CN111589446A - 一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂及制备方法 - Google Patents
一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111589446A CN111589446A CN202010590128.3A CN202010590128A CN111589446A CN 111589446 A CN111589446 A CN 111589446A CN 202010590128 A CN202010590128 A CN 202010590128A CN 111589446 A CN111589446 A CN 111589446A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- carrier
- coating
- stirring
- noble metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 97
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 57
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 52
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000006255 coating slurry Substances 0.000 claims description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 24
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 20
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 14
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 10
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 9
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 5
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 3
- 229910003609 H2PtCl4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910020427 K2PtCl4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002666 PdCl2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 2
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 11
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 10
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 8
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 8
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 8
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 6
- NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N platinum(2+);dinitrate Chemical compound [Pt+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HRGDZIGMBDGFTC-UHFFFAOYSA-N platinum(2+) Chemical compound [Pt+2] HRGDZIGMBDGFTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 3
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 2
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000020897 Formins Human genes 0.000 description 1
- 108091022623 Formins Proteins 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012494 Quartz wool Substances 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001954 samarium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/656—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/6562—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于柴油车尾气污染处理技术领域，尤其涉及一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，包括载体以及涂覆于载体上的催化剂涂层，所述催化剂涂层的涂覆量为5～40g/L，所述催化剂涂层包括混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83、负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈。另外，本发明还涉及一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂的制备方法。相比于现有技术，本发明制得的催化剂稳定性更好，具有良好的碳颗粒氧化能力。
Description
技术领域
本发明属于柴油车尾气污染处理技术领域，尤其涉及一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂及制备方法。
背景技术
柴油车由于燃油效率高、动力性能稳定，在交通运输方面得到了广泛的应用。而随着柴油车数量的不断增加，柴油车导致的大气环境污染也越来越引起人们的广泛关注。柴油车排放的污染物中主要有一些一氧化碳、碳氢、氮氧化物以及颗粒物。
颗粒捕捉器DPF能够减少柴油发动机所产生的烟灰达90％以上，被认为是目前技术条件下柴油车碳烟颗粒去除达到高标准的最佳技术手段。对捕集到的废气中的微粒物进行氧化称之为再生，再生有主动再生和被动再生两种方法。其中，被动再生即利用捕捉器中的催化剂先将NO氧化成NO2，再用NO2的强氧化性与碳颗粒反应降低其燃烧温度，使在柴油车尾气温度区间(150～400℃)连续发生氧化反应再生。
贵金属催化剂，能够将NO氧化成NO2，促进颗粒与NO2氧化反应，实现良好的碳颗粒氧化催化效果，但贵金属的使用成本高，且在实际应用中，需要在低于柴油机尾气温度范围(150℃～400℃)的温度下才能实现比更优化的碳颗粒氧化催化效果。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，具有良好的碳颗粒氧化能力。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，包括载体以及涂覆于载体上的催化剂涂层，所述催化剂涂层的涂覆量为5～40g/L，所述催化剂涂层包括混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83、负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈。
作为本发明所述的用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂的一种改进，所述贵金属Pt和所述贵金属Pd的总用量为1～60g/ft3，其中，Pt：Pd的用量比为1:1～10:1。
作为本发明所述的用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂的一种改进，所述氧化铈质量占所述催化剂涂层总质量的3～15％，所述粘接剂质量占所述催化剂涂层总质量的3～6％。
作为本发明所述的用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂的一种改进，所述混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83和所述氧化铝的质量比为1:1～5:1。
作为本发明所述的用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂的一种改进，所述粘接剂为铝溶胶和/或PVA；当粘接剂为铝溶胶和PVA时，所述铝溶胶和所述PVA的质量比为1:1～3:1。
作为本发明所述的用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂的一种改进，所述载体为壁流式的碳化硅蜂窝载体或者壁流式的陶瓷蜂窝载体，所述载体的目数为200～300。
本发明的目的之二在于：提供一种说明书前文任一段所述的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
负载Pt的氧化铝的制备：将氧化铝溶解于去离子水中，搅拌至完全溶解后加入柠檬酸搅拌，再加入贵金属Pt盐溶液继续搅拌，移至水浴锅中，在搅拌条件下将水份蒸干后，然后以120℃烘干3～6h，再以500℃煅烧2～5h；
负载Pd的氧化铈的制备：将贵金属Pd盐溶液按CeO2饱和吸附率加水稀释后，在搅拌条件下，将稀释后的贵金属Pd盐溶液浸渍于CeO2上，浸渍后的负载贵金属Pd的CeO2先以120℃烘干4～6h，再以500℃煅烧2～4h；
混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83的制备：先将分别含有Sm、Sr、Ce、Mn的金属盐溶液按金属离子Sm：Sr：Ce：Mn为1:1:1:7的摩尔比溶解于去离子水中，在搅拌条件下，再加入柠檬酸继续搅拌2h，然后将溶液置于95℃水浴锅中不断搅拌，形成粘稠的凝胶；再将粘稠的凝胶转移至烘箱中以5℃/min升温至150℃保温12h，取出搅碎，最后以10℃/min升温至450℃～650℃煅烧2h～6h，得到混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83；
