[发明专利]一种催化转化碳烟颗粒催化剂CuO/K2

说明书

本发明提供的方案是：一种催化转化碳烟颗粒催化剂CuO/K₂Ti₄O₉的制备方法，包括以下步骤：采用溶液浸渍法，将K₂Ti₄O₉浸渍于硝酸铜的水溶液中，而后去除溶剂并干燥，于350‑450℃下焙烧得到所述催化剂。1)本发明中制备催化剂的方法易于实现工业化生产，原料廉价、易得，所得催化剂成本远低于贵金属催化剂，成本优势明显，经济效益更好。2)与现有技术相比，本发明的有益效果为：所述CuO/K₂Ti₄O₉催化剂用作碳烟低温燃烧的催化剂低温活性高，Ti，Tm和Tf分别为277℃～285℃，369℃～462℃和434℃～455℃。CO2选择性可以达到95％以上，在柴油车尾气温度范围内能够完全实现被动燃烧。

技术领域

本发明涉及汽车尾气催化剂领域，具体涉及一种催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，柴油车的发展势头十分迅猛。柴油车相较之于汽油车具有经济、动力强、绿色环保优点诸多优点逐渐占据市场份额，愈加受到大家的关注和青睐。然而，柴油机排放的颗粒物(PM，主要为碳黑颗粒)严重危害了环境和人类，与此同时，柴油车尾气排放标准日益严格，这也就对柴油车尾气后处理技术提出了更高的要求。在现有技术中，通常采用微粒过滤器(DPF)来收集柴油车尾气中的碳黑颗粒，收集的碳黑颗粒可以在温度600℃时被O2氧化。然而，柴油机的排气温度一般在150-400℃，其较低的温度难以让尾气中的碳黑颗粒得以燃烧，长期使用后导致DPF失活。因此，开发一种高效的催化剂，使碳黑颗粒在较低的温度下被氧化是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种催化转化碳烟颗粒催化剂CuO/K₂Ti₄O₉的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明提供的方案是：一种催化转化碳烟颗粒催化剂CuO/K₂Ti₄O₉的制备方法，包括以下步骤：

采用溶液浸渍法，将K₂Ti₄O₉浸渍于硝酸铜的水溶液中，而后去除溶剂并干燥，于350-450℃下焙烧得到所述催化剂。

进一步的是：所述硝酸铜与所述K₂Ti₄O₉的摩尔比为1:3-3。

进一步的是：所述焙烧时间为2-2.5h。

进一步的是：所述浸渍法为超声浸渍，其中，浸渍时间大于1h。

进一步的是：所述K₂Ti₄O₉通过以下步骤制备：

将乙酸钾溶液和钛酸四丁酯溶液混合并搅拌至凝胶状态，得到K₂Ti₄O₉前驱体，其中K 与Ti的摩尔比为2:1；

将所述K₂Ti₄O₉前驱体干燥后，于750-850℃下焙烧，得到K₂Ti₄O₉。

进一步的是：所述K₂Ti₄O₉的制备步骤中，所述焙烧时间为4-5h。

进一步的是：制备K₂Ti₄O₉前驱体具体包括以下步骤：

将乙酸钾溶解于乙醇和去离子水组成的混合溶液中，得到乙酸钾溶液；

将钛酸四丁酯溶解于乙醇、乙二醇和乙酸的混合溶液中，得到钛酸四丁酯溶液；