[发明专利]一种采用有机溶胶的壁流式颗粒过滤器载体涂覆方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用有机溶胶的壁流式颗粒过滤器载体涂覆方法，属于含有颗粒物的气体处理领域，具体涉及含有颗粒物的热机排放尾气处理领域，包括柴油发动机，柴油发电机，锅炉等含有颗粒的尾气的处理；特别适合于催化剂是含钾体系金属氧化物的情况。

背景技术

由于燃烧不充分，柴油发动机，柴油发电机，锅炉等的尾气中含有大量的颗粒物，大量的颗粒物带来了严重的环境污染，壁流式颗粒过滤器（DPF）可以有效过滤颗粒物，在国V或者国VI阶段，势必会大量应用。但是DPF的再生问题一直困扰着用户和主机厂，主动/被动再生均需要提供额外的能量，增加成本，形成额外的负担。

含有催化剂的壁流式颗粒过滤器可以在排放的尾气中，依靠催化剂的催化和尾气中的NOx或者O₂，实现颗粒物的催化氧化，从而大幅度降低再生频率，或者，进一步地，不必再生，从而降低运行成本。

最常用的催化剂是贵金属，但是采用贵金属催化剂的壁流式颗粒过滤器严重受限于成本，钙钛矿类等复合金属氧化物类催化剂已被证明可以在尾气气氛中实现颗粒物的催化氧化，其中尤以含有钾元素的复合金属氧化物的催化性能突出。但是含有钾元素的催化剂的涂覆比较困难。一般地，采用含有钾元素的催化剂溶胶来浸渍壁流式颗粒过滤器载体，但是实验发现，由于K⁺极易溶于水，该方法涂覆后会对催化剂的结构、原子比例和催化效果产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用有机溶胶的壁流式颗粒过滤器载体涂覆方法，其针对采用水系催化剂悬浮液涂覆壁流式颗粒过滤器会对催化剂的催化效果产生不利影响的现状，采用（甲基）丙烯酸衍生物的共聚物作为表面活性剂，稳定催化剂悬浮液，促进悬浮液的稳定，进而保证催化剂涂覆后仍然保持其原有的催化效果。

本发明的技术方案是这样实现的：一种采用有机溶胶的壁流式颗粒过滤器载体涂覆方法，其特征在于包括以下步骤：将壁流式颗粒过滤器置于氧化铝溶胶中，取出后焙烧，形成α-Al2O3涂层覆盖的壁流式颗粒过滤器；

A）配置含有钾元素催化剂的悬浮液；

B） 将步骤A）获得的α-Al2O3涂层覆盖的壁流式颗粒过滤器浸入步骤B）获得的悬浮液中；静置一段时间以后，取出，去除表面挂载的多余悬浮液，烘干，焙烧后，获得含钾元素催化剂涂覆的壁流式颗粒过滤器。

步骤A）中，一般采用浸渍法得到α-Al2O3涂层覆盖的壁流式颗粒过滤器，具体地，将壁流式颗粒过滤器浸渍于固含量2%~12%的Al₂O₃溶胶中，进一步的，固含量优化为4%~8%，浸渍1h~6h后，取出，沥去多余溶胶后，300℃~500℃焙烧1h~5h后获得。

步骤B）涉及的含钾元素催化剂的悬浮液包括第一组份，第二组份和第三组分；

所述第一组份采用的溶剂为有机溶剂，如乙醇，丙酮，乙酸乙酯，苯，甲苯，二甲苯，正己烷，二硫化碳，乙醚，DMF，DMSO，NMP，THF，二氧六环等的一种或几种，特别的，优选为二甲苯，二氧六环，2-丁酮以及乙腈中的一种。

所述第二组分涉及的含有钾元素的催化剂，为含钾的复合金属氧化物，其中钾元素在金属中的摩尔比例为1%~40%，进一步的，钾元素在金属中的摩尔比例优化为5%~20%。涉及到的催化剂可以是双组份复合金属氧化物，或者三组分复合金属氧化物，或者四组分复合金属氧化物，或者五组分复合金属氧化物等。上述组分中除了K以外，一般选自第二主族元素和过渡金属元素。代表性的复合金属氧化物有CuK复合金属氧化物，LaKCo复合金属氧化物， LaKCoFe复合金属氧化物等。为了促进催化剂的分散，可以采用气流粉碎机或者球磨等手段将其粒度进一步降低。

所述第三组分为具有式（I）结构的聚合物，其中m=100~10000，n=1/（1~10）m，进一步地，优选为m=100~1000，n=1/（1~5）m，R₁、R₂=H，CH₃，x、y=2~10。

式（I）：

所述第一组分：第二组份：第三组分的质量比为88~96：4~12：0.04~0.6。