[發明專利]一種低溫鈰鋯氧化物負載型NOx催化劑及其應用

在審

• 申請號: 201611195873.8
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN108212152A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 賀泓;張燕;余運波;單文坡;李要彬;連志華;鄧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波城市環境觀測研究站;中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 寧波智翔專利代理有限公司 33255
• 代理人: 王正偉

本發明公開的低溫鈰鋯氧化物負載型NO_x催化劑及其應用，催化劑其化學式為Pt/BaO/Ce_xZr_(1?x)O₂。通過在對催化劑中不同鈰鋯元素組配，并在載體上逐步地浸漬Ba和Pt，使其低溫活性明顯提高，從而獲得了在稀燃發動機(輕型汽油機和柴油機)尾氣的NO_x處理中有較好低溫活性的催化劑，從而拓寬了催化劑的活性溫度窗口、提高催化劑的低溫活性。

技術領域

本發明涉及一種氧化物負載型NO_x儲存還原催化劑及其應用，特別是一種低溫鈰鋯氧化物負載型NO_x催化劑及其應用，具體為一種低溫活性改善的鈰鋯氧化物負載型NO_x儲存還原催化劑及其應用。

背景技術

稀燃發動機(輕型汽油機和柴油機)因其較高的燃油經濟性和低CO₂排放而受到了廣泛的關注。但是，尾氣中大量的NO_x不僅能引發光化學煙霧、酸雨等環境問題，而且嚴重威脅著人類的身體健康。因此，如何去除稀燃發動機NO_x尾氣是當今環境催化領域的熱點。NO_x儲存還原(NSR)技術因無需外加還原劑，無需建造還原劑添加設施，成為最具實用前景的NO_x后處理技術之一。

根據稀燃發動機運轉狀態，在分層稀薄燃燒到均質理論空燃比燃燒過程中，空燃比連續變化。因此，三效催化轉化器不能夠凈化排放氣體中的NO_x。這是因為三效催化轉化器要利用排氣中的HC或CO進行NO_x還原反應的緣故。在稀薄燃燒中，在排放氣體中殘留很多氧氣，不能進行NO_x還原反應。在常規技術中，為了使NO_x吸儲型催化劑獲得高效功能，其溫度必須保持在250-500℃范圍內。

NSR技術是催化劑在其中稀燃和濃燃之間進行周期性切換的瞬態操作。在稀燃條件下，NO被氧化為NO₂，以硝酸鹽的形式儲存；在濃燃條件下，硝酸鹽分解釋放NO_x，繼而被還原劑轉化為N₂。當稀燃-濃燃時間比越高，發動機的燃油經濟性則越高。NSR催化劑通常包括三組分：用于儲存NO_x的物質，一般為堿金屬或堿土金屬；貴金屬，通常作為NO的氧化和還原的活性位點；高比表面積的載體。柴油機排氣溫度范圍較寬(150-550℃)，冷啟動時排氣溫度最低可至100℃。傳統的Pt/BaO/Al₂O₃的最佳活性溫度窗口為300-350℃，在低溫區段催化活性不佳。

現有技術一種二氧化鈰納米棒負載型氮氧化物儲存催化劑及其制備方法和用途，CN201510705645.X中公開了以水熱合成法制備了一種新型二氧化鈰納米棒負載型催化劑(Pt/BaO/CeO₂)，在中溫段(200-400℃)具有較好的活性。但是，該催化劑仍存在低溫活性不足的缺點，不適合應用于柴油車冷啟動時尾氣溫度較低的工作條件。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開的低溫鈰鋯氧化物負載型NO_x催化劑及其應用，本方案通過在對催化劑中不同鈰鋯元素組配，并在載體上逐步地浸漬Ba和Pt，使其低溫活性明顯提高，從而獲得了在稀燃發動機(輕型汽油機和柴油機)尾氣的NO_x處理中有較好低溫活性的催化劑，從而拓寬了催化劑的活性溫度窗口、提高催化劑的低溫活性。