[发明专利]基于改性分子筛和水滑石衍生氧化物的柴油机用催化剂及制备和应用

摘要

本发明公开了一种基于改性分子筛和水滑石衍生氧化物的柴油机用催化剂。催化剂采用Co改性ZSM‑5分子筛为主催化剂，CeO₂‑ZrO₂固溶体为助催化剂，多元金属改性水滑石衍生复合氧化物和γ‑Al₂O₃为涂层基础材料，堇青石蜂窝陶瓷为催化剂载体。制备工艺包括：催化剂原料用量的确定、Co改性ZSM‑5分子筛和多元金属改性水滑石衍生氧化物的制备及涂层浆料的制备和涂覆。该催化剂能够高效催化排气中NOx的吸附‑还原净化反应。本发明利用4种金属氧化物的协同效应，提高了水滑石衍生氧化物的NOx吸附性能和热稳定性。同时，以Co改性ZSM‑5分子筛替代贵金属主催化剂，降低原料成本，提高了催化剂的抗硫性能和热稳定性。

主权项

1.一种基于改性分子筛和水滑石衍生氧化物的柴油机用催化剂，包括催化涂层和催化剂的载体，所述催化涂层由主催化剂、助催化剂和涂层基础材料构成，所述催化剂的载体为400目堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于：所述主催化剂由Co改性ZSM‑5分子筛组成，其中，Co元素以Co₃O₄低聚物的形式均匀分散于ZSM‑5分子筛的表面和微孔中，且Co₃O₄低聚物与ZSM‑5分子筛的质量百分比为：5～15％/95～85％；所述助催化剂由CeO₂‑ZrO₂固溶体组成，且CeO₂与ZrO₂的质量百分比为：80～60％/20～40％；所述涂层基础材料由多元金属改性水滑石衍生复合氧化物和γ‑Al₂O₃组成；所述多元金属改性水滑石衍生复合氧化物和γ‑Al₂O₃的质量百分比为：80～60％/20～40％；所述多元金属改性水滑石衍生复合氧化物中包括Mg、Cu、Al、Fe四种金属元素，所述Mg、Cu、Al、Fe四种金属元素分别以MgO、CuO、Al₂O₃、Fe₂O₃的形式均匀分散在所述多元金属改性水滑石衍生复合氧化物中，且MgO与CuO的质量百分比为：11～34％/89～66％；Al₂O₃和Fe₂O₃的质量百分比为：0～39％/100～61％；同时，所述多元金属改性水滑石衍生复合氧化物中Mg原子和Cu原子的原子数量之和与Al原子与Fe原子的原子数量之和的比例为3:1；所述主催化剂、助催化剂及涂层基础材料的质量百分比为4～8％/10～20％/86～72％；所述催化涂层与400目堇青石蜂窝陶瓷的质量百分比为10～30％/90～70％。