涂覆浆料的制备：将负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈、混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83分别加入到溶剂中，搅拌情况下添加粘结剂，搅拌均匀后，球磨至D50为3um～7um，得到涂覆浆料；
催化剂的制备：取一具有多孔道蜂窝结构的载体，在相邻两所述孔道中，一所述孔道的进气端封闭且出气端敞开，另一所述孔道的进气端敞开且出气端封闭；将涂覆浆液倒入容器中，孔道的进气端向下，使所述载体浸入所述涂覆浆液中，出气端暴露在空气中，浸渍取出，让多余涂覆浆料从进气端流出，再用空压机压缩空气吹扫多余涂覆浆料，完成浸渍涂覆；将涂覆完催化剂的载体以120～150℃烘干2～5h，水份蒸干后，再以500℃煅烧2～5h，冷却至室温，在载体表面形成催化剂涂层。
作为本发明所述的催化剂的制备方法的一种改进，所述去离子水与所述氧化铝的质量比为10:1；所述柠檬酸与所述贵金属Pt两者摩尔比为8:1。
作为本发明所述的催化剂的制备方法的一种改进，所述贵金属Pt盐溶液和所述贵金属Pd盐溶液的浓度均为10～20％，所述贵金属Pt盐溶液为Pt(NO3)2、H2PtCl4、(NH3)Pt(NO3)2、K2PtCl4、(NH3)4Pt(OH)2和Cl4Pt(NH3)2中的至少一种；所述贵金属Pd盐溶液为Pd(NO3)2和/或PdCl2。
作为本发明所述的催化剂的制备方法的一种改进，所述涂覆浆料的固含量为5～25％。
相比于现有技术，本发明的有益效果包括但不限于：
1)本发明的催化剂涂层中含有混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83，该混合相氧化物无论起燃温度还是高温对NO氧化率均比贵金属铂有优势，上游的NO气氛进入颗粒捕集器通道时，混合相氧化物将其氧化生成NO2，大量的NO2与碳颗粒发生被动再生催化氧化，具有良好的碳颗粒氧化能力。
2)本发明的催化剂涂层中含有混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83，该混合相氧化物其中含有的稀土元素在我国储量丰富、价格实惠，另外，该混合相氧化物的制备方法简便，可完成规模化量产，而且该混合相氧化物含有稳定的莫来石结构相，具有良好的高温热稳定性。
3)本发明的催化剂涂层中，加入少量贵金属，将贵金属Pt和Pd分别负载于不同基体上，使贵金属粒子尽可能地分布在载体表面，实现贵金属的充分利用，有助于提高对CO、HC物种的活性，降低起燃温度，减少对混合相氧化物活性位的竞争吸附，实现混合相氧化物对碳颗粒的高效氧化。
附图说明
图1是混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83和负载Pt的三氧化二铝两者对NO的氧化活性对比图。
具体实施方式
本发明所述的用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂的一种实施方式，包括载体以及涂覆于载体上的催化剂涂层，催化剂涂层的涂覆量为5～40g/L，催化剂涂层包括混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83、负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈。需要说明的是，混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83，混合相是指包含莫来石相、尖晶石相和萤石相的混合相，更具体来说，莫来石相是由锶、钐、锰氧化物形成的，尖晶石相是由锰氧化物形成的，萤石相是由铈氧化物形成的。
在本实施方式中，贵金属Pt和贵金属Pd的总用量为1～60g/ft3，其中，Pt：Pd的用量比为1:1～10:1。
在本实施方式中，氧化铈质量占催化剂涂层总质量的3～10％，粘接剂质量占催化剂涂层总质量的3～6％。
在本实施方式中，混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83和氧化铝的质量比为1:1～5:1。
在本实施方式中，粘接剂为铝溶胶和/或PVA；当粘接剂为铝溶胶和PVA时，铝溶胶和所述PVA的质量比为1:1～3:1。
在本实施方式中，载体为壁流式的碳化硅蜂窝载体或者壁流式的陶瓷蜂窝载体，所述载体的目数为200～300。
下面结合具体实施例和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
以下实施例和对比例中所采用的载体均是经切割得到的小样，从距离壁流式蜂窝陶瓷载体出气端4.5cm处切割，制备直径4.5cm、高度4.5cm的圆柱体载体小样，用针筒注射器将耐高温胶水注射入进气端，将进气端的部分进口封闭，晾置一段时间后，放入烘箱中250℃烘3h，至胶水完全烘干，取出备用。
实施例1
本实施例提供一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，包括载体以及涂覆于载体上的催化剂涂层，催化剂涂层的涂覆量为15g/L，催化剂涂层包括混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83、负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈，其中，贵金属的总用量为10g/ft3，Pt：Pd的用量比为2:1，CeO2占催化剂涂层总质量的5％，混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83和氧化铝的质量比为2:1。该催化剂的制备包括以下步骤：
