汽車尾氣凈化用三元催化劑的制作方法
【專利說(shuō)明】汽車尾氣凈化用三元催化劑
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種汽車尾氣凈化催化劑，特別是涉及一種能同時(shí)處理汽車尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸衔锏娜呋瘎?br>[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]汽車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?、不充分燃燒而產(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。減少汽車尾氣中有害物質(zhì)的排放，是人類必須解決的重要課題。目前，控制汽車尾氣污染的最有效途徑是降低單車排放量，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)異的汽車三元催化劑，通過(guò)在汽車排氣系統(tǒng)中安裝高催化性能的汽車催化劑，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)處理汽車尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物?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)明提供一種汽車尾氣凈化用三元催化劑，以堇青石蜂窩陶瓷為載體，以活性氧化鋁和鈰鋯復(fù)合氧化物為涂層，以貴金屬鈀、銠為活性組分，涂層為分段式單層結(jié)構(gòu)，其中，前段含有活性氧化鋁和兩種鋯含量不同的鈰鋯復(fù)合氧化物，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，銠負(fù)載在高鋯含量的鈰鋯復(fù)合氧化物上;后段含有活性氧化鋁和一種鈰鋯復(fù)合氧化物，鈀負(fù)載在活性氧化鋁上，銠負(fù)載在鈰鋯復(fù)合氧化物上;前段的鈀含量比后段的鈀含量高。
[0009]優(yōu)選地，以催化劑的體積重量計(jì)算，涂層的總含量為80_160g/L，鈀的總含量為
0.5-5g/L，銠的總含量為0.03-0.3g/L，其中，前段涂層含量為30_80g/L，后段涂層含量為50-100g/L;前段鈀含量為l_5g/L，后段鈀含量為0.2-lg/L;前后段銠的含量為0.03-0.3g/
L0
[0010]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%;以后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30-70wt%。
[0011]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。
[0012]優(yōu)選地，所述活性氧化鋁為γ氧化鋁。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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%。
[0016]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%。
[0017]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。
[0018]如上所述，本發(fā)明的三元催化劑，具有以下有益效果:
1、本發(fā)明的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。
[0019]2、本發(fā)明的三元催化劑將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。
[0020]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。
[0021]4、本發(fā)明提出的單層催化劑，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。
[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]實(shí)施例2
前段涂層的制備:用含鈀2.8g/L