一种汽油车三效催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽油车三效催化剂的制备方法，在所述催化剂载体的表面形成有底层涂层和外层涂层，所述底层涂层包括Pd活性组分，所述外层涂层包括Rh和Pd活性组分；同时，还公开了上述制备方法制备的汽油车三效催化剂，该汽油车三效催化剂可以有效降低汽车尾气90％转化率所需要达到的温度。

A three way catalyst for gasoline vehicle and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种汽油车三效催化剂及其制备方法
本专利技术涉及催化剂
，具体涉及一种汽油车三效催化剂及制备方法。
技术介绍
汽车尾气污染已成为大气污染的主要来源之一。城市中大部分的氮氧化合物(NOX)、CO和碳氢化合物(HC)都是由汽车尾气产生的。NOX、CO、HC、PM不但对人体造成损伤而且在一定的条件使人类生存的环境遭到破坏。汽油车三效催化剂(TWC)用于对汽油车尾气中CO、HC的氧化及NOX的还原，其涂层主要由氧化铝、Ce-Zr固溶体、助剂及活性贵金属组分组成，贵金属是汽油车三效催化剂的关键组分。对于汽油车TWC催化剂而言，就是利用TWC催化剂降低汽油机尾气中的HC、CO和NOX等的化学反应的活化能，使尾气中的HC、CO在较低的温度下进行氧化反应，转化为CO2和H2O，NOX在较低的温度下进行还原反应，转化为N2。汽油车三效催化剂通常以蜂窝陶瓷或者蜂窝金属为载体，其上负载氧化物涂层和活性金属组分，常用的贵金属组分为Pt、Pd、Rh、Ir、Ru等，目前汽油车尾气后处理广泛使用的贵金属为Pd和Rh。随着排放标准逐渐严格，排放限值越来越低，对催化剂的耐久性要求越来越高，对HC、CO及NOX的起燃温度要求越来越低，所以开发一种起燃活性好、耐久性能好的汽油车三效催化剂成为必然要求。如，中国专利文献CN108940280A公开了一种汽油车三效催化剂，其以堇青石蜂窝陶瓷为催化剂载体，催化剂载体的表面涂覆有两侧涂覆有含贵金属Pd和Rh的涂层涂液，包括底层涂层和外层涂层，该催化剂对于HC、CO及NOX的起燃温度起到了一定的效果，尤其是对于50％转化率所需要达到的温度有一定的降低，但是，在实际使用中，该催化剂对于90％转化率所需要达到的温度还是比较高，对此，如何降低汽油车三效催化剂对于汽车尾气在90％转化率所需要达到的温度还是要进一步研究的。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了汽油车三效催化剂的制备方法，其包括：底层涂层制备及涂覆：(1)称取物料：按重量比0.17-0.6:0.3-0.75:0.01-0.1:0.01-0.05:0.01-0.05分别称取La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、助剂、La化合物、粘结剂；(2)Pd化合物溶液的称取：Pd化合物溶液的重量＝Pd的负载量/28.316/底层涂层的涂覆量/Pd化合物溶液的浓度*底层涂层的重量；其中，Pd的负载量为30-150g/ft3，底层涂层的涂覆量为100-150g/L，底层涂层的重量用步骤(1)中称取的物料总重代替；(3)取步骤(2)中的Pd化合物溶液的重量的1/2-2/3，将La化合物加入上述Pd化合物溶液中，并加入第一稀释剂稀释，接着将稀释后的溶液浸渍于La-Al2O3，陈化12-36h；(4)取步骤(2)中的Pd化合物溶液的重量的1/3-1/2，用第一稀释剂稀释，接着浸渍于Ce-Zr固溶体上，陈化12-36h；(5)将步骤(3)和(4)中陈化后的材料烘干、焙烧得到Pd-La/La-Al2O3粉体及Pd/Ce-Zr固溶体粉体；其中，烘干温度100-150℃，烘干时间5-15h，焙烧温度450-550℃，焙烧时间1-5h；(6)将步骤(5)中得到Pd-