專利名稱：三維有序大孔-介孔鐵基鈣鈦礦氧化物催化劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及柴油車排放碳煙顆粒物凈化技術，具體是涉及一種柴油車排放碳煙顆 粒凈化用三維有序大孔-介孔鐵基鈣鈦礦氧化物催化劑及其制備方法，屬于催化劑技術與 環(huán)境保護領域。
背景技術：
柴油機具有熱效率高、經濟性好等顯著特點，因此目前機動車柴油化程度不斷提 高。但是柴油車的碳煙顆粒物(PM)排放量為汽油車的30 80倍，其中70%的碳煙顆粒物 的粒徑小于0. 3 μ m，且吸附有多種有機化合物，被人體吸入后能深入至肺泡，且不易排出體 外，而顆粒物作為強致癌物苯并芘、硝基稠環(huán)芳烴的載體，對人體的危害非常大。因此，減少 碳煙顆粒物在空氣中的排放量是柴油車尾氣排放處理的首要任務。利用微粒補集器是減少柴油車排放碳煙顆粒最主要的尾氣后處理方法，其應用的 原理是使碳煙顆粒在過濾過程中被吸附在過濾介質的表面而起到凈化作用。然而，若集聚 在過濾器上的微粒未被及時地除去，將導致柴油車背壓增大，從而影響柴油車的性能。因 此，這種過濾器實際使用時的難點是再生，將積累的碳煙顆粒物定時去除，使過濾器得以連 續(xù)工作。過濾器的再生方法多采用催化氧化法，它的關鍵是負載于過濾器上的氧化催化劑 應具有良好的低溫燃燒活性，使得沉積在過濾器中的碳煙顆粒能夠在較低的排氣溫度下 燃燒除去，從而有效地降低柴油車尾氣中碳煙的排放量，發(fā)動機也不至于因為碳煙顆粒堵 塞造成背壓增高而熄火。柴油發(fā)動機在工作狀態(tài)時，碳煙顆粒的熱氧化溫度高達550 600°C，而柴油車的排氣溫度為180 400°C。因此，提高柴油車尾氣排放的碳煙顆粒凈化用 催化劑的催化活性，降低碳煙顆粒的燃燒溫度，從而使碳煙顆粒物過濾器(DPF)能夠連續(xù) 使用，是減少柴油機排放碳煙顆粒物最直接有效的方法。由于柴油車尾氣中的碳煙顆粒消除反應是一個氣(尾氣)_固(碳煙顆粒)_固 (催化劑)三相復雜的深度反應過程，因此催化劑的活性不僅與氧化催化劑本身的氧化還 原性能密切相關，同時還與催化劑與碳煙顆粒的接觸程度有關。由于柴油機碳黑顆粒的直 徑一般較大(通常大于25nm)，而普通催化劑的孔徑通常小于lOnm，碳黑顆粒難以進入催化 劑的孔道內部，只能和其外表面接觸，導致催化劑的有效活性表面積減小。因此，用于消除 柴油車碳煙顆粒的催化劑首先要有非常好的氧化還原性能，其次擁有較大的孔徑和有序的 孔道結構以提高催化劑內部孔道活性表面積的利用率。US 2003/01004932公開了一種用于柴油車尾氣碳煙顆粒物催化燃燒的催化劑，這 種催化劑包括附著在&-W氧化物上的Pt和Pd貴金屬。CN1554859A公開了一種用過濾器 和凈化催化劑清除碳煙顆粒物的方法，使用的為Pt-V2O5Al2O3貴金屬催化劑。這些貴金屬 催化劑對碳煙顆粒具有非常好的催化活性，但是其造價昂貴，限制了其工業(yè)生產的應用，因 此開發(fā)廉價非貴金屬催化劑來凈化碳煙顆粒具有非常重要的意義。鈣鈦礦氧化物是一種具有ABO3型鈣鈦礦結構的復合氧化物，具有很好的氧化還原性能。CN 1139428C公開了一種可以用于催化柴油機尾氣中碳煙顆粒燃燒的鈣鈦礦系列催 化劑，采用此類催化劑可以使碳煙顆粒燃燒溫度明顯降低，但是碳煙顆粒的燃燒溫度仍然 在400°C以上，故其催化性能還不能完全滿足柴油車尾氣凈化的要求。CN1743067A公開了一種鈣鈦礦系列納米超細微粒氧化物催化劑在催化柴油機尾 氣碳煙顆粒燃燒中的應用。鈷基、錳基和鐵基鈣鈦礦氧化物是使用最多的三種催化劑，其中 鈷基的氧化還原性能最強，因此將鈷基鈣鈦礦催化劑用于碳煙顆粒燃燒具有最好的催化效 果。