柴油车铂基氧化性催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种柴油车铂基氧化性催化剂及其制备方法，属于催化剂制备技术领 域。
【背景技术】
[0002] 机动车尾气污染已成为大气污染的主要来源之一。城市中大部分的N0X、⑶、HC和 PM都是由机动车尾气产生的，尤其是柴油车的NOx和PM排放比重最大。这些污染物不但对人 体造成损伤而且在一定的条件下能产生光化学烟雾，使植被死亡，人类生存的环境遭到严 重破坏。今年初，柴油车国四排放法规已经在全国范围内正式实施，预计2018年将实施更为 严格的国五法规。因此，对柴油车氧化性催化剂的催化转化效率也提出了更高的要求。
[0003] 柴油车氧化性催化剂(D0C)用于氧化柴油车的尾气中CO、NO、HC及PM中的可溶性有 机成分(S0F)，其涂层主要由氧化物载体和活性贵金属组分组成，贵金属是氧化性催化剂的 关键组分。对于柴油车D0C而言，就是利用D0C能降低柴油机尾气中的HC、C0和S0F等的化学 反应的活化能，使这些物质能与尾气中的氧气在较低的温度下进行氧化反应，转化为C02和 H20;氧化催化剂通常以蜂窝陶瓷或者蜂窝金属为载体，其上负载氧化物涂层和活性金属组 分，常用的贵金属组分为Pt、Pd等。目前国四排放法规之前柴油车尾气后处理广泛使用的贵 金属为Pt。
[0004] 国四排放阶段现有柴油车氧化性催化剂在催化剂低温起燃、热耐久、成本等方面 存在诸多问题，低温性能不够好，老化催化剂性能下降明显，涂层贵金属含量大成本高。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种制备方法简单的柴油车铂基氧化 性催化剂及其制备方法，制备得到的催化剂具有更好的HC和C0低温起燃活性，耐久性更好。
[0006] 本发明采用如下技术方案:一种柴油车铂基氧化性催化剂，包括载体，所述载体为 堇青石蜂窝陶瓷，所述载体上涂覆有接触层，所述接触层上涂覆有外层浆液层，所述接触层 为氧化铝，所述接触层的涂覆量为30~50g/L，所述外层浆液层为硅铝复合氧化物，所述外 层浆液层中贵金属Pt的量为15~60g/ft 3,所述外层浆液层的涂覆量为90~100g/L。
[0007] 柴油车铂基氧化性催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0008] 接触层的浆液配制与涂覆
[0009] (1)接触层浆液的配制：按重量比0.9~0.96:0.04~0.1将Al2〇3和乙酸锆分别加入 到去离子水中，充分搅拌均匀制成浆液，加入稀硝酸调节浆液pH小于4.5;
[0010] (2)浆液球磨：浆液经过行星式球磨机研磨，行星式球磨机的转速为250~380转/ 分，运行时间为3~6h，浆液颗粒度至D90为2~20um;
[0011] (3)接触层浆液中固含量的测定:取10g浆液于干锅中，将干锅置于550~600°C马 弗炉中焙烧10_20min，冷却至室温，称量其粉体质量，用该质量除以10g，便得浆液固含量； [0012] (4)接触层的涂覆：用定量涂覆专机进行涂覆，将催化剂载体放置于涂覆腔处，按 照涂覆量为30~50g/L要求和测得的固含量计算目标湿增重，将计算好的浆液加入到浆料 盘中，进行定量涂覆，将接触层浆液涂覆在载体表面之上；
[0013 ](5)接触层浆液的烘干:涂覆完的催化剂经过100~150 °C快速烘干，烘干时间为3 ~6h将涂层中的水蒸发掉；
[0014] (6)接触层浆液的焙烧:将烘干后催化剂放入马弗炉中，450~550 °C焙烧1~2h，保 温结束后冷却至室温，称量催化剂重量；
[0015] 外层浆液层的浆液配制与涂覆
[0016] (7)外层浆液配制：按重量比 0.695 ~0.88:0.1~0.25:0.01~0.03:0.01~0.025 将硅铝复合氧化物、分子筛、钨酸铵、锆胶粘结剂加入到去离子水中，充分搅拌均匀；
