[发明专利]一种采用聚合物辅助的壁流式颗粒过滤器载体的涂覆方法

说明书

本发明公开了一种采用聚合物辅助的壁流式颗粒过滤器载体的涂覆方法，属于节能减排技术领域，本发明采用在有机溶剂体系中分散含钾催化剂并采用聚合物辅助的涂覆方法，本方法采用的有机溶剂，因溶剂中含有K⁺，在涂覆体系中可使K⁺处于过饱和状态，从而在载体涂覆过程中，能够有效抑制催化剂中K⁺的析出和溶解，同时采用的聚合物能够促进含钾催化剂的分散，避免了水系涂覆时涉及到的催化剂中钾元素的流失，保证了催化剂的稳定，进而保证催化剂涂覆后仍然保持其固有的结构，仍然具有较强的催化效果，本发明的方法适用于柴油发动机壁流式颗粒过滤器含钾体系金属氧化物催化剂的涂覆。

技术领域

本发明属于节能减排技术领域，具体涉及一种采用聚合物辅助的壁流式颗粒过滤器载体的涂覆方法。

背景技术

由于燃烧不充分，柴油发动机，柴油发电机，锅炉等的尾气中含有大量的颗粒物，大量的颗粒物带来了严重的环境污染，壁流式颗粒过滤器(DPF)可以有效过滤颗粒物，在国V或者国VI阶段，势必会大量应用。但是DPF的再生问题一直困扰着用户和主机厂，主动/被动再生均需要提供额外的能量，增加成本，形成额外的负担。

含有催化剂的壁流式颗粒过滤器可以在排放的尾气中，依靠催化剂的催化和尾气中的NO_x或者O₂，实现颗粒物的催化氧化，从而大幅度降低再生频率，或者，进一步地，不必再生，从而降低运行成本。

最常用的催化剂是贵金属，但是采用贵金属催化剂的壁流式颗粒过滤器严重受限于成本，钙钛矿类等复合金属氧化物类催化剂已被证明可以在尾气气氛中实现颗粒物的催化氧化，其中尤以含有钾元素的复合金属氧化物的催化性能突出。但是含有钾元素的催化剂的涂覆比较困难。一般地，采用含有钾元素的催化剂溶胶来浸渍壁流式颗粒过滤器载体，但是实验发现，由于K⁺极易溶于水，该方法涂覆后会对催化剂的结构、原子比例和催化效果产生不利影响。

发明内容

为了克服常规水系涂覆时，K⁺极易在涂覆液中溶解流失从而损失碳烟燃烧催化性能的缺点，本发明采用在有机溶剂体系中分散含钾催化剂并采用聚合物辅助的涂覆方法，本方法采用的有机溶剂，能够抑制K⁺的溶解，同时采用的聚合物能够促进含钾催化剂的分散，从而避免了水系涂覆时涉及到的催化剂中钾元素的流失，保证了催化剂的稳定，进而保证催化剂涂覆后仍然保持其固有的结构，仍然具有较强的催化效果，本发明的方法适用于柴油发动机壁流式颗粒过滤器含钾体系金属氧化物催化剂的涂覆。

本发明通过如下技术方案实现：

一种采用聚合物辅助的壁流式颗粒过滤器载体的涂覆方法，包括以下步骤：

步骤A：将壁流式颗粒过滤器置于氧化铝溶胶中，取出后焙烧，形成γ-Al₂O₃涂层覆盖的壁流式颗粒过滤器；

步骤B：配置含有钾元素催化剂的悬浮液；

步骤C：将步骤A获得的γ-Al₂O₃涂层覆盖的壁流式颗粒过滤器浸入步骤B获得的悬浮液中；静置一段时间以后，取出，去除表面挂载的多余悬浮液，烘干，焙烧后，获得含钾元素催化剂涂覆的壁流式颗粒过滤器。

进一步地，步骤A中，采用浸渍法得到γ-Al₂O₃涂层覆盖的壁流式颗粒过滤器，具体地，将壁流式颗粒过滤器浸渍于固含量为2％-12％的Al₂O₃溶胶中，进一步的，固含量优化为4％-8％，浸渍1h-6h后，取出，沥去多余溶胶后，300℃-500℃焙烧1h-5h后获得。

进一步地，步骤B所述的含钾元素催化剂的悬浮液由第一组份、第二组份及第三组分组成，所述第一组分：第二组份：第三组分的质量比为88-96：4-12：0.04-0.6；