负载Pt的氧化铝的制备：
按比例称取氧化铝、浓度10％的硝酸铂溶液以及柠檬酸(n柠檬酸：n铂＝8:1)，将氧化铝溶解去离子水中，搅拌30min，完全溶解后加入柠檬酸搅拌20min，再加入硝酸铂溶液搅拌，然后移至水浴锅中，在搅拌条件下将水份蒸干后，然后先在烘箱以120℃烘3h，再以500℃煅烧2h。
负载Pd的氧化铈的制备：
按比例称取称取氧化铈、浓度10％的硝酸钯溶液，将硝酸钯溶液稀释后，在搅拌情况下，将硝酸钯溶液浸渍于CeO2上，浸渍后的负载贵金属的CeO2先在烘箱中以120℃烘3h，再以500℃煅烧2h。
混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83的制备：
先将分别含有Sm、Sr、Ce、Mn的金属盐溶液按金属离子Sm：Sr：Ce：Mn为1:1:1:7的摩尔比溶解于去离子水中，在搅拌条件下，再加入柠檬酸继续搅拌2h，然后将溶液置于95℃水浴锅中不断搅拌，形成粘稠的凝胶；再将粘稠的凝胶转移至烘箱中以5℃/min升温至150℃保温12h，取出搅碎，最后以10℃/min升温至550℃煅烧4h，得到混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83。
涂覆浆料的制备：
将负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈、混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83分别加入到溶剂中，搅拌情况下添加占催化剂涂层总质量5％的PVA粘结剂，搅拌均匀后，球磨至D50为3um～7um，得到固含量为8％的涂覆浆料，涂覆浆料的量足够涂覆一个载体。
催化剂的制备：
取一具有多孔道蜂窝结构的载体，在相邻两孔道中，一孔道的进气端封闭且出气端敞开，另一孔道的进气端敞开且出气端封闭；将涂覆浆液倒入容器中，浆液高度4cm，孔道的进气端向下，使载体浸入所述涂覆浆液中，出气端暴露在空气中，浸渍后取出，让多余涂覆浆料从进气端流出，再用空压机压缩空气吹扫多余涂覆浆料，晾置一段时间后，完成浸渍涂覆；将涂覆完催化剂的载体以150℃烘干2h，水份蒸干后，再以500℃煅烧3h，冷却至室温，在载体表面形成催化剂涂层，称量增重1.07g，涂覆量15.3g/L。
实施例2
本实施例提供一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，包括载体以及涂覆于载体上的催化剂涂层，催化剂涂层的涂覆量为20g/L，催化剂涂层包括混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83、负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈，其中，贵金属的总用量为10g/ft3，Pt：Pd的用量比为3:1，CeO2占催化剂涂层总质量的5％，混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83和氧化铝的质量比为3:1。该催化剂的制备包括以下步骤：
负载Pt的氧化铝的制备：
按比例称取氧化铝、浓度10％的硝酸铂溶液以及柠檬酸(n柠檬酸：n铂＝8:1)，将氧化铝溶解去离子水中，搅拌30min，完全溶解后加入柠檬酸搅拌20min，再加入硝酸铂溶液搅拌，然后移至水浴锅中，在搅拌条件下将水份蒸干后，然后先在烘箱以120℃烘3h，再以500℃煅烧2h。
负载Pd的氧化铈的制备：
按比例称取称取氧化铈、浓度10％的硝酸钯溶液，将硝酸钯溶液稀释后，在搅拌情况下，将硝酸钯溶液浸渍于CeO2上，浸渍后的负载贵金属的CeO2先在烘箱中以120℃烘3h，再以500℃煅烧2h。
混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83的制备：
先将分别含有Sm、Sr、Ce、Mn的金属盐溶液按金属离子Sm：Sr：Ce：Mn为1:1:1:7的摩尔比溶解于去离子水中，在搅拌条件下，再加入柠檬酸继续搅拌2h，然后将溶液置于95℃水浴锅中不断搅拌，形成粘稠的凝胶；再将粘稠的凝胶转移至烘箱中以5℃/min升温至150℃保温12h，取出搅碎，最后以10℃/min升温至550℃煅烧4h，得到混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83。
涂覆浆料的制备：
将负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈、混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83分别加入到溶剂中，搅拌情况下添加占催化剂涂层总质量3％的PVA粘结剂，搅拌均匀后，球磨至D50为3um～7um，得到固含量为11％的涂覆浆料，涂覆浆料的量足够涂覆一个载体。
催化剂的制备：
取一具有多孔道蜂窝结构的载体，在相邻两孔道中，一孔道的进气端封闭且出气端敞开，另一孔道的进气端敞开且出气端封闭；将涂覆浆液倒入容器中，浆液高度4cm，孔道的进气端向下，使载体浸入所述涂覆浆液中，出气端暴露在空气中，浸渍后取出，让多余涂覆浆料从进气端流出，再用空压机压缩空气吹扫多余涂覆浆料，晾置一段时间后，完成浸渍涂覆；将涂覆完催化剂的载体以150℃烘干2h，水份蒸干后，再以500℃煅烧3h，冷却至室温，在载体表面形成催化剂涂层，称重增重1.45g，涂覆量20.7g/L。
