本發(fā)明涉及柴油氧化催化劑，具體而言，涉及一種柴油氧化催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣是大氣污染物的主要來(lái)源之一，主要污染物包括：一氧化碳(co)、碳?xì)浠衔?hc)、氮氧化合物(nox)和顆粒物(pm)。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且嚴(yán)重危害人類(lèi)的身體健康。柴油車(chē)因其燃油經(jīng)濟(jì)性、高熱效率，已得到廣泛使用。柴油車(chē)氧化催化劑(doc)主要凈化柴油車(chē)尾氣中的一氧化碳(co)、烴類(lèi)化合物(hc)、氮氧化合物(nox)以及顆粒物(pm)表面的可溶性有機(jī)物組分(sof)，將尾氣中的上述污染物氧化為h2o、co2和no2。

2、傳統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣用商品化doc催化劑主要是以氧化鋁為載體負(fù)載pt和pd，摻雜少量的二氧化硅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鈰或其組合。為提高催化劑的抗老化性能，選擇在上述氧化物載體上摻雜不同用量的稀土元素如ce、nd、y、pr、zr、la或其組合。

3、專(zhuān)利授權(quán)公布號(hào)為cn112246276a的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種含錳的柴油氧化催化劑，具體地，涉及一種用于處理來(lái)自柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物的氧化催化劑復(fù)合材料，該氧化催化劑復(fù)合材料包括：第一種載體涂料，其含有沸石、pt和含錳的第一種耐火金屬氧化物載體；第二種載體涂料，其含有第二種耐火金屬氧化物載體、pt組分和pd組分；和第三種載體涂料，其含有鈀和稀土氧化物組分；通過(guò)有選擇摻雜si、mn等元素用于提高氧化鋁載體的抗老化性能，但是以上對(duì)載體材料的改性無(wú)疑會(huì)增加原料成本。

4、因此，開(kāi)發(fā)一種原料成本低且抗高溫水熱老化能力優(yōu)異的柴油氧化催化劑，對(duì)于滿足柴油機(jī)尾氣凈化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種柴油氧化催化劑及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中柴油氧化催化劑的抗高溫水熱老化能力差及原料成本高的問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種柴油氧化催化劑，該柴油氧化催化劑包括堇青石蜂窩陶瓷載體和附著于堇青石蜂窩陶瓷載體表面的活性涂層，活性涂層包括羥基磷灰石，且羥基磷灰石上負(fù)載有貴金屬，貴金屬包括pt金屬和pd金屬。

3、進(jìn)一步地，上述堇青石蜂窩陶瓷載體具有出氣端與進(jìn)氣端，進(jìn)氣端對(duì)應(yīng)的活性涂層為第一活性涂層，出氣端對(duì)應(yīng)的活性涂層為第二活性涂層；和/或第一活性涂層中貴金屬的濃度為15～30g/ft3，優(yōu)選為18～30g/ft3，和/或貴金屬的質(zhì)量占第一活性涂層總質(zhì)量的0.1～1.5％，和/或第一活性涂層中的pt金屬和pd金屬的質(zhì)量比為1～6:1。

4、進(jìn)一步地，上述第二活性涂層中貴金屬的濃度為5～30g/ft3，和/或貴金屬的質(zhì)量占第二活性涂層總質(zhì)量的0.1～1.5％，和/或第二活性涂層中的pt金屬和pd金屬的質(zhì)量比為6～12:1。

5、進(jìn)一步地，上述堇青石蜂窩陶瓷載體為圓柱體，沿圓柱體的軸向方向上，第一活性涂層與第二活性涂層的長(zhǎng)度比為1:2～2:1。

6、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種上述柴油氧化催化劑的制備方法，該制備方法包括：步驟s1，將包括羥基磷灰石與水的原料混合，得到漿液，采用冰乙酸調(diào)節(jié)漿液的ph值并進(jìn)行第一攪拌，得到酸性漿液；步驟s2，將包括酸性漿液、鉑鹽溶液、鈀鹽溶液和粘結(jié)助劑的原料進(jìn)行第二攪拌后得到混合物，采用冰乙酸調(diào)節(jié)混合物的ph值，得到酸性混合物；步驟s3，將酸性混合物與增稠劑進(jìn)行第三攪拌后，得到漿液a；步驟s4，調(diào)整鉑鹽溶液、鈀鹽溶液用量，重復(fù)步驟s1至步驟s3，得到漿液b；步驟s5，將漿液a與漿液b分別涂覆于堇青石蜂窩陶瓷載體的進(jìn)氣端與出氣端后，依次進(jìn)行干燥和焙燒，得到柴油氧化催化劑。

