CN109499568A - 基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂及其制备方法 - Google Patents

基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂及其制备方法，采用Pt和Pd为主催化剂，CeO2‑ZrO2为助催化剂，Fe改性水滑石衍生氧化物和γ‑Al2O3为涂层基础材料，堇青石蜂窝陶瓷为载体。制备工艺包括：原料用量的确定、Fe改性水滑石衍生氧化物的制备及涂层浆料的制备和涂覆。通过柴油机稀/富燃工况的循环变化，催化剂能够高效催化排气中的NOx吸附‑还原净化反应。通过铁对水滑石衍生氧化物中铝的替代，提高了水滑石衍生氧化物的NOx吸附性能及热稳定性；以Fe改性水滑石衍生氧化物替代传统LNT催化剂中的涂层基础材料Al2O3和吸附剂BaO，提高了NOx吸附能力，并简化了催化剂的制备工艺。

Description

基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂及其 制备方法
技术领域
本发明属于柴油车尾气污染物净化技术，具体涉及一种用于柴油车尾气中氮氧化物(Nitrogen Oxides—NOx)污染物吸附-还原净化的催化剂及其制备方法。
背景技术
稀燃NOx捕集(Lean NOx Trap—LNT)技术也称NOx存储还原(NOx StorageReduction—NSR)技术是解决中、小型柴油车NOx排放最有效的方法之一，目前已被业界公认为满足欧Ⅴ、欧Ⅵ排放法规柴油车可采用最具潜力的NOx后处理技术之一。
LNT技术可以在专用吸附-还原催化剂的作用下，通过控制柴油机燃烧系统交替循环执行稀燃和富燃两个工况来有效去除柴油机排放的NOx。典型的LNT催化剂为铂(Pt)/氧化钡(BaO)/γ-三氧化二铝(γ-Al2O3)体系催化剂，其中贵金属Pt作为主催化剂，在稀燃工况能将排气中的一部分一氧化氮(NO)催化氧化成二氧化氮(NO2)，进而NO2及排气中剩余的NO被碱性吸附剂BaO以硝酸盐/亚硝酸盐类吸附物种的形式吸附在催化剂表面；而在富燃工况，在柴油机尾气中的未燃碳氢(HC)、一氧化碳(CO)、氢(H2)等还原性成分的作用下，BaO上的硝酸盐/亚硝酸盐类吸附物种在Pt的催化下转化为无害物质(氮气和水)，从而实现NOx的净化。而γ-Al2O3作为涂层基础材料，在涂层中的质量比例一般在70％以上。但是，Al2O3材料自身的LNT催化活性和NOX吸附能力较差，在高温下容易发生相变或与BaO反应生成尖晶石结构的BaAl2O4，导致NOX储存活性位减少，从而恶化了LNT催化剂对NOx的净化性能。如果以一种同时具有良好NOx吸附性能和涂层性能的吸附-涂层材料部分替代γ-Al2O3涂层基础材料，将显著提高LNT催化剂的NOx吸附总量，改善LNT催化剂的NOx净化性能。同时，如果涂层基础材料本身具有的NOx吸附性能足以满足LNT催化剂的需求，则不必再在催化剂中加入吸附剂，从而能够简化催化剂的制备步骤，提高催化剂的生产效率，降低生产成本。因此，具有更高热稳定性及更好NOX储存性能的吸附-涂层多功能材料的研发已成为新型LNT催化剂研发领域的热点。
水滑石类化合物又称层状双羟基复合金属氧化物，是由层间电荷平衡阴离子和带正电的金属氢氧化物层构成。而该类化合物经高温焙烧，脱去层间水和阴离子得到的衍生复合金属氧化物，具有相对较高的比表面积和较强的碱性，符合高性能涂层基础材料和NOx吸附剂的要求。镁(Mg)-铝(Al)碳酸根型水滑石是最典型的水滑石材料，虽然其衍生复合氧化物具有一定的热稳定性和NOx吸附性能，但还不足以满足柴油车LNT催化剂的需要。而与典型的Mg-Al水滑石衍生复合氧化物相比，以铁(Fe)元素部分或全部替代Al元素而得到的改性水滑石衍生复合氧化物材料具有更优良的热稳定性及NOx吸附性能。此外，发明人通过研究还发现，与BaO型吸附剂和Mg-Al水滑石衍生复合氧化物材料相比，Fe改性水滑石衍生复合氧化物具有良好的低温NOx吸附-脱附性能，其NOx起始吸附-脱附温度明显降低。由于我国城市道路拥挤，车辆走走停停，柴油车排气温度较低(＜300℃)，LNT催化剂的低温吸附-还原性能对该技术在我国的推广、应用尤其重要。
发明内容
针对现有技术，本发明提供一种适于柴油车的、以Fe改性水滑石衍生复合氧化物为吸附-涂层基础材料的新型LNT催化剂及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，包括Pt、Pd、CeO2-ZrO2固溶体、γ-Al2O3、水滑石衍生复合氧化物以及堇青石蜂窝陶瓷载体；所述水滑石衍生复合氧化物为Fe改性水滑石衍生复合氧化物；所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物是由Fe部分或完全替代Al2O3·3MgO型类水滑石衍生复合氧化物中的Al而形成的，其中Fe、Al及Mg分别以Fe2O3、Al2O3和MgO的形式分散在所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物中；Al2O3和Fe2O3的质量百分比为：0～39％/100～61％，质量百分比之和为100％；同时，所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物中Fe离子和Al离子的离子数量之和与Mg离子的离子数量之比为：1:3；所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3组成了催化剂的涂层基础材料，所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3的质量百分比为：80～50％/20～50％，质量百分比之和为100％；以所述Pt和Pd为主催化剂、CeO2-ZrO2固溶体为助催化剂、Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3为涂层基础材料，共同组成了催化剂的催化涂层，其中，所述主催化剂、助催化剂及涂层基础材料的质量百分比分别对应为：0.5～2％/10～20％/89.5～78％，质量百分比之和为100％；由所述催化涂层与堇青石蜂窝陶瓷载体组成了催化剂，所述催化涂层与堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：10～30％/90～70％，质量百分比之和为100％；所述堇青石蜂窝陶瓷载体采用400目堇青石蜂窝陶瓷。
