一種應用於後級三元催化器的催化劑的製作方法
2023-08-13 02:29:11
一種應用於後級三元催化器的催化劑的製作方法
【專利摘要】本發明提出了一種應用於後級三元催化器的催化劑，包括載體和活性材料，所述的活性材料由貴金屬和助催化劑組成，其特徵是：所述的貴金屬由硝酸鈀和硝酸銠組成，所述的硝酸鈀和硝酸銠的重量配比為9.3:1；所述的助催化劑由氧化鋁、鈰鋯粉、擬薄水鋁石、去離子水和硝酸組成。本發明提供的後級三元催化劑，針對後級三元催化器尾氣中化合物的特點，對後級催化器的尾氣具有優秀的淨化效果。
【專利說明】一種應用於後級三元催化器的催化劑
【技術領域】
[0001] 本發明涉及汽車尾氣處理領域，尤其是涉及應用汽車後級催化器的三元催化劑。
【背景技術】
[0002] 汽車尾氣的主要汙染物是一氧化碳（CO)、碳氫化合物（HC)和氮氧化物，利用安裝 在排氣系統的催化器可以將一氧化碳、碳氫化合物氧化成二氧化碳和水，同時將氮氧化物 還原成無毒的氮氣，實現尾氣的淨化，目前這催化劑通常為三元催化劑。
[0003] 三元催化轉換器是汽車發動機排氣處理系統的主要部件，主要是包括催化轉化反 應的床或載體、塗覆在載體上並有促進化學轉化反應的三元催化劑等。三元催化劑由兩部 分組成：載體和覆於載體上的活性催化物質；活性催化物質通常選用貴金屬，如鉬、鈀和銠 的一種或幾種，另外添加氧化材料等。目前，為了針對發動機不同條件下尾氣汙染物的不 同，三元催化轉換器分前級、後級催化器，前級耦合在發動機排氣歧管上。發動機排氣溫度 一般為800-900°C，經過前級催化器後，排氣溫度有所上升，隨後尾氣進入後級催化器，完成 尾氣催化反應；與前級催化器淨化冷啟動尾氣不同，發動機排出的燃燒廢氣溫度相對較高 時，其中的氧含量成分較高，容易產生更多的氮氧化合物；為了有效控制發動機在燃燒過程 中產生較少的有害廢氣HC、CO、NOx，通常需要三種元素的輸出含量加以平衡；這需要針對 後級催化器中尾氣化合物特點的應用在後級催化器的催化劑。
【發明內容】
[0004] 本發明提出的一種應用於後級三元催化器的催化劑，針對後級三元催化器尾氣的 化合物的特點，具有優秀的尾氣處理效果。
[0005] 本發明採用的技術方案如下：
[0006] -種應用於後級三元催化器的催化劑，包括載體和活性材料，所述的活性材料由 貴金屬和助催化劑組成，所述的貴金屬由硝酸鈀和硝酸銠組成，所述的硝酸鈀和硝酸銠的 重量配比為9. 3:1 ;所述的助催化劑由氧化鋁、鈰鋯粉、擬薄水鋁石、去離子水和硝酸組成。
[0007] 進一步優選地，所述的助催化劑，氧化鋁、鈰鋯粉、擬薄水鋁石、去離子水和硝酸的 重量配比為 1:0. 2:0. 1:3. 5:0. 06。
[0008] 進一步優選地，所述的載體為蜂窩狀載體。
[0009] 進一步優選地，所述的蜂窩狀載體為400目載體。所述的載體的規格為 118. 4*127,表明載體的直徑為118. 4mm(毫米），高度為127mm(高度）。
[0010] 貴金屬對CO的氧化都具有很高的活性，Pd對HC (碳氫氧化物）有好高的氧化反 應能力，Rh控制NOx(氮氧化合物），當高溫的汽車尾氣通過淨化裝置時，三元催化器中的淨 化劑將增強C0、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進行一定的氧化-還原化學反應，其中CO 在高溫下氧化為無色無毒的二氧化碳氣體，HC化合物在高溫下氧化成水和二氧化碳，NOx 還原成氮氣和氧氣。化學反應的方程式如下：
[0011] 氧化反應：
[0012] 4HC+502 = 4C02+2H20
[0013] 2C0+02 = 2C02
[0014] 還原反應
[0015] 2N0+2C0 = N2+2C02
[0016] 10N0+4HC = 5N2+2H20+4C02。
[0017] 在稀燃階段，NOx經吸附、氧化和擴散等過程，最後以硝酸鹽類的形式存儲於材料 中，在富燃階段，硝酸鹽或亞硝酸鹽分解，釋放出NOx，在HC、C0等還原劑存在下還原為環境 友好的氮氣。
[0018] 其中，氧化鈰具有三價鈰和四價鈰氧化物之間轉換能力，能夠在稀燃和富燃條件 下吸收和釋放氧，提高催化劑使用性能；引入Zr元素形成鈰鋯粉（Ce-Zr，CeZr固溶體）顯 著提高氧化鈰的熱穩定性和氧儲存能力。
[0019] 擬薄水鋁石，又名一水合氧化鋁、假一水軟鋁石，可以滿足氧源和反應混合均勻分 散的要求，提供一種有效充足的氧源。
