CN109499593B - 一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法及所得产品和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法及所得产品和应用，步骤是：在整体式催化剂载体上生长出氧化锌纳米棒，在生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体上负载碳酸钾，得整体式催化剂。本发明通过原位生长的方式在整体式催化剂载体上生长上均一规整的氧化锌纳米棒结构，然后再负载钾活性成分制成整体式催化剂，该催化剂可作为DPF直接用于捕集碳烟颗粒物进行催化燃烧，其制备方法简单、易于实施，催化剂背压低、过滤效率高、碳烟与催化剂接触效率高、催化碳烟颗粒燃烧活性高，可以实现DPF的低温主动再生，解决了现有直接涂覆式催化剂背压高、过滤效率低、催化活性差的问题，经济和社会效应显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法，还涉及该整体式催化剂在柴油车尾气碳烟消除中的应用，属于柴油车尾气催化净化技术领域。
背景技术
近年来，我国大多个城市缕次遭受严重的雾霾侵袭，雾霾的主要来源之一是柴油车尾气排放的碳烟(Soot) 颗粒物，而柴油车颗粒物捕集器（Diesel Particulate Filter简称DPF）是用于去除soot的最有为有效的技术。为了实现DPF的再生，必须将催化剂涂敷在DPF上，来达到降低碳烟燃烧起燃温度的目的。但是，目前的催化剂涂覆方法是将催化剂制成浆料然后涂到DPF上，这种涂覆方式很容易造成DPF的孔洞堵塞，致使涂敷催化剂后的DPF背压增大、过滤效率降低，因此，急需一种捕集效率高、背压低、过滤效率高的DPF制备技术。此外，碳烟燃烧为固(碳烟颗粒)-固(催化剂)-气(O2)反应，为改善这一固(Soot)-固(催化剂)-气(O2)反应的活性，必须提高催化剂和碳烟的接触。而现有催化剂的涂覆方式并不能使所有催化剂充分与碳烟进行有效的接触。目前， K作为催化Soot燃烧的活性成分已有报道（Zhang et al., Environ. Sci. Technol. 2010, 44：8254-8258, Zhang et al.,Journal of Catalysis. 2010, 271:12-21, Li et al., Scientific Reports. 2014, 4(7496):4725, Lv et al., Scientific Reports. 2017, 7(1):3300.），但是，将钾直接负载在整体式催化剂上的工艺还未报道。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法及所得产品，该方法操作简单，易于实施，先在催化剂载体上生长氧化锌纳米棒然后再负载钾活性成分，大大提高了催化剂的碳烟捕捉能力，降低了催化剂背压，降低了碳烟的起燃温度，提高了碳烟的催化效率。
本发明还提供了该含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂在柴油车尾气碳烟消除中的应用，该催化剂可以作为柴油车颗粒物捕集器，处理柴油车尾气的碳烟，碳烟起燃温度低、催化效率高、处理能力强、可以再生，能够很好的去除柴油车尾气中的碳烟颗粒，保护环境。
本发明具体技术方案如下：
一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）在整体式催化剂载体上生长出氧化锌纳米棒；
（2）在生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体上负载活性组分碳酸钾，得含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂。