进一步讲，本发明的基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，其中，所述主催化剂中，Pt和Pd的质量百分比为：100～50％/0～50％，质量百分比之和为100％。
所述助催化剂中，CeO2与ZrO2的质量百分比为：80～50％/20～50％，质量百分比之和为100％。
所述γ-Al2O3由两部分组成，一部分取自纯质γ-Al2O3，另一部分是通过作为涂层粘结剂的铝溶胶转化生成的γ-Al2O3，其中，纯质γ-Al2O3与铝溶胶转化生成的γ-Al2O3的质量百分比为：50～0％/50～100％，质量百分比之和为100％。
本发明基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备催化剂原料用量的确定：
所述主催化剂中，Pt和Pd的质量百分比为：100～50％/0～50％，质量百分比之和为100％；所述助催化剂中，CeO2与ZrO2的质量百分比为：80～50％/20～50％，质量百分比之和为100％；所述涂层基础材料中的所述γ-Al2O3由两部分组成，一部分取自纯质γ-Al2O3，另一部分是通过作为涂层粘结剂的铝溶胶转化生成的γ-Al2O3，其中，纯质γ-Al2O3与铝溶胶转化生成的γ-Al2O3的质量百分比为：50～0％/50～100％，质量百分比之和为100％；以及计划配置涂层浆液可生成催化涂层的质量；
依据上述催化剂中各组分的比例分别计算出制备催化涂层中Pt、Pd、CeO2、ZrO2、纯质γ-Al2O3、铝溶胶所生成的γ-Al2O3、Fe改性水滑石衍生复合氧化物以及Fe改性水滑石衍生复合氧化物中Fe2O3、Al2O3和MgO的质量；
再结合每518g[H2PtCl6·6H2O]制备195g Pt、每177g[PdCl2]制备106g Pd、每434g[Ce(NO3)3·6H2O]制备172g CeO2、每429g[Zr(NO3)4·5H2O]制备123g ZrO2、每808g[Fe(NO3)3·9H2O]制备160g Fe2O3、每750g[Al(NO3)3·9H2O]制备102g Al2O3、每256g[Mg(NO3)2·6H2O]制备40g MgO；计算出制备所述催化剂所需消耗的H2PtCl6·6H2O、PdCl2、Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O的质量；
按照每100g所述催化涂层需要5～15g平均分子量为20000的聚乙二醇以及25～50g硝酸的比例，计算出制备涂层浆液所需消耗的聚乙二醇和硝酸的质量；并按照铝溶胶中Al2O3的实际质量百分比，计算出制备涂层浆液所需消耗铝溶胶的质量；
步骤二、Fe改性水滑石衍生复合氧化物的制备：
按步骤一确定的质量称取Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O，并计算Mg(NO3)2·6H2O的物质的量，按照每摩尔Mg(NO3)2·6H2O对应0.5～1L去离子水的比例，将所述Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O加入去离子水中，经充分搅拌，配置成溶液，为前躯液；
再称取足够量的NaOH和Na2CO3，且NaOH的物质的量与Na2CO3的物质的量的比例为2:1，再按照每摩尔NaOH对应1L去离子水的比例，将所述NaOH和Na2CO3加入去离子水中，充分搅拌直至NaOH和Na2CO3完全溶解，得到的混合溶液为缓冲液；
将缓冲液以30～60ml/min的速度加入至前驱液中，剧烈搅拌，同时，以pH值分析仪连续测量正在加入缓冲液的前驱液的pH值，当pH值为9.5～10.5时，停止加入缓冲液，继续搅拌3～4h，静置陈化24～48h，抽滤分离出陈化后的固态物质；将所述固态物质用去离子水冲洗3～5次，在90～110℃下干燥8～16h，在500～600℃下焙烧2～4h，自然冷却后，在球磨机上研磨1～2h，即可得到Fe改性水滑石衍生复合氧化物；
步骤三、涂层浆料的制备：
称取已确定质量的H2PtCl6·6H2O、PdCl2、Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O、纯质γ-Al2O3、铝溶胶及步骤二制备得到的Fe改性水滑石衍生复合氧化物；将上述原料加入到质量相当于所计划制备催化涂层总质量10～15倍的去离子水中，充分搅拌；再加入已确定质量的聚乙二醇和硝酸，得到混合溶液；以1mol/L的NaOH溶液或纯冰乙酸调节该混合溶液的pH值为3～4，继续搅拌混合物以形成均匀悬浊液；将所述悬浊液在湿法研磨机上研磨至中位粒径处于1.0～1.2微米范围内，然后在60～80℃下搅拌16～24h，即得到涂层浆料；
步骤四、涂层浆料的涂覆：
按照催化涂层与堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：10～30％/90～70％，并进行如下浸渍、干燥和煅烧处理：
将圆柱形的400目的堇青石蜂窝陶瓷载体浸没于60～80℃的所述涂层浆料中，且堇青石蜂窝陶瓷载体的上端面高于所述涂层浆料的液面；待涂层浆液自然提升充满所述堇青石蜂窝陶瓷载体的所有孔道后，将堇青石蜂窝陶瓷载体从涂层浆料中取出，吹掉孔道内残留流体，在90～110℃下干燥6～12h，再在500～600℃下煅烧2～4h；
重复上述浸渍、干燥和煅烧过程2～3次，即得到基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂。
