鈣鈦礦型催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車尾氣凈化催化劑領(lǐng)域，具體說是鈣鈦礦型催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車保有量的增加，汽車向大氣中排放的CO、HC、NOx越來越多。目前，許多國(guó)家已經(jīng)對(duì)汽車尾氣排放采取了嚴(yán)格的控制排放措施。因此汽車尾氣的處理日益成為重要的課題。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)汽車尾氣排放的控制是通過加裝催化凈化器來實(shí)現(xiàn)，而催化凈化器的關(guān)鍵是催化劑。催化劑通常采用三層結(jié)構(gòu)即由活性組分、活化涂層和載體組成。自稀土鈣鈦礦氧化物(PTO)用于尾氣催化以來，由于它的A、B位可以取代而產(chǎn)生氧空位，同時(shí)該類催化劑對(duì)貴金屬催化劑有較大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，使得該類催化劑成為了研宄的熱點(diǎn)。但，現(xiàn)有的PTO存在以下幾個(gè)問題:
1、單一組分的PTO催化性能不佳；
2、γ-Al2O3的高溫穩(wěn)定性差，在900°C以上會(huì)發(fā)生相變；
3、比表面積較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供鈣鈦礦型催化劑的制備方法，根據(jù)該方法制備的催化劑不僅催化性能較好，而且比表面積較大、高溫穩(wěn)定性好。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:鈣鈦礦型催化劑的制備方法，其包括以下步驟:
(1)制備γ-Al2O3鋁膠；
(2)以水為溶劑合成Laa8Cea2Ccv2xMnxCuxO3溶膠；
(3)預(yù)處理堇青石，在將其放入上述鋁膠中浸漬；
(4)將浸漬后的堇青石取出，并吹去孔道中的鋁膠，得到負(fù)載Y-Al2O3的堇青石；
(5)將負(fù)載γ-Al2O3的堇青石放入Laa8Cea2Ccv2xMnxCuxO3溶膠中浸漬，再吹掉孔道中的溶膠；再靜置、干燥，焙燒。
[0005]作為優(yōu)選，步驟(I)中將配比好的Al (NO3)3容于水中并攪拌，然后滴加氨水，同時(shí)加入La (NO3)3，繼續(xù)攪拌，接著靜置老化，得到γ-Α1203，再調(diào)配成γ-Al2O3銷膠；
作為優(yōu)選，Al (NO3)3水解溫度為70°C —90°C,Al (NO 3)3溶液的濃度為0.6g/ml—0.8g/ml ο
[0006]作為優(yōu)選，氨水的摩爾用量為A13+:NH 3=1: (2—4)，溶液的pH=8—9。
[0007]作為優(yōu)選，La (NO3) 3占溶液總質(zhì)量的2%—4%。
[0008]作為優(yōu)選，步驟(2)中，按化學(xué)計(jì)量比稱量各元素的硝酸鹽，在室溫下攪拌溶解于去離子水中，按與金屬離子摩爾比為1.5:1的量加入檸檬酸攪拌，然后滴加乙二醇形成凝膠，再干燥后進(jìn)行自蔓延反應(yīng)除去有機(jī)物，得到Laa 8Ce0.Wcv2xMnxCuxO3溶膠。
[0009]作為優(yōu)選，步驟(3)中，預(yù)處理是先將堇青石水洗，再在稀硝酸煮沸l(wèi)Omin，然后水洗，接著超聲波洗滌15min，再水洗，最后用去離子水洗滌并烘干。
[0010]作為優(yōu)選，靜置時(shí)間為3h — 5h。
[0011]作為優(yōu)選，干燥溫度為60°C —80°C。
[0012]作為優(yōu)選，焙燒時(shí)先以300°C —500°C預(yù)燒2h — 4h，再以850°C —950 °C 焙燒 3h — 5h。