碳烟颗粒为固体，催化剂也为固体，碳烟颗粒在催化剂下与空气发生催化氧化反应形成二氧化碳。碳烟颗粒的催化氧化反应为固-气反应，为了改善固(碳烟颗粒)-固(催化剂)-气(O2)反应的活性，必须提高催化剂和碳烟的接触。本发明先在整体式催化剂载体（简称催化剂载体或载体）上原位生长出氧化锌纳米棒，然后再负载上碳酸钾催化活性成分。氧化锌纳米棒致密的分布在催化剂载体上，其形貌均一规则，起到拦截网的作用，提高了整体式催化剂对碳烟颗粒的捕集效率，增加了催化剂与碳烟颗粒的有效接触。经试验验证，生长氧化锌纳米棒的催化剂载体对碳烟颗粒的燃烧基本无催化作用，但是将钾负载到生长氧化锌纳米棒的催化剂载体上后，对碳烟颗粒表现出很好的催化效果，其比碳酸钾直接负载到催化剂载体上的催化活性大大提高，碳烟颗粒的燃烧活性显著提高。由此可以充分说明，氧化锌纳米棒的加入显著提高了钾的催化活性，而现有技术中对于将碳酸钾负载到DPF上原位生长有ZnO纳米棒的催化剂载体上提高碳烟催化效果的技术未见报道，本发明属于首创。
进一步的，本发明采用原位生长的方式在催化剂载体上生长氧化锌纳米棒，其方法如下：
a.将整体式催化剂载体浸入乙酸锌的乙醇溶液中，超声使乙酸锌充分负载到载体上，然后取出干燥；重复浸入、超声、干燥的步骤，共6-10次；
b.将最后一次干燥后的整体式催化剂载体进行焙烧，得到生长有氧化锌种子层的整体式催化剂载体；
c.将生长有氧化锌种子层的整体式催化剂载体放入含有乙酸锌和六亚甲基四胺的水溶液中，调整温度进行氧化锌纳米棒的生长，纳米棒生长完成后，将整体式催化剂载体取出，清洗、干燥，得到生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体。
进一步的，步骤a中，乙酸锌的乙醇溶液的浓度为15-25mmol/L，优选为20mmol/L；步骤c中，乙酸锌在水溶液中的浓度为10-15mmol/L，优选为12.5mmol/L，六亚甲基四胺与乙酸锌浓度相同。
进一步的，步骤a中，载体浸入乙酸锌的乙醇溶液中后，超声1-2min后取出干燥。超声可以采用常规的超声条件，例如实验室超声仪。超声后取出的载体在130-160℃，干燥时间为5-10min。
进一步的，步骤b中，干燥后的载体在空气气氛下进行焙烧，焙烧温度为300-400℃，焙烧时间为5-6 h。
进一步的，步骤c中，调整温度为80-90℃，氧化锌纳米棒在80-90℃下进行生长，生长时间为1-9 h。纳米棒生长完成后，将整体式催化剂载体取出，清洗、干燥，干燥的温度为80-90℃，时间为12-15 h。
进一步的，生长氧化锌纳米棒后，在生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体上再负载碳酸钾，步骤为：将负载量的碳酸钾均匀负载到生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体上，然后将载体干燥、焙烧，得到含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂。
进一步的，碳酸钾与生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体的质量比为0.03-0.08:1，优选为0.05:1。
进一步的，碳酸钾以水溶液的形式负载到载体上，可以将载体放入碳酸钾水溶液中，使碳酸钾在载体中达到所需的负载量，也可以将碳酸钾水溶液均匀的滴在载体上，以实现所需的负载量。
进一步的，负载碳酸钾后，在空气气氛、650-750℃下进行焙烧，焙烧时间为2-4 h。该焙烧温度低于碳酸钾的分解温度，因此最终的催化剂中钾仍然以碳酸钾的形式存在。通过焙烧提高了碳酸钾在载体上的附着能力。
进一步的，所述整体式催化剂载体可以为整体式催化剂常用的载体，例如堇青石、钛酸铝或碳化硅。
本发明制备的含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂通过先在载体上生长氧化锌纳米棒再负载碳酸钾的方式制备，通过钾和氧化锌纳米棒的共同作用提高了碳烟颗粒捕集能力，降低了背压，降低了碳烟起燃温度，提高了催化剂的催化活性和催化效率，因此该含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂也在本发明保护范围之内。
进一步的，本发明还提供了含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂在柴油车尾气碳烟消除中的应用，用于催化柴油车尾气的碳烟颗粒。优选的，作为柴油车颗粒物捕集器（DPF）。
