一种汽油车尾气催化剂及其制备方法技术

一种汽油车尾气催化剂及其制备方法，涉及净化汽油车排放尾气用的一种以贵金属铂、钯、铑作为活性组分的催化剂及其制备方法。本发明专利技术主要由载体、涂层和活性组份构成，其特征在于，以内部具有正方形或三角形平行通道，在载体横断面上的通道密度在１５～９３通道／ｃｍ↑［２］的堇青石蜂窝陶瓷材料或铁铬铝合金材料作为涂层和活性组分的载体，以含有稀土复合氧化物、轻稀土铈和镧的硝酸盐作为稳定剂，以贵金属铂、钯、铑三种贵金属中的一种或几种作为主要活性组份构成的催化剂，并且在催化剂的制备过程中使用了稀土硝酸盐和／或有机酸作为贵金属活性组份的分散剂，极大的提高了催化剂的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及净化汽油车排放尾气用的一种以贵金属铂、钯、铑作为活性组分的催化剂及其制备方法。该催化剂主要以堇青石蜂窝陶瓷或铁铬铝金属合金作为催化剂的载体，以含有稳定剂的氧化铝涂层作为贵金属铂、钯、铑的载体，以稀土硝酸盐和(或)有机酸作为贵金属的分散剂。
技术介绍
汽油车尾气催化剂，不仅要具备氧化催化功能，将尾气中CO、HC化合物转化为CO2和H2O再进行排放；还需要具备还原催化功能，将尾气中的NOx转化为N2和H2O再排放。同时还需要能够有8万公里的寿命，以及对整车的经济性、动力性能和噪声不能有较大的影响。欧美市场自七十年代以来，中国市场自九十年代以来，均开始使用汽油车尾气催化剂。如CN87 106740A，使用铂/铑贵金属，其公开了一种催化剂，此种催化剂因采用铑而非常有效，其特征是在难熔基体上形成层状的催化结构，内层含有二氧化铈和铂，外层则含有氧化锆和铑。CN 1042092A公开了一种适用于含铅汽油车排气净化用的催化剂，它是以堇青石峰窝载体作为第一载体，以内含粘合剂、稳定剂的活性氧化铝浆液为第二载体涂层，以贱金属和稀土元素组成的复合氧化物、少量贵金属为催化活性组份。CN 1226463A公开了一种机动车尾气净化催化剂及其与金属载体结合的制作工艺，该专利技术采用镧系氧化物，如氧化镧、氧化铈等与贱金属氧化物如氧化钴、氧化锰等组成的催化剂，具有点火温度低、造价便宜等特点。但是上述专利文献中没有一篇公开过这样一种使用稀土硝酸盐和/或有机酸作为贵金属活性组份的分散剂的汽油车尾气催化剂，因此催化剂的稳定性比较差，使用寿命也比较短。
技术实现思路
本专利技术的目的在于寻求，将贵金属活性组份分散在硝酸盐、有机酸或这两种物质的混合物中可以极大的提高贵金属活性组份在载体上的分散度，提高催化剂的稳定性，延长催化剂的寿命。本专利技术为一种由载体、涂层和活性组份构成的蜂窝催化剂，其特征在于，以内部具有正方形或三角形平行通道，在载体横断面上的通道密度在15～93孔/cm2的堇青石蜂窝陶瓷材料或铁铬铝合金材料作为涂层和活性组分的载体，以含有稀土复合氧化物、轻稀土铈和镧的硝酸盐作为稳定剂，以贵金属铂、钯、铑三种贵金属中的一种或几种作为主要活性组份构成的催化剂，并且在催化剂的制备过程中使用了稀土硝酸盐和/或有机酸作为贵金属活性组份的分散剂，极大的提高了催化剂的稳定性。本专利技术的催化剂的制备方法，主要包括1、浆液的制备将氧化铝(或其它铝化合物)、稀土复合物稳定剂、稀土硝酸盐按照每600克浆液中含有氧化铝50～200克，稀土复合氧化物10～100克，硝酸镧10～100克，硝酸铈10～150克，其余为水的比例加入到去离子水中，保证固含量在20％～50％，PH值介于2～6。然后使用搅拌或高速剪切分散工艺处理浆液5～24小时，即可制得涂层浆液。2、涂层的涂覆将载体浸泡在控制一定固含量(20～50％)，比重(1.1～1.6g/m3)的浆液中，浸泡时间为0.5～30分钟，同时保持浆液在载体上留下100～500g/L。载体涂完浆液后，用压缩空气将载体及通道中的浆液吹通，再干燥用温度为60～150℃的热风吹过载体1～30分钟，或放置在温度为100～150℃的烘箱中或网带窑上干燥30～120分钟。将载体上的水分除去50％～100％，再在温度为300～600℃的网带窑中焙烧0.5～5小时。将载体上的所有的水分焙烧掉，此时的载体与未涂涂层前相比增重为90～200g/L载体。