一种多层立方体LaCoO制造技术

本发明专利技术提供了一种多层立方体LaCoO

【技术实现步骤摘要】
一种多层立方体LaCoO3柴油机尾气氧化催化剂
本专利技术涉及一种多层立方体LaCoO3材料的制备方法，属于钙钛矿材料和汽车尾气催化剂领域，尤其适用于柴油机尾气氧化催化剂领域。技术背景随着经济的发展和生活水平的提高，汽车己成为人们出行的重要工具。柴油车具有动力性能好、燃油经济性好、安全性能高等优点而得到重视，然而柴油机排气中含有CO、HC、NOx和颗粒物(PM)等多种污染物，随着柴油机产销量的不断增长，柴油机尾气排气对大气环境的污染也越来越严重，其污染物排放已占到汽车排放的50％以上，柴油机尾气污染防治工作迫在眉睫。柴油车所排放尾气中CO和HC的含量比汽油车少，NOx的排放量与汽油车相当，但PM的排放量是汽油车的30-80倍。PM和NOx存在此消彼长的关系，如PM是在稀氧条件下获得，NOx是在富氧条件下产生，即因此同时净化PM和NOx成为柴油车尾气处理的重点和难点。柴油车尾气净化技术主要包括机前处理、机内净化技术和机外净化技术。机前处理主要是通过提高柴油品质实现；机内净化技术包括燃油高压喷射技术、匀质混合压缩点火式燃烧技术、废气再循环技术、燃烧室优化技术；机外净化技术主要包括氧化催化剂、柴油机颗粒过滤、NOx净化催化剂、微粒捕集及再生技术和CO、HC、PM和NOx同时去除的四效催化技术。机内净化技术可以使得颗粒物的排放总量降低，但生成对人体危害更大的细微颗粒物，面对日益严格的排放法规只有把机前处理、机内净化与机外净化结合起来才能满足未来的标准。同时柴油机不均匀的油气混合气的压缩自燃方式限制了机内净化技术的发展，因此机外净化技术成为柴油机尾气净化的研究重点。近几十年来，研究较多的柴油车尾气净化的催化剂主要包括贵金属催化剂（如Pt、Rh、Pd和Au负载在Al2O3）、单一金属催化剂（如Ce、Cr、Mn、Co等金属氧化物）和稀土复合氧化物。与其他类型的催化剂相比，稀土复合氧化物具有热稳定性好、催化活性高、成本低等优点，因此成为研究的热点。稀土复合氧化物主要包括铈基复合氧化物、钙钛矿型复合氧化物、类钙钛矿型复合氧化物、尖晶石型复合氧化物等。其中，钙钛矿型复合氧化物因其同时去除PM和NOx的活性较好而倍受关注。钙钛矿型复合氧化物的一般化学式为ABO3，A位离子一般为碱土金属离子或稀土金属离子，B位离子一般为过渡金属离子。其中，A位离子主要起稳定ABO3钙钛矿结构的作用，具有多种价态的B位离子主要起氧化还原作用。近年来研究较多的是以LaBO3（B=Co，Mn，Fe，Ni等）钙钛矿为基体进行A位、B位部分取代，研究取代元素和取代量对钙钛矿型催化剂的结构和催化活性的影响，并进一步研究催化反应的机理。CN110732320A苏州倍友环保科技有限公司公开了一种柴油机尾气氧化催化剂，所述氧化催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体的孔道表面上涂覆有吸附层，在所述吸附层上涂覆第一氧化催化层和第二氧化催化层；所述第一氧化催化层中的第一活性组分浓度沿载体表面气流方向呈梯度减少变化，所述第二氧化催化层中的第二活性组分浓度沿载体表面气流方向呈梯度增加变化。本专利技术的氧化催化剂，结构合理设计，各组分优化复配，具有成本低、催化效率高的优点，可满足HC,CO,PM和NOx等柴油机尾气组分的同时氧化处理，提高了尾气处理效率，降低了传统柴油机尾气处理装置的占用空间。CN109317152A广州大学公开了一种钙钛矿型金属氧化物催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)按La离子、Sr离子、Co离子的摩尔比为1-x：x：1配制硝酸盐溶液，按照La、Sr和Co金属总离子与柠檬酸的摩尔比为2：(1.5～2)，向硝酸盐溶液中加入柠檬酸和EDTA，得到混合溶液A，其中x＝0.1～0.4；(2)对混合溶液A进行水浴加热，蒸发水分，使溶液形成凝胶；(3)将上述凝胶油浴加热处理，直至干凝胶氧化自燃，待燃烧完全，将油浴后的疏松物质干燥后，在500～800℃焙烧4～8h制得复合氧化物催化剂。本专利技术制备方法制备得到催化剂相对贵金属催化剂，资源丰富，成本较低；本专利技术的催化剂在去除NOx方面具有优良的低温活性和热稳定性；催化性能好。CN101036888A天津大学公开了一种用于汽车尾气净化的钙钛矿型纤维体复合氧化物催化剂及其制备方法该催化剂具有以下通式：La1－XKXCoO3，其中，0.0≤X≤0.6；催化剂的制备过程如下：(1)前驱体溶胶的制备，(2)静电纺丝，(3)烧结。利用钙钛矿型稀土复合氧化物纤维来代替催化捕集器，既能捕集汽车尾气排放中的颗粒物，又能协同脱除PM和NOx，并降低其它气态污染物的排放量。CN102941088A山东天璨环保科技股份有限公司公开了一种同时去除CO、CH、NOx、PM催化剂及其制备方法,所述催化剂以稀土与稀有金属锆的固溶体、钙钛矿型复合氧化物和少量的贵金属为活性组分，以自制蜂窝陶瓷为载体，活性组分中稀土与稀有金属锆的固溶体和钙钛矿型复合氧化物的总负载量为质量百分含量5~20%，贵金属负载量为质量百分含量0.01~1%。所述活性组分的通式为：AgqE1-qAyZr1-yBCOx，其中E为贵金属，A、B为稀土，C为过渡金属，且0<y<1,0<q<1；所述活性组分中E为贵金属铂（Pt）、钯（Pd）和铑(Rh)中一种或两种；所述A、B为稀土镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕（Nd）中的两种；所述C为过渡金属铜(Cu)、钴（Co）、锰（Mn）、铁（Fe）、镍（Ni）中的一种。但，就钙钛矿而言，如何同步、高效净化柴油机尾气中含有的CO、HC、NOx和颗粒物等有害污染物质，以及如何提高催化剂对NOx去除活性与降低PM起燃温度仍是目前柴油车尾气排放催化研究重点。
技术实现思路
鉴于以上现有技术的不足之处，本专利技术提供了一种多层立方体LaCoO3柴油机尾气氧化催化剂，通过所述方法能够有效的降低柴油机尾气碳颗粒PM的燃烧温度和CO2的选择性。一种多层立方体LaCoO3柴油机尾气氧化催化剂，其特征在于所述多层为2-3层，以立方体结构的LaCoO3Ⅰ粉末为多层立方体的核心，通过多次高温高碱水热涂覆的方法在LaCoO3Ⅰ粉末表面依次涂覆第一层LaCoO3、第二层LaCoO3、和/或第三层LaCoO3，其中制备第一层LaCoO3、第二层LaCoO3、和/或第三层LaCoO3过程中使用的水热反应溶液由Co(NO)3.6H2O、La(NO3)3.6H2O、NaOH和Na2CO3组成。进一步的，所述LaCoO3Ⅰ粉末的制备过程中使用的水热反应溶液由Co(NO)3.6H2O、La(NO3)3.6H2O、NaOH和Na2CO3组成，其中La:Co:NaOH:Na2CO3的摩尔比为1:1:80:1；进行水热反应前进行氮气排空，程序升温为10oC/min，升至240oC，反应时间为12h。进一步的，所述第一层LaCoO3的制备过程中La:Co:NaOH:Na2CO3的摩尔比为1:1:70:1；进行水热反应前进行氮气排空，程序升温为7oC/min，升至250oC，反应时间为24h。进一步的，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层立方体LaCoO

