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CN114931962B - 一种快速起燃催化剂涂层及其制备方法 - Google Patents

一种快速起燃催化剂涂层及其制备方法 Download PDF

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CN114931962B CN202210696468.3A CN202210696468A CN114931962B CN 114931962 B CN114931962 B CN 114931962B CN 202210696468 A CN202210696468 A CN 202210696468A CN 114931962 B CN114931962 B CN 114931962B
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Abstract

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种快速起燃催化剂涂层及其制备方法。快速起燃催化剂涂层包括由黑碳化硅组成的导热层及负载在导热层上的活性组分，导热层具有高热导率、低热容、高热稳定性，可以实现尾气热量在涂层中的快速传导，达到快速升温的效果，同时还可提高涂层的抗热老化性能；改性氧化铝结合贵金属分散负载工艺制备的活性组分可以有效提高贵金属的利用率，提高催化剂的快速起燃性能。快速起燃催化剂涂层可以涂覆在直通式或壁流式蜂窝陶瓷载体上，能有效降低国六法规测试中的典型气态污染物起燃温度及排放量。

Description

一种快速起燃催化剂涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种快速起燃催化剂涂层及其制备方法。
背景技术
在国六轻型车尾气排放测试I型试验(WLTC试验)中，低速阶段的HC、CO和NOx污染物排放量通常要分别占整个测试循环总排放量的75％、60％和50％以上。由于低速阶段包含冷启动过程，在冷启动过程中，后处理催化剂的温度会逐渐从环境温度上升到催化剂所需要的起燃温度，而常规后处理催化剂至少需要300℃的温度才可以起燃。在催化剂的温度到达起燃温度之前，绝大部分尾气污染物将从排气管中直接排出，使得低速阶段的污染物排放量占比显著升高。同时，2023年7月1日即将全面开展国六Ⅱ型试验(实际行驶污染物排放试验，RDE试验)排放控制。相较WLTC循环，RDE试验的变化因素更多，相应的低速阶段和冷启动工况也更为恶劣，对于污染物排放提出了更高的控制要求。
为了解决上述难题，通常采取将后处理催化剂安装在靠近发动机排气歧管出口位置的方法(紧耦合布置)使催化剂快速升温。但是，受制于催化剂涂层材料的影响，传导到催化活性材料上的温度会存在延迟，这样就导致催化材料无法及时达到污染物转化的起燃温度，造成冷启动排放的上升，因此，通过对催化剂涂层材料的改进实现快速起燃，是提高冷启动阶段污染物转化并降低WLTC及RDE试验排放的一个重要研究方向。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术后处理催化剂涂层在使用过程中冷启动阶段气态污染物的转化效率较低的缺陷，提供了一种快速起燃催化剂涂层及其制备方法。本发明的催化剂涂层采用高热导率、低热容、高热稳定性的黑碳化硅作为导热层，可以实现尾气热量在涂层中的快速传导，达到快速升温的效果，还可提高涂层的整体抗热老化性能，同时本发明还对氧化铝进行改性处理，构建了内部多孔体系以降低气体的内扩散阻力；此外还基于内部多孔体系应用了贵金属分散负载工艺，有效提高了贵金属活性组分的利用率，进而提高了催化剂的快速起燃性能。
