[发明专利]用于在使用高硫燃料的发动机中去除一氧化碳、烃以及微粒物质的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新复合催化剂及其制备方法，特别涉及在低温条件 下将一氧化碳和烃氧化成二氧化碳和水来进行去除、将微粒物质 (Particulate Matter，下面简称为PM)和炭烟氧化成二氧化碳来进行去除的 用于处理柴油发动机废气的复合催化剂及其制备方法。

背景技术

以往，在陶瓷过滤器上洗涂(wash coating)作为耐火性无机化合物的 氧化铝之后，使陶瓷过滤器含浸铂，用以捕获炭烟。炭烟在约350℃以上 的温度下发生氧化，因此当所捕获的炭烟量过多时，导致产生急剧的氧 化，而瞬间产生局部过热，使陶瓷过滤器熔融(melting)，从而经常产生熔 化或破裂的现象，使炭烟直接排出到外部；另一方面，在使用硫含量高 的燃料的情况下，陶瓷过滤器的性能急剧下降，不能良好地在低温下氧 化一氧化碳和烃，而将一氧化碳和烃排出，从而不能达到防止大气污染 的目的。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有技术中存在的缺陷，提供一种复合催 化剂及其制备方法，所述复合催化剂促进在低温下氧化一氧化碳和烃， 将其分解成无害的二氧化碳和水，从而持续低温氧化捕获的炭烟，减轻 金属泡沫体或陶瓷过滤器的炭烟捕获负荷，在270℃之前达到实现所捕获 的炭烟和所去除的炭烟之间的平衡的平衡点温度(BPT，Balance Point Temperature)，持续使用也不会使金属泡沫体或陶瓷过滤器上出现损伤， 即使在高硫气氛下，也能够于低温去除炭烟和微粒物质，而不降低性能。

本发明提供一种用于去除一氧化碳、微粒物质和烃的Si-Ti-A-B复合 催化剂，其特征在于，所述催化剂中，A是选自Pt、Ru、Ir和Pd中的一 种以上的铂族金属；B是选自Cs、Ba、W和Re中的1种以上的第6周 期金属。

本发明提供一种用于去除一氧化碳、微粒物质和烃的Si-Ti-A-B复合 催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法通过如下方式制备 Si-Ti-A-B复合催化剂：作为Si金属，使用硅烷氧基化合物(Silicon alkoxide) 或硅乙氧基化合物(silicon ethoxide)或乙基己氧基异丙醇硅(Silicon ethylhexano isopropoxide)，作为Ti金属，使用TiCl₄或四异丙氧基钛，作 为铂族金属A，使用铂、钌、钯和铱中的一种以上的金属化合物，作为 第6周期金属B，使用铯、钡、钨和铼中的一种以上的金属化合物；混合 上述化合物，然后，在盐酸、硫酸或硝酸水溶液中，于60℃～150℃以 60rpm以上的速度搅拌所得混合物3小时以上。另外，可以在通过上述制 备方法制备的Si-Ti-A-B复合催化剂中进一步混入作为醇的乙醇、异丙醇 或丙醇，以及作为硅烷的六甲基二硅烷、苯基甲基硅烷(phenylmethyl silane)或甲基三甲氧基硅烷，制备催化剂。

本发明中使用的Si-Ti-A-B复合催化剂具有如下优点：在低温下对使 用高硫燃料的发动机的PM具有优异的氧化能力，对一氧化碳和烃的氧 化效果也非常优异。另外，由于在低温下达到BPT，所以能够提供低温 下持续去除PM和烃的效果。由此，当应用于DPF(Diesel Particulate Filter： 柴油机微粒过滤器)、局部DPF(Partial Diesel Particulate Filter)或 DOC(Diesel Oxidation Catalyst：柴油氧化催化器)等时，能够发挥出优异 的效果。

本发明中使用的用于去除一氧化碳、烃和PM的催化剂采用如下方 式制备：作为Si金属，使用硅烷氧基化合物或硅乙氧基化合物或乙基己 氧基异丙醇硅，作为Ti金属，使用TiCl₄或四异丙氧基钛，作为铂族金 属A，使用铂、钌、钯和铱中的一种以上的金属化合物，作为第6周期 金属B，使用铯、钡、钨、和铼中的一种以上的金属化合物；将上述化合 物混合，并在盐酸、硫酸或硝酸水溶液中，于60℃～150℃以60rpm以上 的速度搅拌所获得的混合物3小时以上，从而制备出Si-Ti-A-B复合催化 剂，然后，向所制备的Si-Ti-A-B复合催化剂中混入作为醇的乙醇、异丙 醇或丙醇，以及作为硅烷的六甲基二硅烷、苯基甲基硅烷、甲基三甲氧 基硅烷或环氧丙氧基丙基甲氧基硅烷(Glycidoxy propyl methoxy silane)， 制备催化剂涂布液。