[发明专利]一种柴油车催化剂型颗粒物净化器的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于柴油车尾气中PM净化的催化剂，所述催化剂由下式表示：Pt‑Pd/Co₂O₃/CeO₂‑ZrO₂；其中，CeO₂‑ZrO₂是铈锆复合氧化物载体；Co₂O₃是催化剂的助剂成分；Pt、Pd是贵金属催化剂的活性组分；其中，Co₂O₃重量百分比含量为载体重量的5%‑10%；Pt、Pd贵金属两者总重量百分比含量为载体重量的1%‑2%，其中Pt:Pd=2:1‑1:2；其中Pt、Pd加入量以贵金属原子质量计。本发明的催化剂碳烟的起燃温度很低，而且抗老化性能良好，能够实现催化剂在再生过程中高温环境下的活性。

技术领域

本发明属于催化剂制备、涂覆技术领域，尤其属于氧化型催化剂制备及壁流式载体涂覆技术领域。

背景技术

柴油车发动机以其较高的燃油经济性、较高的动力性和良好的耐久性，成为了大中型商用车的首选动力。同时，随着柴油车小型化轻型化的技术日益成熟，轻型柴油车在市场上所占的比例越来越大。但是柴油车高的颗粒物(PM)排放是满足严格排放法规的主要障碍，而且颗粒物污染直接危害人体健康，一旦PM被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。因此，如何有效净化柴油车尾气中的PM就成为当前一个急待解决的问题。

目前，颗粒捕集器(DPF)是一种解决柴油车排放尾气中PM的有效手段，它由收集排气微粒的滤芯和周期性的把滤芯中积存的微粒燃烧或氧化掉的再生系统组成。该技术先用DPF捕集废气中的PM，然后通过对收集的PM进行氧化来使DPF再生，从而可以从柴油机排气中去除碳烟颗粒，其效率超过90％。一般情况下，PM起燃温度一般为550～650℃，要高于柴油机的正常排气温度。因此，要使PM燃烧，一是通过在燃油或者过滤体表面加入催化剂，降低PM的反应活化能，从而降低PM的起燃温度，在正常排气温度下使其氧化，即被动再生；二是采用加热技术提高柴油机排气温度或过滤体的温度，达到PM起燃温度，使过滤体内沉积的PM得以燃烧，即主动再生。目前，使用最广泛的还是被动再生技术，通过在DPF上涂覆催化剂使得PM在正常的排气温度下燃烧，从而得以PM的再生，这种涂有催化剂的颗粒捕集器被称为CDPF。

目前，国内外学者对于CDPF催化剂研究的比较多，尤其是对贵金属和非贵金属催化剂研究的甚多。如美国专利(US20090285736)研究的单Pt贵金属催化剂Pt/MnO₂:CeO₂＝1:1、Pt/MnO₂:CeO₂:CaO＝4:4:1，虽然具有较低的PM起燃温度，但其耐高温老化性能较差。对于非贵金属催化剂虽然成本较低，但是其新鲜和老化活性不高，使得PM的起燃温度较高，所以对于PM的被动再生过程意义不大。因此，如何保证催化剂使得PM在较低温度下起燃，且催化剂具有抗高温老化性能，是决定PM连续再生的关键，也是决定着该技术能否广泛用于我国柴油车尾气中PM的净化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中CDPF催化PM起燃温度较高，使用效果不佳，且容易老化失效在的不足，提供一种用于DPF催化PM起燃的催化剂，以及使用该催化剂的CDPF设备，促进柴油车尾气排放中PM净化。

本发明同时还提供了上述催化剂及CDPF的制备及涂覆方法，以便于制备出上述的催化剂型颗粒物捕集器。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种用于柴油车尾气中PM净化的催化剂，所述催化剂由下式表示：

Pt-Pd/Co₂O₃/CeO₂-ZrO₂