稀燃汽油发动机尾气脱硝催化复合体及制备方法技术

一种稀燃汽油发动机尾气脱硝催化复合体及制备方法，克服现有的三元复合催化器催化复合体不适于稀燃技术的不足。由蜂窝状钛白粉载体和附着在载体上的金属铂、稀土金属铈、和金属铜组成，制备方法包括：将钛白粉载体浸入浓度为75％的5水硫酸铜溶液中，再经的烘干、焙烧，得铜/钛白粉催化剂复合体。再浸入稀土铈盐溶液中，再烘干、焙烧，成铈/铜/钛白粉催化剂复合体。再浸入硝酸铂盐溶液中，之后烘干、焙烧，硝铂/铈/铜/钛白粉催化剂复合体。本发明专利技术的有益效果是利于氮氧化合物的益处和还原，并明显降低了氮氧化合物无害转化的温度，提高催化剂本身抗硫中毒的能力。降低贵金属铂的使用量，降低了催化剂成本。对稀燃汽油发动机尾气中的NOx进行了高效还原。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于车辆领域，具体涉及汽车尾气净化器
技术介绍
由于人类对汽车的依赖性进一步增强，汽车的数量呈现爆炸式增长。汽车发动机尾气中的氮氧化物会大量排放到大气之中，汽车尾气中的氮氧化物(NOx)是大气主要的污染物，氮氧化物不但会对人类的呼吸系统造成伤害，而且光化学烟雾污染、城市灰霾天气、大气酸沉降等问题的罪魁祸首。对于汽油发动机而言，为了降低尾气排放标准，基本都加装了三元复合催化器。以往的三元复合催化器在理论空燃比(14.7)的工况下能够较好的净化CO，HC化合物及NOx，但随着分层燃烧等发动机稀燃技术(加大空气与燃油的混合比例)的发展，发动机尾气中含有大量没有参与燃烧的O2，尾气中存在的C0，HC等还原物质被氧气氧化为CO2和H2O,还原物质的减少就导致氮氧化物不能全部被还原为无害的N2和H20。为 了达到彻底净化氮氧化物的目的，目前采用向排气系统中添加还原剂(氨气或尿素)的方法(SCR)，但这种方法存在还原剂添加困难和易造成二次污染的问题。另外，现有的复合三元催化剂使用的催化剂是贵金属(Pt/Rh/Pd)等，这些金属不但价格昂贵而且耐硫性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种稀燃汽油发动机尾气脱硝催化剂复合体及制备方法，克服现有的三元复合催化器催化复合体不适于稀燃技术，导致还原剂添加困难和易造成二次污染的问题及使用(Pt/Rh/Pd)等贵金属不价格昂贵、耐硫性差等不足。专利技术的催化剂复合体由蜂窝状钛白粉(TiO2)载体和附着在载体上的金属钼(Pt)、稀土金属铈(Ce)、和金属铜(Cu)组成，催化剂各原料用量的重量份数比例为金属钼(Pt) 4-8重量份、稀土金属铈(Ce) 30-90重量份、金属铜(Cu) 80-130重量份。本专利技术中催化剂复合体的制备方法包括下述步骤I、将钛白粉(TiO2)为基材的蜂窝状载体浸入浓度为75%的5水硫酸铜溶液中，在18-25°C条件下保持3-5小时时间，然后放入烘干箱在85-110°C范围中进行12-15小时的烘干，将烘干后的载体入马弗炉在500-800°C范围中进行5-7小时的焙烧，获得铜/钛白粉(Cu/Ti02)催化剂复合体；2、将经步骤I形成铜/钛白粉(Cu/Ti02)催化剂复合体浸入浓度为45-55%的稀土铈盐溶液中18-25 °C条件下浸5-7小时，这里所采用的铈盐是指醋酸铈(Ce(CH3COO)3)。然后放入烘干箱在85-110°C范围中进行12-15小时的烘干，将烘干后的载体入马弗炉在500-800°C范围中进行5-7小时的焙烧，形成铈/铜/钛白粉(Ce/Cu/Ti02)催化剂复合体；3、将步骤2得到的铈/铜/钛白粉催化剂复合体浸入浓度为55-75%的硝酸钼盐溶液中，18-25°C条件下浸3-5小时，然后放入烘干箱在85-110°C范围中进行12-15小时的烘干，将烘干后的载体入马弗炉在500-800°C范围中进行5-7小时的焙烧，即制得稀燃汽油发动机尾气脱硝钼/铈/铜/钛白粉(Pt/Ce/Cu/Ti02)催化剂复合体。本专利技术的有益效果是I)采用了国内产量丰富的稀土金属铈最为次级催化金属，促进了在稀燃发动机运行工况时硝酸盐的稳定性，利于氮氧化合物的益处和还原，并明显降低了氮氧化合物无害转化的温度。2)本专利技术采用稳定金属Cu作为耐硫添加剂，明显提高了催化剂本身抗硫中毒的能力。 