[发明专利]一种整体式柴油车尾气氧化催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种整体式柴油车尾气氧化催化剂及其制备方法。包括：将贵金属负载在助剂改性的SiO₂‑Al₂O₃载体上得到催化剂粉体材料，再将催化剂粉体材料涂覆在堇青石基体上制备而成；其中SiO₂的在载体中的质量百分比含量是10～30wt％；贵金属为Pt或/和Pd，总负载量1～3wt％。本发明通过稀土金属、碱土金属等助剂改性制备SiO₂‑Al₂O₃载体，该载体制备的DOC催化剂能够提高CO、HC、SOF和NO活性和抗高温老化性能特别是NO氧化活性。

技术领域

本发明属于催化剂研究制备技术领域。尤其属于机动车尾气处理催化剂研究制备技术领域，特别涉及一种整体式柴油车尾气氧化催化剂及其制备方法。

背景技术

机动车尾气是大气污染物的主要来源之一，主要污染物包括：一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NO_x)和颗粒物(PM)。不仅造成严重的环境污染，而且严重危害人类的身体健康。柴油车因其燃油经济性、高热效率，已得到广泛使用。柴油车氧化催化剂(DOC)主要净化柴油车尾气中的一氧化碳(CO)、烃类化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)以及颗粒物(PM)表面的可溶性有机物组分(SOF),将尾气中的上述污染物氧化为H₂O、CO₂和NO₂。目前的DOC催化剂，以Pt等作为活性组分，以高比表面、高热稳定的Al₂O₃基材料用作DOC催化剂的载体，对上述反应具有较高的催化性能。随着法规的日益严苛，满足国VI排放标准的柴油车后处理系统是由柴油车尾气氧化催化剂(DOC)、柴油车颗粒捕集器(DPF)、选择性催化还原催化剂(SCR)和氨氧化催化剂(ASC)组成。在DOC+SCR+DPF+ASC后处理系统中，DOC将NO氧化为NO₂的反应可以有效促进下游SCR的催化性能以及碳烟颗粒的氧化净化，这就要求DOC具有更高的NO转化性能，才能满足严苛的排放标准。此外，还要求DOC具有更好的CO，HC转化性能和高温热稳定性。在DPF喷油再生过程中尾气温度会急剧升高，DOC出口温度高达650℃以上，Pt催化活性组分或载体烧结，都会导致催化剂活性下降。初始分散较好的Pt颗粒，在高温下聚集或晶粒长大，导致表面活性位减少，催化活性降低。同时，载体的烧结会引起孔结构坍塌，活性位点减少，现有的DOC催化剂不能满足需求。

因此，开发一种对NO氧化为NO₂具有高活性同时具有更好的CO，HC转化性能和高温热稳定性的DOC催化剂，对于满足国VI排放标准的柴油车尾气净化系统的开发具有重要意义。

发明内容

本发明公开了一种整体式柴油车尾气氧化催化剂及其制备方法。本发明的目的是提供一种NO转化效率高并具有更好的CO，HC转化性能和高温热稳定性的整体式柴油车DOC催化剂及其制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明所述整体式柴油车尾气氧化催化剂是将贵金属负载在助剂改性的SiO₂-Al₂O₃载体上得到催化剂粉体材料，再将催化剂粉体材料涂覆在堇青石基体上制备而成；其中SiO₂的在SiO₂-Al₂O₃载体中的质量百分比含量是10～30wt％；贵金属为Pt或/和Pd，总负载量1～3wt％。

所述助剂是以下单一金属的氧化物中的至少一种，在改性后载体中的质量百分比含量为3～15wt％；碱土金属：包括Mg、Ca、Sr、Ba；稀土金属：包括Ce、Pr、La、Y；过渡金属：包括Mn、Co、Ni、Zr。