实施例3
本实施例提供一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，包括载体以及涂覆于载体上的催化剂涂层，催化剂涂层的涂覆量为25g/L，催化剂涂层包括混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83、负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈，其中，贵金属的总用量为5g/ft3，Pt：Pd的用量比为2:1，CeO2占催化剂涂层总质量的5％，混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83和氧化铝的质量比为3:1。该催化剂的制备包括以下步骤：
负载Pt的氧化铝的制备：
按比例称取氧化铝、浓度10％的硝酸铂溶液以及柠檬酸(n柠檬酸：n铂＝8:1)，将氧化铝溶解去离子水中，搅拌30min，完全溶解后加入柠檬酸搅拌20min，再加入硝酸铂溶液搅拌，然后移至水浴锅中，在搅拌条件下将水份蒸干后，然后先在烘箱以120℃烘3h，再以500℃煅烧2h。
负载Pd的氧化铈的制备：
按比例称取称取氧化铈、浓度10％的硝酸钯溶液，将硝酸钯溶液稀释后，在搅拌情况下，将硝酸钯溶液浸渍于CeO2上，浸渍后的负载贵金属的CeO2先在烘箱中以120℃烘3h，再以500℃煅烧2h。
混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83的制备：
先将分别含有Sm、Sr、Ce、Mn的金属盐溶液按金属离子Sm：Sr：Ce：Mn为1:1:1:7的摩尔比溶解于去离子水中，在搅拌条件下，再加入柠檬酸继续搅拌2h，然后将溶液置于95℃水浴锅中不断搅拌，形成粘稠的凝胶；再将粘稠的凝胶转移至烘箱中以5℃/min升温至150℃保温12h，取出搅碎，最后以10℃/min升温至550℃煅烧4h，得到混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83。
涂覆浆料的制备：
将比例称取负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈、混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83分别加入到溶剂中，搅拌情况下添加占催化剂涂层总质量4％的PVA粘结剂，搅拌均匀后，球磨至D50为3um～7um，得到固含量为14％的涂覆浆料，涂覆浆料的量足够涂覆一个载体。
催化剂的制备：
取一具有多孔道蜂窝结构的载体，在相邻两孔道中，一孔道的进气端封闭且出气端敞开，另一孔道的进气端敞开且出气端封闭；将涂覆浆液倒入容器中，浆液高度4cm，孔道的进气端向下，使载体浸入所述涂覆浆液中，出气端暴露在空气中，浸渍后取出，让多余涂覆浆料从进气端流出，再用空压机压缩空气吹扫多余涂覆浆料，晾置一段时间后，完成浸渍涂覆；将涂覆完催化剂的载体以150℃烘干2h，水份蒸干后，再以500℃煅烧3h，冷却至室温，在载体表面形成催化剂涂层，称重增重1.81g，涂覆量25.8g/L。性能测试
1)取150mg实施例1制得的混合相氧化物和150mg负载有2％Pt的三氧化二铝进行NO氧化活性测试，具体测试参数为：400ppmNO，10％O2，余N2，空速100000h-1。测试结果如图1所示。
2)测试实施例1～3制得的催化剂去除碳颗粒的转化率，将Printex-U生产的模拟柴油机尾气中碳颗粒加载至涂覆完催化剂涂层的载体中，加载量5±0.5g/L。加载后用石英棉包裹放入直径为4.5cm的管式炉中，向管式炉通入模拟柴油气(800ppmNO，300ppmCO，225ppmC3H6，10％O2，余N2，空速25000h-1)，反应温度200℃～650℃，每个温度段反应30min，冷却至50℃后取出称重，减少的质量为该温度段的再生氧化量。结果见表1。
表1测试结果
由图1可以看出，相比于贵金属负载三氧化二铝，混合相氧化物相无论起燃温度下还是高温条件下对NO的催化氧化性均比较好。
由表1的测试数据可以看出，本发明的催化剂在去除柴油车碳烟颗粒物上效果显著。由实施例1～3互相对比可知，在贵金属量减少以及贵金属同等用量的情况下，增加混合相氧化物的量均可提高去除碳颗粒的转化率，证明该混合相氧化物在去除柴油车颗粒物的可行性。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，其特征在于：包括载体以及涂覆于载体上的催化剂涂层，所述催化剂涂层的涂覆量为5～40g/L，所述催化剂涂层包括混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83、负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈。
2.根据权利要求1所述的用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，其特征在于：所述贵金属Pt和所述贵金属Pd的总用量为1～60g/ft3，其中，Pt：Pd的用量比为1:1～10:1。
3.根据权利要求1所述的用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，其特征在于：所述氧化铈质量占所述催化剂涂层总质量的3～15％，所述粘接剂质量占所述催化剂涂层总质量的3～6％。
