專利名稱：一種用于內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化的催化體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種催化體，該催化體主要應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化， 還可應(yīng)用于工業(yè)廢氣凈化及空氣凈化。
技術(shù)背景環(huán)境保護(hù)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)而言是至關(guān)重要的，而汽車尾氣已成為城市環(huán)境污 染的元兇，治理汽車尾氣污染是城市環(huán)境保護(hù)的重中之重。汽車尾氣中的主 要有害物質(zhì)是廢氣微粒、硫化物、 一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸?，?duì)這 些化合物起良好催化轉(zhuǎn)化作用的方法即對(duì)汽車尾氣污染治理的主要方法之一 就是通過在消音器中安裝催化體，將尾氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)再排 出。目前，催化體的制備技術(shù)就是在第一載體上再涂敷Y-三氧化二鋁作為第 二載體，再在Y-三氧化二鋁載體上涂敷貴金屬涂層。利用貴金屬和Y-三氧 化二鋁的載體作用，對(duì)廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化，但這樣會(huì)存在著值 得注意的三個(gè)問題。 一是第一載體結(jié)構(gòu)形狀及孔隙密度對(duì)催化轉(zhuǎn)化效率影響 較大，因?yàn)槟壳暗牡谝惠d體幾乎都是直通網(wǎng)狀，這樣比表面積較小， 一般比 表面積達(dá)不到20-40平方米/毫升的要求；二是在高溫下Y -三氧化二鋁載體 會(huì)向a -三氧化二鋁轉(zhuǎn)化呈現(xiàn)中毒狀態(tài)而降低使用壽命;三是使用貴金屬作為 催化劑制備催化體，其成本過于昂貴。 一種優(yōu)良的催化體必定是由載體與科 學(xué)合理的涂層構(gòu)成的，而優(yōu)良的催化體表現(xiàn)在既有轉(zhuǎn)化率高又有合理的成本 的優(yōu)點(diǎn)。而目前催化體的制備技術(shù)難以達(dá)到這種要求，不是制備成本昂貴就 是轉(zhuǎn)化率達(dá)不到要求。制備成本昂貴的原因就在于貴金屬鈀、鉑、銠的使用。 至今為止，貴金屬在催化劑的使用量以含催化劑總重量的0.4%為臨界點(diǎn)，用 量低于這個(gè)臨界點(diǎn)的催化劑就會(huì)表現(xiàn)出催化能力低下，轉(zhuǎn)換率低達(dá)不到要求 的問題；并且.，目前在鈀、鉑、銠等貴金屬在催化劑的應(yīng)用中，銠的用量比例相對(duì)較大，鈀、鉑、銠的重量比例為6:3:1，銠金屬相對(duì)而言比鈀、鉬更 昂貴，這樣，成本也就更高。因此，尋找一種載體與貴金屬涂層更科學(xué)合理 的結(jié)合方式，使貴金屬的用量降至臨界點(diǎn)以下而又保證催化體的催化能力及 轉(zhuǎn)換率，是目前這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域里努力的方向，也是需要突破的瓶頸。雖然目 前催化體的制備技術(shù)在日益進(jìn)步,但是對(duì)廢氣污染的治理要求也在日益提高， 比如，許多歐美國家對(duì)汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)就要求在每公里內(nèi)微粒數(shù)量不超過25mg/km的標(biāo)準(zhǔn)，歐洲的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)已從當(dāng)初的I號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展 到了現(xiàn)在的歐洲IV排放標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲IV排放標(biāo)準(zhǔn)中，要求汽車尾氣排放必須 達(dá)到HC_0.46%、 CO-1.5%、 Nox-3.5%、 PM-0. 02%的要求，而目前能達(dá)到這 個(gè)要求而貴金屬的使用量又低于0.4%的催化體還未見相關(guān)技術(shù)的彼露。因 此，制備成本更低廉、技術(shù)更先進(jìn)的催化體具有重要的意義。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化的催化體，以克服現(xiàn) 有催化體在治理廢氣污染過程中貴金屬使用量過大、成本過于昂貴，轉(zhuǎn)化率 低的不足。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了這樣的技術(shù)方案 一種用于內(nèi)燃機(jī) 尾氣凈化的催化體，包括載體及涂層，所述載體是具有泡沫狀結(jié)構(gòu)的孔隙度 為20-60ppi的第一載體，在第一載體的外層涂敷有一層稀土氧化物的第二載 體，第二載體的涂敷量是第一載體重量的8-10%，在第二載體的外層再涂敷 有一層貴金屬涂層，貴金屬涂層的涂敷量是每升第二載體0. 1-0. 35克。所述稀土氧化物主要由下述原料制備而成氧化鋯25-35% 氧化鈰 55-65% 氧化鑭 3-7%氧化釔 3-7%所述貴金屬涂層指的是由鈀、鉑、銠以重量比為10-12:2-3:0.5-1的比 例制備而成的涂層。采取上述措施的本實(shí)用新型，由載體與涂層科學(xué)合理的結(jié)合而成，省去 三氧化二鋁的使用，克服了容易中毒的現(xiàn)象，本實(shí)用新型的中位粒徑為 1.0-3.0 u m,新鮮比表面積在100(TC4hr時(shí)為30-50mVg。本實(shí)用新型以泡沫