将本发明基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂制备方法制备得到的基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂进行封装，并将封装后的催化剂安装于柴油车的排气道内，通过NOx吸附-还原反应净化柴油车排气中的NOx污染物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过铁元素对Al2O3·3MgO型类水滑石衍生复合氧化物中铝元素的替代，提高了水滑石衍生复合氧化物的热稳定性及NOx吸附性能，特别是对低温NOx吸附性能的提升效果尤其明显；同时，以Fe改性水滑石衍生复合氧化物替代传统LNT催化剂中的涂层基础材料Al2O3和吸附剂BaO，在显著提高NOx吸附能力的同时，还简化了催化剂的制备工艺。此外，在催化剂中添加CeO2-ZrO2助催化剂，增强了催化剂的储氧性能，进一步提高了LNT催化剂的低温NOx吸附-还原反应催化活性。
附图说明
图1为LNT催化剂NOx净化性能发动机评价系统示意图。
其中：1-测功机；2-联轴器；3-试验柴油机；4-进气流量计；5-进气空调；6-喷油器；7-燃油喷射控制系统；8-排气取样口A；9-温度传感器A；10-排气稳压器；11-温度传感器B；12-LNT催化器；13-温度传感器C；14-排气取样口B；15-排气取样通道；16-发动机排气分析仪；17-气泵。
图2为利用所述LNT催化剂NOx净化性能发动机评价系统，在柴油机稀燃工况排气温度为250℃、空速为30000h-1的稳态工况时，实施例1～5所制备催化剂催化下的柴油机排气NOx吸附-还原反应中，NOx的净化效率。
图3为利用所述LNT催化剂NOx净化性能发动机评价系统，在柴油机稀燃工况排气温度为350℃、空速为50000h-1的稳态工况时，实施例1～5所制备催化剂催化下的柴油机排气NOx吸附-还原反应中，NOx的净化效率。
图4是利用所述LNT催化剂NOx净化性能发动机评价系统，在欧洲稳态试验循环(European steady state cycle—ESC)试验时，实施例1～5所制备催化剂催化下的柴油机排气NOx吸附-还原反应中，NOx的净化效率。
具体实施方式
本发明提出的一种基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，包括Pt、Pd、CeO2-ZrO2固溶体、γ-Al2O3、Fe改性水滑石衍生复合氧化物以及堇青石蜂窝陶瓷载体，各组分及其含量如下：
(1)由Fe部分或完全替代Al2O3·3MgO型类水滑石衍生复合氧化物中的Al获得的Fe改性水滑石衍生复合氧化物材料构成所述基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂的涂层基础材料之一，其在催化剂中同时还承担(吸附NOx污染物)吸附剂的作用，其中Fe、Al及Mg三种元素分别以Fe2O3、Al2O3和MgO的形式分散在所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物中，且Al2O3和Fe2O3的质量百分比为：0～39％/100～61％，质量百分比之和为100％；同时，所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物中Fe离子和Al离子的离子数量之和与Mg离子的离子数量之比为：1:3。
(2)由所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3组成本发明催化剂的涂层基础材料，且所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3的质量百分比为：80～50％/20～50％，质量百分比之和为100％。
(3)由Pt和Pd组成本发明催化剂的主催化剂，且Pt与Pd的质量百分比为：100～50％/0～50％，质量百分比之和为100％。
(4)由CeO2-ZrO2固溶体组成本发明催化剂的助催化剂，且CeO2与ZrO2的质量百分比为：80～50％/20～50％，质量百分比之和为100％。
(5)涂层基础材料中的γ-Al2O3由两部分组成：一部分取自纯质γ-Al2O3；另一部分是通过作为涂层粘结剂的铝溶胶转化生成的γ-Al2O3，其中纯质γ-Al2O3与铝溶胶转化生成的γ-Al2O3的质量百分比为：0～50％/100～50％，质量百分比之和为100％。
(6)由所述Pt和Pd组成的主催化剂、由CeO2-ZrO2固溶体组成的助催化剂以及由Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3组成的涂层基础材料，共同组成本发明催化剂的催化涂层，其中主催化剂、助催化剂及涂层基础材料的质量百分比分别对应为：0.5～2％/10～20％/89.5～78％，质量百分比之和为100％。
(7)由所述催化涂层与堇青石蜂窝陶瓷载体组成所述基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，所述堇青石蜂窝陶瓷载体采用400目堇青石蜂窝陶瓷，并需要将催化涂层涂敷于堇青石蜂窝陶瓷载体上，且所述催化涂层与堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：10～30％/90～70％，质量百分比之和为100％。
本发明基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂的制备方法，主要包括：(1)制备催化剂原料用量的确定；(2)Fe改性水滑石衍生复合氧化物的制备；(3)涂层浆料的制备；(4)涂层浆料的涂覆。
以下通过具体的实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步描述。需要说明的是所述实施例是叙述性的，而非限定性的，本发明所涵盖的内容并不限于下述实施例。
实施例1
(1)制备催化剂原料用量的确定
