一种用于防爆柴油机尾气净化的催化剂及其制备方法与流程

本发明涉及催化剂制备，具体涉及一种用于防爆柴油机尾气净化的催化剂及其制备方法。

背景技术：

1、煤矿生产离不开运输，传统运输方式中存在运输环节多、效率低、安全性差等难题，近年来，矿用防爆柴油机无轨胶轮车的兴起有效解决了这些问题。矿用无轨胶轮车运输时间短、载重量大、适应性强、安全性高，可以有效提高运输效率，在煤矿安全生产中应用越来越广泛，但是随着矿用无轨胶轮车服务年限的增加，防爆柴油机排放的废气中有害物质(如nox、co、hc、pm等)也增加，其中co、ch等气体不仅有毒有害，还容易积聚引起井下co传感器报警，造成矿井监测监控系统报警，影响矿井安全生产。

2、根据防爆柴油机尾气中有害物质产生原理，现阶段最常用的防爆柴油机尾气净化装置原理是对排放的尾气中有害气体进行催化氧化使其变成无毒无害气体，催化氧化器在降低微粒及hc、co的浓度时，由于其很强的催化氧化性能，也有可能会造成so2和燃油中的硫转化成硫酸盐的量将大大增加，硫酸盐覆盖在催化剂的表面将使得催化剂的活性逐步降低，最后完全失效，因此，提高催化剂在使用过程中的低温抗硫中毒能力是催化剂实用化的关键。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于防爆柴油机尾气净化的催化剂及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

3、一种用于防爆柴油机尾气净化的催化剂的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)改性载体的制备：将y型分子筛载体置于硝酸铝和硝酸铈的混合溶液中，再加入聚乙二醇，搅拌混合均匀，滴加氨水调节溶液的ph为9-10，然后置于晶化釜中进行反应，待反应完成后，进行离心、洗涤、干燥、研磨、焙烧，即得到改性载体；

5、(2)催化剂的制备：将改性载体浸没于含有硝酸铜、硝酸锆、膨胀石墨和硅溶胶的水性浆料中，超声浸渍1-2h，随后用压缩空气吹扫，干燥后焙烧，即得到催化剂。

6、优选的，步骤(1)中，y型分子筛载体、混合溶液和聚乙二醇的质量比为10-20:100-150:3-6。

7、优选的，步骤(1)中，硝酸铝的质量分数为12-14％，硝酸铈的质量分数为21-22％。

8、优选的，步骤(1)中，反应温度为150-180℃，反应时间为24-36h。

9、优选的，步骤(2)中，所述改性载体与水性浆料的质量比为1:4-8。

10、优选的，步骤(2)中，水性浆料中硝酸铜的质量分数为10-15％，硝酸锆的质量分数为4-8％，膨胀石墨的质量分数为20-30％，硅溶胶的质量分数为12-18％。

11、优选的，所述硅溶胶中sio2的含量为25-30wt％。

12、优选的，步骤(2)中，焙烧温度为500-550℃，焙烧时间为2-4h。

13、本发明提供由上述制备方法所制备得到的催化剂。

14、本发明还提供上述催化剂在防爆柴油机尾气净化中的应用。

15、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

16、(1)本发明以y型分子筛为基础载体，将氧化铝和氧化铈附着在y型分子筛载体的表面，通过对y型分子筛载体的改性，能够促进活性组分的分散，提高了催化剂的还原性和吸附能力。

17、(2)本发明制备的催化剂中的活性组分为氧化铜、氧化锆、二氧化硅和膨胀石墨的复合物，其中氧化锆具有强的离子导电性，作为氧离子导体，增强电荷的转移能力，并产生更多的氧空位，增强了催化剂的活性；膨胀石墨具有发达的孔隙结构和良好的吸附性能，能够吸附实际应用过程中产生的so2和水蒸气，有效避免了so2和水蒸气对催化剂内核活性位点的影响，提高了催化剂的抗硫性能和抗水性能。

技术特征：

1.一种用于防爆柴油机尾气净化的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，y型分子筛载体、混合溶液和聚乙二醇的质量比为10-20:100-150:3-6。

3.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，硝酸铝的质量分数为12-14％，硝酸铈的质量分数为21-22％。

4.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，反应温度为150-180℃，反应时间为24-36h。

5.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述改性载体与水性浆料的质量比为1:4-8。

6.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，水性浆料中硝酸铜的质量分数为10-15％，硝酸锆的质量分数为4-8％，膨胀石墨的质量分数为20-30％，硅溶胶的质量分数为12-18％。

7.根据权利要求6所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述硅溶胶中sio2的含量为25-30wt％。

8.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，焙烧温度为500-550℃，焙烧时间为2-4h。

9.一种利用权利要求1-8任一项所述制备方法所制备得到的催化剂。

10.如权利要求9所述催化剂在防爆柴油机尾气净化中的应用。

技术总结
本发明公开了一种用于防爆柴油机尾气净化的催化剂及其制备方法，包括改性载体的制备以及催化剂的制备2个步骤，本发明以Y型分子筛为基础载体，将氧化铝和氧化铈附着在Y型分子筛载体的表面，通过对Y型分子筛载体的改性，能够促进活性组分的分散，提高了催化剂的还原性和吸附能力，同时催化剂中的活性组分为氧化铜、氧化锆、二氧化硅和膨胀石墨的复合物，其中氧化锆具有强的离子导电性，作为氧离子导体，增强电荷的转移能力，并产生更多的氧空位，增强了催化剂的活性；膨胀石墨具有发达的孔隙结构和良好的吸附性能，能够吸附实际应用过程中产生的SO2和水蒸气，提高了催化剂的抗硫性能和抗水性能。

技术研发人员：冯太翔,张翼,华伟波
受保护的技术使用者：无锡双翼汽车环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12