CN113634286A - 一种在dpf上涂覆三明治型催化剂涂层的方法及所得产品和应用 - Google Patents

一种在dpf上涂覆三明治型催化剂涂层的方法及所得产品和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法及所得产品和应用，该方法先在DPF上涂覆一层铈基复合氧化物，然后再涂覆一层含钾的铈基复合氧化物，最后在最外层涂覆一层含少量贵金属的铈基复合氧化物，经过干燥、焙烧得到三明治型的CDPF。本发明在DPF上涂覆三明治型涂层可以将催化性能优异的钾活性组分固定在夹层中间，既可以防止钾与载体相互作用形成活性差的固定钾，又可以避免钾暴露在表层流失。利用本发明的方法，涂层的总上载量可以达到15‑45 g/L，制备的CDPF性能优异，具有巨大的市场应用潜力。

Description

一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法及所得产品和 应用
技术领域
本发明涉及一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，还涉及按照该方法制得的涂覆有三明治型催化剂涂层的DPF（CDPF），以及其在催化碳烟燃烧中的应用，属于催化剂制备技术领域。
背景技术
柴油车尾气污染物中的碳烟颗粒物（PM）的过量排放导致严重的环境污染问题，是引发雾霾天气的罪魁祸首之一，严重危害人类身体健康。随着国六的实施，对PM排放的限值越来越严格，而柴油车颗粒过滤捕集技术（DPF）是现阶段最广泛有效的去除PM的技术之一。但是DPF存在的缺点是：PM随着排气量的增多逐渐沉积在孔道壁，使排气阻力增大，耗油量增加。所以需要及时将沉积的PM去除，也就是DPF的再生。而催化型颗粒过滤器（CDPF）是对DPF技术的改进，该技术是将催化碳烟燃烧的活性组分涂覆在DPF上，在捕集PM的同时利用催化剂的催化性能，使PM能够在200-400℃范围内燃烧消除。因此，实现DPF再生的关键步骤是涂覆高活性的碳烟燃烧催化剂。
碳烟燃烧催化剂包括贵金属催化剂、碱金属催化剂和过渡金属氧化物催化剂。其中，碱金属催化剂，尤其是钾基催化剂具有价格低廉，熔点低，流动性好的优点，可显著提高催化剂与碳烟颗粒间的接触，从而提高催化碳烟燃烧活性。但是钾容易与载体相互作用形成活性差的固定钾，而且钾暴露在表层容易流失，这都大大降低了催化剂的催化效果。
发明内容
本发明针对K基催化剂容易与载体相互作用形成活性差的固定钾、而且钾暴露在表层容易流失的问题，提供了一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，该方法在DPF上涂覆三层涂层，其中钾催化剂位于第二层涂层中，形成三明治结构，既解决了钾与载体相互作用形成活性差的固定钾的问题，又解决了钾暴露在表层流失的问题，且第三涂层上负载有少量的贵金属，与钾催化剂协同搭配能显著提高催化碳烟燃烧的活性。
本发明具体技术方案如下：
一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，该方法包括以下步骤：
（1）将铈基复合氧化物与水混合后球磨，得到悬浊液，将粘结剂与水的混合液与上述悬浊液混合，得到第一涂层的浆料；
（2）将第一涂层的浆料涂覆到DPF上，烘干，得到第一层涂层；
（3）将铈基复合氧化物与水混合后球磨，得到悬浊液，将钾前驱体加入该悬浊液中，混合均匀；将粘结剂与水的混合液与上述悬浊液混合，得到第二涂层浆料；或者是，将铈基复合氧化物的前驱体溶于水中，混合均匀，然后将KOH溶液加入上述溶液中，得到胶体，成为第二涂层涂覆液；
（4）将第二涂层浆料或第二涂层涂覆液涂覆到DPF上，烘干、焙烧，得到第二层涂层；
（5）将铈基复合氧化物与水混合后球磨，得到悬浊液，加入贵金属前驱体溶液，混合均匀后，再加入粘结剂，得到第三涂层的浆料；
（6）将第三涂层的浆料涂覆到DPF上，烘干、焙烧，得到第三层涂层。
进一步的，步骤（1）、（3）、（5）中，所述铈基复合氧化物均指的是氧化铈与其他氧化物的复合物，其他氧化物为PrO2、ZrO2、La2O3、Nd2O3和Y2O3中的至少一种，在铈基复合氧化物中，CeO2：PrO2：ZrO2：La2O3：Nd2O3：Y2O3的质量比为20~80：0~50：0~80：0~50：0~50：0~13，其中PrO2、ZrO2、La2O3、Nd2O3、Y2O3的含量不同时为零，0表示该成分不存在。
进一步的，步骤（1）、（3）、（5）中，所述铈基复合氧化物可以采用沉淀法制得，沉淀法的具体操作步骤可以参照现有技术的报道，例如将各铈基氧化物的硝酸盐前驱体与氨水在水溶液中混合沉淀，然后抽滤烘干，500℃焙烧，即得。
进一步的，步骤（3）中，CeO2的前驱体为硝酸铈或醋酸铈，PrO2的前驱体为硝酸镨或醋酸镨，ZrO2的前驱体为硝酸锆，La2O3的前驱体为硝酸镧或醋酸镧，Nd2O3的前驱体为硝酸钕或醋酸钕，Y2O3的前驱体为硝酸钇或醋酸钇。
进一步的，步骤（1）、（3）、（5）中，所述粘结剂为磷酸、硅溶胶、拟薄水铝石或羧甲基纤维素钠。
进一步的，步骤（3）中，钾前驱体为KNO3、K2CO3、KOH或CH3COOK。
进一步的，步骤（5）中，所述贵金属为铂或/和钯，贵金属前驱体为氯铂酸、硝酸铂、Pt(NH3)2(NO2)2、Pt(NH3)4(OH)2、[Pt(NH3)4](NO3)2、氯化钯、硝酸钯、Pd(NH3)2(NO2)2、 [Pd(NH3)4](NO3)2中的至少一种。
进一步的，步骤（1）、（3）、（5）中，球磨后铈基复合氧化物的平均粒径为360~430nm。
进一步的，步骤（1）中，第一涂层的浆料中，铈基复合氧化物2~6重量份，粘结剂0.05~0.5重量份，水110~220重量份。
进一步的，步骤（2）中，第一涂层中，活性组分在DPF上的涂覆量为5-15g/L。
进一步的，步骤（2）中，将第一涂层的浆料涂覆到DPF上后，在60~90 ℃下烘干1~10h，再在100~150 ℃的下烘干1~10 h，得第一层涂层。烘干时，通过温度和时间的搭配实现烘干的目的，当温度高时，时间可以缩短，当温度低时，时间可以延长，优选的，在70 ℃下烘干5 h，再在110 ℃下烘干5h。
进一步的，步骤（3）中，方法a中，第二涂层的浆料中，铈基复合氧化物2~6重量份，钾前驱体2~15重量份，粘结剂0.05~0.5重量份，水110~220重量份。方法b中，铈基复合氧化物的前驱体以铈基复合氧化物计2~6重量份， KOH溶液（以2mol/L浓度计）4~35重量份，水100~200重量份。
