[发明专利]一种镁改性铂基贵金属碳烟脱除催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于柴油车尾气催化剂制备技术领域，特别涉及具有对柴油车尾气碳烟选择性氧化脱除效果的一种镁改性铂基贵金属催化剂及其制备方法。

背景技术

柴油机与汽油机相比具有动力性好、经济性高和耐久性长的特点，被广泛应用于动力装置。碳烟颗粒和氮氧化物是柴油车尾气的主要污染物，其中碳烟颗粒可被吸入人体致癌，造成极大的危害。目前，在柴油机排气管路上安装颗粒物捕集器是一种有效经济的后处理技术。它通过拦截、沉积等手段将柴油机排气中的碳烟微粒捕集在其上，当碳烟积累到一定程度后，再用一定手段将其脱除，即所谓的再生。

催化再生指利用柴油机排气本身所具有的能量，通过利用捕集器表面上涂覆的催化剂进行碳烟催化燃烧脱除。影响催化再生的关键因素包括催化剂本身的氧化还原特性、催化剂与颗粒物的接触能力、催化剂的抗硫中毒等性能。铂基贵金属催化剂Pt/Al₂O₃作为目前商用的主流催化剂，具有比表面积大、活性高、热稳定性好等优点。该催化剂利用柴油车尾气中的另一种主要污染物NO，先用Pt将NO催化氧化为NO₂，再由强氧化性的NO₂协同O₂将碳烟氧化。目前已有一些文献报道利用Ba的NO_x存储能力，通过往Pt/Al₂O₃中引入Ba以实现对尾气中碳烟和NO_x的共同去除。然而，由于Ba的碱性较强，反应过程中所形成的硝酸钡较为稳定，很难在碳烟燃烧温度范围(＜450℃)内分解，提供大量的NO_x以促进碳烟燃烧反应，故对碳烟的催化氧化无明显的促进作用。与之相比，Mg的碱性偏弱，所形成的硝酸盐也更容易分解，更有可能在适宜温度范围内提供大量的NO_x，进而对碳烟氧化反应起到积极的影响作用。本发明提供了一种含Mg的Pt/Al₂O₃催化剂，能够高效地利用气氛中的NO_x，显著提高了铂基贵金属催化剂的碳烟催化氧化活性，降低碳烟的起燃温度，减少贵金属用量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镁改性铂基贵金属催化剂及其制备方法。该催化剂具有对柴油车尾气碳烟选择性氧化脱除效果，其特征在于，所述镁改性铂基贵金属催化剂的通式为x％MgO/y％Pt/Al₂O₃，其中x％为所述MgO占催化剂总质量的百分比，x＝10-40，y％为Pt占催化剂总质量的百分比，y＝0.2-2。

所述镁改性铂基贵金属催化剂采用浸渍负载法制备，其步骤是：

1)采用等体积浸渍法将铂盐负载到γ-Al₂O₃粉末上，保证样品中Pt的负载量为预计样品总质量的0.2％-2％；

2)将制得样品在空气气氛中于110℃干燥12小时，研细，再于500-600℃煅烧1-4小时，炉冷，即制得Pt/Al₂O₃样品；

3)采用过量浸渍法将镁盐溶液加入到Pt/Al₂O₃样品粉末中，保证样品中MgO的负载量为预计样品总质量的10％-40％，在80℃加热搅拌，直至水分基本蒸发；

4)将制得样品在空气气氛中110℃干燥12小时，研细，再于500-600℃煅烧1-4小时，炉冷，制得镁改性铂基贵金属催化剂MgO/Pt/Al₂O₃。

所述铂盐为硝酸铂Pt(NO₃)₄、氯铂酸H₂PtCl₆或二硝基四氨铂(NH₃)₄Pt(NO₃)₂。

所述镁盐为乙酸镁Mg(C₂H₃O₂)₂·4H₂O或葡萄糖酸镁C₁₂H₂₂MgO₁₄·xH₂O。