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CN116832856B - 一种柴油机用硫捕集催化剂及其制备方法 - Google Patents

一种柴油机用硫捕集催化剂及其制备方法 Download PDF

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CN116832856B CN202310837761.1A CN202310837761A CN116832856B CN 116832856 B CN116832856 B CN 116832856B CN 202310837761 A CN202310837761 A CN 202310837761A CN 116832856 B CN116832856 B CN 116832856B
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Abstract

一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,按照分子筛:改性氧化铝:碱金属盐:过渡金属盐:助挤剂:造孔剂:无机强酸胶溶剂:H2O=33‑40%:8‑13%:3‑5%:1.5‑3%:2‑4.5%:0.5‑1%:2‑6%:27.5‑50%的质量百分比混合均匀,得到催化剂泥料,将催化剂泥料挤出成型,烘干、煅烧,得到硫捕集催化剂。本发明制备的硫捕集催化剂置于后处理催化剂上游,可耐受柴油发动机高湿热应用场景,整车运行中可高效捕集SO2及硫酸盐,有效防止不同应用场景下硫氧化物对后处理催化剂造成污染。

Description

一种柴油机用硫捕集催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于柴油机后处理催化剂技术领域,尤其涉及一种柴油机用硫捕集催化剂及其制备方法。
背景技术
柴油发动机燃油经济性高、动力性好、功率范围覆盖广,是商用车、工程机械、发电设备、船舶、国防装备等领域的主要动力源,是我国装备制造业中的重要产品。为满足日趋严苛的排放法规要求,柴油机尾气通过后处理催化剂协同净化,达到污染物减排的目的。国六排放法规实施以来,柴油机后处理催化剂采用氧化型催化剂(DOC)+颗粒捕集器(cDPF)+选择性催化还原(SCR)+氨泄漏催化剂(ASC)的技术路线,以满足国六阶段低温、高效、高耐久和全工况覆盖的要求。为保障后处理催化剂的高效运行,国六法规要求柴油硫含量必须低于10ppm,缸内燃烧后尾气中硫含量为1~2ppm,但即便在如此低的硫含量下,长期累积势必造成催化剂中毒现象发生。受地域性差异影响,不合规柴油的使用加剧了催化剂中毒现象发生,由硫中毒导致的故障件屡见不鲜。未来面向国七超低排放需求,紧耦合SCR(CC-SCR)、选择性催化还原捕集器(SDPF)等催化剂均有可能大量用于柴油机尾气净化处理,但随着SCR催化剂位置前移,硫中毒问题会更为突出。
柴油机国六后处理催化剂多采用Pt、Pd、Cu等金属作为活性物种,通过高效协同催化达到污染物净化的目的。但上述几种活性金属耐硫性差,在SO2气氛下,容易被氧化生成PtSO4、PdSO4、CuSO4等硫酸盐,造成催化剂不可逆失活。除此之外,受柴油机富氧、湿热应用工况影响,硫化物容易对后处理不锈钢壳体、发动机缸盖等部件造成腐蚀,生成FeSO4、ZnSO4、CaSO4等复合硫酸盐灰分。
