[发明专利]柴油机排气颗粒物催化型过滤器及其制造方法

说明书

本发明提供一种不需要贵金属催化剂的柴油机排气颗粒物催化型过滤器及其制造方法，催化型颗粒物过滤器包括DPF载体和涂覆于DPF载体中的催化剂涂层，所述催化剂涂层以铈锆复合氧化物为内涂层，镧锰铜复合氧化物为外涂层，制造方法包括制备铈锆复合氧化物，涂布内涂层，配制镧锰铜溶液涂布外涂层，加热烧结。该颗粒物过滤器可提高颗粒物燃烧速度。

技术领域

本发明涉及柴油机排气颗粒物催化型过滤器及其制造方法。

背景技术

市场上已有的柴油机排气颗粒物催化型过滤器DPF采用的催化剂是在氧化铝/氧化铈等助催化剂的涂层上涂布贵金属催化剂，贵金属涂布量一般需要10—20g/ft³，贵金属涂布量越大催化效果越好。但贵金属价格昂贵，用户难以承受。

CN101767000A提供一种柴油车排气碳烟直接氧化催化剂及其制备方法。催化材料由氧化物担载体MO₂和双金属氧化物活性组分AxByOz组成，构成结构为AxByOz/MO₂。所述的A、B为La、Ce、Fe、K、Cu其中两种金属，MO₂为TiO₂、γ-Al₂O₃、CeO₂、ZrO₂等氧化物载体。其制备方法是将A、B的离子溶液与柠檬酸、尿素、PVP、草酸等络合剂形成络合溶液，再加入上述氧化物之一，同时机械搅拌，使之充分吸附，然后将溶液放入500-700℃的马弗炉中，溶液迅速发生反应分解，在氧化物表面原位合成活性组分。

CN102000565A公开一种消除柴油车碳烟用复合催化剂的制备方法，以Ce-Zr基稀土复合物为载体，担载La-Mn基钙钛矿为活性组分；载体含有二氧化铈和二氧化锆，并且添加氧化铝或者稀土氧化物作为晶型稳定剂，其制备工艺步骤包括：(1)分别溶解铈、锆和稳定剂的硝酸盐或碳酸盐，加入表面活性剂溶液，调节反应pH为7-11，然后得到沉淀液，焙烧处理制成Ce-Zr基稀土复合物载体；(2)分别溶解镧、锰和助剂的硝酸盐或柠檬酸盐，配制成溶胶浸渍液，将Ce-Zr基稀土复合物载体浸渍于溶胶中，经蒸发干燥后，焙烧，得到所述复合催化剂。

上述方案制得的是催化剂颗粒物，在涂布于DPF过程中，由于颗粒物需要借助粘结剂等助剂才能结合到DPF载体中，助剂的加入导致涂布液在配制和烧结过程与催化剂颗粒物发生化学反应，涂布后其催化性能大打折扣。

CN108906072A公开一种柴油车碳烟颗粒催化燃烧催化剂及其制备方法，包括载体，载体上涂覆有催化涂层，催化涂层的涂覆量为5~20g/L，催化涂层中包括三氧化二铝和复合氧化物，三氧化二铝和复合氧化物的重量比为0.05:1，复合氧化物包括碱金属氧化物、过渡金属氧化物、氧化铈、氧化锆和氧化镧。制备得到的催化剂拥有更低有碳烟颗粒催化燃烧起燃温度和积碳平衡点温度，但仍嫌不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不需要贵金属催化剂的柴油机排气后处理用的催化型颗粒物过滤器及其制造方法，该颗粒物过滤器可提高颗粒物燃烧速度。

本发明的催化型颗粒物过滤器包括DPF载体和涂覆于DPF载体中的催化剂涂层，所述催化剂涂层以铈锆复合氧化物为内涂层，镧锰铜复合氧化物为外涂层，其中，铈锆复合氧化物中铈锆元素摩尔比为1︰0.1—0.4，镧锰铜复合氧化物中的镧锰铜元素摩尔比为1︰1.2—3︰0—0.5，以DPF的体积计，内涂层的涂布量为15—40g/L，外涂层与内涂层的重量比为0.5—1.2︰1。

优选的是，所述铈锆复合氧化物中铈锆元素的摩尔比1︰0.2—0.3。所述镧锰铜复合氧化物中，镧锰铜元素的摩尔比优选是1︰1.5—2.5︰0—0.5，更优选是1︰1.8—2.4︰0.2—0.35。

本发明催化型颗粒物过滤器的制造方法包括如下步骤：