[发明专利]柴油车颗粒氧化性催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柴油车颗粒氧化性催化剂及其制备方法，包括载体，载体上涂层的涂覆量为10~40g/L，涂层包括硅铝复合氧化物、稀土CeO₂、β‑分子筛和锆胶粘结剂，涂层中贵金属Pt和贵金属Pd的质量比为1：5~3：1，贵金属Pt和贵金属Pd的涂覆量为5~90g/ft³。本发明制备方法简单，步骤易于操作，涂层浆液中掺硅氧化铝作为分散剂，稀土材料作为颗粒氧化的主要材料，分子筛为低温HC存储材料，提高低温下HC吸附，加入锆胶粘结剂，负载贵金属Pt和Pd。制备得到的催化剂拥有更低CO起燃温度，CO的T₅₀的降低能够有效促进HC和NO‑NO₂催化氧化，降低HC的排放；由于NO₂低温时对颗粒具有较高的氧化能力，较高的NO₂占比能够促进对颗粒的催化氧化且具有较高的耐久性能。

技术领域

本发明涉及一种柴油车颗粒氧化性催化剂及其制备方法，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

压燃式柴油车能够在稀燃条件下(高空燃比)运行，因此柴油车具有良好燃油经济性，正因为如此，柴油车具有较低污染物排放(HC类，CO)，然而，柴油车会产生较高NOx和颗粒排放，颗粒物主要由碳烟颗粒(Soot)、可溶性的有机混合物(SOF)和硫酸盐组成。柴油车颗粒主要由碳烟颗粒和SOF组成，SOF主要来源于燃油和润滑油中，以液态或者挥发态形式存在，这取决于排气温度；Soot主要由碳颗粒组成(脱氢碳化)。这些细小的颗粒排放到大气中对人类健康造成一定的风险。

柴油车颗粒捕集催化剂会涂覆一层柴油车氧化型催化剂涂层，柴油车氧化性催化剂的活性组分主要由贵金属Pt和Pd组成，一方面催化剂能够催化氧化气相中的HC、CO，同时还能将部分的颗粒催化氧化成CO₂和H₂O，另一方面，柴油车氧化型催化剂能够促进NO向NO₂的氧化。

柴油车颗粒捕集催化剂是壁流式颗粒捕集催化剂，它是多孔道蜂窝结构，具有以下特点：一、基本情况下有进气端和出气端之分，二、进气端开口，出气端封闭，出气端开口，进气端封闭，气流从多孔结构的壁上通过，尾气中的颗粒会在(Soot，SOF)捕集器壁上累积，随着颗粒累积质量的增加，颗粒捕集催化剂的背压会提高，背压与累积颗粒质量成正比关系，当累积的质量达到一定限值时，柴油机油耗量会增加，动力会下降，这个时候系统会采取主动再生方式对颗粒催化剂上的颗粒进行再生，将其烧掉，从而达到降低背压及处理颗粒的目的。

柴油车的碳颗粒物主要由炭黑颗粒和SOF组成，SOF的含碳量通常情况下大于9，一般在C11-C50组成，由燃油或者润滑油不完全产生，SOF主要以蒸发态或液态，或两者共存状态，其存在形式取决于排气温度。为了减少总颗粒的排放，SOF部分会通过和CSF涂层接触、反应，从而生成CO₂和H₂O，而气相污染物HC、CO、NOX也被催化处理，气相HC(C2-C6)会被氧化为CO₂和H₂O。

目前柴油车的催化剂涂层存在CO起燃温度偏高，这就会导致HC物种及NO-NO_X的氧化会变差，因为低温时，CO和贵金属的吸附能力较强，活性位被CO占据，只有当CO脱附反应完成后，HC物种及NO-NO₂的反应才开始，较高CO T₅₀会抑制HC物种及NO-NO₂的反应，从而不利于部分颗粒(SOF)的催化氧化。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种柴油车颗粒氧化性催化剂及其制备方法，制备得到的催化剂具有更好的CO和HC低温起燃活性，较高NO-NO₂转化率，而且耐久性更好。