[发明专利]一种多层立方体LaCoO3

说明书

本发明提供了一种多层立方体LaCoO₃柴油机尾气氧化催化剂制备方法，通过高温、高碱条件下制备多层立方体LaCoO₃材料，所述可满足HC、CO、PM和NOx等柴油机尾气组分的同时氧化处理，呈现出更高的脱除PM和NOx催化活性，降低柴油机尾气的起燃温度和燃尽温度。

技术领域

本发明涉及一种多层立方体LaCoO₃材料的制备方法，属于钙钛矿材料和汽车尾气催化剂领域，尤其适用于柴油机尾气氧化催化剂领域。

技术背景

随着经济的发展和生活水平的提高，汽车己成为人们出行的重要工具。柴油车具有动力性能好、燃油经济性好、安全性能高等优点而得到重视，然而柴油机排气中含有CO、HC、NOx和颗粒物(PM)等多种污染物，随着柴油机产销量的不断增长，柴油机尾气排气对大气环境的污染也越来越严重，其污染物排放已占到汽车排放的50％以上，柴油机尾气污染防治工作迫在眉睫。

柴油车所排放尾气中 CO 和 HC 的含量比汽油车少，NOx的排放量与汽油车相当，但 PM 的排放量是汽油车的 30-80 倍。PM和NOx存在此消彼长的关系，如PM是在稀氧条件下获得，NOx是在富氧条件下产生，即因此同时净化PM 和NOx成为柴油车尾气处理的重点和难点。柴油车尾气净化技术主要包括机前处理、机内净化技术和机外净化技术。机前处理主要是通过提高柴油品质实现；机内净化技术包括燃油高压喷射技术、匀质混合压缩点火式燃烧技术、废气再循环技术、燃烧室优化技术；机外净化技术主要包括氧化催化剂、柴油机颗粒过滤、NOx净化催化剂、微粒捕集及再生技术和 CO、HC、PM 和 NOx同时去除的四效催化技术。机内净化技术可以使得颗粒物的排放总量降低，但生成对人体危害更大的细微颗粒物，面对日益严格的排放法规只有把机前处理、机内净化与机外净化结合起来才能满足未来的标准。同时柴油机不均匀的油气混合气的压缩自燃方式限制了机内净化技术的发展，因此机外净化技术成为柴油机尾气净化的研究重点。近几十年来，研究较多的柴油车尾气净化的催化剂主要包括贵金属催化剂（如 Pt、Rh、Pd 和 Au 负载在 Al2O3）、单一金属催化剂（如 Ce、Cr、Mn、Co 等金属氧化物）和稀土复合氧化物。与其他类型的催化剂相比，稀土复合氧化物具有热稳定性好、催化活性高、成本低等优点，因此成为研究的热点。稀土复合氧化物主要包括铈基复合氧化物、钙钛矿型复合氧化物、类钙钛矿型复合氧化物、尖晶石型复合氧化物等。其中，钙钛矿型复合氧化物因其同时去除 PM 和 NOx的活性较好而倍受关注。

钙钛矿型复合氧化物的一般化学式为ABO3，A位离子一般为碱土金属离子或稀土金属离子，B位离子一般为过渡金属离子。其中，A位离子主要起稳定ABO3钙钛矿结构的作用，具有多种价态的B位离子主要起氧化还原作用。近年来研究较多的是以LaBO3（B=Co，Mn，Fe，Ni等）钙钛矿为基体进行A位、B位部分取代，研究取代元素和取代量对钙钛矿型催化剂的结构和催化活性的影响，并进一步研究催化反应的机理。

CN110732320 A苏州倍友环保科技有限公司公开了一种柴油机尾气氧化催化剂，所述氧化催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体的孔道表面上涂覆有吸附层，在所述吸附层上涂覆第一氧化催化层和第二氧化催化层；所述第一氧化催化层中的第一活性组分浓度沿载体表面气流方向呈梯度减少变化，所述第二氧化催化层中的第二活性组分浓度沿载体表面气流方向呈梯度增加变化。本发明的氧化催化剂，结构合理设计，各组分优化复配，具有成本低、催化效率高的优点，可满足HC,CO,PM和NO x等柴油机尾气组分的同时氧化处理，提高了尾气处理效率，降低了传统柴油机尾气处理装置的占用空间。