机动车尾气用催化剂及制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种机动车尾气用催化剂及制备方法和用途。该制备方法包括如下步骤：(1)将含有催化活性元素的溶液加入复合氧化物浆液中，得到第一混合物；其中，催化活性元素选自铂或钯中的一种或多种，复合氧化物浆液中含有氧化铝和至少一种其他氧化物，其他氧化物选自氧化铈或氧化锆中的至少一种；(2)将含有第一混合物、可溶性锆盐和稀土助催化剂的原料混合，得到第二混合物；其中，稀土助催化剂中的稀土元素为镧和钇；(3)将第二混合物与粘结剂混合，得到涂层浆液；(4)将涂层浆液负载于堇青石蜂窝陶瓷载体，然后进行干燥和焙烧，得到机动车尾气用催化剂。该方法得到的催化剂经过高温处理后具有更低的起燃温度。

【技术实现步骤摘要】
机动车尾气用催化剂及制备方法和用途
本专利技术涉及一种机动车尾气用催化剂及其制备方法，还涉及一种组合物的用途。
技术介绍
柴油车尾气中排放的污染物中除了含有氮氧化物外，还含有碳氢化合物、一氧化碳和颗粒物，这些污染物严重危害人体的健康，造成了严重的环境污染。柴油车氧化催化剂技术可以去除颗粒物中的可溶性有机物组分、碳氢化合物和一氧化氮，同时可以将一部分NO转化为NO2，从而有利于后续反应的进行。柴油车氧化催化剂主要的活性成分为铂、钯等贵金属，成本较高。另外，在使用过程中要求柴油车氧化催化剂具有较高的耐高温性能，但是贵金属在高温下容易失去活性。因此，降低贵金属用量，同时保持催化剂的低温催化活性、提高催化剂的抗高温和老化性能，具有重要的意义。CN102039146A中公开了一种天然气发动机排气净化催化剂的制备方法。该方法包括如下步骤：将高温稳定活性氧化铝、铈锆固溶体、稀土氧化物、碱土金属氧化物、粘结剂、水和作为活性组分的过渡金属复合氧化物或过渡金属-稀土复合氧化物中的至少一种混合制成涂层浆料；将涂层浆料在涂敷机上涂敷堇青石蜂窝状陶瓷载体，干燥、焙烧；将含涂层的堇青石蜂窝状陶瓷载体采用等体积浸渍法浸渍含有钯盐和铂盐的水溶液，浸渍后催化剂进行干燥焙烧。该方法所得到的催化剂不适用于柴油车，且其耐高温和老化性能较差，高温处理后起燃温度增加。CN105797767A公开了一种具有低温活性的柴油车氧化型催化剂的制备方法。其包括如下步骤：按硅铝复合物的饱和吸附量配制钨酸铵水溶液，将所配制的钨酸铵水溶液滴加至硅铝复合氧化物中并持续搅拌，然后静置、陈化后烘干，并将其焙烧，得到钨-硅铝复合氧化物；将钨-硅铝复合氧化物与分子筛分别加入至去离子水中搅拌形成浆液，然后采用球磨工艺处理浆液，制得涂层浆液；将含有贵金属Pt、Pd中的一种或两种物质的溶液加入到涂层浆液中，搅拌均匀，形成最终浆液；将载体堇青石陶瓷蜂窝或铁铬铝金属蜂窝浸渍在最终浆液中，取出后焙烧，得到柴油车氧化型催化剂。该催化剂的耐高温和老化性能较差，且高温处理后起燃温度增加。
技术实现思路
有鉴于此，一方面，本专利技术提供了一种机动车尾气用催化剂的制备方法，该方法得到的催化剂经过高温处理后具有更低的起燃温度。另一方面，本专利技术提供了一种机动车尾气用催化剂。再一方面，本专利技术提供了一种组合物的用途。上述技术问题通过如下技术方案实现。一方面，本专利技术提供了一种机动车尾气用催化剂的制备方法，其包括如下步骤：(1)将含有催化活性元素的溶液加入复合氧化物浆液中，得到第一混合物；其中，所述催化活性元素选自铂或钯中的一种或多种，所述复合氧化物浆液中含有氧化铝和至少一种其他氧化物，所述其他氧化物选自氧化铈或氧化锆中的至少一种；(2)将含有第一混合物、可溶性锆盐和稀土助催化剂的原料混合，得到第二混合物；其中，稀土助催化剂中的稀土元素为镧和钇；(3)将第二混合物与粘结剂混合，得到涂层浆液；(4)将涂层浆液负载于堇青石蜂窝陶瓷载体，然后进行干燥和焙烧，得到机动车尾气用催化剂。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述复合氧化物浆液的固含量为25～45wt％，所述复合氧化物浆液中固体颗粒的粒度的平均值为1～10μm。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述复合氧化物浆液含有氧化铝、氧化铈和氧化锆；其中，氧化铈和氧化锆的总质量与氧化铝的质量之比为(0.08～0.2):1，氧化铈与氧化锆的质量之比为(1～3):(2～5)。根据本专利技术的制备方法，优选地，以堇青石蜂窝陶瓷载体的体积为基准，催化活性元素的负载量为15～30g/ft3，以催化活性元素单质计。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述催化活性元素为铂和钯；铂元素以铂单质计，钯元素以钯单质计，所述铂元素和钯元素的质量之比为(1～4):1。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述稀土助催化剂的用量为复合氧化物浆液中氧化物总质量的2～7wt％，稀土助催化剂以稀土氧化物计；镧元素和钇元素的质量比为1:(0.5～2)，镧元素以氧化镧计，钇元素以氧化钇计。根据本专利技术的制备方法，优选地，可溶性锆盐的用量为复合氧化物浆液中氧化物总质量的1～7wt％，可溶性锆盐以氧化锆计；所述粘结剂选自铝溶胶、拟薄水铝石、硅溶胶、纤维素、柠檬酸、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或多种。