專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多功能復(fù)合氧化物粉體及采用該粉體制備機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可同時(shí)吸附并存儲(chǔ)NOx、 HC和02的多功能復(fù)合氧化物粉體及采用該 粉體制備機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑的方法。
背景技術(shù)：
為了更好的保護(hù)環(huán)境，排放法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和整車(chē)?yán)鋯?dòng)排放限值的要求也越來(lái)越高，客觀上要求催化劑1 .具有更好的HC吸附及存儲(chǔ)功能，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)條件下HC的排放量，；2.具有更好的NOx吸附及存儲(chǔ)功能，增加催化劑在稀燃條 件下對(duì)NOx的吸附及存儲(chǔ)能力及對(duì)NOx的選擇性還原能力；3.具有更好的吸附及存儲(chǔ)氧 的能力，確保催化劑在發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比波動(dòng)范圍條件下，對(duì)HC和NOx等仍具有很好的催化 凈化效果。目前催化劑涂層的常用制備方法是將各種功能材料(如分子篩和鈰鋯固溶體等)與水 混合制漿，再涂覆于載體上制備涂層。受制備條件的限制，在涂層的制備中，各功能材料 很難達(dá)到均勻混合，從而影響其效果。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可同時(shí)吸附并存儲(chǔ)NOx、 HC和02的多功能復(fù)合氧化物粉體。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種利用上述多功能復(fù)合氧化物粉體作為催化劑涂層制 備機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化器的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種多功能復(fù)合氧化物粉體，其特征在于所述多功能復(fù)合氧化物粉體采用以下步驟制備步驟(1)按照重量稱(chēng)取活性氧化鋁100~120份、碳酸鋇BaCO3l00 250份、鑭釔鈰 鋯固溶體100~200份、ZSM-5分子篩65~105份以及去離子水100~300份，研磨成漿料C0， 其中鑭釔鈰鋯固溶體為鑭釔鈰鋯復(fù)合氧化物，其中鑭、釔、鈰、鋯所占的物質(zhì)的量的百分 比分別為2~6%、 2~6%、 20~80%、 20~80%;步驟(2)將漿料C0及10 30份由聚乙二醇400、木質(zhì)纖維素和淀粉組成的表面活性劑，在高能球磨機(jī)中球磨至粒徑為0.5 5)tmi的漿料Cl;步驟(3)將漿料C1進(jìn)行快速噴霧干燥后輕燒，即得到所述的多功能復(fù)合氧化物粉體PO。步驟(1)中漿料co采用球磨罐進(jìn)行研磨。所述球磨罐為瑪瑙球磨缸。所述漿料CO研磨時(shí)間為1~3小時(shí)。所述步驟(3)中漿料Cl在300 50(TC下輕燒1 3小時(shí)。步驟(1)中活性氧化鋁100~120份、碳酸鋇BaCO3200 250份、鑭釔鈰鋯固溶體180~ 200份、ZSM-5分子篩65 85份以及去離子水220份。步驟(1)中活性氧化鋁100-120份、碳酸鋇BaCO3l00 150份、鑭釔鈰鋯固溶體100~ 120份、ZSM-5分子篩95 105份以及去離子水230份。一種制備機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑的方法，其特征在于包含以下步驟步驟(1)按照重量稱(chēng)取80份擬薄水鋁石、100份去離子水和25份醋酸于8(TC下加 熱攪拌，解膠成C2;步驟(2)將漿料C2、如前所述的多功能復(fù)合氧化物粉體PO和去離子水在高速攪拌機(jī) 中高速攪拌、均化、混合制成漿料C3;步驟(3)將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的蜂窩載體浸于漿料C3中，掛漿取出密閉陳化，于真空烘干 箱中烘干，再經(jīng)焙燒制得催化劑涂層；步驟(4)通過(guò)等量浸漬法，將貴金屬活性組份負(fù)載于上述催化劑涂層上后輕燒，控制 貴金屬活性組份的負(fù)載量為2.5 g/1，即可制得機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑。所述貴金屬活性組份為鉑Pt、鈀Pd或銠Rh其中一種或數(shù)種。所述步驟(3)中，在真空烘干箱中于110 12(TC下烘干，再于流動(dòng)的氬氣氣氛中450 'C焙燒1.5小時(shí)。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明是合成一種兼具儲(chǔ)氧、儲(chǔ)HC和儲(chǔ)NOx于一體的多功能復(fù)合氧化物粉體材料， 可以在制漿時(shí)，可根據(jù)需要選擇合適的含量進(jìn)行涂層的制備，從而達(dá)到簡(jiǎn)化涂層制備過(guò)程 和工藝的目的。