一种抗硫柴油车氧化型催化剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗硫柴油车氧化型催化剂及制备方法，包括以下步骤：将活性组分中的第一活性组分、第二活性组分和第三活性组分分散到第一催化材料中，得到第一浆料；将第四活性组分分散到第二催化材料中，得到第二浆料，所述第四活性组分为Cu、Fe、Zn源中的一种或多种；分别将所述第一浆料、所述第二浆料涂覆到催化剂载体上，干燥，焙烧，得到抗硫柴油车氧化型催化剂。本发明专利技术的DOC催化剂提高抗硫和储硫性能，使得DOC催化剂对硫元素的拦截效果提高，减少由于硫元素逃逸至下游引起CDPF和SCR催化剂劣化，在适当的时机启动再生脱硫，从整个系统提高燃油经济性并延长催化剂的寿命。统提高燃油经济性并延长催化剂的寿命。统提高燃油经济性并延长催化剂的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种抗硫柴油车氧化型催化剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及催化剂
，特别涉及一种抗硫柴油车氧化型催化剂及制备方法。

技术介绍

[0002]燃油中的硫来源于原油，经炼化，硫含量已经大大降低，硫含量从国四燃油要求的50ppm降低至国六燃油的10ppm，硫含量虽然少，若长时间不处理，则足以使后处理催化剂因硫中毒而劣化，从而使得排放不满足法规要求。柴油机属于压燃式发动机，催化剂前端温度分布150～450℃，排气中氧浓度高，硫元素经发动机燃烧后生成SO2或者SO3，在这样的排温和尾气气氛中，尾气中的SO2容易被氧化成SO3，SO2和SO3均容易吸附在催化剂的涂层中，从而使得后处理催化剂中毒。
[0003]目前国六阶段柴油车后处理系统一般为柴油车氧化型催化剂(DOC)+催化颗粒捕集器(CDPF)+选择性催化还原(SCR)/ASC技术路线。DOC作为后处理催化剂之首，是一种氧化型催化剂，可以氧化CO、HC、可溶性有机成分(SOF)，使之转化为无害的CO2,H2O气体，同时将NO氧化为NO2，尾气中的SO2经过氧化型催化剂DOC容易被氧化为SO3，并且容易与DOC催化剂涂层中的活性组分Pt形成PtSO4或与Pd形成PdSO4，与催化材料中的Al形成Al2(SO4)3。PtSO4、PdSO4和Al2(SO4)3在氧气充分的条件下很难脱硫，从而使得DOC催化剂的性能下降。CDPF作为柴油后处理催化剂的第二位，由于硫化物基本以SO3的形式作用于CDPF上，并且由于CDPF的壁流式，导致CDPF中容易沉积硫酸盐形式的灰分，由于灰分的累积，CDPF的背压增加，一方面导致后处理背压增加，影响发动机动力性能，另一方面在主动再生标定模块中可导致主动再生频率升高，从而影响实际燃油经济性能，并且长期的主动再生将会使得催化剂的热劣化加速，加速后处理催化剂的性能劣化。SCR催化剂一般以Cu基催化剂为主，以NH3作为还原剂。当新的后处理系统开始使用时，尾气中的硫元素容易在上游DOC中吸附，部分硫元素逃逸至CDPF中，很少部分硫逃逸至SCR中。因此当一个新鲜的催化剂系统运行之初，SCR催化剂的性能不会有明显的降低，但当上游DOC和CDPF催化剂涂层中硫元素吸附饱和后，SCR催化剂会出现迅速劣化的现象，原因在于SO3到达SCR催化剂中，与NH3形成(NH4)2SO4覆盖在催化剂表面，与Cu形成CuSO4，这两种硫酸盐的形成使得SCR催化剂的活性中心均减少了，因此SCR的性能将大幅度下降。
[0004]在现阶段的国六后处理技术路线基本采用被动再生辅以主动再生模式，主动再生周期在800～5000公里，主动再生的高温可使得催化剂脱硫再生，因此正常情况下硫中毒影响不明显，因此也未引起大家的关注。目前主机厂的技术进步非常快，PM的原始排放可以标定的很低，各后处理催化剂厂家的技术也进步很快，CDPF的被动再生能力非常高，在主机厂和后处理催化剂厂家的共同努力下，CDPF的主动再生里程可延长，从原来的800～5000公里提升至一万甚至两万公里。另外，市场仍然存在硫含量远远超标的不合格燃油出售。因此在延长主动再生里程时或者不合格燃油使用过程中，燃油中的硫会累积在后处理催化剂中，会使得柴油后处理催化剂因硫中毒而活性降低，逐渐积累的硫就会使得整机排放不满足法
规要求。若为脱硫而频繁启动主动再生，一方面会降低燃油经济性，另一方面催化剂还会因频繁主动再生的热老化而使得催化剂劣化加速。
[0005]为提高DOC催化剂的抗硫性能，专利201310060482.5和201410337260.8制备的抗硫催化剂，其作用是抑制DOC对SO2氧化为SO3的作用，从而SO2生成的亚硫酸盐可在较低温度下分解，从而DOC催化剂的中毒几率降低。也有文献和书籍记载在催化剂中加入酸性元素，Ti、Si、W等，因其酸性可降低催化剂涂层对SO2的吸附，或者降低吸附SO3催化剂的比表面，从而提高DOC催化剂的抗硫性能。