为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：
第一方面，本发明实施例提供了一种快速起燃催化剂涂层，所述催化剂涂层包括导热层及负载在导热层上的活性组分，所述活性组分包含负载贵金属的改性氧化铝，所述导热层包括黑碳化硅。
进一步地，所述贵金属包括铑，还包括钯和铂中的一种。
第二方面，本发明实施例提供了一种快速起燃催化剂涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)在铝溶胶中加入聚葡萄糖、聚苯乙烯和乙氧基二乙二醇醚得到混合液，然后将上述混合液搅拌均匀形成铝胶混合液；
(2)将步骤(1)所得铝胶混合液加热至80～90℃，随后转移至微波干燥箱中进行微波干燥，干燥率≥90％时取出，之后在马弗炉中700～800℃下焙烧2～4h得到改性氧化铝；
(3)将步骤(2)所得改性氧化铝研磨成粉体后置于粉体搅拌机中搅拌，搅拌过程中加入相对于改性氧化铝粉体质量5％～10％的2,6-二氨基己酸饱和水溶液，持续搅拌2～4h后滴加贵金属前驱溶液，滴加完成后置于50～60℃烘箱中干燥4～8h，然后将粉体继续搅拌，加入相对于粉体质量5％～10％的2-羟基丁二酸溶液，将得到的粉体置于马弗炉中焙烧制备得到负载贵金属的改性氧化铝；
(4)将负载贵金属的改性氧化铝和黑碳化硅按质量比1:3～10混合，同时加入羟丙基-β-环糊精、铝溶胶和去离子水形成催化剂涂层浆液，控制去离子水加入量使浆液固化物量为20％～30％；
(5)将步骤(4)制得的催化剂涂层浆液涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上，涂覆完成后将堇青石蜂窝陶瓷载体置于马弗炉中，从室温开始以1～2℃/min的升温速率升温到200～230℃，之后以5～10℃/min升温速率升温到500～600℃，并停留1～2h，最终完成快速起燃催化剂涂层的制备。
进一步地，步骤(1)中所述聚葡萄糖、聚苯乙烯和乙氧基二乙二醇醚的加入量分别为铝溶胶固化物质量的2％～5％、5％～10％和2％～5％。
进一步地，步骤(1)中所述铝溶胶的质量分数为30％～40％，pH为3～5；聚苯乙烯为微球状，直径为1～2μm。
进一步地，步骤(3)中所述改性氧化铝粉体的平均粒径为5～8μm；所述贵金属前驱溶液中的溶质为硝酸钯或硝酸铂中的一种以及硝酸铑，质量分数为3％～5％。
进一步地，步骤(3)中所述焙烧过程为：将上述粉体置于马弗炉中依次于300～400℃和500～600℃各焙烧1～2h，升温速率控制在5～10℃/min。
进一步地，步骤(4)中所述羟丙基-β-环糊精和铝溶胶的加入量分别为黑碳化硅质量的10％～15％和5％～10％，所述黑碳化硅的平均粒径为5～10μm；所述铝溶胶的质量分数为20％～30％，pH为3～5。
进一步地，步骤(5)中所述堇青石蜂窝陶瓷载体为直通式或壁流式结构。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明的催化剂涂层采用高热导率、低热容、高热稳定性的黑碳化硅作为导热层，可以实现尾气热量在涂层中的快速传导，达到快速升温的效果，还可提高涂层的整体抗热老化性能，同时本发明还对氧化铝进行改性处理，构建了内部多孔体系以降低气体的内扩散阻力；此外还基于内部多孔体系应用了贵金属分散负载工艺，有效提高了贵金属活性组分的利用率，进而提高了催化剂的快速起燃性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种快速起燃催化剂，包括直通式蜂窝陶瓷载体和涂覆在载体上的快速起燃催化剂涂层。载体规格为Ф118.4×127mm，孔密度为600cpsi，孔道壁厚为4mil，体积为1.4L。涂层涂覆量为100g/L，内涂覆高度为100％，贵金属含量为Pd:40g/ft3，Rh：5g/ft3。
