重量的5%?10%；Pt、Pd貴金屬兩者總重量百分比含量為載體重量的1%?2%，其中Pt:Pd=2:1?1:2；其中Pt、Pd加入量以貴金屬原子質量計。本發明的催化劑碳煙的起燃溫度很低，而且抗老化性能良好，能夠實現催化劑在再生過程中高溫環境下的活性。

技術領域

本發明屬于催化劑制備、涂覆技術領域，尤其屬于氧化型催化劑制備及壁流式載體涂覆技術領域。

背景技術

柴油車發動機以其較高的燃油經濟性、較高的動力性和良好的耐久性，成為了大中型商用車的首選動力。同時，隨著柴油車小型化輕型化的技術日益成熟，輕型柴油車在市場上所占的比例越來越大。但是柴油車高的顆粒物(PM)排放是滿足嚴格排放法規的主要障礙，而且顆粒物污染直接危害人體健康，一旦PM被吸入人體后會直接進入支氣管，干擾肺部的氣體交換，引發包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。因此，如何有效凈化柴油車尾氣中的PM就成為當前一個急待解決的問題。

目前，顆粒捕集器(DPF)是一種解決柴油車排放尾氣中PM的有效手段，它由收集排氣微粒的濾芯和周期性的把濾芯中積存的微粒燃燒或氧化掉的再生系統組成。該技術先用DPF捕集廢氣中的PM，然后通過對收集的PM進行氧化來使DPF再生，從而可以從柴油機排氣中去除碳煙顆粒，其效率超過90％。一般情況下，PM起燃溫度一般為550～650℃，要高于柴油機的正常排氣溫度。因此，要使PM燃燒，一是通過在燃油或者過濾體表面加入催化劑，降低PM的反應活化能，從而降低PM的起燃溫度，在正常排氣溫度下使其氧化，即被動再生；二是采用加熱技術提高柴油機排氣溫度或過濾體的溫度，達到PM起燃溫度，使過濾體內沉積的PM得以燃燒，即主動再生。目前，使用最廣泛的還是被動再生技術，通過在DPF上涂覆催化劑使得PM在正常的排氣溫度下燃燒，從而得以PM的再生，這種涂有催化劑的顆粒捕集器被稱為CDPF。

目前，國內外學者對于CDPF催化劑研究的比較多，尤其是對貴金屬和非貴金屬催化劑研究的甚多。如美國專利(US20090285736)研究的單Pt貴金屬催化劑Pt/MnO₂:CeO₂＝1:1、Pt/MnO₂:CeO₂:CaO＝4:4:1，雖然具有較低的PM起燃溫度，但其耐高溫老化性能較差。對于非貴金屬催化劑雖然成本較低，但是其新鮮和老化活性不高，使得PM的起燃溫度較高，所以對于PM的被動再生過程意義不大。因此，如何保證催化劑使得PM在較低溫度下起燃，且催化劑具有抗高溫老化性能，是決定PM連續再生的關鍵，也是決定著該技術能否廣泛用于我國柴油車尾氣中PM的凈化。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中CDPF催化PM起燃溫度較高，使用效果不佳，且容易老化失效在的不足，提供一種用于DPF催化PM起燃的催化劑，以及使用該催化劑的CDPF設備，促進柴油車尾氣排放中PM凈化。

本發明同時還提供了上述催化劑及CDPF的制備及涂覆方法，以便于制備出上述的催化劑型顆粒物捕集器。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種用于柴油車尾氣中PM凈化的催化劑，所述催化劑由下式表示：

Pt-Pd/Co₂O₃/CeO₂-ZrO₂