一種應用於前級三元催化器的催化劑的製作方法

2023-08-13 02:29:16 3

一種應用於前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前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；所述的貴金屬為硝酸鈀、硝酸銠組成，所述硝酸鈀和硝酸銠重量配比為14.3:1；所述的助催化劑為氧化鋁、鈰鋯粉、擬薄水鋁石、去離子水、硝酸組成。本發明提供的應用於前級三元催化器的催化劑，針對於三元催化器的前級，對汽車冷啟動時產生的尾氣具有優秀的淨化效果。
【專利說明】-種應用於前級H元催化器的催化劑

【技術領域】
[0001] 本發明涉及汽車尾氣淨化的催化劑領域，尤其是涉及用於汽車H元催化器前級的 催化劑。

【背景技術】
[0002] 汽車尾氣的主要汙染物是一氧化碳（C0)、碳氨化合物（肥）和氮氧化物，利用安裝 在排氣系統的H元催化器可W將一氧化碳、碳氨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；H元催化器，安裝在汽車排氣系統中最重要的機 外淨化裝置，將汽車尾氣排出的一氧化碳、碳氨化合物和氮氧化合物經氧化或還原作用完 成淨化處理。當高溫的汽車尾氣通過淨化裝置時，H元催化器中的H元催化劑增強一氧化 碳、氮氣氧化物和碳氨化合物的活性，促進其進行一定的氧化還原的化學反應；但是高溫尾 氣會降低貴金屬的活性。H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，如笛、把和錯的一種或幾種，另外添加氧化材料等。
[0003] 目前尾氣排放規定嚴格，尤其是添加對汽車冷啟動的排放達標要求的規定（冷啟 動）；冷啟動時，溫度較低，催化劑的轉化效率也相對較低，同時，發動機冷啟動（發動機空 燃）時，廢棄中碳氨化合物或氮氧化合物含量較高；應對於冷啟動尾氣，目前將H元催化器 分為前級和後級，H元催化器前級部分主要是用於處理冷啟動產生尾氣，應用於前級H元 催化器和後級H元催化器，因為應對尾氣中汙染化合物的不同，也會存在需要不同的H元 催化劑。


【發明內容】

[0004] 本發明目的在於提供的一種用於前級H元催化器尾氣處理的催化劑，並針對中等 排量汽車尾氣的處理。
[0005] 本發明採用的技術方案如下：
[0006] -種應用於前級H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；所述的貴金屬為硝酸把、硝酸錯組成，所述硝酸把和硝酸錯重量配 比為14.3:1 ;所述的助催化劑為氧化鉛、鋪鉛粉、擬薄水鉛石、去離子水、硝酸組成。
[0007] 進一步優選地，所述的助催化劑氧化鉛、鋪鉛粉、擬薄水鉛石、水、硝酸重量配比為 1:0. 4:0. 1:4:0.05。
[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600目載體。所述的載體規格為85*74. 5,表 明載體的直徑為85mm (毫米），高度為74. 5mm (毫米）。
[0010] 貴金屬對C0的氧化都具有很高的活性，Pd對HC (碳氨氧化物）有好高的氧化反 應能力，化控制N〇x (氮氧化合物），其中反應如下：
[001。 1) C0和肥的氧化反應；C0+化一 CA
[001引 2)N0x的還原反應（W NO為例）：
[0013] NO+HC - N2+H2O+CO2 ;N0+C0 - N2+CO2。
[0014] 其中，氧化鋪具有H價鋪和四價鋪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元素形成鋪鉛粉（Ce-Zr，CeZr固溶體）顯 著提高氧化鋪的熱穩定性和氧儲存能力。
[0015] 擬薄水鉛石，又名一水合氧化鉛、假一水軟鉛石，可W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。
[0016] 硝酸，為優級純，100%發煙硝酸。
[0017] 在稀燃階段，NOx經吸附、氧化和擴散等過程，最後W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，在肥、C0等還原劑存在下還原為環境 友好的氮氣。
[0018] 本申請中，採用硝酸把和硝酸錯作為主要的氧化還原劑，同時添加氧化鉛等化合 物的助催化劑，汽車冷啟動時處於稀燃階段，氮氧化合物被氧化硝酸鹽，形成硝酸根的平 衡，富燃條件下，硝酸鹽分解；貴金屬把和錯催化氮氧化物等化合物；儲氧材料氧化鉛、鋪 鉛粉、擬薄水鉛石等提高貴金屬把和錯的氧化能力，單獨使用的氧化鉛（儲氧材料）的儲放 氧功能使其負載的化更容易處於氧化態，氧化態的化和Pd催化氮氧化合物還原的活性較 低，鋪鉛粉的複合儲氧材料顯著提高化催化還原氮氧化合物的活性；擬薄水鉛孔容較大， 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。助催化劑之間的比例也可W形成催化組分之間的動態平衡，儲氧材料之間相互 補充，提高助催化劑整體對貴金屬輔助能力。酸作為還原劑，濃硝酸平均每分子硝酸得到的 電子數較少，濃硝酸的還原產物主要為二氧化氮等，硝酸可W作為尾氣氮氧化合物氧化還 原過程中的中間平衡物。
[0019] 本發明提供的應用於前級H元催化器的催化劑，針對於H元催化器的前級，對汽 車冷啟動時產生的尾氣具有優秀的淨化效果。