进一步的，步骤（4）中，第二涂层中，活性组分在DPF上的涂覆量为5-15g/L。
进一步的，步骤（4）中，将第二涂层的浆料涂覆到DPF上后，在60~90 ℃下烘干1~10h，再在100~150 ℃的下烘干1~10 h，然后以0.5~20 ℃/min的升温速率升温至500~700 ℃并保温1~5 h进行焙烧，得到第二层涂层。烘干和焙烧时，通过温度和时间的搭配实现目的，优选的，在70 ℃下烘干5 h，再在110 ℃下烘干5h，然后以1-5 ℃/min的升温速率升温至500 -550 ℃并保温2 h。
进一步的，步骤（5）中，第三涂层的浆料中，铈基复合氧化物2~6重量份，粘结剂0.05~0.5重量份，贵金属前驱体以贵金属计0.1~1重量份，水110~220重量份。
进一步的，步骤（6）中，第三涂层中，活性组分在DPF上的涂覆量为5-15g/L。
进一步的，步骤（6）中，将第三涂层的浆料涂覆到DPF上后，在60~90 ℃下烘干1~10h，再在100~150 ℃的下烘干1~10 h，然后以0.5~20 ℃/min的升温速率升温至500~700 ℃并保温1~5 h进行焙烧，得到第三层涂层。烘干和焙烧时，通过温度和时间的搭配实现目的，优选的，在70 ℃下烘干5 h，再在110 ℃下烘干5h，然后以1-5 ℃/min的升温速率升温至500 -550℃并保温2 h。
进一步的，上述方法中，所述DPF指的是柴油颗粒过滤器，其为蜂窝陶瓷，常用的为堇青石蜂窝陶瓷载体。
进一步的，上述方法中，涂覆方式可以采用现有技术公开的方式，例如浸渍法、两端浸渍法等。
在本发明某一具体实施方式中，提供了一种具体的涂覆方法，如下：
a、首先，将铈基复合氧化物与一定量的去离子水混合，搅拌0.5~3 h后球磨，得到悬浊液；称取粘结剂溶于去离子水中，搅拌溶解后与铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌0.5~3 h，得到第一涂层的浆料；按照活性组分5~15 g/L的涂覆量，将制得的第一涂层的浆料定量涂覆到DPF上；将涂覆后的DPF在60~90 ℃的温度条件下烘干1~10 h，再转移到100~150 ℃的烘箱烘干1~10 h,得到涂覆完第一层涂层的DPF。
b、第二涂层的浆料的配制有两种方法，包括以下步骤：
第一种方法：首先量取一定量的去离子水与铈基复合氧化物混合，搅拌0.5~3 h后球磨，得到悬浊液，称取钾前驱体加入到该悬浊液中，搅拌0.5~3 h；称取粘结剂溶于去离子水中，再与上述悬浊液混合，继续搅拌0.5~3 h，得到第二涂层浆料；
第二种方法：称取铈基复合氧化物的前驱体，溶于去离子水中，搅拌1~10 h；称取氢氧化钾溶液，缓慢滴加到铈基复合氧化物前驱体溶液中，继续搅拌3~10 h，得到胶体，成为第二涂层涂覆液；
按照活性组分5~15 g/L的涂覆量，将通过第一种或第二种方法制得的第二涂层浆料或第二涂层涂覆液定量涂覆到经过步骤a的DPF上；将涂覆后的DPF在60~90 ℃的温度条件下烘干1~10 h，再转移到100~150 ℃的烘箱烘干1~10 h，将烘干后的DPF以0.5~20 ℃/min的升温速率升温至500~700 ℃并保温1~5 h，得到涂覆完第二层涂层的DPF。
c、首先量取一定量的去离子水与铈基复合氧化物混合，搅拌0.5~3 h后球磨，得到悬浊液；再加入贵金属前驱体溶液，搅拌0.5~3 h；再加入粘结剂，继续搅拌0.5~3 h，得第三涂层的浆料；按照活性组分5~15 g/L的涂覆量，将第三涂层的浆料定量涂覆到经过步骤b的DPF上；在 60~90 ℃的温度条件下烘干1~10 h，再转移到100~150 ℃的烘箱烘干1~10 h，将烘干后的DPF以0.5~20 ℃/min的升温速率升温至500~700 ℃并保温1~5 h，得到三明治型的催化型颗粒过滤器（CDPF）成品。
本发明还提供了一种涂覆有三明治型催化剂涂层的DPF，也可以称之为三明治型的催化型颗粒过滤器（CDPF），其包括DPF，在DPF上涂覆有三层涂层，其中第一层涂层与DPF直接接触，其活性组分为铈基复合氧化物，第二层涂层涂覆在第一层涂层上，其活性组分为铈基复合氧化物和钾催化剂的混合物，第三层涂层涂覆在第二层涂层上，其活性组分为铈基复合氧化物和贵金属催化剂的混合物。
进一步的，所述贵金属催化剂为铂催化剂或钯催化剂；所述铈基复合氧化物为氧化铈与其他氧化物的复合物，其他复合氧化物为PrO2、ZrO2、La2O3、Nd2O3和Y2O3中的至少一种，其中CeO2：PrO2：ZrO2：La2O3：Nd2O3 ：Y2O3的质量比为20~80：0~50：0~80：0~50：0~50：0~13，PrO2、ZrO2、La2O3、Nd2O3和Y2O3不同时为零，质量比选0的时候表示该成分不存在。
进一步的，每层涂层中，活性组分的涂覆量均为5-15g/L。整个三明治型的CDPF中，活性组分的涂覆量15~45 g/L。
进一步的，上述三明治型的CDPF中，每个涂层按照上述方法制得。
本发明还提供了上述涂覆有三明治型催化剂涂层的DPF在催化碳烟燃烧中的应用。
本发明在DPF上涂覆了三明治型催化剂涂层，得到CDPF，含钾的铈基复合氧化物涂层夹在第一涂层铈基复合氧化物与第三涂层含少量贵金属的铈基复合氧化物之间，使催化性能优异的钾活性组分固定在夹层中间，从而解决了钾与载体相互作用形成活性差的固定钾、钾暴露在表层流失的问题，使最终所得的CDPF具有高的活性和稳定性，并且具有良好的循环稳定性。且负载的少量贵金属与钾搭配，能显著提高催化碳烟燃烧活性。利用本发明的方法，涂层的活性组分总上载量可以达到15-45 g/L，具有巨大的市场应用潜力。
经试验验证，本发明制备的三明治型CDPF性能优异，与纯DPF相比，本发明制备的三明治型CDPF的T 10、T 50、T 90显著下降；与钾涂层暴露在外的CDPF相比，本发明CDPF具有良好的循环稳定性。
附图说明
图1为实施例1进行soot-TPO活性循环测试转化率谱图。
图2为对比例1进行soot-TPO活性循环测试转化率谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明，下述说明仅是示例性的，并不对本发明保护范围产生限定。
实施例1
一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，其具体步骤为：
