CN103831101A

CN103831101A - 一种可降低poc再生温度的催化剂涂层

Info

Publication number: CN103831101A
Application number: CN201410078778.4A
Authority: CN
Inventors: 王秋艳; 许汉春; 王磊
Original assignee: ZHEJIANG DAFENG AUTOMOTIVE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG DAFENG AUTOMOTIVE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2034-03-05
Also published as: CN103831101B

Abstract

本发明公开了一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，包括以下组分且各组分的质量百分比为：稀土复合氧化物1～4%；改性氧化铝2～6%；铝胶0.1～0.3%；分散剂0.02～0.05%；贵金属0.1～0.2%；去离子水90～95%。选择了合理的组分配方，能够降低NO₂分子键断裂的温度，使得POC内捕集的颗粒物在温度超过250℃时开始部分燃烧，使得POC内捕集的颗粒物在温度超过270℃时发生完全的催化燃烧，以CO₂和H₂O的形式经排气管排出，POC的通透性得以恢复，实现POC的快速主动再生，确保POC的开放性，提高POC降低PM的效率，并延长POC的使用寿命。

Description

一种可降低POC再生温度的催化剂涂层

技术领域

本发明涉及一种可降低POC再生温度的催化剂涂层。

背景技术

颗粒物PM的排放是柴油发动机尾气的典型特征。2012年，全国机动车排放污染物4612.1万吨，具体为氮氧化物（NO_x）640.0万吨，碳氢化合物（HC）438.2万吨，一氧化碳（CO）3471.7万吨，颗粒物（PM）62.2万吨。其中，全国柴油车排放的PM超过汽车排放PM总量的90%，换言之，柴油车尾气中的PM是大气污染中PM的主要来源。PM是造成雾霾的主要“元凶”，可对人类呼吸***和心血管***造成永久性危害，已严重影响到全球空气质量和人类生产生活。

国际上应对柴油发动机尾气中PM的处理主要有柴油颗粒物过滤器DPF（Diesel Particulate Filter）和颗粒氧化型净化器POC（Particle OxidationCatalyst）两种技术路线，因为我国在新制造柴油发动机的DPF配套技术上仍有一些关键难题未得到突破，且我国柴油车市场保有量的快速增加使得在用车的重新标定不具备实施条件，目前，POC技术是较适合我国国情的柴油车尾气中PM处理的主要方法。但是POC降低PM的效率只有60%左右，而DPF降低PM的效率可达到80%-95%，POC相比于DPF显得效率极其低下。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，能够降低NO₂分子键断裂的温度，实现POC的快速主动再生，确保POC的开放性，提高POC降低PM的效率，并延长POC的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，包括以下组分且各组分的质量百分比为：

改进的，催化剂涂层由稀土复合氧化物、改性氧化铝、铝胶、分散剂、贵金属和去离子水组成且各组分的质量比分别为：4%、5.45%、0.3%、0.05%、0.2%、90%，或2.78%、2%、0.1%、0.02%、0.1%、95%，或2.65%、4%、0.1%、0.05%、0.2%、93%。

改进的，所述稀土复合氧化物包括以下组分且各组分的质量百分比为：二氧化铈30～40%、二氧化锆40～50%和改性稀土氧化物10～20%。

改进的，所述改性氧化铝包括以下组分且各组分的质量百分比为：氧化铝85～95%和改性稀土氧化物5～15%。

改进的，所述氧化铝为立方相γ-Al₂O₃。

改进的，所述改性稀土氧化物为氧化镧、氧化钕、氧化镨、氧化钐、氧化钇中的一种或几种。

改进的，所述改性稀土氧化物为氧化镧、氧化钕和氧化镨的组合且各组分的质量比为2.0～3.0:3.0～5.0:3.0～5.0。

改进的，所述铝胶为拟薄水铝石和硝酸铝的组合，所述拟薄水铝石和硝酸铝的质量比为0.4～0.6:1。

改进的，所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、硅酸钠、三聚磷酸钠中的一种或几种。

改进的，所述贵金属为Pt、Pd、Rh中的一种或几种。

有益效果：

采用上述技术方案后，该发明一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，选择了合理的组分配方，能够降低NO₂分子键断裂的温度，使得POC内捕集的颗粒物在温度超过250℃时开始部分燃烧，使得POC内捕集的颗粒物在温度超过270℃时发生完全的催化燃烧，以CO₂和H₂O的形式经排气管排出，POC的通透性得以恢复，实现POC的快速主动再生，确保POC的开放性，提高POC降低PM的效率，并延长POC的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1为实施例一的发动机尾气温度随测试时间变化曲线图；

图2为实施例一相应的发动机尾气温度下、POC净化器内背压变化情况图。

具体实施方式

实施例一：

一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，包括以下组分且各组分的质量百分比为：稀土复合氧化物4%；改性氧化铝5.45%；铝胶0.3%；分散剂0.05%；贵金属0.2%；去离子水90%，其中，所述稀土复合氧化物包括以下组分且各组分的质量百分比为：二氧化铈40%、二氧化锆40%和改性稀土氧化物20%；所述改性氧化铝包括以下组分且各组分的质量百分比为：氧化铝85%和改性稀土氧化物15%，所述氧化铝为立方相γ-Al₂O₃，所述改性稀土氧化物为氧化镧、氧化钕、氧化镨、氧化钐、氧化钇中的一种或几种，所述改性稀土氧化物为氧化镧或氧化钕或氧化镨和氧化钐的组合或氧化镧、氧化镨和氧化钇的组合，本实施例中，所述改性稀土氧化物为氧化镧、氧化钕和氧化镨的组合且各组分的质量比为2:3:5，所述铝胶为拟薄水铝石和硝酸铝的组合，所述拟薄水铝石和硝酸铝的质量比为0.4:1，所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、硅酸钠、三聚磷酸钠中的一种或几种，所述分散剂为聚乙二醇或聚乙烯醇或聚乙烯醇和硅酸钠的组合或聚乙烯醇、硅酸钠和三聚磷酸钠的组合，所述聚乙二醇分子量为400～12000，所述贵金属为Pt、Pd、Rh中的一种或几种，所述贵金属为Pt或Pd或Pd和Rh的组合。