另外，鈣鈦礦氧化物的氧化還原活性與取代A位離子的元素、取代量有密切關系。該文 獻中將K部分摻雜的鈷基鈣鈦礦系列納米超細微粒氧化物催化劑用于碳煙顆粒燃燒，取得 了較好的催化效果。但是由于這些催化劑的孔徑都在IOnm以下，碳煙顆粒物平均粒徑大于 25nm，難以進入催化劑孔道內進行反應，導致催化劑內部孔道大量的活性表面積無法利用， 從而使催化活性降低。三維有序大孔-介孔(3D0M/m)材料，作為一類新型材料具有均勻有序的大孔孔道 (50nm以上)、豐富的介孔孔道結構和骨架組成的多樣性(簡單氧化物、復合氧化物和固溶 體等)等特點，從而得到廣泛的關注。將3D0M/m催化劑用于碳煙顆粒的催化燃燒反應，一 方面均勻有序大孔孔道有利于碳煙顆粒進入到催化劑孔道內進行反應，從而提高催化劑與 碳煙顆粒的接觸，另一方面豐富的介孔孔道可以提高催化劑的比表面積，且有利于小顆粒 及氣體分子的催化轉化。目前，膠體晶體模板(CCT)法是制備3D0M/m氧化物最常用的方法。一般包括以 下步驟首先，制備單分散的膠體微球并堆積組裝成有序的膠體晶體模板，將介孔模板表面 活性劑混合于前驅體溶液中；然后，將前驅體填充到微球模板間隙，并對其進行熱轉化等處 理，使其在模板間隙內轉化為固體骨架；最后，通過焙燒或溶解等方法去除模板，得到相應 的3D0M/m氧化物。現在大量的簡單氧化物如Si02、Al203、Ti02等都已經成功制備出三維有序大孔-介 孔結構，并且制備技術都已經非常成熟。但是由于鈣鈦礦型復合氧化物結構復雜，按照傳統 的CCT法焙燒時會造成孔道的坍塌，難以得到具有大孔-介孔孔道結構的復合氧化物。鑒于以上現有技術狀況，制備開發(fā)具有三維有序大孔-介孔結構的鈣鈦礦復合氧 化物催化劑，并將其用于柴油車排放碳煙顆粒物的催化燃燒，對于提高催化劑與碳煙顆粒 的接觸，降低碳煙顆粒的燃燒溫度，從而降低柴油車尾氣碳煙顆粒的排放，具有非常重要的 基礎研究意義和環(huán)境保護意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明所解決的主要技術問題在于提供一種3D0M/m鐵基鈣鈦礦復合氧化物催化 劑，該催化劑對柴油機排放中碳煙顆粒催化燃燒具有非常好的效果，使碳煙顆粒的燃燒溫 度大幅降低，且該催化劑不含有貴金屬，在提高催化活性的同時降低催化劑成本。本發(fā)明還提供了上述3D0M/m鐵基鈣鈦礦復合氧化物催化劑的制備方法，利用碳 模板支撐法，制備得到具有較高催化活性、低生產成本的具有三維有序大孔-介孔結構的 鈣鈦礦復合氧化物催化劑。本發(fā)明首先提供了 一種柴油車排放碳煙顆粒凈化用鐵基鈣鈦礦氧化物催化劑，其 是由稀土金屬、過渡金屬、堿金屬和/或堿土金屬中的兩種以上的元素作為活性組分且具有三維有序大孔-介孔結構的鈣鈦礦型復合金屬氧化物，該復合金屬氧化物的大孔為均勻 有序的反蛋白石結構，介孔為蠕蟲狀結構。更具體地說，該復合金屬氧化物的大孔孔徑在 200nm以上，孔道均勻有序，介孔為蠕蟲狀結構，孔徑在2-lOnm之間。本發(fā)明提供的是一種3D0M/m鐵基鈣鈦礦復合氧化物催化劑，具有三維有序大 孔_介孔結構，其獨特的孔道結構有利于碳煙顆粒從各個方向進入孔內，降低了碳煙顆粒 的擴散阻力，從而提高了催化劑與碳煙顆粒的有效接觸，催化活性大大提高。根據本發(fā)明的優(yōu)選具體實施方案，本發(fā)明的鈣鈦礦氧化物催化劑的化學組成為 LrvxAxBO3，且χ = 0 0. 3，其中Ln為稀土金屬La ；A為堿土金屬Ca ；B為過渡金屬Fe。根據本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的鐵基鈣鈦礦氧化物催化劑，是將含有活性 組分的前驅體溶液對膠體晶體模板進行浸漬、然后經過高溫焙燒后得到的。