a、首先称取4.0 g铈基复合氧化物（CeO2：ZrO2：La2O3：Nd2O3质量比=80：80：50：50）加入到100 ml去离子中，搅拌2 h后球磨9 h，得到粉末平均粒径为390 nm的悬浊液，继续搅拌1.5 h；称取0.07 g羧甲基纤维素钠溶于10 mL去离子水，与铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌2 h，得到第一涂层的浆料；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将制得的第一涂层的浆料定量均匀涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体上；将涂覆后的堇青石蜂窝陶瓷载体在70 ℃下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h。得到涂覆完第一层涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体。
b、首先称取4.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：PrO2：La2O3：Nd2O3质量比=80：50：50：50）加入100 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h得到悬浊液；然后称取3.1 g碳酸钾加入到该悬浊液中，搅拌2 h；将0.07 g羧甲基纤维素钠溶于10 mL去离子水中，然后与上述悬浊液混合，继续搅拌2 h，得到第二涂层的浆料；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将第二涂层的浆料定量均匀涂覆到经过步骤a的堇青石蜂窝陶瓷载体上；将涂覆后的堇青石蜂窝陶瓷载体在70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的堇青石蜂窝陶瓷载体以5 ℃/min的升温速率升温至500 ℃并保温2 h，得到涂覆完第二层涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体。
c、首先称取4.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：PrO2：ZrO2：La2O3：Nd2O3质量比=80：50：80：50：50）加入100 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h；然后分别向溶液中缓慢滴加氯铂酸溶液（以Pt计0.1g）和硝酸钯溶液（以Pd计0.1g）；再将0.07 g羧甲基纤维素钠溶于10mL去离子水中后，与加入贵金属前驱体的铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌3 h，得第三涂层的浆料；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将该浆料定量均匀涂覆到经过步骤b的堇青石蜂窝陶瓷载体上；在 70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的堇青石蜂窝陶瓷载体以5 ℃/min的升温速率升温至550 ℃并保温2 h，得到催化剂涂层的涂覆量为24 g/L 的三明治型的CDPF成品。
实施例2
一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，其具体步骤为：
a、首先称取4.0 g铈基复合氧化物（CeO2：ZrO2：La2O3：Y2O3质量比=20：80：13：13）加入到190 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨6 h，得到粉末平均粒径为430nm的悬浊液；称取0.05 g羧甲基纤维素钠溶于10 mL去离子水，与铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌2.5h，得到第一涂层的浆料；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将制得的第一涂层的浆料定量均匀涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体上；将涂覆后的堇青石蜂窝陶瓷载体在70 ℃下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h。得到涂覆完第一层涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体。
b、首先称取1.44 g Ce(NO3)3·6H2O，3.6 g Pr(NO3)3·6H2O（以铈基复合氧化物计，CeO2：PrO2质量比为20：50）溶于100 mL去离子水中，搅拌5 h，向溶液中逐滴滴加2.0mol/L的 KOH溶液，共滴加21 g，继续搅拌5 h，得到胶体，成为第二涂层的涂覆液；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将制得的第二涂层的涂覆液定量均匀涂覆到经过步骤a得到的堇青石蜂窝陶瓷载体上；将涂覆后的堇青石蜂窝陶瓷载体在70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的堇青石蜂窝陶瓷载体以5 ℃/min的升温速率升温至500 ℃并保温2 h，得到涂覆完第二层涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体。
c、首先称取4.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：ZrO2：Nd2O3：Y2O3质量比=80：63：50：13）加入100 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h；然后分别向悬浊液中缓慢滴加氯铂酸溶液（以Pt计0.1g）和Pd(NH3)2(NO2)2溶液（以Pd计0.1g），继续搅拌1 h；将0.05 g羧甲基纤维素钠溶于20 mL去离子水，与加入贵金属前驱体的铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌1h，，得第三涂层的浆料；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将该浆料定量涂覆到经过步骤b的堇青石载体上；在 70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至550 ℃并保温2 h，得到催化剂涂层的涂覆量为24 g/L 的三明治型的CDPF成品。
