[发明专利]基于二氧化硅的非贵金属催化剂的浆料分散和涂敷方法

说明书

本发明属于催化剂技术领域，本发明提供了基于二氧化硅的非贵金属催化剂的浆料分散和涂敷方法，步骤如下：步骤S1：在催化剂载体TiO₂上实施Cu、Cs、V的催化剂溶液的涂层；步骤S2：对实施涂敷后的催化剂载体进行烧成；步骤S3：在TiO₂载体上对CCV催化剂进行调制后粉碎以得到催化剂粒子，简称CCV/TiO₂催化剂；步骤S4：将CCV/TiO₂催化剂分散到分散媒质中以形成分散浆料，并对浆料进行分散处理；步骤S5：浸渍DPF基材，对浸渍后的DPF进行干燥，烧成处理，最终得到催化剂DPF，并对其进行性能检测。本发明提供的催化剂载体涂敷方法获得了高于离子涂敷方法的PM燃烧性能，达成了目标值。在压力损失中，达成了超过目标的改善效果。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及基于二氧化硅的非贵金属催化剂的浆料分散和涂敷方法。

背景技术

柴油发动机热效率高，是削减CO₂排放量的有力手段之一，但是却存在排放煤烟等有害的颗粒物质(ParticulateMatter，以下简称PM)的课题。其对策是在发动机尾气上设置柴油颗粒过滤器(DPF : Diesel Particulate Filter，以下简称DPF)，捕捉PM。DPF是闭塞一端的蜂窝式过滤器，当尾气通过DPF壁面大约20μm的开口时，PM被捕捉。由于PM会慢慢堆积，需要以600℃以上定期燃烧去除。燃烧时温度升高，因此会投入过剩的燃料，为了削减CO₂并改善燃油经济性，最好以更低的温度进行PM燃烧。

现在，在PM的低温燃烧上利用催化作用。在催化剂中添加贵金属，尤其是其中的铂(Pt)、钯(Pd)等铂族金属被广泛使用。在催化剂中，将在DPF基材上添加的DPF专门称作催化剂DPF（Catalyzed Diesel Particulate Filter），使用了铂族金属的催化剂DPF；由于铂族金属与其他金属相比，产量极低，价格昂贵，价格波动大。另一方面，由于其优越的氧化特性，是尾气净化催化剂上不可缺少的材料，Pt、Pd的50%以上被用在汽车尾气净化催化剂上。

鉴于这种状况，开发了完全不使用铂族金属，而且PM燃烧性能比铂族金属更好的催化剂，它是组合复合金属氧化物与碱金属硫酸盐的催化剂。具体来说，开发了组合铜(Cu)、铯(Cs)、钒(V)的催化剂（以下简称CCV催化剂）。添加上述CCV催化剂的催化剂DPF与添加铂族金属的催化剂DPF相比，实现了优越的PM燃烧性能。

发明内容

本发明的目的是提供基于二氧化硅的非贵金属催化剂的浆料分散和涂敷方法。将CCV催化剂涂敷到DPF上时，使用将DPF浸渍在金属的硫酸盐溶液中制成的离子涂敷过程，该工艺需要反复进行冻结干燥、烧成，因此需要长的制造周期，而且冻结干燥也需要大规模的设备投资。为了解决这些问题，本发明着眼于适合在载体上添加颗粒物质的载体涂敷工艺，致力于在催化剂DPF制造过程中的应用开发。

本发明采用的技术方案是，基于二氧化硅的非贵金属催化剂的浆料分散和涂敷方法，步骤如下：

步骤S1：在催化剂载体TiO₂上实施Cu、Cs、V的催化剂溶液的涂层；

步骤S2：对实施涂敷后的催化剂载体进行烧成；

步骤S3：在TiO₂载体上对CCV催化剂进行调制后粉碎以得到催化剂粒子，简称CCV/TiO₂催化剂；

步骤S4：将CCV/TiO₂催化剂分散到分散媒质中以形成分散浆料，并对浆料进行分散处理；

步骤S5：浸渍DPF基材，对浸渍后的DPF进行干燥，烧成处理，最终得到催化剂DPF，并对其进行性能检测。

进一步地，步骤S1中的催化剂溶液由Cu、Cs、V、Cs₂SO₄等成分组成，溶液中不含铂族贵金属。