摩托车尾气净化金属蜂窝状催化剂制造技术

本实用新型专利技术涉及摩托车尾气净化金属蜂窝状催化剂。所述金属蜂窝状催化剂包括金属蜂窝状载体，金属蜂窝状载体包括壳体和设置在壳体内的芯体，芯体设有沿轴线方向延伸的通气孔，在通气孔的孔壁上涂敷有催化剂涂层，其特征在于：所述壳体内沿轴线方向钎焊有两个芯体，两个芯体之间具有一个缓冲间隙，缓冲间隙的宽度为整个壳体长度的5%~90%。本实用新型专利技术通过具有缓冲间隙的金属蜂窝状载体结构来增加气流的紊乱程度，提高催化剂的转化率；同时通过在催化剂涂层中加入低铈型稀土复合氧化物储氧材料，降低催化剂起燃温度、拓宽催化剂工作窗口及提高催化剂的耐久性；在达到满足相同排放目标的前提下，降低贵金属使用量，节约催化剂成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机动车尾气排放处理
，涉及ー种采用催化氧化还原方法浄化摩托车尾气的技术，具体是摩托车尾气浄化金属蜂窝状催化剂。
技术介绍
我国摩托车エ业发展迅猛，自2007年起摩托车产量已经超过2500万台，是全世界第一大摩托车生产国，但摩托车产业发展带来经济效益和便利性的同时，其排放的污染物也成为大气污染源之一，为此我国在2007年颁布了摩托车国III排放标准以控制摩托车尾气污染物的排放。国III与国II排放标准相比，主要有几方面区别排放限值大幅度降低、 测试循环从冷启动开始、排量彡150mL增加了ー个EUDC循环以及至少12000km的耐久里程要求。这些区别对摩托车排放控制技术提出了更高的要求，特别是对耐久性的規定，使国III成为世界最为严格的摩托车排放法规之一。目前应对摩托车国III标准的主流技术方案有两种闭环控制电喷系统+ —个或两个三元催化剂；改进型化油器+—个或两个三元催化剂，并配以机前或机后空气补给装置，而无论何种技术方案，都需要加装尾气净化催化齐U。尾气净化催化剂尽管能有效降低整车排放，但势必造成整车成本的增加，摩托车整车价格原本相对低廉，这无疑给整车厂带来较大的成本压力。摩托车催化剂成本的高低主要是由催化剂中贵金属成本决定的，贵金属类型有Pt、Pd、PtPd、PtRh、PdRh和PtPdRh等单元、两元和三元的。目前使用较广泛的是含有Pt、Pd和Rh的三元催化剂(Three-Way-Catalyst，简称TWC)。而涂层的改进又能提升贵金属的催化活性和耐久性，因此应通过改进涂层，降低催化剂的起燃温度、拓宽工作窗ロ及提高催化剂的耐久性，从而减少贵金属的使用量，降低催化剂的成本。催化剂发挥作用需要合适的排气气氛条件，而摩托车在驾驶过程中排气气氛条件不断变化波动，因此对于催化剂本身需要拓宽自身的工作窗ロ，使得催化剂在摩托车的驾驶过程中保持较高催化活性。汽车尾气净化催化剂通过涂层中采用铈基储氧材料来拓宽催化剂的工作窗ロ。氧化铈由于具有在三价铈和四价铈氧化物之间转换的能力，能够在稀燃和富燃条件下吸收氧和释放氧，因而能一定程度调节排气气氛中的氧含量，使得催化剂在排气气氛条件波动的过程中，保持较高的催化活性，从而有效拓宽催化剂工作窗ロ，提高催化剂使用性能，但是氧化铈的抗高温性能差，在实际使用过程中容易烧结，Zr4+引入CeO2中形成CeZr固溶体显著提高CeO2的热稳定性和氧储存能力，目前大部分汽车尾气净化催化剂都是采用以CeZr为主要成分的储氧材料。同时为了满足未来更为苛刻的排放法规对催化剂的要求，其他元素如La、Y、Pr、Nd、Sr、Bi等被掺杂进CeZrO中，以进ー步提高CeZrO的热稳定性。CN1817447A专利公开了ー种低铈型稀土储氧材料及其制备方法，用共沉淀法制备的低铈型稀土储氧材料，具有良好的结果稳定性，经过1000°c高温老化IOh后仍具有大于60m2/g的比表面积，2000C的储氧量仍不低于200 u mol/g，可用于汽油车尾气净化催化剂的载体和助剂。金属蜂窝状载体由于传热性好、开孔率高、气阻小、抗振动性能好等特点被广泛应用于摩托车尾气浄化催化剂的载体。目前摩托车尾气净化催化剂采用的金属蜂窝状载体壳体内只包含一个芯体(图2所示)，芯体设有沿轴线方向延伸的通气孔，催化剂涂层涂敷在通气孔的孔壁上，而摩托车排气空速又很高，这势必导致一部分污染气体不能有效的接触到孔壁上的活性涂层，因而不能使催化剂完全发挥应用。