一种轻型柴油机氧化型催化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种柴油尾气排放的氧化型催化剂制备方法，包括以下步骤：将氧化铝、分子筛颗粒和稀土材料用去离子水搅拌混匀，制成混合浆料；将贵金属铂Pt和贵金属X按一定比例混匀，制成贵金属混合溶液；将贵金属混合溶液加入到混合浆料中，调节pH值为2～5搅拌8～30小时，得到可涂覆的催化剂浆料；将催化剂浆料涂覆在载体上，涂覆好后进行烘干、煅烧，制得催化剂。本发明专利技术提供的轻型柴油氧化型催化剂制备方法简单，添加稀土元素提高了催化剂的抗老化性能，并引进钯贵金属代替部分铂贵金属，有效地降低了成本，而且Pt‑Pd也提高了催化剂的催化转化性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柴油尾气排放的催化剂及其制备方法。
技术介绍
轻型柴油车发动机排放的尾气成分中，一氧化碳(CO)、总碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)和黑烟(PM)，都是受排放法规严格控制的污染物成分。为了达到排放标准，柴油车尾气控制可以采用发动机技术(机内净化技术)和后处理技术两种手段。柴油车动力系统通过机内净化技术，可以降低NOx和PM的排放并使达到排放标准限值，但CO和HC的排放必须通过后处理技术才能达到排放标准限值。柴油氧化型催化剂(DieselOxidationCatalyst,DOC)是常用的柴油后处理技术。DOC催化剂可以用来清除柴油尾气中的CO、HC和颗粒物中的可溶性有机物(SOF)，其反应机理是CO、HC和SOF在DOC催化剂的催化作用下与氧气发生反应，生二氧化碳和水，如下列化学反应方程所示：CO+O2→CO2(1)HC+O2→CO2+H2O(2)SOF+O2→CO2+H2O(3)上述反应需要在DOC催化剂的催化作用下才能有效快速地进行。而在实际行车过程中，由于发动机的长期运行，最高排气温度能达到450℃～500℃，如果DOC催化剂长时间处于高温状态，作为催化剂主要活性成分的贵金属，会发生烧结现象导致催化剂老化，催化作用失效。DOC催化剂能否正常工作决定了排放能否达到标准。因此，DOC抗老化性能就成了该技术的关键。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提出一种轻型柴油机氧化型催化剂。解决现有柴油氧化型催化剂存在高温老化的问题，提高催化剂的抗老化性能靠增加贵金属含量会导致制作成本的增加，技术方案：为了解决以上问题，本专利技术提供了一种柴油氧化型催化剂，其制备过程包括：一种轻型柴油氧化型催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将氧化铝、分子筛颗粒和稀土材料用去离子水搅拌混匀，制成混合浆料；步骤2，将贵金属铂Pt和贵金属X按一定比例混匀，制成贵金属混合溶液；步骤3，将贵金属混合溶液加入到混合浆料中，调节pH值为2～5搅拌8～30小时，得到可涂覆的催化剂浆料；步骤4，将催化剂浆料涂覆在载体上，涂覆好后进行烘干、煅烧，制得催化剂。步骤4中，每升载体上均匀涂覆60～140g的催化剂浆料；煅烧过程为400～600℃下1～5小时，烘干过程为80～200℃下2～5小时。上述制备方法的特征在于：氧化铝在混合浆料固体成分中的质量百分数(wt％)为10～50％，氧化铝可以是γ-Al2O3或由γ-Al2O3制备而成的材料；分子筛颗粒在混合浆料固体成分中的质量百分数(wt％)为10～40％，分子筛可以是β分子筛、ZSM-5等沸石分子筛，或由β分子筛、ZSM-5等沸石分子筛制备而成的分子筛材料；稀土材料采用铈锆材料，铈锆比＝0.5:1～1:0，铈锆材料在混合浆料固体成分中的质量百分数(wt％)为10～60％；催化剂采用的贵金属为铂贵金属和贵金属X，贵金属X为其它铂系贵金属，添加比例Pt：X＝1.5:1～1:0，贵金属的前躯体可为络合物、有机盐、无机盐等，贵金属在混合浆料固体成分中的质量百分数(wt％)为0.1～5％；步骤4中，每升载体上均匀涂覆60～140g的催化剂浆料；煅烧过程为400～600℃下1～5小时，烘干过程为80～200℃下2～5小时。本专利技术的轻型柴油氧化型催化剂，其特征在于：包括载体和涂层。所述的载体可以是金属或陶瓷蜂窝载体；所述的涂层包含氧化铝、分子筛、稀土材料、贵金属等组成成分，其中氧化铝含量10～50wt％，分子筛含量10～40wt％，稀土材料10～60wt％，贵金属含量0.1～5wt％。有益效果：本专利技术提供的轻型柴油氧化型催化剂制备方法简单，添加稀土元素提高了催化剂的抗老化性能，并引进钯贵金属代替部分铂贵金属，有效地降低了成本，而且Pt-Pd也提高了催化剂的催化转化性能。附图说明图1为本专利技术实施例1新鲜态、老化态ESC稳态循环测试CO的转化效率对比图。图2为本专利技术实施例1新鲜态、老化态ESC稳态循环测试HC的转化效率对比图。图3为本专利技术实施例2新鲜态、老化态ESC稳态循环测试CO的转化效率对比图。图4为本专利技术实施例2新鲜态、老化态ESC稳态循环测试HC的转化效率对比图。