低温高性能储氧材料制造技术

本申请涉及一种低温高性能储氧材料

【技术实现步骤摘要】
低温高性能储氧材料、制备方法及汽车尾气净化催化剂


[0001]本申请涉及汽车尾气净化处理
，特别涉及一种低温高性能储氧材料
、
制备方法及汽车尾气净化催化剂
。

技术介绍

[0002]汽车尾气净化催化剂是将一氧化碳
、
碳氢化合物
、
氮氧化物等污染物转化为二氧化碳
、
水蒸气等无毒害气体的主要策略
。
汽车尾气净化催化剂一般由蜂窝载体和催化涂层构成，催化涂层主要由稀土储氧材料
、
氧化铝等催化材料及贵金属活性组分组成
。
稀土储氧材料其在贫燃时储存氧，富燃时释放氧，从而拓宽三效催化剂的操作窗口，实现
CO、HC
和
NOx
的高效
、
充分转化
。
目前常用的储氧材料是铈锆固溶体，掺杂适量的稀土
、
碱金属以及过渡金属等有利于提高铈锆固溶体的热稳定性
、
储氧性能和氧化还原性能
。
[0003]目前的研究集中在对储氧材料的制备条件进行精细调控，包括控制沉淀
pH
值
、
陈化条件
、
后处理条件以及添加表面活性剂性质
。
目前制备铈锆固溶体的方法主要有共沉淀法
、
溶胶凝胶法
、
水热法
、
高能球磨法等
。
其中，共沉淀法因工艺简单
、
条件容易控制
、
易于工业化生产等优点得到了广泛的应用，但是现有的共沉淀法工艺多样，制备的铈锆固溶体性能在某些方面不能满足汽车尾气后处理模块的需求，如耐高温性能需要进一步调高，储氧量与热稳定性
、
表面积无法同时完美匹配等
。
此外，随着“双碳”的推进，混合动力车型的市场占比越来越大，面向混动发动机的排放需求，对储氧材料提出了新要求
。
混合动力车型，为达到最优的燃油经济性，车辆运行过程中，相对传统燃油车发动机会多次起停混动车型，频繁起停
、
瞬态工况多，这就要求储氧材料除了具备优秀高温储释氧性，还需要在低温条件具有良好的反应活性
。
[0004]相关技术如
CN105642269B
公开了一种复合铈锆固溶体及其制备方法，由氧化铈
、
氧化锆和稀土助剂复合而成，其重量百分比如下：氧化铈
15
‑
80
％，氧化锆
15
‑
60
％，稀土助剂5‑
25
％，所述稀土助剂为氧化镧
、
氧化镨
、
氧化铷
、
氧化钇
、
氧化钐
、
氧化铽
、
氧化镝
、
氧化铒中的一种或多种
。
经过复合表面活性剂修饰以及碳化焙烧处理，使得复合铈锆固溶体获得了较大的孔径和孔容
。
然而，其在沉淀过程中使用双氧水氧化稀土锆混合料液，会影响铈锆复合氧化物的微观形貌
、
氧化还原性质以及储放氧能力
。
[0005]总之，现有技术虽然已经将储氧材料的比表面积以及高温老化性能提升到一个比较高的水平，但是储氧材料的低温反应活性却相对较差，无法应对混动车型频繁启停过程的低温起燃
。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供一种低温高性能储氧材料
、
制备方法及汽车尾气净化催化剂，以解决相关技术中储氧材料的低温反应活性却相对较差，无法应对混动车型频繁启停过程的低温起燃的问题
。
[0007]第一方面，提供了一种低温高性能储氧材料的制备方法，其包括如下步骤：
[0008]配制溶液
A1
，所述溶液
A1
含有铈
、
锆，以及对铈
、
锆进行改性的金属改性掺杂元素；
[0009]配制溶液
A2
，所述溶液
A2
含有碳酸铵和氨水；
[0010]利用硅烷偶联剂对纳米粒子改性，以获得浆液
A3
；
[0011]将所述溶液
A1、
溶液
A2
和浆液
A3
共同进行滴定
、
沉淀，滴定完成后加入浓氨水并搅拌，得到浆料
B
；
[0012]对所述浆料
B
依次进行低温陈化处理和高温陈化处理，得到浆液
C
；
[0013]将所述浆液
C
升温至设定温度后，向所述浆液
C
中加入浓氨水和表面活性剂，搅拌反应，得到浆液
D
；
[0014]将所述浆液
D
抽滤洗涤，对抽滤洗涤得到的滤饼干燥
、
焙烧，得到低温高性能储氧材料
。
[0015]一些实施例中，所述低温高性能储氧材料中，按重量分数计，氧化铈为
20
‑
60
％，氧化锆为
30
‑
70
