用于柴油机尾气排放DOC氧化型催化剂及制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于柴油机尾气排放DOC氧化型催化剂，包括：大比表面积的氧化铝或硅改性氧化铝，大比表面积的铈锆氧化物或二氧化铈，耐硫中毒材料，及对HC具有吸附作用的材料。还包括一种用于柴油机尾气排放DOC氧化型催化剂的制备方法，包括步骤1，制作浆料；步骤2，添加贵金属溶液；步骤3，涂覆载体；步骤4，烘干、煅烧载体。本发明专利技术提高了低温下催化剂对HC有较强的吸附能力，提高HC在低温下转化效率，催化剂有优良的抗硫中毒能力，同时具有优异的耐高温老化性能，有效降低CO，HC排放量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车尾气处理领域，尤其涉及一种用于柴油机尾气排放DOC氧化型催化剂及制备方法。
技术介绍
柴油机具有功率大、经济性能好等特点。柴油机相较于汽油机有更高的燃烧效率，因此柴油机的发展前景巨大。但相对而言，柴油机的NOx、THC、CO以及颗粒物排放高于汽油机。柴油机尾气排放温度低(一般为150～400℃)特别是在启动阶段，排气温度能降低到100℃左右；柴油机尾气中硫含量较高；因此对贵金属DOC催化剂的低温催化活性和抗硫性提出了更高的要求；为了解决低温下HC的转化效率，降低CO，HC起燃温度，开发同时具有较好的耐久性能，较好耐硫性能的DOC氧化型催化剂涂层具有重要的实际意义。DOC催化剂涂层用于氧化柴油机尾气排放污染中CO,HC污染物净化，DOC催化器是一种氧化型催化剂，可以氧化CO、HC、pM中的可溶性有机成分(SOF)，使之转化为无害的CO2,H2O气体。同时将NOX氧化为NO及NO2，以供后置后处理装置使用。NO2具有很高的催化氧化活性，DOC与SCR配套使用，有效去除NOX,及PM等污染物。由于国内柴油油品问题含硫量高，催化剂容易中毒，柴油机尾气排放温度低，低温下提高HC转化效率，防止催化剂中毒是柴油机催化剂研发重点与难点。此项专利技术了低温下催化剂对HC有较强的吸附能力，提高HC在低温下转化效率，催化剂有优良的抗硫中毒能力，同时具有优异的耐高温老化性能，有效降低CO,HC排放量。
技术实现思路
为了提高柴油机氧化型DOC催化剂低温起燃温度，提高怠速或低温下HC转化效率，解决催化剂耐硫中毒问题，及耐久的问题；本专利技术提供一种用于柴油机尾气排放DOC氧化型催化剂及制备方法。本专利技术采取的技术方案为：一种用于柴油机尾气排放DOC氧化型催化剂，其特征在于，包括：大比表面积的氧化铝或硅改性氧化铝，大比表面积的铈锆氧化物或二氧化铈，耐硫中毒材料，及对HC具有吸附作用的材料。大比表面积的氧化铝或硅改性氧化铝，比表面积为150m2/g以上；孔体积在0.4-0.5cm3/g，及1-1.2cm3/g之间；孔径分布在9-10nm之间，及15-20nm之间。可以提高贵金属的分散性，提高催化剂催化氧化活性。大比表面积的铈锆氧化物或二氧化铈粉体，550℃煅烧2h其比表面积在100m2/g以上；孔体积在0.1-0.2cm3/g之间；孔径分布在3-6nm之间。大比表面积的氧化铝及硅改性氧化铝，铈锆粉及二氧化铈粉体具有优异的耐高温老化性能。该DOC氧化型催化剂，通过添加分子筛，使其具有较强的低温吸附HC能力。从而提高低温下柴油机尾气HC排放转化效率。该组分有较大的比表面积，适合的孔径分布。它涂覆于金属或陶瓷蜂窝载体，上载量在90～120g/L(例如：120g/L，或90g/L，100g/L，110g/L)；耐硫中毒材料为过渡金属或稀土元素；对HC具有吸附作用的材料为分子筛及贵金属盐溶液，贵金属盐溶液包括硝酸钯、硝酸铂，上载量5～80g/ft3。例如：贵金属Pt(NO3)2,Pd(NO3)2盐溶液；上载量5g/ft3,10g/ft3,15g/ft3,20g/ft3,25g/ft3,60g/ft3,70g/ft3,80g/ft3之间。本专利技术还包括一种用于柴油机尾气排放DOC氧化型催化剂制备方法，包括以下步骤：步骤1，制作浆料：将初步筛选过的粉体，包括氧化铝或硅改性氧化铝、铈锆氧化物或纯氧化铈、分子筛，配制成固含量30-50％浆料后(优选40％)，进行球磨，球磨一段时间后检测浆料D50/D90，确保D50粒度大小在3-6μm左右；测试浆料的pH值在3.8-4.2左右，粘度在适于涂覆的范围内；添加粘结剂后，该浆料可以涂覆金属载体及陶瓷载体，确保金属载体涂层具有优异的附着力。步骤2，添加贵金属溶液：向球磨过的浆料中添加贵金属盐溶液，充分搅拌过夜，调节浆料pH值，粘度，固含量适于涂覆；步骤3，涂覆载体：将步骤2得到的浆料涂覆于陶瓷载体或金属载体，将多余浆液吹扫干净；步骤4，烘干、煅烧载体：将步骤3得到的陶瓷载体或金属载体120℃烘干2h，然后高温煅烧，煅烧温度为550℃，4h。其中，氧化铝或硅改性氧化铝，比表面积为150m2/g以上，孔体积在0.4-0.5cm3/g，及1-1.2cm3/g之间；孔径分布在9-10nm，及15-20nm之间；铈锆氧化物或二氧化铈，550℃煅烧2h其比表面积在100m2/g以上；孔体积在0.1-0.2cm3/g之间；孔径分布在3-6nm之间。