[发明专利]一种低温铈锆氧化物负载型NOx催化剂的制备方法

说明书

本发明公开的低温铈锆氧化物负载型NO_x催化剂的制备方法，催化剂其化学式为Pt/BaO/Ce_xZr_(1‑x)O₂，其制备方法包括如下步骤：Ce_xZr_(1‑x)O₂纳米材料载体的制备；以纳米材料载体为基础，BaO/Ce_xZr_(1‑x)O₂复合氧化物的制备；以复合氧化物为基础，Pt/BaO/Ce_xZr_(1‑x)O₂催化剂的制备。通过在制备过程中对Ce源和Zr源摩尔比进行调控而获得不同铈锆元素组配的催化剂，使其低温活性明显提高，从而获得了在稀燃发动机(轻型汽油机和柴油机)尾气的NO_x处理中有较好低温活性的催化剂，从而拓宽了催化剂的活性温度窗口、提高催化剂的低温活性。

技术领域

本发明涉及一种氧化物负载型NO_x储存还原催化剂的制备方法，特别是一种低温铈锆氧化物负载型NO_x催化剂的制备方法，具体为一种低温活性改善的铈锆氧化物负载型NO_x储存还原催化剂的制备方法。

背景技术

稀燃发动机(轻型汽油机和柴油机)因其较高的燃油经济性和低CO₂排放而受到了广泛的关注。但是，尾气中大量的NO_x不仅能引发光化学烟雾、酸雨等环境问题，而且严重威胁着人类的身体健康。因此，如何去除稀燃发动机NO_x尾气是当今环境催化领域的热点。NO_x储存还原(NSR)技术因无需外加还原剂，无需建造还原剂添加设施，成为最具实用前景的NO_x后处理技术之一。

根据稀燃发动机运转状态，在分层稀薄燃烧到均质理论空燃比燃烧过程中，空燃比连续变化。因此，三效催化转化器不能够净化排放气体中的NO_x。这是因为三效催化转化器要利用排气中的HC或CO进行NO_x还原反应的缘故。在稀薄燃烧中，在排放气体中残留很多氧气，不能进行NO_x还原反应。在常规技术中，为了使NO_x吸储型催化剂获得高效功能，其温度必须保持在250-500℃范围内。

NSR技术是催化剂在其中稀燃和浓燃之间进行周期性切换的瞬态操作。在稀燃条件下，NO被氧化为NO₂，以硝酸盐的形式储存；在浓燃条件下，硝酸盐分解释放NO_x，继而被还原剂转化为N₂。当稀燃-浓燃时间比越高，发动机的燃油经济性则越高。NSR催化剂通常包括三组分：用于储存NO_x的物质，一般为碱金属或碱土金属；贵金属，通常作为NO的氧化和还原的活性位点；高比表面积的载体。柴油机排气温度范围较宽(150-550℃)，冷启动时排气温度最低可至100℃。传统的Pt/BaO/Al₂O₃的最佳活性温度窗口为300-350℃，在低温区段催化活性不佳。

现有技术一种二氧化铈纳米棒负载型氮氧化物储存催化剂及其制备方法和用途，CN201510705645.X中公开了以水热合成法制备了一种新型二氧化铈纳米棒负载型催化剂(Pt/BaO/CeO₂)，在中温段(200-400℃)具有较好的活性。但是，该催化剂仍存在低温活性不足的缺点，不适合应用于柴油车冷启动时尾气温度较低的工作条件。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种低温铈锆氧化物负载型NO_x催化剂的制备方法，通过在制备过程中对Ce源和Zr源摩尔比进行调控而获得不同铈锆元素组配的催化剂，使其低温活性明显提高，从而获得了在稀燃发动机(轻型汽油机和柴油机)尾气的NO_x处理中有较好低温活性的催化剂，从而拓宽了催化剂的活性温度窗口、提高催化剂的低温活性。