本发明专利技术公开了属于柴油车尾气催化剂制备技术领域的一种镁改性铂基贵金属催化剂及其制备方法。该催化剂具有对柴油车尾气碳烟选择性氧化脱除的良好效果。以负载Pt的γ-Al2O3为基础，通过浸渍法负载弱酸性镁盐而合成。在该催化剂存在下，以模拟柴油车尾气为燃烧气氛，能将碳烟转化率达到50％的温度(T50)由传统商用Pt/Al2O3催化剂的480℃左右降低到430℃以下，满足现代柴油车排气温度要求。该催化剂可降低贵金属用量。制备方法简单，便于工业化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于柴油车尾气催化剂制备
，特别涉及具有对柴油车尾气碳烟选择性氧化脱除效果的一种镁改性钼基贵金属催化剂及其制备方法。
技术介绍
柴油机与汽油机相比具有动力性好、经济性高和耐久性长的特点，被广泛应用于动力装置。碳烟颗粒和氮氧化物是柴油车尾气的主要污染物，其中碳烟颗粒可被吸入人体致癌，造成极大的危害。目前，在柴油机排气管路上安装颗粒物捕集器是一种有效经济的后处理技术。它通过拦截、沉积等手段将柴油机排气中的碳烟微粒捕集在其上，当碳烟积累到一定程度后，再用一定手段将其脱除，即所谓的再生。催化再生指利用柴油机排气本身所具有的能量，通过利用捕集器表面上涂覆的催化剂进行碳烟催化燃烧脱除。影响催化再生的关键因素包括催化剂本身的氧化还原特性、 催化剂与颗粒物的接触能力、催化剂的抗硫中毒等性能。钼基贵金属催化剂PVAl2O3作为目前商用的主流催化剂，具有比表面积大、活性高、热稳定性好等优点。该催化剂利用柴油车尾气中的另一种主要污染物N0，先用Pt将NO催化氧化为NO2,再由强氧化性的NO2协同 O2将碳烟氧化。目前已有一些文献报道利用Ba的NOx存储能力，通过往PVAl2O3中引入Ba 以实现对尾气中碳烟和NOx的共同去除。然而，由于Ba的碱性较强，反应过程中所形成的硝酸钡较为稳定，很难在碳烟燃烧温度范围(< 450°C)内分解，提供大量的NOxW促进碳烟燃烧反应，故对碳烟的催化氧化无明显的促进作用。与之相比，Mg的碱性偏弱，所形成的硝酸盐也更容易分解，更有可能在适宜温度范围内提供大量的NOx，进而对碳烟氧化反应起到积极的影响作用。本专利技术提供了一种含Mg的PVAl2O3催化剂，能够高效地利用气氛中的NOx，显著提高了钼基贵金属催化剂的碳烟催化氧化活性，降低碳烟的起燃温度，减少贵金属用量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种镁改性钼基贵金属催化剂及其制备方法。该催化剂具有对柴油车尾气碳烟选择性氧化脱除效果，其特征在于，所述镁改性钼基贵金属催化剂的通式为x% Mg0/y% Pt/Al203，其中为所述MgO占催化剂总质量的百分比，χ = 10-40， 1%% Pt占催化剂总质量的百分比，y = 0. 2-2。所述镁改性钼基贵金属催化剂采用浸渍负载法制备，其步骤是1)采用等体积浸渍法将钼盐负载到Y-Al2O3粉末上，保证样品中Pt的负载量为预计样品总质量的0. 2% -2% ；2)将制得样品在空气气氛中于110°C干燥12小时，研细，再于500-600°C煅烧1_4 小时，炉冷，即制得PtAi2O3样品；3)采用过量浸渍法将镁盐溶液加入到PVAl2O3样品粉末中，保证样品中MgO的负载量为预计样品总质量的10% -40%，在80°C加热搅拌，直至水分基本蒸发；4)将制得样品在空气气氛中110°C干燥12小时，研细，再于500-600°C煅烧1_4小时，炉冷，制得镁改性钼基贵金属催化剂Mg0/Pt/Al203。所述钼盐为硝酸钼Pt (NO3) 4、氯钼酸H2PtCl6或二硝基四氨钼(NH3)4Pt(NO3)215 所述镁盐为乙酸镁Mg (C2H3O2) 2 · 4H20或葡萄糖酸镁C12H22MgO14 · χΗ20ο本专利技术的有益效果是通过MgO的引入，以模拟柴油车尾气为燃烧气氛，能将传统商用PVAl2O3催化剂的碳烟起燃温度(碳烟转化率达到50%的温度，T50)从480°C附近降低到430°C以下，从而能将颗粒物捕集器上收集的碳烟脱除温度降低到柴油车尾气的温度范围内(< 450°C)。通过MgO的改性作用，可减少催化剂中的贵金属用量，即使将贵金属含量减少一半，仍可使所制催化剂具有明显提高的活性。