本发明通过原位生长的方式在整体式催化剂载体上生长上均一规整的氧化锌纳米棒结构，然后再负载钾活性成分（即碳酸钾，下同）制成整体式催化剂，该催化剂可作为DPF直接用于捕集碳烟颗粒物进行催化燃烧，ZnO纳米棒和钾的结合既有利于高效率地捕集碳烟，又显著降低了碳烟的起燃温度，从而达到净化柴油车尾气的目的。
本发明整体式催化剂可以作为DPF使用，其制备方法简单、易于实施，催化剂背压低、过滤效率高、碳烟与催化剂接触效率高、催化碳烟颗粒燃烧活性高，可以实现DPF的低温主动再生，解决了现有直接涂覆式催化剂背压高、过滤效率低、催化活性差的问题，经济和社会效应显著。
附图说明
图1为实施例1中生长有ZnO纳米棒的钛酸铝载体的SEM图。
图2为实施例1制得的含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的SEM图。
具体实施方式
本发明提供了一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法，该整体式催化剂可以作为柴油车颗粒物捕集器（即DPF）使用，其制备方法包括以下步骤：
（1）DPF载体的预处理：
将DPF载体先放入适量的去离子水中超声洗涤，然后放入适量的无水乙醇中超声洗涤，清洗完成以后，把DPF载体放进烘箱里面干燥。
（2）ZnO纳米棒的生长：
①种子液的配制：配制乙酸锌乙醇溶液，搅拌至完全溶解，待用；
②种子的生长：将已干燥好的DPF载体放入①中配制好的乙酸锌种子液中并放入超声机中超声，然后将DPF载体从种子液中用镊子取出并放入烘箱中于干燥。然后将干燥后的DPF载体再浸入乙酸锌种子液中，浸入后超声处理，超声后取出干燥；如此重复浸入、超声、干燥的步骤，共6-10次，优选为8次。将最终干燥后的DPF载体放入马弗炉中在空气气氛下进行焙烧，焙烧完后等到马弗炉降至室温时将DPF载体取出，即完成了ZnO种子层的生长；
③纳米棒的生长：将铺满ZnO种子层的DPF载体放入含乙酸锌和六亚甲基四胺（HMT）的水溶液中，升温使氧化锌进行生长，然后将DPF载体从烧杯中取出，先后用去离子水和乙醇分别对DPF载体进行清洗，再将清洗后的DPF载体放入烘箱中干燥，得到生长有ZnO纳米棒的DPF载体。
（3）负载碳酸钾：
①K溶液配制：称取负载量的碳酸钾，用去离子水完全溶解；
②用滴管吸取碳酸钾溶液，并缓慢均匀的滴加到生长有ZnO纳米棒的DPF载体，滴加完成后将样品放入烘箱中干燥，焙烧，得到含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，即DPF。
进一步的，种子液配制时，乙酸锌乙醇溶液的浓度为15-25mmol/L，例如15mmol/L、18mmol/L、20mmol/L、22mmol/L、25mmol/L，优选为18-22mmol/L，更优选为20mmol/L。乙酸锌的浓度对种子的分散产生影响，进而影响ZnO纳米棒的分散，浓度过高会容易生长成密集的纳米棒，浓度过低会容易生长成稀疏的纳米棒，都不能达到想要的效果。
进一步的，种子生长过程中，浸入、超声、干燥的步骤共6-10次，优选为8次。
进一步的，种子生长过程中，干燥温度为130-160℃，例如130℃、140℃、150℃、160℃，干燥时间为5-10min，例如5min、6min、7min、8min、9min、10min。在此干燥温度和时间内，所得产品性能类似。
进一步的，种子生长过程中，焙烧温度为300-400℃，例如300℃、320℃、340℃、350℃、360℃、380℃、400℃，焙烧时间为5-6 h。在此焙烧温度和时间内，所得产品性能类似。
进一步的，纳米棒生长过程中，所用的含乙酸锌和六亚甲基四胺（HMT）的水溶液中，乙酸锌的浓度为10-15mmol/L，例如10mmol/L、11mmol/L、12mmol/L、12.5mmol/L、13mmol/L、14mmol/L、15mmol/L，优选为12-13mmol/L，更优选为12.5mmol/L。六亚甲基四胺的浓度与乙酸锌相同。乙酸锌和六亚甲基四胺的浓度对氧化锌纳米棒的尺寸会有影响，浓度过高会导致生长的纳米棒短而粗，浓度过低会导致纳米棒长而细，并且结构不均一。
进一步的，纳米棒生长过程中，纳米棒生长的合适温度为80-90℃，例如80℃、85℃、90℃，生长时间为1-9 h，例如1h、2h、4h、6h、8h、9h。不同的生长温度和时间下，所得的氧化锌纳米棒的尺寸不同。
