【技术实现步骤摘要】
一种高水热稳定性Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于催化剂
，具体涉及一种高水热稳定性Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂及其制备方法和应用，尤其用于汽车冷启动(温度＜200℃)过程中吸附NO。
技术介绍
[0002]当前，随着机动车保有量的提高，由机动车尾气排气所引发的大气污染问题也引起广泛关注。其中氮氧化物是引起大气污染的主要污染物之一，机动车内燃机高温燃烧产生的热力型氮氧化物中95％为NO，NO在空气中极易被氧化为其他氮氧化物进一步对大气造成污染。
[0003]目前NO
x
排放控制的主要是通过NH3对NO
x
进行氨选择性催化还原(NH3‑
SCR)或NO
x
储存还原(NSR)在较宽的温度范围内(200
‑
500℃)进行NO的消除。然而，在装有SCR或NSR系统的车辆中，80％的氮氧化物是冷启动过程中(2
‑
5分钟)时排放的，此时脱硝催化剂尚未达到工作温度。未来，降低冷启动NO
X
排放是控制柴油机尾气NO
x
排放的关键。
[0004]被动NO
x
吸附(PNA)是在冷启动阶段，将NO
x
吸附储存起来，在温度200℃以上脱附NO
x
，此时SCR/NSR催化剂达到最佳催化温度，可以将脱附的NO
x
消除。Pd/SSZ>‑
13作为目前最具有商业应用前景的PNA催化剂，由于在柴油机微粒过滤器的再生过程中，催化剂将暴露于苛刻的水汽环境中，水热稳定性不足一直是Pd/SSZ
‑
13在车辆实际应用的主要挑战。因此，有必要提升Pd/SSZ
‑
13的水热稳定性。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种高水热稳定性Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂及其制备方法和应用，解决了上述
技术介绍
中的问题。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之一是：提供了一种高水热稳定性Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0007]1)将过渡金属Ni的硝酸盐溶于水中，形成硝酸盐水溶液；采用等体积浸渍法将该硝酸盐水溶液加入带有NH
4+
的NH4/SSZ
‑
13分子筛中，搅拌至完全润湿后于20
‑
25℃的空气气氛中静置，以使过渡金属Ni到掺杂量，经干燥后，即得到Ni/SSZ
‑
13催化剂；
[0008]2)采用等体积浸渍法将1wt.％的硝酸钯水溶液中加入步骤1)制备的Ni/SSZ
‑
13催化剂，搅拌至完全润湿后，在20
‑
25℃的空气气氛中静置，以使Pd达到负载量，经干燥后，在500
‑
550℃的空气气氛中煅烧4
‑
6小时，即得到Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂。
[0009]在本专利技术一较佳实施例中，步骤1)中，所述硝酸盐水溶液的浓度为0.02
ꢀ‑
0.15mmol/L。
[0010]在本专利技术一较佳实施例中，步骤1)中，所述NH4/SSZ
‑
13分子筛由Si、Al和O相互连接而成，具有菱沸石的结构。
[0011]在本专利技术一较佳实施例中，步骤1)中，过渡金属Ni的掺杂量为0.02
‑
0.15mmol/g。
[0012]在本专利技术一较佳实施例中，步骤1)、步骤2)中的静置时长至少10h，优选12
‑
24h。
[0013]在本专利技术一较佳实施例中，步骤2)中，在空气气氛中煅烧，程序升温速率为2℃/min。
[0014]在本专利技术一较佳实施例中，步骤1)中，等体积浸渍法即往1g NH4/SSZ
‑
13分子筛载体逐滴滴加硝酸盐水溶液(总量1mL)，搅拌过程需使溶液均匀分散在载体中。步骤2)中浸渍以及搅拌过程同理。
[0015]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之二是：提供了上述方法制备的一种高水热稳定性Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂，包括SSZ
‑
13载体、掺杂金属Ni和负载金属Pd。
[0016]在本专利技术一较佳实施例中，过渡金属Ni以离子形式存在，掺杂量为0.02mmol/g、0.05mmol/g和0.15mmol/g，优选0.05mmol/g。
[0017]在本专利技术一较佳实施例中，负载金属Pd以离子形式存在，负载量为1wt.％。
[0018]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之三是：提供了上述催化剂在低温吸附NO中的应用，用于机动车尾气冷启动过程中尾气氮氧化物的排放控制，所述冷启动过程中尾气温度低于200℃。
[0019]本技术方案与
技术介绍
相比，它具有如下优点：
[0020]本专利技术采用两步等体积浸渍法将NH4/SSZ
‑
13制备成Pd/Ni/SSZ
‑
13。与原有Pd/SSZ
‑
13相比，在本专利技术的技术方案中，Pd/Ni/SSZ
‑
13具有几乎相同的NO吸附能力，但其水热稳定性有明显提升。当过渡金属Ni掺杂量为0.05mmol/g时，高温水热老化处理后催化剂的NO吸附量，与新鲜的Pd/SSZ
‑
13的NO吸附量相当。但Pd/SSZ
‑
13催化剂对比样在同样条件下水热老化后，NO吸附量下降了80％。说明Ni的引入对Pd/SSZ
‑
13水热稳定性具有明显的提升作用。该催化剂的原料便宜且环保。催化剂制备工艺简单，易于操作和放大。
附图说明
[0021]图1是新鲜(Fresh)Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂及普通Pd/SSZ
‑
13催化剂的XRD谱图。
[0022]图2是水热老化处理(HTA)Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂及普通Pd/SSZ
‑
13催化剂的XRD谱图。
[0023]图3中，(a)为新鲜的不同催化剂低温NO吸脱附性能图，(b)为在850℃的水热处理后不同催化剂低温NO吸脱附性能图，其中横轴为时间(Time)、左纵轴为NO的浓度(Concentration)、右纵轴为温度(Temperature)；(c)为不同催化剂水热处理前后对比柱状图。
具体实施方式
[0024]以下通过具体实施方式结合附图对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0025]实施例1：
[0026]制备0.02Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂，具体实施步骤如下：
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高水热稳定性Pd/Ni/SSZ
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13催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将过渡金属Ni的硝酸盐溶于水中，形成硝酸盐水溶液；采用等体积浸渍法将该硝酸盐水溶液加入带有NH
4+
的NH4/SSZ
‑
13分子筛中，搅拌至完全润湿后于20
‑
25℃的空气气氛中静置，以使过渡金属Ni到掺杂量，经干燥后，即得到Ni/SSZ
‑
13催化剂；2)采用等体积浸渍法将1wt.％的硝酸钯水溶液中加入步骤1)制备的Ni/SSZ
‑
13催化剂，搅拌至完全润湿后，在20
‑
25℃的空气气氛中静置，以使Pd达到负载量，经干燥后，在500
‑
550℃的空气气氛中煅烧4
‑
6小时，即得到Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂。2.根据权利要求1所述的一种高水热稳定性Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述硝酸盐水溶液的浓度为0.02
‑
0.15mmol/L。3.根据权利要求1所述的一种高水热稳定性Pd/Ni/SSZ
‑
13催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述NH4/SSZ
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