[发明专利]一种柴油机排气后处理用的氧化型催化器及其制造方法

说明书

本发明提供一种柴油机排气后处理用的氧化型催化器及其制造方法，可高效处理颗粒物、HC、CO和NOx，其催化剂具备牢固粘结力的氧化型催化器及其制造方法。氧化型催化器包括DOC载体和涂覆于DOC载体中的催化剂涂层，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粉末，铈锆复合氧化物粉末和氧化铝溶胶涂布内涂层，镧锰铜硝酸铜溶液涂布外涂层，烧结。

技术领域

本发明涉及柴油机排气后处理用的氧化型催化器及其制造方法。

背景技术

市场上已有的柴油机排气后处理用的氧化型催化器DOC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—40g/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。

CN101939097A涉及用于氮氧化物、一氧化碳、烃和硫反应的不含或基本不含铂族金属的催化剂体系，包括基材和修补基面涂层，修补基面涂层包含至少一种氧化物固体，所述氧化物固体包括一种或多种选自下组的材料：载体材料氧化物、催化剂和它们的混合物。

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DOC或DPF载体过程中，由于颗粒物需要借助粘结剂等助剂才能结合到DOC或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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高效处理颗粒物、HC、CO和NOx，其催化剂具备牢固粘结力的氧化型催化器及其制造方法。

本发明的氧化型催化器包括DOC载体和涂覆于DOC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镧锰铜元素摩尔比为1︰1.2—3︰0.1—0.5，以DOC的体积计，内涂层的涂布量为10—30g/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摩尔比1︰0.2—0.3。所述镧锰铜复合氧化物中镧锰铜元素摩尔比为1︰1.5—2.5︰0.2—0.4。

本发明的制造方法包括如下步骤：

A、制备铈锆复合氧化物粉末：将铈、锆的硝酸盐溶于水，加入铈锆总摩尔量1—1.2倍的柠檬酸，80—100℃下搅拌加热至干燥，按50—100℃/小时的速度加热至550—650℃，保温1—3小时，冷却，球磨8—16小时，得铈锆复合氧化物粉末；