[发明专利]一种柴油车碳烟颗粒催燃烧催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柴油车碳烟颗粒催燃烧催化剂及其制备方法，包括载体，载体上涂覆有催化涂层，催化涂层的涂覆量为5~20g/L，催化涂层中包括三氧化二铝和复合氧化物，三氧化二铝和复合氧化物的重量比为0.05:1，复合氧化物包括碱金属氧化物、过渡金属氧化物、氧化铈、氧化锆和氧化镧。本发明制备方法简单，步骤易于操作，成本较低，制备得到的催化剂拥有更低有碳烟颗粒催化燃烧起燃温度和积碳平衡点温度，并且在使用过程中的背压明显降低。

技术领域

本发明涉及一种柴油车碳烟颗粒催燃烧催化剂及其制备方法，属于机动车尾气后处理技术领域。

背景技术

目前，柴油机凭借良好的动力性、经济性和耐久性等优点日益得到广泛的应用。随着柴油机数量的剧增,柴油机尾气对环境的严重污染已引起了世界范围的普遍注。为了改善环境，各国政府纷纷出台了一系列的政策法规来限制机动车尾气的排放，而且也越来越严格。中国机动车尾气的排放法规的制定主要是借鉴了欧洲国家的排放法规。

柴油机尾气中含有的有害成分主要是碳颗粒、NOx、烃类化合物(HC)和CO,其中HC和CO浓度相对较低，且易氧化，因此碳颗粒和NOx是目前柴油机尾气排放控制的重点和难点。在国六阶段，针对柴油车颗粒物质量(PM)和颗粒物数量(PN)排放易超标的问题，将高性能的柴油车氧化催化剂(DOC)与非对称结构的微粒捕集器(DPF)技术相结合，实现颗粒物的高效捕集和有效再生，使国产柴油车PM排放控制关键技术水平达到国VI排放标准要求。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供了一种柴油车碳烟颗粒催燃烧催化剂及其制备方法，制备得到的DPF催化剂具有更低有碳烟颗粒催化燃烧起燃温度和积碳平衡点温度(碳颗粒生成与燃烧速率相同点温度)，并且在使用过程中的背压明显降低且催化剂制备方法简单，生产成本低。

本发明采用如下技术方案：一种柴油车碳烟颗粒催燃烧催化剂，包括载体，所述载体上涂覆有催化涂层，所述催化涂层的涂覆量为5～20g/L，所述催化涂层中包括三氧化二铝和复合氧化物，所述三氧化二铝和复合氧化物的重量比值为0.05～1，所述复合氧化物包括碱金属氧化物、过渡金属氧化物、氧化铈、氧化锆和氧化镧。

进一步的，所述碱金属氧化物为氧化钾、氧化钠和氧化铯。

进一步的，所述过渡金属氧化物为氧化锰、氧化铁、氧化钴、氧化铜或氧化镍中的一种或几种。

柴油车碳烟颗粒催燃烧催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将适量聚乙二醇-400用蒸馏水稀释到1500ml，在85℃水浴中搅拌至溶液温度稳定；

(2)依次向步骤(1)中的溶液中加入5～10重量份La(NO₃)₃·6H₂O、35～75重量份Ce(NO₃)₃·6(H₂O)、20～55重量份Zr(NO₃)₄·5H₂O、20～80重量份Mn(NO₃)2·4H₂O和20～80重量份Co(NO₃)₂·6H₂O，持续搅拌待溶解完全；

(3)向步骤(2)中缓慢滴加入5重量份数的柠檬酸，滴加完毕后持续搅拌5h；然后加入30～80重量份硝酸钾；然后将溶液升温至105～110℃，持续搅拌36-48h，直至形成凝胶；

(4)将凝胶在105～110℃条件下干燥36-48h，得到多孔蓬松样品，该样品研磨后，在马弗炉中以4.5～5.5℃/min的速度升温到580～600℃，焙烧5～6h，然后自然冷却至室温，得到K-Mn-Co-Ce-Zr-La复合氧化物；