一种金属掺杂钯分子筛催化剂及其制备方法、应用技术

本申请涉及汽车尾气处理技术领域，特别涉及一种金属掺杂钯分子筛催化剂及其制备方法、应用。本申请提供的金属掺杂钯分子筛催化剂的制备方法包括以下步骤：将分子筛和第一金属盐置于等离子体设备的腔体中，边旋转混合边抽真空，之后通入载气继续旋转混合，得到第一混合物；所述第一金属盐选用钯盐；向所述第一混合物中加入第二金属盐，旋转混合、抽真空，通入载气后继续旋转混合，得到第二混合物；对所述第二混合物进行煅烧，即得到金属掺杂钯分子筛催化剂。利用本申请提供的制备方法得到的分子筛催化剂颗粒分布均匀、催化性能优异。催化性能优异。催化性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种金属掺杂钯分子筛催化剂及其制备方法、应用


[0001]本申请涉及汽车尾气处理
，特别涉及一种金属掺杂钯分子筛催化剂及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]柴油机燃烧排放的氮氧化物NO
x
会对人体健康和环境造成不利影响，随着国家排放法规的日益加严，减少氮氧化物NO
x
的排放成为一个重要的社会问题。
[0003]目前，选择性催化还原SCR和NO
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储存还原NSR技术已经被成功用于减少柴油车氮氧化物NO
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的排放。在工作温度达到200℃以上时，选择性催化还原SCR和NO
x
储存还原NSR技术均可以有效地还原NO
x
。然而，在车辆运行的冷启动期间，排气温度远低于200℃，此时，NSR催化剂不能将NO氧化成NO2，尿素不能在SCR系统中完全分解成NH3以转化NO
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，导致选择性催化还原SCR和NO
x
储存还原NSR技术失效。
[0004]为了解决上述两种技术在车辆运行的冷启动期间失效的问题，研究者开发出了被动式NOx吸附器PNA，常用的被动式NOx吸附器PNA的吸附材料主要有两类：(1)贵金属负载型稀土氧化物；(2)贵金属负载的分子筛材料，其中以Pd负载的分子筛催化剂应用较为广泛，制备吸附材料的方法主要有浸渍法和离子交换法，浸渍法存在交换不完全、催化剂颗粒分布不均、催化性能差的缺点；离子交换法存在周期较长、步骤繁琐的缺点。
[0005]基于以上分析，提供一种能够制备出颗粒分布均匀、催化性能优异的分子筛催化剂的方法十分重要。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供一种金属掺杂钯分子筛催化剂的制备方法，利用该制备方法得到的分子筛催化剂颗粒分布均匀、催化性能优异。
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种金属掺杂钯分子筛催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S101，将分子筛和第一金属盐置于等离子体设备的腔体中，边旋转混合边抽真空，之后通入载气继续旋转混合，得到第一混合物；所述第一金属盐选用钯盐；
[0009]步骤S102，向第一混合物中加入第二金属盐，旋转混合、抽真空，通入载气后继续旋转混合，得到第二混合物；
[0010]步骤S103，对第二混合物进行煅烧，即得到金属掺杂钯分子筛催化剂。
[0011]一些实施例中，步骤S101中，分子筛选用SAPO
‑
18分子筛。
[0012]一些实施例中，步骤S101中，钯盐选用氯化钯。
[0013]一些实施例中，步骤S101和S102中，载气选用氩气和氧气的混合物，载气的流量为600mL/min；载气不会破坏载体分子筛的结构，氧等离子体可以使分子筛的表面活化，氩等离子体在分子筛表面产生刻蚀作用，使颗粒表面变“粗糙”，形成微细坑洼、沟壑、增大了比表面积。
[0014]一些实施例中，第二金属盐选用铬(Cr)、铁(Fe)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、钡(Ba)、钴(Co)、锰(Mn)、锡(Sn)等中任一种或几种金属的氯盐或硝酸盐。
[0015]一些实施例中，步骤S103中，煅烧的温度为450
