一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂及其制作方法技术

技术编号:10969757 阅读:113 留言:0更新日期:2015-01-29 22:20
本发明专利技术涉及一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂及其制作方法,该催化剂是由基体及涂覆在基体上的催化剂涂层组成,所述催化剂涂层由底层和上层组成,底层由耐高温耐老化的钙钛矿制成,上层由活性氧化铝、稀土储氧材料、分子筛、催化活性组分和催化剂助剂制成。所述的催化剂耐高温耐老化,对柴油车尾气中的CO、HC及颗粒物中的SOF转化率高,并对SO2的氧化有较强的抑制作用。本发明专利技术的柴油车氧化型催化剂耐高温耐老化,制备工艺简单,且催化活性高,起燃温度低,制备成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种废气净化用的氧化型催化剂,更具体地说涉及用于净化柴油车尾 气的氧化型催化剂,本专利技术还涉及该种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂的制作方法, 该催化剂能有效降低柴油车尾气中的一氧化碳和碳氢以及颗粒物中SOF的排放,并对SO2的氧化有较强的抑制作用。
技术介绍
柴油车由于燃油效率高,动力性能稳定,在交通运输方面得到了广泛的应用。而随 着柴油车数量的不断增加,柴油车导致的大气环境污染也越来越引起人们的广泛关注。柴 油车排放的污染物中主要有一氧化碳、碳氢、氮氧化物以及颗粒物,颗粒物主要有干碳、SOF 和少量的硫酸及硫酸盐组成。 氧化型催化剂通过氧化作用将一氧化碳、碳氢以及SOF氧化成为二氧化碳和水, 从而达到降低污染物排放的目的。在使用过程中不需要再生,维护简单,因此氧化型催化 剂是目前应用最为广泛的柴油车尾气后处理技术。但是由于国内的油品中含硫量较高,在 尾气中含有较多的二氧化硫,而二氧化硫会被氧化成三氧化硫进一步形成硫酸盐,随着三 氧化硫的生成量越多,尾气中硫酸盐颗粒物的排放量随之增大,不但抵消了一部分减少SOF 带来的环境效益,而且硫酸盐会使催化剂失活、中毒,降低了催化剂对柴油车尾气中的一氧 化碳、碳氢及SOF的转化能力,所以氧化型催化剂应具有一定的抗硫性能。 中国专利公布号CN101879445A,公布日2010年11月10日,名称为一种催化燃烧 去除柴油车碳烟的稀土烧绿石型复合氧化物催化剂及其制备方法,该申请案公开了一种催 化燃烧去除柴油车碳烟的稀土烧绿石型复合氧化物催化剂及其制备方法,复合金属氧化物 表达式为弋82_具07,其中4为1^,8为511^为此46、(:〇、附或(:11。其不足之处在于,抗硫 性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为了解决现有去除柴油尾气的催化剂抗硫性差的缺陷而提供 了一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂,这种氧化型催化剂对一氧化碳、碳氢及SOF 具有较好的氧化能力,尤其在低温排放范围内可以获得较高的催化活性,同时还具有高选 择性氧化能力,能有效的抑制二氧化硫的氧化,具有较强的抗硫能力。 本专利技术的另一目的在于还提供用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂的制作方法。 用该方法生产的柴油车氧化型催化剂起燃温度低、转化率高、耐久性好,且该方法制作工艺 过程简单,制作成本低。 为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案: 一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂,该催化剂是由基体及涂覆在基体上的催 化剂涂层组成,涂层分为底层和上层,所述催化剂底层涂层由钙钛矿制成,上层涂层由活 性氧化铝、稀土储氧材料、分子筛、催化活性组分和催化剂助剂制成;上层涂层中各组分的 质量百分比为:催化助剂5-20%、稀土储氧材料30-60%、活性氧化铝20-50%、分子筛 10-40%与催化活性组分0. 2-10%,所述的钙钛矿为LamSr(1_m)ConNi (1_n)03,其中m=0. 6-0. 9, n=0. 6-0. 9。在本技术方案中,柴油车氧化型催化剂涂层加入了 I丐钛矿,稀土储氧材料,高比 表面积活性氧化铝材料和分子筛材料,提高了柴油车氧化型催化剂的活性及耐久性,降低 了活性组分的使用量,本专利技术提供的柴油车氧化型催化剂对一氧化碳、碳氢及SOF具有较 好的氧化能力,尤其在低温排放范围内可以获得较高的催化活性,同时还具有高选择性氧 化能力,能有效的抑制二氧化硫的氧化,具有较强的抗硫能力。 作为优选,所述的基体为堇青石陶瓷蜂窝载体或者莫来石陶瓷蜂窝载体或者碳化 硅陶瓷蜂窝载体或者FeCrAl基高温金属蜂窝载体。 作为优选,所述的活性氧化铝为CeZr-Al203、La-Al 203、SiO2-Al2O3中的一种,或者 两种以上的混合物。 作为优选,所述的稀土储氧材料选自由La、Pr、Nd、Sr、Bi、Y中一种,或者两种以上 元素进行改性的CexZr(1_x)0储氧材料,X=O. 4-0. 8 ;所述的分子筛为ZSM-5分子筛、Cu-分子 筛、¢-分子筛中的一种,或者两种以上的混合物。 作为优选,所述的催化活性组分为Pd、Pt、Rh的氧化物中的一种,或者两种以上氧 化物的混合物;所述的催化剂助剂为Ce、Ba、Zr、La、Mn、Fe、Co的氧化物中的三种,或者三 种以上氧化物的混合物。 作为优选,所述的催化剂基体为堇青石陶瓷蜂窝载体,孔目数为400目。 作为优选,所述的改性的CexZr(1_x)0储氧材料,X=O. 40?0. 80。 作为优选,催化剂底层涂覆60?100g/L的催化剂涂层,上层涂覆60?100g/L的 催化剂涂层。 