一种满足摩托车国四标准的摩托车催化器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种满足摩托车国四标准的摩托车催化器，包括金属蜂窝载体和催化剂涂层。所述催化剂涂层，以氧化物总重量计，包括如下组分及含量：复合改性氧化铝15％‑50％、改性氧化铝15％‑50％、储氧材料30％‑50％、催化活性组分0.2％‑5％、催化剂助剂5％‑10％、粘结剂3％‑5％，且复合改性氧化铝、改性氧化铝、储氧材料、催化活性组分、催化剂助剂、粘结剂的重量百分比之和为100％。本发明专利技术具有低起燃、高活性、高稳定耐久性、宽空燃比窗口、高转化率的优点，催化净化效果好。本发明专利技术还公开了所述摩托车催化器的制备方法。

A Motorcycle Catalyst Meeting the Fourth National Standard of Motorcycle and Its Preparation Method

The invention discloses a motorcycle catalyst which meets the Fourth National Standard of motorcycle, including a metal honeycomb carrier and a catalyst coating. The catalyst coating comprises the following components and contents by total oxide weight: composite modified alumina 15%50%, modified alumina 15%50%, oxygen storage material 30%50%, catalytic active component 0.2%5%, catalyst promoter 5%10%, binder 3%5%, and composite modified alumina, modified alumina, oxygen storage material, catalytic active component and catalytic catalyst. The sum of weight percentages of chemical additives and binders is 100%. The invention has the advantages of low ignition, high activity, high stability and durability, wide air-fuel ratio window and high conversion rate, and good catalytic purification effect. The invention also discloses a preparation method of the motorcycle catalyst.

【技术实现步骤摘要】
一种满足摩托车国四标准的摩托车催化器及其制备方法
本专利技术涉及汽车尾气排放领域，特别涉及一种满足摩托车国四标准的摩托车催化器及其制备方法。
技术介绍
随着摩托车行业国Ⅳ标准的颁布实施，对摩托车尾气排放控制要求越来越严格。如何提高摩托车后处理技术减少尾气污染成为同行业人士的关注重点。目前，主要是通过使用催化转化器来处理摩托车尾气中的污染物，尾气污染物主要包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。同国Ⅲ相比，国Ⅳ在排放限值和耐久性能等方面，提出了更严格的限值要求。其中在排放限值方面：CO、HC、NOX排放物限制分别加严了54.2％、47.9％、58.8％。在耐久性方面，国Ⅳ要比国Ⅲ多8000km，延长了66.7％。目前的情况下，现有的摩托车催化器多采用单一的改性氧化铝进行制备，起燃温度高、活性差、催化效果不佳，制备工艺复杂，使得摩托车尾气排放很难达到国Ⅳ标准。因此，我们提出了一种满足摩托车国四标准的摩托车催化器。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述问题，而提出了一种满足摩托车国四标准的摩托车催化器及其制备方法，制备方法简单，产品表现出良好的起燃性能和催化活性，稳定耐久性强、转化率高。