[发明专利]一种柴油机尾气氧化催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种柴油机尾气氧化催化剂，所述氧化催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体的孔道表面上涂覆有吸附层，在所述吸附层上涂覆第一氧化催化层和第二氧化催化层；所述第一氧化催化层中的第一活性组分浓度沿载体表面气流方向呈梯度减少变化，所述第二氧化催化层中的第二活性组分浓度沿载体表面气流方向呈梯度增加变化。本发明的氧化催化剂，结构合理设计，各组分优化复配，具有成本低、催化效率高的优点，可满足HC,CO,PM和NO x等柴油机尾气组分的同时氧化处理，提高了尾气处理效率，降低了传统柴油机尾气处理装置的占用空间。本发明还公开了柴油机尾气氧化催化剂的制备方法和应用。

技术领域

本发明涉及催化剂的技术领域，尤其涉及一种柴油机尾气氧化催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

柴油机排气中含有CO、HC、NOx和颗粒物(PM)等多种污染物，随着柴油机产销量的不断增长，柴油机尾气排气对大气环境的污染也越来越严重，其污染物排放已占到汽车排放的50％以上，柴油机尾气污染防治工作迫在眉睫。

随着排放法规的不断升级，仅依靠发动机机内燃烧净化技术已无法满足要求，排气后处理系统已成为柴油发动机满足国IV以上严格排放法规的必备系统。受污染物种类和排放特点限制，柴油车排放后处理技术较汽油机要复杂、困难得多，包括氧化型催化剂(DOC)技术、颗粒过滤器(DPF)技术、选择性催化还原(SCR)技术以及组合型产品技术等。

柴油机氧化催化剂产品较为复杂，从功能考虑：包括CO/HC氧化型催化剂，碳烟氧化催化剂、NH3氧化催化剂等；从应用范围考虑：包括机动车用氧化催化剂、固定源柴油发动机用氧化催化剂等；从催化剂载体材料考虑：包括蜂窝陶瓷载体和金属蜂窝载体等。如何同步、高效净化柴油机尾气中含有的CO、HC、NOx和颗粒物等有害污染物质，是困扰本领域技术人员并亟需解决的一个问题。

发明内容

鉴于以上现有技术的不足之处，本发明提供了一种柴油机尾气氧化催化剂，结构合理设计，各组分优化复配，具有成本低、催化效率高的优点，可满足HC,CO,PM和 NOx等柴油机尾气组分的同时氧化处理。

本发明还提供了一种柴油机尾气氧化催化剂的制备方法，有效防止贵金属的流失，提高了活性组分在载体表面的负载和分散。

本发明还提供了柴油机尾气氧化催化剂的应用，用以净化处理柴油机尾气。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种柴油机尾气氧化催化剂，所述氧化催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体的孔道表面上涂覆有吸附层，在所述吸附层上涂覆第一氧化催化层和第二氧化催化层；所述第一氧化催化层中的第一活性组分浓度沿载体表面气流方向呈梯度减少变化，所述第二氧化催化层中的第二活性组分浓度沿载体表面气流方向呈梯度增加变化。

优选的，所述载体、吸附层、第一氧化催化层和第二氧化催化层的质量比为80～98：1～15：0.5～5：0.5～5。

所述第一活性组分浓度是指第一活性组分占第一氧化催化层总质量的百分比，第一活性组分浓度沿载体表面气流方向呈梯度减少变化，具体可以描述为，靠近载体气流入口一侧的第一活性组分质量百分比浓度相对于靠近载体气流出口一侧要高；当柴油机尾气流入载体入口侧时，载体入口侧高浓度的第一活性组分在低温状态下将吸附层吸附的游离C、CO、NO、SOF等尾气组分氧化为CO2、NO2。

同样的，所述第二活性组分浓度是指第二活性组分占第二氧化催化层总质量的百分比，第二活性组分浓度沿载体表面气流方向呈梯度增加变化，具体可以描述为，靠近载体气流出口一侧的第二活性组分质量百分比浓度相对于靠近载体气流入口一侧要高；当柴油机尾气流经靠近载体出口侧时，载体出口侧高浓度的第二活性组分在高温状态下利用载体入口侧氧化后得到的NO2进一步氧化PM，同时生成H2O,CO2和N2，最终外排。