[发明专利]复合型催化剂、催化剂悬浮液及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种复合型催化剂、催化剂悬浮液及其制备方法和应用。本发明的复合型催化剂的制备方法中，将含钾的催化剂与水、水溶性有机溶剂及表面活性剂混合，得到催化剂悬浮液；然后将载体浸渍于催化剂悬浮液中，再烧结，得到复合型催化剂；其中，水溶性有机溶剂与水的体积比为(1～9):(1～9)。通过在水中增加特定体积的水溶性有机溶剂，在抑制催化剂K⁺的溶解、防止催化剂中的钾离子在在涂覆中流失，从而保持催化剂的结构及组成的稳定性的同时、提供特定的溶剂环境促进催化剂分散均匀，进而使制得的复合型催化剂中的催化剂仍然保持其原有的结构，提高复合型催化剂的催化效率。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，特别是涉及一种复合型催化剂、催化剂悬浮液及其制备方法和应用。

背景技术

现在污染问题越来越受到世界各国的关注，其中空气污染很大一部分来自汽车工业的高速发展。由于燃料的燃烧不充分，柴油发动机，柴油发电机，锅炉等的尾气中含有大量的颗粒物和有毒气体，包括一氧化碳和氮氧化物、大量的颗粒物和有毒气体氮氧化物带来了严重的环境污染，其中一氧化碳是有毒气体，会导致人死亡，氮氧化合物不仅是有毒气体而且会形成酸雨，这些污染了环境，甚至危及到人的生命安全。

传统技术中常采用壁流式颗粒过滤器(DPF)等尾气过滤器过滤掉尾气中的颗粒物，并依靠过滤器中的催化剂催化有毒气体转化为无污染气体，即二氧化碳、水和氮气。常用的催化剂包括贵金属催化剂和复合金属氧化物催化剂，采用贵金属催化剂的壁流式颗粒过滤器严重受限于成本，复合金属氧化物催化剂的成本低，适用于大面积应用，其中尤以含有钾元素的复合金属氧化物催化剂的催化性能较为优异。一般地，在制备含有钾元素的复合金属氧化物催化剂的尾气过滤器时，先采用水作溶剂制得含钾的催化剂的悬浮液，再采用催化剂悬浮液浸渍具有载体活化层的尾气过滤器。然而，该方法制得的催化剂的催化效率不高。

因此，急需研发出一种能提高含钾的催化剂涂层的催化效率的催化剂的制备方法。

发明内容

基于此，本发明提供了一种复合型催化剂、催化剂悬浮液及其制备方法和应用，该复合型催化剂的制备方法能提高制得的复合型催化剂涂层的催化效率。

本发明的技术方案如下。

本发明的一方面提供了一种复合型催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将含钾的催化剂与水、水溶性有机溶剂及表面活性剂混合，得到催化剂悬浮液；其中，所述水溶性有机溶剂与所述水的体积比为(1～9):(1～9)；

将载体浸渍于所述催化剂悬浮液中，再烧结，得到复合型催化剂。

在其中一些实施例中，所述水溶性有机溶剂与所述水的体积比为(3～5):1。

在其中一些实施例中，所述水溶性有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、2-丁酮、二氧六环、乙腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N-乙基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述水溶性有机溶剂选自2-丁酮、二氧六环和乙腈中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述氧化铝载体、硅胶载体和活性炭载体中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述浸渍的条件为：于15℃～30℃下浸渍1h～24h。

在其中一些实施例中，以所述催化剂悬浮液的总质量为基准，所述催化剂的质量浓度为1％～20％。

在其中一些实施例中，所述含钾的催化剂为含有钾元素的复合金属氧化物催化剂。

在其中一些实施例中，所述烧结的条件为：于300℃～1000℃下烧结1h～24h。

本发明的另一方面还提供一种催化剂悬浮液的制备步骤，包括如下步骤：