La/La-Al2O3粉体及Pd/Ce-Zr固溶体粉体加入水中，同时加入助剂和粘结剂，使其固化物含量在35％～40％；(7)将步骤(6)得到的混合物研磨得到浆液，该浆液最终颗粒度D90位7-25μm；(8)取步骤(7)中的部分浆液，测定其固化物含量；(9)根据步骤(2)中底层涂层的涂覆量以及催化剂载体参数以及步骤(8)测定的固化物含量计算得到需要使用的步骤(7)中得到的浆液的重量，将该重量的浆液涂覆在催化剂载体上；(10)将步骤(9)中涂覆完浆液的催化剂载体烘干，烘干温度为100-150℃；(11)将步骤(10)烘干完的催化剂载体进行焙烧得到负载底层涂层的催化剂；其中，焙烧温度为450-550℃，焙烧时间为1-5h；外层涂层制备及涂覆：(12)称取物料：按重量比0.36-0.8：0.2-0.6：0.01-0.05分别称取La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、粘结剂；(13)Pd化合物溶液以及Rh化合物溶液的称取：Pd化合物溶液的重量＝Pd的负载量/28.316/外层涂层的涂覆量/Pd化合物溶液的浓度*外层涂层的重量；其中，Pd的负载量为1-10g/ft3，外层涂层的涂覆量为70-100g/L，外层涂层的重量用步骤(12)中称取的物料总重代替；Rh化合物溶液的重量＝Rh的负载量/28.316/外层涂层的涂覆量/Rh化合物溶液的浓度*外层涂层的重量；其中，Rh的负载量为3-15g/ft3，外层涂层的涂覆量为70-100g/L，外层涂层的重量用步骤(12)中称取的物料总重代替；(14)将步骤(13)中称取的Rh化合物溶液以及部分Pd化合物溶液用第二稀释剂稀释，接着将稀释后的溶液浸渍于La-Al2O3，陈化12-36h；(15)将步骤(13)中剩余的Pd化合物溶液用第二稀释剂稀释，接着浸渍于Ce-Zr固溶体上，陈化12-36h；(16)将步骤(14)和(15)中陈化后的材料烘干、焙烧得到Pd-Rh/La-Al2O3粉体及Pd/Ce-Zr固溶体粉体；其中，烘干温度100-150℃，烘干时间5-15h，焙烧温度450-550℃，焙烧时间1-5h；(17)将步骤(16)中得到的Pd-Rh/La-Al2O3粉体及Pd/Ce-Zr固溶体粉体加入水中，同时加入粘结剂，使其固化物含量在28％-35％；(18)将步骤(17)得到的混合物研磨得到浆液，该浆液最终颗粒度D90位7-25μm；(19)取步骤(18)中的部分浆液，测定其固化物含量；(20)根据步骤(13)中外层涂层的涂覆量以及催化剂载体参数以及步骤(19)测定的固化物含量计算得到需要使用的步骤(18)中得到的浆液的重量，将该重量的浆液涂覆在步骤(11)得到的负载底层涂层的催化剂上；(21)将步骤(20)中涂覆完外层浆液的催化剂烘干，烘干温度为100-150℃；(22)将步骤(21)烘干完的催化剂进行焙烧得到负载底层涂层及外层涂层的催化剂；其中，焙烧温度为450-550℃，焙烧时间为1-5h。进一步，所述Pd化合物为Pd(NO3)2、氯化钯、二氯二氨钯和二硝基二胺钯中的一种或者几种的混合物；所述Rh化合物为Rh(NO3)3、氯化铑和氯铑酸盐中的一种或几种的混合物；所述助剂为Ba(AC)2、硫酸钡、碳酸钡、硝酸钡、Sr(NO3)3·6H2O、碳酸锶和醋酸锶中的一种或者几种的混合物；所述La化合物为La(NO3)3·6H2O、碳酸镧和醋酸镧中的一种或者几种的混合物；所述催化剂载体为堇青石蜂窝陶瓷、碳化硅、氮化硅、氧化锆、莫来石、氧化镁、硅酸锆或者多孔的难熔金融。进一步，步骤(1)和步骤(12)中的La-Al2O3中La的质量含量为1％-4％。进一步，步骤(1)和步骤(12)中的Ce-Zr固溶体中Ce的质量含量为25％-60％。进一步，步骤(2)中Pd的重量为步骤(2)和步骤(13)中Pd的总重量的83％-98％。进一步，所述粘结剂为铝胶、锆胶、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：底层涂层制备及涂覆：/n(1)称取物料：按重量比0.17-0.6:0.3-0.75:0.01-0.1:0.01-0.05:0.01-0.05分别称取La-Al

