汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種汽車(chē)尾氣凈化催化劑，特別是涉及一種能同時(shí)處理汽車(chē)尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物的三元催化劑?br>[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]汽車(chē)尾氣中含有許多有害物質(zhì)，主要包括:汽油中未燃燒的碳?xì)浠衔铩⒉怀浞秩紵a(chǎn)生的一氧化碳以及在高富氧條件下轉(zhuǎn)化成的氮氧化合物。減少汽車(chē)尾氣中有害物質(zhì)的排放，是人類(lèi)必須解決的重要課題。目前，控制汽車(chē)尾氣污染的最有效途徑是降低單車(chē)排放量，利用轉(zhuǎn)化裝置將其中有害成分轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，現(xiàn)在最常用的凈化器是三元凈化器，在理論空燃比附近，同時(shí)轉(zhuǎn)化碳?xì)浠衔?、一氧化碳和氮?dú)浠衔铮摷夹g(shù)的核心就是性能優(yōu)異的汽車(chē)三元催化劑，通過(guò)在汽車(chē)排氣系統(tǒng)中安裝高催化性能的汽車(chē)催化劑，能夠凈化尾氣，從而減少對(duì)環(huán)境的污染。
[0005]—方面，排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，要求三元催化劑具備更高的催化活性和抗熱老化耐久性能；另一方面，汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，成本壓力越來(lái)越大，然而制備三元催化劑的原材料、活性組分貴金屬等價(jià)格日益上漲，給三元催化劑企業(yè)帶來(lái)了很大的成本壓力，基于此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有低溫起燃活性高、抗熱老化耐久性能好，成本較低的三元催化劑，能同時(shí)處理汽車(chē)尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸衔铩?br>[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑前段涂層，它與后段涂層配合構(gòu)成三元催化劑，具有低溫起燃活性高、抗熱老化耐久性能好、成本較低的特點(diǎn)，能同時(shí)處理汽車(chē)尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物?br>[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，所述前段涂層負(fù)載在以堇青石蜂窩陶瓷為載體的前段，該前段涂層含有活性氧化鋁和兩種鋯含量不同的鈰鋯復(fù)合氧化物，貴金屬鈀負(fù)載在活性氧化鋁和低鋯含量的鈰鋯復(fù)合氧化物上，貴金屬銠負(fù)載在高鋯含量的鈰鋯復(fù)合氧化物上。
[0009]優(yōu)選地，以前段的涂層總量為基準(zhǔn)，氧化鋁的含量為30_80wt%，鈰鋯復(fù)合氧化物的含量為20-70wt%，其中負(fù)載鈀的鈰鋯復(fù)合氧化物的含量為0-40wt%，負(fù)載銠的鈰鋯復(fù)合氧化物的含量為40-70wt%。
[0010]優(yōu)選地，貴金屬的負(fù)載方式為共沉淀法、溶膠-凝膠法、浸漬法中的一種，涂層的負(fù)載方式為涂敷或浸漬。
[0011 ]優(yōu)選地，所述活性氧化鋁為γ氧化鋁。
[0012]優(yōu)選地，所述氧化鋁中含有La、Ba、Sr、Mg的氧化物中的一種或幾種。
[0013]優(yōu)選地，所述鈰鋯復(fù)合氧化物中含有Pr、Nd、La、Y、Sr的氧化物中的一種或幾種。
[0014]優(yōu)選地，所述低鋯含量的鈰鋯復(fù)合氧化物中鋯的含量為30_60wt%。
[0015]優(yōu)選地，所述高鋯含量的鈰鋯復(fù)合氧化物中鋯的含量為60_90wt%。
[0016]優(yōu)選地，所述鈀為鈀的可溶性鹽，鈀的可溶性鹽為氯化鈀、硝酸鈀、二氯二氨鈀中的一種，所述銠為銠的可溶性鹽，銠的可溶性鹽為硝酸銠、氯化銠、氯銠酸鹽中的一種。
[0017]如上所述，本發(fā)明的汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，具有以下有益效果:
1、與后段涂層配合組成完整的三元催化劑，該三元催化劑采用分段式單層結(jié)構(gòu)，前段鈀含量比后段高，有利于提高催化劑的低溫起燃活性;將鈀與銠分別負(fù)載在不同的氧化物材料上，在一定程度上防止高溫空氣老化過(guò)程中形成Pd-Rh合金。