为防止硫中毒现象发生,一种思路是通过催化剂配方改良,提高催化剂抗硫中毒能力。专利CN115555039A提出采用Cu、Zn、Mn、Ni替代贵金属活性物种(Pt、Pd)作为cDPF活性组分,降低cDPF催化剂硫中毒现象发生。专利CN114534776A提出DOC采取分区涂覆方式,通过将Pt及三种非贵金属活性组分(Ti、W、Mo、Ce)分散在前区,第四活性组分(Cu、Fe、Zn)分散在后区的方式提高DOC催化剂抗硫性。上述专利通过引入非贵金属元素及稀土元素,采用部分替代贵金属活性物种的方法,在一定程度提高催化剂抗硫性能,但非贵金属催化剂氧化还原活性及热稳定性差,容易造成尾排超标。另外一种思路是通过催化剂组合及整机控制策略优化,降低后处理催化剂中毒现象发生。专利CN1234473A提出对汽油机标定策略优化的方式,采用硫捕集催化剂和NOx存储催化剂的组合方式,通过控制空燃比,达到NOx及硫氧化物存储及释放循环要求,硫捕集催化剂为Mg/Al中掺入碱土金属和稀土元素的氧化物。专利CN111255551A提出一种带有硫捕集器的大功率柴油机污染物排放逆向流催化转化装置,集成硫捕集器和颗粒过滤器,其中硫捕集催化器包含直通式碳化硅载体及涂覆在上面的Pt/Ag-SiO2催化剂组成。上述专利为解决催化剂硫中毒提供了参考思路,但针对硫捕集催化剂制备方法、捕集效率、催化剂硫容、再生方案并未提及。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足,提供一种柴油机用硫捕集催化剂及其制备方法。
本发明采取的技术方案如下:
一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,按照分子筛:改性氧化铝:碱金属盐:过渡金属盐:助挤剂:造孔剂:无机强酸胶溶剂:H2O=33-40%:8-13%:3-5%:1.5-3%:2-4.5%:0.5-1%:2-6%:27.5-50%的质量百分比混合均匀,得到催化剂泥料,将催化剂泥料挤出成型,烘干、煅烧,得到硫捕集催化剂。
进一步地,所述分子筛为粉体材料,包括但不限于OFF、4A、5A、13X中的一种或两种的组合物。
进一步地,所述分子筛为Ca型、K型、Na型、Na/K型中的一种或两种的组合物;分子筛中二氧化硅与氧化铝的摩尔比≤10:1,其中Ca、K、Na、Na/K阳离子与骨架Al配位,碱金属元素与Al元素的摩尔比≤0.85:1。
进一步地,所述改性氧化铝为勃姆石晶体结构,晶粒尺寸≤1μm,氧化铝含量≥95%,NO3 -含量≤5%。
进一步地,所述的碱金属盐是碱金属元素添加到硝酸中得到的硝酸盐,硝酸盐纯度≥95%;所述碱金属元素为Ca、Mg、Ba中的一种或两种的组合物。
进一步地,所述的过渡金属盐为过渡金属元素添加到硝酸中得到的硝酸盐,硝酸盐纯度≥95%;所述过渡金属元素为Fe、Co、Ce、Ni中的一种或两种的组合物。
进一步地,所述的助挤剂为亲水性羧甲基纤维素、淀粉、丙三醇、羟乙基纤维素中的一种或两种以上的组合物,助挤剂粘度为1500-3000 mPa.s。
进一步地,所述的造孔剂为聚乙二醇、碳粉、聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合物,造孔剂聚合度为4000-6000。
进一步地,所述的无机强酸胶溶剂为浓硝酸、浓盐酸中的一种或两种的混合物。
本发明所述柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,具体步骤如下:
(1)将分子筛、改性氧化铝、碱金属盐、过渡金属盐、助挤剂加入混合器中,持续干混0.5-1h至均匀;
(2)向步骤(1)制备的干混料中加入无机强酸胶溶剂和H2O,湿混0.5-1h;
(3)步骤(2)湿混完成后,加入造孔剂,继续湿混1-1.5h,得到泥料,将泥料投入抽真空练泥机中,抽真空混练3-5遍;
