一种非贵金属SDPF双涂层催化剂的涂覆方法技术

本发明专利技术属于催化剂制备技术领域，提供了一种非贵金属SDPF双涂层催化剂的涂覆方法，包括以下步骤：首先，制作催化剂粒子载体浆料，将浆料涂覆于于催化剂载体上，以备涂覆催化剂粒子；其次，分别制作铯钒非贵金属催化剂以及铜基分子筛催化剂，并依次涂覆于已经涂敷催化剂粒子载体浆料的催化剂载体表面，得到双涂层涂覆的双效催化装置。发明专利技术提供的两种催化剂均为非贵金属催化剂，铯钒催化剂在下层，铜基分子筛催化剂在上层，两种催化剂活性组分分层分布，既能降低碳烟颗粒起燃温度也可以同时还原NO

【技术实现步骤摘要】
一种非贵金属SDPF双涂层催化剂的涂覆方法


[0001]本专利技术属于催化剂制备
，具体提供了一种非贵金属SDPF双涂层催化剂的涂覆方法。

技术介绍

[0002]柴油机相对于汽油机具有油耗低、热效率高、耐久性好、输出扭矩高等优点，但柴油机排放尾气中的颗粒物（particulate matter，PM）和氮氧化物（NO
x
）一直是柴油机发展过程中需要解决的关键问题。PM中大多数都是纳米级的粒子，可以长时间在空气中漂浮并被人体吸入体内，给人的健康造成重大危害。NO
x
主要包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，在20世纪60年代被确认为大气的主要污染物之一。因此，降低PM和NO
x
的排放是净化柴油机尾气的首要工作。
[0003]柴油颗粒过滤器（DPF）是安装在柴油车排气系统中，通过过滤来降低排气中颗粒物（PM）的装置。DPF通过表面和内部混合的过滤装置捕捉颗粒，例如扩散沉淀、惯性沉淀或者线性拦截，能够有效地净化排气中70%～90%的颗粒，是净化柴油机颗粒物最有效、最直接的方法之一。选择性催化还原技术（SCR）是针对柴油车尾气排放中NO
x
的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NO
x
还原成N2和H2O。
[0004]由于贵金属具有高效催化能力的天然优势，所以柴油机后处理装置中使用的催化剂大都为贵金属催化剂。但是由于铂族贵金属的产量较低、价格较高、价格波动大等问题，非贵金属催化剂受到了越来越多的关注。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种非贵金属SDPF双涂层催化剂的涂覆方法。
[0006]为实现本专利技术目的，本专利技术提供的一种非贵金属SDPF双涂层催化剂的涂覆方法，包括以下步骤：首先，制作催化剂粒子载体浆料，将浆料涂覆于于催化剂载体上，以备涂覆催化剂粒子；其次，分别制作铯钒非贵金属催化剂以及铜基分子筛催化剂，并依次涂覆于已经涂敷催化剂粒子载体浆料的催化剂载体表面，得到双涂层涂覆的双效催化装置；催化剂粒子载体浆料通过将活性氧化铝在酸性溶液中粉碎混合制成；铯钒非贵金属催化剂通过钒盐和铯盐分别涂敷后，在高温状态下，接触层处生成铯钒氧化物的活性催化物质而制成；铜基分子筛催化剂通过铜盐溶液和铈盐溶液混合后加入分子筛载体，搅拌均匀后焙烧得到分子筛催化剂固体，将分子筛催化剂固体粉碎后制浆便可得到铜基分子筛催化剂浆料，以便涂敷第二层催化剂涂层。
[0007]进一步地，活性氧化铝为γ
‑
Al2O3；酸性溶液为硫酸（H2SO4）、盐酸（HCl）或硝酸
（HNO3）中的一种；催化剂载体为堇青石载体、碳化硅载体或金属载体中的一种。
[0008]进一步地，铯钒非贵金属催化剂中：钒盐为硝酸氧钒（VO(NO3)2）或氯化氧钒（VOCl2）中的一种，同时还需在硝酸铜（Cu(NO3)2）或氯化铜（CuCl2）等铜盐中对应选择一种作为助剂来辅助涂敷和铯钒氧化物的生成；铯盐为硝酸铯（Cs(NO3)2）或氯化铯（CsCl2）中的一种，同时还需在硝酸镁（Mg(NO3)2）或氯化镁（MgCl2）等镁盐中对应选择一种作为助剂来辅助涂敷和铯钒氧化物的生成。
[0009]进一步地，铜基分子筛催化剂中：铜盐为硝酸铜（Cu(NO3)2）或醋酸铜（Cu(CH3COO)2）中的一种；铈盐为硝酸铈铵（Ce (NH
4 )2(NO3)6）。
[0010]进一步地，分子筛载体为SSZ
‑
13、SSZ
‑
39或ZSM
‑
15中的一种。
