[发明专利]一种负载型催化剂、其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种负载型催化剂、其制备方法和用途，所述负载型催化剂包括活性组分和载体，还包括改性剂，改性剂选自碱金属元素和/或碱土金属元素，改性剂分散于活性组分和载体表面和/或其中；活性组分包括过渡金属氧化物，载体包括铈锡复合氧化物；其制备方法包括：采用共沉淀法制备铈锡复合氧化物前驱体，之后焙烧，得到铈锡复合氧化物载体；以过渡金属氧化物的前驱体溶液与载体为原料，浸渍，焙烧，得到过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物；以碱金属和/或碱土金属前驱体溶液和过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物为原料，浸渍，焙烧，得到负载型催化剂。该负载型催化剂低温活性高，热稳定性和化学稳定性好，制备方法简单，便于应用。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种负载型催化剂、其制备方法和用途，尤其涉及一种用于碳烟低温燃烧的负载型催化剂、其制备方法和用途。

背景技术

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。据2018年数据统计显示2017年我国柴油车的保有量占汽车的9.4％，但其PM(颗粒物)排放量接近汽车排放总量的99％。由此可见，柴油车已成为我国机动车PM排放的主要分担者。PM的排放不仅能引发光化学烟雾及雾霾等环境问题，而且严重威胁着人类的身体健康。因此，如何去除柴油机尾气中PM受到了极热的关注。

柴油机颗粒捕集器(CDPF)是将颗粒物氧化型催化剂涂覆到DPF(颗粒捕捉器)上，使得DPF上累积的碳烟在柴油车尾气温度范围内催化燃烧为CO₂，从而实现DPF的再生。CDPF优势明显：结构简单、无需助燃、不增加油耗、免维护周期长，在未来柴油车尾气中碳烟去除领域具有良好的前景。

CDPF技术的核心是催化剂的开发，目前研究的催化剂主要有贵金属催化剂、碱金属催化剂和过渡金属氧化物催化剂，其中以贵金属负载型催化剂为主，如CN 101982234 A公开了一种碳烟颗粒物催化燃烧用催化剂，该催化剂以金属氧化物为载体担载贵金属活性组分，虽然可以降低碳烟颗粒物的燃烧温度，具有较好的低温催化活性，但催化剂的成本较高且稳定性差，无法满足实际应用的需求。CN 107029698A公开了一种碱金属氧化物改良二氧化锡基碳烟消除催化剂，包括碱金属Li、Na、K或Cs中的一种或多种，通过将含有碱金属可溶盐的前驱体溶液浸渍于二氧化锡载体，然后经过干燥和高温焙烧后得到最终催化剂。但是，所述催化剂的稳定性(碱金属的稳定性差)和催化活性还需进一步的提高。

开发低温催化活性高、热稳定性和化学稳定性好的碳烟氧化型催化剂是CDPF研究的核心，也是开发新型CDPF催化剂的研究目标。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种负载型催化剂、其制备方法和用途，所述负载型催化剂低温活性高，热稳定性和化学稳定性好，制备方法简单，适用于碳烟低温燃烧的催化剂。

本发明中如无特殊说明，所述wt％是指质量百分含量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种负载型催化剂，所述负载型催化剂包括活性组分和载体，还包括改性剂，改性剂选自碱金属元素和/或碱土金属元素，改性剂分散于活性组分和载体的表面和/或其中；活性组分包括过渡金属的氧化物，载体包括铈锡复合氧化物。

本发明提供的负载型催化剂中改性的活性组分和改性的铈锡复合氧化物载体之间相互协同，催化活性显著提高，具有优异的低温活性、热稳定性和化学稳定性。

本发明所述催化剂以改性的铈锡复合金属氧化物为载体，改性的过渡金属的氧化物为活性组分，碱金属和/或碱土金属为改性剂，载体中氧化铈和氧化锡两者间的复合作用以及改性的活性组分与改性的载体之间的相互作用，使得催化剂表面含有大量的氧空位，提高了氧的活化能力以及催化剂的反应活性，从而提高其催化氧化碳烟颗粒的性能，另外，三者之间的协同作用还提高了所述负载型催化剂的稳定性。