[0006]DOC催化剂作为柴油后处理系统之首，其直接承受了尾气中的硫元素，并且柴油机尾气中氧含量大大过量，因此以上两种提高DOC催化剂抗硫性能的方法是将提高DOC催化剂对硫元素的排斥作用或抑制SO3生成，保全后处理催化剂系统的整体性能。但若DOC催化剂对硫元素排斥，那么硫元素将全部或者大部分逃逸至下游CDPF或SCR催化剂中，犹如前面所述，CDPF催化剂长期暴露在高硫含量的尾气中容易生成硫酸盐灰分，降低发动机动力和燃油经济性，并因其频繁主动再生的热老化而缩短催化剂的寿命，从而使得整车排放不达标。正常行驶工况下，即使DOC对SO2不氧化为SO3，但发动机尾气中仍然存在SO3，若DOC催化剂对硫元素的排斥，逃逸至下游的硫元素将作用到SCR催化剂中，形成硫酸铵或者硫酸铜，使得SCR催化剂的活性中心减少，从而使得SCR催化剂的性能迅速降低。因此需要开发一种DOC催化剂，可以减轻系统硫中毒的影响，延长柴油后处理系统的寿命，提高整车燃油经济性。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种抗硫柴油车氧化型催化剂及制备方法。本专利技术制备的DOC催化剂提高抗硫和储硫性能，使得DOC催化剂对硫元素的拦截效果提高，减少由于硫元素逃逸至下游引起CDPF和SCR催化剂劣化，在适当的时机启动再生脱硫，从整个系统提高燃油经济性并延长催化剂的寿命。
[0008]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0009]一种抗硫柴油车氧化型催化剂的制备方法，所述催化剂包括催化剂载体和第一涂层、第二涂层，所述第一涂层由第一浆料涂覆在所述催化剂载体上制备而成，所述第二涂层由第二浆料涂覆在所述催化剂载体上制备而成，所述制备方法包括以下步骤：
[0010]将活性组分中的第一活性组分、第二活性组分和第三活性组分分散到第一催化材料中，得到第一浆料，所述第一活性组分为Pt族贵金属，所述第二活性组分为Ti、W、Mo源中的至少一种，所述第三活性组分为Ce源；
[0011]将第四活性组分分散到第二催化材料中，得到第二浆料，所述第四活性组分为Cu、Fe、Zn源中的一种或多种；
[0012]分别将所述第一浆料、所述第二浆料涂覆到所述催化剂载体上，其中所述第一浆料涂覆到所述催化剂载体的前端，所述第二浆料涂覆到所述催化剂载体的后端，干燥，焙烧，得到抗硫柴油车氧化型催化剂。
[0013]本专利技术所述的技术方案中，第一浆料涂覆后制备得到第一涂层，第二浆料涂覆后制备得到第二涂层；第一涂层以Pt族贵金属为第一活性组分，Ti源和/或W源和/或Mo源为第二活性组分，Ce源为第三活性组分；第二涂层以Cu源和/或Fe源和/或Zn源为第四活性组分；通过制备得到前端为第一涂层、后端为第二涂层的抗硫柴油车氧化型催化剂，在本专利技术的
催化剂中，第一涂层可以起到尾气处理的作用，Ce元素均匀分散在第一催化材料表面，一方面可以形成Pt～Ce键，减少Pt的烧结，另一方面较薄的Ce镀层不影响气体扩散至主体第一催化材料中吸附、反应，从而保障了催化剂的新鲜、热老化性能；第一涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗硫柴油车氧化型催化剂的制备方法，所述催化剂包括催化剂载体和第一涂层、第二涂层，所述第一涂层由第一浆料涂覆在所述催化剂载体上制备而成，所述第二涂层由第二浆料涂覆在所述催化剂载体上制备而成，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将活性组分中的第一活性组分、第二活性组分和第三活性组分分散到第一催化材料中，得到所述第一浆料，所述第一活性组分为Pt族贵金属，所述第二活性组分为Ti、W、Mo源中的至少一种，所述第三活性组分为Ce源；将第四活性组分分散到第二催化材料中，得到所述第二浆料，所述第四活性组分为Cu、Fe、Zn源中的一种或多种；分别将所述第一浆料、所述第二浆料涂覆到所述催化剂载体上，其中所述第一浆料涂覆到所述催化剂载体的前端，所述第二浆料涂覆到所述催化剂载体的后端，干燥，焙烧，得到抗硫柴油车氧化型催化剂。2.根据权利要求1所述抗硫柴油车氧化型催化剂的制备方法，其特征在于，所述Ce源为硝酸铈。3.根据权利要求1所述抗硫柴油车氧化型催化剂的制备方法，其特征在于，所述第一浆料制备过程中，活性组分的分散顺序为先分散第三活性组分，再分散第一活性组分，最后分散第二活性组分。4.根据权利要求3所述抗硫柴油车氧化型催化剂的制备方法，其特征在于，所述第一浆料制备的详细步骤为：S11、将第三活性组分可溶性盐溶解至去离子水中，加入柠檬酸和氨水，调节溶液pH至3～5，其中所述第三活性组分可溶性盐和柠檬酸的摩尔比为1：1～3，将配置的溶液采用过量浸渍法分散至所述第一催化材料中，干燥焙烧后得到含Ce催化材料；S12、将含Ce催化材料和第一活性组分Pt族贵金属盐溶液配置成贵金属浆料，搅拌；S13、称取第二活性组分可溶性盐溶解至去离子水中，加入第一助剂，调节溶液pH为3～5，得到第二活性组分溶液，其中所述第二活性组分可溶性盐与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞芳，刘志敏，鲜建，冯锡，魏宽，龚国恒，张艳华，李大成，程永香，
申请(专利权)人：中自环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：