[0011]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）本专利技术采用双涂层涂敷技术，将DPF催化剂涂层与SCR催化剂涂层整合到一个后处理装置中，铯钒催化剂与铜基分子筛催化剂双层分布，同时起到降低碳烟起燃和还原NO
x
的效果，提高整个尾气后处理装置的使用效率和空间利用率，使催化器装置结构更加小巧紧凑，布置方式更加灵活。
[0012]（2）与现有贵金属DPF催化剂相比，本专利技术中所采用的DPF催化剂为非贵金属铯钒化合物催化剂，不含铂族贵金属，可以缓解铂族金属短缺的问题，而且可以大幅降低后处理装置的成本。
附图说明
[0013]图1为非贵金属催化剂耦合分子筛催化剂的双涂层催化器。
具体实施方式
[0014]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]本专利技术提供的一种非贵金属SDPF双涂层催化剂的涂覆方法，具体实施方案如下：步骤1. 将γ
‑
Al2O3与硫酸混合，加入去离子水，γ
‑
Al2O3与硫酸的质量比为50～70 : 1～2，溶液中的固体含量不少于40%，但不超过70%，放入自动研磨机中进行粉碎研磨，研磨时间不少于4h，混合均匀，制成催化剂粒子载体的浆料1。
[0016]步骤2. 将堇青石载体浸入已经制备好的浆料1中，使载体表面均匀分布浆料1后取出载体，堇青石载体浸渍时长为10～20s且堇青石载体在浸渍前需要进行清洗、干燥等预处理。吹掉多余浆料后，在100℃～150℃、空气气氛下干燥，持续3～4h，然后置于马弗炉中，在600℃～650℃下焙烧5h，制成中间产品1。
[0017]步骤3. 制取硝酸氧钒（VO(NO3)2）溶液和硝酸铜（Cu(NO3)2）溶液，将两溶液混合均匀后，再将中间产品1浸入到该混合溶液中，浸渍时间为10分钟，取出载体，吹掉多余溶液后，在80℃～95℃、真空条件下干燥，持续2～4h，然后置于马弗炉中，在700℃～750℃下焙烧4～5h，制成中间产品2。
[0018]步骤4. 制取硝酸铯（Cs(NO3)2）溶液和硝酸镁（Mg(NO3)2）溶液，将两溶液混合均匀
后，再将中间产品2浸入到该混合溶液中，浸渍时长为10分钟，取出载体，吹掉多余溶液后，置于马弗炉中，在700℃～750℃下焙烧6h，制成双涂层催化剂的半成品。经过焙烧后，可在在钒盐和铯盐接触位置产生第一层催化剂的活性成分：铯钒氧化物。
[0019]至此，双涂层催化剂的第一层，基于铯钒活性成分的非贵金属催化剂涂层已经涂覆完毕。
[0020]步骤5. 将催化剂半成品第二次浸入已经制备好的浆料1中，浸渍时长为10～20s，使载体表面均匀分布浆料1后取出载体，吹掉多余浆料后，在100℃～150℃、空气气氛下干燥，持续3～4h，然后置于马弗炉中，在600℃～650℃下焙烧5h，制成中间产品3。
[0021]步骤6. 取等体积的硝酸铜（Cu(NO3)2）溶液和硝酸铈铵（Ce (NH
4 )2(N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非贵金属SDPF双涂层催化剂的涂覆方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，制作催化剂粒子载体浆料，将浆料涂覆于催化剂载体上，以备涂覆催化剂粒子；其次，分别制作铯钒非贵金属催化剂以及铜基分子筛催化剂，并依次涂覆于已经涂敷催化剂粒子载体浆料的催化剂载体表面，得到双涂层涂覆的双效催化装置；所述催化剂粒子载体浆料通过将活性氧化铝在酸性溶液中粉碎混合制成；所述铯钒非贵金属催化剂通过钒盐和铯盐分别涂敷后，在高温状态下，接触层处生成铯钒氧化物的活性催化物质而制成；所述铜基分子筛催化剂通过铜盐溶液和铈盐溶液混合后加入分子筛载体，搅拌均匀后焙烧得到分子筛催化剂固体，将分子筛催化剂固体粉碎后制浆便可得到铜基分子筛催化剂浆料，以便涂敷第二层催化剂涂层。2.根据权利要求1所述的一种非贵金属SDPF双涂层...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼狄明，许凯文，彭红，万鹏，
申请(专利权)人：苏州松之源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：