[发明专利]柴油车多涂层氧化性催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油车多涂层氧化性催化剂及其制备方法，属于柴油车氧化性催化剂制备技术领域。

背景技术

柴油车氧化性催化剂(DOC)用于氧化柴油车的尾气中CO、NO、HC及PM中的可溶有机成分(SOF)，其涂层主要由氧化物涂层和活性贵金属组分组成，贵金属是氧化性催化剂的关键组分，对于柴油车DOC而言，就是利用DOC能降低柴油机尾气中的HC、CO和SOF等的化学反应的活化能，使这些物质能与尾气中的氧气在较低的温度下进行氧化反应，转化为CO₂和H₂O；氧化催化剂通常以蜂窝陶瓷或者蜂窝金属为载体，其上负载氧化物涂层和活性金属组分，常用的贵金属组分为Pt、Pd等，目前柴油车尾气后处理广泛使用的贵金属为Pt和Pd，主要是用于氧化CO、HC。

目前现有柴油车氧化性催化剂在热耐久、催化剂起燃、成本等方面存在诸多问题，现有催化剂主要国四之前催化剂，以贵金属单铂为主，且涂层较为单一，经过热老化后，催化剂性能下降明显，涂层的耐久性能较差。随着排放标准逐渐严格，排放限值越来越低，对催化剂的耐久要求越来越高，要承受住DPF的主动喷油再生，温度耐久性成为必然考量，HC、CO的起燃温度要求越来越低，所以开发一种起燃活性好、耐久性能好的柴油车氧化性催化剂成为必然要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的单一贵金属涂层的柴油车氧化性催化剂起燃温度较高、热耐久性较差问题，提供了一种用于氧化CO、HC的柴油车Pt/Pd多涂层氧化性催化剂及其制备方法。

本发明采用如下技术方案：一种柴油车多涂层氧化性催化剂，所述催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为载体，载体表面涂覆有三层涂层，从内向外依次包括第一涂层、第二涂层和第三涂层，所述第一涂层为氧化铝涂层，所述第二涂层为含贵金属铂和钯质量比例为0：1～5：7的涂层，所述第三涂层为含贵金属铂和钯质量比为2：1～1：0的涂层。

柴油车多涂层氧化性催化剂的制备方法，包括如下步骤：

第一涂层浆液的配制及涂覆

(1)第一涂层浆液配制：将Al₂O₃、乙酸锆按重量比为0.9～0.96：0.04～0.1加入到去离子水中，充分搅拌均匀配制第一涂层浆液，然后缓慢滴加硝酸调节第一涂层浆液至pH小于4.5；

(2)浆液球磨：将第一涂层浆液经过行星式球磨机研磨，行星式球磨机的转速为250～380转/分，运行时间为3～6h，研磨至第一涂层浆液的颗粒度至D90为2～20um；

(3)固含量的测定：取10g第一涂层浆液于干锅中，将干锅置于550～600℃马弗炉中焙烧10～20min，冷却至室温，称量其粉体质量，用粉体质量除以10g，计算得到第一涂层浆液的固含量；

(4)涂层涂覆：将催化剂载体放置于定量涂覆专机的涂覆腔处，按涂覆量为50～60g/L要求和测得的固含量计算目标湿增重，将计算好的第一涂层浆液加入到定量涂覆专机的浆料盘中，进行定量涂覆，将第一涂层浆液涂覆在载体表面上；

(5)烘干和焙烧：将涂有第一涂层浆液的催化剂经烘干和焙烧后称量催化剂重量；

第二涂层浆液的配制及涂覆

(6)浆液配制：将CeO₂、二氧化锆、铝胶粘结剂按重量比为0.88～0.95：0.04～0.1：0.01～0.02加入到去离子水中，充分搅拌均匀，配制第二涂层浆液；

(7)浆液球磨：将第二涂层浆液经过行星式球磨机研磨，行星式球磨机的转速为250～380转/分，运行时间为3～6h，将第二涂层浆液颗粒度研磨至D90为2～20um；

(8)固含量的测定：取10g第二涂层浆液于干锅中，将干锅置于550～600℃马弗炉中焙烧10～20min，冷却至室温，称量其粉体质量，用该质量除以10g，便得第二涂层浆液的固含量；

(9)贵金属溶液的加入：将贵金属[Pd(NH₃)₄](OH)₂和[Pt(NH₃)₄](OH)₂溶液缓慢加入到球磨后的第二涂层浆液中，搅拌2～5h，至活性组分贵金属Pd溶液完全分散在第二涂层浆液中，第二涂层浆液中添加贵金属Pd和贵金属Pt为15～30g/ft³；

(10)浆液pH调节：将酒石酸缓慢加入到添加有贵金属的第二涂层浆液中，调整第二涂层浆液的pH至4.5以下；