也有一些专利(如CNlOl6295O7A, CN201401209Y, CN201401210Y, CN201401212Y,CN201401208Y, CN2014012 15Y, CN201401218Y, CN201391352Y, CN201391351Y,CN101629508A,CN201401214Y)涉及到中间有缓冲间隙金属载体后处理器，但这些专利公开的内容是关于处理柴油车尾气排放的颗粒物后处理器，为了增加对颗粒物的处理效果，此类后处理器中芯体结构为泡沫金属饼或金属丝网饼。而摩托车是以汽油为燃料的机动车，颗粒物不是摩托车尾气排放控制的目标，且摩托车尾气净化催化剂所用载体的芯体也不能使用泡沫金属饼或金属丝网饼，否则会引起背压急剧増大，影响整车动カ性，因此以上专利公开的内容无法适用于摩托车尾气浄化处理。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种摩托车尾气浄化金属蜂窝状催化剂，其通过具有一个缓冲间隙的金属蜂窝状载体结构来增加气流的紊乱程度，提高催化剂的转化率；同时通过在摩托车尾气净化催化剂涂层中加入低铈型稀土复合氧化物储氧材料，降低催化剂起燃温度、拓宽催化剂工作窗ロ及提高催化剂的耐久性；从而在达到满足相同排放目标的前提下，降低贵金属使用量，节约催化剂成本。按照本技术提供的技术方案摩托车尾气净化金属蜂窝状催化剂，包括金属蜂窝状载体，金属蜂窝状载体包括壳体和设置在壳体内的芯体，芯体设有沿轴线方向延伸的通气孔，在通气孔的孔壁上涂敷有催化剂涂层，其特征在于所述壳体内沿轴线方向钎焊有两个芯体，两个芯体之间具有ー个缓冲间隙，缓冲间隙的宽度为整个壳体长度的5% 90%。作为本技术的进ー步改进，所述两个芯体上均设有沿轴线方向延伸的通气孔，芯体上通气孔的密度为50 400目。作为本技术的进ー步改进，所述两个芯体的卷制方式为同心圆型或S型，且两个芯体的卷制方式相同。作为本技术的进ー步改进，所述金属蜂窝状载体的壳体材料为SUS444或SUS441，芯体材料为 0Cr21A16。本技术与现有技术相比，优点在于本技术通过采用具有ー个缓冲结构的金属蜂窝状载体，増加了气流的紊乱程度，从而增加气流与催化剂涂层的接触效率，提高尾气在催化剂上的转化效率。同时由于在涂层中増加了一定量的低铈型稀土复合氧化物作为摩托车尾气净化剂的储氧材料，提高了催化剂的工作窗ロ与催化剂的耐久性，提高了催化剂活性，降低了催化剂成本。附图说明图I为本技术摩托车尾气净化金属蜂窝状催化剂的结构示意图。图2为图I的侧视图。图3为对比实施例I的结构示意图。图4为图3的侧视图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进ー步说明。实施例I :(I)金属蜂窝状载体的制作将两个芯体2沿壳体I的轴线方向钎焊在壳体I内， 两个芯体2之间留有ー个缓冲间隙3 (如图1、2所示)；壳体I材料选用耐高温和耐腐蚀的SUS444不锈钢材料，芯体2材料选用牌号为0Cr21A16的FeCrAl合金材料，金属蜂窝状载体外形尺寸为の42*100*80，即壳体I外径为42mm，壳体I长度为100mm，两个芯体2的长度都为40mm,两个芯体2的外端距离壳体I两端都为5mm,两个芯体2之间的距离为IOmm,芯体2上的通气孔密度为300目；(2)金属蜂窝状载体的预处理用高压气枪载体吹扫金属蜂窝状载体，以去掉芯体2上的灰尘，将金属蜂窝状载体放入焙烧设备中，在600°C的空气气氛中焙烧处理4h，以去掉残留油溃，形成金属氧化物薄膜；(3)催化剂涂层用浆液的制备将500g的CeO2含量为40 %的铈锆复合氧化物、400g的氧化铝(Y-Al2O3)和IOOg的氧化镧混合，加入适量去离子水至浆液呈悬浮状态，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.摩托车尾气净化金属蜂窝状催化剂，包括金属蜂窝状载体，金属蜂窝状载体包括壳体(I)和设置在壳体(I)内的芯体(2)，芯体(2)设有沿轴线方向延伸的通气孔，在通气孔的孔壁上涂敷有催化剂涂层，其特征在于所述壳体(I)内沿轴线方向钎焊有两个芯体(2 )，两个芯体(2 )之间具有一个缓冲间隙(3 )，缓冲间隙(3 )的宽度为整个壳体(I)长度的5% 90%。2.如权利要求I所述的摩托车尾气净化金属蜂窝状催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：于鹏飞，浦琦伟，郭秀英，陈辉，陈正国，褚霞，贾莉伟，徐岘，袁芳芳，胡芳芳，陆建强，
申请(专利权)人：无锡威孚环保催化剂有限公司，
类型：实用新型
国别省市：