实施例3
一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，其具体步骤为：
a、首先称取6.0 g铈基复合氧化物（CeO2：PrO2：ZrO2：La2O3：Nd2O3：Y2O3质量比=80：50：80：50：50：13）加入到100 mL去离子水中，搅拌3 h后球磨12 h，得到粉末平均粒径为380nm的悬浊液；称取0.5 g羧甲基纤维素钠溶于10 mL去离子水，与铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌3 h，得到第一涂层的浆料；按照活性组分5 g/L涂覆量，将制得的第一涂层的浆料定量涂覆到堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在90 ℃下烘干1 h，再转移到100℃的烘箱烘干10 h。得到涂覆完第一层涂层的堇青石载体。
b、首先称取6.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：PrO2：ZrO2：La2O3：Nd2O3：Y2O3质量比=20：50：80：50：50：13）加入100 mL去离子水中，搅拌3 h后球磨12 h；然后称取15 g碳酸钾加入到该悬浊液中，搅拌3 h；称取0.5 g羧甲基纤维素钠溶于20 mL去离子水，与该悬浊液混合，继续搅拌3 h，得到第二涂层的浆料；按照活性组分10 g/L的涂覆量，将该催化剂浆料定量涂覆到经过步骤a的堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在90 ℃的温度条件下烘干1h，再转移到100 ℃的烘箱烘干10 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至500 ℃并保温2 h，得到涂覆完第二层涂层的堇青石载体。
c、首先称取6.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：PrO2：ZrO2：La2O3：Nd2O3：Y2O3质量比=80：50：40：30：10：13）加入100 mL去离子水中，搅拌3 h后球磨12 h；然后分别向悬浊液中缓慢滴加Pt(NH3)4(OH)2溶液（以Pt计0.5g）和氯化钯溶液（以Pd计0.5g），将0.5 g羧甲基纤维素钠溶于10 mL去离子水中，与加入贵金属前驱体的铈基复合氧化物悬浊液混合继续搅拌3h，得第三涂层的浆料；按照活性组分15 g/L的涂覆量，将该浆料定量涂覆到经过步骤b的堇青石载体上；在 90 ℃的温度条件下烘干1 h，再转移到100 ℃的烘箱烘干10 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至550 ℃并保温2 h，得到催化剂涂层的涂覆量为30 g/L 的三明治型的CDPF成品。
实施例4
一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，其具体步骤为：
a、首先称取2.0 g铈基复合氧化物（CeO2：La2O3：Nd2O3质量比=80：43：15）加入到100mL去离子水中，搅拌0.5 h后球磨9 h得到粉末平均粒径为400 nm的悬浊液；称取0.05 g硅溶胶溶于10 mL去离子水，与铈基复合氧化物悬浊液混合，得到第一涂层的浆料；按照活性组分15 g/L涂覆量，将制得的第一涂层的浆料定量涂覆到堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在60 ℃下烘干10 h，再转移到150 ℃的烘箱烘干1 h。得到涂覆完第一层涂层的堇青石载体。
b、首先称取3.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：La2O3：Y2O3质量比=20：50：3）加入100mL去离子水中，搅拌0.5 h球磨9 h；然后称取2 g硝酸钾加入到该悬浊液中，搅拌0.5 h；将0.5 g硅溶胶溶于10 mL去离子水中，然后与上述悬浊液混合，继续搅拌1 h，得到第二涂层的浆料；按照活性组分15 g/L的涂覆量，将该浆料定量涂覆到经过步骤a的堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在60 ℃的温度条件下烘干10 h，再转移到150 ℃的烘箱烘干1 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至500 ℃并保温2 h，得到涂覆完第二涂层的堇青石载体。
c、首先称取2.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：La2O3质量比=80：50）加入100 mL去离子水中，搅拌0.5 h后球磨9 h；然后分别向悬浊液中缓慢滴加Pt(NH3)2(NO2)2溶液（以Pt计0.2g）和硝酸钯溶液（以Pd计0.2g），继续搅拌1 h；将0.05 g硅溶胶溶于20 mL去离子水中后，与加入贵金属前驱体的铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌1 h得第三涂层的浆料；按照活性组分15 g/L的涂覆量，将该浆料定量涂覆到经过步骤b的堇青石载体上；在 60 ℃的温度条件下烘干10 h，再转移到150 ℃的烘箱烘干1 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至550 ℃并保温2 h，得到催化剂涂层的涂覆量为45 g/L 的三明治型的CDPF成品。
实施例5
一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，其具体步骤为：