由于這種多功能粉體材料的顆粒度很細(xì)(接近納米級(jí))，且在制備過(guò)程中添 加有特有的高效分散劑，所以各功能材料不易團(tuán)聚和老化，且易于分散均勻，其所制備的 涂層還具有很高的比表面積，可有效改善貴金屬等活性組份在載體上的分散度和穩(wěn)定性。另外，采用經(jīng)過(guò)穩(wěn)定的氧化鋁、鈰鋯固溶體和分子篩制得的多功能復(fù)合氧化物粉體材料，具有很好的高溫?zé)岱€(wěn)定性。本發(fā)明還提供一種利用上述多功能復(fù)合氧化物粉體材料制備機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑 的方法，采用該方法可以充分利用所述的多功能復(fù)合氧化物粉體材料的優(yōu)良特性，使得所 制備的催化劑具有更好的HC吸附及存儲(chǔ)功能，可以顯著降低發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)條件下HC的 排放量；具有更好的NOx吸附及存儲(chǔ)功能，能夠增加催化劑在稀燃條件下對(duì)NOx的吸附及 存儲(chǔ)能力及對(duì)NOx的選擇性還原能力；具有更好的吸附及存儲(chǔ)氧的能力，確保催化劑在發(fā) ^!ffl^B比波動(dòng)范M件下，對(duì)HC和NOY等仍具有很奸的催化凈化效^具體實(shí)施方式
實(shí)施例1首先制備多功能復(fù)合氧化物粉體P0:步驟l.稱(chēng)取活性氧化鋁A1203 100~120g、碳酸鋇BaCO3200~250g、鑭釔鈰鋯固溶體180 ~200 g、 ZSM-5分子篩65 85 g和去離子水220 g，放入瑪瑙球磨缸中，研磨1.5小時(shí)制成 漿料CO，所用的鑭釔鈰鋯固溶體為L(zhǎng)ao.o8Y,Ceo.31Zro.602。步驟2.將上述漿料CO倒入高能球磨機(jī)中，加入20 g自制的表面活性劑SURF23，球 磨至粒徑為0.8~lpm，制成漿料C1;所述SURF23為多種有機(jī)表面活性劑的混合物，主要 成份包括聚乙二醇400、木質(zhì)纖維素和淀粉等，主要作用在于減水、分散和助磨等。步驟3.將漿料C1進(jìn)行快速噴霧干燥，再于450'C輕燒1.5小時(shí)，即得到所要求的多 功能復(fù)合氧化物粉體PO。然后利用所制備的多功能復(fù)合氧化物粉體PO制備機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑步驟4.取80 g擬薄水鋁石、100 g去離子水和25 g醋酸于8(TC下加熱攪拌6小時(shí)， 解膠成漿料C2。步驟5.將上述漿料C2、粉體PO和去離子水180g倒入高速攪拌機(jī)中，于2000rpm下 高速攪拌、均化、混合2小時(shí)制成槳料C3。步驟6.將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的金屬蜂窩載體浸于上述漿料C3中10秒，取出后用壓縮空氣 吹盡殘留漿料。密閉陳化12小時(shí)，置于真空烘干箱中于11(TC烘干5小時(shí)，再于流動(dòng)的氬 氣氣氛中在450'C下焙燒L5小時(shí)，制得多功能復(fù)合氧化物涂層。步驟7.采用等量浸漬法，將貴金屬鈀Pd負(fù)載于上述多功能復(fù)合氧化物涂層上，并控 制Pd的負(fù)載量為2.5g/1，再于35(TC下輕燒2小時(shí)，即可制得機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑。實(shí)施例2首先制備多功能復(fù)合氧化物粉體P0:步驟l.稱(chēng)取活性氧化鋁100~120 g、碳酸鋇100~150 g、鑭釔鈰鋯固溶體100~120 g、 ZSM-5分子篩95~105 g以及去離子水230 g，放入球磨罐中，研磨1.5小時(shí)成漿料CO,所 用的鑭釔鈰鋯固溶體為L(zhǎng)aaQ8Y,Ceo.6Zra3102。步驟2.將上述漿料CO倒入高能球磨機(jī)中，加入20 g如實(shí)施例1中所述的自制的表面 活性劑SURF23，球磨至粒徑為0.5pm左右，制成漿料C1。步驟3將漿料C1進(jìn)行快速噴霧干燥，再于450'C下輕燒1.5小時(shí)，即得到所要求的多 功能復(fù)合氧化物粉體PO。然后利用所制備的多功能復(fù)合氧化物粉體P0制備機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑步驟4.取80 g擬薄水鋁石、100 g去離子水和25 g醋酸于80'C下加熱攪拌6小時(shí)，解 膠成漿料C2;步驟5將上述漿料C2、粉體P0和去離子水160 g倒入高速攪拌機(jī)中，于2000 rpm下 高速攪拌、均化、混合2小時(shí)制成漿料C3。步驟6將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的陶瓷蜂窩載體浸于上述漿料C3中10秒，取出后用壓縮空氣吹 盡殘留槳料。密閉陳化12小時(shí)，置于真空烘干箱中于120 'C下烘干6小時(shí)，再于流動(dòng)的 氬氣氣氛中在450'C下焙燒1.5小時(shí)，制得多功能復(fù)合氧化物涂層；步驟7通過(guò)等量浸漬法，將貴金屬鈀Pd/鉑Pt (=5:1)負(fù)載于上述多功能復(fù)合氧化物涂 層上，控制貴金屬總的負(fù)載量為2.5g/1，。再于35(TC下輕燒2小時(shí)，即可制得可用機(jī)動(dòng)車(chē) 排氣凈化用催化劑。以上所述實(shí)施例僅為本發(fā)明的兩種優(yōu)選具體實(shí)施方式