进一步的，纳米棒生长过程中，干燥温度为80-90℃，例如80℃、85℃、90℃，时间为12-15 h，例如12h、13h、14h、15h。在此干燥温度和时间内，所得产品性能类似。
进一步的，负载碳酸钾时，碳酸钾与生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体的质量比为0.03-0.08:1，例如0.03、0.05:1、0.08:1，在此范围内，随着碳酸钾的增加，催化效果升高，至0.05:1后再升高催化效果升高不明显，因此优选0.05:1。
进一步的，负载碳酸钾时，干燥温度为80-90℃，例如80℃、85℃、90℃，时间为12-15 h，例如12h、13h、14h、15h。在此干燥温度和时间内，所得产品性能类似。
进一步的，负载碳酸钾时，焙烧在空气气氛下进行，焙烧温度为650-750℃，例如650℃、700℃、750℃，优选为700℃，都在碳酸钾未分解的温度之内，焙烧时间为2-4 h，例如2h、3h、4h，优选为2h。
进一步的，所述DPF载体为堇青石、钛酸铝或碳化硅。
下面，列举本发明的几个优选实施例，对本发明进行进一步解释和说明。下述实施例仅是示例性的，并不对本发明内容进行限制。
实施例1
（1）钛酸铝载体的预处理：
将钛酸铝载体先放入适量的去离子水中超声洗涤10min，再放入适量的无水乙醇中超声洗涤10 min，清洗完了以后，把钛酸铝载体放进烘箱里面并且在80℃下干燥2h。
（2）ZnO纳米棒的生长：
配制浓度为20 mmol/L 、100mL的乙酸锌乙醇溶液(称取0.4390 g的乙酸锌并加入到盛有100 mL乙醇溶液的烧杯中，搅拌至完全溶解)；
将（1）中干燥好的钛酸铝载体放入中配制好的乙酸锌种子液中并放入超声机中超声1 min，然后将钛酸铝载体从种子液中用镊子取出并放入烘箱中于150℃下干燥5min。重复上述这一超声与干燥过程7次，总共8次超声与干燥过程；将最后一次超声干燥后的钛酸铝载体放入马弗炉中，在空气气氛、350℃下焙烧5 h，升温速率为5℃/min。等到马弗炉降至室温时将钛酸铝载体取出，即完成了ZnO种子层的生长；
③量取100 mL去离子水并置于250 mL烧杯中，称取0.2744 g的二水合乙酸锌和0.1752 g的HMT并加入到盛有去离子水的烧杯中，磁力搅拌至形成均匀溶液，即配制得浓度同为12.5 mmol/L的乙酸锌+HMT反应液；将中生长过ZnO种子层的钛酸铝载体放入乙酸锌+HMT反应液中；达到水浴温度90℃，将盛有钛酸铝载体的乙酸锌+HMT反应体系放入其中，在磁力搅拌下反应1h，反应完成后将钛酸铝载体从烧杯中取出，先后用去离子水和乙醇对水浴过的载体进行超声清洗，再将清洗后的钛酸铝载体放入烘箱中80℃干燥12 h，得到生长有ZnO纳米棒的整体式钛酸铝材料，其SEM图如图1所示，氧化锌纳米棒粗细均匀、长度适中。
（3）负载碳酸钾：
①准确称量生长有ZnO纳米棒的整体式钛酸铝材料1g，然后准确称取0.05g的碳酸钾放入5 mL小烧杯中，向盛有碳酸钾烧杯中加入1 mL去离子水并搅拌至碳酸钾完全溶解，即配得所需的含钾溶液。
②用滴管吸取所配制的碳酸钾溶液，并缓慢均匀地滴加到生长有ZnO纳米棒的整体式钛酸铝材料上，滴加完成后将样品放入烘箱中于80℃下干燥12 h，然后在空气气氛下700℃焙烧2h，得到含钾和氧化锌纳米棒的整体式钛酸铝催化剂。所得整体式催化剂的SEM图如图2所示，从图中可以看出，氧化锌纳米棒上负载有碳酸钾活性成分，因为纳米棒的存在，提高了碳酸钾活性成分的分散均匀度。相对于现有催化剂的涂覆法制备方式，降低了整体式催化剂的背压，并且降低了碳烟燃烧起燃温度。
实施例2
按照实施例1的方法制备含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，不同的是：将钛酸铝替换为堇青石。
实施例3
按照实施例1的方法制备含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，不同的是：将钛酸铝替换为碳化硅。
实施例4
按照实施例2的方法制备含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，不同的是：步骤（2）③中，生长过ZnO种子层的堇青石载体放入乙酸锌+HMT反应液中，在90℃的水浴温度下磁力搅拌反应6h。
