用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法及其检测机构技术

本发明专利技术公开了一种用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法及检测机构，具体步骤如下：（1）.称取一定量的Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·4H2O；（2）.将Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·4H2O加入到柠檬酸中形成混合液；（3）.将步骤（2）中获得的混合液进行80℃水浴，并进行搅拌直至成胶体状；（4）.对经过步骤（3）获得的干凝胶进行干燥、焙烧；（5）.将经过焙烧的产品进行研磨，得到最终Ce1‑xMnxO2催化剂；检测机构包含有用于配气的配气系统、用于进行催化反应的催化反应系统和用于测量的测量系统；达到具备碳烟松散接触下较高的催化活性的特性、降低制备成本、易操作和保证了催化剂在实验阶段获取数据的准确性的目的。

【技术实现步骤摘要】
用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法及其检测机构
本专利技术涉及柴油机尾气处理领域，具体涉及一种用于降低柴油机尾气碳烟颗粒和氮氧化物的催化剂的制备方法。
技术介绍
柴油机主要的排放物碳烟颗粒（PM）和氮氧化物（NOx）存在着trade-off关系，依靠机内净化措施很难同时降低两者的排放，因此后处理的应用势在必行。现有的颗粒捕集器（DPF）主要是采用物理法去除颗粒，即是实现沉积颗粒的捕集，本身无法对颗粒进行真正消除，为了确保发动机能够处于正常工作状态，需对DPF内的沉积颗粒进行清除，现阶段对颗粒的清除主要是利用催化剂对颗粒物进行催化氧化并使其活化能降低，从而将其快速去除。CeO2由于较优异的储放氧性能在三效催化剂应用方面具有巨大作用，然而纯相CeO2的表面氧和体相氧的氧缺陷较少，储释氧能力相对较弱，因此如何提高其储氧/释氧及低温氧化还原的能力，因此开发出同时具有良好的碳烟颗粒氧化活性以及氮氧化物还原活性的催化剂成为研究难点。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出了用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法极其检测机构，以达到具备碳烟松散接触下较高的催化活性的特性、降低制备成本和易操作的目的。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法，具体步骤如下：（1）.称取一定量的Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·4H2O；（2）.将Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·4H2O加入到柠檬酸中形成混合液；（3）.将步骤（2）中获得的混合液进行80℃水浴，并进行搅拌直至成胶体状；（4）.对经过步骤（3）获得的干凝胶进行干燥、焙烧；（5）.将经过焙烧的产品进行研磨，得到最终Ce1-xMnxO2催化剂。本专利技术通过对CeO2过渡金属Mn的掺杂，提高了负载催化剂储氧/释氧的能力及低温氧化还原的能力，同时在整个过程中无需添加贵金属，达到具备碳烟松散接触下较高的催化活性的特性、降低制备成本和易操作的目的。作为优选的，步骤（3）中搅拌方式采用磁力搅拌器进行搅拌。作为优选的，步骤（4）中干燥的时间为常温常压下干燥12h，焙烧工艺是将干凝胶放入到马弗炉中，焙烧温度为550℃，焙烧时间为4h。作为优选的，步骤（5）中研磨工艺是指先采用陶瓷坩埚进行粗研磨，再利用玛瑙坩埚进行细研磨，获得的样品掺杂Mn的样品化学式为：Ce0.875Mn0.125O2、Ce0.75Mn0.25O2和Ce0.5Mn0.5O2，且Ce0.875Mn0.125O2中Mn掺杂浓度为12.5%、Ce0.75Mn0.25O2中Mn掺杂浓度为25%，Ce0.5Mn0.5O2中Mn掺杂浓度为50%。一种用于检测催化剂性能的检测机构，包含有用于配气的配气系统、用于进行催化反应的催化反应系统和用于测量的测量系统；所述配气系统包含有盛放气体的钢瓶（多个）和用于将钢瓶内导出的气体进行混合的混气瓶；所述催化反应系统包含有用于盛放收集的柴油柴油机碳烟颗粒和催化剂的固定床石英反应器、用于放置固定床石英反应器的电热炉和用于控制所述电热炉内温度升高的程序温度控制器，所述电热炉还用于接受所述混气瓶输送的混合气体；所述测量系统包含有针对电热炉内排出的气体进行检测的气相色谱仪，和用于对气相色谱仪检测的数据进行分析、存储的计算机。本专利技术通过该检测机构对经过催化剂进行反应后的气体进行检测、分析，为催化剂的应用提供了数据支撑，保证了催化剂在实验阶段获取数据的准确性。作为优选的，所述钢瓶总共有三个，分别盛放O2、NO、He，且钢瓶与混气瓶的连通管道上设有流量计，作为优选的，电热炉的升温区间设定为40-800℃，且升温速率为15℃/min，所述电热炉中通入的气体流速为100mL/min。本专利技术具有如下优点：1.本专利技术通过对CeO2过渡金属Mn的掺杂，提高了负载催化剂储氧/释氧的能力及低温氧化还原的能力，同时在整个过程中无需添加贵金属，达到具备碳烟松散接触下较高的催化活性的特性、降低制备成本和易操作的目的。2.本专利技术通过该检测机构对经过催化剂进行反应后的气体进行检测、分析，为催化剂的应用提供了数据支撑，保证了催化剂在实验阶段获取数据的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例公开的用于检测催化剂性能的检测机构的结构示意图；图中数字和字母所表示的相应部件名称：1.