【技术特征摘要】
1.一种汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：底层涂层制备及涂覆：
(1)称取物料：按重量比0.17-0.6:0.3-0.75:0.01-0.1:0.01-0.05:0.01-0.05分别称取La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、助剂、La化合物、粘结剂；
(2)Pd化合物溶液的称取：Pd化合物溶液的重量＝Pd的负载量/28.316/底层涂层的涂覆量/Pd化合物溶液的浓度*底层涂层的重量；其中，Pd的负载量为30-150g/ft3，底层涂层的涂覆量为100-150g/L，底层涂层的重量用步骤(1)中称取的物料总重代替；
(3)取步骤(2)中的Pd化合物溶液的重量的1/2-2/3，将La化合物加入上述Pd化合物溶液中，并加入第一稀释剂稀释，接着将稀释后的溶液浸渍于La-Al2O3，陈化12-36h；
(4)取步骤(2)中的Pd化合物溶液的重量的1/3-1/2，用第一稀释剂稀释，接着浸渍于Ce-Zr固溶体上，陈化12-36h；
(5)将步骤(3)和(4)中陈化后的材料烘干、焙烧得到Pd-La/La-Al2O3粉体及Pd/Ce-Zr固溶体粉体；其中，烘干温度100-150℃，烘干时间5-15h，焙烧温度450-550℃，焙烧时间1-5h；
(6)将步骤(5)中得到Pd-La/La-Al2O3粉体及Pd/Ce-Zr固溶体粉体加入水中，同时加入助剂和粘结剂，使其固化物含量在35％～40％；
(7)将步骤(6)得到的混合物研磨得到浆液，该浆液最终颗粒度D90位7-25μm；
(8)取步骤(7)中的部分浆液，测定其固化物含量；
(9)根据步骤(2)中底层涂层的涂覆量以及催化剂载体参数以及步骤(8)测定的固化物含量计算得到需要使用的步骤(7)中得到的浆液的重量，将该重量的浆液涂覆在催化剂载体上；
(10)将步骤(9)中涂覆完浆液的催化剂载体烘干，烘干温度为100-150℃；
(11)将步骤(10)烘干完的催化剂载体进行焙烧得到负载底层涂层的催化剂；其中，焙烧温度为450-550℃，焙烧时间为1-5h；
外层涂层制备及涂覆：
(12)称取物料：按重量比0.36-0.8：0.2-0.6：0.01-0.05分别称取La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、粘结剂；
(13)Pd化合物溶液以及Rh化合物溶液的称取：Pd化合物溶液的重量＝Pd的负载量/28.316/外层涂层的涂覆量/Pd化合物溶液的浓度*外层涂层的重量；其中，Pd的负载量为1-10g/ft3，外层涂层的涂覆量为70-100g/L，外层涂层的重量用步骤(12)中称取的物料总重代替；Rh化合物溶液的重量＝Rh的负载量/28.316/外层涂层的涂覆量/Rh化合物溶液的浓度*外层涂层的重量；其中，Rh的负载量为3-15g/ft3，外层涂层的涂覆量为70-100g/L，外层涂层的重量用步骤(12)中称取的物料总重代替；
(14)将步骤(13)中称取的Rh化合物溶液以及部分Pd化合物溶液用第二稀释剂稀释，接着将稀释后的溶液浸渍于La-Al2O3，陈化12-36h；
(15)将步骤(13)中剩余的Pd化合物溶液用第二稀释剂稀释，接着浸渍...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金，蒋颉，严强，岳军，贾莉伟，孙亮，王家明，
申请(专利权)人：无锡威孚环保催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32