4.根据权利要求1所述的用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，其特征在于：所述混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83和所述氧化铝的质量比为1:1～5:1。
5.根据权利要求1所述的用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，其特征在于：所述粘接剂为铝溶胶和/或PVA；当粘接剂为铝溶胶和PVA时，所述铝溶胶和所述PVA的质量比为1:1～3:1。
6.根据权利要求1所述的用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂，其特征在于：所述载体为壁流式的碳化硅蜂窝载体或者壁流式的陶瓷蜂窝载体，所述载体的目数为200～300。
7.一种权利要求1～6任一项所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
负载Pt的氧化铝的制备：将氧化铝溶解于去离子水中，搅拌至完全溶解后加入柠檬酸搅拌，再加入贵金属Pt盐溶液继续搅拌，移至水浴锅中，在搅拌条件下将水份蒸干后，然后以120℃烘干3～6h，再以500℃煅烧2～5h；
负载Pd的氧化铈的制备：将贵金属Pd盐溶液按CeO2饱和吸附率加水稀释后，在搅拌条件下，将稀释后的贵金属Pd盐溶液浸渍于CeO2上，浸渍后的负载贵金属Pd的CeO2先以120℃烘干4～6h，再以500℃煅烧2～4h；
混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83的制备：先将分别含有Sm、Sr、Ce、Mn的金属盐溶液按金属离子Sm：Sr：Ce：Mn为1:1:1:7的摩尔比溶解于去离子水中，在搅拌条件下，加入柠檬酸继续搅拌2小时，然后将溶液置于95℃水浴锅中不断搅拌，形成粘稠的凝胶；再将粘稠的凝胶转移至烘箱中以5℃/min升温至150℃保温12小时，取出搅碎，最后以10℃/min升温至450℃～650℃煅烧2h～6h，得到混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83；
涂覆浆料的制备：将负载Pt的氧化铝、负载Pd的氧化铈、混合相氧化物SmSrCeMn7O14.83分别加入到溶剂中，搅拌情况下添加粘结剂，搅拌均匀后，球磨至D50为3um～7um，得到涂覆浆料；
催化剂的制备：取一具有多孔道蜂窝结构的载体，在相邻两所述孔道中，一所述孔道的进气端封闭且出气端敞开，另一所述孔道的进气端敞开且出气端封闭；将涂覆浆液倒入容器中，孔道的进气端向下，使所述载体浸入所述涂覆浆液中，出气端暴露在空气中，浸渍取出，让多余涂覆浆料从进气端流出，再用空压机压缩空气吹扫多余涂覆浆料，完成浸渍涂覆；将涂覆完催化剂的载体以120～150℃烘干2～5h，水份蒸干后，再以500℃煅烧2～5h，冷却至室温，在载体表面形成催化剂涂层。
8.根据权利要求7所述的催化剂的制备方法，其特征在于：所述去离子水与所述氧化铝的质量比为10:1；所述柠檬酸与所述贵金属Pt两者摩尔比为8:1。
9.根据权利要求7所述的催化剂的制备方法，其特征在于：所述贵金属Pt盐溶液和所述贵金属Pd盐溶液的浓度均为10～20％，所述贵金属Pt盐溶液为Pt(NO3)2、H2PtCl4、(NH3)Pt(NO3)2、K2PtCl4、(NH3)4Pt(OH)2和Cl4Pt(NH3)2中的至少一种；所述贵金属Pd盐溶液为Pd(NO3)2和/或PdCl2。
10.根据权利要求7所述的催化剂的制备方法，其特征在于：所述涂覆浆料的固含量为5～25％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010590128.3A CN111589446A (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010590128.3A CN111589446A (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111589446A true CN111589446A (zh) | 2020-08-28 |
Family
ID=72184367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010590128.3A Pending CN111589446A (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111589446A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040018939A1 (en) * | 2002-04-18 | 2004-01-29 | Chigapov Albert N. | PGM-free washcoats for catalyzed diesel particulate filter applications |
| CN104024592A (zh) * | 2011-09-23 | 2014-09-03 | 舒宾公司 | 混合相氧化物催化剂 |
| CN105492119A (zh) * | 2013-08-30 | 2016-04-13 | 大塚化学株式会社 | 排气净化过滤器和排气净化装置 |
| CN106902865A (zh) * | 2017-02-13 | 2017-06-30 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 柴油车颗粒氧化性催化剂及其制备方法 |