钢瓶2.混气瓶3.流量计4.固定床石英反应器5.电热炉6.程序温度控制器7.气相色谱仪8.计算机。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提供了用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法极其检测机构，其工作原理是通过对CeO2过渡金属Mn的掺杂，提高了负载催化剂储氧/释氧的能力及低温氧化还原的能力，同时在整个过程中无需添加贵金属，并通过该检测机构对经过催化剂进行反应后的气体进行检测、分析，为催化剂的应用提供了数据支撑，达到具备碳烟松散接触下较高的催化活性的特性、降低制备成本、易操作和保证了催化剂在实验阶段获取数据的准确性的目的。下面结合实施例和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。一种用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法，具体步骤如下：（1）.称取一定量的Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·4H2O；（2）.将Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·4H2O加入到柠檬酸中形成混合液；（3）.将步骤（2）中获得的混合液进行80℃水浴，并采用磁力搅拌器进行搅拌直至成胶体状；（4）.对经过步骤（3）获得的干凝胶进行干燥、焙烧，其中干燥的时间为常温常压下干燥12h，焙烧工艺是将干凝胶放入到马弗炉中，焙烧温度为550℃，焙烧时间为4h；（5）.将经过焙烧的产品先采用陶瓷坩埚进行粗研磨，再利用玛瑙坩埚进行细研磨，得到最终Ce1-xMnxO2催化剂，获得的样品掺杂Mn的样品化学式为：Ce0.875Mn0.125O2、Ce0.75Mn0.25O2和Ce0.5Mn0.5O2，且Ce0.875Mn0.125O2中Mn掺杂浓度为12.5%、Ce0.75Mn0.25O2中Mn掺杂浓度为25%，Ce0.5Mn0.5O2中Mn掺杂浓度为50%。针对上述催化剂采用如下检测检测以评测催化剂在对柴油机尾气碳烟颗粒和氮氧化物的催化作用，如图1所示：一种用于检测催化剂性能的检测机构，包含有用于配气的配气系统、用于进行催化反应的催化反应系统和用于测量的测量系统；所述配气系统包含有盛放气体的钢瓶1（钢瓶总共有三个，分别盛放O2、NO、He）和用于将钢瓶内导出的气体进行混合的混气瓶2，且钢瓶与混气瓶的连通管道上设有流量计3；所述催化反应系统包含有用于盛放收集的柴油柴油机碳烟颗粒和催化剂的固定床石英反应器4（固定床石英反应器4由电瓶进行供电）、用于放置固定床石英反应器的电热炉5和用于控制所述电热炉内温度升高的程序温度控制器6，所述电热炉还用于接受所述混气瓶输送的混合气体，其中电热炉的升温区间设定为40-800℃，且升温速率为15℃/min，所述电热炉中通入的气体流速为100mL/min；所述测量系统包含有针对电热炉内排出的气体进行检测的气相色谱仪7，和用于对气相色谱仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）.称取一定量的Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·4H2O，其中Ce和Mn的摩尔比分别为：（1‑7）:1：（2）.将Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·4H2O加入到柠檬酸中形成混合液，其中加入柠檬酸的摩尔量为Ce和Mn的摩尔总量的0.5‑5倍；（3）.将步骤（2）中获得的混合液进行80℃水浴，并进行搅拌直至成胶体状；（4）.对经过步骤（3）获得的干凝胶进行干燥、焙烧；（5）.将经过焙烧的产品进行研磨，得到最终Ce1‑xMnxO2催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）.称取一定量的Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·4H2O，其中Ce和Mn的摩尔比分别为：（1-7）:1：（2）.将Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·4H2O加入到柠檬酸中形成混合液，其中加入柠檬酸的摩尔量为Ce和Mn的摩尔总量的0.5-5倍；（3）.将步骤（2）中获得的混合液进行80℃水浴，并进行搅拌直至成胶体状；（4）.对经过步骤（3）获得的干凝胶进行干燥、焙烧；（5）.将经过焙烧的产品进行研磨，得到最终Ce1-xMnxO2催化剂。2.根据权利要求1所述的用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中搅拌方式采用磁力搅拌器进行搅拌。3.根据权利要求1所述的用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）中干燥的时间为常温常压下干燥12h，焙烧工艺是将干凝胶放入到马弗炉中，焙烧温度为550℃，焙烧时间为4h。4.根据权利要求1所述的用于柴油机尾气处理的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（5）中研磨工艺是指先采用陶瓷坩埚进行粗研磨，再利用玛瑙坩埚进行细研磨，获得的样品掺杂Mn的样品化学式为：Ce0.875Mn0.125O2、Ce0...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，
申请(专利权)人：黄河，
类型：发明
国别省市：江苏,32