设计实施例1所制备催化剂中主催化剂Pt和Pd的质量比例为：50％:50％；主催化剂、助催化剂及涂层基础材料的质量比例为：2％:20％:78％；助催化剂中CeO2、ZrO2的质量比例为：50％:50％；涂层基础材料中Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3的质量比例为：70％:30％；Fe改性水滑石衍生复合氧化物中Fe2O3和Al2O3的质量比例为：100％:0％；涂层基础材料中纯质γ-Al2O3与铝溶胶转化生成γ-Al2O3的质量比例为：20％:80％；每100g催化涂层需要15g平均分子量为20000的聚乙二醇及50g硝酸。根据换算比例计算出制备2000g催化涂层所需原料用量：H2PtCl6·6H2O 53.1g、PdCl2 33.4g、Ce(NO3)3·6H2O504.7g、Zr(NO3)4·5H2O 697.6g、Mg(NO3)2·6H2O 4193.3g、Fe(NO3)3·9H2O 2205.8g、Al(NO3)3·9H2O 0g、纯质γ-Al2O3 93.6g、铝溶胶所生成γ-Al2O3 374.4g、硝酸1000g及平均分子量为20000的聚乙二醇300g。本实施例所使用的铝溶胶中Al2O3的含量为10.8％，由此计算出需要铝溶胶3466.7g。
(2)Fe改性水滑石衍生复合氧化物的制备
按前述已确定的质量称取Mg(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Al(NO3)3·9H2O，将所述3种原料加入16380g去离子水中，经充分搅拌，配置成溶液，为前躯液。再称取200g NaOH和265g Na2CO3，将所述两种物质加入5000g去离子水中，充分搅拌直至NaOH和Na2CO3完全溶解，为缓冲液。然后将缓冲液以30ml/min的速度加入前驱液中，剧烈搅拌，同时，以pH值分析仪连续测量正在加入缓冲液的前驱液的pH值。待所述前驱液的pH值处于9.5～10.5之间时，停止加入缓冲液，并将前驱液继续搅拌3h。将所述搅拌完成后的前驱液静置陈化24h，陈化后的前驱液容器中有大量固态物质生成。通过抽滤分离出前驱液容器中的固态物质，再将所述固态物质用去离子水冲洗3次。将所述冲洗后的固态物质在110℃下干燥8h，再将干燥后的固态物质在500℃下焙烧4h，待焙烧后固态物质自然冷却，将其在球磨机上研磨1h，即可得到Fe改性水滑石衍生复合氧化物。
(3)涂层浆料的制备
称取已确定质量的H2PtCl6·6H2O、PdCl2、Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O、纯质γ-Al2O3、铝溶胶及已制备得到的Fe改性水滑石衍生复合氧化物，并将所述全部原料加入到20000g去离子水中，充分搅拌。再加入已确定质量的聚乙二醇和硝酸，以1mol/L的NaOH溶液或纯冰乙酸调节混合溶液的PH值为3～4，然后继续搅拌混合物以形成均匀悬浊液。将上述悬浊液在湿法研磨机上研磨至中位粒径(D50粒径)处于1.0～1.2微米范围内，然后再将研磨后的悬浊液在60℃下搅拌24h，即得到涂层浆料。
(4)涂层浆料的涂覆
称取1kg圆柱形400目堇青石蜂窝陶瓷载体，将所述蜂窝陶瓷载体浸没于60℃的所述涂层浆料中，并保证陶瓷载体的上端面略高于浆料液面。待浆液自然提升充满载体的所有孔道后，将载体从浆料中取出，吹掉孔道内残留流体，在90℃下干燥12h，再在500℃下煅烧4h。重复上述浸渍、干燥和煅烧过程3次，即得到基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂。
采用实施例1所述催化剂制备负载方法得到的基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，催化涂层与400目堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：26～28％/74～72％，质量百分比之和为100％。
实施例2
(1)制备催化剂原料用量的确定
设计实施例2所制备催化剂中主催化剂Pt和Pd的质量比例为：100％:0％；主催化剂、助催化剂及涂层基础材料的质量比例为：0.5％:10％:89.5％；助催化剂中CeO2、ZrO2的质量比例为：80％:20％；涂层基础材料中Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3的质量比例为：80％:20％；Fe改性水滑石衍生复合氧化物中Al2O3和Fe2O3的质量比例为：39％:61％；涂层基础材料中纯质γ-Al2O3与铝溶胶转化生成γ-Al2O3的质量比例为：0％:100％；每100g涂层需要15g平均分子量为20000的聚乙二醇以及25g硝酸。根据换算比例计算出制备2000g催化涂层所需原料用量：H2PtCl6·6H2O 26.6g、PdCl2 0g、Ce(NO3)3·6H2O 403.7g、Zr(NO3)4·5H2O 139.5g、Mg(NO3)2·6H2O 5929.0g、Fe(NO3)3·9H2O 1557.4g、Al(NO3)3·9H2O 1450.0g、纯质γ-Al2O3 0g、铝溶胶所生成γ-Al2O3 358g、硝酸500g及平均分子量为20000的聚乙二醇300g。本实施例所使用的铝溶胶中Al2O3的含量为10.8％，由此计算出需要铝溶胶3314.8g。
(2)Fe改性水滑石衍生复合氧化物的制备
按前述已确定的质量称取Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O，将所述3种原料加入11580g去离子水中，经充分搅拌，配置成溶液，为前躯液。再称取200g NaOH和265g Na2CO3，将所述两种物质加入5000g去离子水中，充分搅拌直至NaOH和Na2CO3完全溶解，为缓冲液。然后将缓冲液以60ml/min的速度加入前驱液中，剧烈搅拌，同时，以pH值分析仪连续测量正在加入缓冲液的前驱液的pH值。待所述前驱液的pH值处于9.5～10.5之间时，停止加入缓冲液，并将前驱液继续搅拌4h。将所述搅拌完成后的前驱液静置陈化48h，陈化后的前驱液容器中有大量固态物质生成。通过抽滤分离出前驱液容器中的固态物质，再将所述固态物质用去离子水冲洗5次。将所述冲洗后的固态物质在90℃下干燥16h，再将干燥后的固态物质在600℃下焙烧2h，待焙烧后固态物质自然冷却，将其在球磨机上研磨2h，即可得到Fe改性水滑石衍生复合氧化物。
(3)涂层浆料的制备