本發(fā)明還提供了上述鐵基鈣鈦礦復合氧化物催化劑的制備方法，該方法主要是一 種碳模板支撐法，以羧基改性微球為大孔模板，以表面活性劑為介孔模板，在惰性氣體下焙 燒，含有sp2雜化碳原子的基團會轉化成一種堅固的碳結構，支撐大孔及介孔結構在高溫 焙燒時不坍塌，然后在空氣中焙燒時，可將無定型碳去除，并形成鈣鈦礦結構。具體地，本發(fā) 明的鐵基鈣鈦礦復合氧化物催化劑的制備方法包括以下步驟將含有活性組分的硝酸鹽按照化學計量比La Ca Fe = 1-x χ 1的比例 混合溶于有機絡合劑溶液中，配制成催化劑的前驅體溶液，其中有機絡合劑為乙二醇或檸檬酸；將介孔模板表面活性劑溶于鹽酸或硝酸溶液中，混合均勻后加入到催化劑的前驅 體溶液中，其中表面活性劑為三嵌段非離子表面活性劑Brij-56或P123，該表面活性劑在 前驅體溶液中的用量為0. 1 2wt%，優(yōu)選0. 1 Iwt % ；用前驅體溶液浸漬膠體晶體模板，抽濾干燥后，經過在惰性氣體、含氧氣體例如空 氣等的不同氣氛下高溫焙燒去除模板后得到三維有序大孔_介孔的鐵基鈣鈦礦復合金屬 氧化物。根據本發(fā)明的具體實施方案，所述含有活性組分的硝酸鹽、有機絡合劑和表面活 性劑及鹽酸或硝酸溶液的催化劑前驅體溶液中，金屬離子的總濃度為1 5mol/L。根據本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明中，所述的焙燒方式如下首先在惰性氣體中升溫至500 800°C，并恒溫3 6h，降至室溫后，在空氣氣氛 中升溫至500 800°C，并恒溫3 6h。其中，惰性氣體、空氣的流速均為50 lOOml/min， 升溫速率為1 5°C /min。先使用惰性氣體焙燒，是將微球表面的羧基和前驅體中的表面 活性劑轉化為堅硬的無定型碳，來支撐大孔結構在高溫焙燒時不坍塌。后使用空氣焙燒，是 將生成的無定型碳去除，并將活性組分形成鈣鈦礦型結構。根據本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明所采用的膠體晶體模板為羧基改性聚甲基丙 烯酸甲酯(PMMA)微球模板，既可以是商購的成品，也可以自行制備。優(yōu)選地，膠體晶體模板 的制備可以包括以下幾個步驟在氮氣保護及冷凝水循環(huán)冷卻下，將丙酮和二次蒸餾水混合，并以水浴預熱至 60 90°C，加入主單體甲基丙烯酸甲酯和功能單體丙烯酸，繼續(xù)以水浴加熱至60 90°C ；在氮氣保護及冷凝水循環(huán)冷卻下，加入已經預熱到60 90°C的引發(fā)劑水溶液，持 續(xù)攪拌，反應1 5h后，得到單分散的羧基改性聚甲基丙烯酸甲酯(c-PMMA)，其表面帶有羧基官能團；將微球乳液以1000 5000r/min的轉速離心處理2 10h，室溫下干燥得到緊密 堆積的膠體晶體模板。本發(fā)明還提供了一種降低柴油車尾氣碳煙顆粒燃燒溫度的方法，該方法包括使柴 油車尾氣中的碳煙顆粒與本發(fā)明的催化劑在松散接觸的條件下進行反應。本發(fā)明還提供了一種凈化柴油車排放碳煙顆粒的方法，其包括采用本發(fā)明的氧化 物催化劑對柴油車排放的碳煙顆粒物進行催化燃燒，從而達到凈化柴油車尾氣的目的。本發(fā)明提供的鈣鈦礦氧化物催化劑具有三維有序大孔-介孔結構，其均勻有序的 大孔孔道結構可以促進碳煙顆粒進入到孔道內部并進行順暢的擴散，使碳煙顆粒充分與催 化劑的內表面進行接觸，豐富的介孔孔道提高了催化劑的比表面積，有利于小顆粒及氣體 分子的有效轉化，從而提高催化劑的催化活性。將本發(fā)明的3D0M/m鐵基鈣鈦礦復合氧化 物催化劑用于柴油車排放碳煙顆粒物的凈化，可使柴油車排放的碳煙顆粒燃燒溫度大大減 低。