汽車尾氣催化劑的製備方法與流程
2023-06-13 07:04:46
本發明涉及汽車尾氣淨化劑領域，具體涉及一種汽車尾氣催化劑的製備方法。
背景技術：
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，許多國家已經對汽車尾氣排放採取了嚴格的控制排放措施。因此汽車尾氣的處理日益成為重要的課題。在現有技術中，對汽車尾氣排放的控制是通過加裝催化淨化器來實現，而催化淨化器的關鍵是催化劑。催化劑通常採用三層結構即由活性組分、活化塗層和載體組成。自稀土鈣鈦礦氧化物(PTO)用於尾氣催化以來，由於它的A、B位可以取代而產生氧空位，同時該類催化劑對貴金屬催化劑有較大的價格優勢，使得該類催化劑成為了研究的熱點。但，現有單一組分的PTO催化性能不佳、穩定性差，不能滿足日益嚴峻的汽車尾氣排放汙染。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明提供了一種汽車尾氣催化劑的製備方法，所得尾氣催化劑性能穩定，尾氣淨化效果好。
為實現上述目的，本發明採取的技術方案為：
汽車尾氣催化劑的製備方法，包括如下步驟：
S1、按質量分數將氧化鋯、氧化鈰、鎳粉和鑭粉、氧化錳混合球磨，然後加入氧化鋁粉繼續球磨，得到複合粉末；
S2、稱取1-10份納米二氧化鈦通過超聲波振蕩設備分散於純淨水中形成無機納米粒子分散液；
S3、將分散液通過液體餵料泵注入高速混合機與所得複合粉末共混，加熱至水全部蒸發，得粉料；
S4、將所得粉料與1-10份的活性炭纖維放入勻化機攪拌27-37min，與30-50份殼聚糖/Cu2O懸濁液混合攪拌5-30min，得混合懸濁液；
S5、用10mL注射器吸取上述懸濁液並逐滴滴加到50mL，2.0mol·L-1的NaOH溶液中，生成磚紅色凝膠小球；
S6、將所得的磚紅色凝膠小球置於由氯化鈀、氨水、EDTA、水合肼和去離子水配製的溶液中，浸泡2min後，取出，固化24h，得凝膠球；
S7、將所得凝膠球分離，用蒸餾水洗滌，至中性，然後在60℃下真空乾燥24h，得催化劑。
優選地，所述混合球磨的時間為33-47h，球磨機轉速為180-220r/min，球料比5-7∶1。
優選地，所述球磨的時間為17-33h，球磨機轉速為160-200r/min，球料比5-7∶1。
優選地，所述殼聚糖/Cu2O懸濁液通過以下步驟製備所得：
將Cu2O納米粒子按比例加入到質量分數為2％的殼聚糖醋酸溶液中，超聲波分散10min，得分散均勻的懸濁液。
優選地，Cu2O和質量分數為2％的殼聚糖醋酸溶液的質量比為3∶1-5∶1。
優選地，所述步驟S4中勻化機轉速為13-17r/min。
優選地，所述複合粉末中氧化鋯佔3-8wt％，氧化鈰佔13-21wt％，鎳佔2-4wt％，鑭佔1-3wt％，氧化錳2-3％，餘量為氧化鋁。
本發明具有以下有益效果：
所得催化劑具有很強的吸附和降解能力，添加了鎳、鑭和錳使得催化劑的活性得到改善；通過殼聚糖/Cu2O懸濁液、納米二氧化鈦等的添加，大大增加了所得催化劑的淨化性能，且再生方便，降低了成本。
具體實施方式
為了使本發明的目的及優點更加清楚明白，以下結合實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
以下實施例中以下實施例中所使用的殼聚糖/Cu2O懸濁液通過以下步驟製備所得：將Cu2O納米粒子按比例加入到質量分數為2％的殼聚糖醋酸溶液中，超聲波分散10min，得分散均勻的懸濁液，其中，Cu2O和質量分數為2％的殼聚糖醋酸溶液的質量比為3∶1-5∶1。混合球磨的時間為33-47h，球磨機轉速為180-220r/min，球料比5-7∶1；球磨的時間為17-33h，球磨機轉速為160-200r/min，球料比5-7∶1。