上述快速起燃催化剂涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)在铝溶胶中加入聚葡萄糖、聚苯乙烯微球和乙氧基二乙二醇醚形成混合液，然后将上述混合液搅拌均匀形成铝胶混合液；
其中聚葡萄糖、聚苯乙烯微球和乙氧基二乙二醇醚的加入量分别为铝溶胶固化物质量的5％、10％和5％；铝溶胶的质量分数为40％，pH为3；聚苯乙烯微球的直径为2μm；
(2)将步骤(1)所得铝胶混合液加热至80℃，随后转移至微波干燥箱中进行微波干燥，干燥率≥90％时取出，之后在马弗炉中700℃焙烧4h得到改性氧化铝；
(3)将步骤(2)所得改性氧化铝研磨成平均粒径为8μm的粉体后置于粉体搅拌机中搅拌，搅拌过程中加入改性氧化铝粉体质量10％的2,6-二氨基己酸饱和水溶液，持续搅拌4h后滴加质量分数为5％的硝酸钯和硝酸铑，滴加完成后置于烘箱中50℃干燥8h，然后将粉体继续搅拌，加入粉体质量10％的2-羟基丁二酸溶液，最后置于马弗炉中依次于300℃和500℃各焙烧2h，升温速率控制在5℃/min，制备得到负载贵金属的改性氧化铝；
(4)将负载贵金属的改性氧化铝和平均粒径为10μm的黑碳化硅按质量比1:10混合，同时加入羟丙基-β-环糊精、铝溶胶和去离子水形成浆液；
其中铝溶胶的质量分数为30％，pH为3；羟丙基-β-环糊精和铝溶胶的加入量分别为黑碳化硅质量的15％和10％，控制去离子水的加入量使浆液固化物量为30％；
(5)将步骤(4)所得浆液涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上，涂覆完成后将堇青石蜂窝陶瓷载体置于马弗炉中，从室温开始以1℃/min升温速率升温到200℃，之后以5℃/min升温速率升温到500℃，并停留2h，最终完成快速起燃催化剂涂层的制备。
对比例1
本例所用载体尺寸规格、涂层涂覆量、内涂覆高度和贵金属含量均与实施例1相同。
不同的是本例所用涂层为常规三元催化剂涂层，涂层制备方法采用常规工艺：即将商品三氧化二铝、铈锆复合储氧材料粉体按质量比1:1混合，然后加入去离子水搅拌均匀，再加入硝酸钯和硝酸铑，搅拌后形成浆液涂覆到直通式蜂窝陶瓷载体上，然后经烘干焙烧完成最终制备过程。铈锆复合储氧材料的组成为30％CeO2+60％ZrO2+5％La2O3+5％Y2O3，涂层烘干条件为150℃，2h，焙烧条件为500℃，2h。
涂层氧化铝材料比表面积和孔容对比试验：
将实施例1步骤(2)中制备得到的改性氧化铝和对比例1中的商品氧化铝置于比表面积测试仪中进行比表面积和孔容测试，基于BET和BJH模型脱附曲线分别计算材料比表面积和孔容，结果如表1所示：
表1不同实施例所用氧化铝材料比表面积和孔容对比
比较项目 实施例1 对比例1
比表面积(m2/g) 155 152
孔容(cm3/g) 0.68 0.51
由表1可知，在比表面积相近的基础上，实施例1中制备的改性氧化铝其孔容较对比例1要高约33.3％，表明实施例1中制备的改性氧化铝已较好实现了内部多孔体系构建，有助于反应气体的内扩散流动。
起燃温度对比试验：
将实施例1和对比例1所制备的催化剂分别封装并安装于1.5L排量汽油机发动机台架上，基于HJ/T 331-2006《环境保护产品技术要求汽油车用催化转化器》标准要求进行新鲜态起燃温度试验。然后依据GB18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》标准要求进行标准台架循环(SBC)老化，老化时间为100h。完成老化后再依照上述方法进行老化态起燃温度试验，每个方案的起燃温度试验均进行3次，取平均值作为最终结果。起燃温度(T50)对比如表2：
表2实施例1和对比例1制得的催化剂起燃T50对比
