一种将NO氧化为NO2的非贵金属催化材料及其制备方法与流程

文档序号:16065730发布日期:2018-11-24 12:38阅读:1317来源:国知局
本发明涉及一种将no氧化为no2的非贵金属催化材料及其制备方法,适用于将no氧化催化为no2,尤其适用于柴油车尾气催化治理技术。技术背景目前,我国机动车保有量已达到全球第一,由其带来的大气污染极为严重,尤其是柴油车排放带来了严重的nox、颗粒物(pm)排放污染。要实现柴油车超低排,主要有氧化催化剂(doc)+nox选择性还原催化剂(scr)、doc+颗粒物催化过滤器(cdpf)、doc+cdpf+scr+nh3氧化催化剂(asc)三条后处理技术路线。在这些技术路线中,no2均有着至关重要的作用。大量研究证明,反应气氛中如存在no2可极大降低scr催化剂的起活温度,尤其是当no2/no=1时发生“快速scr反应”,可使300℃以下的低温活性得到突破性提高,no转化效率可提高50%以上;在pm再生氧化性能研究方面,由于no2具有比o2具有更强的活性,可将碳烟的氧化温度由500℃降低至300℃,快速实现再生。但是柴油机排气中no2含量低于nox总量的10%,因此,开发具有高效no氧化效率的催化材料具有重要的意义和广阔的应用前景。目前doc中的no氧化催化材料主要为pt/al2o3贵金属催化材料,存在成本高,no氧化反应低(45-60%)等问题。cn201310335980.6公开了一种用于将no氧化成no2的催化剂及其制备方法以及使用方法。其催化剂包括锐钛矿型二氧化钛和金红石型二氧化钛的混晶型二氧化钛的载体和含有锰元素的氧化物活性金属。该催化剂可以在较宽的温度范围内实现理想的no氧化效率,最高转化效率可达到70-80%。cn105903464a公开了一种no氧化的具有宽活性温度窗口的no氧化催化剂及其制备方法。该催化剂是以锰氧化物为催化剂的主要活性组分,以ce、zr、fe、cu、mo、y、co、w、v中的一种或几种为催化剂的辅助活性组分,可在较宽的温度范围内实现no的高效氧化,并且制备工艺简单,成本较低,容易实现工业化。us20140271427公开了一种用于氧化no的催化剂材料,该催化剂材料为具有铂和任选钯的氧化铈-氧化铝材料。其中铂/钯的重量比大于1:1,氧化铈含量为1%~12%。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种可应用柴油车尾气催化净化用的非贵金属的no氧化催化材料。该催化剂为改性ceo2-sio2氧化物,具有成本低,性能高、耐久性好的特点,最高no转化效率可达80%,780℃老化10h后,no转化效率≥50%的温度窗口为210℃-380℃。本发明包括一种稀土金属或碱土金属和ceo2-sio2复合氧化物。本发明的催化剂材料可以用x-ceo2-sio2表示,其中x为稀土金属和碱土金属co、nd、zr、pr、yi中的一种。本发明的x含量在0.25-35wt%的范围。本发明还提供了上述非贵金属催化材料的制备方法,包括以下步骤:1)按照固定比例混合乙醇和teos溶液,持续搅拌30min,实现均匀混合。2)按照固定比例制备乙醇、氨水混合水溶液,恒温于30℃,保持持续搅拌。3)将步骤1)配置的溶液用蠕动泵以4.5ml/min的速度添加至步骤2)配置的溶液中。4)保持步骤3)的溶液恒温于30℃,持续搅拌6h。5)按照固定比例将ce(no3)3·6h2o和碱土金属或稀土金属盐同时溶解于乙醇,在室温下搅拌30min。6)将步骤5)的溶液用蠕动泵以4.5ml/min的速度添加到步骤4)的溶液中,在30℃下搅拌反应2h。7)采用离心机将步骤6)的溶液进行分离,用乙醇洗涤两次,然后放置于110℃烘箱中烘干12h,最后在450℃下煅烧4h,得到x-ceo2-sio2非贵金属催化材料。本发明的过渡金属或稀土金属盐优选为硝酸盐,包括六水合硝酸钴(co(no3)2·6h2o)、六水合硝酸钕(nd(no3)3·6h2o)、五水合硝酸锆(zr(no3)4·5h2o)、六水合硝酸镨(pr(no3)3·6h2o)、六水合硝酸钇(y(no3)3·6h2o)。具体实施方式参考下面的实施例进一步说明本发明的技术特征。实施例1:co-ceo2-sio2非贵金属催化材料依次量取400ml乙醇、19ml去离子水和33ml氨水于1000ml烧杯中,恒温于30℃下持续搅拌,制得溶液1。然后量取44mlteos加入到200ml乙醇溶液持续搅拌30min,制得溶液2。将溶液2以蠕动泵加入到溶液1中制得溶液3,保持30℃恒温,搅拌6h。依次称量23.25gce(no3)3·6h2o和15.66gco(no3)2·6h2o溶解于乙醇制得溶液4,用蠕动泵以4.5ml/min的速度将溶液4滴加到溶液3中,在30℃下搅拌反应2h后用离心机分离、乙醇洗涤,然后110℃烘干12h,最后在450℃下煅烧4h,得到co-ceo2-sio2非贵金属催化材料。实施例2:nd-ceo2-sio2非贵金属催化材料制备工艺同实施例1,仅将实施例1中的15.66gco(no3)2·6h2o改为23.46g的nd(no3)3·6h2o。实施例3:zr-ceo2-sio2非贵金属催化材料制备工艺同实施例1,仅将实施例1中的15.66gco(no3)2·6h2o改为22.86g的zr(no3)4·5h2o。实施例4:pr-ceo2-sio2非贵金属催化材料制备工艺同实施例1,仅将实施例1中的15.66gco(no3)2·6h2o改为23.29g的pr(no3)3·6h2o。实施例5:y-ceo2-sio2非贵金属催化材料制备工艺同实施例1,仅将实施例1中的15.66gco(no3)2·6h2o改为20.5g的y(no3)3·6h2o。实施例6:催化性能评价1)测试样品将实施例1-5所述任一种非贵金属催化材料,进行压片、磨碎、过筛,选取40~60目的颗粒作为测试样品,用于性能测试。2)测试方法分别称量1g任一种测试样品和0.25g硼砂,放置于催化剂多功能评价装置的反应管中,反应气氛设置为400ppmno+10%o2,n2为平衡气,质量空速(mhsv)固定为30000ml/(h·g)。反应过程中,采用ftir红外气体分析仪对催化后端气氛进行实时在线检测。其催化活性no氧化效率按以下公式计算:no氧化效率=no2(out)/(no(out)+no2(out))式中no(out)和no(out)分别为催化材料出口的no2和no浓度;no(in)为催化材料前端no浓度,单位均为ppm。3)测试结果表1给出了co-ceo2-sio2在新鲜状态和780℃,10h老化后的活性数据。表1co-ceo2-sio2的催化活性参数co-ceo2-sio2(新鲜)co-ceo2-sio2(老化)最高氧化效率(%)8075峰值温度(℃)320312反应窗口(℃)245-400210-380表中峰值温度及最高氧化效率对应的反应温度;反应窗口为氧化效率≥50%的温度区间。当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1