净化柴油车尾气氮氧化物与碳颗粒催化剂及其制备方法技术

净化柴油车尾气氮氧化物与碳颗粒催化剂及其制备方法，涉及一种车尾气净化剂及其制备方法，催化剂由呈正二价的钴元素或呈正二价的钴元素与呈正四价的铈元素共同构成尖晶石AB2O4结构的A位，铬元素构成B位，配制A类金属盐溶液和B类金属盐溶液；按照铈元素与钴元素二者的配比混合均匀；用去离子水配制尿素与NaCl，作为低温合成催化剂反应的催化剂，焙烧获得蓬松状粉体；去离子水洗涤后烘干，即可获得CexCo1-xCr2O4尖晶石催化剂。净化柴油车尾气具有高孔隙率，解决了催化剂对柴油车尾气中PM与NOx净化效果不理想的技术问题，有效控制了合成成本，且催化剂及其前驱体对环境无毒性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，涉及一种车尾气净化剂及其制备方法，催化剂由呈正二价的钴元素或呈正二价的钴元素与呈正四价的铈元素共同构成尖晶石AB2O4结构的A位，铬元素构成B位，配制A类金属盐溶液和B类金属盐溶液；按照铈元素与钴元素二者的配比混合均匀；用去离子水配制尿素与NaCl，作为低温合成催化剂反应的催化剂，焙烧获得蓬松状粉体；去离子水洗涤后烘干，即可获得CexCo1-xCr2O4尖晶石催化剂。净化柴油车尾气具有高孔隙率，解决了催化剂对柴油车尾气中PM与NOx净化效果不理想的技术问题，有效控制了合成成本，且催化剂及其前驱体对环境无毒性。【专利说明】
本专利技术涉及一种车尾气净化剂及其制备方法，特别是涉及一种净化柴油车尾气氮 氧化物与碳颗粒催化剂及其制备方法。
技术介绍
随着我国汽车保有量的快速增长，尾气中大量可吸入的碳烟颗粒（PM)排放到大气 环境，成为引发雾霾天气主要原因之一。近几年，我国发生大范围持续雾霾天气，受影响面 积占到国土面积的1/4,受影响人口达6亿。PM会引发支气管和心脑血管，甚至肺癌等重大 疾病，对民众健康构成极大威胁。而汽车尾气中柴油车的PM排放量比汽油车高30-80倍， 是城市大气中PM的主要贡献源。柴油车排出的氮氧化物（NOx)，既是光化学反应的参加者， 又是光化学反应的一种产物。它存在于大气中能对人体产生危害，造成城市环境大气污染， 降低大气能见度，并刺激人眼、鼻、喉、肺，同时伤害植物。经过反复的调查研究，三千万辆汽 车排气每天向大气中排放四千多吨的NOx。这些气体受阳光的作用，生成光化学烟雾。对人 类的健康和生存环境构成很大的威胁。因此，柴油车PM与NOx的减排和治理已成为我国环 保领域的研究热点。 目前，Pt、PcU Rh和、Au等贵金属催化剂对柴油车PM与NOx的净化展示了良好的 催化活性，但成本高、易中毒等问题限制了其应用和推广，因而选用非贵金属催化剂是必然 趋势。非贵金属催化剂主要包括单一金属氧化物催化剂和复合金属氧化物催化剂。单一金 属氧化物催化剂(如Ti02、V205、Cu0和CeO2)的活性取决于氧化物比表面积与原子表面移动 性能，但单一金属氧化物催化剂最大的缺点就是热稳定性不高，导致催化剂活性降低。而相 对于单一金属氧化物催化剂，复合金属氧化物催化剂由于活性组分间存在协同效应，使其 表现出更高的活性和稳定性。近年来，钙钛矿型、尖晶石等复合型金属氧化物作为净化柴油 车尾气催化剂的相关报道较多，而具有较好的热稳定性和机械强度的尖晶石催化剂净化柴 油车尾气NOx与PM催化性能的研究报道较少，尤其本专利技术所涉及的低温合成多孔泡沫状尖 晶石结构的CexCcvxCr2O4催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种净化柴油车尾气氮氧化物与碳颗粒催化剂及其制备 方法，具有高孔隙率、高比表面积、纳米泡沫状尖晶石结构的消除柴油车尾气PM与NOx催化 剂及其制备方法，解决了催化剂对柴油车尾气中PM与NOx净化效果不理想的技术问题。有 效控制了合成成本，且催化剂及其前驱体对环境无毒性。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的： 净化柴油车尾气氮氧化物与碳颗粒催化剂，所述催化剂为CexCcvxCr2O 4尖晶石催化剂， 由呈正二价的钴元素或呈正二价的钴元素与呈正四价的铈元素共同构成尖晶石AB2O4结构 的A位，铬元素构成B位，其中：0< X < 0. 