7、進(jìn)一步地，上述酸性漿液的ph值為3～5；和/或第一攪拌的轉(zhuǎn)速為450～650rpm，第一攪拌的時(shí)間為0.5～2小時(shí)。

8、進(jìn)一步地，上述酸性混合物的ph值為3～5；和/或第二攪拌的轉(zhuǎn)速為450～650rpm，第二攪拌的時(shí)間為0.5～2小時(shí)；和/或，第三攪拌的轉(zhuǎn)速為450～650rpm，第三攪拌的時(shí)間為0.5～2小時(shí)；和/或漿液a中，粘結(jié)助劑用量為羥基磷灰石總質(zhì)量的3～6％；和/或，漿液b中，粘結(jié)助劑用量為羥基磷灰石總質(zhì)量的3～6％。

9、進(jìn)一步地，上述鉑鹽溶液選自硝酸鉑水溶液、氯化鉑水溶液、氯鉑酸水溶液、乙酰丙酮鉑水溶液、醋酸鉑溶液和四氨基鉑合四氯化鉑溶液中的任意一種或多種；和/或，鈀鹽溶液選自硝酸鈀水溶液、氯化鈀水溶液、氯鈀酸水溶液、乙酰丙酮鈀水溶液、醋酸鈀溶液和四氨基鈀合四氯化鈀溶液中的任意一種或多種；和/或，漿液a中，鉑鹽溶液中的鉑金屬元素與鈀鹽溶液中的鈀金屬元素的質(zhì)量比為1～6:1；和/或，漿液b中，鉑鹽溶液中的鉑金屬元素與鈀鹽溶液中的鈀金屬元素的質(zhì)量比為6～12:1。

10、進(jìn)一步地，上述漿液a與漿液b的固含量各自獨(dú)立地為20％～35％；和/或，漿液a中，增稠劑在漿液a中的質(zhì)量占比為0.5％～1％；和/或，漿液b中，增稠劑在漿液b中的質(zhì)量占比為0.5％～1％。

11、進(jìn)一步地，上述干燥的溫度為100～150℃，干燥的時(shí)間為0.5～1小時(shí)；和/或，焙燒的溫度為500～650℃，焙燒的時(shí)間為2～4小時(shí)。

12、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明公開(kāi)了一種抗水熱老化性能優(yōu)異的柴油氧化催化劑，且無(wú)需摻雜改性就能表現(xiàn)出優(yōu)異的抗水熱老化能力。具體地，本申請(qǐng)采用了羥基磷灰石作為貴金屬pt和pd的載體，羥基磷灰石作為一種新型的載體材料，僅含有ca、p、o和h四種元素。一方面，其表面富含的羥基(oh-)和磷酸根(po43-)可與貴金屬形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，從而有助于貴金屬在載體上的均勻分散，進(jìn)而提高柴油氧化催化劑的穩(wěn)定性，還有助于增強(qiáng)載體與貴金屬之間的相互作用，尤其是在經(jīng)歷高溫水熱老化后，柴油氧化催化劑仍能保持良好的穩(wěn)定性和催化活性，具體地，在低于400℃的條件下，po43-發(fā)揮穩(wěn)定作用，而在高于600℃的條件下，則是表面的oh-發(fā)揮穩(wěn)定作用來(lái)提高柴油氧化催化劑的穩(wěn)定性。另一方面，羥基磷灰石的離子交換性有助于提高柴油氧化催化劑的分散性能。同時(shí)，貴金屬pt和pd的使用提升了柴油氧化催化劑對(duì)柴油機(jī)尾氣中碳?xì)浠衔?、一氧化碳和一氧化氮等的轉(zhuǎn)化效率，降低了尾氣排放中的有害物質(zhì)。此外，該柴油氧化催化劑的原材料制備簡(jiǎn)單，成本較低，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種柴油氧化催化劑，其特征在于，所述柴油氧化催化劑包括堇青石蜂窩陶瓷載體和附著于所述堇青石蜂窩陶瓷載體表面的活性涂層，所述活性涂層包括羥基磷灰石，且所述羥基磷灰石上負(fù)載有貴金屬，所述貴金屬包括pt金屬和pd金屬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油氧化催化劑，其特征在于，所述堇青石蜂窩陶瓷載體具有出氣端與進(jìn)氣端，所述進(jìn)氣端對(duì)應(yīng)的活性涂層為第一活性涂層，所述出氣端對(duì)應(yīng)的活性涂層為第二活性涂層；和/或所述第一活性涂層中所述貴金屬的濃度為15～30g/ft3，優(yōu)選為18～30g/ft3，和/或所述貴金屬的質(zhì)量占所述第一活性涂層總質(zhì)量的0.1～1.5％，和/或所述第一活性涂層中的pt金屬和pd金屬的質(zhì)量比為1～6:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油氧化催化劑，其特征在于，所述第二活性涂層中所述貴金屬的濃度為5～30g/ft3，和/或所述貴金屬的質(zhì)量占所述第二活性涂層總質(zhì)量的0.1～1.5％，和/或所述第二活性涂層中的pt金屬和pd金屬的質(zhì)量比為6～12:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油氧化催化劑，其特征在于，所述堇青石蜂窩陶瓷載體為圓柱體，沿所述圓柱體的軸向方向上，所述第一活性涂層與所述第二活性涂層的長(zhǎng)度比為1:2～2:1。