一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂的制作方法,制备方法包括如下步骤: 1) 基体的选取:选取基体陶瓷蜂窝的规格为20X 20X 30cm ; 2) 涂层底层浆液的制备:取钙钛矿LaxSr(1_x)C〇yNi (1_y)03,加入去离子水调节固含量至 50 -60%,搅拌球磨10-20min,得到粒度为5-10ii m的浆液,再加入去离子水调节固含量至 35-50% ; 3) 底层涂敷:将步骤2)所得涂层涂覆到步骤1)选取的基体陶瓷蜂窝上,得到底层涂 覆后的陶瓷载体; 4) 底层烘干焙烧:步骤3)所得金属载体在60-120°C之间烘烤l_3h至完全干燥,然后 在350-600°C焙烧2-5h,得到催化剂半成品; 5) 涂层上层浆液的制备:取催化剂助剂、活性氧化铝、稀土储氧材料、分子筛,混合后 加入去离子水调节固含量至50-60%,搅拌球磨10-20min得到粒度为5-8 ii m的浆液,然后 加入贵金属溶液,搅拌均匀,再加入去离子水调节固含量至35-50% ; 6) 上层涂敷:把涂层上层浆液涂覆在步骤4)得到的催化剂半成品上,得到上层涂覆的 催化剂载体; 7) 上层烘干焙烧:步骤6)所得催化剂载体在60-120°C之间烘烤l_3h至完全干燥,然 后在300-550°C焙烧2-5h,得到催化剂成品。 作为优选,基体的孔密度为62-65孔/cm2。 本专利技术与现有技术相比,具有以下有益效果: 本专利技术通过双层涂覆方式将含有贵金属的催化涂层直接涂敷到陶瓷蜂窝基体上,简化 了柴油车氧化型催化剂的制备工艺。 由于柴油车氧化型催化剂涂层加入了钙钛矿,稀土储氧材料,高比表面积活性氧 化铝材料和分子筛材料,提高了柴油车氧化型催化剂的活性及耐久性,降低了活性组分的 使用量,本专利技术提供的柴油车氧化型催化剂对一氧化碳、碳氢及SOF具有较好的氧化能力, 尤其在低温排放范围内可以获得较高的催化活性,同时还具有高选择性氧化能力,能有效 的抑制二氧化硫的氧化,具有较强的抗硫能力。 由于本专利技术的柴油车氧化型催化剂具有很高的热稳定性,较宽的空燃比窗口和较 强的抗硫能力,因此可以满足柴油车在不同工况工作时所产生的尾气净化要求。 【具体实施方式】 为使本领域技术人员进一步清楚本专利技术,通过下面给出的具体实施例详细描述本 专利技术。除非另有说明,本专利技术中所采用的百分数均为重量百分数。 实施例1 柴油车氧化型催化剂的基体选用孔密度为62孔/cm2的陶瓷蜂窝载体,规格为 0 20X30/400本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂,该催化剂是由基体及涂覆在基体上的催化剂涂层组成,涂层分为底层和上层,其特征在于,所述催化剂底层涂层由钙钛矿制成,上层涂层由活性氧化铝、稀土储氧材料、分子筛、催化活性组分和催化剂助剂制成;上层涂层中各组分的质量百分比为:催化助剂5‑20%、稀土储氧材料30‑60%、 活性氧化铝20‑50%、分子筛10‑40%与催化活性组分0.2‑10%,所述的钙钛矿为LamSr(1‑m)ConNi(1‑n)O3,其中m=0.6‑0.9,n=0.6‑0.9。

【技术特征摘要】
1. 一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂,该催化剂是由基体及涂覆在基体上的 催化剂涂层组成,涂层分为底层和上层,其特征在于,所述催化剂底层涂层由钙钛矿制成, 上层涂层由活性氧化铝、稀土储氧材料、分子筛、催化活性组分和催化剂助剂制成;上层 涂层中各组分的质量百分比为:催化助剂5-20%、稀土储氧材料30-60%、活性氧化铝 20-50%、分子筛10-40%与催化活性组分0. 2-10%,所述的钙钛矿为LamSivn0ConNia^O 3,其 中 m=0. 6-0. 9, n=0. 6-0. 9。2. 根据权利要求1所述的一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂,其特征在于,所 述的基体为堇青石陶瓷蜂窝载体或者莫来石陶瓷蜂窝载体或者碳化硅陶瓷蜂窝载体或者 FeCrAl基高温金属蜂窝载体。3. 根据权利要求1所述的一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂,其特征在于,所 述的活性氧化铝为CeZr-Al20 3、La-Al203、SiO2-Al2O 3中的一种,或者两种以上的混合物。4. 根据权利要求1所述的一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂,其特征在于, 所述的稀土储氧材料选自由La、Pr、NcU Sr、Bi、Y中一种,或者两种以上元素进行改性的 CexZr(1_x)0储氧材料,X=O. 4-0. 8 ;所述的分子筛为ZSM-5分子筛、Cu-分子筛、3 _分子筛中 的一种,或者两种以上的混合物。5. 根据权利要求1所述的一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂,其特征在于,所 述的催化活性组分为PcUPt、Rh的氧化物中的一种,或者两种以上氧化物的混合物;所述的 催化剂助剂为Ce、Ba、Zr、La、Mn、Fe、Co的氧化物中的三种,或者三种以上氧化物的混合物。6. 根据权利要求1或2所述的一种用于净化柴油车尾气的氧化型催化剂,其特征在于, 所述的催化剂基体为堇青石陶瓷蜂窝载体,孔目数为40...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨刚陈雪红孟庆华
申请(专利权)人:台州欧信环保净化器有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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