％，金属改性掺杂助剂为3‑
15
％，纳米粒子为
0.1
‑3％
。
[0016]一些实施例中，配制溶液
A1
，具体包括：
[0017]将可溶性铈盐溶解于双氧水中，将可溶性锆盐溶解于硝酸水溶液中，将金属改性掺杂元素的可溶性盐溶解于双氧水中，之后再混合，并搅拌均匀，以得到溶液
A1。
[0018]一些实施例中，可溶性铈盐包括硝酸铈和碳酸铈中的一种或几种；
[0019]可溶性锆盐包括硝酸锆和碳酸锆中的一种或几种；
[0020]金属改性掺杂元素的可溶性盐包括金属改性掺杂元素的硝酸盐和碳酸盐中的一种或几种
。
[0021]一些实施例中，所述金属改性掺杂元素包括铝元素
、
稀土元素
、
过渡金属元素
、
碱金属元素和碱土金属元素中的一种或几种
。
[0022]一些实施例中，配制溶液
A2
，具体包括：
[0023]将碳酸铵溶解于水中，以得到碳酸铵溶液；
[0024]将所述碳酸铵溶液与氨水混合，以得到溶液
A2。
[0025]一些实施例中，所述碳酸铵溶液与氨水的摩尔比为
0.5
～
2:1。
[0026]一些实施例中，利用硅烷偶联剂对纳米粒子改性，以获得浆液
A3
，具体包括：
[0027]将纳米粒子加入到溶剂中，超声分散，然后加入硅烷偶联剂，再超声处理，得到浆液
A3
，硅烷偶联剂加入量为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低温高性能储氧材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：配制溶液
A1
，所述溶液
A1
含有铈
、
锆，以及对铈
、
锆进行改性的金属改性掺杂元素；配制溶液
A2
，所述溶液
A2
含有碳酸铵和氨水；利用硅烷偶联剂对纳米粒子改性，以获得浆液
A3
；将所述溶液
A1、
溶液
A2
和浆液
A3
共同进行滴定
、
沉淀，滴定完成后加入浓氨水并搅拌，得到浆料
B
；对所述浆料
B
依次进行低温陈化处理和高温陈化处理，得到浆液
C
；将所述浆液
C
升温至设定温度后，向所述浆液
C
中加入浓氨水和表面活性剂，搅拌反应，得到浆液
D
；将所述浆液
D
抽滤洗涤，对抽滤洗涤得到的滤饼干燥
、
焙烧，得到低温高性能储氧材料
。2.
如权利要求1所述的低温高性能储氧材料的制备方法，其特征在于：所述低温高性能储氧材料中，按重量分数计，氧化铈为
20
‑
60
％，氧化锆为
30
‑
70
％，金属改性掺杂助剂为3‑
15
％，纳米粒子为
0.1
‑3％
。3.
如权利要求1所述的低温高性能储氧材料的制备方法，其特征在于，配制溶液
A1
，具体包括：将可溶性铈盐溶解于双氧水中，将可溶性锆盐溶解于硝酸水溶液中，将金属改性掺杂元素的可溶性盐溶解于双氧水中，之后再混合，并搅拌均匀，以得到溶液
A1。4.
如权利要求3所述的低温高性能储氧材料的制备方法，其特征在于：可溶性铈盐包括硝酸铈和碳酸铈中的一种或几种；可溶性锆盐包括硝酸锆和碳酸锆中的一种或几种；金属改性掺杂元素的可溶性盐包括金属改性掺杂元素的硝酸盐和碳酸盐中的一种或几种
。5.
如权利要求1所述的低温高性能储氧材料的制备方法，其特征在于：所述金属改性掺杂元素包括铝元素
、
稀土元素
、
过渡金属元素
、
碱金属元素和碱土金属元素中的一种或几种
。6.
如权利要求1所述的低温高性能储氧材料的制备方法，其特征在于，配制溶液
A2
，具体包括：将碳酸铵溶解于水中，以得到碳酸铵溶液；将所述碳酸铵溶液与氨水混合，以得到溶液
A2。7.
如权利要求6所述的低温高性能储氧材料的制备方法，其特征在于：所述碳酸铵溶液与氨水的摩尔比为
0.5
～
2:1。8.
如权利要求1所述的低温高性能储氧材料的制备方法，其特征在于，利用硅烷偶联剂对纳米粒子改性，以获得浆液
A3
，具体包括：将纳米粒子加入到溶剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵浩远，王希诚，熊芬，陈超，戴立亮，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：