狀第一載體和稀土氧化物及貴金屬相配合進(jìn)行涂覆而成，可應(yīng)用于工業(yè)廢氣及汽車尾氣的凈化。本實(shí)用新型具有高溫穩(wěn)定性，在1100'C的溫度下表現(xiàn)穩(wěn)定，不分解不變性，可儲(chǔ)存氧和釋放氧，促進(jìn)活性組分貴金屬的分散性，提 高催化活性并具有抗中毒能力。將本實(shí)用新型應(yīng)用于汽車尾氣凈化時(shí)，可大幅降低貴金屬的用量，貴金屬的用量可降低至每升催化劑0. 1-0. 35克，因此， 廢氣凈化成本也大幅降低。本實(shí)用新型對(duì)廢氣的催化轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到97%以 上，將本實(shí)用新型應(yīng)用于汽車尾氣凈化時(shí)，可使汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到歐洲 IV排放標(biāo)準(zhǔn)，污染指數(shù)控制在HC-0. 46%、 CO-1.5%、 Nox-3. 5%、 PM-0. 02%以下。


為詳細(xì)說明本實(shí)用新型,
以下結(jié)合附圖加以詳述。附圖l是本實(shí)用新型立體圖；附圖2是本實(shí)用新型剖示圖；實(shí)施方式如附圖1與附圖2所示，本實(shí)用新型由載體與涂層組成，第一載體l是 一種泡沫狀結(jié)構(gòu)，形狀有圓柱形、橢圓柱形，由堇青石或金屬或碳化硅等材 料通過煅燒而成。因?yàn)榈谝惠d體l的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不規(guī)則的孔隙，孔隙密度達(dá) 到20-60ppi，因而具有很大的比表面積。在第一載體1的外層上涂覆有一層 由稀土氧化物組成的第二載體2，第二載體2由氧化鋯25-35% 、氧化鈰 55-65% 、氧化鑭3-7% 、氧化釔3-7%制備而成，制備方法是(1) 分別取上述氧化鋯、氧化鈰、氧化鑭、氧化釔粉碎為粒度小于5 微米的細(xì)粉；(2) 上述各細(xì)粉分別溶解于硝酸溶液中，并反應(yīng)生成硝酸鈰、硝酸鑭、 硝酸鋯及硝酸釔溶液，其中硝酸鈰溶液及硝酸鋯溶液的濃度均為0. 5-0. 7摩 爾，硝酸釔及硝酸鑭溶液濃度均為0. 5摩爾；(3) 將上述溶液混合均勻，于混合溶液中加入占容積為6-8%的表面活 性劑，冷卻至室溫條件下得到結(jié)晶沉淀物折出備用；(4) 取上述沉淀物離心脫水分離，用高于9(TC的純水洗去雜質(zhì)，并洗 至ra為中性，將沉淀物中的水分除去備用；(5) 將上述沉淀物于IO(TC以下的溫度干燥，再在700-80(TC的溫度下 煅燒3-4小時(shí)，使沉淀物完全轉(zhuǎn)化為均勻的氧化物；(7)將上述均勻的氧化物粉碎為3微米以下的細(xì)粉并制備成漿狀而得。 上述稀土氧化物組成的第二載體2的涂敷量是第一載體重量的8-10%。 在第二載體2的外層涂敷著一層貴金屬涂層3，貴金屬涂層3由鈀、鉑、銠 以重量比為10-12:2-3:0. 5_1的比例組成，貴金屬涂層3的涂敷量是每升第 二載體涂敷O,, 1-0. 35克。
權(quán)利要求1、一種用于內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化的催化體，包括載體及涂層，其特征在于所述的催化體還包括具有泡沫狀結(jié)構(gòu)的孔隙度為20-60ppi的第一載體(1)，在第一載體(1)的外層涂敷有一層稀土氧化物的第二載體(2)，第二載體(2)的涂敷量是第一載體(1)重量的8-10％，在第二載體(2)的外層再涂敷有一層貴金屬涂層(3)，貴金屬涂層(3)的涂敷量是每升第二載體(2)用量0.1-0.35克。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化的催化體。目前，催化劑的作用機(jī)理就是利用貴金屬和γ-三氧化二鋁的作用，對(duì)廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化，但現(xiàn)行的制備技術(shù)使得貴金屬的用量占到催化劑重量的4％以上，并且貴金屬應(yīng)用的比例不合理，致使催化體的應(yīng)用成本昂貴。本實(shí)用新型以泡沫狀第一載體和稀土氧化物及貴金屬相配合進(jìn)行涂覆而成，將本實(shí)用新型應(yīng)用于汽車尾氣凈化時(shí)，可大幅降低貴金屬的用量，貴金屬的用量可降低至每升催化劑用量0.01-0.35克，對(duì)廢氣的催化轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到97％以上，將本實(shí)用新型應(yīng)用于汽車尾氣凈化時(shí)，可使汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到歐洲IV排放標(biāo)準(zhǔn)，污染指數(shù)控制在HC-0.46％、CO-1.5％、Nox-3.5％、PM-0.02％以下。
文檔編號(hào)B01J37/00GK201027559SQ20072014176
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者劉光文 申請(qǐng)人:劉光文