柴油車鉑基氧化性催化劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種柴油車鉑基氧化性催化劑及其制備方法，屬于催化劑制備技術領 域。
【背景技術】
[0002] 機動車尾氣污染已成為大氣污染的主要來源之一。城市中大部分的N0X、⑶、HC和 PM都是由機動車尾氣產生的，尤其是柴油車的NOx和PM排放比重最大。這些污染物不但對人 體造成損傷而且在一定的條件下能產生光化學煙霧，使植被死亡，人類生存的環境遭到嚴 重破壞。今年初，柴油車國四排放法規已經在全國范圍內正式實施，預計2018年將實施更為 嚴格的國五法規。因此，對柴油車氧化性催化劑的催化轉化效率也提出了更高的要求。
[0003] 柴油車氧化性催化劑(D0C)用于氧化柴油車的尾氣中CO、NO、HC及PM中的可溶性有 機成分(S0F)，其涂層主要由氧化物載體和活性貴金屬組分組成，貴金屬是氧化性催化劑的 關鍵組分。對于柴油車D0C而言，就是利用D0C能降低柴油機尾氣中的HC、C0和S0F等的化學 反應的活化能，使這些物質能與尾氣中的氧氣在較低的溫度下進行氧化反應，轉化為C02和 H20;氧化催化劑通常以蜂窩陶瓷或者蜂窩金屬為載體，其上負載氧化物涂層和活性金屬組 分，常用的貴金屬組分為Pt、Pd等。目前國四排放法規之前柴油車尾氣后處理廣泛使用的貴 金屬為Pt。
[0004] 國四排放階段現有柴油車氧化性催化劑在催化劑低溫起燃、熱耐久、成本等方面 存在諸多問題，低溫性能不夠好，老化催化劑性能下降明顯，涂層貴金屬含量大成本高。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是為了解決上述問題，提供了一種制備方法簡單的柴油車鉑基氧化 性催化劑及其制備方法，制備得到的催化劑具有更好的HC和C0低溫起燃活性，耐久性更好。
[0006] 本發明采用如下技術方案:一種柴油車鉑基氧化性催化劑，包括載體，所述載體為 堇青石蜂窩陶瓷，所述載體上涂覆有接觸層，所述接觸層上涂覆有外層漿液層，所述接觸層 為氧化鋁，所述接觸層的涂覆量為30~50g/L，所述外層漿液層為硅鋁復合氧化物，所述外 層漿液層中貴金屬Pt的量為15~60g/ft 3,所述外層漿液層的涂覆量為90~100g/L。
[0007] 柴油車鉑基氧化性催化劑的制備方法，包括如下步驟：
[0008] 接觸層的漿液配制與涂覆
[0009] (1)接觸層漿液的配制：按重量比0.9~0.96:0.04~0.1將Al2〇3和乙酸鋯分別加入 到去離子水中，充分攪拌均勻制成漿液，加入稀硝酸調節漿液pH小于4.5;
[0010] (2)漿液球磨：漿液經過行星式球磨機研磨，行星式球磨機的轉速為250~380轉/ 分，運行時間為3~6h，漿液顆粒度至D90為2~20um;
[0011] (3)接觸層漿液中固含量的測定:取10g漿液于干鍋中，將干鍋置于550~600°C馬 弗爐中焙燒10_20min，冷卻至室溫，稱量其粉體質量，用該質量除以10g，便得漿液固含量； [0012] (4)接觸層的涂覆：用定量涂覆專機進行涂覆，將催化劑載體放置于涂覆腔處，按 照涂覆量為30~50g/L要求和測得的固含量計算目標濕增重，將計算好的漿液加入到漿料 盤中，進行定量涂覆，將接觸層漿液涂覆在載體表面之上；
[0013 ](5)接觸層漿液的烘干:涂覆完的催化劑經過100~150 °C快速烘干，烘干時間為3 ~6h將涂層中的水蒸發掉；
[0014] (6)接觸層漿液的焙燒:將烘干后催化劑放入馬弗爐中，450~550 °C焙燒1~2h，保 溫結束后冷卻至室溫，稱量催化劑重量；
[0015] 外層漿液層的漿液配制與涂覆
[0016] (7)外層漿液配制：按重量比 0.695 ~0.88:0.1~0.25:0.01~0.03:0.01~0.025 將硅鋁復合氧化物、分子篩、鎢酸銨、鋯膠粘結劑加入到去離子水中，充分攪拌均勻；
