一种净化汽油车尾气的三元催化剂及制备方法，该三元催化剂的催化活性层为双层结构，内层催化活性层为活性氧化铝负载稀土金属、碱土金属、过渡金属、贵金属中的一种或多种氧化物；外层催化活性层为活性氧化铝负载稀土金属、碱土金属、贵金属一种或多种氧化物。本发明专利技术将稀土氧化物和贵金属直接分散在大比表面积的活性氧化铝表面上，降低贵金属用量，减少催化剂成本，并能防止高温下贵金属和铈锆氧化物在活性氧化铝表面上的烧结团聚现象。本发明专利技术通过活性组分双层涂敷技术，抑制双组分贵金属形成合金，提高了三元催化剂的稳定性。本发明专利技术的三元催化剂具有较低的起燃温度和较高的催化转化效率，在发动机冷起动过程中能有效的控制有害气体的排放。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及一种新型净化汽油车尾气的三元催化剂及其制备方法，通过该 方法能提高三元催化剂的高温稳定性，减少贵金属用量，并具有较高的尾气(CO、HC、 NOx)净化能力。
技术介绍
空气污染是全球面临的重要社会问题，据有关资料统计，汽车尾气占城市空气 污染总量的60-70%。为了控制汽车尾气对大气的污染，除制定严格的排放指标外，还必 须重视研究和开发各种汽车排放净化技术。然而，随着排放标准的日益严格，汽车排放 净化技术迎来了新的机遇和挑战。在汽车排放的污染物中，主要有氮氧化合物、一氧化 碳、碳氢化合物和颗粒污染物。目前，以净化汽油为燃料尾气的催化剂主要是三元催化剂。现有的三元催化剂 特点是在堇青石蜂窝陶瓷载体上涂敷一层具有高比表面积的复合型氧化铝涂层材料，以 便分散稀土储氧材料和贵金属。如CN1600418A公开了一种以堇青石陶瓷为载体，铝胶和丝光沸石作为涂层基 体，La-Ce-a 固溶体或La、Ce、Zr, Mn等元素为助剂，以贵金属为活性组分制备的三 元催化剂，该催化剂具有较低的起燃温度，但该专利技术在制备过程中，活性组分贵金属是 通过浸渍方法附于涂层上，所以在高温反应条件下，贵金属很容易烧结团聚，致使催化 剂热稳定性较差。CN101161337A通过多层涂敷技术高度分散活性组分，提高了催化性能和热稳定 性。但是，多层涂敷导致大部分活性组分分布在涂层的内层，不利于活性组分的充分利 用，且多层涂敷延长了生产周期，增加了生产能耗。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一在于针对现有三元催化剂所存在的不足而提出 一种以蜂窝金属或多孔陶瓷为载体(优先选用堇青石陶瓷)、净化汽油车尾气的三元催化 齐IJ，该三元催化剂具有较好的高温稳定性和尾气(CO、HC、NOx)处理能力。本专利技术所要解决的技术问题之二在于提供上述三元催化剂的制备方法。作为本专利技术第一方面的净化汽油车尾气的三元催化剂，该三元催化剂是在载体 上涂敷有催化活性层，其中所述催化活性层为双层结构，内层催化活性层为活性氧化铝 负载稀土金属、碱土金属、过渡金属、贵金属中的一种或多种氧化物；外层催化活性层 为活性氧化铝负载稀土金属、碱土金属、贵金属一种或多种氧化物。所述的载体为堇青石陶瓷载体或蜂窝金属载体。所述内层催化活性层和外层催化活性层中还含有拟薄水铝石。 所述拟薄水铝石为、-A1203和胶联剂的混合物，比表面积为240-300m2/g。 所述活性氧化铝含y_A1203，比表积在180-260m2/g，孔容在0.30-0.45cm2/g，化铝占三元催化剂质量中的30-80%。所述活性氧化铝中还含有钇、镧、钕、镨、钐成分中一种或几种。所述稀土氧化物为铈、锆、镧氧化物的混合物，其质量含量比为Ce Zr La =20-30 30-60 10-15，稀土氧化物占三元催化剂质量中的20-40%。所述稀土氧化物还含有钇、镨、钕、钐成分中一或几种。碱土金属氧化物由碱土金属硝酸盐在涂层高温分解过程中合成得到，所述碱土 金属硝酸盐为钙硝酸盐、镁硝酸盐、钡硝酸盐、锶硝酸盐一种或几种混合。贵金属为钼、钯、铑成分中的一种或几种，内层贵金属体积含量为20_40g/ft3， Pd Pt= 1-20 ；外层贵金属体积含量为 2-10g/ft3，Pd Rh = 0-10。所述内层催化活性层各组分质量比拟薄水铝石活性氧化铝稀土氧化物 稀土金属碱土金属过渡金属=10-15 40-60 20-25 0-5 0-5 0-5。