3、贵金属的涂覆将贵金属铂、钯、铑制成诸如氯铂酸、氯化钯、氯化铑等贵金属化合物的溶液，根据载体的吸水量，将贵金属溶液、作为贵金属活性组份的分散剂硝酸盐(硝酸镧或硝酸铈)溶液或有机酸(醋酸或草酸)配成一定浓度的溶液，一般为100～250g/L载体。a、将此溶液浸渍涂覆在涂覆过浆液的载体上。b、制备结束后，用温度为60～150℃的热风吹过载体1～30分钟，或放置在100～150℃的烘箱中或网带窑上上干燥30～120分钟，将载体上的水分除去70％～100％。再在300℃～800℃的网带窑上进行焙烧，就可制得成品以贵金属为主要活性组份的汽车尾气催化剂。具体实施例方式实施例一称取去离子水1125克，在其中加入120克氧化铝、40克轻稀土复合氧化物(铈∶锆＝3∶1)、20克硝酸铈、20克硝酸镧，搅拌均匀，至硝酸盐完全溶解，即制得涂覆涂层用的氧化铝浆液。将长轴方向为120.65mm、短轴方向为80.01mm、高度为152.4mm，体积为1.254L的堇青石蜂窝陶瓷载体称重后，在此浆液中浸泡2分钟后，取出，用空气刀将载体表面多余的浆液吹走，将载体吹通，首先在温度为120℃的烘箱中烘干将其中80％以上的水分烘干，再在温度为450℃的马弗炉中焙烧，然后取出称重。涂层的涂覆量为98g/L载体。将含贵金属铂0.6g/L载体的次氯酸铂溶液、50克/L载体的硝酸铈、含铑0.1g/L载体的硝酸铑溶液的混合物配成150克溶液，浸渍涂覆在载体上。放置在温度为120℃的烘箱中烘干90分钟，再放入马弗炉中，在450℃下焙烧120分钟，自然冷却，即可得到成品。将该催化剂应用在整车排量1.3L的轻型客车上，进行了8万公里实车老化试验，试验数据如下表1车辆耐久性试验结果 表2、劣化系数 从表1、表2的测试结果可以看出，使用该方法制备的催化剂可以达到GB18352.2～2001《轻型汽车污染物排放限值及测试方法(II)》的要求。实施例二称取去离子水1125克，120克氧化铝、40克轻稀土复合氧化物(铈∶锆＝3∶1)、120克硝酸铈、20克硝酸镧，搅拌均匀，至硝酸盐完全溶解，即制得涂覆涂层用的氧化铝浆液。将直径为118.4mm、高度为152.4mm，体积为1.678L的堇青石蜂窝陶瓷载体称重后，在此浆液中浸泡2分钟后，取出，用空气刀将载体表面多余的浆液吹走，将载体吹通，首先在温度为120℃的烘箱中烘干将其中80％以上的水分烘干，再在温度为450℃的马弗炉中焙烧，然后取出称重。涂层的涂覆量为110g/L载体。将含贵金属钯0.6g/L载体的钯溶液和铑0.1g/L载体的铑溶液的混合物配成220克溶液，将其涂覆在载体上。将其放置在温度为120℃的烘箱中烘干90分钟，再放入马弗炉中，在450℃下焙烧120分钟，自然冷却。即可得到成品。将该催化剂用在发动机排量为2.4L多功能旅行车的排气系统车中，使用GB18352.2-2001中规定的I型试验的方法，在整车转鼓上进行的排放试验结果如下表3、排放试验结果 实施例三按照与实例二相同的方法制备浆液、涂覆浆液和涂覆催化剂，只是在制备贵金属溶液时，仅使用含贵金属钯0.8g/L载体的氯化钯溶液配成150克溶液，制成的催化剂为A号催化剂。实施例四按照与实例二相同的方法制备浆液、涂覆浆液和涂覆催化剂，只是在制备贵金属溶液时，除使用含贵金属钯0.8g/L载体的氯化钯溶液外，并在其中加入含硝酸镧12g/L载体的硝酸镧溶液，共同配成150克溶液，制成的催化剂为B号催化剂。实施例五按照与实例二相同的方法制备浆液、涂覆浆液和涂覆催化剂，只是含硝酸镧的贵金属溶液中再加入12g/L载体的醋酸溶液，将这三种物质混合，共同配成150克溶液，制成的催化剂为C号催化剂。对A、B、C三种催化剂使汽车尾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽油车尾气催化剂，由载体、涂层和贵金属构成，其特征是：载体材料为堇青石蜂窝陶瓷或铁铬铝金属合金材料，在载体内部有通道，载体内通道的密度在１５～９３个通道／ｃｍ↑［２］的范围之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：欧建斌，王家明，褚霞，
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：32[中国|江苏]