[0017] (8)外層漿液的球磨:漿液經過行星式球磨機研磨，行星式球磨機的轉速為250~ 380轉/分，運行時間為3~6h，漿液顆粒度至D90為2~20um;
[0018] (9)外層漿液中固含量的測定:取10g漿液于干鍋中，將干鍋置于550~600°C馬弗 爐中焙燒1 〇~20min，冷卻至室溫，稱量其粉體質量，用該質量除以10g，便得漿液固含量； [0019] (10)外層漿液中貴金屬溶液的加入:將貴金屬[Pt(NH 3)4](0H)2溶液緩慢加入至IJ球 磨后的漿液中，攪拌2~5h，至活性組分貴金屬Pt溶液完全分散在漿液中；
[0020] (11)外層漿液pH調節:將稀硝酸緩慢加入到貴金屬漿液中，調整漿液的pH至4.5以 下；
[0021] (12)錳的摻雜:在外層漿液中緩慢滴加一定量的硝酸錳用于實現錳元素的摻雜；
[0022] (13)外層漿液涂層涂覆：用定量涂覆專機進行涂覆，將催化劑載體放置于涂覆腔 處，按照涂覆量為90~100g/L要求和測得的固含量計算目標濕增重，將計算好的漿液加入 到漿料盤中，進行定量涂覆，將外層涂層漿液涂覆在接觸層上；
[0023] (14)外層漿液烘干:涂覆完的催化劑經過100~150 °C快速烘干，烘干時間為3~6h 將涂層中的水蒸發掉；
[0024] (15)外層漿液焙燒:將烘干后催化劑放入馬弗爐中，450~550 °C焙燒1~2h，保溫 結束后冷卻至室溫，稱量催化劑重量。
[0025] 進一步的，所述步驟(8)中的娃錯復合氧化物中娃的質量百分數為1.5~5%，其余 為三氧化二鋁。
[0026] 進一步的，所述步驟（12)中的錳的摻雜量用氧化錳表示，氧化錳的質量為外層漿 液焙燒后粉體質量的1~3%。
[0027] 本發明制備方法簡單，步驟易于操作，載體上依次涂覆接觸層和外層漿液層，外層 漿液層中摻硅氧化鋁作為分散劑，鎢酸銨作為助劑加入粉體中，既能提高涂層的熱穩定性， 增強催化劑的耐久性能，又能增強催化劑表面酸性位，有利于還原態鉑的生成，提高催化劑 的活性，分子篩為低溫HC存儲材料，提高低溫下HC的吸附，同時加入少量酸固定的貴金屬， 以防貴金屬迀移，最后在貴金屬固定后加入硝酸錳溶液，錳的摻雜對C0起燃及N0氧化有較 好的促進作用，采用本發明制備的催化劑通過添加鎢酸銨及硝酸錳，在貴金屬添加量較少 的情況下取得較好的起燃效果，具有更好的HC和C0低溫起燃活性，并且耐久性能更好，減低 了催化劑的生產成本，提高了氧化性催化劑的競爭力。
【具體實施方式】
[0028]下面將結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0029]以下三個實例中均采用直徑為80mm，高為60mm的圓柱形堇青石蜂窩陶瓷為載體， 體積為0.301L，載體重量為97g，貴金屬Pt的濃度為0.1191g(貴金屬)/g(液體)的[Pt(NH3)4] (〇H)2溶液。
[0030] 實施例一:柴油車鉑基氧化性催化劑的制備方法，包括如下步驟：
[0031] 接觸層漿液配制及涂覆
[0032] (1)接觸層漿液的配制:將Al2〇3、乙酸鋯按重量比為0.96:0.04加入到去離子水中， 充分攪拌均勻，加入硝酸調節漿液pH為4.45;
[0033] (2)接觸層漿液球磨:漿液經過行星式球磨機研磨，行星式球磨機的轉速為250轉/ 分，運行時間為6h，漿液顆粒度至D90為15.3um;
[0034] (3)接觸層漿液中固含量的測定:取10g漿液于干鍋中，將干鍋置于550°C馬弗爐中 焙燒20min，冷卻至室溫，稱量其粉體質量為2.8lg，用該質量除以10g，便得漿液固含量為 28.1% ；
[0035] (4)接觸層涂覆：用定量涂覆專機進行涂覆，將催化劑載體放置于涂覆腔處，按照 涂覆量為30g/L要求和測得的固含量計算目標漿液濕增重為32. lg，將稱量好的漿液加入到 漿料盤中，進行定量涂覆，將接觸層漿液涂覆在載體表面之上，實際涂覆漿液重量為33.2g; [0036] (5)接觸層