5.一種權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述柴油氧化催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述酸性漿液的ph值為3～5；和/或所述第一攪拌的轉(zhuǎn)速為450～650rpm，所述第一攪拌的時(shí)間為0.5～2小時(shí)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述酸性混合物的ph值為3～5；和/或所述第二攪拌的轉(zhuǎn)速為450～650rpm，所述第二攪拌的時(shí)間為0.5～2小時(shí)；

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述鉑鹽溶液選自硝酸鉑水溶液、氯化鉑水溶液、氯鉑酸水溶液、乙酰丙酮鉑水溶液、醋酸鉑溶液和四氨基鉑合四氯化鉑溶液中的任意一種或多種；和/或，所述鈀鹽溶液選自硝酸鈀水溶液、氯化鈀水溶液、氯鈀酸水溶液、乙酰丙酮鈀水溶液、醋酸鈀溶液和四氨基鈀合四氯化鈀溶液中的任意一種或多種；和/或，所述漿液a中，所述鉑鹽溶液中的鉑金屬元素與所述鈀鹽溶液中的鈀金屬元素的質(zhì)量比為1～6:1；和/或，所述漿液b中，所述鉑鹽溶液中的鉑金屬元素與鈀鹽溶液中的鈀金屬元素的質(zhì)量比為6～12:1。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述漿液a與所述漿液b的固含量各自獨(dú)立地為20％～35％；和/或，所述漿液a中，所述增稠劑在所述漿液a中的質(zhì)量占比為0.5％～1％；和/或，所述漿液b中，所述增稠劑在所述漿液b中的質(zhì)量占比為0.5％～1％。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述干燥的溫度為100～150℃，所述干燥的時(shí)間為0.5～1小時(shí)；和/或，所述焙燒的溫度為500～650℃，所述焙燒的時(shí)間為2～4小時(shí)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種柴油氧化催化劑及其制備方法。該柴油氧化催化劑包括堇青石蜂窩陶瓷載體和附著于堇青石蜂窩陶瓷載體表面的活性涂層，活性涂層包括羥基磷灰石，且羥基磷灰石上負(fù)載有貴金屬，貴金屬包括Pt金屬和Pd金屬。本發(fā)明無(wú)需摻雜改性就能表現(xiàn)出優(yōu)異的抗水熱老化能力。一方面，羥基磷灰石表面富含的羥基(OH<supgt;?</supgt;)和磷酸根(PO<subgt;4</subgt;<supgt;3?</supgt;)可與貴金屬形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，進(jìn)而提高柴油氧化催化劑的穩(wěn)定性，還有助于增強(qiáng)載體與貴金屬之間的相互作用。另一方面，羥基磷灰石的離子交換性有助于提高柴油氧化催化劑的分散性能。且貴金屬Pt和Pd的使用提升了柴油氧化催化劑對(duì)柴油機(jī)尾氣中一氧化氮等的轉(zhuǎn)化效率，降低了尾氣排放中的有害物質(zhì)。

技術(shù)研發(fā)人員：李慶賀,韓學(xué)旺,馮冉冉,單愛(ài)榮,楊國(guó)平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濰柴動(dòng)力股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8