[发明专利]一种使用乙烯基苯甲酸钾辅助的涂覆壁流式催化器催化层的方法

说明书

本发明涉及一种使用乙烯基苯甲酸钾辅助的涂覆壁流式催化器催化层的方法，针对的问题是采用水系催化剂悬浮液涂覆壁流式颗粒过滤器会对催化剂的催化效果产生不利影响的现状，采用钾盐辅助，提供一种壁流式颗粒过滤器含钾催化剂的涂覆方法。本发明提供的方法特别针对常规水系涂覆时，K+极易在涂覆液中溶解流失从而损失碳烟燃烧催化性能的缺点，采用在水系体系中增加有机或者无机碱抑制K+溶解，从而确保水系涂覆时涉及到的催化剂的稳定，进而保证催化剂涂覆后仍然保持其固有的结构，仍然具有较强的催化效果。

技术领域

本发明涉及一种涂覆壁流式催化器催化层的方法，尤其涉及一种使用乙烯基苯甲酸钾辅助的涂覆壁流式催化器催化层的方法。

背景技术

由于燃烧不充分，柴油发动机、柴油发电机以及锅炉等的尾气中含有大量的颗粒物，大量的颗粒物带来了严重的环境污染。壁流式颗粒过滤器(DPF)可以有效过滤颗粒物，在国V或者国VI阶段，势必会大量应用。但是，DPF的再生问题一直困扰着用户和主机厂，主动/被动再生均需要提供额外的能量，增加成本，形成额外的负担。

含有催化剂的壁流式颗粒过滤器可以在排放的尾气中，依靠催化剂的催化和尾气中的NOx或者O2，实现颗粒物的催化氧化，从而大幅度降低再生频率。或者，进一步地，不必再生，从而降低运行成本。

最常用的催化剂是贵金属。但是，采用贵金属催化剂的壁流式颗粒过滤器严重受限于成本，钙钛矿类等复合金属氧化物类催化剂已被证明可以在尾气气氛中实现颗粒物的催化氧化，其中尤以含有钾元素的复合金属氧化物的催化性能突出。而含有钾元素的催化剂的涂覆比较困难。一般地，采用含有钾元素的催化剂悬浮液来浸渍壁流式颗粒过滤器载体，但是实验发现，由于K+极易溶于水，该方法涂覆后会对催化剂的催化效果产生不利影响。

发明内容

本发明的目的就在于针对采用水系催化剂悬浮液涂覆壁流式颗粒过滤器会对催化剂的催化效果产生不利影响的不足，提供一种采用钾盐辅助，使用乙烯基苯甲酸钾辅助的涂覆壁流式催化器(CDPF)催化层的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种使用乙烯基苯甲酸钾辅助的CDPF催化层涂覆方法，包括以下步骤：

A、将壁流式颗粒过滤器置于氧化铝溶胶中，取出后焙烧，形成γ-Al2O3涂层覆盖的壁流式颗粒过滤器；

B、配置含有钾元素催化剂的悬浮液；

C、将步骤A获得的γ-Al2O3涂层覆盖的壁流式颗粒过滤器浸入步骤C获得的悬浮液中；静置一段时间以后，取出，去除表面挂载的多余悬浮液，焙烧后，获得含钾元素催化剂涂覆的壁流式颗粒过滤器。

步骤A中，一般采用浸渍法得到γ-Al2O3涂层覆盖的壁流式颗粒过滤器，具体地，将壁流式颗粒过滤器浸渍于固含量2％～12％的Al2O3溶胶中。进一步地，固含量优选为4％～8％，浸渍1h～6h后取出，沥去多余溶胶后，300℃～500℃焙烧1h～5h后获得。

步骤B中，所述悬浮液包括第一组份，第二组分和第三组分，第一组分：第二组份：第三组分的质量比为88～96：4～12：0.04～0.6。

其中，第一组分为溶剂，去离子水。

第二组份为含有钾元素的催化剂。所述含钾元素的催化剂为复合金属氧化物，其中钾元素在金属中的摩尔比例为1％～40％。进一步地，钾元素在金属中的摩尔比例优化为5％～20％。涉及到的催化剂可以是双组份复合金属氧化物，或者三组分复合金属氧化物，或者四组分复合金属氧化物，或者五组分复合金属氧化物等。上述组分中除了K以外，一般选自第二主族元素和过渡金属元素。代表性的复合金属氧化物有CuK复合金属氧化物，LaKCo复合金属氧化物，LaKCoFe复合金属氧化物等。为了促进催化剂的分散，可以采用气流粉碎机或者球磨等手段将其粒度进一步降低，并采用表面活性剂PVP增强悬浮液的稳定性。