[发明专利]一种用于NO氧化的Pt‑Pd双金属催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于NO氧化的Pt-Pd双金属催化剂及其制备方法，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

内燃机是汽车、船舶等移动源最重要的动力源。随着经济的高速发展，人们对交通运输需求的提升，促进了汽车保有量迅速增长。相比汽油车，柴油车具有更高的有效效率和燃油经济性，且功率和转速覆盖范围更广，但其污染物的排放不可小觑。柴油车排放的污染物中主要有一氧化碳(CO)、碳氢(HC)、氮氧化物(NOX)以及颗粒物(PM)，颗粒物主要有干碳、可溶性有机物(SOF)和少量的硫酸及硫酸盐组成。CO无色无味，来自柴油未完全燃烧；HC包含了多种组分(C6H6，C8H18等)，由燃油未燃或未完全燃烧产生；NOx是在高温、高压下N2和O2在燃烧过程中的副产物；PM主要由碳烟颗粒组成，来自高温缺氧不完全燃烧。与同水平的汽油车相比，柴油车燃烧均处于富氧条件，尾气污染物中CO、短链HC的含量相对较低，NOx和PM是主要污染物。

针对柴油车尾气中主要污染物NO_x的处理，目前较成熟的后处理技术是使用选择性还原催化剂(SCR)，并加装尿素箱(NH3)作为还原剂，将NO_x选择性还原为无污染的N₂。研究表明(C.S.Sluder,et al,SAE paper 2005-01-1858)NO和NO₂摩尔比例为1:1时，更有利于SCR的快速反应。而发动机低速(低温)工作时，发动机尾气中的NO_x大部分为NO。因此，增加发动机排温较低时尾气中NO₂的含量具有重要意义。另一方面，国五及以上排放法规对颗粒物的质量及数量均提出了更加严格的排放限制，柴油车后处理装载颗粒物捕集器(DPF)已经迫在眉睫。DPF技术实现应用的难点在于DPF捕集PM后，如何有效地去除捕集的PM，实现DPF的再生。PM中主要成分碳颗粒与O₂需要在600℃左右的高温才能发生燃烧反应，而在柴油车发动机正常的行驶工况下，很难达到这么高的排气温度。但碳颗粒与尾气中的NO2的燃烧反应在250～300℃就能够发生，这样在发动机正常的行驶工况下就能够实现DPF的连续再生，可以有效地解决DPF技术的应用难点。

柴油车氧化催化剂(DOC)作为最早得到应用的柴油机尾气后处理技术，主要是用于消除尾气中的HC、CO和PM中的SOF，此外，应用最广的含有铂族金属的DOC能够促进NO氧化成NO2。为满足国五及以上法规中柴油车尾气主要污染物NOx及PM的排放限值，尾气后处理装置只配备DOC已无法达到法规要求。国五及以上排放法规阶段DOC+SCR、DOC+DPF等后处理方案已经成为主流的技术路线，这些技术路线的应用对DOC的NO-NO2的氧化能力提出了更高要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种用于NO氧化的Pt-Pd双金属催化剂及其制备方法，制备得到的催化剂对柴油车尾气中NO氧化能力突出、产物NO2转化率高、转化温度窗口宽，并且催化剂热稳定性好。

本发明采用如下技术方案：一种用于NO氧化的Pt-Pd双金属催化剂，包括载体，所述载体上涂覆有负载贵金属Pt和贵金属Pd的涂层，涂层包括锰-铝复合氧化物和分子筛，所述锰-铝复合氧化物中锰与氧化铝的质量比为1：9～99，所述涂层的涂覆量为80-180克/升，所述贵金属Pt和贵金属Pd的涂覆量为0.5-4.5克/升，贵金属Pt与贵金属Pd的质量比15～1：1。

进一步的，所述分子筛与锰-铝复合氧化物的质量比为1：3～10。

进一步的，所述分子筛为氢型β分子筛。

进一步的，所述载体为堇青石陶瓷蜂窝或铁铬铝金属蜂窝，所述载体的孔密度为200-600目/平方英尺。

用于NO氧化的Pt-Pd双金属催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)等体积浸渍法制备锰-铝复合氧化物：按锰元素与氧化铝的质量比为1：9-99分别称取硝酸锰和氧化铝粉体，按氧化铝的饱和吸附量配制硝酸锰水溶液，将所配制的硝酸锰水溶液滴加至氧化铝中并持续搅拌2～10小时，然后静置、陈化8～16小时，在100～160℃条件下烘干、850～950℃高温煅烧后得到锰-铝复合氧化物；

(2)涂层浆液的制备：按分子筛与锰-铝复合氧化物的质量比为1：3～10将锰-铝复合氧化物与分子筛分别加入至去离子水中搅拌形成浆液，锰-铝复合氧化物与分子筛的总质量与去离子水的质量比为2：3～8，然后采用球磨工艺处理浆液，控制颗粒D90为5-40μm，制得涂层浆液；