由表2可知，应用本发明提供的快速起燃催化剂涂层的实施例1相较应用常规涂层的对比例1新鲜态和老化态催化剂的T50分别平均降低约45℃和70℃，表现出更优异的起燃和抗老化性能。同时，实施例1的典型气态污染物起燃T50可以降至300℃以下，有利于WLTC循环低速阶段的污染物排放控制。
实施例2
一种快速起燃催化剂，包括直通式蜂窝陶瓷载体和涂覆在载体上的催化剂涂层，催化剂涂层包含快速起燃催化剂涂层和常规三元催化剂涂层。载体规格为Ф132.1×101.6mm，孔密度为750cpsi，孔道壁厚为2mil，体积为1.392L；蜂窝陶瓷载体按气体进出方向一端为进气端，另一端为出气端，进气端和出气端的长度比为1:1。快速起燃催化剂涂层涂覆在载体的进气端上，涂覆量为100g/L，贵金属含量为Pd:60g/ft3，Rh：5g/ft3；常规三元催化剂涂层涂覆在载体的出气端上，涂覆量为150g/L，贵金属含量为Pd：20g/ft3，Rh：5g/ft3。常规三元催化剂涂层的制备方法同对比例1。
上述快速起燃催化剂涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)在铝溶胶中加入聚葡萄糖、聚苯乙烯微球和乙氧基二乙二醇醚形成混合液，然后将上述混合液搅拌均匀形成铝胶混合液；
其中，聚葡萄糖、聚苯乙烯微球和乙氧基二乙二醇醚的加入量分别为铝溶胶固化物质量的3％、8％和3％；铝溶胶其质量分数为35％，pH为4；聚苯乙烯微球直径为2μm；
(2)将步骤(1)所得铝胶混合液加热至90℃，随后转移至微波干燥箱中进行微波干燥，干燥率≥90％时取出，之后在马弗炉中800℃焙烧2h得到改性氧化铝；
(3)将步骤(2)所得改性氧化铝研磨成平均粒径为7μm的粉体后置于粉体搅拌机中搅拌，搅拌过程中加入相对于改性氧化铝粉体质量8％的2,6-二氨基己酸饱和水溶液，持续搅拌3h后滴加质量分数为4％的硝酸钯和硝酸铑，滴加完成后将上述氧化铝粉体置于烘箱中60℃干燥4h，然后将粉体继续搅拌，加入相对于粉体质量8％的2-羟基丁二酸溶液，最后将上述粉体置于马弗炉中依次于350℃和550℃各焙烧2h，升温速率控制在7℃/min，制备得到负载贵金属的改性氧化铝；
(4)将负载贵金属的改性氧化铝和平均粒径为8μm的黑碳化硅按质量比1:8混合，同时加入羟丙基-β-环糊精、铝溶胶和去离子水形成浆液；
其中铝溶胶的质量分数为25％，pH为4；羟丙基-β-环糊精和铝溶胶的加入量分别为黑碳化硅质量的12％和7％，控制去离子水加入量使浆液固化物量为25％；
(5)将上述步骤所制得浆液涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上，涂覆完成后将堇青石蜂窝陶瓷载体置于马弗炉中，从室温开始以2℃/min升温速率升温到230℃，之后以10℃/min升温速率升温到600℃，并停留1h，最终完成快速起燃催化剂涂层的制备。
对比例2
本例所用载体尺寸规格、进气端和出气端长度比、涂层涂覆量和贵金属含量均与实施例2相同。
不同的是本例进气端和出气端所用涂层均为常规三元催化剂涂层，涂层制备方法采用常规工艺：即将商品三氧化二铝、铈锆复合储氧材料粉体材料按质量比1:1混合，然后加入去离子水搅拌均匀，再加入硝酸钯和硝酸铑，搅拌后形成浆液涂覆到直通式蜂窝陶瓷载体上，然后经烘干焙烧完成催化剂涂层的最终制备过程。铈锆复合储氧材料的组成为30％CeO2+60％ZrO2+5％La2O3+5％Y2O3，涂层烘干条件为150℃，2h，焙烧条件为600℃，1h。
起燃温度对比试验：
将实施例2和对比例2所制备催化剂分别封装并安装于1.5L排量汽油机发动机台架上，基于HJ/T 331-2006《环境保护产品技术要求汽油车用催化转化器》标准要求进行新鲜态起燃温度试验。然后依据GB18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》标准要求进行标准台架循环(SBC)老化，老化时间为100h。完成老化后再依照上述方法进行老化态起燃温度试验，每个方案的起燃温度试验均进行3次，取平均值作为最终结果。起燃温度(T50)对比如表3：