2 ;铈元素、钴元素和铬元素与氧元素的摩尔比为 1:2:4 ;通过晶相分析,所述的催化剂中呈尖晶石结构占95%?99%。 净化柴油车尾气氮氧化物与碳颗粒催化剂制备方法，所述方法包括以下步骤： 1) 用去离子水分别配制离子浓度为0. 5~1. Omol/L的A类金属盐溶液和离子浓度为 f 2. Omol/L的B类金属盐溶液； 2) 按照铈元素与钴元素二者的配比（由X值确定)，分别量取5飞OmlA类金属盐混合溶 液，5飞OmlB类金属盐溶液，将二者在磁力搅拌下混合均匀； 3) 用去离子水配制尿素与NaCl,或者为KCl的混合溶液,其中尿素浓度为2~9mol/L, NaCl,或者为KCl浓度为0. 5~9mol/L，二者作为低温合成催化剂反应的催化剂与助催化剂 有助于提高催化剂纳米粒子的分散性，增大催化剂的比表面积； 4) 取步骤2的混合溶液KTlOOml,取步骤3的混合溶液KTlOml,将二者混合后，在 5(T70°C温度下强力搅拌1?3h，然后放入8(Tl20°C烘箱内至烘干，再放置于15(T350°C焙烧 l~3h，获得蓬松状粉体； 5) 将步骤4获得的粉体，用4(T60°C去离子水洗涤，后放入8(T12(TC烘箱内烘干，即可 获得CexCcvxCr2O4尖晶石催化剂。 所述的净化柴油车尾气氮氧化物与碳颗粒催化剂制备方法，所述的A类金属盐溶 液为铈盐和钴盐混合溶液，按照铈元素与钴元素二者的配比（由X值确定）配制混合溶液； 其中，铈盐为硝酸铈、硫酸铈、氯化铈、醋酸铈中的一种；钴为硝酸钴硫酸钴、氯化钴、醋酸钴 中的一种。 所述的净化柴油车尾气氮氧化物与碳颗粒催化剂制备方法，所述的B类金属盐为 硝酸铬、硫酸铬、氯化铬、醋酸铬中的一种。所制备出的消除柴油车尾气PM与NOx催化剂为 具有纳米泡沫状尖晶石结构的多金属氧化物。 本专利技术的优点与效果是： 本专利技术提供一种具有高孔隙率、高比表面积、纳米泡沫状尖晶石结构的消除柴油车尾 气PM与NOx催化剂及其制备方法，解决了催化剂对柴油车尾气中PM与NOx净化效果不理 想的技术问题。该催化剂具有纳米级泡沫状结构，该结构可以提供高效的内部比表面积，有 效增加催化剂的表面活性位，有利于增加反应物与催化剂之间的接触点，从而提高催化剂 的催化活性；此外，该催化剂的前驱体为价格低廉的贱金属硝酸盐，有效控制了合成成本， 且催化剂及其前驱体对环境无毒性。具有以下特点： 1) 该催化剂具有纳米级泡沫状结构，该结构可以提供高的比表面积，增加反应物与活 性位之间的接触点，有效提高催化剂的催化活性，并且，该催化剂合成温度低（150°C即可合 成）； 2) 在紧密接触的条件下，催化剂可以使柴油车PM起燃温度低于300°C，NOx最大去除 率可达到69. 8% ; 3) 该催化剂中，铈元素的掺杂增强了钴与铬之间的相互作用，有效的提高了催化剂的 抗硫性和催化活性； 4) 该催化剂合成工艺简单，制备温度低，成本低廉，对环境无毒性作用。 【专利附图】【附图说明】 图1 :本专利技术实施例1制得的纳米泡沫状结构的CeO. ICoO. 9Cr204催化剂SEM照 片； 图2 :本专利技术实施例1制得的纳米泡沫状结构的CeO. ICoO. 9Cr204催化剂TEM照片； 图3 :本专利技术实施例1制得的纳米泡沫状结构的CeO. ICoO. 9Cr204催化剂XRD图谱。 【具体实施方式】 下面结合附图所示实施例，对本专利技术作进一步详述。 本方法是用具体实施方案来阐述本专利技术，而不是对本专利技术的限制，本专利技术可实施 的情况不仅限于实例的范围： 实施例1: 化学分子式为Ceaci5 Coa95Cr2O4催化剂的制备 一种用于净化柴油车尾气PM与NOx的CexCcvxCr2O4尖晶石催本文档来自技高网...

【技术保护点】
净化柴油车尾气氮氧化物与碳颗粒催化剂，其特征在于，所述催化剂为CexCo1‑xCr2O4尖晶石催化剂，由呈正二价的钴元素或呈正二价的钴元素与呈正四价的铈元素共同构成尖晶石AB2O4结构的A位，铬元素构成B位，其中：0≤X≤0.2；铈元素、钴元素和铬元素与氧元素的摩尔比为1:2:4；通过晶相分析，所述的催化剂中呈尖晶石结构占95%～99%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛晓巍，胡晓钧，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21