称取已确定质量的H2PtCl6·6H2O、PdCl2、Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O、纯质γ-Al2O3、铝溶胶及已制备得到的Fe改性水滑石衍生复合氧化物，并将所述全部原料加入到30000g去离子水中，充分搅拌。再加入已确定质量的聚乙二醇和硝酸，以1mol/L的NaOH溶液或纯冰乙酸调节混合溶液的PH值为3～4，然后继续搅拌混合物以形成均匀悬浊液。将上述悬浊液在湿法研磨机上研磨至D50粒径处于1.0～1.2微米范围内，然后再将研磨后的悬浊液在80℃下搅拌16h，即得到涂层浆料。
(4)涂层浆料的涂覆
称取1kg圆柱形400目堇青石蜂窝陶瓷载体，将所述蜂窝陶瓷载体浸没于80℃的所述涂层浆料中，并保证陶瓷载体的上端面略高于浆料液面。待浆液自然提升充满载体的所有孔道后，将载体从浆料中取出，吹掉孔道内残留流体，在110℃下干燥6h，再在600℃下煅烧2h。重复上述浸渍、干燥和煅烧过程3次，即得到基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂。
采用实施例2所述催化剂制备负载方法得到的基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，催化涂层与400目堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：20～22％/80～78％，质量百分比之和为100％。
实施例3
(1)制备催化剂原料用量的确定
设计实施例3所制备催化剂中主催化剂Pt和Pd的质量比例为：75％:25％；主催化剂、助催化剂及涂层基础材料的质量比例为：1％:15％:84％；助催化剂中CeO2、ZrO2的质量比例为：75％:25％；涂层基础材料中Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3的质量比例为：75％:25％；Fe改性水滑石衍生复合氧化物中Fe2O3和Al2O3的质量比例为：82.5％:17.5％；涂层基础材料中纯质γ-Al2O3与铝溶胶转化生成γ-Al2O3的质量比例为：40％:60％；每100g催化涂层需要10g平均分子量为20000的聚乙二醇以及40g硝酸。根据换算比例计算出制备2000g催化涂层所需原料用量：H2PtCl6·6H2O 39.8g、PdCl2 8.3g、Ce(NO3)3·6H2O 567.7g、Zr(NO3)4·5H2O 261.6g、Mg(NO3)2·6H2O 5020.2g、Fe(NO3)3·9H2O 1981.6g、Al(NO3)3·9H2O 611.8g、纯质γ-Al2O3 168g、铝溶胶所生成γ-Al2O3 252g、硝酸800g及平均分子量为20000的聚乙二醇200g。本实施例所使用的铝溶胶中Al2O3的含量为10.8％，由此计算出需要铝溶胶2333.3g。
(2)Fe改性水滑石衍生复合氧化物的制备
按前述已确定的质量称取Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O，将所述3种原料加入9805g去离子水中，经充分搅拌，配置成溶液，为前躯液。再称取200g NaOH和265g Na2CO3，将所述两种物质加入5000g去离子水中，充分搅拌直至NaOH和Na2CO3完全溶解，为缓冲液。然后将缓冲液以30ml/min的速度加入前驱液中，剧烈搅拌，同时，以pH值分析仪连续测量正在加入缓冲液的前驱液的pH值。待所述前驱液的pH值处于9.5～10.5之间时，停止加入缓冲液，并将前驱液继续搅拌3h。将所述搅拌完成后的前驱液静置陈化36h，陈化后的前驱液容器中有大量固态物质生成。通过抽滤分离出前驱液容器中的固态物质，再将所述固态物质用去离子水冲洗4次。将所述冲洗后的固态物质在100℃下干燥12h，再将干燥后的固态物质在500℃下焙烧4h，待焙烧后固态物质自然冷却，将其在球磨机上研磨1.5h，即可得到Fe改性水滑石衍生复合氧化物。
(3)涂层浆料的制备
称取已确定质量的H2PtCl6·6H2O、PdCl2、Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O、纯质γ-Al2O3、铝溶胶及已制备得到的Fe改性水滑石衍生复合氧化物，并将所述全部原料加入到25000g去离子水中，充分搅拌。再加入已确定质量的聚乙二醇和硝酸，以1mol/L的NaOH溶液或纯冰乙酸调节混合溶液的PH值为3～4，然后继续搅拌混合物以形成均匀悬浊液。将上述悬浊液在湿法研磨机上研磨至D50粒径处于1.0～1.2微米范围内，然后再将研磨后的悬浊液在70℃下搅拌20h，即得到涂层浆料。
(4)涂层浆料的涂覆
称取1kg圆柱形400目堇青石蜂窝陶瓷载体，将所述蜂窝陶瓷载体浸没于70℃的所述涂层浆料中，并保证陶瓷载体的上端面略高于浆料液面。待浆液自然提升充满载体的所有孔道后，将载体从浆料中取出，吹掉孔道内残留流体，在100℃下干燥9h，再在500℃下煅烧4h。重复上述浸渍、干燥和煅烧过程2次，即得到基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂。
采用实施例3所述催化剂制备负载方法得到的基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，催化涂层与400目堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：14～16％/86～84％，质量百分比之和为100％。
实施例4
(1)制备催化剂原料用量的确定
设计实施例4所制备催化剂中主催化剂Pt和Pd的质量比例为：60％:40％；主催化剂、助催化剂及涂层基础材料的质量比例为：1.5％:20％:78.5％；助催化剂中CeO2、ZrO2的质量比例为：75％:25％；涂层基础材料中Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3的质量比例为：80％:20％；Fe改性水滑石衍生复合氧化物中Fe2O3和Al2O3的质量比例为：100％:0％；涂层基础材料中纯质γ-Al2O3与铝溶胶转化生成γ-Al2O3的质量比例为：20％:80％；每100g催化涂层需要5g平均分子量为20000的聚乙二醇以及30g硝酸。根据换算比例计算出制备2000g催化涂层所需原料用量：H2PtCl6·6H2O 47.8g、PdCl2 20.0g、Ce(NO3)3·6H2O757.0g、Zr(NO3)4·5H2O 348.8g、Mg(NO3)2·6H2O 4823.0g、Fe(NO3)3·9H2O 2537.1g、Al(NO3)3·9H2O 0g、纯质γ-Al2O3 62.8g、铝溶胶所生成γ-Al2O3 251.2g、硝酸600g及平均分子量为20000的聚乙二醇100g。本实施例所使用的铝溶胶中Al2O3的含量为10.8％，由此计算出需要铝溶胶2325.9g。