表3实施例2和对比例2制得的催化剂起燃T50对比
由表3可知，将本发明提供的快速起燃催化剂涂层与常规三元催化剂涂层按前后分区涂覆在同一蜂窝陶瓷载体上，催化剂依然能表现出较好的新鲜和老化态起燃性能。因此，本发明提供的快速起燃催化剂涂层可以与常规三元催化剂涂层组合使用，在保证起燃性能的前提下也能保证储放氧等三效性能。
实施例3
一种快速起燃催化剂，包括壁流式蜂窝陶瓷载体和涂覆在载体上的催化剂涂层，催化剂涂层包含快速起燃催化剂涂层和常规三元催化剂涂层。载体规格为Ф132.1×127mm，孔密度为300cpsi，孔道壁厚为8mil，气孔率63％，平均孔径17.5μm，体积为1.74L，蜂窝陶瓷载体按气体进出方向一端为进气端，另一端为出气端，进气端和出气端的长度比为1:1。快速起燃催化剂涂层涂覆在载体的进气端上，涂覆量为100g/L，贵金属含量为Pt:5g/ft3，Rh：5g/ft3。常规三元催化剂涂层涂覆在载体的出气端上，涂覆量为100g/L，贵金属含量为Pt：5g/ft3，Rh：5g/ft3。常规三元催化剂涂层的制备方法同对比例1；
快速起燃催化剂涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)在铝溶胶中加入聚葡萄糖、聚苯乙烯微球和乙氧基二乙二醇醚形成混合液，然后将上述混合液搅拌均匀形成铝胶混合液；
其中聚葡萄糖、聚苯乙烯微球和乙氧基二乙二醇醚的加入量分别为铝溶胶固化物质量的2％、5％和2％；铝溶胶的质量分数为30％，pH为5；聚苯乙烯微球的直径为1μm。
(2)将步骤(1)所得铝胶混合液加热至80℃，随后转移至微波干燥箱中进行微波干燥，干燥率≥90％时取出，之后在马弗炉中800℃焙烧2h得到改性氧化铝；
(3)将步骤(2)所得改性氧化铝研磨成平均粒径为5μm的粉体后置于粉体搅拌机中搅拌，搅拌过程中加入相对于改性氧化铝粉体质量5％的2,6-二氨基己酸饱和水溶液，持续搅拌2h后滴加质量分数为3％的硝酸铂和硝酸铑，滴加完成后将置于烘箱中60℃干燥4h，然后将粉体继续搅拌，加入相对于粉体质量5％的2-羟基丁二酸溶液，最后置于马弗炉中依次于400℃和600℃各焙烧1h，升温速率控制在10℃/min，制备得到负载贵金属的改性氧化铝；
(4)将负载贵金属的改性氧化铝和平均粒径为5μm的黑碳化硅按质量比1:3混合，同时加入羟丙基-β-环糊精、铝溶胶和去离子水形成浆液；
其中铝溶胶的质量分数为20％，pH为5；羟丙基-β-环糊精和铝溶胶的加入量分别为黑碳化硅质量的10％和5％，控制去离子水加入量使浆液固化物量为20％；
(5)将步骤(4)所制得浆液涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上，涂覆完成后将堇青石蜂窝陶瓷载体置于马弗炉中，从室温开始以2℃/min升温速率升温到230℃，之后以10℃/min升温速率升温到600℃，并停留1h，最终完成快速起燃催化剂涂层的制备。
对比例3
本例所用载体尺寸规格、进气端和出气端长度比、涂层涂覆量和贵金属含量均与实施例3相同。
不同的是本例进气端和出气端所用涂层均为常规三元催化剂涂层，涂层制备方法采用常规工艺：即将商品三氧化二铝、铈锆复合储氧材料粉体材料按质量比1:1混合，然后加入去离子水搅拌均匀，再加入硝酸铂和硝酸铑，搅拌后形成浆液涂覆到直通式蜂窝陶瓷载体上，然后经烘干焙烧完成最终制备过程。铈锆复合储氧材料的组成为30％CeO2+60％ZrO2+5％La2O3+5％Y2O3，涂层烘干条件为150℃，2h，焙烧条件为600℃，1h。