【技术特征摘要】
1.一种多层立方体LaCoO3柴油机尾气氧化催化剂，其特征在于所述多层为2-3层，以立方体结构的LaCoO3Ⅰ粉末为多层立方体的核心，通过多次高温高碱水热涂覆的方法在LaCoO3Ⅰ粉末表面依次涂覆第一层LaCoO3、第二层LaCoO3、和/或第三层LaCoO3，其中制备第一层LaCoO3、第二层LaCoO3、和/或第三层LaCoO3过程中使用的水热反应溶液由Co(NO)3.6H2O、La(NO3)3.6H2O、NaOH和Na2CO3组成。


2.如权利要求1所述的一种多层立方体LaCoO3柴油机尾气氧化催化剂，其特征在于所述LaCoO3Ⅰ粉末的制备过程中使用的水热反应溶液由Co(NO)3.6H2O、La(NO3)3.6H2O、NaOH和Na2CO3组成，其中La:Co:NaOH:Na2CO3的摩尔比为1:1:80:1；进行水热反应前进行氮气排空，程序升温为10oC/min，升至240oC，反应时间为12h。


3.如权利要求1所述的一种多层立方体LaCoO3柴油机尾气氧化催化剂，其特征在于所述第一层LaCoO3的制备过程中La:Co:NaOH:Na2CO3的摩尔比为1:1:70:1；进行水热反应前进行氮气排空，程序升温为7oC/min，升至250oC，反应时间为24...

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