本专利技术的技术方案为：本专利技术所述的一种满足摩托车国四标准的摩托车催化器，包括金属蜂窝载体和催化剂涂层，其特征在于：所述催化剂涂层，以氧化物总重量计，包括如下组分及含量：复合改性氧化铝15％-50％、改性氧化铝15％-50％、储氧材料30％-50％、催化活性组分0.2％-5％、催化剂助剂5％-10％、粘结剂3％-5％，且复合改性氧化铝、改性氧化铝、储氧材料、催化活性组分、催化剂助剂、粘结剂的重量百分比之和为100％；其中，所述复合改性氧化铝为CeaZrbXcAldOe，X选自La、Nd、Y、Ba、Co中的一种或多种，且a+b+c+d＝100，0＜a≤20，0＜b≤20，0＜c≤20，50≤d≤85，e＞0；所述改性氧化铝为La-Al2O3；所述储氧材料为稀土金属元素掺杂的铈锆固溶体，稀土金属元素选自La、Nd、Y、Pr中的一种或多种；所述催化活性组分为Pt、Pd、Rh的氧化物中的两种或两种以上；所述催化剂助剂选自Ce、Ba、Zr、La、Fe、Co、Ni的氧化物中的两种或两种以上。进一步的，本专利技术所述的满足摩托车国四标准的摩托车催化器中，所述粘结剂选自铝溶胶、硅溶胶中的至少一种。进一步的，本专利技术所述的满足摩托车国四标准的摩托车催化器中，所述催化剂涂层具有一层或多层结构。本专利技术还公开了一种满足摩托车国四标准的摩托车催化器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)称取原料：按照催化剂涂层中的各组分含量(以氧化物总重量计)：复合改性氧化铝15％-50％、改性氧化铝15％-50％、储氧材料30％-50％、催化活性组分0.2％-5％、催化剂助剂5％-10％、粘结剂3％-5％，且复合改性氧化铝、改性氧化铝、储氧材料、催化活性组分、催化剂助剂、粘结剂的重量百分比之和为100％，计算并称取复合改性氧化铝、改性氧化铝、储氧材料、催化活性组分的前驱体、催化剂助剂的前驱体、粘结剂的前驱体；按照分散剂占催化剂涂层的重量百分比0.1％-3％，计算并称取分散剂的前驱体；(2)制备凝胶状浆料：取催化剂助剂的前驱体溶解在溶剂中，再加入复合改性氧化铝、改性氧化铝、储氧材料，球磨3-5min，使其混合均匀得到凝胶状浆料，静置10-60min；(3)加入贵金属溶液：将催化活性组分的前驱体溶解于水中，得到贵金属溶液，将贵金属溶液加入到步骤(2)中得到的凝胶状浆料中，球磨3-5min，使其混合均匀，静置30-60min；(4)制备凝胶状涂层物：在步骤(3)中加入分散剂的前驱体、粘结剂的前驱体搅拌均匀，静置30-60min，得到凝胶状涂层物；(5)调节PH值：加水稀释调制凝胶状涂层物，使复合改性氧化铝、改性氧化铝、储氧材料、催化剂助剂占凝胶状涂层物的重量百分比之和为35％-55％，并调节PH值至3-4；(6)涂覆涂层：将步骤(5)得到的凝胶状涂层物涂覆在金属蜂窝载体上进行干燥、焙烧，使凝胶状涂层物在金属蜂窝载体上固化形成催化剂涂层，从而得到摩托车催化器。进一步的，本专利技术所述的满足摩托车国四标准的摩托车催化器的制备方法中，所述步骤(1)-(6)构成一个涂层制备循环周期，重复所述步骤(1)-(6)，形成多次涂层制备循环周期，在金属蜂窝载体上固化形成多层的催化剂涂层，得到具有多层结构的摩托车催化器。进一步的，本专利技术所述的满足摩托车国四标准的摩托车催化器的制备方法中，所述复合改性氧化铝为CeaZrbXcAldOe，X选自La、Nd、Y、Ba、Co中的一种或多种，且a+b+c+d＝100，0＜a≤20，0＜b≤20，0＜c≤20，50≤d≤85，e＞0；所述改性氧化铝为La-Al2O3；所述储氧材料为稀土金属元素掺杂的铈锆固溶体，稀土金属元素选自La、Nd、Y、Pr中的一种或多种；所述催化活性组分为Pt、Pd、Rh的氧化物中的两种或两种以上；所述催化剂助剂选自Ce、Ba、Zr、La、Fe、Co、Ni的氧化物中的两种或两种以上。进一步的，本专利技术所述的满足摩托车国四标准的摩托车催化器的制备方法中，所述粘结剂选自铝溶胶、硅溶胶中的至少一种。进一步的，本专利技术所述的满足摩托车国四标准的摩托车催化器的制备方法中，所述分散剂选自PEG、PVA、吐温40、吐温60中的一种。进一步的，本专利技术所述的满足摩托车国四标准的摩托车催化器的制备方法中，所述催化剂涂层的总涂覆量为160-200g/L。进一步的，本专利技术所述的满足摩托车国四标准的摩托车催化器的制备方法中，步骤(6)中的干燥温度为20℃-120℃，干燥时间为1-3小时，焙烧温度为500℃-600℃，焙烧时间为2-5小时。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术所述催化器在涂层中增加了复合改性氧化铝材料，与改性氧化铝共同作用，相较于代替单一使用改性氧化铝的催化器，具有更低的起燃温度，有效降低摩托车在冷启动时产生的尾气污染物，对一氧化碳、碳氢、氮氧化合物的催化净化效果更佳，能够满足摩托车在不同工况行驶时所产生的尾气净化要求，能够满足国四排放要求。2、本专利技术制备方法简单，操作方便，价格低廉，该制备方法生产的催化器稳定性高，活性强，催化效果好、空燃比窗口宽、转化率高，且涂层可选择单层或多层涂覆方式，涂层致密平整，附着性良好，厚度可控。