排放对比试验：
基于国六阶段典型后处理催化剂布置形式，将实施例2+实施例3所制备催化剂以及对比例2+对比例3所制备催化剂分别组合封装成排气总成结构，并安装于某1.5L排量国六轻型汽油车(第一类车)排气系统中，安装位置为紧耦合。之后分别进行GB18352.6-2016要求的新鲜态常温下冷起动后排气污染物排放试验(WLTC试验)和模拟实际行驶污染物排放试验(转毂模拟RDE试验，基于联合电子803循环工况)，对比各方案新鲜态典型气态污染物排放。之后将上述各方案催化剂安装于汽油发动机台架上，依据GB18352.6-2016要求进行标准台架循环(SBC)老化，老化时间为100h。完成老化后再将各方案催化剂安装于上述某1.5L排量国六轻型汽油车排气系统中，进行老化态WLTC试验和转毂模拟RDE实验排放对比。每个方案的试验均进行3次，取平均值作为最终结果。WLTC试验典型气态污染物排放及低速阶段典型气态污染物排放对比结果分别见表4和5，模拟RDE试验典型气态污染物排放对比结果见表6。
表4 WLTC试验典型气态污染物排放对比
表5 WLTC试验低速阶段典型气态污染物排放对比
由表4和5可知，得益于本发明提供的快速起燃催化剂涂层，表4中WLTC试验典型气态污染物排放试验中，实施例2+实施例3的I型试验新鲜态和老化态典型气态污染物平均排放量约为对比例2+对比例3平均排放量的60％和68％，结合实施例1和对比例1的催化层起燃T50对比，可以得知，排放量的降低主要归因于低速阶段的污染物排放得到有效控制(见表5)。
表6模拟RDE试验典型气态污染物排放对比
注：THC(total hydrocarbons，指排放的气体中含有碳氢化合物的总量)排放不在RDE考察范围内。
由表6可知，实施例2+实施例3方案的新鲜和老化态模拟RDE的CO排放量较对比例2+对比例3分别降低43.7％和26.7％；实施例2+实施例3方案的新鲜和老化态模拟RDE的NOx排放量较对比例2+对比例3分别降低41.5％和35.2％，且均在国六法规限值内。由此可见，本发明提供的快速起燃催化剂涂层可以有效降低气态污染物排放，利于RDE试验排放要求的满足。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种快速起燃催化剂涂层，其特征在于，包括导热层及负载在导热层上的活性组分，所述活性组分包含负载贵金属的改性氧化铝，所述导热层包括黑碳化硅，所述贵金属包括铑，还包括钯和铂中的一种；
所述快速起燃催化剂涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）在铝溶胶中加入聚葡萄糖、聚苯乙烯和乙氧基二乙二醇醚得到混合液，然后将上述混合液搅拌均匀形成铝胶混合液；
（2）将步骤（1）所得铝胶混合液加热至80~90 oC，随后转移至微波干燥箱中进行微波干燥，干燥率≥90%时取出，之后在马弗炉中700~800 oC下焙烧2~4 h得到改性氧化铝；
（3）将步骤（2）所得改性氧化铝研磨成粉体后置于粉体搅拌机中搅拌，搅拌过程中加入相对于改性氧化铝粉体质量5%~10%的2,6-二氨基己酸饱和水溶液，持续搅拌2~4 h后滴加贵金属前驱溶液，滴加完成后置于50~60 oC烘箱中干燥4~8 h，然后将粉体继续搅拌，加入相对于粉体质量5%~10%的2-羟基丁二酸溶液，将得到的粉体置于马弗炉中焙烧制备得到负载贵金属的改性氧化铝；
（4）将负载贵金属的改性氧化铝和黑碳化硅按质量比1:3~10混合，同时加入羟丙基-β-环糊精、铝溶胶和去离子水形成催化剂涂层浆液，控制去离子水加入量使浆液固化物量为20%~30%；
