一种含锶和钨的柴油氧化催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于柴油发动机排放控制技术领域，涉及一种含锶和钨的柴油氧化催化剂及其制备方法。本发明专利技术具体提供的催化剂，包括载体，以及涂敷于所述载体表面的催化剂层；所述催化剂层包括涂层材料、贵金属、以及金属助剂锶和钨。该催化剂具有比纯贵金属氧化催化剂具有更高的HC氧化能力和NO氧化能力，在同等催化性能的前提下，可降低DOC中30%的贵金属用量。可降低DOC中30%的贵金属用量。

【技术实现步骤摘要】
一种含锶和钨的柴油氧化催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于柴油发动机排放控制
，涉及含锶和钨的柴油氧化催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]现行柴油机尾气排放法规要求，未充分燃烧带来的CO/HC，燃烧过程总生成的PM和NO
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都需要利用后处理系统来控制它们的排放。现有的常规办法是，利用柴油氧化催化剂（DOC）来控制CO/HC的排放和生成NO2来满足后续柴油机颗粒捕集器（CSF）的被动再生和选择性还原催化剂（SCR）的反应。或是燃烧燃油为CSF的主动再生提供足够的温度。壁流式带催化剂涂层的CSF来进行颗粒的处理和SCR来进行NO
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的排放。在CSF的捕集的微粒物质（PM）再生中，一般可分为以NO2为氧化剂的被动再生和以O2为氧化剂的主动再生。如前述，DOC被用来生成NO2供CSF进行被动再生或是燃烧燃油为主动再生提供足够的温度。氨泄露催化剂（ASC）用来防止尿素过喷时所带来的NH3泄露。
[0003]常规的柴油机尾气的后处理系统为从发动机增压器出口依次连接DOC单元、CSF、SCR单元和ASC单元，在CSF和SCR单元之间设置尿素溶液喷单元，ASC单元集成在SCR单元上，ASC单元也可以是单独的催化剂单元。
[0004]DPF的再生包含主动再生和被动再生两种方式。其中主动再生需要上游的DOC具有较强的氧化碳氢化合物的能力。被动再生则需要DOC具有较强的NO氧化能力。为了同时满足主动再生和被动再生的需求，现有的技术在DOC的设计中使用了大量的贵金属，成本较高。因此，设计一种具有更高的HC氧化能力和NO氧化能力的催化剂，减少贵金属的使用量对于柴油发动机领域具有重大意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的要解决的技术问题是：提供一种含锶和钨的柴油氧化催化剂，其具有比纯贵金属氧化催化剂具有更高的HC氧化能力和NO氧化能力，在同等催化性能的前提下，可降低DOC中30%的贵金属用量。
[0006]本专利技术要解决的另一个技术问题是：提供一种柴油氧化催化剂的制备方法。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案为：一种含锶和钨的柴油氧化催化剂，包括载体，以及涂敷于所述载体表面的催化剂层；所述催化剂层包括涂层材料、贵金属、以及金属助剂；所述金属助剂为锶和钨。
[0008]进一步地，所述涂层材料为γ
‑
Al2O3或二氧化硅掺杂的γ
‑
Al2O3。
[0009]进一步地，所述载体为蜂窝陶瓷载体、金属蜂窝载体、金属泡沫载体中的一种。
[0010]进一步地，所述贵金属为钯或铂，或者质量浓度比为铂：钯=0.5
‑
4:1的钯和铂，所述贵金属在每立方英尺的所述载体中的总含量为5
‑
30g。
[0011]进一步地，所述金属助剂中锶和贵金属的质量浓度比为锶：贵金属=（0.7
‑
15.0）：1；钨与锶的质量浓度比为钨：锶=（5
‑
50）:1。
[0012]进一步地，所述载体分为进口端和出口端，所述进口端为气体流进载体的一端，长度为所述载体全长的20
‑
70%；除进口端以外的部分为出口端；在进口端和出口端涂敷相同或不同的催化剂层；所述不同的催化剂层是贵金属和/或金属助剂的组成和/或含量不相同的催化剂层。基于DOC催化剂的进口端和出口端不同的工作条件，以及尽可能减少贵金属用量等考虑，在载体两端可以涂敷不同组成的催化剂。例如从贵金属比例来看，进口端的用途主要是氧化碳氢化合物，以低Pt/Pd比例的贵金属为主；出口端主要是氧化NO，以高Pt/Pd比例的贵金属为主。
[0013]本专利技术还提供一种所述催化剂的制备方法，先将部分涂覆材料与锶的前驱体加水混合，煅烧、冷却后与钨的前驱体加水混合，再次煅烧、冷却后与贵金属的前驱体加入剩余涂覆材料混合，并使用水和增粘剂调节固含量和粘度，涂敷在载体上并煅烧即得所述催化剂。
[0014]进一步地，所述载体分为根据气流方向分为进口端和出口端，在进口端和出口端涂覆不同的催化剂层。
[0015]进一步地，所述锶的前驱体为醋酸锶；所述钨的前驱体为偏钨酸铵；所述贵金属的前驱体为氯铂酸和硝酸钯。
