[发明专利]具有良好抗硫性能的非贵金属DPF催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种具有良好抗硫性能的非贵金属DPF催化剂，其特征在于：它包括载体、涂覆于载体上的底层涂层和涂覆于底层涂层上的上层涂层，所述底层涂层包含活性组分一和涂层材料一，活性组分一为铜、锌中的至少一种，其涂覆量为1.5～3.5g/L，涂层材料一包括γ-氧化铝和其他氧化物；上层涂层包含活性组分二和涂层材料二，活性组分二为锰、镍中的至少一种，其涂覆量为2.5～7.5g/L，涂层材料二为锆溶胶。

2.如权利要求1所述的具有良好抗硫性能的非贵金属DPF催化剂，其特征在于：所述底层涂层和上层涂层的总涂覆量为10.0～30.0g/L。

3.如权利要求1所述的具有良好抗硫性能的非贵金属DPF催化剂，其特征在于：所述活性组分一为铜和锌时，按照金属氧化物计算，铜和锌的质量之比为0.75～99:1；所述其他氧化物选自二氧化钛、二氧化硅、氧化镁、氧化钡中的至少一种，γ-氧化铝和其他氧化物的质量比为3～99:1。

4.如权利要求1所述的具有良好抗硫性能的非贵金属DPF催化剂，其特征在于：所述活性组分二为锰和镍时，按照金属氧化物计算，氧化锰和氧化镍的质量之比为1.5~99:1。

5.如权利要求1所述的具有良好抗硫性能的非贵金属DPF催化剂，其特征在于：所述载体为堇青石、碳化硅或钛酸铝中的一种，其目数为200～350目。

6.一种如权利要求1～5任一项所述的具有良好抗硫性能的非贵金属DPF催化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

（1）涂层材料一的配制：根据底层涂层的浆液涂覆量，分别称量γ-氧化铝和其他氧化物，按照γ-氧化铝和其他物质的质量比3～99:1的比例混合，加入去离子水中，室温搅拌3～6h配制成浆液一；

（2）涂层材料一的球磨：将步骤（1）的浆液一球磨至颗粒度为D₉₀ 2～20μm，控制浆液一的固含量为20%～40%；

（3）活性组分一溶液的配置：根据活性组分一的用量，称取活性组分一的化合物，并加入去离子水和助剂使其完全溶解；

（4）底层浆液的制备：将配置好的活性组分一溶液加入涂层材料一中配置成底层浆液，搅拌4~8h，并加入助剂调节pH值至7.0以下；

（5）底层浆液的涂覆：将底层浆液自载体出口端向入口端定量涂覆至载体上；

（6）载体的烘干：将涂覆完成的载体放入烘箱，控制烘干温度为110℃~120℃，烘干时间为3~4h，将载体内的水分烘干，得到半成品；

（7）活性组分二溶液的配置：根据活性组分二的用量，称取活性组分二的化合物，并加入去离子水和助剂使其完全溶解；

（8）上层浆液的制备：将配置好的活性组分二溶液加入锆溶胶中，搅拌4～8h，并加入助剂调节pH值至7.0以下；

（9）上层浆液的涂覆：将上层浆液自载体入口端向出口端定量涂覆至半成品上；

（10）载体的烘干及焙烧：将步骤（9）涂覆完成的半成品烘干，控制烘干温度为110℃~120℃，烘干时间为3~4h，之后将烘干的半成品焙烧，控制焙烧温度为300℃~450℃，焙烧时间3~6h，焙烧结束即制得DPF催化剂。

7.根据权利要求6所述的具有良好抗硫性能的非贵金属DPF催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）、（4）、（7）和（8）中助剂均选自硝酸、醋酸、柠檬酸、酒石酸和乙二胺四乙酸中的一种。

8.根据权利要求6所述的具有良好抗硫性能的非贵金属DPF催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（5）和（9）中，底层浆液和上层浆液的涂覆高度为载体高度的70±20%。

9.根据权利要求6所述的具有良好抗硫性能的非贵金属DPF催化剂的制备方法，其特征在于：活性组分一为铜、锌中的至少一种，铜的化合物为氧化铜、氢氧化铜、硝酸铜和醋酸铜中的一种，锌的化合物选自氧化锌、氢氧化锌、硝酸锌和醋酸锌中的一种。

10.根据权利要求6所述的具有良好抗硫性能的非贵金属DPF催化剂的制备方法，其特征在于：活性组分二为锰、镍中的至少一种，锰的化合物选自氧化锰、氢氧化锰、硝酸锰、醋酸锰中的一种，镍的化合物选自氧化镍、氢氧化镍、硝酸镍、醋酸镍中的一种。