[发明专利]一种用于汽车尾气净化的低温NOx

说明书

本发明公开了一种用于汽车尾气净化的低温NO_x存储催化剂及其制备方法。将贵金属盐溶液以等体积浸渍法负载到分子筛上，贵金属包含硝酸钯和硝酸铂，分子筛包含SSZ、SAPO和BETA；在60‑120℃干燥2‑6h，在500‑550℃温度下，空气气氛中焙烧2‑5h，继续在750‑850℃温度下，空气气氛中焙烧2‑5h，再与铝溶胶混合，球磨制浆后涂覆于载体上，上载量100‑250g/L，贵金属含量10‑150g/ft³，在60‑120℃干燥2‑6h，500‑550℃空气气氛中焙烧2‑5h，750‑850℃空气气氛中焙烧2‑5h，得到催化剂。本发明将贵金属Pt和Pd负载到分子筛孔道内，选用不同类型的分子筛作为NO_x存储单元，提高Pt和Pd负载的分子筛粉料和催化剂的焙烧温度后，NO_x存储量显著增加。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，尤其属于汽车尾气催化剂制备技术领域，特别涉及一种用于汽车尾气净化的低温NO_x存储催化剂及其制备方法。

背景技术

重型发动机排放测试循环从国五的ETC循环升级到国六的WHTC循环。柴油发动机WHTC冷态循环中，至少需要400s，SCR入口温度才能达到200 ℃以上，此时才开始喷尿素，并通过SCR将NO_x还原为N₂，部分冷启动阶段排放较差的发动机，冷启动阶段的排放可能已接近法规限值。天然气发动机WHTC冷启动循环中，至少需要250s，TWC入口温度才能达到300℃以上，此时TWC对NO_x才开始转化。此外，重型车在国VI b阶段，增加了整车PEMS 测试，尾气平均温度低于发动机WHTC循环排温。因此，冷启动阶段的NOx 排放将成为国六阶段，特别是国六b阶段的难点之一。

解决汽车在冷启动阶段NO_x排放的方法之一是在汽车排气管上增加一个NO_x吸附催化剂。传统地，NO_x吸附催化剂主要以分子筛为主。不同类型的分子筛对NO_x的吸附和存储量有较大差异，适用于汽车尾气条件下的NO_x吸附和存储的分子筛有SAPO、BETA、SSZ等。在分子筛材料中加入一定量的贵金属或过渡金属可提高NO_x的吸附量，其中加入贵金属Pd或Pt对NO_x吸附量的提高最显著。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温NO_x存储催化剂及其制备方法，该催化剂主要应用于重型柴油车或重型天然气车冷启动阶段NO_x的净化。本发明的催化剂，在冷启动阶段，存储汽车排放的NO_x，并在温度升高后，NO_x释放，其中柴油车释放的NO_x在下游SCR上反应；天然气车释放的NO_x在下游TWC上反应，以净化低温排放的NO_x。该催化剂涂层主要以分子筛为载体材料，贵金属为活性组分。活性组分包含但不限于Pt、Pd等贵金属元素。分子筛包含但不限于BETA、SAPO和SSZ等分子筛。

本发明研究了不同比例的Pt和Pd负载在SAPO-34分子筛上对NO_x的存储量，结果显示，高Pt低Pd催化剂具有较高的NO_x存储量。进一步地，对比了高Pt低Pd负载在SSZ-13和BETA分子筛上，结果显示，选用SSZ-13 作为吸附剂时，具有更高的NO_x吸附量。进一步地，选择用高Pt低Pd负载的SSZ-13，对制备工艺进行优化，催化剂粉料和催化剂的焙烧温度从500℃提高至800℃，制备的催化剂对NO_x的存储量进一步提高。

本发明采用的催化剂制备方法是，先将活性组分负载至分子筛材料上，然后干燥焙烧固化，最后制浆涂覆至堇青石基体上。该方法工艺简单，操作简便。

本发明通过以下技术方案实现：