[發(fā)明專利]一種復(fù)合催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110266727.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113145126B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀泓;徐可;張燕;單文坡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所;中國(guó)科學(xué)院寧波城市環(huán)境觀測(cè)研究站
• 主分類號(hào): B01J23/889
• 分類號(hào): B01J23/889;B01J35/08;F01N3/28
• 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(fā)明提供了一種復(fù)合催化劑及其制備方法和應(yīng)用，所述復(fù)合催化劑為Co摻雜型催化劑，所述復(fù)合催化劑包括MnO₂、Mn₂O₃、BaMnO₃、BaCO₃和Co₃O₄，本發(fā)明所述方法制備的非貴金屬催化劑，擁有較好的反應(yīng)活性，相對(duì)于貴金屬成本較低，本發(fā)明將過(guò)金屬M(fèi)n、Co的氧化還原性與Ba優(yōu)異的低溫貯存和中溫釋放NO_x特性相結(jié)合，有效促進(jìn)碳煙燃燒區(qū)間內(nèi)的氧化過(guò)程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

2019年全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)3.48億輛。2019年我國(guó)柴油車排放的氮氧化物(NO_x)和顆粒物(PM)分別為553.2萬(wàn)噸、6.9萬(wàn)噸，其排放量分別占機(jī)動(dòng)車排放總量的88.9％、99％以上，可見(jiàn)柴油車是機(jī)動(dòng)車NO_x、PM排放的主要分擔(dān)者。大量PM排放是導(dǎo)致大氣霧霾的重要原因之一，對(duì)人體健康損害也很大。

目前PM的主要后處理技術(shù)是DPF技術(shù)，即柴油車顆粒物過(guò)濾器技術(shù)，先將顆粒物捕集在DPF上，然后使用外加措施對(duì)DPF定期再生。在DPF上涂覆氧化型催化劑，可使得DPF上累積的顆粒物在柴油車尾氣溫度范圍內(nèi)催化燃燒為CO₂，相對(duì)于傳統(tǒng)的噴油燃燒再生技術(shù)，大大提升了后處理系統(tǒng)的工作效率和燃油經(jīng)濟(jì)性。目前商業(yè)應(yīng)用的催化劑仍然不成熟，其中絕大部分是貴金屬催化劑，其造價(jià)昂貴且熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性等性能仍需要進(jìn)一步改善。

CN109317153A公開(kāi)了一種改性鈣鈦礦催化劑的制備方法，包括下述步驟：(1)按化學(xué)計(jì)量比配制La(NO)、Sr(NO)、Co(NO)、Fe(NO)、檸檬酸、EDTA的混合溶液，水浴攪拌至溶液出現(xiàn)凝膠；(2)把步驟(1)所述凝膠轉(zhuǎn)入油浴至凝膠形成蓬松多孔的催化劑前驅(qū)體，干燥,；(3)將干燥后的催化劑前驅(qū)體充分研磨后，焙燒后退火；(4)將退火后的催化劑粉末充分研磨，得本發(fā)明制備的具有抗硫性能的改性鈣鈦礦催化劑。其所述方法制備的鈣鈦礦型催化劑，在脫除NO和低碳煙的活性、抗硫化能力都優(yōu)于其它類型脫硝催化劑，但是其加入了貴金屬化合物，造價(jià)昂貴，不適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

CN103212414B公開(kāi)了一種降低碳煙顆粒燃燒溫度的負(fù)載型銀催化劑及制備方法，催化劑包括活性組分和載體，活性組分為銀，載體為二氧化鈰或鈰基復(fù)合氧化物，銀的負(fù)載量為載體質(zhì)量的1％～20％。鈰基復(fù)合氧化物的組成通式為Ce_1-xM_xO_y，其中M為稀土金屬。載體在鈰基溶液中加入表面活性劑做模板，通過(guò)水熱沉淀制備得到。催化劑采用在水基硝酸銀溶液中引入絡(luò)合助劑并蒸干焙燒制備得到。其所述催化劑同樣使用了貴金屬化合物，造價(jià)昂貴。

上述方案都采用了貴金屬化合物，存在有造價(jià)昂貴無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的問(wèn)題，因此，開(kāi)發(fā)一種可以催化氧化碳煙的非貴金屬催化劑是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合催化劑及其制備方法和應(yīng)用，所述復(fù)合催化劑為Co摻雜型催化劑，所述復(fù)合催化劑包括MnO₂、Mn₂O₃、BaMnO₃、BaCO₃和Co₃O₄，本發(fā)明所述方法制備的非貴金屬催化劑，擁有較好的反應(yīng)活性，相對(duì)于貴金屬成本較低，本發(fā)明將過(guò)金屬M(fèi)n、Co的強(qiáng)氧化還原性與Ba優(yōu)異的低溫貯存和中溫釋放NO_x特性相結(jié)合，有效促進(jìn)碳煙(soot)燃燒區(qū)間內(nèi)的氧化過(guò)程。

為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：