[发明专利]一种用于催化氧化NO的钙钛矿催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种用于催化氧化NO的钙钛矿催化剂的制备方法，属于催化剂技术领域。本发明采用熔融盐法，在NaNO₃和KNO₃熔融盐体系中焙烧制备纳米规则形貌的钙钛矿催化剂ABO₃，其中A为La、Ce、Nd、Gd、Ca、Sr或Ba，B为过渡金属元素Co、Fe、Ni、Cu或Mn。钙钛矿催化剂ABO₃在较低的温度和较宽的温度范围内可高效地将一氧化氮催化氧化为二氧化氮，钙钛矿催化剂ABO₃中引入了微量的K、Na组分，强化钙钛矿催化剂ABO₃对NO氧化成NO₂的氧化性能，提高催化氧化性能。

技术领域

本发明涉及一种用于催化氧化NO的钙钛矿催化剂的制备方法，属于催化剂技术领域。

背景技术

在汽车尾气净化技术方面，NO被催化氧化为NO₂不仅作为关键步骤，而且具有重要意义：在LNT(Lean-burn NOX Trap)阶段，NO被氧化为更容易储存的NO₂；在SCR(SelectiveCatalytic Reduction)阶段，NO：NO₂的比为1:1催化效率最优；微粒捕集器DPF中NO₂的存在能够显著降低soot的起燃温度。目前普遍使用催化氧化NO的催化剂主要是以Pt为活性中心负载在A1₂O₃等载体上，其中贵金属的负载量为2%〜3%。这种催化剂的使用成本较高，且贵金属在高温催化反应中会发生团聚而使催化性能下降。

与Pt、Ru、Pd等贵金属催化剂相比，钙钛矿材料具备价格低廉、结构稳定、催化活性良好及高温下热力学性能稳定等特点，在尾气催化净化领域具有良好的发展潜力。但是，由于其低温起燃的特性不佳、比表面积低以及成分复杂难以批量制备的不足，限制了钙钛矿材料优势的发挥和实际的应用。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种用于催化氧化NO的钙钛矿催化剂的制备方法，本发明钙钛矿催化剂的化学通式为ABO₃，其中A为La、Ce、Nd、Gd、Ca、Sr或Ba，B为过渡金属元素Co、Fe、Ni、Cu或Mn。双钙钛矿催化剂可在较低的温度下和较宽的温度范围内高效地将一氧化氮催化氧化为二氧化氮，其成本低，对一氧化氮催化氧化的转化率可达到80%以上，更适应高温下NO的催化氧化。

一种用于催化氧化NO的钙钛矿催化剂的制备方法，具体步骤如下：

（1）将A盐和B盐加入到无水乙醇中研磨至溶解得到乙醇金属盐溶液，其中A盐为La、Ce、Nd、Gd、Ca、Sr或Ba的硝酸盐，B为过渡金属元素Co、Fe、Ni、Cu或Mn的硝酸盐；

（2）在步骤（1）所得乙醇金属盐溶液、硝酸钾和硝酸钠混合均匀，干燥挥发乙醇得到混合盐；

（3）步骤（2）所得混合盐以2~10℃/min的升温速率匀速升温至400~800℃并焙烧3~10h，然后以2~3℃/min的降温速率匀速降温至室温；

（4）将步骤（3）所得焙烧产物采用去离子水洗涤2~3次，然后干燥即得双钙钛矿催化剂ABO₃；

进一步地，所述A盐和B盐的总摩尔量与硝酸钾和硝酸钠的总摩尔量的比为1:(20~60)；

进一步地，所述A盐和B盐的摩尔比为1:1；

进一步地，所述硝酸钾与硝酸钠的摩尔比为1:(1~1.5)；

所述步骤（4）中去离子水为室温去离子水。