(2)Fe改性水滑石衍生复合氧化物的制备
按前述已确定的质量称取Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O，将所述3种原料加入10000g去离子水中，经充分搅拌，配置成溶液，为前躯液。再称取200g NaOH和265g Na2CO3，将所述两种物质加入5000g去离子水中，充分搅拌直至NaOH和Na2CO3完全溶解，为缓冲液。然后将缓冲液以30ml/min的速度加入前驱液中，剧烈搅拌，同时，以pH值分析仪连续测量正在加入缓冲液的前驱液的pH值。待所述前驱液的pH值处于9.5～10.5之间时，停止加入缓冲液，并将前驱液继续搅拌4h。将所述搅拌完成后的前驱液静置陈化24h，陈化后的前驱液容器中有大量固态物质生成。通过抽滤分离出前驱液容器中的固态物质，再将所述固态物质用去离子水冲洗3次。将所述冲洗后的固态物质在100℃下干燥12h，再将干燥后的固态物质在500℃下焙烧4h，待焙烧后固态物质自然冷却，将其在球磨机上研磨1h，即可得到Fe改性水滑石衍生复合氧化物。
(3)涂层浆料的制备
称取已确定质量的H2PtCl6·6H2O、PdCl2、Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O、纯质γ-Al2O3、铝溶胶及已制备得到的Fe改性水滑石衍生复合氧化物，并将所述全部原料加入到25000g去离子水中，充分搅拌。再加入已确定质量的聚乙二醇和硝酸，以1mol/L的NaOH溶液或纯冰乙酸调节混合溶液的PH值为3～4，然后继续搅拌混合物以形成均匀悬浊液。将所述悬浊液在湿法研磨机上研磨至D50粒径处于1.0～1.2微米范围内，然后再将研磨后的悬浊液在70℃下搅拌20h，即得到涂层浆料。
(4)涂层浆料的涂覆
称取1kg圆柱形400目堇青石蜂窝陶瓷载体，将所述蜂窝陶瓷载体浸没于70℃的所述涂层浆料中，并保证陶瓷载体的上端面略高于浆料液面。待浆液自然提升充满载体的所有孔道后，将载体从浆料中取出，吹掉孔道内残留液体，在100℃下干燥9h，再在500℃下煅烧4h。重复上述浸渍、干燥和煅烧过程2次，即得到基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂。
采用实施例4所述催化剂制备负载方法得到的基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，催化涂层与400目堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：13～15％/87～85％，质量百分比之和为100％。
实施例5
(1)制备催化剂原料用量的确定
设计实施例5所制备催化剂中主催化剂Pt和Pd的质量比例为：50％:50％；主催化剂、助催化剂及涂层基础材料的质量比例为：2％:18％:80％；助催化剂中CeO2、ZrO2的质量比例为：75％:25％；涂层基础材料中Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3的质量比例为：75％:25％；Fe改性水滑石衍生复合氧化物中Fe2O3和Al2O3的质量比例为：82.5％:17.5％；涂层基础材料中纯质γ-Al2O3与铝溶胶转化生成γ-Al2O3的质量比例为：40％:60％；每100g催化涂层需要10g平均分子量为20000的聚乙二醇以及40g硝酸。根据换算比例计算出制备2000g催化涂层所需原料用量：H2PtCl6·6H2O 53.1g、PdCl2 33.4g、Ce(NO3)3·6H2O 681.3g、Zr(NO3)4·5H2O 313.9g、Mg(NO3)2·6H2O 4781.4g、Fe(NO3)3·9H2O 1886.7g、Al(NO3)3·9H2O 583.1g、纯质γ-Al2O3 160g、铝溶胶所生成γ-Al2O3 240g、硝酸800g及平均分子量为20000的聚乙二醇200g。本实施例所使用的铝溶胶中Al2O3的含量为10.8％，由此计算出需要铝溶胶2222.2g。
(2)Fe改性水滑石衍生复合氧化物的制备
按前述已确定的质量称取Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O，将所述3种原料加入15000g去离子水中，经充分搅拌，配置成溶液，为前躯液。再称取200g NaOH和265g Na2CO3，将所述两种物质加入5000g去离子水中，充分搅拌直至NaOH和Na2CO3完全溶解，为缓冲液。然后将缓冲液以30ml/min的速度加入前驱液中，剧烈搅拌，同时，以pH值分析仪连续测量正在加入缓冲液的前驱液的pH值。待所述前驱液的pH值处于9.5～10.5之间时，停止加入缓冲液，并将前驱液继续搅拌4h。将所述搅拌完成后的前驱液静置陈化36h，陈化后的前驱液容器中有大量固态物质生成。通过抽滤分离出前驱液容器中的固态物质，再将所述固态物质用去离子水冲洗3次。将所述冲洗后的固态物质在100℃下干燥12h，再将干燥后的固态物质在500℃下焙烧4h，待焙烧后固态物质自然冷却，将其在球磨机上研磨1.5h，即可得到Fe改性水滑石衍生复合氧化物。
(3)涂层浆料的制备
称取已确定质量的H2PtCl6·6H2O、PdCl2、Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O、纯质γ-Al2O3、铝溶胶及已制备得到的Fe改性水滑石衍生复合氧化物，并将所述全部原料加入到25000g去离子水中，充分搅拌。再加入已确定质量的聚乙二醇和硝酸，以1mol/L的NaOH溶液或冰乙酸调节混合溶液的PH值为3～4，然后继续搅拌混合物以形成均匀悬浊液。将上述悬浊液在湿法研磨机上研磨至D50粒径处于1.0～1.2微米范围内，然后再将研磨后的悬浊液在70℃下搅拌20h，即得到涂层浆料。