另外，通过对可溶性镁盐的筛选， 发现镁盐中的强酸根会导致催化剂活性严重劣化，因而高效的镁改性催化剂必须由弱酸性镁盐制得。采用浸渍法制备催化剂的工艺简单，容易实现工业化生产。附图说明图1为所制备的各种镁改性钼基贵金属催化剂性能测试图。图中实施例1的10% Mg0/1% PVAl2O3(简写为IOMglPtAl)催化剂、实施例2的 20 % MgO/1 % PtAl2O3 (简写为 20MglPtAl)催化剂、实施例 3 的 30 % MgO/1 % PtAl2O3 (简写为30MglPtAl)催化剂、实施例4的40% Mg0/1 % Pt/Al203(简写为40MglPtAl)催化剂、实施例 5 的 10%Mg0/0. 5% Pt/Al203 (简写为 IOMgO. 5PtAl)催化剂、实施例 6 的 20%Mg0/0. 5% Pt/Al203 (简写为20Mg0. 5PtAl)催化剂以及参比例1的传统商用1 % Pt/Al203 (简写为 IPtAl)催化剂、参比例2的10% Mg0(硝酸盐)/1% Pt/Al203 (简写为IOMg(N) IPtAl)催化剂和参比例3的10% Mg0(氯化盐)/1% Pt/Al203 (简写为IOMg(C) IPtAl)催化剂后，碳烟程序升温氧化过程中碳烟转化率达到50%时的起燃温度(T5tl)比较。测试时将催化剂、碳烟以及石英砂在研钵中用药匙刮勻，达到催化剂-碳烟松散接触的效果。图中横坐标为不同样品，纵坐标为各样品催化碳烟氧化转化率达到50%时的起燃温度(T5tl),反应条件为10% A+1000ppmN0，平衡气为 N2,空速为 400001Γ1。具体实施例方式本专利技术提供一种镁改性钼基贵金属催化剂及其制备方法。该催化剂具有对柴油车尾气碳烟选择性氧化脱除效果，下面为了更清楚地说明本专利技术，例举以下实施例，但不应据此对本专利技术的实施范围构成任何限定。实施例1采用等体积浸渍法，配制含金属Pt总量0. 02g的硝酸钼溶液(溶液浓度20g/L)， 均勻负载于1. SgY-Al2O3粉末上，然后将所得的样品在空气气氛中110°C干燥12小时，取出研细，经500°C煅烧3小时，炉冷后制得PVAl2O3样品。在200ml的烧杯中加入1. 06g乙酸镁Mg(C2H3O2)2 · 4H20和50ml水，搅拌溶解，然后在室温和搅拌的条件下加入上述制得的约1. SgPtAl2O3样品，在80°C加热搅拌，直至水分基本蒸发完全。然后将所得样品在空气气氛中110°C干燥12小时，取出研细后再于550°C煅烧2小时，炉冷后即制得约2g催化剂，化学式为10% Mg0/1% PVAl2O3，简写为IOMglPtAl，该催化剂中Pt的负载量为l%，MgO占样品总质量的10%。实施例2制备条件和制备程序同例1，调整贵金属前驱体为二硝基四氨钼(NH3)4Pt (NO3)2， MgO含量占样品总质量的20%，负载Pt盐后煅烧条件为550°C 2小时，所制催化剂化学式为 20% MgO/1% PVAl2O3，简写为 20MglPtAl。实施例3制备条件和制备程序同例1，调整贵金属前驱体为氯钼酸&PtCl6，MgO含量占样品总质量的30%，负载Pt盐后热处理条件为600°C 1小时，所制催化剂化学式为30% MgO/Ι % Pt/Al203，简写为 30MglPtAl。实施例4制备条件和制备程序同例1，调整镁盐前驱体为葡萄糖酸镁C12H22MgO14 · XH2O, MgO 含量占样品总质量的40本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种镁改性铂基贵金属催化剂，其特征在于，所述镁改性铂基贵金属催化剂的通式为ｘ％ＭｇＯ／ｙ％Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３，其中ｘ％为所述ＭｇＯ占催化剂总质量的百分比，ｘ＝１０－４０，ｙ％为Ｐｔ占催化剂总质量的百分比，ｙ＝０．２－２，其余为Ａｌ２Ｏ３。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓东，刘爽，翁端，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。