[发明专利]一种复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种复合催化剂及其制备方法和应用，所述复合催化剂为Co掺杂型催化剂，所述复合催化剂包括MnO₂、Mn₂O₃、BaMnO₃、BaCO₃和Co₃O₄，本发明所述方法制备的非贵金属催化剂，拥有较好的反应活性，相对于贵金属成本较低，本发明将过金属Mn、Co的氧化还原性与Ba优异的低温贮存和中温释放NO_x特性相结合，有效促进碳烟燃烧区间内的氧化过程。

技术领域

本发明属于催化剂领域，涉及一种复合催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

2019年全国机动车保有量达3.48亿辆。2019年我国柴油车排放的氮氧化物(NO_x)和颗粒物(PM)分别为553.2万吨、6.9万吨，其排放量分别占机动车排放总量的88.9％、99％以上，可见柴油车是机动车NO_x、PM排放的主要分担者。大量PM排放是导致大气雾霾的重要原因之一，对人体健康损害也很大。

目前PM的主要后处理技术是DPF技术，即柴油车颗粒物过滤器技术，先将颗粒物捕集在DPF上，然后使用外加措施对DPF定期再生。在DPF上涂覆氧化型催化剂，可使得DPF上累积的颗粒物在柴油车尾气温度范围内催化燃烧为CO₂，相对于传统的喷油燃烧再生技术，大大提升了后处理系统的工作效率和燃油经济性。目前商业应用的催化剂仍然不成熟，其中绝大部分是贵金属催化剂，其造价昂贵且热稳定性、化学稳定性等性能仍需要进一步改善。

CN109317153A公开了一种改性钙钛矿催化剂的制备方法，包括下述步骤：(1)按化学计量比配制La(NO)、Sr(NO)、Co(NO)、Fe(NO)、柠檬酸、EDTA的混合溶液，水浴搅拌至溶液出现凝胶；(2)把步骤(1)所述凝胶转入油浴至凝胶形成蓬松多孔的催化剂前驱体，干燥,；(3)将干燥后的催化剂前驱体充分研磨后，焙烧后退火；(4)将退火后的催化剂粉末充分研磨，得本发明制备的具有抗硫性能的改性钙钛矿催化剂。其所述方法制备的钙钛矿型催化剂，在脱除NO和低碳烟的活性、抗硫化能力都优于其它类型脱硝催化剂，但是其加入了贵金属化合物，造价昂贵，不适用于工业化生产。

CN103212414B公开了一种降低碳烟颗粒燃烧温度的负载型银催化剂及制备方法，催化剂包括活性组分和载体，活性组分为银，载体为二氧化铈或铈基复合氧化物，银的负载量为载体质量的1％～20％。铈基复合氧化物的组成通式为Ce_1-xM_xO_y，其中M为稀土金属。载体在铈基溶液中加入表面活性剂做模板，通过水热沉淀制备得到。催化剂采用在水基硝酸银溶液中引入络合助剂并蒸干焙烧制备得到。其所述催化剂同样使用了贵金属化合物，造价昂贵。

上述方案都采用了贵金属化合物，存在有造价昂贵无法实现工业化的问题，因此，开发一种可以催化氧化碳烟的非贵金属催化剂是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合催化剂及其制备方法和应用，所述复合催化剂为Co掺杂型催化剂，所述复合催化剂包括MnO₂、Mn₂O₃、BaMnO₃、BaCO₃和Co₃O₄，本发明所述方法制备的非贵金属催化剂，拥有较好的反应活性，相对于贵金属成本较低，本发明将过金属Mn、Co的强氧化还原性与Ba优异的低温贮存和中温释放NO_x特性相结合，有效促进碳烟(soot)燃烧区间内的氧化过程。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：