实施例5
按照实施例3的方法制备含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，不同的是：步骤（2）③中，生长过ZnO种子层的碳化硅载体放入乙酸锌+HMT反应液中，在90℃的水浴温度下磁力搅拌反应9h。
实施例6
按照实施例1的方法制备含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，不同的是：步骤（2）中，乙酸锌乙醇溶液的浓度为15mmol/L。
实施例7
按照实施例1的方法制备含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，不同的是：步骤（2）中，乙酸锌乙醇溶液的浓度为25mmol/L。
实施例8
按照实施例1的方法制备含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，不同的是：步骤（2）③中，乙酸锌和六亚甲基四胺的浓度均为10mmol/L。
实施例9
按照实施例1的方法制备含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，不同的是：步骤（2）③中，乙酸锌和六亚甲基四胺的浓度均为15mmol/L。
实施例10
按照实施例1的方法制备含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，不同的是：步骤（2）③中，生长过ZnO种子层的钛酸铝载体放入乙酸锌+HMT反应液中，在80℃的水浴温度下磁力搅拌反应3h。
实施例11
按照实施例1的方法制备含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，不同的是：步骤（3）中，碳酸钾的质量为0.03g。
实施例12
按照实施例1的方法制备含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂，不同的是：步骤（3）②中，在空气气氛下650℃焙烧3h。
对比例1
（1）钛酸铝载体的预处理：同实施例1。
（2）准确称量预处理后的钛酸铝载体1g，然后准确称取0.05g碳酸钾放入5 mL小烧杯中，向盛有碳酸钾烧杯中加入1 mL去离子水并搅拌至碳酸钾完全溶解，用滴管吸取配制的碳酸钾溶液，并缓慢均匀地滴加到预处理后的钛酸铝载体，滴加完成后将样品放入烘箱中，于80℃下干燥12h，然后在空气气氛下700℃焙烧2h，得到整体式催化剂。
对比例2
（1）钛酸铝载体的预处理：同实施例1。
（2）ZnO纳米棒的生长：同实施例1，得到生长有ZnO纳米棒的整体式钛酸铝材料，作为整体式催化剂。
为了验证本发明整体式催化剂（DPF）对柴油车尾气碳烟颗粒的催化效果，进行以下TPO模拟实验。
整体式催化剂TPO具体操作步骤是：按照对应的负载的碳酸钾含量，以9:1的质量比，称取对应的碳烟量，将碳烟分散到1 mL无水乙醇中，然后放入超声机中超声10 min，使其形成碳烟-乙醇悬浮液。用滴管吸取碳烟-乙醇悬浮液，然后缓慢均匀地滴加到整体式催化剂上。滴加完成后将整体式催化剂放入烘箱中在50℃下干燥5 h。取出干燥好的整体式催化剂，将其剥成片状物质，根据碳烟的负载量，取含0.5 g剥片后的催化剂，装入催化反应平台，进行整体式催化剂的TPO测试（5% O2/He）。将碳烟燃烧转化率为10 %、50 %、90 %时的温度分别定义为T 10、T 50和T 90，将碳烟燃烧速率最大时的温度定义为T m。将碳烟燃烧过程中生成CO2的量与反应生成CO和CO2总量的比值定义为CO2的选择性（S CO2）。
同时，设置碳烟非催化燃烧实验（空白实验），其步骤同整体式催化剂TPO的测试步骤一致，仅是将整体式催化剂替换为钛酸铝载体。
将实施例与对比例的整体式催化剂按照上述方法进行测试，结果如表1所示，从表中数据可以看出：实施例1-12制备的催化剂碳烟起燃温度低、二氧化碳选择性高，催化性能优异，与对比例1与2相比，T 10降低到385℃以下，选择性也提高到了88%以上。
