[發明專利]一種Pt/硅改性氧化鋁基催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211303590.6
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115555013A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 郭彥炳;曹廣平;黃發軍;潘傳奇
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J21/04;B01J21/08;B01J37/34;B01J37/02;B01J32/00;B82Y30/00;B82Y40/00;B01D53/56;B01D53/62;B01D53/72;B01D53/94
• 代理公司: 武漢集源知識產權代理事務所(普通合伙) 42316
• 代理人: 劉勇

本發明公開一種Pt/硅改性氧化鋁基催化劑及其制備方法和應用，屬于材料技術領域。該Pt/硅改性氧化鋁基催化劑以硅改性氧化鋁為載體，Pt以Pt⁰和Pt²⁺兩種形式負載。該Pt/硅改性氧化鋁基催化劑的制備方法，包括以下步驟：將硅改性氧化鋁與水混合分散，之后滴加Pt鹽溶液并攪拌得到混合液；將所述混合液干燥得到混合物，將所述混合物在400～500℃下煅燒得到所述Pt/硅改性氧化鋁基催化劑。本發明還提出一種上述Pt/硅改性氧化鋁基催化劑在柴油尾氣催化氧化方面的應用。該催化劑實現了在降低催化劑中貴金屬含量的同時有效的提高了催化劑的活性。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，具體涉及一種Pt/硅改性氧化鋁基催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

柴油機的碳氫化合物(HC)和一氧化碳(CO)排放量非常低，但由于一些有害化學物質在較低濃度下存在，它可能具有更高的毒性潛勢。1989年，國際癌癥研究機構(IARC)通過研究得出結論，柴油機的廢氣可能對人類致癌。1992年，國際癌癥研究機構在得到有關的柴油廢氣的確鑿實驗證據后，將其歸類為“致癌物”。柴油煙霧已被認為是心血管疾病和哮喘加劇的原因，引起了公眾對人類健康和環境危險的認識和關注。

柴油氧化催化劑(DOC)是位于發動機之后的第一個組件，是柴油汽車后處理系統中最重要的組成部分之一。其作用體現三方面：(1)將CO和未燃燒的烴類(HCs)化合物轉化為無毒無害的CO₂和H₂O；(2)輔助下游尾氣凈化裝置，不僅可以在低溫下氧化顆粒物中的可溶有機組分以降低潛在的煤煙負荷，同時柴油機廢氣中的NO被氧化為NO₂，具有強的氧化性，可以降低碳煙顆粒物的氧化溫度，促進柴油機顆粒捕集器的被動再生；(3)對于氮氧化物減排體系，尤其在運行溫度低250℃時，NO優先被氧化，但柴油廢氣中約90％是NO。因此，DOC將NO氧化為NO₂有利于凈化尾氣中的氮氧化合物。目前，DOC主要采用鉑、鈀等貴金屬作為活性組分，且具有高Pt、Pd負載量，對CO、未燃燒的碳氫化合物和液態烴體現出較高的氧化活性。

許多貴金屬已經被證實對CO、HC、NO具有高的催化氧化活性，例如Pd和Pt基催化劑。然而，貴金屬存在資源稀缺，價格昂貴等缺點，如何在降低催化劑中貴金屬含量的同時有效的提高催化劑的活性仍然是本領域的技術人員亟待解決的技術問題之一。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術不足，提供一種Pt/硅改性氧化鋁基催化劑及其制備方法和應用，解決如何在降低催化劑中貴金屬含量的同時有效的提高催化劑的活性技術問題。

為達到上述技術目的，本發明的技術方案提供一種Pt/硅改性氧化鋁基催化劑，所述催化劑以硅改性氧化鋁為載體，Pt以Pt⁰和Pt²⁺兩種形式負載。

進一步地，Pt⁰占所有Pt的比例為50％-55％。

進一步地，硅改性氧化鋁載體呈現多孔形貌，Pt/硅改性氧化鋁基催化劑平均粒徑大小為20-20.5nm。

進一步地，所述Pt與所述硅改性氧化鋁的質量比為0.55-0.6:100。

此外，本發明還提出一種Pt/硅改性氧化鋁基催化劑的制備方法，包括以下步驟：

將硅改性氧化鋁與水混合分散，之后滴加Pt鹽溶液并攪拌得到混合液；

將所述混合液干燥得到混合物，將所述混合物在400～500℃下煅燒得到所述Pt/硅改性氧化鋁基催化劑。

進一步地，將所述混合液干燥得到混合物包括：先將所述混合液在水浴加熱條件下旋蒸，之后微波干燥，之后真空干燥。

進一步地，所述旋蒸的溫度為50～70℃；和/或所述真空干燥的時間為10～12小時；和/或，所述攪拌的時間為4-5小時。