[發明專利]一種快速起燃催化劑涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202210696468.3
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114931962B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 孫亮;浦琦偉;李小明;潘其建;許剛;王俊;毛冰斌;王剛;邵翀;王衛東;岳軍
• 申請（專利權）人: 無錫威孚環保催化劑有限公司
• 主分類號: B01J27/224
• 分類號: B01J27/224;B01J35/04;B01J35/10;B01D53/94;B01D53/56;B01D53/62;B01D53/72
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種快速起燃催化劑涂層及其制備方法。快速起燃催化劑涂層包括由黑碳化硅組成的導熱層及負載在導熱層上的活性組分，導熱層具有高熱導率、低熱容、高熱穩定性，可以實現尾氣熱量在涂層中的快速傳導，達到快速升溫的效果，同時還可提高涂層的抗熱老化性能；改性氧化鋁結合貴金屬分散負載工藝制備的活性組分可以有效提高貴金屬的利用率，提高催化劑的快速起燃性能。快速起燃催化劑涂層可以涂覆在直通式或壁流式蜂窩陶瓷載體上，能有效降低國六法規測試中的典型氣態污染物起燃溫度及排放量。

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種快速起燃催化劑涂層及其制備方法。

背景技術

在國六輕型車尾氣排放測試I型試驗(WLTC試驗)中，低速階段的HC、CO和NO_x污染物排放量通常要分別占整個測試循環總排放量的75％、60％和50％以上。由于低速階段包含冷啟動過程，在冷啟動過程中，后處理催化劑的溫度會逐漸從環境溫度上升到催化劑所需要的起燃溫度，而常規后處理催化劑至少需要300℃的溫度才可以起燃。在催化劑的溫度到達起燃溫度之前，絕大部分尾氣污染物將從排氣管中直接排出，使得低速階段的污染物排放量占比顯著升高。同時，2023年7月1日即將全面開展國六Ⅱ型試驗(實際行駛污染物排放試驗，RDE試驗)排放控制。相較WLTC循環，RDE試驗的變化因素更多，相應的低速階段和冷啟動工況也更為惡劣，對于污染物排放提出了更高的控制要求。

為了解決上述難題，通常采取將后處理催化劑安裝在靠近發動機排氣歧管出口位置的方法(緊耦合布置)使催化劑快速升溫。但是，受制于催化劑涂層材料的影響，傳導到催化活性材料上的溫度會存在延遲，這樣就導致催化材料無法及時達到污染物轉化的起燃溫度，造成冷啟動排放的上升，因此，通過對催化劑涂層材料的改進實現快速起燃，是提高冷啟動階段污染物轉化并降低WLTC及RDE試驗排放的一個重要研究方向。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術后處理催化劑涂層在使用過程中冷啟動階段氣態污染物的轉化效率較低的缺陷，提供了一種快速起燃催化劑涂層及其制備方法。本發明的催化劑涂層采用高熱導率、低熱容、高熱穩定性的黑碳化硅作為導熱層，可以實現尾氣熱量在涂層中的快速傳導，達到快速升溫的效果，還可提高涂層的整體抗熱老化性能，同時本發明還對氧化鋁進行改性處理，構建了內部多孔體系以降低氣體的內擴散阻力；此外還基于內部多孔體系應用了貴金屬分散負載工藝，有效提高了貴金屬活性組分的利用率，進而提高了催化劑的快速起燃性能。

為實現以上技術目的，本發明實施例采用的技術方案是：

第一方面，本發明實施例提供了一種快速起燃催化劑涂層，所述催化劑涂層包括導熱層及負載在導熱層上的活性組分，所述活性組分包含負載貴金屬的改性氧化鋁，所述導熱層包括黑碳化硅。

進一步地，所述貴金屬包括銠，還包括鈀和鉑中的一種。

第二方面，本發明實施例提供了一種快速起燃催化劑涂層的制備方法，包括以下步驟：

(1)在鋁溶膠中加入聚葡萄糖、聚苯乙烯和乙氧基二乙二醇醚得到混合液，然后將上述混合液攪拌均勻形成鋁膠混合液；

(2)將步驟(1)所得鋁膠混合液加熱至80～90℃，隨后轉移至微波干燥箱中進行微波干燥，干燥率≥90％時取出，之后在馬弗爐中700～800℃下焙燒2～4h得到改性氧化鋁；

(3)將步驟(2)所得改性氧化鋁研磨成粉體后置于粉體攪拌機中攪拌，攪拌過程中加入相對于改性氧化鋁粉體質量5％～10％的2,6-二氨基己酸飽和水溶液，持續攪拌2～4h后滴加貴金屬前驅溶液，滴加完成后置于50～60℃烘箱中干燥4～8h，然后將粉體繼續攪拌，加入相對于粉體質量5％～10％的2-羥基丁二酸溶液，將得到的粉體置于馬弗爐中焙燒制備得到負載貴金屬的改性氧化鋁；