(4)将步骤(3)练好的泥料放入高压真空挤出机中挤出成型得到胚料,将胚料用模具成型,再按所需高度进行切割,得到催化剂湿料;
(5)将步骤(4)制备的催化剂湿料在35-50℃下微波低温干燥烘干,得到整体式蜂窝陶瓷催化剂;
(6)用堵孔料将整体式蜂窝陶瓷催化剂的进气端面和出气端面进行非对称堵孔;
(7)将堵孔后的整体式蜂窝陶瓷催化剂进行高温煅烧,在550-650℃下煅烧3-5h,得到壁流式一体挤出成型硫捕集催化剂。
与现有技术相比,本发明方法至少具有以下优点:
(1)通过制备高捕集型壁流式催化剂,并置于后处理催化剂上游,通过超高比表面积碱性捕集型材料应用,可满足气/固态硫化物捕集,避免下游后处理催化剂受硫污染。
(2)通过耦合Ca型、K型、Na型、Na/K型OFF、4A、5A、13X分子筛催化剂、碱性氧化物按照特定比例添加捏合,使硫化物按照反应→锚定→捕集的反应路径,使得硫化物被捕集。另外,针对超低硅铝比分子筛,通过添加过渡金属元素,充分利用Ce或Fe或Co或Ni或双金属的掺杂效应,增加分子筛骨架Al原子正电荷,促使Al-O静电势变小,提高Al与相邻骨架O原子间作用力,形成了稳定的Me(OH)2+-分子筛骨架配位结构,有效提升了骨架Al稳定性,抑制了骨架脱铝,提高了催化剂的高温稳定性。
(3)高硫化物捕集型壁流式催化剂,采用分子筛多孔效应,达到最大程度SO2捕集,同时,由于出气端采用半堵孔形式,硫酸盐灰分在催化剂内部形成末端捕集效应。通过高温煅烧及高压气枪吹扫,可满足硫化物脱附及硫酸盐灰分清除效应,达到重复利用的目的。
附图说明
图1是硫捕集催化剂捕集原理示意图;
图2是本发明实施例1硫捕集催化剂XRD谱图;
图3是本发明实施例1~实施例5和对比例1硫捕集催化剂硫容量及对应NOx转化效率对比图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例进一步阐述本发明的内容。
一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,所述硫捕集催化剂置于后处理催化剂上游,为采用壁流式蜂窝陶瓷载体挤压成型设备制备的壁流式一体挤出成型催化剂。所述壁流式蜂窝陶瓷载体挤压成型设备为现有技术设备。
本发明所述柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,是按照分子筛:改性氧化铝:碱金属盐:过渡金属盐:助挤剂:造孔剂:无机强酸胶溶剂:H2O=33-40%:8-13%:3-5%:1.5-3%:2-4.5%:0.5-1%:2-6%:27.5-50%的质量百分比混合均匀,制备得到催化剂泥料,将催化剂泥料挤出成型,烘干、煅烧,得到硫捕集催化剂。具体的制备方法步骤如下:
(1)将分子筛、改性氧化铝、碱金属盐、过渡金属盐、助挤剂加入混合器中,持续干混0.5-1h至均匀;
(2)向步骤(1)制备的干混料中加入无机强酸胶溶剂和H2O,湿混0.5-1h;
(3)步骤(2)湿混完成后,加入造孔剂,继续湿混1-1.5h,得到泥料,将泥料投入抽真空练泥机中,抽真空混练3-5遍;
(4)将步骤(3)练好的泥料放入高压真空挤出机中挤出成型得到胚料,将胚料用模具成型,再按所需高度进行切割,得到催化剂湿料;
(5)将步骤(4)制备的催化剂湿料在35-50℃下微波低温干燥烘干,得到整体式蜂窝陶瓷催化剂;
(6)用堵孔料将整体式蜂窝陶瓷催化剂的进气端面和出气端面进行非对称堵孔。所谓非对称堵孔,是指如果进气端堵孔,那对应的出气端就不堵孔;如果进气端不堵孔,那对应的出气端就要堵孔。孔不是直进直出,这样可以捕集颗粒物、灰分、硫酸盐灰分,不排放到空气中;
(7)将堵孔后的整体式蜂窝陶瓷催化剂进行高温煅烧,在550-650℃下煅烧3-5h,得到壁流式一体挤出成型硫捕集催化剂。
