[发明专利]一种SOF高氧化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，尤其属于柴油机尾气氧化催化剂制备技术领域，特别涉及一种高SOF氧化能力催化剂及其制备方法。

背景技术

随着空气污染的加重，在我国承诺与欧洲排放法规同步的大前提下，国家今后的机动车尾气排放标准国4、国5、国6标准要求柴油车的尾气排放中CO、HC以及颗粒物（PM）的含量必须显著降低。通过发动机机内净化的途径已无法完全满足法规要求，必然要求加装机外净化装置，即尾气后处理系统，而柴油机尾气氧化催化剂（DOC）就是现阶段解决中轻型柴油车尾气HC、CO以及PM排放的最佳选择。其中DOC可以除去绝大部分的CO、HC以及PM中的可溶性有机物（SOF），由于国内发动机技术落后，PM中含有大量SOF，约50％或以上，同时轻型车所对应的尾气排气温度较低，所以要求DOC有高SOF氧化能力并具有低温氧化SOF的性能，所以开发高SOF氧化能力涂层成为DOC应用的关键技术。

高SOF氧化能力柴油机氧化催化剂目前已有一定研究，但如何选择各成分的组合来保证HC、CO的转化效率并同时在低温有效保证SOF＋O₂→CO₂+H₂O的氧化，还有很多问题需要不断努力解决。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种SOF高氧化催化剂及其制备方法。本发明要解决的问题是提供一种保证HC、CO的转化效率并同时具有很好的SOF氧化能力和低温氧化SOF性能的高SOF氧化能力柴油机尾气氧化催化剂及其制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

SOF高氧化催化剂，所述催化剂是将贵金属负载在通式为Ce_xZr_1-xO₂-Al₂O₃材料上制成，其中：0≤x≤1，Ce_xZr_1-xO₂与Al₂O₃的质量比为95～99比3。

优选所述Ce_xZr_1-xO₂与Al₂O₃的质量比为97比3。

更优选所述材料组成是：Ce_0.75Zr_0.25O₂-Al₂O₃。

所述贵金属优选Pt，Pt以金属元素计在催化剂总质量中的百分比含量不大于1.5％。

本发明催化剂首先由可溶解的锆盐、铈盐和铝盐经复分解反应后沉淀制成Ce_xZr_1-xO₂-Al₂O₃，再负载贵金属制成。

上述SOF高氧化催化剂制备包括以下步骤：

（1）、按所述催化剂组成比例计量分别称取相应的硝酸铈、碳酸锆和硝酸铝；

（2）、将步骤（1）称取的碳酸锆加浓硝酸溶解，溶解碳酸锆的浓硝酸按质量比为碳酸氧锆的0.35倍，硝酸铈溶解于去离子水中，硝酸铈与去离子水的质量比为2～4∶1，硝酸铝溶解于去离子水中，硝酸铝于去离子水的质量比为7∶1，再将完全溶解的碳酸锆溶液和硝酸铝溶液移入硝酸铈溶液中；

（3）、按步骤（2）中金属氧化物与聚乙烯醇质量比为10：1计量在步骤（2）所得溶液中加入所需质量聚乙烯醇，搅拌溶解；

（4）、配置质量比为1：1的氨水-碳酸铵混合溶液为沉淀剂，与步骤（3）制取的溶液并流进行共沉淀，共沉淀时控制pH=8.5～8.8；沉淀完毕后加纯氨水并控制pH=10，调节完毕放置18～24小时；

（5）、将步骤（4）所得沉淀在92℃油或水浴条件下老化6小时；

（6）、将步骤（5）所得沉淀冷却，抽滤、用去离子水洗涤沉淀至pH=6.5～7.5，加入按金属氧化物与聚乙二醇按质量比为5：2的聚乙二醇，沉淀调节成浆液，将所得浆液在80℃水浴2h后过滤，再加入按金属氧化物与去离子水按质量比为1：8～12的去离子水，进行喷雾干燥；

（7）、将步骤（6）中喷雾所得粉料于90°C烘焙24小时，预分解600°C焙烧3小时，得到Ce_xZr_1-xO₂-Al₂O₃黄色粉末，然后负载贵金属得到SOF高氧化催化剂催化剂。