| CN108855075A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-23 | 东莞诺维新材料科技有限公司 | 一种用于柴油车的氧化型催化剂的制备方法 |
-
2020
- 2020-06-24 CN CN202010590128.3A patent/CN111589446A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040018939A1 (en) * | 2002-04-18 | 2004-01-29 | Chigapov Albert N. | PGM-free washcoats for catalyzed diesel particulate filter applications |
| CN104024592A (zh) * | 2011-09-23 | 2014-09-03 | 舒宾公司 | 混合相氧化物催化剂 |
| CN105492119A (zh) * | 2013-08-30 | 2016-04-13 | 大塚化学株式会社 | 排气净化过滤器和排气净化装置 |
| CN106902865A (zh) * | 2017-02-13 | 2017-06-30 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 柴油车颗粒氧化性催化剂及其制备方法 |
| CN108855075A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-23 | 东莞诺维新材料科技有限公司 | 一种用于柴油车的氧化型催化剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄勇等: "MnCePrO_(2-δ)复合氧化物在O_2及NO_x气氛中对柴油机颗粒的氧化活性研究", 《柴油机》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8057768B2 (en) | Device for the purification of diesel exhaust gases | |
| US9120077B2 (en) | Surface-coated zeolite materials for diesel oxidation applications | |
| CN114247448B (zh) | 一种柴油机排气后处理用的氧化型催化器及其制造方法 | |
| AU2008361642B2 (en) | A prepositive oxidation catalyst for diesel vehicles and its preparation method | |
| CN109529924B (zh) | 一种doc分子筛催化剂及其制备和催化氧化柴油车尾气的用途 | |
| JP2020508843A (ja) | ディーゼルエンジンの排気ガス浄化用触媒 | |
| CN111617773A (zh) | 一种高燃油起燃性能的doc催化涂层及其制备方法 | |
| CN106807432A (zh) | 一种用于NO氧化的Pt‑Pd双金属催化剂及其制备方法 | |
| CN112058261B (zh) | 一种整体式柴油尾气氧化催化剂、制备方法和应用 | |
| CN112717927B (zh) | 汽车尾气处理催化剂的制备方法和应用 | |
| CN111939917B (zh) | 一种具有良好抗硫性能的dpf催化剂及其制备方法 | |
| CN111589446A (zh) | 一种用于去除柴油车尾气中颗粒物的催化剂及制备方法 | |
| CN111939905B (zh) | 一种汽车尾气用的催化剂的制备方法及其产品和应用 | |
| JP2024505898A (ja) | 集中分散型ｐｇｍを有するパティキュレートフィルター、及びその調製方法 | |
| JP3800200B2 (ja) | 排ガス浄化方法及び排ガス浄化用触媒 | |
| CN113274879A (zh) | 一种气体机用尾气后处理系统及其制备方法和应用 | |
| CN111715222A (zh) | 一种用于柴油机尾气净化氧化型doc催化剂的制备方法 | |
| CN111167508A (zh) | 一种用于高温尾气的氨氧化催化剂及其制备方法 | |
| CN112727567B (zh) | 柴油机用颗粒物过滤器及其在一体化减少柴油机冷启动阶段NOx和碳烟颗粒排放中的应用 | |
| CN115814846B (zh) | 一种铁钴分子筛hc-scr催化器的制备方法 | |
| CN115814844B (zh) | 一种铜分子筛hc-scr催化器的制备方法 | |
| JP4390928B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒およびその製造方法 | |
| CN114904569B (zh) | 一种耐水汽的甲烷燃烧催化剂 | |
| CN111921540B (zh) | 一种汽车尾气用的三效催化剂的制备方法及其产品和应用 | |
| CN114622971B (zh) | 一种用于氢内燃机的后处理系统及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200828 |