【具體實施方式】
[0020] 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。
[0021] 實施例1應用於前級H元催化器的催化劑
[0022] 應用於前級H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；貴金屬為硝酸把和硝酸錯組成，硝酸把和硝酸錯的重量配比為；14. 3:1 ;
[0023] 助催化劑由氧化鉛、鋪鉛粉、擬薄水鉛石、去離子水、硝酸組成；其中，氧化鉛、鋪鉛 粉、擬薄水鉛石、去離子水和硝酸的重量配比為；1:〇. 4:0. 1:4:0.05 ;其中，助催化劑和貴 金屬的重量比例為：（1?3) : (2?0. 1)。採用的硝酸為純硝酸（發煙硝酸），如默克公司 (Merck公司）的發煙硝酸。
[0024] 催化劑製作過程如下：首先將助催化劑的料漿塗覆於載體上，並於40(TC?60(TC 溫度下賠燒1?5小時，完成第一步塗覆的製備；隨後，將貴金屬的硝酸錯和硝酸把的料漿 塗覆於上述完成第一步塗覆的載體上，在40(TC?60(TC賠燒1?5小時，完成最終製備。
[0025] 實施例2應用於前級H元催化器的催化劑
[0026] 應用於前級H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；貴金屬為硝酸把和硝酸錯組成，硝酸把和硝酸錯的重量配比為；14. 3:1 ;助催 化劑由氧化鉛、鋪鉛粉、擬薄水鉛石、去離子水、硝酸組成；其中，氧化鉛、鋪鉛粉、擬薄水鉛 石、去離子水和硝酸的重量配比為；1:〇. 4:0. 1:4:0. 05。
[0027] 催化劑製作過程如下：後級H元催化劑進行製備時，選用本領域常規選用的製備 方法；首先將助催化劑的料漿塗覆於載體上，並於40(TC?60(TC溫度下賠燒1?5小時，完 成第一步塗覆的製備；隨後，將貴金屬的硝酸錯和硝酸把的料漿塗覆於上述完成第一步塗 覆的載體上，在40(TC?60(TC賠燒1?5小時，完成最終製備；載體採用蜂窩狀載體，蜂窩 狀載體的目數為600目，載體規格為85*74. 5。
[0028] 將實施例1和實施例2中所得到的催化劑樣品應用於華泰汽車公司的整車排放測 試，整車排放測試按照ECE和抓DC循環進行，測試車輛發動機排量為1.化，尤其是冷啟動階 段；排放測試結果如表1所示。
[0029] 表 1 :
[0030]

【權利要求】
1. 一種應用於前級三元催化器的催化劑，包括載體和活性材料，其特徵是：所述的活 性材料由貴金屬和助催化劑組成；所述的貴金屬為硝酸鈀、硝酸銠組成，所述硝酸鈀和硝酸 銠重量配比為14.3:1 ;所述的助催化劑為氧化鋁、鈰鋯粉、擬薄水鋁石、去離子水、硝酸組 成。
2. 如權利要求1所述的一種應用於前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、水、硝酸重量配比為1:0. 4:0. 1:4:0. 05。
3. 如權利要求1或2所述的一種應用於前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所述的一種應用於前級三元催化器的催化劑，其特徵是：所述的蜂窩 狀載體為600目載體。
5. 如權利要求4所述的一種應用於前級三元催化器的催化劑，其特徵是：所述的載體 規格為85*74. 5。
【文檔編號】B01D53/94GK104437487SQ201410604351
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】寇超, 雷鵬輝, 朱晟斌, 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