（5）将步骤（4）制得的催化剂涂层浆液涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上，涂覆完成后将堇青石蜂窝陶瓷载体置于马弗炉中，从室温开始以1~2 oC/min的升温速率升温到200~230 oC，之后以5~10 oC/min升温速率升温到500~600 oC，并停留1~2 h，最终完成快速起燃催化剂涂层的制备。
2.权利要求1中所述快速起燃催化剂涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在铝溶胶中加入聚葡萄糖、聚苯乙烯和乙氧基二乙二醇醚得到混合液，然后将上述混合液搅拌均匀形成铝胶混合液；
（2）将步骤（1）所得铝胶混合液加热至80~90 oC，随后转移至微波干燥箱中进行微波干燥，干燥率≥90%时取出，之后在马弗炉中700~800 oC下焙烧2~4 h得到改性氧化铝；
（3）将步骤（2）所得改性氧化铝研磨成粉体后置于粉体搅拌机中搅拌，搅拌过程中加入相对于改性氧化铝粉体质量5%~10%的2,6-二氨基己酸饱和水溶液，持续搅拌2~4 h后滴加贵金属前驱溶液，滴加完成后置于50~60 oC烘箱中干燥4~8 h，然后将粉体继续搅拌，加入相对于粉体质量5%~10%的2-羟基丁二酸溶液，将得到的粉体置于马弗炉中焙烧制备得到负载贵金属的改性氧化铝；
（4）将负载贵金属的改性氧化铝和黑碳化硅按质量比1:3~10混合，同时加入羟丙基-β-环糊精、铝溶胶和去离子水形成催化剂涂层浆液，控制去离子水加入量使浆液固化物量为20%~30%；
（5）将步骤（4）制得的催化剂涂层浆液涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上，涂覆完成后将堇青石蜂窝陶瓷载体置于马弗炉中，从室温开始以1~2 oC/min的升温速率升温到200~230 oC，之后以5~10 oC/min升温速率升温到500~600 oC，并停留1~2 h，最终完成快速起燃催化剂涂层的制备。
3.根据权利要求2所述的快速起燃催化剂涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述聚葡萄糖、聚苯乙烯和乙氧基二乙二醇醚的加入量分别为铝溶胶固化物质量的2%~5%、5%~10%和2%~5%。
4.根据权利要求2所述的快速起燃催化剂涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述铝溶胶的质量分数为30%~40%，pH为3~5；聚苯乙烯为微球状，直径为1~2 μm。
5.根据权利要求2所述的快速起燃催化剂涂层的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述改性氧化铝粉体的平均粒径为5~8 μm；所述贵金属前驱溶液中的溶质为硝酸钯或硝酸铂中的一种以及硝酸铑，质量分数为3%~5%。
6.根据权利要求2所述的快速起燃催化剂涂层的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述焙烧过程为：将上述粉体置于马弗炉中依次于300~400 oC和500~600 oC各焙烧1~2 h，升温速率控制在5~10 oC/min。
7.根据权利要求2所述的快速起燃催化剂涂层的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述羟丙基-β-环糊精和铝溶胶的加入量分别为黑碳化硅质量的10%~15%和5%~10%，所述黑碳化硅的平均粒径为5~10 μm；所述铝溶胶的质量分数为20%~30%，pH为3~5。
8.根据权利要求2所述的快速起燃催化剂涂层的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述堇青石蜂窝陶瓷载体为直通式或壁流式结构。
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