上述方法中,所述分子筛为粉体材料,包括但不限于OFF、4A、5A、13X中的一种或两种的组合物,这些材料均为行业常用材料,可市购得到。所述分子筛为Ca型、K型、Na型、Na/K型中的一种或两种的组合物;分子筛中二氧化硅与氧化铝的摩尔比即硅铝摩尔比≤10:1,其中Ca、K、Na、Na/K元素以羟基形式与骨架Al配位,碱金属元素与Al元素的摩尔比≤0.85:1。
所述的水化氧化铝为勃姆石晶体结构,晶粒尺寸≤1μm,氧化铝含量≥95%,NO3-含量≤5%。
所述的碱金属盐是碱金属元素添加到硝酸中得到的硝酸盐,硝酸盐纯度≥95%;所述碱金属元素为Ca、Mg、Ba中的一种或两种的组合物。
所述的过渡金属盐为过渡金属元素添加到硝酸中得到的硝酸盐,硝酸盐纯度≥95%;所述过渡金属元素为Fe、Co、Ce、Ni中的一种或两种的组合物。
所述的助挤剂为亲水性羧甲基纤维素、淀粉、丙三醇、羟乙基纤维素中的一种或两种以上的组合物,这些材料均可市购得到。助挤剂粘度为1500-3000 mPa.s。
所述的造孔剂为聚乙二醇、碳粉、聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合物,这些材料均可市购得到。造孔剂聚合度为4000-6000。
所述的无机强酸胶溶剂为浓硝酸、浓盐酸中的一种或两种的混合物。
图1所示为硫捕集催化剂捕集原理。如图1所示,用堵孔料3将挤出式蜂窝陶瓷催化剂4的进气端面和出气端面进行非对称堵孔。含硫气体(SO2/SO3气体)2经过多孔的硫捕集催化剂后,与催化剂中Na、K、Ca等阳离子、碱性氧化物发生氧化还原反应,在催化剂的蜂窝孔内生成硫酸盐物种5。另外,含硫气体中的硫酸盐物质1经硫捕集催化剂后,无法通过堵头3或穿过硫捕集催化剂,被捕集在整体式蜂窝陶瓷催化剂4中。硫化物按照反应→锚定→捕集的反应路径6行进并被捕集,排出无硫尾气7。
本发明的硫捕集催化剂可耐受柴油发动机高湿热应用场景,整车运行中可高效捕集SO2及硫酸盐,硫容可达180-300g/cat,有效防止不同应用场景下硫氧化物对后处理催化剂造成污染。硫捕集催化剂达最大硫容后,可拆卸进行450-700℃下高温再生1-1.5h,并采用450-600kPa便携式空压机进行硫酸盐灰分清灰,催化剂可重复使用。
本发明方法所用混合器、抽真空练泥机、高压真空挤出机、烘干和煅烧窑设备等均为现有技术设备。
实施例1
向混合器中按照NaK/OFF(硅铝摩尔比=7):改性氧化铝(wt%Al2O3=95%,wt%NO3-=5%):Ba(NO3)2:Ce(NO3)3:羟乙基纤维素=33%:10%:5%:2.5%:2.5%的比例添加,持续干混至均匀。向干混料中按照浓硝酸溶液(浓度63%):H2O=2%:44.5%的比例均匀缓慢地加入混合器中,湿混1h。将湿料混合均匀后,加入0.5%聚乙二醇(聚合度6000),持续湿混1.5h后,将泥料投入抽真空练泥机中进行练泥,抽真空混练3遍。练好的泥料放入高压真空挤出机中挤出成型得到胚料,将胚料用模具成型,再切割成所需高度,得到催化剂湿料,将催化剂湿料在35℃下微波低温干燥烘干8h得到整体式蜂窝陶瓷催化剂。用堵孔料将整体式蜂窝陶瓷催化剂的进气端面和出气端面进行非对称堵孔后在650℃下煅烧3h,制得壁流式一体挤出成型硫捕集催化剂,记为“样品1”。
实施例2