3)通过使用次级催化剂(Ce)的方法，催化剂的制造过程中明显降低了贵金属Pt的使用量，降低了催化剂成本。4)模拟结果和初步的实验结果表明，Pt/Ce/Cu/Ti02催化剂能够在较低的温度条件下(100-350°C )，对稀燃汽油发动机尾气中的NOx进行了高效还原。附图说明附图为本专利技术催化剂复合体与现有的三元催化剂复合体(Pt/Ba/Al203)的NOx热溢出对比实验曲线图。具体实施例方式I、将15g纳米级钛白粉(TiO2)浸入为35克5水硫酸铜溶解的浓度为75%的硫酸铜溶液，室温(18-25°C )浸溃3小时以上。室温对溶液进行旋转甩干。甩干后的钛白粉载体颗粒放入烘干箱(110°C )中进行15小时的烘干，烘干后的颗粒在马弗炉(800°C )中进行7小时的焙烧，获得负载量为10%的Cu/Ti02复合氧化物。2、经过烘焙后的Cu/Ti02复合氧化物浸入24克稀土铈盐溶解的浓度为55%的稀土铈盐(醋酸铈)水溶液中，室温浸溃5小时。经过与实施例I相同的脱水、烘干、焙烧工序可以得到负载量5%的Ce/Cu/Ti02催化剂复合体。3、将制备的5Ce/10Cu/Ti0jt化复合体浸入I克硝酸钼盐溶解的浓度为75%的硝酸钼盐溶液中保持3小时，通过与实例I相同的脱水、烘干、焙烧工艺即可获得负载量为1%的Pt/Ce/Cu/Ti02催化剂固体。效果实验例I.在专用反应器内对吸附催化剂固体进行吸附能力测试。用载本专利技术催化剂150mg的复合体,测试混合气的成分为N0 = 500ppm, NO2 =500ppm, O2 = 10%，使用N2作为测试气体的比例气体。测试时混合气流的速度为10m/s，测试温度范围100-400°C。不同温度下，在30min测量的氮氧化物吸附量(y mol NOx g—1)，如表I所示。 表I NOx随温度的吸附量表权利要求1.稀燃汽油发动机尾气脱硝催化复合体，其特征是由蜂窝状钛白粉载体和附着在载体上的金属钼、稀土金属铈、和金属铜组成，催化剂各原料用量的重量份数比例为金属钼4-8重量份、稀土金属铺30-90重量份、金属铜80-130重量份。2.—种权利要求I所述的稀燃汽油发动机尾气脱硝催化复合体制备方法，包括下述步骤 (1)将钛白粉为基材的蜂窝状载体浸入浓度为75%的5水硫酸铜溶液中，在18-25°C条件下保持3-5小时时间，然后放入烘干箱在 85-110°C范围中进行12-15小时的烘干，将烘干后的载体入马弗炉在500-800°C范围中进行5-7小时的焙烧，获得铜/钛白粉催化剂复合体； (2)将经步骤(I)形成铜/钛白粉催化剂复合体浸入浓度为45-55%的稀土铈盐溶液中18-25°C条件下浸5-7小时，这里所采用的铈盐是指醋酸铈，然后放入烘干箱在85-110°C范围中进行12-15小时的烘干，将烘干后的载体入马弗炉在500-800 °C范围中进行5-7小时的焙烧，形成铈/铜/钛白粉催化剂复合体； (3)将步骤(2)得到的铈/铜/钛白粉催化剂复合体浸入浓度为55-75%的硝酸钼盐溶液中，18-25°C条件下浸3-5小时，然后放入烘干箱在85-110°C范围中进行12-15小时的烘干，将烘干后的载体入马弗炉在500-800°C范围中进行5-7小时的焙烧，即制得稀燃汽油发动机尾气脱硝钼/铈/铜/钛白粉催化剂复合体。全文摘要一种，克服现有的三元复合催化器催化复合体不适于稀燃技术的不足。由蜂窝状钛白粉载体和附着在载体上的金属铂、稀土金属铈、和金属铜组成，制备方法包括将钛白粉载体浸入浓度为75％的5水硫酸铜溶液中，再经的烘干、焙烧，得铜/钛白粉催化剂复合体。再浸入稀土铈盐溶液中，再烘干、焙烧，成铈/铜/钛白粉催化剂复合体。再浸入硝酸铂盐溶液中，之后烘干、焙烧，硝铂/铈/铜/钛白粉催化剂复合体。本专利技术的有益效果是利于氮氧化合物的益处和还原，并明显降低了氮氧化合物无害转本文档来自技高网...

【技术保护点】
稀燃汽油发动机尾气脱硝催化复合体，其特征是：由蜂窝状钛白粉载体和附着在载体上的金属铂、稀土金属铈、和金属铜组成，催化剂各原料用量的重量份数比例为：金属铂4？8重量份、稀土金属铈30？90重量份、金属铜80？130重量份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞军，
申请(专利权)人：刘瑞军，
类型：发明
国别省市：