a、首先称取6.0 g铈基复合氧化物（CeO2：ZrO2：Nd2O3质量比=80：50：3）加入到200mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h，得到粉末平均粒径为380 nm的悬浊液；称取0.05 g拟薄水铝石溶于10 mL去离子水，与铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌2 h，得到第一涂层的浆料；按照活性组分5 g/L涂覆量，将制得的第一涂层的浆料定量涂覆到堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h。得到涂覆完第一层涂层的堇青石载体。
b、首先称取6.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：PrO2：Nd2O3质量比=80：50：50）加入200 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h；然后称取2 g氢氧化钾加入到该悬浊液中，搅拌2h；将0.05 g拟薄水铝石溶于20 mL去离子水中，然后与上述悬浊液混合，搅拌2 h，得到第二涂层的浆料；按照活性组分5 g/L涂覆量，将该催化剂浆料定量涂覆到经过步骤a的堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至700 ℃并保温1.5 h，得到涂覆完第二层涂层的堇青石载体。
c、首先称取6.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：PrO2：ZrO2： Nd2O3质量比=20：50：80：50）加入200 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h；然后分别向溶液中缓慢滴加硝酸铂溶液（以Pt计0.3g）和[Pd(NH3)4](NO3)2溶液（以Pd计0.3g），搅拌2 h；将0.05 g拟薄水铝石溶于10 mL去离子水中后，与加入贵金属前驱体的铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌2 h，得第三涂层的浆料；按照活性组分5 g/L涂覆量，将该浆料定量涂覆到经过步骤b的堇青石载体上；在 70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至550 ℃并保温2 h，得到催化剂涂层的涂覆量为15 g/L 的三明治型的CDPF成品。
实施例6
一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，其具体步骤为：
a、首先称取6.0 g铈基复合氧化物（CeO2：ZrO2：Y2O3质量比=80：50：3）加入到200mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h得到粉末平均粒径为380 nm的悬浊液；称取0.05 g拟薄水铝石溶于10 mL去离子水，与铈基复合氧化物悬浊液混合，搅拌2 h，得到第一涂层的浆料；按照活性组分5 g/L涂覆量，将制得的第一涂层的浆料定量涂覆到堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h。得到涂覆完第一层涂层的堇青石载体。
b、首先称取6.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：Y2O3质量比=80：13）加入200 mL去离子水中，搅拌2 h；然后称取15 g醋酸钾加入到该悬浊液中，搅拌10 h；将0.05 g磷酸溶于10mL去离子水中，然后与上述悬浊液混合，继续搅拌3 h，得到第二涂层的浆料；按照活性组分5 g/L涂覆量，将该催化剂浆料定量涂覆到经过步骤a的堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以5℃/min的升温速率升温至500 ℃并保温2 h，得到涂覆完第二层涂层的堇青石载体。
c、首先称取6.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：PrO2：ZrO2： Y2O3质量比=20：50：80：13）加入200 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h；然后分别向悬浊液中缓慢滴加[Pt(NH3)4](NO3)2溶液（以Pt计0.4g）和硝酸钯溶液（以Pd计0.4g）搅拌2 h；将0.05 g拟薄水铝石溶于10mL去离子水中后，与加入贵金属前驱体的铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌2.5 h得第三涂层的浆料；按照活性组分5 g/L的涂覆量，将该浆料定量涂覆到经过步骤b的堇青石载体上；在 70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至550 ℃并保温2 h，得到催化剂涂层的涂覆量为15 g/L 的三明治型的CDPF成品。
实施例7
一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，其具体步骤为：
a、首先称取4.0 g铈基复合氧化物（CeO2：PrO2质量比=80：50）加入到100 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h，得到粉末平均粒径为360 nm的悬浊液；称取0.07 g羧甲基纤维素钠溶于10 mL去离子水，与铈基复合氧化物悬浊液混合，搅拌2 h，得到第一涂层的浆料；按照活性组分8 g/L涂覆量，将制得的第一涂层的浆料定量涂覆到堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h。得到涂覆完第一层涂层的堇青石载体。
b、首先称取0.95 g Ce(NO3)3·6H2O，2.38 g Pr(NO3)3·6H2O， 4.09 g Zr(CHCOO)4，2.40 g Nd(CHCOO)3·6H2O和0.73 g Y(CHCOO)3·6H2O（以铈基复合氧化物计，CeO2：PrO2:ZrO2：Nd2O3:Y2O3质量比为20：50：80:50:13）溶于150 mL去离子水中，搅拌1 h，向溶液中逐滴滴加2.0 mol/L KOH溶液，共滴加35 g，继续搅拌5 h，得到胶体，成为第二涂层的涂覆液；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将该催化剂涂覆液定量涂覆到经过步骤a的堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至500 ℃并保温2 h，得到涂覆完第二层涂层的堇青石载体。
