[发明专利]一种汽油车颗粒捕集催化器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种汽油车颗粒捕集器及其制备方法，在壁流式载体进气端内壁微孔中涂覆一层具有催化活性的涂层，再在载体出气孔道内壁表面上涂覆一层具有催化活性的涂层，避免涂层在催化器进气端内壁表面的堆积，减少气流通过催化器阻力，同时在载体出气孔道内壁表面增加催化涂层厚度，能够明显提高颗粒捕集器在整车WLTC循环颗粒物(PN)捕集效率，优化颗粒捕集器催化涂层材料的组成，不仅能提高催化器对一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)的净化能力，同时降低碳烟(Soot)被动再生的温度。

技术领域

本发明涉及一种汽油车颗粒捕集催化器及其制备方法，对颗粒物、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物及碳烟具有很好的处理能力，属于汽车尾气净化技术领域。

背景技术

我国轻型车国六排放标准明确于2020年7月1日开始实施，该标准分2个阶段，2020年7月1日到2023年7月1日为国六a，2023年7月1日以后实施国六b。相比国五排放标准限值，国六两个阶段对汽油车颗粒物数量进行了限制，要求颗粒物数量(PN)要小于6.0×10^11(#/km)；国六a汽油车一氧化碳(CO)限值加严30％，国六b汽油车总碳氢(THC)和非甲烷碳氢(NMHC)下降50％，一氧化碳(CO)限值加严50％，氮氧化物(NOx)加严42％。

国内各大整车厂对发动机进行技术升级为了满足更加严苛的排放法规以及油耗标准，进气道喷射的汽油车颗粒物(PN)排放基本能满足国六标准，但是大多数缸内直喷的汽油车不能满足要求，需要加装颗粒捕集器才能达标。

汽油车颗粒捕集器是一种降低颗粒物有效方法被大量应运到国六汽油车后处理系统中，其安装方式分以下三种：第一种安装在发动机出口位置，紧密耦合在三元催化剂后端，这种排布方式优点是积碳容易再生、带涂层颗粒捕集器对气态污染物具有很好的处理能力，缺点是背压较高会影响发动机高转速动力损失、颗粒物捕集效率低、发生故障不容易更换，第二种安装在底盘位置，其优点是颗粒物捕集效率高、背压比较低、发生故障容易更换，缺点是积碳不容易再生尤其是在高海拔严寒地区、需要增加主动再生装置；第三种是替代三元催化剂达到四元催化剂的功能，优点是整个后处理系统成本较低、积碳容易被动再生，缺点是背压表较高、对发动机原始排放要求较高。

发明内容

本发明的汽油颗粒捕集催化器，具有背压、积碳再生温度低等特点，能更好的处理氮氧化物(NOx)以及颗粒物数量(PN)的能力。

本发明提供的汽油颗粒捕集催化器，以壁流式蜂窝状堇青石为载体，在载体进气孔道③内壁①孔道中涂上一层具有催化活性涂层⑤，再在载体出气孔道④内壁①表面涂上一层具有催化活性涂层⑥，所述⑤和⑥带有贵金属的催化活性涂层，是将贵金属Pd和Rh负载在铈锆和氧化铝的复合氧化物上，所述⑤涂层中Rh总的负载量为3-20g/ft³，⑥涂层中Pd总的负载量为6～40g/ft³，所述⑤、⑥涂层负载量分别为10-100g/L。

所述⑤和⑥带有贵金属的催化活性涂层，所述⑤带有贵金属的催化涂层(D90-D10)/D50在1.2到2之间，D[4，3]在1um到5um之间；所述⑥带有贵金属的催化涂层(D90-D10)/D50在2到8之间，D[4，3]在5um到15um之间。

所述铈锆和氧化铝的复合氧化物的组成为：0wt％-50wt％的ZrO₂、0wt％-50wt％的Al₂O₃和0wt％-100wt％的CeO₂、La₂O₃、Pr₆O₁₁、Y₂O₃、Nd₂O₃一种或几种。

本发明的汽油车颗粒捕集催化器的制备方法，包括以下步骤：