[发明专利]一种柴油机颗粒捕集器负载贵金属催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柴油机颗粒捕集器负载贵金属催化剂及其制备方法，将催化剂载体制备成催化剂载体浆液，涂覆在柴油机颗粒捕集器陶瓷载体上，烘干；配制贵金属催化剂的前驱体溶液；将负载催化剂载体的柴油机颗粒捕集器陶瓷载体放入管式炉的出气端，将前驱体溶液装入注射泵中，将管式炉的温度至少升高至前驱体分解的温度；气相沉积：通过载气将前驱体溶液送入高温区，前驱体受热分解成贵金属原子，在载气的带动下沉积在负载催化剂载体的柴油机颗粒捕集器陶瓷载体上；取出负载催化剂载体的柴油机颗粒捕集器陶瓷载体，对调迎气面和背气面，重复气相沉积步骤，即制备出贵金属呈原子状分布的催化剂，活性提高，贵金属用量减少。

技术领域

本发明属于汽车尾气处理领域，具体涉及一种柴油机颗粒捕集器负载贵金属催化剂及其制备方法。

背景技术

柴油机发动机的污染主要来自4个组成部分：颗粒物(PM)、碳氢化合物(HC_x)、氮氧化物(NO_x)和一氧化碳(CO)，其中，颗粒物大部分是由碳或碳化物的微小颗粒(尺寸小于4-20μm)所组成的。柴油机颗粒捕集器(DPF)是一种能降低排气中颗粒物的装置，一般采用壁流式过滤器，依靠交替封堵载体孔进出口，强迫气流通过蜂窝状的陶瓷多孔壁来实现颗粒物的捕捉，柴油机颗粒捕集器降低颗粒物的效率可达90％。

柴油机颗粒捕集器在工作过程中，颗粒物会沉积在过滤器内，当达到一定值时，就会导致发动机动力性和经济性下降，必须及时除去沉积的颗粒物，以保证柴油机颗粒捕集器能够正常工作，这就是柴油机颗粒捕集器再生。柴油机颗粒捕集器再生分为主动再生和被动再生，主动再生采用喷油助燃的方式，被动再生借助氧化型催化转化器(DOC)将NO氧化为NO₂，利用NO₂氧化所捕集的颗粒物，结合催化剂涂层，进一步降低颗粒物起燃温度和提高燃烧效率。为了降低柴油机颗粒捕集器再生的温度，柴油机颗粒捕集器孔道表面都会涂上贵金属涂层，若颗粒物和活性金属的接触程度不够，颗粒物起燃温度的降低效果就不显著。

柴油机颗粒捕集器中催化剂涂层中分为催化剂载体和催化剂，催化剂载体为氧化铝、铈锆体等多孔氧化物，催化剂为Pt、Pd、Ru等贵金属，现有的制备方法为将催化剂载体和催化剂一起制备成催化剂浆液，再采用上涂覆法或者下涂覆法，将催化剂浆液涂覆到柴油机颗粒捕集器堇青石陶瓷载体表面，最后焙烧得到负载催化剂涂层的柴油机颗粒捕集器陶瓷载体，该方法的缺点在于：第一，焙烧会造成氧化铝、多孔铈锆载体的孔隙塌陷，孔隙塌陷之后会将贵金属催化剂包裹，从而使部分贵金属催化剂丧失活性；第二，贵金属颗粒在焙烧时聚集长大，催化剂的有效活性比表面积减少。

发明内容

为了解决现有催化剂制备方法焙烧过程会造成催化剂载体孔隙塌陷以及贵金属颗粒聚集长大的问题，本发明提供一种利用化学气相沉积法(CVD)制备柴油机颗粒捕集器负载贵金属催化剂的方法。

本发明提供的技术方案具体如下：

第一方面，本发明提供一种制备柴油机颗粒捕集器负载贵金属催化剂的方法，包括：

将催化剂载体制备成催化剂载体浆液，涂覆在柴油机颗粒捕集器陶瓷载体上，烘干，得到负载催化剂载体的柴油机颗粒捕集器陶瓷载体；

配制贵金属催化剂的前驱体溶液；

将负载催化剂载体的柴油机颗粒捕集器陶瓷载体放入管式炉的出气端，将前驱体溶液装入注射泵中，将管式炉的温度至少升高至前驱体分解的温度；

气相沉积：通过载气将前驱体溶液送入高温区，前驱体受热分解成贵金属原子，在载气的带动下沉积在负载催化剂载体的柴油机颗粒捕集器陶瓷载体上；

取出负载催化剂载体的柴油机颗粒捕集器陶瓷载体，对调迎气面和背气面，重复气相沉积步骤。