一种柴油机氧化催化剂的制备方法.pdf

本发明公开了一种柴油机氧化催化剂(DOC)的制备方法，包括以下步骤：(1)将柠檬酸和乙二醇加入去离子水中搅拌溶解，向上述溶液中加入硝酸铂水溶液并充分搅拌得混合液；(2)将氧化铝粉末加入上述混合液中混合均匀，并在一定温度下搅拌蒸干；(3)将上述蒸干产物干燥和焙烧得到柴油机氧化催化剂(DOC)。本发明制备的柴油机氧化催化剂(DOC)贵金属用量少、起燃温度低。

权利要求书
1.  一种柴油机氧化催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，将柠檬酸和乙二醇加入到去离子水中于45～55℃下搅拌溶 解，然后加入硝酸铂水溶液于50～60℃下搅拌1～2小时后得混合溶液， 其中所述柠檬酸和乙二醇的摩尔比为1:1～1:4，硝酸铂与柠檬酸和乙二醇 的总摩尔比为1:9～1:15；
步骤二，向步骤一所得混合溶液中加入粒径为100～200目的氧化铝 粉末于400～600转/分钟的搅拌速度下室温搅拌0.5～1小时，然后升温至 70～90℃搅拌6～8小时后得蒸干产物，其中所述氧化铝粉末中α-氧化铝 与γ-氧化铝质量比为1:3；
步骤三，将步骤二中蒸干产物在100～130℃干燥3～5小时，然后于 500～550℃在0.3～0.5MPa的氮气氛围下焙烧2～3h后得到柴油机氧化催 化剂(DOC)。