以上所述的实施例均是对本发明的详细说明，应理解的是这些实施例仅为本发明的具体实施例，并不限于本发明，凡在本发明的原则范围内的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：
（1）在整体式催化剂载体上生长出氧化锌纳米棒；
（2）在生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体上负载活性组分碳酸钾，得含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂；
在生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体上负载碳酸钾的步骤为：将负载量的碳酸钾均匀负载到生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体上，然后将载体干燥、焙烧，得到含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂；
碳酸钾与生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体的质量比为0.03-0.08:1；
负载碳酸钾后，在空气气氛、650-750℃下进行焙烧，焙烧时间为2-4 h。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：生长氧化锌纳米棒的步骤为：
a.将整体式催化剂载体浸入乙酸锌乙醇溶液中，超声使乙酸锌充分负载到载体上，然后取出干燥；然后将干燥后的载体再浸入乙酸锌乙醇溶液中，浸入后超声处理，超声后取出干燥；再次重复浸入、超声、干燥的步骤，共6-10次；
b.将最后一次干燥后的整体式催化剂载体进行焙烧，得到生长有氧化锌种子层的整体式催化剂载体；
c.将生长有氧化锌种子层的整体式催化剂载体放入含有乙酸锌和六亚甲基四胺的水溶液中，调整温度进行氧化锌纳米棒的生长，纳米棒生长完成后，将整体式催化剂载体取出，清洗、干燥，得到生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是：生长氧化锌纳米棒时，步骤a中，乙酸锌乙醇溶液的浓度为15-25mmol/L；步骤c中，乙酸锌在水溶液中的浓度为10-15mmol/L，六亚甲基四胺与乙酸锌浓度相同。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：生长氧化锌纳米棒时，步骤a中，乙酸锌乙醇溶液的浓度为20mmol/L；步骤c中，乙酸锌在水溶液中的浓度为12.5mmol/L。
5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征是：生长氧化锌纳米棒时，步骤a中，超声时间为1-2min；步骤b中，在空气气氛、300-400℃下焙烧5-6 h；步骤c中，氧化锌纳米棒在80-90℃下进行生长，生长时间为1-9 h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：碳酸钾与生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体的质量比为0.05:1。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征是：所述整体式催化剂载体为堇青石、钛酸铝或碳化硅。
8.按照权利要求1-7中任一项所述的含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法制得的含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂。
9.权利要求8所述的含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂在柴油车尾气碳烟消除中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征是：含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂作为柴油车颗粒物捕集器。
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