[发明专利]存储‑还原催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮氧化物的存储-还原，特别是涉及一种用于去除氮氧化物的存储-还原催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物存储-还原技术是一种用于去除贫燃发动机排放的氮氧化物的催化技术。该技术利用发动机排气形成的交替贫燃/富燃气氛进行氮氧化物的排放控制，在贫燃气氛下，氮氧化物存储在催化剂中，在富燃气氛下，存储在催化剂中的氮氧化物被氢气、一氧化碳和碳氢化合物等还原。

氮氧化物存储-还原技术中使用的催化剂一般包含三个组分：(1)贵金属，用于氮氧化物的氧化和还原；(2)氮氧化物存储组分，一般为碱金属和/或碱土金属的化合物；(3)载体，用于分散贵金属和存储组分的高比表面积材料。

上述催化剂通过贵金属和存储组分之间的协调完成氮氧化物的去除。但是，在使用过程中，存储组分会不可避免地弱化贵金属的催化活性，导致氮氧化物的去除率不高。

发明内容

本发明提供了一种存储-还原催化剂及其制备方法，提高了氮氧化物的去除率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种存储-还原催化剂，用于氮氧化物的去除，包括均匀混合的第一催化剂和第二催化剂；

所述第一催化剂包含第一贵金属和第一载体，所述第一贵金属单独负载在所述第一载体上；

所述第二催化剂包含第二贵金属、存储组分和第二载体，所述第二贵金属和所述存储组分共负载在所述第二载体上。

在其中一个实施例中，所述第一贵金属为铂族金属、金、银中的一种或多种；

所述第二贵金属为铂族金属、金、银中的一种或多种；

所述存储组分为碱金属化合物、碱土金属化合物、过渡金属化合物中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述第一载体和所述第二载体均为惰性材料；

所述惰性材料的比表面积均大于20m²/g。

在其中一个实施例中，所述第一催化剂和所述第二催化剂的质量比为(0.5～1.5):1。

在其中一个实施例中，所述第一贵金属占所述第一催化剂质量的0.5％～2％。

在其中一个实施例中，所述第二贵金属占所述第二催化剂质量的0.5％～2％。

在其中一个实施例中，所述存储组分占所述第二催化剂质量的5％～20％。

一种所述的存储-还原催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将第一催化剂和第二催化剂混合后机械研磨或机械搅拌30min～60min，得到存储-还原催化剂。

本发明的有益效果如下：

本发明的存储-还原催化剂，包括第一贵金属单独负载的第一催化剂，以及第二贵金属和存储组分共负载的第二催化剂。对于第一贵金属单独负载的第一催化剂，第一贵金属不受存储组分的影响，可以充分发挥其催化活性，进而提高了氮氧化物存储-还原的效率；此外，第一催化剂和第二催化剂之间存在相互耦合作用，进一步提高了氮氧化物存储-还原的整体效率。因此，本发明的存储-还原催化剂可以弥补传统催化剂中存储组分对贵金属活性的弱化，在充分利用存储组分的存储能力的同时，充分发挥第一贵金属的催化活性，显著提高氮氧化物的去除率。

附图说明

图1为测试例1中模拟氮氧化物存储-还原过程中的尾气浓度变化图；

图2为测试例2中的实验样品、第一对照样品和第二对照样品在不同温度下对氮氧化物的转化率。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种存储-还原催化剂，适用于氮氧化物的去除，尤其适用于贫燃发动机尾气中氮氧化物的去除。

本发明的存储-还原催化剂包括均匀混合的第一催化剂和第二催化剂。其中，第一催化剂包含第一贵金属和第一载体，第一贵金属单独负载在第一载体上；第二催化剂包含第二贵金属、存储组分和第二载体，第二贵金属和存储组分共负载在第二载体上。

在传统的催化剂中，存储组分对于贵金属的弱化主要表现在以下两个方面：一方面，存储组分覆盖部分贵金属的表面，使之不能发挥催化作用；另一方面，存储组分与贵金属之间的电子效应降低了贵金属的氧化还原性能。