[发明专利]一种汽油机颗粒捕集催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种汽油机颗粒捕集催化剂及其制备方法，包括：将未涂覆的GPF载体用水溶性聚合物溶液浸泡，浸泡后吹走可流动的液体并进行初步干燥；然后载体进行催化剂浆料涂覆，干燥焙烧，得到本发明催化剂。本发明汽油机颗粒物捕集催化剂制备中，在涂覆催化剂浆料前先在没有涂层的壁流式汽油颗粒物捕集器上浸泡有机高分子聚合物，该有机高分子聚合物浸入壁流式汽油车颗粒物捕集器孔壁孔道内，有机高分子聚合物首先占据了GPF壁内部微孔，后续再涂覆催化剂浆料，涂覆的催化剂浆料基本上都在孔壁表面。在后续的焙烧过程中，涂覆在孔壁内部的高分子聚合物分解，保留了GPF载体原来孔壁内部的微孔，提高了捕集效率。

技术领域

本发明涉及一种汽油机颗粒捕集催化剂(cGPF)制备方法，属于汽车催化剂制备技术领域。

背景技术

随着能源和环境问题的日趋紧迫，为了保护环境、中国对机动车尾气的排放控制提出更高的要求，中国在2021年已执行轻型车汽油车国6排放标准。汽油机发动机排放尾气主要污染物含有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)和颗粒物(PM、PN)等。对于国5及其以下发动机的污染物排放，主要解决的是CO、HC、NOx，将其转化成二氧化碳(CO₂)、水(H₂O)和氮气(N₂)。但进入国6排放法规以后，颗粒物排放的控制也成了重要关注项，也是一个新的难点。采用传统的三效催化剂(TWC)只能有效的净化CO、HC和NOx，却不能同时净化高排放的颗粒物，故必须使用汽油机颗粒捕集催化剂(cGPF)。对于汽油机颗粒捕集催化剂，重点关注的是颗粒物的捕集效率和背压。

专利CN110152721 A公开了壁流式颗粒捕集型催化剂的制备方法，配制含涂层材料的浆液，向浆液均加入分散剂和粘结剂并球磨分散均匀；将浆液移入到带有超声加热功能的容器中；将空白载体的出气端浸泡在盛装有浆液的容器中，浆液在载体中扩散后，将载体取出，抽吸出载体通道中多余浆液，进行烘干；将载体的进气端浸泡在盛装有浆液的容器中，浆液在载体中扩散后，将载体取出；抽吸出载体通道中多余浆液，进行烘干；将载体焙烧，得到颗粒捕集型催化剂。该发明专利是在颗粒捕集催化剂的涂覆过程中利用超声技术，促进悬浮浆液中的颗粒材料的扩散过程，使涂层材料在壁流式载体的空隙中分布均匀，最终实现高捕集效率。

中国专利CN 110201657 A公开了一种汽油车颗粒捕集器的浸渍方法，将铝源分散于去离子水中，加入硝酸调整溶液pH，将溶液水浴加热得到铝溶胶；将灰分模拟颗粒物加入铝溶胶中，形成分散液；将分散助剂加入到分散液中，将分散液置于水浴锅中；往分散液中加入流变调节剂；将涂覆有催化涂层的汽油车颗粒捕集器向下垂直浸入到浸渍液中，浸渍高度为捕集器高度的50％～100％，浸渍后将捕集器取出旋转180°；将捕集器烘干，将捕集器在浸渍端面用气封固定，从该端面往捕集器中吹入高温气流；将捕集器置于马弗炉中焙烧。该发明能够提升汽油机颗粒捕集器催化剂的捕集效率，但是加入灰分模拟颗粒物会造成部分后续能够承载的灰分量降低。

目前的cGPF常规的涂覆方法，在催化剂的涂覆过程都是将载体直接浸入制备好的浆液中，催化剂的浆液在GPF载体孔壁内部和孔壁外面均有浆料。造成的结果是GPF孔壁里面的浆料会堵住一部分GPF小孔，损失了部分能够捕集颗粒物的微孔。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能显著提高汽油机颗粒捕集催化剂捕集率的汽油机颗粒捕集催化剂制备方法及其制备的催化剂。

本发明的汽油车机颗粒捕集催化剂(cGPF)制备方法具有以下特征：

先将未涂覆的GPF载体用水溶性聚合物溶液浸泡，浸泡后吹走可流动的液体并进行初步干燥。初步干燥后的载体进行催化剂浆料涂覆，然后干燥焙烧，得到本发明催化剂。采用本发明专利的汽油车颗粒捕集催化剂，催化涂层浆料几乎全部分布在GPF孔壁的表面。

以下是本发明一种汽油机颗粒捕集催化剂的制备方法的具体步骤：