[发明专利]一种汽油车颗粒捕集催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种汽油车颗粒捕集催化剂及其制备方法，用于解决当前市场上汽油机颗粒捕集催化剂紧耦合在三元催化剂后无法同时满足低背压高颗粒物捕集效率要求，具有低背压和高捕集效率的优点。在于在壁流式载体进出气端内壁微孔中先涂覆一层纤维度涂层，再在载体进出气孔道内壁表面上涂覆一层惰性浆液涂层，所述惰性浆液涂层的总负载量为140～900g/ft³。通过对惰性浆液涂层负载量和颗粒度精确控制，避免涂层渗入到载体内壁微孔中，使惰性浆液涂层能够均匀分布在载体内壁孔道表面，这样在保证气体高流通速率的同时增加了催化剂对尾气中颗粒物的拦截效率，从而降低了颗粒捕集剂催化剂背压增幅的同时也提升了对整车颗粒物捕集效率。

技术领域

本发明涉及一种汽油车颗粒捕集催化剂及其制备方法，尤其是一种低背压高捕集效率的汽油车颗粒捕集催化剂及其制备方法，属于汽车尾气净化技术领域。

背景技术

一氧化碳、氮氧化物、碳氢等气体污染物和颗粒物是汽油车排放污染物的主要控制对象，传统的后处理技术是通过采用三元催化剂和颗粒捕集催化剂实现气态污染物的控制，同时利用颗粒捕集催化剂的过滤性能实现汽油车颗粒物的控制。但随着汽油机发动机技术水平的不断提升，通过三元催化剂可完全解决气态污染物排放的问题，颗粒捕集催化剂主要用于颗粒污染物的控制。但颗粒捕集催化剂高的颗粒捕集效率通常会伴随着高的背压，影响车辆的动力性和燃油经济性。因此，低背压、高颗粒物捕集效率的颗粒捕集催化剂成为该领域的技术难点。

影响颗粒捕集催化剂初始背压和颗粒捕集效率的主要参数是催化涂层在载体内壁孔道的分布状态。当前市场常见的几种汽油机颗粒捕集催化剂的涂层分布形态：第一种是将催化活性涂层涂覆到载体内壁孔道中，优点是催化剂的初始背压低，对整车的油耗、动力性比较友好，缺点是催化剂对颗粒物的捕集效率较低；第二种是将大部分催化活性涂层涂覆到载体内壁孔道表面，优点是催化剂对颗粒物捕集效率比较高，对污染物尤其氮氧化物的处理比第一种涂覆方式要好，缺点是背压比较高，长期使用对整车的动力及油耗具有一定的不利影响；第三种是将催化活性涂层一部分涂覆到载体的内壁孔道中，一部分涂覆到载体内壁孔道表面上，优点是对颗粒物具有很高的捕集效率，缺点是催化剂的初始背压增幅较大。以上几种汽油机颗粒捕集催化剂都无法将活性涂层百分之百的分布在载体的内壁孔道表面上，因此也不能同时满足低背压高颗粒物捕集效率的要求。

发明内容

本发明的目的解决当前市场上汽油机颗粒捕集催化剂紧耦合在三元催化剂后无法同时满足低背压高颗粒物捕集效率要求，提供了一种低背压高捕集效率汽油车颗粒捕集催化剂及其制备方法，通过用纤维素浆液占据载体内壁的孔道，再将惰性浆液涂层均匀涂覆到载体内壁表面上，最后将催化剂内壁孔道中的纤维素在高温环境中燃烧干净，保留了载体内壁中微小孔道，同时在载体内壁表面增加一层惰性浆液涂层，这样不仅能提升了催化剂对颗粒物的捕集效率，同时降低了气流通过催化剂内壁的阻力。

根据本发明提供的一种技术方案，以壁流式蜂窝状堇青石为载体，先在载体的进出气孔道内壁涂覆一层纤维素浆液，所述纤维素浆液占据载体孔道内壁的微孔；再在载体进出气孔道表面上涂上一层惰性浆液涂层，所述惰性浆液涂层的总负载量为140～900g/ft³。

进一步的，所述纤维素浆液的组成为：固体质量百分比浓度为1～3wt％的羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧丙基纤维素一种或几种的水溶液。

进一步的，所述惰性浆液涂层组成为：固体质量百分比浓度为2～25％的ZrO₂-Al₂O₃、 SiO₂-Al₂O₃、Al₂O₃、MgO-Al₂O₃、La₂O₃-Al₂O₃、TiO₂的一种或几种。

进一步的，所述的惰性涂层组成材料主要用于阻止颗粒物快速穿过载体内壁和贵金属承载的作用。