實驗結果表明，在催化劑與碳煙顆粒松散接觸的條件下，碳煙顆粒的燃燒峰溫可被降低 至400°C以下，達到了柴油車排氣的溫度范圍，與貴金屬催化劑相當，而活性最高的催化劑 使碳煙顆粒的燃燒峰溫更是降低至396°C。本發(fā)明進一步提供了一種降低柴油車排放的碳 煙顆粒物燃燒溫度的方法，該方法包括使柴油車排放的碳煙顆粒物與本發(fā)明的3D0M/m鐵 基鈣鈦礦復合氧化物，例如Laa8Caa2FeO3在松散接觸的條件下催化燃燒碳煙顆粒，從而使 燃燒溫度達到柴油車尾氣排放的溫度范圍?？傊?，本發(fā)明提供了一種新方法成功制備了 3D0M/m鐵基鈣鈦礦復合氧化物催化 劑，并用于柴油車排放碳煙顆粒的催化燃燒具有非常高的活性，該催化劑中不含有任何貴 金屬成分，大大降低了催化劑的成本，而且本發(fā)明所提供的催化劑制備方法簡單易行，適合 大規(guī)模工業(yè)生產。本發(fā)明的實施對于柴油車尾氣的治理具有非常重要的基礎研究意義和實 際環(huán)保意義。


圖1為本發(fā)明制備的c-PMMA膠體晶體模板的SEM照片。圖2為本發(fā)明制備的3D0M/m La1^xCaxFeO3復合氧化物的SEM照片。其中，圖 A. LaFeO3 ；圖 B. La0 95Ca0 05Fe03 ；圖 C. La0 9Ca0 !FeO3 ；圖 D. La0 85Ca0 15Pe03。圖3a和圖3b為本發(fā)明制備的3D0M/m LaFeO3的TEM照片。圖4a 圖4d為本發(fā)明以不同添加劑及不同浸漬方式制備的3D0M/m LaFeO3WSEM 照片。其中，圖4a.添加劑為甲醇；圖4b.添加劑為鹽酸；圖4c.添加劑為硝酸；圖4d.兩 步浸漬。圖5 為本發(fā)明制備的 3D0M/m La1^xCaxFeO3 的 XRD 衍射圖(χ = 0,0. 05，0. 1,0. 15， 0. 2,0. 25,0. 3)。圖 6 為本發(fā)明制備的 3D0M/m LahCaxFeO3 的 FT-IR 圖(χ = 0，0·05，0· 1,0. 15，0.2， 0. 25，0. 3)。圖7為碳黑顆粒在本發(fā)明制備的3D0M La1^xCaxFeO3催化劑上燃燒時生成CO2的濃 度曲線(χ = 0,0. 05,0. 1,0. 15,0. 2,0. 25,0. 3)。
具體實施例方式下面結合附圖進一步說明本發(fā)明的實現和所具有的有益效果，但本發(fā)明并不因此 而受到任何限制。催化劑活性的評價方法采用常壓固定床微型反應器裝置評價催化劑消除柴油機尾氣中炭黑顆粒的催化 燃燒活性。反應器為內徑6mm的石英管，自動控溫儀控制程序升溫反應，升溫速度為2°C / min.實驗選用Degussa公司生產的模擬柴油機尾氣中的炭黑顆粒。稱取IlOmg催化劑與 炭黑顆粒(質量比10 1)的混合樣品于乙醇中，超聲分散3min，干燥后填充于反應管的 恒溫段，兩者接觸介于松散接觸與緊密接觸之間。反應氣體組成為0. 2% NO, 5% O2 (體積 比)，其余為He，氣體總流量為50ml/min。反應尾氣在北京分析儀器廠生產的SP-3420型氣 相色譜儀上進行分析。催化劑性能采用Tltl，T50, T90以及S%2評價，即分別表示炭黑燃燒轉 化10%，50%和90%時的溫度以及反應溫度為Tm(反應尾氣中CO2濃度達到最大時的反應 溫度)時生成 CO2 的選擇性，其中 Smc02 = [C02]。ut/([C02]。ut+[C0]。ut)父100%，式中