c、首先称取4.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：ZrO2质量比=80：80）加入100 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h；然后分别向悬浊液中缓慢滴加硝酸铂溶液（以Pt计0.1g）和硝酸钯溶液（以Pd计0.1g），搅拌2 h；将0.07 g羧甲基纤维素钠溶于10 mL去离子水中后，与加入贵金属前驱体的铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌1 h，得第三涂层的浆料；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将该浆料定量涂覆到经过步骤b的堇青石载体上；在70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至550 ℃并保温2 h，得到催化剂涂层的涂覆量为24 g/L 的三明治型的CDPF成品。
实施例8
一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，其具体步骤为：
a、首先称取4.0 g铈基复合氧化物（CeO2：ZrO2：La2O3质量比=80：50：13）加入到100mL去离子水中，搅拌2 h后球磨6 h得到平均粒径为410nm的悬浊液；称取0.05 g羧甲基纤维素钠溶于10 mL去离子水，与铈基复合氧化物悬浊液混合，搅拌1.5 h得到第一涂层的浆料；按照活性组分8 g/L涂覆量，将制得的第一涂层的浆料定量涂覆到堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h。得到涂覆完第一层涂层的堇青石载体。
b、首先称取7.65 g Ce(CHCOO)3·6H2O， 3.02 g Pr(CHCOO)3·H2O， 1.02 g La(NO3)3·6H2O（以铈基复合氧化物计，CeO2：PrO2:La2O3质量比为80：40：10）溶于100 mL去离子水中，搅拌10 h，向溶液中逐滴滴加2.0 mol/L KOH溶液，共滴加35 g，继续搅拌10 h，得到胶体，成为第二涂层的涂覆液；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将制得的催化剂涂覆液定量涂覆到经过步骤a得到的堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至500℃并保温2 h，得到涂覆完第二层涂层的堇青石载体。
c、首先称取4.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：Nd2O3：Y2O3质量比=80：50：13）加入100 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h；然后分别向溶液中缓慢滴加氯铂酸溶液（以Pt计0.1g）和硝酸钯溶液（以Pd计0.1g），搅拌1 h；将0.05 g羧甲基纤维素钠溶于20 mL去离子水，与加入贵金属前驱体的铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌1h，得第三涂层的浆料；；按照活性组分8 g/L涂覆量，将该浆料定量涂覆到经过步骤b的堇青石载体上；在 70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以0.5 ℃/min的升温速率升温至500 ℃并保温5 h，得到催化剂涂层的涂覆量为24 g/L 的三明治型的CDPF成品。
实施例9
一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，其具体步骤为：
a、首先称取4.0 g铈基复合氧化物（CeO2：PrO2：La2O3质量比=80：50：13）加入到100mL去离子水中，搅拌2 h后球磨12 h得到粉末平均粒径为390 nm的悬浊液；称取0.05 g羧甲基纤维素钠溶于10 mL去离子水，搅拌2 h，与铈基复合氧化物悬浊液混合，得到第一涂层的浆料；按照活性组分8 g/L涂覆量，将制得的第一涂层的浆料定量涂覆到堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h。得到涂覆完第一层涂层的堇青石载体。
b、首先称取3.75 g Ce(NO3)3·6H2O，2.34 g Pr(NO3)3·6H2O，2.47 g La(NO3)3·6H2O，3.95 g Zr(CHCOO)4，2.37 g Nd(CHCOO)3·6H2O和0.82 g Y(NO3)3·6H2O（以铈基复合氧化物计，CeO2：PrO2:La2O3:ZrO2：Nd2O3:Y2O3质量比为80：50：50:80:50:13）溶于200 mL去离子水中，搅拌1 h，向溶液中逐滴滴加2.0 mol/L KOH溶液，共滴加35 g，继续搅拌5 h，得到胶体，成为第二涂层的涂覆液；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将制得的催化剂涂覆液定量涂覆到经过步骤a得到的堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至500℃并保温2 h，得到涂覆完第二涂层的堇青石载体。
c、首先称取4.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：PrO2：ZrO2质量比=80：50：13）加入100 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h；然后向溶液中缓慢滴加硝酸钯溶液（以Pd计0.2g），搅拌3 h；将0.05 g羧甲基纤维素钠溶于20 mL去离子水，与铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌1h，得第三涂层的浆料；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将该浆料定量涂覆到经过步骤b的堇青石载体上；在 70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以20 ℃/min的升温速率升温至700 ℃并保温1 h，得到催化剂涂层的涂覆量为24 g/L 的三明治型的CDPF成品。