[0016]进一步地，所述制备方法包括以下步骤：S1.将涂层材料的60
‑
80%加水搅拌均匀，剩余涂层材料备用，加入醋酸锶，搅拌、洗涤、过滤并烘干；S2.将S1得到的样品550
‑
650度煅烧2
‑
5小时，冷却取出后加水搅拌均匀；S3.向S2得到的样品中加入偏钨酸铵，搅拌、过滤并烘干；S4.将S3得到的样品550
‑
650度煅烧2
‑
5小时，冷却取出后得到金属助剂负载的涂层材料；S5.向S4得到的金属助剂负载的涂层材料中，加入氯铂酸和硝酸钯，搅拌后加入剩余涂层材料，并使用水和增粘剂调节固含量和粘度至合适的涂敷范围，即得催化剂层浆料；S6.将S5得到的催化剂层浆料涂敷在载体上，然后100度
‑
150度空气气流中干燥、500
‑
600度煅烧，冷却后即得所述的催化剂。
[0017]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的催化剂，在DOC的涂层材料上首先负载锶和钨，通过高温煅烧将锶和钨固定在涂层材料上，然后将贵金属（铂和/或钯）负载在含有锶和钨的氧化铝涂层材料上。锶和钨可以提高周围贵金属原子的电负性，从而在反应中可以较好的活化参与反应的氧分子。提高了DOC的HC和NO氧化能力，可以起到降低DOC中贵金属使用量的效果，在同等催化性能的前提下降低系统的成本。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例对本专利技术进行详细的说明，实施例仅是本专利技术的优选实施方式，不是对本专利技术的限定，不应将此理解为本专利技术上述主题范围仅限于以下实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术所保护的范围。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、设备和方法为本
常规市购的试剂、设备和常规使用的方法。
[0019]实施例1
‑
6按以下方法制备：
将80%的Al2O3加水搅拌均匀，剩余的Al2O3备用，加入醋酸锶，搅拌30分钟后，洗涤过滤并烘干，然后在600度的马弗炉中煅烧3小时。冷却取出后加水搅拌均匀，加入偏钨酸铵，溶解搅拌2小时后，过滤，烘干，600度煅烧3小时。完成Sr
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W的负载。
[0020]冷却取出后，加入氯铂酸和硝酸钯，搅拌30分钟后加入剩余的Al2O3，加水调节浆料固含量至28%。加入增粘剂调整浆料粘度至3000cps。在NGK的5.66
×
3（直径
×
长度，单位：英寸），400/4（目数/壁厚）的空白陶瓷蜂窝载体上将制备好的浆料进行涂敷，涂敷量（干重）为90g/L。涂敷后在100度
‑
150度的空气气流中干燥，然后利用550度进行催化剂煅烧。
[0021]对比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含锶和钨的柴油氧化催化剂，其特征在于，包括载体，以及涂敷于所述载体表面的催化剂层；所述催化剂层包括涂层材料、贵金属、以及金属助剂；所述金属助剂为锶和钨。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述涂层材料为γ
‑
Al2O3或二氧化硅掺杂的γ
‑
Al2O3。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述载体为蜂窝陶瓷载体、金属蜂窝载体、金属泡沫载体中的一种。4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述贵金属为钯或铂，在每立方英尺的所述载体中的含量为5
‑
30g。5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述贵金属为钯和铂，质量浓度比为铂：钯=0.5
‑
4:1，在每立方英尺的所述载体中的总含量为5
‑
30g。6.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述金属助剂中锶和贵金属的质量浓度比为锶：贵金属=（0.7
‑
15.0）：1；钨与锶的质量浓度比为钨：锶=（5
‑
50）:1。7.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述载体分为进口端和出口端，所述进口端为气体流进载体的一端，长度为所述载体全长的20
‑
70%；除进口端以外的部分为出口端；涂敷于进口端和出口端的催化剂层是相同或不同的催化剂层；所述不同的催化剂层是贵金属和/或金属助剂的组成和/或含量不相同的催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪利峰，路中将，方学卫，刘武源，汪雨飞，
申请(专利权)人：惠州市瑞合环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：