[0018]2、將Rh負(fù)載于鈰鋯復(fù)合氧化物上，避免高溫下Rh與氧化鋁發(fā)生相互作用降低催化活性，而且經(jīng)過(guò)高溫老化后，鈰鋯復(fù)合氧化物的儲(chǔ)氧性能雖然略有下降，但是貴金屬卻能保持較好的催化性能。
[0019]3、由于Pd和Ce的相互作用降低了Pd的催化活性，而在高溫時(shí)CeO2的儲(chǔ)氧功能可以提高三元催化劑的活性，因此將Pd負(fù)載在活性氧化鋁上，可以加少量或不加儲(chǔ)氧材料。
[0020]4、本發(fā)明采用單層結(jié)構(gòu)，相比雙層或多層催化劑，工藝簡(jiǎn)單，降低了生產(chǎn)成本，而且，單層涂敷比雙層或多層涂敷，涂層厚度低，有利于降低排氣背壓，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能以及降低油耗。
[0021]
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0023]實(shí)施例1
前段涂層的制備:用含鈀2.5g/L的硝酸鈀溶液浸漬30g/L的氧化鋁和10g/L的鈰鋯復(fù)合氧化物，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%，該鈰鋯復(fù)合氧化物中含有La、Y，按重量份，其中Ce: Zr: La: Y=4:5:0.5:0.5。用含銠0.15g/L的硝酸銠溶液浸漬20g/L的鈰鋯復(fù)合氧化物，該鈰鋯復(fù)合氧化物中含有La、Y，按重量份，其中Ce: Zr: La: Y=2:7:0.5:0.5。將浸漬好的Pd負(fù)載材料與Rh負(fù)載材料混合球磨至粒徑為3μπι，制成前段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的前段，在 100°C 干燥 4h，500°C 焙燒 2h。
[0024]后段涂層的制備:用含鈀0.4g/L的硝酸鈀溶液浸漬40g//L的氧化鋁，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%。用含銠0.15g/L的硝酸銠溶液浸漬20g/L的鈰鋯復(fù)合氧化物，該鈰鋯復(fù)合氧化物中含有La、Y，按重量份，其中Ce: Zr: La: Y=3:6:0.5:0.5。將浸漬好的Pd負(fù)載材料與Rh負(fù)載材料混合球磨至粒徑為3μπι，制成后段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的后段，在100°C干燥4h，500°C焙燒2h ο制得催化劑I。
[0025]實(shí)施例2
前段涂層的制備:用含鈀2.8g/L的硝酸鈀溶液浸漬50g/L的氧化鋁，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%。用含銠0.lg/L的硝酸銠溶液浸漬2(^/1的鈰鋯復(fù)合氧化物，該鈰鋯復(fù)合氧化物中含有La、Nd，按重量份，其中Ce: Zr: La: Nd=2:7.35:0.15:0.5。將浸漬好的Pd負(fù)載材料與Rh負(fù)載材料混合球磨至粒徑為3μπι，制成前段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的前段，在100°C 干燥 4h，500°C 焙燒 2h。
[0026]后段涂層的制備:用含鈀0.5g/L的硝酸鈀溶液浸漬40g/L的氧化鋁，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%。用含銠0.lg/L的硝酸銠溶液浸漬SOg/!的鈰鋯復(fù)合氧化物，該鈰鋯復(fù)合氧化物中含有La、Nd，按重量份，其中Ce: Zr: La: Nd=3:6.3:0.2:0.5。將浸漬好的Pd負(fù)載材料與Rh負(fù)載材料混合球磨至粒徑為3μπι，制成后段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的后段，在100°C干燥4h，500°C焙燒2h ο制得催化劑2。
[0027]實(shí)施例3
前段涂層的制備:用含鈀2.2g/L的硝酸鈀溶液浸漬2(^/1的氧化鋁和5g/L的鈰鋯復(fù)合氧化物，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%，該鈰鋯復(fù)合氧化物中含有La、Y，按重量份，其中Ce: Zr: La: Y=3.5:5.5:0.5:0.5。用含銠0.18g/L的硝酸銠溶液浸漬15g//L的鈰鋯復(fù)合氧化物，該鈰鋯復(fù)合氧化物中含有La，按重量份，其中Ce: Zr: La=2.2:7.3:0.50將浸漬好的Pd負(fù)載材料與Rh負(fù)載材料混合球磨至粒徑為2μπι，制成前段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的前段，在110°C干燥4h，550°C焙燒2h。