_ 和[C0]。ut是反應溫度為Tm時反應尾氣中CO2和CO濃度。實施例1膠體晶體模板的制備方法本實施例中，按照以下方法制備膠體晶體模板(1)采用改進的無皂乳液聚合法制備單分散的c-PMMA微球將50ml丙酮和150ml去離子水加到裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計及N2氣管的 1000ml四口燒瓶中，通N2抽真空，加入體積比為25 1的MMA和AA(兩種單體均經過減壓 蒸餾精制)，并加熱到70°C。同時稱取引發(fā)劑0.27g KPS和0.45gAIBN溶于150ml水中，并 加熱到70°C后加入四口燒瓶中。N2保護下反應2h后，在攪拌狀態(tài)下自然冷卻至室溫，超聲 處理0. 5h，抽濾得到c-PMMA聚合物微球。(2)采用離心沉積法制備膠體晶體模板將c-PMMA微球置于離心管中，3000r/min轉速離心10h，棄去上層清液，室溫干燥 后得到緊密堆積的改性PMMA膠體晶體模板。圖1為該膠體晶體模板的SEM照片。實施例23D0M/m LaFeO3氧化物催化劑按化學計量比稱取16. 24g La(NO3)3 ·6Η20 和 15. 15g Fe(NO3)2 ·9Η20，溶于 IOml 乙 二醇中，磁力攪拌2h得均一透明溶液，即得到催化劑的前驅體溶液。同時將0. 25g Brij-56 溶于5ml鹽酸溶液中，磁力攪拌2h后加入到前驅體溶液中，并轉至25ml容量瓶中，用乙二 醇定容使溶液總體積為25ml。用該溶液浸漬3g干燥后的c-PMMA膠體晶體模板10h，待浸漬 完全后，將多余的前驅體溶液抽濾除去，然后將模板置于真空干燥箱中干燥過夜。最后將其 先在氬氣氣氛中升溫至700°C焙燒，并恒溫4h，降至室溫后，在空氣氣氛中升溫至700°C，并 恒溫4h進行焙燒，得到3D0M 1^必勸3氧化物催化劑。其中氬氣、空氣的流速均為SOml/min， 升溫速率為1°C /min。圖2中的圖片A為本實例制備的3D0M/m LaFeO3氧化物催化劑的SEM照片，圖3a和 圖3b為3D0M/m LaFeO3氧化物催化劑的TEM照片。由圖中可以看出，本實施例中以c-PMMA 為大孔模板，以Brij-56為介孔模板制備的3D0M/m LaFeO3具有規(guī)整的三維有序大孔結構， 平均孔徑約為300nm，孔道均勻有序；介孔為蠕蟲狀結構，平均孔徑約為5nm。本實施例制備 的3D0M/m LaFeO3的X射線衍射圖譜和紅外光譜請分別參見圖5、圖6所示，其結果表明本實施例制備的3D0M/m LaFeO3具有鈣鈦礦結構。實施例3考察不同添加劑的影響將表面活性劑分別溶于甲醇、鹽酸和硝酸中，其他制備條件和制備程序同實施例2，制備3D0M/m LaFeO30實施例制備的三種催化劑分別標示為S-甲醇，S-鹽酸和S-硝酸， 其SEM照片分別如圖4a，圖4b，圖4c所示，BET比表面積如表1所示。由圖可見，三種溶劑為 添加劑時，都可以形成規(guī)整的大孔結構。但由表1可知，S-甲醇的比表面積最小(35.56m2/ g)，主要是因為甲醇不利于表面活性劑的自組裝，因此會造成無序介孔的生成，從而導致比 表面積變小。其中，S-鹽酸的比表面積最大(44.63m2/g)，更有利于表面活性劑的自組裝。表1不同添加劑制備的3D0M/m LaFeO3的BET比表面積
權利要求
一種柴油車排放碳煙顆粒凈化用鐵基鈣鈦礦氧化物催化劑，其是由稀土金屬、過渡金屬、堿金屬和/或堿土金屬中的兩種以上的元素作為活性組分且具有三維有序大孔 介孔結構的鈣鈦礦型復合金屬氧化物，該復合金屬氧化物的大孔為均勻有序的反蛋白石結構，介孔為蠕蟲狀結構。
2.根據權利要求1所述的鈣鈦礦氧化物催化劑，該鈣鈦礦氧化物催化劑的化學組成為 LrvxAxBO3,且χ = 0 0. 3，其中，Ln為稀土金屬La ；A為堿土金屬Ca ；B為過渡金屬Fe。