实施例10
一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，其具体步骤为：
a、首先称取4.0 g铈基复合氧化物（CeO2：PrO2：ZrO2：La2O3质量比=80：50：50：13）加入到100 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨6 h得到平均粒径为410nm的悬浊液；称取0.05 g羧甲基纤维素钠溶于10 mL去离子水，与铈基复合氧化物悬浊液混合，搅拌2 h，得到第一涂层的浆料；按照活性组分8 g/L涂覆量，将制得的第一涂层的浆料定量涂覆到堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h。得到涂覆完第一层涂层的堇青石载体。
b、首先称取1.86 g Ce(NO3)3·6H2O，10.26 g Zr(NO3)4·5H2O，4.80g Nd(NO3)3·6H2O和0.72 g Y(CHCOO)3·4H2O（以铈基复合氧化物计，CeO2：ZrO2：Nd2O3:Y2O3质量比为20：80：50:13）溶于100 mL去离子水中，搅拌5 h，向溶液中逐滴滴加2.0 mol/L KOH溶液，共滴加4 g，继续搅拌3 h，得到胶体，成为第二涂层的涂覆液；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将制得的催化剂涂覆液人定量涂覆到经过步骤a得到的堇青石载体上；将涂覆后的堇青石载体在70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以5℃/min的升温速率升温至500 ℃并保温2 h，得到涂覆完第二层涂层的堇青石载体。
c、首先称取4.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：PrO2：ZrO2：La2O3：Y2O3质量比=80：50：50：50：13）加入100 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h；然后向溶液中缓慢滴加氯铂酸溶液（以Pt计0.2g），搅拌1 h；将0.5 g磷酸溶于20 mL去离子水，与加入贵金属的前驱体的铈基复合氧化物悬浊液混合，继续搅拌1h，得第三涂层的浆料；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将该浆料定量涂覆到经过步骤b的堇青石载体上；在 70 ℃的温度条件下烘干5 h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的载体以5 ℃/min的升温速率升温至550 ℃并保温2h，得到催化剂涂层的涂覆量为24 g/L 的三明治型的CDPF成品。
对比例1
一种在DPF上涂覆双涂层的方法，其具体步骤为：
a、按照实施例1步骤a的方法制备铈基复合氧化物第一层涂层，不同的是：第一涂层中，活性组分的涂覆量为16 g/L。
b、先称取4.0 g铈基复合氧化物粉末（CeO2：PrO2：La2O3：Nd2O3质量比=80：50：50：50）加入100 mL去离子水中，搅拌2 h后球磨9 h；然后称取3.1 g碳酸钾加入到该悬浊液中，搅拌2 h；然后向溶液中缓慢滴加氯铂酸溶液（以Pt计0.1g），再缓慢滴加硝酸钯溶液（以Pd计0.1g）将0.07 g羧甲基纤维素钠溶于10 mL去离子水中，然后与上述悬浊液混合，得到第二涂层的浆料；按照活性组分8 g/L的涂覆量，将第二涂层的浆料定量均匀涂覆到经过步骤a的堇青石蜂窝陶瓷载体上；将涂覆后的堇青石蜂窝陶瓷载体在70 ℃的温度条件下烘干5h，再转移到110 ℃的烘箱烘干5 h，将烘干后的堇青石蜂窝陶瓷载体以5 ℃/min的升温速率升温至500 ℃并保温2 h，得到涂覆完第二层涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体。最终得到催化剂涂层的活性组分涂覆量为24 g/L 的双层CDPF成品。
对比例2
一种在DPF上涂覆双涂层的方法，其具体步骤为：
a、按照实施例1步骤a的方法制备铈基复合氧化物第一层涂层，不同的是：第一涂层中，活性组分的涂覆量为16 g/L。
b、按照实施例1步骤c的方法制备含贵金属的铈基复合氧化物第二层涂层。最终得到催化剂涂层的涂覆量为24 g/L 的双层CDPF成品。
对比例3
一种在DPF上涂覆双涂层的方法，其具体步骤为：
a、按照实施例1步骤b的方法制备含钾的铈基复合氧化物第一层涂层，不同的是：第一涂层中，活性组分的涂覆量为16 g/L。
b、按照实施例1步骤c的方法制备含贵金属的铈基复合氧化物第二层涂层，不同的是：涂覆量为8 g/L。最终得到催化剂涂层的涂覆量为24 g/L 的双层CDPF成品。
对比例4
一种在DPF上涂覆双涂层的方法，其具体步骤为：
a、同实施例1步骤a的方法制备铈基复合氧化物第一层涂层。
b、同实施例1步骤b的方法制备含钾的铈基复合氧化物第二层涂层。
C、同实施例1步骤c的方法制备铈基复合氧化物第三层涂层，不同的是：浆料中不含氯铂酸溶液和硝酸钯溶液。最终得到催化剂涂层的涂覆量为24 g/L 的三层CDPF成品。
为了验证本发明三明治型涂层的CDPF对柴油车尾气碳烟颗粒的催化效果，进行以下TPO（Temperature-programmed oxidation）模拟实验。
TPO具体操作步骤是：按照催化剂涂层的涂覆量与碳烟质量比为9:1，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，缓慢均匀地滴加到上述制备的整体式催化剂CDPF上，然后70 ℃下干燥5 h，再转移到110 ℃干燥5h。将涂覆完碳烟的整体式催化剂CDPF装入催化反应平台，进行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。
同时，设置碳烟非催化燃烧实验（空白实验），其步骤与上述整体式催化剂TPO的测试步骤一致，仅将涂覆催化剂的CDPF替换为纯堇青石载体。