‑
650℃。
[0016]一些实施例中，金属掺杂钯分子筛催化剂中，钯含量与分子筛的质量比为0.5％
‑
2％：1。
[0017]一些实施例中，金属掺杂钯分子筛催化剂中，第二金属盐中的金属掺杂量与分子筛的质量比为0.3％
‑
1.5％:1。
[0018]第二方面，本申请实施例提供了一种利用上述制备方法制得的金属掺杂钯分子筛催化剂。
[0019]第三方面，本申请实施例提供了上述金属掺杂钯分子筛催化剂的应用，所述金属掺杂钯分子筛催化剂能够用于汽车尾气中氮氧化物的吸附。
[0020]本申请提供的方法采用等离子体法制备金属负载和钯负载的分子筛催化剂，等离子体是物质除气态、液态以及固态以外的第四种形态，是利用高压电源在一定的压力条件下对气体施加足够的能量而产生，本申请中使用的氧等离子体可以使分子筛的表面活化，有利于金属的负载，氩等离子体在分子筛表面产生刻蚀作用，使颗粒表面变“粗糙”，形成微细坑洼、沟壑、增大了比表面积，有利于气体的吸附。
[0021]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请提供的制备方法简单可行，通过采用等离子体设备对分子筛、钯盐和第二金属盐进行旋转混合，能够实现360
°
无死角等离子处理，解决了粉末样品处理不完全、不均匀的问题，保证了所有组分的彻底混合，催化剂颗粒分布均匀，对氮氧化物具有优异的吸附效果；利用本申请提供的制备方法制得的分子筛催化剂具有优异的高热稳定性、低温性能和水热稳定性。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本申请实施例提供的金属掺杂钯分子筛催化剂的制备方法的流程示意图；
[0024]图2为本申请实施例5制得的PdZn
‑
SAPO
‑
18催化剂的扫描电子显微镜图。
具体实施方式
[0025]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]本申请实施例提供了一种金属掺杂钯分子筛催化剂的制备方法，利用该制备方法得到的分子筛催化剂颗粒分布均匀、催化性能优异。
[0027]图1是本申请提供的金属掺杂钯分子筛催化剂的制备方法的流程示意图，参考图1，本申请提供的制备方法包括以下步骤：
[0028]步骤S101，将分子筛和第一金属盐置于等离子体设备的腔体中，边旋转混合边抽真空，之后以600mL/min的气体流量通入氩气和氧气的混合物继续旋转混合10
‑
15min，得到第一混合物；其中第一金属盐选用氯化钯；分子筛选用SAPO
‑
18分子筛；通入氩气和氧气后，激发氧等离子体和氩等离子体，氧等离子体可以使分子筛的表面活化，氩等离子体在分子筛表面产生刻蚀作用，使颗粒表面变“粗糙”，形成微细坑洼、沟壑、增大了比表面积；
[0029]步骤S102，向第一混合物中加入第二金属盐，旋转混合、抽真空，以600mL/min的气体流量通入氩气和氧气的混合物继续旋转混合10
‑
15min，得到第二混合物；第二金属盐选用铬(Cr)、铁(Fe)、镍(Ni)、铜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属掺杂钯分子筛催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将分子筛和第一金属盐置于等离子体设备的腔体中，边旋转混合边抽真空，之后通入载气继续旋转混合，得到第一混合物；所述第一金属盐选用钯盐；向所述第一混合物中加入第二金属盐，旋转混合、抽真空，通入载气后继续旋转混合，得到第二混合物；对所述第二混合物进行煅烧，即得到金属掺杂钯分子筛催化剂。2.根据权利要求1所述的金属掺杂钯分子筛催化剂的制备方法，其特征在于，所述分子筛选用SAPO
‑
18分子筛。3.根据权利要求1所述的金属掺杂钯分子筛催化剂的制备方法，其特征在于，所述钯盐选用氯化钯。4.根据权利要求1所述的金属掺杂钯分子筛催化剂的制备方法，其特征在于，所述载气选用氩气和氧气的混合物。5.根据权利要求1所述的金属掺杂钯分子筛催化剂的制备方法，其特征在于，所述第二金属盐选用铬、铁、镍、铜、锌、钡、钴、锰、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑琴，庞磊，王睿，杨帆，刘诗逸，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：