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。催化转化效率可以作为衡量DOC抗老化性能的主要指标，催化转化温度越高，DOC催化性能越好，DOC抗老化性能也越好，采用以下几个途径提高催化剂的催化转化效率：1)提高催化剂的贵金属含量或者添加其它贵金属。贵金属含量的增加可以提高催化转化效率，但是同时也增加了催化剂的制作成本，提升了催化剂的价格。DOC催化剂常用的是铂贵金属，价格偏高，可以用价格较低的钯贵金属代替部分铂贵金属，降低成本的同时，铂-钯之间相互作用也能提高催化剂的催化性能。2)改良催化剂的配方，如在催化剂中添加助剂(稀土氧化物等)。通过添加稀土元素如镧、铈等，可以改善贵金属的高温稳定性，一定程度上也能降低成本。实施例1步骤1：取400gγ-Al2O3、600g分子筛颗粒和500g铈锆材料(铈锆比2:1)，加入去离子水搅拌混匀，制得混合浆料；取71.43g硝酸铂溶液和23.8g硝酸钯溶液混合均匀后，加入到混合浆料，贵金属在混合浆料中的含量为1％，调节pH值为2～5，搅拌8小时，得到可涂覆的催化剂浆料。步骤2：将催化剂浆料涂覆在圆柱形的陶瓷载体上，每升陶瓷载体上均匀涂覆120g的催化剂浆料。步骤3：涂覆好的载体在800℃下烘干3小时，在600℃下煅烧1小时。实施例2步骤1：取600γ-Al2O3、428.6g分子筛颗粒和750g铈锆材料(铈锆比4:1)，加入去离子水搅拌混匀，制得混合浆料；取238.1g硝酸铂溶液和99.2g硝酸钯溶液混合均匀后，加入到混合浆料，贵金属在混合浆料中的含量为2.5％，调节pH值为2～5，搅拌15小时，得到可涂覆的催化剂浆料。步骤2：将催化剂浆料涂覆在圆柱形的陶瓷载体上，每升陶瓷载体上均匀涂覆100g的催化剂浆料。步骤3：涂覆好的载体在120℃下烘干2小时，在550℃下煅烧2小时。实验例3将实施例1和实施例2中的催化剂载体各取1个，在750℃下煅烧15小时进行高温老化，然后将新鲜载体(实施例1和2中制得)和老化载体分别封装，对其催化转化效果进行检测。图1-4为本专利技术实施例新鲜态、老化态ESC稳态循环测试CO和HC的转化效率对比图。试验标准：《QCT829-2010》、《GB17691-2005》测试结果：实施例1中的催化剂新鲜载体CO的转化效率均在90％以上，HC的转化效率最高达到94％；老化载体CO、HC的转化效率相较与新鲜载体的，虽然有所降低，但是幅度很小，CO转化效率多数工况达到了90％以上，HC的转化效率最高达到90以上％。实施例2中的催化剂新鲜载体CO的转化效率在90％以上，HC的转化效率最高达到98％；老化载体CO的转化效率基本在90％以上，HC的转化效率最高达到96％，与新鲜载体的相比较，下降幅度很小。从测试结果可以看出本专利技术提供的柴油机氧化型催化剂有点明显：1、催化剂经过高温煅烧老化后，CO、HC的转化效率相较于新鲜的，降低幅度很小，仍然保持较高值，催化剂的抗老化性能良好。2、催化剂使用的贵金属由单铂改进为铂钯相结合，降低了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻型柴油氧化型催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将氧化铝、分子筛颗粒和稀土材料用去离子水搅拌混匀，制成混合浆料；步骤2，将贵金属铂Pt和贵金属X按一定比例混匀，制成贵金属混合溶液；步骤3，将贵金属混合溶液加入到混合浆料中，调节pH值为2～5搅拌8～30小时，得到可涂覆的催化剂浆料；步骤4，将催化剂浆料涂覆在载体上，涂覆好后进行烘干、煅烧，制得催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种轻型柴油氧化型催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将氧化铝、分子筛颗粒和稀土材料用去离子水搅拌混匀，制成混合浆料；步骤2，将贵金属铂Pt和贵金属X按一定比例混匀，制成贵金属混合溶液；步骤3，将贵金属混合溶液加入到混合浆料中，调节pH值为2～5搅拌8～30小时，得到可涂覆的催化剂浆料；步骤4，将催化剂浆料涂覆在载体上，涂覆好后进行烘干、煅烧，制得催化剂。2.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于：氧化铝在混合浆料固体成分中的质量百分数为10～50％，氧化铝为γ-Al2O3由γ-Al2O3制备而成的材料。3.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于：分子筛颗粒在混合浆料固体成分中的质量百分数为10～40％，分子筛为β分子筛、ZSM-5等沸石分子筛，或由β分子筛、ZSM-5等沸石分子筛制备而成的分子筛材料。4.根据权利要求1所述的催化剂的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：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