[发明专利]一种柴油机尾气氧化催化剂的载体

说明书

技术领域

本发明属于柴油机尾气治理领域，具体地说涉及一种柴油机尾气氧化催化剂的载体。

背景技术

近20年来，面对世界石油资源日趋枯竭给社会发展带来的压力，面对汽车保有量急剧增长对环境的影响，世界汽车不停地在寻找实现汽车工业可持续发展的解决方法，在不断的技术发展中，人们对车用柴油机及柴油车有了更新、更深入的认识，柴油机与汽油机相比在经济型、动力性优越的前提下，对于环境的污染带来了一定的负面性，相对汽油机，柴油机排放出的CO、HC仅为汽油机排放的十几分之一，NO_X基本持平，但PM（碳颗粒物）却是汽油机排放的30～80倍，PM主要含有实心碳微粒（以下用“SOOT”表示）、硫酸盐（以下用“sulfates”表示）和液态的大分子烃微粒（以下用“SOF”表示）。PM的粒径一般在0.01μm～10μm，其中90%的微粒粒径＜1μm，所以容易漂浮于空气中并通过呼吸道进入人体。因此，政府制定相关政策以加强对柴油机PM排放的控制。同时，柴油机的最优化操作时柴油机PM的排放量有明显降低，通过提升压力并配合定时的燃料喷射系统的电子控制实现的。然而很难达到预期的满意度。如何制作开发一种面对小排量柴油机的氧化催化剂，在不更改整车物理状态及不需要过多外加辅助设施的前提下，同时在较低温度下能够将CO、HC、PM进行净化，还可以面临高硫含量燃料的考验，这将可以解决现有柴油机的尾气治理问题。

用于净化柴油机废气的催化剂及其制备方法（CN1575850A），公开了一种用于净化柴油机废气的催化剂及其制备方法，催化剂清除柴油机废气中的HC、CO和SOF并降低微粒的排放。用于净化柴油机废气的催化剂具有沉积在难熔三维结构体上的催化剂组分，催化剂组分包含二氧化硅-氧化铝和沸石，二氧化硅-氧化铝担载上至少一种选自铂、钯、铑的贵金属元素。这种催化剂通过将贵金属组分加入到二氧化硅-氧化铝的浆液中，在其中引起化学吸附，然后将沸石加入所得的混合物中，从而得到载有贵金属的二氧化硅-氧化铝与沸石的混合浆液，将难熔三维结构体浸入所述混合浆液中，在其中引起催化组分的沉积，随后焙烧所得组合物制得。但是该申请中的催化剂的载体不均匀，活性成分在载体中的分散度不高，因而造成碳烟的净化率低；且该催化剂载体的压降高。

降低柴油机颗粒过滤器上颗粒物起燃温度的不含铂族金属的催化剂（CN101056692A），提供了一种催化型柴油机颗粒过滤器（CDPF）和一种从柴油发动机废气中过滤颗粒物的方法，其中催化型柴油机微粒过滤器包含一种基材和一种催化剂组合物，其中催化剂组合物包含至少一种第一组分、至少一种第二组分和至少一种第三组分，其中第一组分为至少一种选自铈、镧系元素及其混合物的第一组分，第二组分为至少一种选自钴、铜、锰及其混合物的第二组分：第三组分包括锶，其中第一组分、第二组分和第三组分焙烧后呈氧化物形式。通过过滤器上颗粒物氧化还原反应，催化型柴油机微粒过滤器上的催化剂降低了从CDPF上脱除颗粒物的温度。催化型柴油机微粒过滤器还可包括修补基面涂层。由胶体氧化铝制得的修补基面涂层比含有硝酸铝制得的氧化铝的修补基面涂层有更高的表面积和孔体积。但是该催化剂的缺点是压降过高，长时间使用后会造成碳烟在孔道壁上的阻塞，同时大幅度增加了车辆的油耗。

一种用于消除柴油机碳烟的低温燃烧催化剂（CN101767012A），公开了一种用于消除柴油机碳烟的低温燃烧催化剂，不含有碱金属和贵金属，成分为铈铁锆的复合氧化物，其中CeO₂的摩尔百分含量为50%,Fe₂O₃的摩尔百分含量为5～50%,ZrO₂的摩尔百分含量为45～0%，制备的方法有两种，方法一是共沉淀水热合成法，方法二是机械混合法，方法一的具体步骤是：取Ce、Fe、Zr的硝酸盐按化学计量比配置成总浓度为0.1～0.5mol/L的盐溶液，再加入适量的H₂O₂,充分搅拌，均匀混合。在剧烈搅拌下，将上述混合溶液以2～10mL/min的速度滴入3～8mol/L的氨水中，得到沉淀物。沉淀完全后继续搅拌30～120min，老化30～180min后移去部分上层清液，将所得沉淀物移入高压釜中（填充度为50～70%），于160～240℃保温24～72h。所得产物用去离子水和乙醇分别洗涤后，80～120℃干燥6～24h，得到目标催化剂。该材料具有很高的催化活性和热稳定性，对环境不造成污染。该催化剂的缺点是不耐硫，长时间使用后会因硫胺等粘性物质的堵塞而造成催化剂中毒，而且此中毒为不可逆过程，且不适用于柴油机工况。