(4)涂层浆料的涂覆
称取1kg圆柱形400目堇青石蜂窝陶瓷载体，将所述蜂窝陶瓷载体浸没于70℃的所述涂层浆料中，并保证陶瓷载体的上端面略高于浆料液面。待浆液自然提升充满载体的所有孔道后，将载体从浆料中取出，吹掉孔道内残留液体，在100℃下干燥9h，再在500℃下煅烧4h。重复上述浸渍、干燥和煅烧过程3次，即得到基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂。
采用实施例5所述催化剂制备负载方法得到的基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，催化涂层与400目堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：21～23％/79～77％，质量百分比之和为100％。
利用图1所示的LNT催化剂NOx净化性能发动机评价系统，对所述实施例1～5所制备催化剂的柴油机排气NOx吸附-还原净化性能进行评价。试验前需将实施例1-5所制备催化剂分别切割、各自组合成7L圆柱形整体式催化剂，并对所述切割、组合成的圆柱形整体式催化剂进行封装处理。试验方法为：
(1)稳态工况试验：使用测功机1及联轴器2控制试验发动机(CY4102型柴油机)3的扭矩和转速，并使用进气空调5调节发动机进气的温度和湿度达到稳定状态，先后调整发动机排气流量与催化剂体积的比例分别为30000h-1和50000h-1，并先后控制LNT催化器12中心点的温度分别为250℃和350℃，进行催化剂NOx吸附-还原反应催化活性评价。试验中，通过燃油喷射控制系统7调整喷油器6对柴油机的供油速度，实现柴油机运行过程中，稀燃/富燃工况的切换。柴油机缸内燃烧形成的排气经排气稳压器10稳定气压后，进入LNT催化器12进行吸附-还原净化处理。LNT催化器处理前、后的柴油机排气分别经排气取样口A8和排气取样口B14进入发动机排气分析仪16进行NOx浓度分析，而经NOx分析后的气体通过气泵17排放出试验室。温度传感器A9和温度传感器B11测量排气稳压器前后的排气温度，而温度传感器C13测量LNT催化器中心的温度。3个温度传感器的温度测量值以及进气流量计4的进气流量测量值为燃油喷射控制系统和测功机的控制策略提供反馈参数。利用所述LNT催化剂NOx净化性能发动机评价系统，在柴油机排气温度为250℃、空速为30000h-1时以及排气温度为350℃、空速为50000h-1时，实施例1～5所制备催化剂催化下的柴油机排气NOx吸附-还原反应中，NOx的净化效率分别如图2和图3所示。
(2)ESC试验：采用所述LNT催化剂NOx净化性能发动机评价系统，并按照国家标准GB 17691-2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国III、IV、V阶段)》中规定的ESC试验规程评价实施例1～5所制备催化剂催化下的柴油机排气NOx吸附-还原反应中NOx的净化效果如图4所示。
综上，本发明催化剂采用Pt和Pd为主催化剂，CeO2-ZrO2固溶体为助催化剂，Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3为涂层基础材料，400目堇青石蜂窝陶瓷为催化剂载体。制备工艺包括：催化剂原料用量的确定、Fe改性水滑石衍生复合氧化物的制备以及涂层浆料的制备和涂覆。通过柴油机稀/富燃工况的循环变化，催化剂能够高效催化排气中NOx的吸附-还原净化反应。本发明通过铁元素对Al2O3·3MgO型类水滑石衍生复合氧化物中的铝元素的替代，提高了水滑石衍生复合氧化物材料的NOx吸附性能和热稳定性；同时，以Fe改性水滑石衍生复合氧化物部分替代传统LNT催化剂中的涂层基础材料Al2O3和吸附剂BaO，在显著提高NOx吸附能力的同时，还简化了催化剂的制备工艺。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，包括Pt、Pd、CeO2-ZrO2固溶体、γ-Al2O3、水滑石衍生复合氧化物以及堇青石蜂窝陶瓷载体，其特征在于：
所述水滑石衍生复合氧化物为Fe改性水滑石衍生复合氧化物；所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物是由Fe部分或完全替代Al2O3·3MgO型类水滑石衍生复合氧化物中的Al而形成的，其中Fe、Al及Mg分别以Fe2O3、Al2O3和MgO的形式分散在所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物中；Al2O3和Fe2O3的质量百分比为：0～39％/100～61％，质量百分比之和为100％；同时，所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物中Fe离子和Al离子的离子数量之和与Mg离子的离子数量之比为：1:3；
所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3组成了催化剂的涂层基础材料，所述Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3的质量百分比为：80～50％/20～50％，质量百分比之和为100％；
以所述Pt和Pd为主催化剂、CeO2-ZrO2固溶体为助催化剂、Fe改性水滑石衍生复合氧化物和γ-Al2O3为涂层基础材料，共同组成了催化剂的催化涂层，其中，所述主催化剂、助催化剂及涂层基础材料的质量百分比分别对应为：0.5～2％/10～20％/89.5～78％，质量百分比之和为100％；
由所述催化涂层与堇青石蜂窝陶瓷载体组成了催化剂，所述催化涂层与堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：10～30％/90～70％，质量百分比之和为100％；所述堇青石蜂窝陶瓷载体采用400目堇青石蜂窝陶瓷。