3.根據權利要求1所述的鈣鈦礦氧化物催化劑，該催化劑是將含有活性組分的前驅體 溶液對膠體晶體模板進行浸漬、然后經過高溫焙燒后得到的。
4.權利要求1 3任一項所述的鈣鈦礦氧化物催化劑的制備方法，該方法包括步驟將含有活性組分的硝酸鹽按照LrvxAxBO3的化學計量比混合溶于有機絡合劑溶液中，得到催化劑的前驅體溶液，其中有機絡合劑為乙二醇或檸檬酸；將介孔模板表面活性劑溶于鹽酸或硝酸溶液中，混合均勻后，加入到催化劑的前驅體 溶液中，其中表面活性劑為三嵌段非離子表面活性劑Brij-56或P123 ；用前驅體溶液浸漬膠體晶體模板，抽濾干燥后，經過在惰性氣體及含氧氣體的不同氣 氛下高溫焙燒去除模板后得到三維有序大孔_介孔的鈣鈦礦復合金屬氧化物。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其中，所述含有活性組分的硝酸鹽、有機絡合劑和 表面活性劑及鹽酸或硝酸溶液的催化劑前驅體溶液中，金屬離子的總濃度為1 5mol/L。
6.根據權利要求4所述的制備方法，其中，所述焙燒方式如下首先在惰性氣氛中升溫至500 800°C，并恒溫3 6h，降至室溫后，在空氣氣氛中升 溫至500 800°C，并恒溫3 6h ；其中，惰性氣體為氬氣或氦氣，惰性氣體、空氣的流速均 為50 100ml/min，升溫速率為1 5°C /min。
7.根據權利要求4所述的制備方法，其中，催化劑前驅體溶液的浸漬方法為原位浸漬 法，依靠毛細管力進行浸漬。
8.根據權利要求4所述的制備方法，其中，所述膠體晶體模板的制備包括步驟在氮氣保護及冷凝水循環(huán)冷卻下，將丙酮和二次蒸餾水混合，并以水浴預熱至60 90°C，加入主單體甲基丙烯酸甲酯和功能單體丙烯酸，繼續(xù)以水浴加熱至60 90°C ；在氮氣保護及冷凝水循環(huán)冷卻下，加入已經預熱到60 90°C的引發(fā)劑水溶液，持續(xù)攪 拌，反應1 5h后，得到單分散的羧基改性聚甲基丙烯酸甲酯，其表面帶有羧基官能團；將微球乳液以1000 5000r/min的轉速離心處理2 10h，室溫下干燥得到緊密堆積 的膠體晶體模板。
9.一種降低柴油車尾氣碳煙顆粒燃燒溫度的方法，該方法包括使柴油車尾氣中的碳煙 顆粒與權利要求1 3任一項所述的催化劑在松散接觸的條件下進行反應。
10.一種凈化柴油車排放碳煙顆粒的方法，該方法包括采用權利要求1 3任一項所述 的催化劑對柴油車排放的碳煙顆粒物進行催化燃燒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種柴油車排放碳煙顆粒凈化用鐵基鈣鈦礦氧化物催化劑及其制備方法，該催化劑是由稀土金屬、過渡金屬、堿金屬和/或堿土金屬中的兩種以上元素作為活性組分且具有三維有序大孔-介孔結構的鐵基鈣鈦礦型氧化物，大孔為均勻有序的反蛋白石結構，介孔為蠕蟲狀結構。本發(fā)明采用碳模板支撐法，以羧基改性微球為大孔模板，以表面活性劑為介孔模板，惰性氣體下焙燒可形成堅固的碳模板，支撐大孔及介孔結構不坍塌，然后在空氣中焙燒時，可形成鈣鈦礦結構。本發(fā)明的催化劑，可提高催化劑與碳煙顆粒的有效接觸，且有利于小顆粒及氣體分子的轉化。在催化劑與碳煙顆粒松散接觸條件下，燃燒峰值溫度最低為396℃，與貴金屬催化劑的活性相當。
文檔編號B01J23/83GK101992089SQ20101052674
公開日2011年3月30日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權日2010年10月29日
發(fā)明者劉堅, 姜桂元, 徐俊峰, 段愛軍, 趙震, 鄭健雄, 韋岳長 申請人:中國石油大學(北京)