[發明專利]一種催化氧化炭煙顆粒的β分子篩催化劑及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 201811352277.5
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109465027A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 賀泓;王猛;張燕;余運波;單文坡;吳勤明;孟祥舉;肖豐收
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: B01J29/74
• 分類號: B01J29/74;B01D53/62;B01D53/86
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種催化氧化炭煙顆粒的β分子篩催化劑及其制備方法和用途；所述催化劑以β分子篩為載體，負載活性組分Pt，其對炭煙顆粒具有優異的催化活性，尤其在反應氣含水狀態下，空速為300000mL/g·h^?1時，炭煙顆粒氧化催化劑依舊保持優異的催化活性，且在整個反應過程中CO₂選擇性接近100％，從而避免了CO的產生；因此，所述催化劑能應對在實際運行過程中復雜的柴油車尾氣組分，具有很好的實際應用前景。

技術領域

本發明涉及炭煙顆粒凈化領域，尤其涉及一種催化氧化炭煙顆粒的β分子篩催化劑及其制備方法和用途。

背景技術

2018年我國柴油車的保有量占汽車的9.4％，但其PM排放量接近汽車排放總量。由此可見，柴油車已成為我國機動車PM排放的主要分擔者。顆粒物的大量排放不僅會引起環境污染比如，光化學煙霧、灰霾等，而且還會威脅到人民的身心健康。因此亟需重點控制顆粒物的排放。

柴油車顆粒物過濾器技術(DPF)是目前最有效的后處理裝置，但是需要定期再生，不然會造成背壓，而影響柴油車的燃料經濟性和機動性能。目前，再生方式有兩種，主動再生和被動再生。前者是在DPF入口處設置燃燒器，噴入柴油和二次空氣，然后引燃DPF截留的炭煙顆粒進行再生或采用通電加熱的方法對DPF加熱，以促使炭煙顆粒起燃。但是，此方法具有控制系統復雜、需額外的燃油消耗、噴油控制難度大、柴油燃燒不徹底和DPF可能燒毀等缺點。因此，后者備受關注。被動再生是將炭煙氧化型催化劑涂覆到DPF上，使得DPF上累積的炭煙在柴油車尾氣溫度范圍內催化燃燒為CO₂，從而實現DPF的再生。

CN103495418A公開了一種大孔-介孔鈰鋯固溶體載銀催化劑及制備方法和應用，所述催化劑載體為鈰鋯固溶體，其化學組成為Ce_0.8Zr_0.2O₂，活性組分為單質銀納米顆粒，所述活性組分重量為Ce_0.8Zr_0.2O₂載體重量的0.01～5％；優選所述單質銀納米顆粒為硝酸銀焙燒后形成。此方案所述催化劑僅適用于低空速條件下的炭煙顆粒催化氧化，且催化反應過程中對CO₂的選擇性不高。

Jian Liu等以NH₄VO₃作為釩源，采用浸漬法制備了V_m/MO_x，其中MO_x代表了Al₂O₃、SiO₂、TiO₂或ZrO₂中的任意一種，并測試了其對炭煙催化氧化的活性；測試結果表明其對于炭煙氧化具有一定的催化能力(參見文獻“Diesel soot oxidation over supportedvanadium oxide and K-promoted vanadium oxide catalysts”,Jian Liu,et al.,Applied Catalysis B:Environmental 61(2005)36–46)，然而其缺陷在于催化過程對于CO₂的選擇性較差，均低于90％；同時上述催化劑僅適用于無水條件下對炭煙顆粒的氧化，不適于工業化應用。