[发明专利]一种柴油车颗粒物捕集器用催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油车颗粒物捕集器用催化剂及其制备方法，属于柴油车尾气净化技术领域。

背景技术

随着交通运输业的迅速发展及城市汽车拥有量的与日俱增，汽车制造工业已成为我国的支柱产业之一。目前我国汽车保有量已达到1亿辆以上，且在将来一段时期内保持持续增长的态势，尾气净化催化剂作为汽车上不可缺少的一部分，也势必随着汽车的发展而发展。

汽车的尾气排放物对大气的污染日益受到人们的重视，许多国家纷纷制定出各种法规，采取许多措施，包括行政的、技术的手段等对汽车的尾气排放污染加以严格的控制。排放标准主要是针对HC、CO及NOx这三种物质的排放而制定的。目前，在美国及欧洲的国家生产的轿车都安装了催化净化装置，在全世界范围内安装有三元催化转化器的轿车已超过90%。就中国而言，随着汽车行业的迅猛发展及环境意识的逐步增强，汽车尾气排放的催化转化技术越来越受到了人们的重视。

与汽油车相比，柴油车燃油经济性更高，排放的温室气体相对较少。因此具有低油耗、低排放、高功率特性的柴油车越来越受到人们的广泛关注。虽然与汽油车相比柴油车具有更高的燃油经济性及相对较低的尾气污染排放，但柴油车不完全燃烧物、氮氧化物、碳烟颗粒等排放带来的环境污染问题仍需引起高度重视，以防重蹈先污染后治理的覆辙。专利号为CN103084176B的发明专利公开了一种柴油车尾气净化双氧化型催化剂及其制备方法，包括沿着发动机排气口轴向依次设置的前级载体和后级载体，所述前级载体靠近发动机排气口设置，所述后级载体远离发动机排气口设置，所述前级载体上涂覆有前级涂层，所述后级载体上涂覆有后级涂层，有效的增加活性涂层上载量，克服涂层脱落，且涂层均匀，具有明显的催化活性，能有效实现柴油车尾气净化。但是在实际使用过程中，催化的效果始终不理想，颗粒物含量得不到有效控制。

目前，颗粒物捕集技术是公认的最为有效的颗粒物净化技术，也是目前商用前景最好的技术之一。其捕集方法主要有静电吸附法、过滤捕集法和旋风分离法等。在这几种捕集技术当中，过滤捕集法是目前各研究机构普遍采纳的柴油机排气颗粒物后处理方式，其实用化的前提是选用经济耐用的捕集材料并配以合适的再生方法。催化再生是利用化学催化的方法降低颗粒物的反应活性，能使颗粒物在柴油机正常运行条件下燃烧，达到再生的目的。但是现有的颗粒物捕集器的催化效果差，颗粒物的截留不显著，有待进一步研究合适的催化剂及其制备方法。

采用这种方式过滤体受到的热负荷较小，提高了过滤体的寿命和可靠性。目前催化再生技术的研究重点在于如何寻找更为有效的催化剂以及进行涂层涂覆。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种柴油车颗粒物捕集器用催化剂，适合于柴油车尾气的特殊性，使颗粒物能在尽可能低的温度下起燃，固体颗粒物与催化剂的接触反应均匀，并能同时兼顾其他有害气体的排放，对尾气进行高效催化再生，又能有效保护颗粒物捕集器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种柴油车颗粒物捕集器用催化剂，包括载体与活性涂层，所述的载体材质为堇青石蜂窝陶瓷、碳化硅或钛酸铝等，所述活性涂层包括稀土复合氧化物、改性氧化铝、硅铝复合氧化物、粘结剂及活性组分；所述稀土复合氧化物的主成分为铈、锆、镧、镨的氧化物；铈、锆的摩尔比为10:1～5:1，镧的氧化物的质量为所述稀土复合氧化物的1%～5%，镨的氧化物的质量为所述稀土复合氧化物的1%～5%；所述活性组分为钯、铑中的一种或者两种的混合物，所述钯和铑的前驱体分别为硝酸钯和硝酸铑。

上述技术方案通过选用合适组分，并合理优化各组分，尤其是稀土氧化物中各元素的配比，不仅可以对颗粒物进行高效的催化再生，同时兼顾其他有害气体的排放，实现对尾气的彻底净化，并且催化剂浆液稳定性大大提高，浆料的一致性好，涂覆均匀，不容易脱落，对颗粒物捕集器的保护效果好。

作为优选，所述活性涂层中还加有添加剂，所述添加剂为硅溶胶、铝胶、聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、乙烯丙烯共聚物、羟乙基纤维素中的一种或多种。