[发明专利]一种净化柴油车尾气的氧化型催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低贵金属负载的改性多级孔沸石分子筛催化剂及其制备方法，由使金属离子或/和金属氧化物掺杂到多孔级沸石的骨架单元和/或者介孔孔道而改性的改性多级孔沸石作为载体材料，所述金属离子或/和金属氧化物作为催化助剂，以贵金属作为催化活性组分组成；其中所述金属离子或/和金属氧化物为Mg、Cu、Ca、Fe、Ti、Mn中的金属离子或/和金属氧化物的至少一种。本发明目的在于提供一种低贵金属负载的改性多级孔沸石分子筛催化剂，能够在较低温度下实现CO，C₃H₈和NO_x的催化氧化，并且具有优异的抗老化性能。

技术领域

本发明属于催化材料技术领域，具体涉及用于柴油车尾气净化的一种高效催化氧化柴油车尾气中的CO，C₃H₈和NO_x的催化剂及其制备方法。

背景技术

柴油车由于其经济、热效高等优势在实际生活中得到广泛的应用。然而，柴油机排放的颗粒物(PM，主要为碳黑颗粒)，CO，氮氧化物等严重危害着环境和人类健康，因此，高效的柴油车后处理净化工艺势在必行。通常，一个高效的柴油车氧化性催化剂(DOC)被认为是净化柴油车尾气中CO，碳氢化合物和NO_x的有效方法。然而，目前为止，DOC普遍存在贵金属含量高，抗老化性能差的问题。因此，开发一种高效的纳米催化剂，使其在低贵金属含量的条件下能够实现CO，C₃H₈和NO_x的高效催化氧化，具有优异的抗老化性能使其满足国四甚至是国五的柴油车排放法规是一项迫在眉睫的工作。

柴油车氧化性催化剂一般包含活性组分和载体两部分。其中，活性组分主要是贵金属，如Pt，Rh以及Pd等，它们具有高的低温活性，能够极大地改善柴油车尾气中CO和碳氢化合物的低温催化氧化。虽然可以通过增加DOC中贵金属的含量来提高催化剂对CO和HC的催化活性，但是其高的氧化性也使得催化剂容易产生硫中毒。除此之外，高贵金属含量的催化剂长期使用之后贵金属也容易团聚长大，从而导致DOC的抗老化性能的下降。因此，在保持DOC催化活性的同时，通过在DOC中加入其它助剂来降低DOC中贵金属的含量也是改善柴油车氧化催化剂抗老化性能的有效途径。

DOC的载体材料一般是采用氧化铝，氧化硅等高比表面积的氧化物，一般只是起到分散活性组分的作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种贵金属低负载的改性多级孔沸石分子筛催化剂，能够在较低温度下实现CO，C₃H₈和NO_x的催化氧化，并且具有优异的抗老化性能。

为了达到这个目的，本发明中提供了一种低贵金属负载的改性多级孔沸石分子筛催化剂，其特征在于，由使金属离子或/和金属氧化物掺杂到多孔级沸石的骨架单元和/或者介孔孔道而改性的改性多级孔沸石作为载体材料，所述金属离子或/和金属氧化物作为催化助剂，以贵金属作为催化活性组分组成；其中所述金属离子或/和金属氧化物为Mg、Cu、Ca、Fe、Ti、Mn中的金属离子或/和金属氧化物的至少一种。本发明提供的贵金属低负载量的改性多级孔沸石分子筛催化剂，采用改性的多级孔沸石作为载体材料，利用沸石骨架中金属离子或/和多级孔孔道中的金属氧化物作为催化助剂，以减少催化活性组分贵金属的负载量。

改性的多级孔沸石作为载体材料，其高的比表面积不仅起到分散活性组分的作用，而且位于沸石骨架中的金属离子或/和多级孔孔道中的金属氧化物也可以作为活性组分和贵金属协同催化氧化柴油车尾气中的废气。更重要的是，这种多级孔结构的设计也有助于主要活性组分贵金属在介孔孔道中的分散，其孔道效应也有助于抑制贵金属的长大团聚，从而提高催化剂的抗老化性能，从而在催化领域方面展现出优异的催化性能。

较佳地，所述多级孔沸石可以为ZSM-5、Beta、Y、TS，Si/Al＝10-50的一种。所述多级孔沸石的介孔孔径为3-30nm，Si与Al摩尔比为10～50。