所述外层催化活性层各组分质量比拟薄水铝石活性氧化铝稀土氧化物 稀土金属碱土金属过渡金属=10-15 50-70 10-15 0-5 0-5 0-5。作为本专利技术第二方面的净化汽油车尾气的三元催化剂的制备方法，其特征在 于，包括如下步骤1、拟薄水铝石，活性氧化铝，稀土氧化物，稀土金属、碱土金属、过渡金 属、贵金属中的一种或几种硝酸盐，去离子水按一定比例混合，球磨该混合的悬浊液而 制得到内层涂层料液，将其存放于专门的催化剂涂敷装置的浆料储存器中，所述内层涂 层料液固含量为32-38wt% ；贵金属体积含量为20-40g/ft3，Pd Pt = 1-20,各组分 质量比拟薄水铝石活性氧化铝稀土氧化物稀土金属碱土金属过渡金属= 10-15 40-60 20-25 0-5 0-5 0-5 ；2、将载体放置于催化剂涂敷装置上涂敷内层涂层料液，内层涂层料液涂敷完后 在100-120°C干燥3-6小时，再在500-600°C高温下焙烧2_3小时得含内层催化剂的载 体，内层催化剂上载率20-35% ；3、拟薄水铝石，活性氧化铝，稀土氧化物，稀土金属、碱土金属、贵金属 中的一种或几种硝酸盐，去离子水按一定比例混合，球磨该混合的悬浊液而制得到外 层涂层料液，将外层涂层料液存放于催化剂涂敷装置的浆料储存器中；外层涂层料 液固含量为30-35wt%，贵金属体积含量为2-10g/ft3，Pd Rh = 0-10 ；各组分质 量比拟薄水铝石活性氧化铝稀土氧化物稀土金属碱土金属过渡金属= 10-15 50-70 10-15 0-5 0-5 0-5 ；4、将步骤2制备的内层催化剂的载体放置于催化剂涂敷装置上涂敷外层涂层 料液，外层涂层料液涂敷完后在100-120°C干燥3-6小时，再在500-600°C高温下焙烧 2-3小时，得净化汽油车尾气的三元催化剂；外层催化剂上载率在15-25%，最终上载量 140-180g/L。上述制备方法中所使用的载体为堇青石陶瓷载体或蜂窝金属载体。上述制备方法中所使用的拟薄水铝石为Y_A1203和胶联剂的混合物，比表面积 为 240-300m2/g。上述制备方法中所使用的活性氧化铝含Y_A1203，比表积在180-260m2/g，孔容 在0.30-0.45cm2/g，平均孔径在3_10nm ；活性氧化铝占三元催化剂质量中的30-80%。5所述活性氧化铝中还含有钇、镧、钕、镨、钐成分中一种或几种。上述制备方法中所使用的稀土氧化物为铈、锆、镧氧化物的混合物，其质量含 量比为Ce Zr La = 20-30 30-60 10-15，稀土氧化物占三元催化剂质量中的 20-40%。所述稀土氧化物还含有钇、镨、钕、钐成分中一或几种。上述制备方法中所使用的贵金属为钼、钯、铑成分中的一种或几种。本专利技术的特点是1、稀土氧化物和贵金属直接分散在大比表面积的活性氧化铝表面上，从而降低 贵金属用量，减少催化剂成本。与传统催化剂制备工艺相比，该催化剂在高温下能防止 贵金属和稀土氧化物在活性氧化铝表面上烧结团聚。2、通过双层活性组分结构制备技术，抑制双组分贵金属形成合金，大大的提高 了三元催化剂的稳定性。3、本专利技术所述的催化剂具有较低的起燃温度和较高的催化转化效率，在发动机 冷起动过程中能有效的控制有害气体的排放。附图说明图1为本专利技术净化汽油车尾气的三元催化剂的结构示意图。图2为本专利技术实施例1-4制备的三元催化剂A、B、C、D与对比例制备的三元 催化剂E在模拟配气条件下的反应转化率柱状比较示意图。图3为本专利技术实施例1-4制备的三元催化剂A、B、C、D与对比例制备的三元 催化剂E在模拟配气条件下的起燃温度柱状比较示意图。图4为本专利技术实本文档来自技高网...
【技术保护点】
净化汽油车尾气的三元催化剂，该三元催化剂是在载体上涂敷有催化活性层，其特征在于，所述催化活性层为双层结构，内层催化活性层为活性氧化铝负载稀土金属、碱土金属、过渡金属、贵金属中的一种或多种氧化物；外层催化活性层为活性氧化铝负载稀土金属、碱土金属、贵金属一种或多种氧化物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张龙，常跃进，张强，
申请(专利权)人：上海歌地催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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