采用BET测试表征催化剂的比表面积、孔体积、孔径理化性能；采用TPR测试比较粉体还原温度及峰面积大小；采用台架测试DOC催化剂ESC循环，比较CO、HC转化效率。步骤1的浆料中加入过渡金属或稀土元素；涂层上载量在90～120g/L；步骤2的贵金属盐溶液包括硝酸钯、硝酸铂，上载量5～80g/ft3。步骤3中涂覆载体之前，添加粘结剂，确保陶瓷载体和金属载体涂层具有优异的附着力。由上可知：1、本专利技术提供了用于柴油机尾气净化氧化型催化剂涂层浆料的制备方法；2、本专利技术提供了用于催化剂涂层粉体筛选方法，包括BET、TPR、及发动机台架测试等表征催化剂涂层理化性能。3、将具有大比表面积的铈锆粉及大比表面积的氧化铝引入到DOC催化剂涂层中，粉体经过球磨后控制D50在3-6μm之间，调节浆料pH值在3.8-4.2左右；该涂层经过550℃2h煅烧及750℃10h高温煅烧后，仍然具有较大的表面积，孔径没有塌陷。4、将具有大比表面积低温下对HC具有较强吸附能力的分子筛引入DOC催化剂涂层中，提高了低温下HC的转化效率。该分子筛具有较好的耐老化性能。经过750℃10h高温煅烧后仍然保留较大比表面积；5、通过掺杂过渡金属及稀土元素，提高催化剂的活性，及耐硫抗中毒能力。向活性组分中添加一些元素能够有效改善催化剂的抗硫性，并降低起燃温度；6、本专利技术中涂层同时含有贵金属催化剂，贵金属(Pt、Pd)催化剂对CO和HC具有较高催化氧化活性、选择性、具有较低起燃温度，较高的完全转化效率。附图说明图1为本专利技术的催化剂粉体BET测试数据图。图2为本专利技术的催化剂粉体BET测试数据图(D系列粉体)。图3为本专利技术的催化剂粉体TPR测试数据图(铈锆粉系列)。图4为本专利技术的催化剂粉体TPR测试数据图(750度A系列粉体)。图5为本专利技术的催化剂粉体TPR测试数据图(D氧化铝系列)。图6为本专利技术的催化剂粉体D系列TPR测试数据。图7为本专利技术的DOC催化器台架性能测试图一。图8为本专利技术的DOC催化器台架性能测试图二。图9为本专利技术的DOC催化器台架性能测试图三。图10为本专利技术的DOC催化器台架性能测试图四。图11为本专利技术的DOC催化器台架性能测试图五。图12为本专利技术的DOC催化器台架性能测试图六。图13为本专利技术的DOC催化器台架性能测试图七。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本专利技术作进一步的说明。本专利技术的用于柴油机尾气排放DOC氧化型催化剂包括：大比表面积的氧化铝或硅改性氧化铝，大比表面积的铈锆氧化物或二氧化铈，将具有大比表面积低温下对HC具有较强吸附能力的分子筛引入DOC催化剂涂层中，提高了低温下HC的转化效率。该分子筛具有较好的耐老化性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于柴油机尾气排放DOC氧化型催化剂，其特征在于，成分包括：大比表面积的氧化铝或硅改性氧化铝，大比表面积的铈锆氧化物或二氧化铈，耐硫中毒材料，及对HC具有吸附作用的材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于柴油机尾气排放DOC氧化型催化剂，其特征在于，成分包括：大比表面积的氧化铝或硅改性氧化铝，大比表面积的铈锆氧化物或二氧化铈，耐硫中毒材料，及对HC具有吸附作用的材料。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述大比表面积的氧化铝或硅改性氧化铝，比表面积为150m2/g以上；孔体积在0.4-0.5cm3/g，及1-1.2cm3/g之间；孔径分布在9-10nm之间，及15-20nm之间。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述大比表面积的铈锆氧化物或二氧化铈粉体，其比表面积在100m2/g以上；孔体积在0.1-0.2cm3/g之间；孔径分布在3-6nm之间。4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：它具有较强的低温吸附HC能力，涂覆于金属或陶瓷蜂窝载体，上载量在90～120g/L；耐硫中毒材料为过渡金属或稀土元素；对HC具有吸附作用的材料为分子筛及贵金属盐溶液，贵金属盐溶液包括硝酸钯、硝酸铂，上载量5～80g/ft3。5.一种用于柴油机尾气排放DOC氧化型催化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，制作浆料：将初步筛选过的粉体，包括氧化铝或硅改性氧化铝、铈锆氧化物或纯氧化铈、分子筛，配制成固含量30-50％浆料后，进行球磨，球磨一段时间后检测浆料D50/D90，确保D50粒度大小在3-6μm左右添加粘结剂后；测试浆料的pH值在3.8-4....

【专利技术属性】
技术研发人员：孔庆梅，舒慧敏，高俊，张秀，
申请(专利权)人：南京依柯卡特排放技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32