[0028]后段涂層的制備:用含鈀0.3g/L的硝酸鈀溶液浸漬40g/L的氧化鋁，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%。用含銠0.lg/L的硝酸銠溶液浸漬4(^/1的鈰鋯復(fù)合氧化物，該鈰鋯復(fù)合氧化物中含有Nd、Pr，按重量份，其中Ce: Zr: Nd: Pr=3:6:0.5:0.5。將浸漬好的Pd負(fù)載材料與Rh負(fù)載材料混合球磨至粒徑為3μπι，制成后段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的后段，在110°C干燥4h，550°C焙燒2h。制得催化劑3。
[0029]將得到的催化劑1、催化劑2和催化劑3與現(xiàn)有的催化劑對(duì)比，本發(fā)明得到的三元催化劑低溫起燃活性高、抗熱老化耐久性能好、成本較低，能同時(shí)處理汽車(chē)尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物?br>[0030]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，所述前段涂層負(fù)載在以堇青石蜂窩陶瓷為載體的前段，其特征在于:該前段涂層含有活性氧化鋁和兩種鋯含量不同的鈰鋯復(fù)合氧化物，貴金屬鈀負(fù)載在活性氧化鋁和低鋯含量的鈰鋯復(fù)合氧化物上，貴金屬銠負(fù)載在高鋯含量的鈰鋯復(fù)合氧化物上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，其特征在于:以前段的涂層總量為基準(zhǔn)，氧化鋁的含量為30-80wt%，鈰鋯復(fù)合氧化物的含量為20-70wt%，其中負(fù)載鈀的鈰鋯復(fù)合氧化物的含量為0-40wt%，負(fù)載銠的鈰鋯復(fù)合氧化物的含量為40-70wt%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，其特征在于:貴金屬的負(fù)載方式為共沉淀法、溶膠-凝膠法、浸漬法中的一種，涂層的負(fù)載方式為涂敷或浸漬。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，其特征在于:所述活性氧化鋁為γ氧化鋁。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，其特征在于:所述氧化鋁中含有La、Ba、Sr、Mg的氧化物中的一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，其特征在于:所述鈰鋯復(fù)合氧化物中含有Pr、Nd、La、Y、Sr的氧化物中的一種或幾種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，其特征在于:所述低鋯含量的鈰鋯復(fù)合氧化物中鋯的含量為30-60wt%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，其特征在于:所述高鋯含量的鈰鋯復(fù)合氧化物中鋯的含量為60-90wt%。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，其特征在于:所述鈀為鈀的可溶性鹽，鈀的可溶性鹽為氯化鈀、硝酸鈀、二氯二氨鈀中的一種，所述銠為銠的可溶性鹽，銠的可溶性鹽為硝酸銠、氯化銠、氯銠酸鹽中的一種。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種汽車(chē)尾氣凈化用三元催化劑的前段涂層，所述前段涂層負(fù)載在以堇青石蜂窩陶瓷為載體的前段，該前段涂層含有活性氧化鋁和兩種鋯含量不同的鈰鋯復(fù)合氧化物，貴金屬鈀負(fù)載在活性氧化鋁和低鋯含量的鈰鋯復(fù)合氧化物上，貴金屬銠負(fù)載在高鋯含量的鈰鋯復(fù)合氧化物上。本發(fā)明的前段涂層與后段涂層配合構(gòu)成三元催化劑，具有低溫起燃活性高、抗熱老化耐久性能好、成本較低的特點(diǎn)，能同時(shí)處理汽車(chē)尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物?br>【IPC分類(lèi)】B01J23/46, B01D53/62, B01D53/94, B01D53/72, B01D53/56
【公開(kāi)號(hào)】CN105536781
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510935959
【發(fā)明人】周波
【申請(qǐng)人】重慶海特汽車(chē)排氣系統(tǒng)有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日