，以助于公眾理解或領(lǐng)會(huì)本發(fā)明 的精神或?qū)嵸|(zhì)，但不應(yīng)以任何方式對(duì)本發(fā)明所要求的權(quán)力范圍進(jìn)行曲解和限制。
權(quán)利要求
1.一種多功能復(fù)合氧化物粉體，其特征在于所述多功能復(fù)合氧化物粉體采用以下步驟制備步驟(1)按照重量稱(chēng)取活性氧化鋁100～120份、碳酸鋇BaCO3100～250份、鑭釔鈰鋯固溶體100～200份、ZSM-5分子篩65～105份以及去離子水100～300份，研磨成漿料CO，其中鑭釔鈰鋯固溶體為鑭釔鈰鋯復(fù)合氧化物，其中鑭、釔、鈰、鋯所占的物質(zhì)的量的百分比分別為2～6％、2～6％、20～80％、20～80％；步驟(2)將漿料CO及10～30份由聚乙二醇400、木質(zhì)纖維素和淀粉組成的表面活性劑，在高能球磨機(jī)中球磨至粒徑為0.5～5μm的漿料C1；步驟(3)將漿料C1進(jìn)行快速噴霧干燥后輕燒，即得到所述的多功能復(fù)合氧化物粉體PO。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種多功能復(fù)合氧化物粉體，其特征在于步驟(1)中漿料CO 采用球磨罐進(jìn)行研磨。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種多功能復(fù)合氧化物粉體，其特征在于所述球磨罐為瑪瑙球 磨缸。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種多功能復(fù)合氧化物粉體，其特征在于所述槳料CO研磨時(shí) 間為1~3小時(shí)。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種多功能復(fù)合氧化物粉體，其特征在于所述步驟(3)中漿料 Cl在300 500'C下輕燒1~3小時(shí)。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種多功能復(fù)合氧化物粉體，其特征在于步驟(1)中活性氧化鋁100 120份、碳酸鋇BaCO3200~250份、鑭釔鈰鋯固溶體180~200份、ZSM-5分子篩65 ~85份以及去離子水220份。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種多功能復(fù)合氧化物粉體，其特征在于步驟(1)中活性氧化 鋁100 120份、碳酸鋇BaCO3100~150份、鑭釔鈰鋯固溶體100~120份、ZSM-5分子篩95 ~105份以及去離子水230份。
8. —種制備機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑的方法，其特征在于包含以下步驟步驟(1)按照重量稱(chēng)取80份擬薄水鋁石、100份去離子水和25份醋酸于8(TC下加熱 攪拌，解膠成C2;步驟(2)將漿料C2、如權(quán)利要求1所述的多功能復(fù)合氧化物粉體P0和去離子水在高速 攪拌機(jī)中高速攪拌、均化、混合制成漿料C3;步驟(3)將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的蜂窩載體浸于漿料C3中，掛漿取出密閉陳化，于真空烘干箱 中烘干，再經(jīng)焙燒制得催化劑涂層；步驟(4)通過(guò)等量浸漬法，將貴金屬活性組份負(fù)載于上述催化劑涂層上后輕燒，控制貴 金屬活性組份的負(fù)載量為2.5 g/l，即可制得機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑。
9. 如權(quán)利要求8所述的一種制備機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑的方法，其特征在于所述貴 金屬活性組份為鉑Pt、鈀Pd或銠Rh其中一種或數(shù)種。
10. 如權(quán)利要求9所述的一種制備機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑的方法，其特征在于所述步驟(3)中，在真空烘干箱中于110 12(TC下烘干，再于流動(dòng)的氬氣氣氛中450。C焙燒1.5小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可同時(shí)吸附并存儲(chǔ)NO_x、HC和O₂的多功能復(fù)合氧化物粉體及采用該粉體制備機(jī)動(dòng)車(chē)排氣凈化用催化劑的方法。本發(fā)明的催化劑具有不易團(tuán)聚和老化，易于分散均勻，具有很高的比表面積，可有效改善貴金屬等活性組份在載體上的分散度和穩(wěn)定性，具有很好的高溫?zé)岱€(wěn)定性。
文檔編號(hào)B01J29/00GK101214450SQ20071030471
公開(kāi)日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者劉耀軍, 潘陸陸, 王大祥 申請(qǐng)人:北京英泰世紀(jì)環(huán)境科技有限公司