向混合器中按照Na/4A(硅铝摩尔比=2):改性氧化铝(wt%Al2O3=96%,wt%NO3-=4%):Mg(NO3)2:Ce(NO3)4:羧甲基纤维素=38%:8%:3%:1.0%: 2%的比例,持续干混至均匀。向干混料中按照盐酸溶液(浓度38%):H2O=3%:44%的比例均匀缓慢地加入混合器中,湿混0.5h。将湿料混合均匀后,加入1%聚乙烯醇(聚合度3000),持续湿混0.5h后,将泥料投入抽真空练泥机中进行练泥,抽真空混练5遍。练好的泥料放入高压真空挤出机中挤出成型得到胚料,将胚料用模具成型,再切割成所需高度,得到催化剂湿料,将催化剂湿料在50℃下微波低温干燥烘干5h得到整体式蜂窝陶瓷催化剂。用堵孔料将整体式蜂窝陶瓷催化剂的进气端面和出气端面进行非对称堵孔后在550℃下煅烧5h,制得壁流式一体挤出成型硫捕集催化剂,记为“样品2”。
实施例3
向混合器中按照Na/Ca-13X(硅铝摩尔比=5):改性氧化铝(wt%Al2O3=97.5%,wt%NO3-=2.5%):Ca(NO3)2:Fe(NO3)4:淀粉=34%:9%:3.75%:2.5%:1%的比例,持续干混至均匀。向干混料中按照浓盐酸溶液(浓度36%):H2O=2%:47%的比例均匀缓慢地加入混合器中,湿混0.5h。将湿料混合均匀后,加入0.75%聚乙二醇(聚合度3000),持续湿混0.5h后,将泥料投入抽真空练泥机中进行练泥,抽真空混练4遍。练好的泥料放入高压真空挤出机中挤出成型得到胚料,将胚料用模具成型,再切割成所需高度,得到催化剂湿料,将催化剂湿料在60℃下微波低温干燥烘干6h得到整体式蜂窝陶瓷催化剂。用堵孔料将整体式蜂窝陶瓷催化剂的进气端面和出气端面进行非对称堵孔后在550℃下煅烧4h,制得壁流式一体挤出成型硫捕集催化剂,记为“样品3”。
实施例4
向混合器中按照Ca/5A(硅铝摩尔比=3):改性氧化铝(wt%Al2O3=99%,wt%NO3-=1%):Ca(NO3)2:Co(NO3)4:田菁粉=36%:10%:3%:2%:2%的比例,持续干混至均匀。向干混料中按照浓硝酸溶液(浓度63%):H2O=2%:44.75%的比例均匀缓慢地加入混合器中,湿混0.5h。将湿料混合均匀后,加入0.25%聚乙烯醇(聚合度4000),持续湿混2h后,将泥料投入抽真空练泥机中进行练泥,抽真空混练4遍。练好的泥料放入高压真空挤出机中挤出成型得到胚料,将胚料用模具成型,再切割成所需高度,得到催化剂湿料,将催化剂湿料在70℃下微波低温干燥烘干4.5h得到整体式蜂窝陶瓷催化剂。用堵孔料将整体式蜂窝陶瓷催化剂的进气端面和出气端面进行非对称堵孔后在550℃下煅烧4.5h,制得壁流式一体挤出成型硫捕集催化剂,记为“样品4”。
实施例5
向混合器中按照Ca/5A(硅铝摩尔比=3):Na/OFF(硅铝摩尔比=5):改性氧化铝(wt%Al2O3=95%,wt%NO3-=5%):Ca(NO3)2:Ni(NO3)2:田菁粉=14%:24%:11%:4%:1.5%:2%的比例,持续干混至均匀。向干混料中按照浓硝酸溶液(浓度63%):浓盐酸:H2O=1.5%:0.5%:41%的比例均匀缓慢地加入混合器中,湿混0.5h。将湿料混合均匀后,加入0.5%聚乙二醇(聚合度4000),持续湿混2h后,将泥料投入抽真空练泥机中进行练泥,抽真空混练4遍。练好的泥料放入高压真空挤出机中挤出成型得到胚料,将胚料用模具成型,再切割成所需高度,得到催化剂湿料,将催化剂湿料在70℃下微波低温干燥烘干4.5h得到整体式蜂窝陶瓷催化剂。用堵孔料将整体式蜂窝陶瓷催化剂的进气端面和出气端面进行非对称堵孔后在550℃下煅烧4.5h,制得壁流式一体挤出成型硫捕集催化剂,记为“样品5”。
对比例1
按照CN1234473A的硫捕集催化剂制备方法制备硫捕集催化剂。
称取500g γ-Al2O3溶于去离子水中,搅拌均匀后,向悬混液中添加1182g MgO,搅拌30min后,添加1150g Al2O3粉体,悬混液搅拌均匀后,在550℃下预煅烧4小时。采用浸渍法,按照170g/L负载量,将上述分散体浸渍在蜂窝状结构的堇青石载体上,在120℃下烘干后,于500℃煅烧2h。将涂覆后的蜂窝陶瓷浸渍在硝酸合四氨铂中,烘干后,在500℃空气中煅烧2h,制得硫捕集催化剂,记为“样品6”。
