[發明專利]一種低溫催化氧化碳煙的鈰基催化劑及制備工藝

在審

• 申請號: 201910304781.6
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN109999803A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 魏寬;李云;陳啟章;王云;王安霖;劉志敏;馮錫;吳干學;陳海昆;王瑞芳
• 申請（專利權）人: 中自環保科技股份有限公司
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01J37/02;B01J37/08;B01D53/94;F01N3/10;F23G7/07
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

本發明公開了一種具有良好低溫起燃催化氧化碳煙的鈰基催化劑及其制備工藝。將γ?氧化鋁催化材料和二氧化鈰催化材料的混合物進行高能球磨，實現兩種組分的充分混合及其材料界面的物理結合，然后采用等體積浸漬法對活性組分進行浸漬，經過干燥、焙燒后，得到所需的催化劑；高能球磨工藝條件：轉速≥1000r/min，時間30min～120min；干燥溫度，60℃～90℃進行旋蒸干燥；焙燒溫度，650℃～850℃焙燒，焙燒時間：5.0h～20.0h，焙燒氣氛：空氣。采用本發明工藝制備的催化劑，經過高溫老化后固定貴金屬粒子，實現貴金屬粒子穩定地，均勻彌散地分布到催化材料之中，最終協同提高對NO良好的氧化能力，同時具備存儲釋放大量活性氧的能力，實現低溫下催化氧化碳煙的目的。

技術領域

本發明屬于催化劑研究制備技術領域，尤其屬于機動車尾氣處理催化劑研究制備技術領域，特別涉及一種具有良好低溫催化氧化柴油碳煙顆粒的鈰基催化劑及制備工藝。

背景技術

柴油機具有熱效率高，燃油在缸內經過高溫氧化后，釋放大量的熱量，但是由于布局缺氧，或者高溫，部分燃油經過劣化脫氫形成了以碳為主的固體小顆粒，即俗稱的PM。或者，燃燒的不充分性，連同機油一起，將可溶性有機物融合，產生大量的碳煙顆粒，即俗稱的SOF。采用柴油為動力的重型車，在廢氣排放中不可避免地產生大量的碳煙，對環境及人體的呼吸系統造成嚴重的損傷，因此，各國在排放法規中對PM都做了嚴格的排放限值規定。

近年來，隨著汽車業的不斷發展，環境治理的更高要求，排放法規越來越嚴苛。通過機動車廢氣后處理系統，加強對廢氣中碳煙的過濾和凈化，顯得越來越重要。通過采用壁流式蜂窩陶瓷過濾器，將碳煙過濾，然后在催化劑的催化氧化作用下，將其氧化脫除掉，是一條必經并有效的方法。已經大量文獻報道具備催化氧化碳煙功能的催化劑，比如金屬氧化物，貴金屬及其鈣鈦礦結構的稀土氧化物等，目前含貴金屬的氧化物催化劑催化氧化效率是最高的，其中最主要的原因就是能將廢氣中的NO氧化為NO₂，其將有利于碳煙在較低溫度下發生催化氧化反應。根據柴油發動機原排溫度，通常在200℃～400℃之間，更集中在300℃以下，這導致捕集到的碳煙很難在O₂存在的條件下，進行主動燃燒氧化反應，然而，在NO₂存在的情況下，則會對碳煙發生氧化，有巨大的輔助作用，這就要求氣流中有大量的NO₂存在，換句話說，要求催化材料必須具備良好的NO氧化能力。另一方面，在實際的碳煙催化過程中，當存在大量的活性氧時，在較低的溫度下，能有效實現碳煙的催化氧化，因此在廢氣中，當存在大量的NO₂和活性氧時，將相互有力地促進碳煙發生催化氧化，實現良好的再生。

目前，已經商用的催化氧化碳煙催化劑，主要使用儲氧材料，主要表現在具有良好的儲釋放氧能力，在一定的溫度條件下，產生大量的活性氧，使碳煙發生催化氧化，但是當長時間處于高溫環境之中，催化劑極易失活，比表面及其孔容劣化坍塌比較嚴重，這導致儲氧量急劇下降，從而極大地限制性能的充分應用。另一方面，催化劑本身負載貴金屬后，在經過高溫水熱環境后，發生嚴重的團聚，又極大地導致催化劑本身對NO氧化能力的下降。

發明內容

本發明根據現有技術的不足公開了一種具有良好低溫起燃催化氧化碳煙的鈰基催化劑及其制備工藝。本發明要解決的問題是提供一種通過優選催化材料配方，優化的Pt和Pd組成比例，通過優化的制備工藝制備得到一種具有良好低溫催化氧化碳煙的鈰基催化劑。

本發明的低溫催化氧化碳煙的鈰基催化劑，是一種將經過改性的γ-氧化鋁和二氧化鈰的混合物進行高能球磨，實現兩種材料的充分混合及其材料界面的物理結合，然后采用等體積浸漬法對活性組分進行浸漬，經過干燥、焙燒后，得到所需的催化劑。通過將γ-氧化鋁與二氧化鈰高能球磨，實現兩者材料界面的物理結合，當將貴金屬浸漬到材料之后，經過高溫焙燒，有利于保持貴金屬的分散度，一方面Ce-O-Pt鍵本身鍵合能力強，在高溫下不易發生團聚，另一方面協同抑制了γ-氧化鋁中的貴金屬團聚，從而保持較高的NO氧化能力。

本發明通過以下技術方案實現：