实施例二：

一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，包括以下组分且各组分的质量百分比为：稀土复合氧化物2.78%；改性氧化铝2%；铝胶0.1%；分散剂0.02%；贵金属0.1%；去离子水95%，其中，所述稀土复合氧化物包括以下组分且各组分的质量百分比为：二氧化铈40%、二氧化锆50%和改性稀土氧化物10%；所述改性氧化铝包括以下组分且各组分的质量百分比为：氧化铝95%和改性稀土氧化物5%，本实施例中，所述改性稀土氧化物为氧化镧、氧化钕和氧化镨的组合且各组分的质量比为3:5:3，所述铝胶为拟薄水铝石和硝酸铝的组合，所述拟薄水铝石和硝酸铝的质量比为0.6:1。

实施例三：

一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，包括以下组分且各组分的质量百分比为：稀土复合氧化物2.65%；改性氧化铝4%；铝胶0.1%；分散剂0.05%；贵金属0.2%；去离子水93%，其中，所述稀土复合氧化物包括以下组分且各组分的质量百分比为：二氧化铈35%、二氧化锆45%和改性稀土氧化物20%；所述改性氧化铝包括以下组分且各组分的质量百分比为：氧化铝90%和改性稀土氧化物10%，本实施例中，所述改性稀土氧化物为氧化镧、氧化钕和氧化镨的组合且各组分的质量比为2.5:4:4，所述铝胶为拟薄水铝石和硝酸铝的组合，所述拟薄水铝石和硝酸铝的质量比为0.5:1。

将稀土复合氧化物、改性氧化铝、铝胶、分散剂和去离子水混合并搅拌均匀，然后用砂磨机砂磨至浆料粒度D90在10～20μm，在搅拌速度为200～300rpm的搅拌条件下将贵金属溶液（贵金属溶液为硝酸铂、硝酸钯及硝酸铑溶液的混合溶液）加入到已经研磨后的上述混合溶液中吸附贵金属8.0～12.0h，贵金属吸附完成后，将POC原材料浸入到已吸附贵金属溶液的混合溶液中，然后取出，快速烘干后高温焙烧即得带涂层的POC载体。

将带涂层的POC载体安装在7.8L排量柴油发动机的工程车上，安装位置为发动机出气口与***中间，用便携式POC自我诊断装置测试净化器入口处温度及背压随时间变化情况，测得发动机尾气温度随测试时间变化曲线图（如图1所示）和相应的发动机尾气温度下、POC净化器内背压变化情况图（如图2所示）。

实验数据表明，本发明一种可降低POC再生温度的催化剂涂层能实现POC的主动再生，当温度超过250℃时，净化器的背压明显降低，说明POC内捕集的颗粒物开始部分燃烧，尤其是当温度超过270℃，净化器的背压可以始终保持在0.3KPa以下，说明POC内捕集的碳颗粒发生了完全的催化燃烧，以CO₂和H₂O的形式经排气管排出，POC的通透性得以恢复，实现POC的快速主动再生，确保POC的开放性，提高POC降低PM的效率，并延长POC的使用寿命。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims

1.一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，其特征在于：包括以下组分且各组分的质量百分比为：

2.根据权利要求1所述一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，其特征在于：催化剂涂层由稀土复合氧化物、改性氧化铝、铝胶、分散剂、贵金属和去离子水组成且各组分的质量比分别为：4%、5.45%、0.3%、0.05%、0.2%、90%，或2.78%、2%、0.1%、0.02%、0.1%、95%，或2.65%、4%、0.1%、0.05%、0.2%、93%。

3.根据权利要求1或2所述一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，其特征在于：所述稀土复合氧化物包括以下组分且各组分的质量百分比为：二氧化铈30～40%、二氧化锆40～50%和改性稀土氧化物10～20%。

4.根据权利要求3所述一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，其特征在于：所述改性氧化铝包括以下组分且各组分的质量百分比为：氧化铝85～95%和改性稀土氧化物5～15%。

5.根据权利要求4所述一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，其特征在于：所述氧化铝为立方相γ-Al₂O₃。

6.根据权利要求4所述一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，其特征在于：所述改性稀土氧化物为氧化镧、氧化钕、氧化镨、氧化钐、氧化钇中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，其特征在于：所述改性稀土氧化物为氧化镧、氧化钕和氧化镨的组合且各组分的质量比为2.0～3.0:3.0～5.0:3.0～5.0。

8.根据权利要求3所述一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，其特征在于：所述铝胶为拟薄水铝石和硝酸铝的组合，所述拟薄水铝石和硝酸铝的质量比为0.4～0.6:1。

9.根据权利要求3所述一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，其特征在于：所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、硅酸钠、三聚磷酸钠中的一种或几种。

10.根据权利要求3所述一种可降低POC再生温度的催化剂涂层，其特征在于：所述贵金属为Pt、Pd、Rh中的一种或几种。