将上述样品1~6封装完整后,称初始重量后,安装在一台国六4L柴油发动机台架上,其中硫捕集器置于DOC前端10cm处,台架采用2000ppm、1500ppm、350ppm、50ppm、10ppm不同硫含量燃油,硫捕集催化剂置于国六后处理催化剂上游,按照参考《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)(GB 17691—2018》要求,开展WHTC循环工况试,ASC后端尾气连接分析仪,采集SO2及其他气态污染物浓度,当检测到SO2浓度超20ppm后,停止发动机运行,拆下硫捕集器后,在烘箱内100℃下保温30min后称重。
拆下后处理催化剂,使用国六标准0#柴油,尾管连接分析仪,按照《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)(GB 17691—2018》要求,WHTC-H循环工况试热态循环测试结束后,按照法规要求开展加权计算源排NOx排放量(g/kWh)。
源排测试结束后,安装后处理催化剂,使用国六标准0#柴油,在ASC催化剂后端尾管处连接分析仪,按照《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)(GB17691—2018》要求,WHTC-H循环工况试热态循环测试结束后,按照法规要求开展加权计算尾排NOx排放量(g/kWh)。
对实施例1~5和对比例1的所得的催化剂分别循环排放测试及硫容量计算,具体方法如下:
1)催化剂硫容量按如下公式计算:
其中,m1代表累积硫后的质量(g),m0代表催化剂初始质量(g),V代表硫捕集催化剂体积(L);
2)催化剂NOx转化效率按如下公式计算:
其中,NOx尾排、NOx源排分别代表WHTC-H循环下,发动机尾排、源排NOx排放量(g/kWh)。
图2是本发明实施例1所制备的硫捕集催化剂X射线衍射谱图(XRD)结果,从测试结果可知,实施例1制备的硫捕集催化剂具有典型的六方晶系碱性OFF衍射峰,且未检测到Ba及Ce金属物种,这说明后Ba及Ce金属物种物种高度分散在OFF晶体内,或者未达到XRD检测限值。OFF孔口尺寸为7Å×7Å的12圆环无障碍大孔,为SO2、SO3与骨架阳离子Na+、K+、碱性氧化物反应提供了丰富的反应位点,提高硫化物捕集效率。
图3是本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、对比例1催化剂NOx转化效率及硫容量结果。通过图1对比可以看出,通过在催化剂上游前置高效硫捕集催化剂装置,催化剂采用大孔分子筛为载体,碱土金属及过渡金属为活性成分,催化剂硫容可高达180-300g/cat,使用周期长,可高效捕集SO2及硫酸盐物种,有效防止不同应用场景下硫氧化物对后处理催化剂造成污染。采用Na型、Ca型、K型、Na/K型OFF、4A、5A、13X多孔分子筛材料,可高效利用大孔分子筛孔道及活性单位点、双位点、三位点结合硫氧化物,达到捕集硫氧化物目的。而对比例1的催化剂硫容只能达到约100g/cat。