實施例1
汽車尾氣催化劑的製備方法，包括如下步驟：
S1、按質量分數將氧化鋯、氧化鈰、鎳粉和鑭粉、氧化錳混合球磨，然後加入氧化鋁粉繼續球磨，得到複合粉末；所述複合粉末中氧化鋯佔3wt％，氧化鈰佔21wt％，鎳佔2wt％，鑭佔1wt％，氧化錳2％，餘量為氧化鋁；
S2、稱取1份納米二氧化鈦通過超聲波振蕩設備分散於純淨水中形成無機納米粒子分散液；
S3、將分散液通過液體餵料泵注入高速混合機與所得複合粉末共混，加熱至水全部蒸發，得粉料；
S4、將所得粉料與1份的活性炭纖維放入勻化機攪拌27-37min，勻化機轉速為13-17r/min，與30份殼聚糖/Cu2O懸濁液混合攪拌5-30min，得混合懸濁液；
S5、用10mL注射器吸取上述懸濁液並逐滴滴加到50mL，2.0mol·L-1的NaOH溶液中，生成磚紅色凝膠小球；
S6、將所得的磚紅色凝膠小球置於由氯化鈀、氨水、EDTA、水合肼和去離子水配製的溶液中，浸泡2min後，取出，固化24h，得凝膠球；
S7、將所得凝膠球分離，用蒸餾水洗滌，至中性，然後在60℃下真空乾燥24h，得催化劑。
實施例2
汽車尾氣催化劑的製備方法，包括如下步驟：
S1、按質量分數將氧化鋯、氧化鈰、鎳粉和鑭粉、氧化錳混合球磨，然後加入氧化鋁粉繼續球磨，得到複合粉末；所述複合粉末中氧化鋯佔8wt％，氧化鈰佔13wt％，鎳佔2wt％，鑭佔1wt％，氧化錳2％，餘量為氧化鋁；
S2、稱取10份納米二氧化鈦通過超聲波振蕩設備分散於純淨水中形成無機納米粒子分散液；
S3、將分散液通過液體餵料泵注入高速混合機與所得複合粉末共混，加熱至水全部蒸發，得粉料；
S4、將所得粉料與10份的活性炭纖維放入勻化機攪拌27-37min，勻化機轉速為13-17r/min，與50份殼聚糖/Cu2O懸濁液混合攪拌5-30min，得混合懸濁液；
S5、用10mL注射器吸取上述懸濁液並逐滴滴加到50mL，2.0mol·L-1的NaOH溶液中，生成磚紅色凝膠小球；
S6、將所得的磚紅色凝膠小球置於由氯化鈀、氨水、EDTA、水合肼和去離子水配製的溶液中，浸泡2min後，取出，固化24h，得凝膠球；
S7、將所得凝膠球分離，用蒸餾水洗滌，至中性，然後在60℃下真空乾燥24h，得催化劑。
實施例3
汽車尾氣催化劑的製備方法，包括如下步驟：
S1、按質量分數將氧化鋯、氧化鈰、鎳粉和鑭粉、氧化錳混合球磨，然後加入氧化鋁粉繼續球磨，得到複合粉末；所述複合粉末中氧化鋯佔5.5wt％，氧化鈰佔17wt％，鎳佔3wt％，鑭佔2wt％，氧化錳2.5％，餘量為氧化鋁；
S2、稱取5.5份納米二氧化鈦通過超聲波振蕩設備分散於純淨水中形成無機納米粒子分散液；
S3、將分散液通過液體餵料泵注入高速混合機與所得複合粉末共混，加熱至水全部蒸發，得粉料；
S4、將所得粉料與5.5份的活性炭纖維放入勻化機攪拌27-37min，勻化機轉速為13-17r/min，與40份殼聚糖/Cu2O懸濁液混合攪拌5-30min，得混合懸濁液；
S5、用10mL注射器吸取上述懸濁液並逐滴滴加到50mL，2.0mol·L-1的NaOH溶液中，生成磚紅色凝膠小球；
S6、將所得的磚紅色凝膠小球置於由氯化鈀、氨水、EDTA、水合肼和去離子水配製的溶液中，浸泡2min後，取出，固化24h，得凝膠球；
S7、將所得凝膠球分離，用蒸餾水洗滌，至中性，然後在60℃下真空乾燥24h，得催化劑。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。