3、本专利技术在制备过程中多次进行球磨，并在充分球磨后长时放置，能够使催化剂助剂、催化活性组分与金属蜂窝载体、储氧材料得到充分的接触和分散。具体实施方式为使本领域技术人员进一步清楚本专利技术，通过下面给出的具体实施例、对照例、测视例详细描述本专利技术。除非另有说明，本专利技术中所采用的百分数均为重量百分数。实施例1本实施例所述的一种能满足国四标准的摩托车催化器，包括金属蜂窝载体和催化剂涂层，其中金属蜂窝载体选用规格为Φ20×30(mm)，孔目数为300cpsi的S型蜂窝载体。所述催化剂涂层，以氧化物总重量计，包括如下组分及含量：复合改性氧化铝Ce15Zr5La5Al75O140占19.8597％、改性氧化铝La-Al2O3占24.8247％、储氧材料Ce40Zr50La5Y5O195占44.6844％、催化活性组分为Pt、Pd、Rh的氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种满足摩托车国四标准的摩托车催化器，包括金属蜂窝载体和催化剂涂层，其特征在于：所述催化剂涂层，以氧化物总重量计，包括如下组分及含量：复合改性氧化铝15％‑50％、改性氧化铝15％‑50％、储氧材料30％‑50％、催化活性组分0.2％‑5％、催化剂助剂5％‑10％、粘结剂3％‑5％，且复合改性氧化铝、改性氧化铝、储氧材料、催化活性组分、催化剂助剂、粘结剂的重量百分比之和为100％；其中，所述复合改性氧化铝为CeaZrbXcAldOe，X选自La、Nd、Y、Ba、Co中的一种或多种，且a+b+c+d＝100，0＜a≤20，0＜b≤20，0＜c≤20，50≤d≤85，e＞0；所述改性氧化铝为La‑Al2O3；所述储氧材料为稀土金属元素掺杂的铈锆固溶体，稀土金属元素选自La、Nd、Y、Pr中的一种或多种；所述催化活性组分为Pt、Pd、Rh的氧化物中的两种或两种以上；所述催化剂助剂选自Ce、Ba、Zr、La、Fe、Co、Ni的氧化物中的两种或两种以上。

【技术特征摘要】
1.一种满足摩托车国四标准的摩托车催化器，包括金属蜂窝载体和催化剂涂层，其特征在于：所述催化剂涂层，以氧化物总重量计，包括如下组分及含量：复合改性氧化铝15％-50％、改性氧化铝15％-50％、储氧材料30％-50％、催化活性组分0.2％-5％、催化剂助剂5％-10％、粘结剂3％-5％，且复合改性氧化铝、改性氧化铝、储氧材料、催化活性组分、催化剂助剂、粘结剂的重量百分比之和为100％；其中，所述复合改性氧化铝为CeaZrbXcAldOe，X选自La、Nd、Y、Ba、Co中的一种或多种，且a+b+c+d＝100，0＜a≤20，0＜b≤20，0＜c≤20，50≤d≤85，e＞0；所述改性氧化铝为La-Al2O3；所述储氧材料为稀土金属元素掺杂的铈锆固溶体，稀土金属元素选自La、Nd、Y、Pr中的一种或多种；所述催化活性组分为Pt、Pd、Rh的氧化物中的两种或两种以上；所述催化剂助剂选自Ce、Ba、Zr、La、Fe、Co、Ni的氧化物中的两种或两种以上。2.根据权利要求1所述的满足摩托车国四标准的摩托车催化器，其特征在于：所述粘结剂选自铝溶胶、硅溶胶中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的满足摩托车国四标准的摩托车催化器，其特征在于：所述催化剂涂层具有一层或多层结构。4.一种满足摩托车国四标准的摩托车催化器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)称取原料：按照催化剂涂层中的各组分含量(以氧化物总重量计)：复合改性氧化铝15％-50％、改性氧化铝15％-50％、储氧材料30％-50％、催化活性组分0.2％-5％、催化剂助剂5％-10％、粘结剂3％-5％，且复合改性氧化铝、改性氧化铝、储氧材料、催化活性组分、催化剂助剂、粘结剂的重量百分比之和为100％，计算并称取复合改性氧化铝、改性氧化铝、储氧材料、催化活性组分的前驱体、催化剂助剂的前驱体、粘结剂的前驱体；按照分散剂占催化剂涂层的重量百分比0.1％-3％，计算并称取分散剂的前驱体；(2)制备凝胶状浆料：取催化剂助剂的前驱体溶解在溶剂中，再加入复合改性氧化铝、改性氧化铝、储氧材料，球磨3-5min，使其混合均匀得到凝胶状浆料，静置10-60min；(3)加入贵金属溶液：将催化活性组分的前驱体溶解于水中，得到贵金属溶液，将贵金属溶液加入到步骤(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李益建，史鹏，吴艳，李彪，郭娅青，
申请(专利权)人：台州欧信环保净化器有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33