另一方面，本专利技术提供一种机动车尾气用催化剂，其根据上述的制备方法得到，新鲜的催化剂、老化后的催化剂及高温处理后的催化剂对CO转化率为50％时所对应的温度分别为140～180℃、140～180℃和140～180℃；新鲜的催化剂、老化后的催化剂及高温处理后的催化剂对C3H6转化率为50％时所对应的温度分别为180～200℃、170～200℃和170～200℃；测试在固定床反应器中进行，反应条件为：CO＝200ppm、C3H6＝180ppm、NO＝500ppm、CO2＝10vol％、O2＝10vol％，H2O＝7vol％、N2为平衡气，总流量为550ml/min，空速为80000h-1；反应温度区间为100～500℃；老化条件：H2O＝10vol％、空速为60000h-1、老化温度为650℃、老化时间为100h；高温处理条件：高温处理为在800℃下焙烧3h。再一方面，本专利技术提供一种机动车尾气用催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将含有催化活性元素的溶液加入复合氧化物浆液中，得到第一混合物；其中，所述催化活性元素选自铂或钯中的一种或多种，所述复合氧化物浆液中含有氧化铝和至少一种其他氧化物，所述其他氧化物选自氧化铈或氧化锆中的至少一种；(2)将含有第一混合物、可溶性锆盐和稀土助催化剂的原料混合，得到第二混合物；其中，稀土助催化剂中的稀土元素为镧和钇；(3)将第二混合物与粘结剂混合，得到涂层浆液；(4)将涂层浆液负载于堇青石蜂窝陶瓷载体，然后进行干燥和焙烧，得到焙烧产物；(5)将焙烧产物在780～1000℃下高温处理0.5～10h，得到机动车尾气用催化剂。又一方面，本专利技术提供一种组合物在降低高温处理后的机动车尾气用催化剂的起燃温度中的应用，所述组合物包括稀土助催化剂和可溶性锆盐，所述稀土助催化剂中的稀土元素为镧元素和钇元素；高温处理条件为在780～1000℃下高温处理0.5～10h。采用本专利技术方法所制备得到的机动车尾气用催化剂具有较低的起燃温度。申请人意外地发现，在制备催化剂的过程中加入由镧元素和钇元素组成的稀土助催化剂和可溶性锆盐，所得催化剂经高温处理后具有更低的起燃温度。附图说明图1为实施例1的机动车尾气用催化剂CO转化率随温度变化的关系图；图2为实施例1的机动车尾气用催化剂C3H6转化率随温度变化的关系图；图3为对比例1的催化剂CO转化率随温度变化的关系图；图4为对比例1的催化剂C3H6转化率随温度变化的关系图；图5为对比例2的催化剂CO转化率随温度变化的关系图；图6为对比例2的催化剂C3H6转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机动车尾气用催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将含有催化活性元素的溶液加入复合氧化物浆液中，得到第一混合物；其中，所述催化活性元素选自铂或钯中的一种或多种，所述复合氧化物浆液中含有氧化铝和至少一种其他氧化物，所述其他氧化物选自氧化铈或氧化锆中的至少一种；/n(2)将含有第一混合物、可溶性锆盐和稀土助催化剂的原料混合，得到第二混合物；其中，稀土助催化剂中的稀土元素为镧和钇；/n(3)将第二混合物与粘结剂混合，得到涂层浆液；/n(4)将涂层浆液负载于堇青石蜂窝陶瓷载体，然后进行干燥和焙烧，得到机动车尾气用催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种机动车尾气用催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将含有催化活性元素的溶液加入复合氧化物浆液中，得到第一混合物；其中，所述催化活性元素选自铂或钯中的一种或多种，所述复合氧化物浆液中含有氧化铝和至少一种其他氧化物，所述其他氧化物选自氧化铈或氧化锆中的至少一种；
(2)将含有第一混合物、可溶性锆盐和稀土助催化剂的原料混合，得到第二混合物；其中，稀土助催化剂中的稀土元素为镧和钇；
(3)将第二混合物与粘结剂混合，得到涂层浆液；
(4)将涂层浆液负载于堇青石蜂窝陶瓷载体，然后进行干燥和焙烧，得到机动车尾气用催化剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合氧化物浆液的固含量为25～45wt％，所述复合氧化物浆液中固体颗粒的粒度的平均值为1～10μm。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合氧化物浆液含有氧化铝、氧化铈和氧化锆；其中，氧化铈和氧化锆的总质量与氧化铝的质量之比为(0.08～0.2):1，氧化铈与氧化锆的质量之比为(1～3):(2～5)。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以堇青石蜂窝陶瓷载体的体积为基准，催化活性元素的负载量为15～30g/ft3，以催化活性元素单质计。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述催化活性元素为铂和钯；铂元素以铂单质计，钯元素以钯单质计，所述铂元素和钯元素的质量之比为(1～4):1。


6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述稀土助催化剂的用量为复合氧化物浆液中氧化物总质量的2～7wt％，稀土助催化剂以稀土氧化物计；镧元素和钇元素的质量比为1:(0.5～2)，镧元素以氧化镧计，钇元素以氧化钇计。


7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，可溶性锆盐的用量为复合氧化物浆液中氧化物总质量的1～7wt％，可溶性锆盐以氧化锆计；所述粘结剂选自铝溶胶、拟薄水铝石、硅溶胶、纤维素、柠檬酸、聚乙烯醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆强，樊蓉蓉，王雨，丁智勇，王艳，张丞，王荣，郭欣，康娜，刘威，宋静，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15