将实施例与对比例的整体式催化剂CDPF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：实施例的整体式催化剂与空白实验相比，碳烟起燃温度降低，催化性能优异。其中，对比例1催化活性和实施例1活性相当。对比例2相对于实施例1，催化氧化碳烟的活性更弱，因为对比例2只有贵金属而没有K，说明贵金属和K的协同作用有利于提高活性。对比例3相对于实施例1，碳烟催化活性也弱，归因于第一层K与堇青石载体反应生成固定钾，导致催化活性下降。对比例4的活性最差，归因于缺少贵金属，导致催化活性下降。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
为了验证本发明催化剂的循环稳定性，以实施例1和对比例1的整体式催化剂CDPF为例，对它们进行活性循环测试，结果如图1和2所示，从图中可以看出，本发明CDPF经一次循环之后，活性基本保持不变，说明本发明制备的整体式催化剂CDPF具有良好的稳定性。而对比例1的CDPF经一次循环之后，活性显著下降，说明直接暴露在外的K容易流失，导致催化剂循环稳定性变差。

Claims (10)

1.一种在DPF上涂覆三明治型催化剂涂层的方法，其特征是包括以下步骤：
（1）将铈基复合氧化物与水混合后球磨，得到悬浊液，将粘结剂与水的混合液与上述悬浊液混合，得到第一涂层的浆料；
（2）将第一涂层的浆料涂覆到DPF上，烘干，得到第一层涂层；
（3）将铈基复合氧化物与水混合后球磨，得到悬浊液，将钾前驱体加入该悬浊液中，混合均匀；将粘结剂与水的混合液与上述悬浊液混合，得到第二涂层浆料；或者是，将铈基复合氧化物的前驱体溶于水中，混合均匀，然后将KOH溶液加入上述溶液中，得到胶体，成为第二涂层涂覆液；
（4）将第二涂层浆料或第二涂层涂覆液涂覆到DPF上，烘干、焙烧，得到第二层涂层；
（5）将铈基复合氧化物与水混合后球磨，得到悬浊液，加入贵金属前驱体溶液，混合均匀后，再加入粘结剂，得到第三涂层的浆料；
（6）将第三涂层的浆料涂覆到DPF上，烘干、焙烧，得到第三层涂层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（1）、（3）、（5）中，所述铈基复合氧化物为氧化铈与其他氧化物的复合物，其他氧化物为PrO2、ZrO2、La2O3、Nd2O3和Y2O3中的至少一种，其中CeO2：PrO2：ZrO2：La2O3：Nd2O3 ：Y2O3的质量比为20~80：0~50：0~80：0~50：0~50：0~13；步骤（3）中，CeO2的前驱体为硝酸铈或醋酸铈，PrO2的前驱体为硝酸镨或醋酸镨，ZrO2的前驱体为硝酸锆，La2O3的前驱体为硝酸镧或醋酸镧，Nd2O3的前驱体为硝酸钕或醋酸钕，Y2O3的前驱体为硝酸钇或醋酸钇。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（1）、（3）、（5）中，所述粘结剂为磷酸、硅溶胶、拟薄水铝石或羧甲基纤维素钠；步骤（3）中，钾前驱体为KNO3、K2CO3、KOH或CH3COOK；步骤（5）中，所述贵金属前驱体为氯铂酸、硝酸铂、Pt(NH3)2(NO2)2、Pt(NH3)4(OH)2、[Pt(NH3)4](NO3)2、氯化钯、硝酸钯、Pd(NH3)2(NO2)2、 [Pd(NH3)4](NO3)2中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（1）中，第一涂层的浆料中，铈基复合氧化物2~6重量份，粘结剂0.05~0.5重量份，水110~220重量份；步骤（3）中，第二涂层的浆料中，铈基复合氧化物2~6重量份，钾前驱体2~15重量份，粘结剂0.05~0.5重量份，水110~220重量份，或者是，铈基复合氧化物的前驱体2~6重量份， KOH溶液4~35重量份，水100~200重量份，其中铈基复合氧化物的前驱体以铈基复合氧化物计，KOH溶液以浓度为2mol/L计；步骤（5）中，第三涂层的浆料中，铈基复合氧化物2~6重量份，粘结剂0.05~0.5重量份，贵金属前驱体0.1~1重量份，水110~220重量份，其中贵金属前驱体以贵金属计。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（1）、（3）、（5）中，球磨后铈基复合氧化物的平均粒径为360~430 nm；步骤（2）中，将第一涂层的浆料涂覆到DPF上后，在60~90 ℃下烘干1~10 h，再在100~150 ℃的下烘干1~10 h；步骤（4）中，将第二涂层的浆料涂覆到DPF上后，在60~90 ℃下烘干1~10 h，再在100~150 ℃的下烘干1~10 h，然后以0.5~20 ℃/min的升温速率升温至500~700 ℃并保温1~5 h进行焙烧；步骤（6）中，将第三涂层的浆料涂覆到DPF上后，在60~90 ℃下烘干1~10 h，再在100~150 ℃的下烘干1~10 h，然后以0.5~20℃/min的升温速率升温至500~700 ℃并保温1~5 h进行焙烧。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：第一涂层、第二涂层和第三涂层中，活性组分在DPF上的涂覆量均为5-15g/L。
7.一种涂覆有三明治型催化剂涂层的DPF，包括DPF，其特征是：在DPF上涂覆有三层涂层，其中第一层涂层与DPF直接接触，其活性组分为铈基复合氧化物，第二层涂层涂覆在第一层涂层上，其活性组分为铈基复合氧化物和钾催化剂的混合物，第三层涂层涂覆在第二层涂层上，其活性组分为铈基复合氧化物和贵金属催化剂的混合物。
8.根据权利要求7所述的涂覆有三明治型催化剂涂层的DPF，其特征是：所述贵金属催化剂为铂催化剂或钯催化剂；所述铈基复合氧化物为氧化铈与其他氧化物的复合物，其他复合氧化物为PrO2、ZrO2、La2O3、Nd2O3和Y2O3中的至少一种，其中CeO2：PrO2：ZrO2：La2O3：Nd2O3：Y2O3的质量比为20~80：0~50：0~80：0~50：0~50：0~13。
9.根据权利要求7所述的涂覆有三明治型催化剂涂层的DPF，其特征是：每层涂层中，活性组分的涂覆量均为5-15g/L。
10.权利要求7所述的涂覆有三明治型催化剂涂层的DPF在催化碳烟燃烧中的应用。
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