[发明专利]三元金属氧化物基柴油机颗粒物氧化催化剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种三元金属氧化物基柴油机颗粒物氧化催化剂及制备方法。催化剂由MoO₃、CuO和K₂O为主催化活性成分，La₂O₃和V₂O₅为助催化剂。该催化剂涂敷于DOC中，能够同时高效氧化净化柴油机排气中的PM、HC和CO。本发明以MoO₃、CuO和K₂O三元复合氧化物替代传统DOC催化剂中的贵金属，降低了催化剂的原料成本，增强了催化剂对PM中碳质成分氧化反应的催化活性。由La₂O₃和V₂O₅组成的助催化剂进一步增强了催化剂对PM氧化反应的催化活性，还改善了催化剂的抗硫和热稳定性能。主催化活性成分前躯体的优先制备保证了主催化活性成分各组分间的紧密结合，促进了主催化活性成分不同成分之间协同催化作用的发挥。

技术领域

本发明属于柴油机尾气污染物净化技术，具体涉及一种用于柴油机排气颗粒物(PM)氧化净化反应的催化剂及其制备方法。

背景技术

由于工作方式的限制，柴油机的PM和氮氧化物(NOx)排放较高，同时，柴油机缸内燃烧过程中，PM与NOx之间存在“trade-off”效应，导致单纯依靠燃烧优化不能同时满足国Ⅴ、国Ⅵ排放法规针对车用柴油机PM与NOx的控制指标，排气后处理系统成为满足国Ⅴ、国Ⅵ排放法规柴油机的必要装备。目前，柴油机微粒捕集器(DPF)是最高效、最可靠性的柴油机排气PM净化后处理技术，已被绝大多数满足国Ⅵ排放法规柴油机所采用。但DPF主要是通过物理拦截方式净化柴油机排气PM，大量被捕集的PM沉积于DPF载体孔道内将导致柴油机排气被压上升，引起缸内燃烧恶化。因此，当DPF中的PM沉积到一定程度时，需要柴油机用户主动采取措施将柴油机排气温度提高到PM发生非催化氧化反应的起燃温度以上，实现沉积PM的非催化氧化净化。但再生过程不仅占用柴油机正常行驶时间，增加整机维护、保养成本，产生附加燃油消耗，而且频繁高温再生也严重损害DPF载体的可靠性和寿命。如果DPF前面的柴油机氧化催化器(DOC)能够净化一部分PM，就可以减轻DPF的PM净化需求，从而降低DPF的再生频率。但传统DOC采用的贵金属主催化活性成分对碳氢(HC)、一氧化碳(CO)等气态污染物和PM中可溶性有机成分(SOF)的净化效果较好，对PM中的碳质成分几乎没有净化作用。因此，开发DOC用高活性PM氧化反应催化剂就成为低再生频率柴油机排气后处理系统设计和优化的技术基础之一。

发明内容