上述实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他与本发明内容相同或等同的实施例,都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,其特征在于,按照分子筛:改性氧化铝:碱金属盐:过渡金属盐:助挤剂:造孔剂:无机强酸胶溶剂:H2O=33-40%:8-13%:3-5%:1.5-3%:2-4.5%:0.5-1%:2-6%:27.5-50%的质量百分比混合均匀,得到催化剂泥料,将催化剂泥料挤出成型,烘干、煅烧,得到硫捕集催化剂;所述分子筛为Ca型、K型、Na型、Na/K型中的一种或两种的组合物;分子筛中二氧化硅与氧化铝的摩尔比≤10:1,其中Ca、K、Na、Na/K阳离子与骨架Al配位,碱金属元素与Al元素的摩尔比≤0.85:1;所述的碱金属盐是碱金属元素添加到硝酸中得到的硝酸盐;所述的过渡金属盐为过渡金属元素添加到硝酸中得到的硝酸盐。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,其特征在于,所述分子筛为粉体材料,包括但不限于OFF、4A、5A、13X中的一种或两种的组合物。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,其特征在于,所述改性氧化铝为勃姆石晶体结构,晶粒尺寸≤1μm,氧化铝含量≥95wt%, NO3 -含量≤5wt%。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,其特征在于,所述硝酸盐纯度≥95%;所述碱金属元素为Ca、Mg、Ba中的一种或两种的组合物。
5.根据权利要求1所述的一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,其特征在于,所述硝酸盐纯度≥95%;所述过渡金属元素为Fe、Co、Ce、Ni中的一种或两种的组合物。
6.根据权利要求1所述的一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,其特征在于,所述的助挤剂为亲水性羧甲基纤维素、淀粉、丙三醇、羟乙基纤维素中的一种或两种以上的组合物,助挤剂粘度为1500-3000mPa·s。
7.根据权利要求1所述的一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,其特征在于,所述的造孔剂为聚乙二醇、碳粉、聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合物,造孔剂聚合度为4000-6000。
8.根据权利要求1所述的一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,其特征在于,所述的无机强酸胶溶剂为浓硝酸、浓盐酸中的一种或两种的混合物。
9.根据权利要求1~8任一项所述的一种柴油机用硫捕集催化剂的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:
(1)将分子筛、改性氧化铝、碱金属盐、过渡金属盐、助挤剂加入混合器中,持续干混0.5-1h至均匀;
(2)向步骤(1)制备的干混料中加入无机强酸胶溶剂和H2O,湿混0.5-1h;
(3)步骤(2)湿混完成后,加入造孔剂,继续湿混1-1.5h,得到泥料,将泥料投入抽真空练泥机中,抽真空混练3-5遍;
(4)将步骤(3)练好的泥料放入高压真空挤出机中挤出成型得到胚料,将胚料用模具成型,再按所需高度进行切割,得到催化剂湿料;
(5)将步骤(4)制备的催化剂湿料在35-50℃下微波低温干燥烘干,得到整体式蜂窝陶瓷催化剂;
(6)用堵孔料将整体式蜂窝陶瓷催化剂的进气端面和出气端面进行非对称堵孔;
(7)将堵孔后的整体式蜂窝陶瓷催化剂进行高温煅烧,在550-650℃下煅烧3-5h,得到壁流式一体挤出成型硫捕集催化剂。
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