[发明专利]一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法及所得产品和应用有效

专利信息
申请号: 201811432515.3 申请日: 2018-11-28
公开(公告)号: CN109499593B 公开(公告)日: 2019-08-27
发明(设计)人: 张昭良;石巧兰;刘雪松;李倩;辛颖;王进 申请(专利权)人: 济南大学
主分类号: B01J27/232 分类号: B01J27/232;F01N3/035;F01N3/20;F01N3/023
代理公司: 济南泉城专利商标事务所 37218 代理人: 贾波
地址: 250022 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 氧化锌纳米棒 整体式催化剂 整体式催化剂载体 制备 催化剂 过滤效率 生长 催化剂接触 碳烟颗粒物 催化活性 催化燃烧 社会效应 碳烟颗粒 原位生长 直接涂覆 主动再生 规整 活性高 碳酸钾 捕集 均一 碳烟 催化 应用 燃烧
【说明书】:

发明公开了一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法及所得产品和应用,步骤是:在整体式催化剂载体上生长出氧化锌纳米棒,在生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体上负载碳酸钾,得整体式催化剂。本发明通过原位生长的方式在整体式催化剂载体上生长上均一规整的氧化锌纳米棒结构,然后再负载钾活性成分制成整体式催化剂,该催化剂可作为DPF直接用于捕集碳烟颗粒物进行催化燃烧,其制备方法简单、易于实施,催化剂背压低、过滤效率高、碳烟与催化剂接触效率高、催化碳烟颗粒燃烧活性高,可以实现DPF的低温主动再生,解决了现有直接涂覆式催化剂背压高、过滤效率低、催化活性差的问题,经济和社会效应显著。

技术领域

本发明涉及一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法,还涉及该整体式催化剂在柴油车尾气碳烟消除中的应用,属于柴油车尾气催化净化技术领域。

背景技术

近年来,我国大多个城市缕次遭受严重的雾霾侵袭,雾霾的主要来源之一是柴油车尾气排放的碳烟(Soot) 颗粒物,而柴油车颗粒物捕集器(Diesel Particulate Filter简称DPF)是用于去除soot的最有为有效的技术。为了实现DPF的再生,必须将催化剂涂敷在DPF上,来达到降低碳烟燃烧起燃温度的目的。但是,目前的催化剂涂覆方法是将催化剂制成浆料然后涂到DPF上,这种涂覆方式很容易造成DPF的孔洞堵塞,致使涂敷催化剂后的DPF背压增大、过滤效率降低,因此,急需一种捕集效率高、背压低、过滤效率高的DPF制备技术。此外,碳烟燃烧为固(碳烟颗粒)-固(催化剂)-气(O2)反应,为改善这一固(Soot)-固(催化剂)-气(O2)反应的活性,必须提高催化剂和碳烟的接触。而现有催化剂的涂覆方式并不能使所有催化剂充分与碳烟进行有效的接触。目前, K作为催化Soot燃烧的活性成分已有报道(Zhang et al., Environ. Sci. Technol. 2010, 44:8254-8258, Zhang et al.,Journal of Catalysis. 2010, 271:12-21, Li et al., Scientific Reports. 2014, 4(7496):4725, Lv et al., Scientific Reports. 2017, 7(1):3300.),但是,将钾直接负载在整体式催化剂上的工艺还未报道。

发明内容

针对现有技术存在的不足,本发明提供了一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法及所得产品,该方法操作简单,易于实施,先在催化剂载体上生长氧化锌纳米棒然后再负载钾活性成分,大大提高了催化剂的碳烟捕捉能力,降低了催化剂背压,降低了碳烟的起燃温度,提高了碳烟的催化效率。

本发明还提供了该含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂在柴油车尾气碳烟消除中的应用,该催化剂可以作为柴油车颗粒物捕集器,处理柴油车尾气的碳烟,碳烟起燃温度低、催化效率高、处理能力强、可以再生,能够很好的去除柴油车尾气中的碳烟颗粒,保护环境。

本发明具体技术方案如下:

一种含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂的制备方法,该方法包括以下步骤:

(1)在整体式催化剂载体上生长出氧化锌纳米棒;

(2)在生长有氧化锌纳米棒的整体式催化剂载体上负载活性组分碳酸钾,得含钾和氧化锌纳米棒的整体式催化剂。

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