[发明专利]一种DOC分子筛催化剂及其制备和催化氧化柴油车尾气的用途

说明书

本发明涉及一种DOC分子筛催化剂及其制备和催化氧化柴油车尾气的用途，将分子筛载体经过脱Si或脱Al处理后，将贵金属引入到载体上，利用分子筛载体的离子交换位点和缺陷位将贵金属固定在载体结构上，有效抑制了贵金属在高温下的烧结，并且分子筛本身具有较强的骨架结构稳定性，能够显著提高催化剂的热稳定性。将该催化剂应用于柴油车尾气催化氧化反应DOC中，不仅能够提高催化剂的抗水热老化能力，还能利用分子筛载体比表面积大、酸性强、孔径小的特点，提升催化剂的反应活性、抗化学物质中毒能力和硫中毒后的再生能力。

技术领域

本发明属于柴油车尾气处理技术领域，特别涉及一种DOC分子筛催化剂及其制备方法和催化氧化柴油车尾气的用途。

背景技术

柴油车凭借其在动力、安全和运行成本上的绝对优势，承担起了公路汽运的重任。然而，柴油车尾气排放带来的环境污染问题也日益严重，柴油车尾气污染物也已经成为大气污染的主要来源，给生态环境以及人类身体健康带来的危害不容小觑。治理柴油车尾气污染物已经成为全球各国共同关注的问题。

柴油车尾气催化氧化技术(Diesel Oxidation Catalysts，DOC)是柴油车后处理技术中的关键技术环节。DOC通过其较强的催化氧化能力，能够消除柴油发动机尾气中大部分的CO、HCs(碳氢化合物)和SOF(可溶性有机物)，有效的降低了污染物排放。此外，DOC还能够将发动机尾气中部分的NO氧化为NO₂，不仅能够降低下游颗粒捕集器(Diesel ParticleFilter，DPF)中碳烟的燃烧温度，还能促进选择性催化反应器(Selective CatalyticReduction，SCR)中快速SCR反应的发生。

高性能DOC催化剂的研究一直是DOC技术的关键。随着柴油车排放标准的进一步提高，日益复杂的柴油车后处理系统对DOC催化剂的性能也提出了更加严苛的要求。DPF燃烧碳烟的温度较高，要求上游的DOC装置产生大量的热，因此给DOC催化剂带来的水热老化影响不容忽视。传统的DOC催化剂主要是将Pt和Pd等贵金属负载在Al₂O₃、CeO₂、ZrO₂和TiO₂等氧化物载体上，在高温老化条件下很容易发生贵金属的烧结，还会导致载体结构的坍塌和贵金属的包埋等一系列问题，从而导致催化剂的失活。除此之外，柴油车尾气中还会含有K、Ca、Na、Mg、Zn、P等化学物质，这些物质主要来源于柴油添加剂和润滑油中，会随着尾气吸附在催化剂的表面，长时间的积累将会堵塞催化剂的孔道甚至破坏其骨架结构。以氧化物作为DOC催化剂的载体，其比表面积较小并且酸性较弱，容易受到化学物质沉积所带来的影响，从而导致催化剂的性能的大幅度降低。柴油中的硫成分经过一系列的氧化后将生成SO₃，而SO₃与H₂O反应生成的H₂SO₄进一步反应生成的硫酸盐将覆盖在催化剂表面和孔道结构中，造成催化剂的硫中毒，大幅减小了催化剂的使用寿命。随着新的排放法规加强了对排放系统耐久性的要求，DOC催化剂也必须具有优良的稳定性和更长的使用寿命。

发明内容