[0020] 硝酸，為優級純，100%發煙硝酸。
[0021] 貴金屬對CO的氧化都具有很高的活性，Pd對HC (碳氫氧化物）有好高的氧化反 應能力，Rh控制NOx(氮氧化合物），後級催化器中氮氧化合物含量較多，硝酸鈀和硝酸銠的 相互比例形成兩種貴金屬之間的平衡，能夠有效處理尾氣化合物。助催化劑氧化鋁、鈰鋯 粉、擬薄水鋁石、去離子水和硝酸與貴金屬之間相互平衡，儲氧材料氧化鋁、鈰鋯粉、擬薄水 鋁石等提高貴金屬鈀和銠的氧化能力，單獨使用的氧化鋁（儲氧材料）的儲放氧功能使其 負載的Rh更容易處於氧化態，氧化態的Rh和Pd催化氮氧化合物還原的活性較低，鈰鋯粉 的複合儲氧材料顯著提高Rh催化還原氮氧化合物的活性；擬薄水鋁孔容較大，有利於大分 子化合物向催化劑顆粒內部擴散，高比表面積有利於活性金屬的分散，提高催化劑的反應 性能。助催化劑的加入硝酸（純硝酸），形成催化劑與氧化產物之間的硝酸根的動態平衡。
[0022] 本發明提供的後級三元催化劑，針對後級三元催化器尾氣中化合物的特點，對後 級催化器的尾氣具有優秀的淨化效果。
【具體實施方式】
[0023] 下面將結合本發明實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所 描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例， 本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發 明保護的範圍。
[0024] 實施例1 一種應用於後級三元催化器的催化劑
[0025] -種應用於後級三元催化器的催化劑，包括載體和活性材料，活性材料由貴 金屬和助催化劑組成，其中，貴金屬由硝酸鈀[Pd(NO3)2]和硝酸銠[Rh(NO3) 3]組成，硝 酸鈀和硝酸銠的重量配比為9.3:1 ;其中，助催化劑由氧化鋁、鈰鋯粉、擬薄水鋁石、去 離子水和硝酸組成；其中，氧化鋁、鈰鋯粉、擬薄水鋁石、去離子水和硝酸的重量配比為 1:0.2:0. 1:3.5:0.06。其中，硝酸選用純硝酸或發煙硝酸，可以選用默克公司（Merck)的發 煙硝酸（濃度100% );鈰鋯粉可以通過反相微乳法或共沉澱法製備鈰鋯粉，或購自公司； 擬薄水鋁石通過鹼沉澱、酸沉澱或鋁汞齊製備方法，或購自公司。其中，助催化劑和貴金屬 的重量比例為：（1?3) : (2?0. 1)。
[0026] 三元催化劑一般採用雙塗層結構，製備時，將活性物質中的貴金屬和助催化劑的 各種原料混合均勻，塗覆於載體上，烘乾合格即可。
[0027] 實施例2 -種應用於後級三元催化器的催化劑
[0028] 催化劑中活性物質與實施例1中相同，區別在於：載體採用蜂窩狀載體，蜂窩狀載 體的目數為400目，載體的規格為118.4*127。
[0029] 對實施例1和實施例2中提供的三元催化劑進行淨化性能檢測，其中採用華泰汽 車公司的整車測試（華泰聖達菲MT)，測試車輛的發動機的排量為I. 8L，測試結果如表1所 示；
[0030] 表 1
[0031]
【權利要求】
1. 一種應用於後級三元催化器的催化劑，包括載體和活性材料，所述的活性材料由貴 金屬和助催化劑組成，其特徵是：所述的貴金屬由硝酸鈀和硝酸銠組成，所述的硝酸鈀和硝 酸銠的重量配比為9. 3:1 ;所述的助催化劑由氧化鋁、鈰鋯粉、擬薄水鋁石、去離子水和硝 酸組成。
2. 如權利要求1所述的一種應用於後級三元催化器的催化劑，其特徵是：所述的助催 化劑，氧化鋁、鈰鋯粉、擬薄水鋁石、去離子水和硝酸的重量配比為1:0. 2:0. 1:3. 5:0. 06。
3. 如權利要求1或2所述的一種應用於後級三元催化器的催化劑，其特徵是：所述的 載體為蜂窩狀載體。
4. 如權利要求3所述的一種應用於後級三元催化器的催化劑，其特徵是：所述的蜂窩 狀載體為400目載體。
5. 如權利要求4所述的一種應用於後級三元催化器的催化劑，其特徵是：所述的載體 的規格為118. 4*127。
【文檔編號】B01D53/94GK104383956SQ201410607986
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】雷鵬輝, 朱晟斌, 寇超, 傅偉輝, 郎開強, 汪方毅, 潘金金, 鄭璐, 萬曉燕 申請人:金華歐侖催化科技有限公司