2.  如权利要求1所述的一种柴油机氧化催化剂的制备方法，其特征在于： 硝酸铂与氧化铝的质量比为0.006:1～0.012:1。

说明书一种柴油机氧化催化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及汽车尾气净化的技术领域，具体涉及一种可应用于柴油机 尾气催化净化等领域的催化剂的制备方法。
背景技术
随着汽车产业的迅速发展，我国柴油车保有量持续增加。柴油机尾气 排放物中的颗粒物(PM)已经成为城市主要污染源之一。为防止颗粒物 排放到大气中，有效的做法是采用颗粒捕集器(DPF)来捕集颗粒物。对 于轻型柴油车，目前普遍采用柴油机氧化催化剂DOC+DPF的技术路线来 降低颗粒物的排放。柴油机氧化催化剂(DOC)的作用是：一方面氧化消 除尾气的一氧化碳和碳氢化合物；另一方面使排气管中后喷的燃料燃烧产 生高温气体，促进DPF上捕集的颗粒物的氧化消除，达到再生的目的。因 此，开发起燃温度低、耐久性优异的DOC催化剂是解决DPF再生问题的 关键技术之一。
中国专利CN103052446A报道了一种氧化催化剂(DOC)，具有比较 低的起燃温度，其耐热性和耐久性优异。但该氧化催化剂的贵金属用量优 选为1.5～3.5g/L，用量较大，且新鲜态催化剂的起燃温度仍在180℃以上， 老化后的催化剂的起燃温度仍在190℃以上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柴油机氧化催化剂(DOC)的制备方法， 以克服现有技术中催化剂贵金属用量较大(＞30g/ft3)、起燃温度较高的问 题，与现有技术相比，本发明制备方法简单，降低15-20％的贵金属用量， 制备的催化剂具有更低的起燃温度，容易实现过程控制，有利于工业化生 产。
为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
一种柴油机氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将柠檬酸和乙二醇加入到去离子水中于45～55℃下搅拌溶 解，然后加入硝酸铂水溶液于50～60℃下搅拌1～2小时后得混合溶液， 其中所述柠檬酸和乙二醇的摩尔比为1:1～1:4，硝酸铂与柠檬酸和乙二醇 的总摩尔比为1:9～1:15；
步骤二，向步骤一所得混合溶液中加入粒径为100～200目的氧化铝 粉末于400～600转/分钟的搅拌速度下室温搅拌0.5～1小时，然后升温至 70～90℃搅拌6～8小时后得蒸干产物，其中所述氧化铝粉末中α-氧化铝 与γ-氧化铝质量比为1:3；
步骤三，将步骤二中蒸干产物在100～130℃干燥3～5小时，然后于 500～550℃在0.3～0.5MPa的氮气氛围下焙烧2～3h后得到柴油机氧化催 化剂(DOC)。
上述硝酸铂和氧化铝的质量比为0.006:1～0.012:1。
本发明制备方法步骤三中在特定的氮气压力下保证了贵金属铂在焙 烧过程中金属价态的稳定性，在一定程度上降低了贵金属的用量。
根据本发明的另一个方面，本发明在制备铂负载氧化铝的时候加入特 定配比的柠檬酸和乙二醇，有效地控制贵金属铂的分散性和价态分布，可 以降低贵金属的用量，且具有优异的催化性能。
与现有技术相比本发明具有如下有益效果：
1.本发明柴油机氧化催化剂的制备方法所用贵金属用量少；
2.本发明制备方法制备出的柴油机氧化催化剂具有更低的起燃温度；
3.本发明制备工艺简单易行，容易实现过程控制，有利于工业化生产。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实 施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的， 而并非要限制本发明的范围。
对比例
将2.45g硝酸铂水溶液(铂的浓度为15％)加入到100.0g去离子水中 充分搅拌，然后将100.0g氧化铝粉末加入上述混合液中混合均匀，搅拌加 热至80℃直至蒸干。最后，将上述蒸干产物在100℃干燥3h和500℃焙烧 2h即得柴油机氧化催化剂(DOC)。
实施例1：
将1.63g柠檬酸和0.52g乙二醇加入到100.0g去离子水中于45～55℃ 下搅拌溶解，向上述溶液中加入2.45g硝酸铂水溶液(铂的浓度为15％) 于50～60℃下搅拌1小时后得混合溶液。然后将100.0g粒径为100～200 目的氧化铝粉末(其中氧化铝粉末中α-氧化铝与γ-氧化铝质量比为1:3) 加入到上述混合液中，于400～600转/分钟的搅拌速度下室温搅拌0.5～1 小时，然后加热至70℃搅拌7小时后直至蒸干。最后，将上述蒸干产物在 100℃干燥3h，然后在500℃、0.3-0.5MPa氮气氛围下焙烧2h即得柴油机 氧化催化剂(DOC)。
实施例2：
将1.77g柠檬酸和1.14g乙二醇加入到100.0g去离子水中于45～55℃ 下搅拌溶解，向上述溶液中加入3.26g硝酸铂水溶液(铂的浓度为15％) 于50～60℃下搅拌1小时后得混合溶液。然后将100.0g粒径为100～200 目的氧化铝粉末(其中氧化铝粉末中α-氧化铝与γ-氧化铝质量比为1:3) 加入到上述混合液中，于400～600转/分钟的搅拌速度下室温搅拌0.5～1 小时，然后加热至80℃搅拌8小时后直至蒸干。最后，将上述蒸干产物在 110℃干燥4h，然后在550℃、0.3-0.5MPa氮气氛围下焙烧3h即得柴油机 氧化催化剂(DOC)。
实施例3：
将1.96g柠檬酸和1.89g乙二醇加入到100.0g去离子水中于45～55℃ 下搅拌溶解，向上述溶液中加入4.08g硝酸铂水溶液(铂的浓度为15％) 于50～60℃下搅拌1小时后得混合溶液。然后将100.0g粒径为100～200 目的氧化铝粉末(其中氧化铝粉末中α-氧化铝与γ-氧化铝质量比为1:3) 加入到上述混合液中，于400～600转/分钟的搅拌速度下室温搅拌0.5～1 小时，然后加热至90℃搅拌6小时后直至蒸干。最后，将上述蒸干产物在 120℃干燥5h，500℃、0.3-0.5MPa氮气氛围下焙烧2h即得柴油机氧化催 化剂(DOC)。
实施例4：
将2.17g柠檬酸和2.80g乙二醇加入到100.0g去离子水中于45～55℃ 下搅拌溶解，向上述溶液中加入4.89g硝酸铂水溶液(铂的浓度为15％) 于50～60℃下搅拌1小时后得混合溶液。然后将100.0g粒径为100～200 目的氧化铝粉末(其中氧化铝粉末中α-氧化铝与γ-氧化铝质量比为1:3) 加入到上述混合液中，于400～600转/分钟的搅拌速度下室温搅拌0.5～1 小时，然后加热至80℃搅拌7小时后直至蒸干。最后，将上述蒸干产物在 130℃干燥4h，550℃、0.3-0.5MPa氮气氛围下焙烧3h即得柴油机氧化催 化剂(DOC)。
将对比例和实施例1-4所得到的催化剂进行试验，实验结果如表1所 示。
表1利用本发明方法制得的催化剂的催化性能

由表1所示的数据明显可知，即使在750℃下耐久处理100小时后仍 然具有良好的低温起燃活性且涂层的脱落率大幅度降低，能提高催化剂在 恶劣环境中的耐受性。
尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不偏 离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施方式做出各种改 变、替换和变更。