[0017] (8)外层浆液的球磨:浆液经过行星式球磨机研磨，行星式球磨机的转速为250~ 380转/分，运行时间为3~6h，浆液颗粒度至D90为2~20um;
[0018] (9)外层浆液中固含量的测定:取10g浆液于干锅中，将干锅置于550~600°C马弗 炉中焙烧1 〇~20min，冷却至室温，称量其粉体质量，用该质量除以10g，便得浆液固含量； [0019] (10)外层浆液中贵金属溶液的加入:将贵金属[Pt(NH 3)4](0H)2溶液缓慢加入至IJ球 磨后的浆液中，搅拌2~5h，至活性组分贵金属Pt溶液完全分散在浆液中；
[0020] (11)外层浆液pH调节:将稀硝酸缓慢加入到贵金属浆液中，调整浆液的pH至4.5以 下；
[0021] (12)锰的掺杂:在外层浆液中缓慢滴加一定量的硝酸锰用于实现锰元素的掺杂；
[0022] (13)外层浆液涂层涂覆：用定量涂覆专机进行涂覆，将催化剂载体放置于涂覆腔 处，按照涂覆量为90~100g/L要求和测得的固含量计算目标湿增重，将计算好的浆液加入 到浆料盘中，进行定量涂覆，将外层涂层浆液涂覆在接触层上；
[0023] (14)外层浆液烘干:涂覆完的催化剂经过100~150 °C快速烘干，烘干时间为3~6h 将涂层中的水蒸发掉；
[0024] (15)外层浆液焙烧:将烘干后催化剂放入马弗炉中，450~550 °C焙烧1~2h，保温 结束后冷却至室温，称量催化剂重量。
[0025] 进一步的，所述步骤(8)中的娃错复合氧化物中娃的质量百分数为1.5~5%，其余 为三氧化二铝。
[0026] 进一步的，所述步骤（12)中的锰的掺杂量用氧化锰表示，氧化锰的质量为外层浆 液焙烧后粉体质量的1~3%。
[0027] 本发明制备方法简单，步骤易于操作，载体上依次涂覆接触层和外层浆液层，外层 浆液层中掺硅氧化铝作为分散剂，钨酸铵作为助剂加入粉体中，既能提高涂层的热稳定性， 增强催化剂的耐久性能，又能增强催化剂表面酸性位，有利于还原态铂的生成，提高催化剂 的活性，分子筛为低温HC存储材料，提高低温下HC的吸附，同时加入少量酸固定的贵金属， 以防贵金属迀移，最后在贵金属固定后加入硝酸锰溶液，锰的掺杂对C0起燃及N0氧化有较 好的促进作用，采用本发明制备的催化剂通过添加钨酸铵及硝酸锰，在贵金属添加量较少 的情况下取得较好的起燃效果，具有更好的HC和C0低温起燃活性，并且耐久性能更好，减低 了催化剂的生产成本，提高了氧化性催化剂的竞争力。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0029]以下三个实例中均采用直径为80mm，高为60mm的圆柱形堇青石蜂窝陶瓷为载体， 体积为0.301L，载体重量为97g，贵金属Pt的浓度为0.1191g(贵金属)/g(液体)的[Pt(NH3)4] (〇H)2溶液。
[0030] 实施例一:柴油车铂基氧化性催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0031] 接触层浆液配制及涂覆
[0032] (1)接触层浆液的配制:将Al2〇3、乙酸锆按重量比为0.96:0.04加入到去离子水中， 充分搅拌均匀，加入硝酸调节浆液pH为4.45;
[0033] (2)接触层浆液球磨:浆液经过行星式球磨机研磨，行星式球磨机的转速为250转/ 分，运行时间为6h，浆液颗粒度至D90为15.3um;
[0034] (3)接触层浆液中固含量的测定:取10g浆液于干锅中，将干锅置于550°C马弗炉中 焙烧20min，冷却至室温，称量其粉体质量为2.8lg，用该质量除以10g，便得浆液固含量为 28.1% ；
[0035] (4)接触层涂覆：用定量涂覆专机进行涂覆，将催化剂载体放置于涂覆腔处，按照 涂覆量为30g/L要求和测得的固含量计算目标浆液湿增重为32. lg，将称量好的浆液加入到 浆料盘中，进行定量涂覆，将接触层浆液涂覆在载体表面之上，实际涂覆浆液重量为33.2g; [0036] (5)接触层