2.根据权利要求1所述基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，其特征在于：所述主催化剂中，Pt和Pd的质量百分比为：100～50％/0～50％，质量百分比之和为100％。
3.根据权利要求1所述基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，其特征在于：所述助催化剂中，CeO2与ZrO2的质量百分比为：80～50％/20～50％，质量百分比之和为100％。
4.根据权利要求1所述基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂，其特征在于：所述γ-Al2O3由两部分组成，一部分取自纯质γ-Al2O3，另一部分是通过作为涂层粘结剂的铝溶胶转化生成的γ-Al2O3，其中，纯质γ-Al2O3与铝溶胶转化生成的γ-Al2O3的质量百分比为：50～0％/50～100％，质量百分比之和为100％。
5.一种按照权利要求1所述基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一、制备催化剂原料用量的确定：
所述主催化剂中，Pt和Pd的质量百分比为：100～50％/0～50％，质量百分比之和为100％；所述助催化剂中，CeO2与ZrO2的质量百分比为：80～50％/20～50％，质量百分比之和为100％；所述涂层基础材料中的所述γ-Al2O3由两部分组成，一部分取自纯质γ-Al2O3，另一部分是通过作为涂层粘结剂的铝溶胶转化生成的γ-Al2O3，其中，纯质γ-Al2O3与铝溶胶转化生成的γ-Al2O3的质量百分比为：50～0％/50～100％，质量百分比之和为100％；以及计划配置涂层浆液可生成催化涂层的质量；
依据上述催化剂中各组分的比例分别计算出制备催化涂层中Pt、Pd、CeO2、ZrO2、纯质γ-Al2O3、铝溶胶所生成的γ-Al2O3、Fe改性水滑石衍生复合氧化物以及Fe改性水滑石衍生复合氧化物中Fe2O3、Al2O3和MgO的质量；
再结合每518g[H2PtCl6·6H2O]制备195g Pt、每177g[PdCl2]制备106g Pd、每434g[Ce(NO3)3·6H2O]制备172g CeO2、每429g[Zr(NO3)4·5H2O]制备123g ZrO2、每808g[Fe(NO3)3·9H2O]制备160g Fe2O3、每750g[Al(NO3)3·9H2O]制备102g Al2O3、每256g[Mg(NO3)2·6H2O]制备40g MgO；计算出制备所述催化剂所需消耗的H2PtCl6·6H2O、PdCl2、Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O的质量；
按照每100g所述催化涂层需要5～15g平均分子量为20000的聚乙二醇以及25～50g硝酸的比例，计算出制备涂层浆液所需消耗的聚乙二醇和硝酸的质量；并按照铝溶胶中Al2O3的实际质量百分比，计算出制备涂层浆液所需消耗铝溶胶的质量；
步骤二、Fe改性水滑石衍生复合氧化物的制备：
按步骤一确定的质量称取Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O，并计算Mg(NO3)2·6H2O的物质的量，按照每摩尔Mg(NO3)2·6H2O对应0.5～1L去离子水的比例，将所述Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O加入去离子水中，经充分搅拌，配置成溶液，为前躯液；
再称取足够量的NaOH和Na2CO3，且NaOH的物质的量与Na2CO3的物质的量的比例为2:1，再按照每摩尔NaOH对应1L去离子水的比例，将所述NaOH和Na2CO3加入去离子水中，充分搅拌直至NaOH和Na2CO3完全溶解，得到的混合溶液为缓冲液；
将缓冲液以30～60ml/min的速度加入至前驱液中，剧烈搅拌，同时，以pH值分析仪连续测量正在加入缓冲液的前驱液的pH值，当pH值为9.5～10.5时，停止加入缓冲液，继续搅拌3～4h，静置陈化24～48h，抽滤分离出陈化后的固态物质；将所述固态物质用去离子水冲洗3～5次，在90～110℃下干燥8～16h，在500～600℃下焙烧2～4h，自然冷却后，在球磨机上研磨1～2h，即得到Fe改性水滑石衍生复合氧化物；
步骤三、涂层浆料的制备：
称取已确定质量的H2PtCl6·6H2O、PdCl2、Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O、纯质γ-Al2O3、铝溶胶及步骤二制备得到的Fe改性水滑石衍生复合氧化物；将上述原料加入到质量相当于所计划制备催化涂层总质量10～15倍的去离子水中，充分搅拌；再加入已确定质量的聚乙二醇和硝酸，得到混合溶液；以1mol/L的NaOH溶液或纯冰乙酸调节该混合溶液的pH值为3～4，继续搅拌混合物以形成均匀悬浊液；将所述悬浊液在湿法研磨机上研磨至中位粒径处于1.0～1.2微米范围内，然后在60～80℃下搅拌16～24h，即得到涂层浆料；
步骤四、涂层浆料的涂覆：
按照催化涂层与堇青石蜂窝陶瓷载体的质量百分比为：10～30％/90～70％，并进行如下浸渍、干燥和煅烧处理：
将圆柱形的400目的堇青石蜂窝陶瓷载体浸没于60～80℃的所述涂层浆料中，且堇青石蜂窝陶瓷载体的上端面高于所述涂层浆料的液面；待涂层浆液自然提升充满所述堇青石蜂窝陶瓷载体的所有孔道后，将堇青石蜂窝陶瓷载体从涂层浆料中取出，吹掉孔道内残留流体，在90～110℃下干燥6～12h，再在500～600℃下煅烧2～4h；
重复上述浸渍、干燥和煅烧过程2～3次，即得到基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂。
6.一种基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂的用途，其特征是：将权利要求5所述的制备方法制备得到的基于铁改性水滑石衍生氧化物的柴油车尾气净化催化剂进行封装，并将封装后的催化剂安装于柴油车的排气道内，通过NOx吸附-还原反应净化柴油车排气中的NOx污染物。
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