[0013]從以上技術(shù)方案可知，通過上述步驟可制備γ-Al2O3活化涂層載體，該方法在滴加氨水時(shí)加入La (NO3) 3，阻止了導(dǎo)致γ -Al2O3相變和燒結(jié)的離子表面擴(kuò)散和結(jié)構(gòu)重排，有效地減少比較面積的損失，并通過浸漬可以較好地負(fù)載在堇青石上；同時(shí)，利用溶膠-凝膠法在1^&)03的B位摻雜Mn、Gu兩種元素，制得B位雙摻雜的鈣鈦礦型催化劑，大大提高了催化劑的活性。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)介紹鈣鈦礦型催化劑的制備方法，其包括以下步驟:
制備Y-Al2O3鋁膠:水解Al (NO3)3，水解時(shí)應(yīng)攪拌均勻；水解時(shí)保持70°C —90°C溫度，且Al (NO3) 3溶液的濃度應(yīng)保持在0.6g/ml—0.8 g/ml之間，這種條件可提高后續(xù)溶膠的穩(wěn)定性和負(fù)載質(zhì)量；再向上述溶液中滴加氨水溶液，調(diào)節(jié)溶液的PH值，在滴加氨水的同時(shí)加入La (NO3)3，可提高比表面積；氨水滴加完畢后攪拌，然后采用濃硝酸回滴至溶液呈澄清透明為止，再繼續(xù)攪拌，且氨水的用量為:A13+:NH 3=1: (2—4)，溶液的pH=8—9。這樣制得的溶膠可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定放置，符合浸漬要求；作為優(yōu)選，La (NO3)3的加入量占溶液總質(zhì)量的2%—4% ;然后，對(duì)上述溶液靜置老化1h —14h，從而制得尚比表面積的γ -Al2O3活化涂層材料，再將γ -Ai2O3調(diào)制成鋁膠。
[0015]合成La。.8Ce0.2COl_2xMnxCux03溶膠:按化學(xué)計(jì)量比稱量各元素的硝酸鹽，在室溫下攪拌溶解于去離子水中，按與金屬離子摩爾比為1.5:1的量加入檸檬酸攪拌，然后滴加乙二醇，攪拌5h以上得到澄清透明的紅色溶膠。將溶膠在70°C下處理成凝膠，再120°C干燥，然后在電爐上進(jìn)行自曼延反應(yīng)除去有機(jī)物，從而得到Laa SCea2Ccv2xMnxCuxO^月父。
[0016]預(yù)處理堇青石:先將堇青石水洗，再在稀硝酸煮沸l(wèi)Omin，然后水洗，接著超聲波洗滌15min，再水洗，最后用去離子水洗滌并烘干；這樣使得載體更牢固地負(fù)載在堇青石上。
[0017]負(fù)載Y-Al2O3:將預(yù)處理好的堇青石放入上述鋁膠中浸漬8h以上，然后將浸漬后的堇青石取出，并吹去孔道中的鋁膠；反復(fù)負(fù)載，使負(fù)載量達(dá)到15%以上。
[0018]負(fù)載活性組分:將負(fù)載γ-Al2O3的堇青石放入La Q.8Ce(l.2COl_2xMnxCUx03溶膠中浸漬8h以上，，其中x=0.05，0.1,0.2 ;再吹掉孔道中的溶膠;再靜置3h — 5h，60°C —80°C干燥，300°C —500°C預(yù)燒2h — 4h，然后850°C —950°C處理3h — 5h。反復(fù)負(fù)載使負(fù)載量達(dá)到10%以上，從而獲得穩(wěn)定、活性的鈣鈦礦型催化劑。
[0019]實(shí)施例1
將配比好的Al (NO3)3容于水中，在70°C的溫度下攪拌，然后逐滴滴加氨水，同時(shí)加入 La (NO3) 3，溶液中保證 A13+:NH 3=1:3，Al (NO3) 3濃度為 0.6g/ml，pH=8，La (NO3)3的加入量占溶液總質(zhì)量的2%，繼續(xù)攪拌2h以上；接著靜置老化10h，再將γ-Α1203制成鋁膠；同時(shí)，按LaaSCea2Coa9MnaCl5Cutl.C15O3中金屬元素摩爾比稱量硝酸鹽，在室溫下攪拌溶解于去離子水中，按與金屬離子摩爾比為1.5:1的量加入檸檬酸攪拌，然后滴加與檸檬酸等量的乙二醇，攪拌5h，在70°C下處理成凝膠，再120°C干燥，然后在電爐上進(jìn)行自蔓延反應(yīng)，得到La。.SCea2Coa9MnaQ5Cucitl5O3溶膠；同時(shí)，先將堇青石水洗，再在稀硝酸煮沸l(wèi)Omi