專利名稱：凈化汽車尾氣用抗硫四效催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車(包括柴油車與汽油車)尾氣凈化領(lǐng)域，具體涉及一種性能 優(yōu)化的凈化汽車尾氣用抗硫四效催化劑。技術(shù)背景汽車工業(yè)的發(fā)展為人類交通帶來便利，但同時(shí)也帶來嚴(yán)重的大氣污染。汽車排放的尾氣中主要含有PM、 NOx、 CO、 HC可導(dǎo)致酸雨和城市光化學(xué)煙霧，影 響生態(tài)環(huán)境，危害人體健康。為解決這一問題，安裝尾氣催化凈化器是各國普 遍采用的機(jī)外凈化方法。催化劑是催化凈化器的核心部分，它必須滿足轉(zhuǎn)化率高、 耐熱性好、使用壽命長、抗毒性好。四效催化劑的開發(fā)研究水平直接意味現(xiàn)代汽 車的綜合水平，因?yàn)槠囄矚鈨艋呋瘎┑拈_發(fā)技術(shù)就是現(xiàn)代汽車技術(shù)之一。汽 車排氣中的S02對催化劑的活性有很大的影響，是制約催化劑的催化性能和使 用壽命的一個(gè)重要因素。尤其是柴油車尾氣S02的含量較高，而且尾氣中氧氣 的含量高達(dá)5~19%，更容易將尾氣中的S02進(jìn)一步氧化成S03，從而形成硫酸 鹽、亞硫酸鹽，將催化劑的活性位覆蓋，而且這種狀態(tài)下催化劑不可再生，因而 對催化劑產(chǎn)生更大的毒害作用。傳統(tǒng)的車用催化劑大體分為三類(1)以貴金屬 為活性組元，雖然具有較高的活性，但成本很高，并且在高溫下易發(fā)生燒結(jié)失活， 因此近年來國內(nèi)外竟相開展了非貴金屬汽車催化劑的研制。(2)以過渡元素的復(fù) 合氧化物或混合物為活性組元分的非貴金屬催化劑，其中研究較多的是鈣鈦型復(fù) 合氧化物。非貴金屬催化劑具有較好的催化活性，具有與貴金屬相近的催化活性， 但是其吸附能力強(qiáng)而脫附較難，尤其是對S02的吸附，因此極易發(fā)生硫中毒。(3) 含有稀土元素的催化劑，目前我國貴金屬礦藏奇缺，但稀土礦藏甚為豐富產(chǎn)量居 世界第一位，稀土價(jià)格便宜，所以開發(fā)稀土催化劑復(fù)合我國國情。以稀土金屬氧化物與過渡金屬氧化物以及堿土金屬氧化物型催化劑替代貴 金屬催化劑應(yīng)是時(shí)代發(fā)展之必然趨勢，這是符合我國國情的一項(xiàng)正確的選擇。稀 土元素的加入可以提高催化劑載體的結(jié)合強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性以及催化劑的抗毒能 力，尤其是提高催化劑的抗硫中毒的能力。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在汽車尾氣處理器的合金金屬載體上提供一種具有抗硫、抗高溫氧化的、與金屬載體有著較強(qiáng)結(jié)合能力的凈化汽車尾氣用抗硫四效催化劑。本發(fā)明所述的凈化汽車尾氣用抗硫四效催化劑，由如下方法制備1、 金屬載體預(yù)處理 合金金屬載體為耐高溫的市售鎳鉻鐵合金材料，采用我們開發(fā)的以金屬為載體的旋繞式結(jié)構(gòu)發(fā)動機(jī)尾氣處理器制造方法制成具有100~500目孔密度的一體式蜂窩狀結(jié)構(gòu)(詳見中國專利200610016967.4，以金屬為載體的旋繞式結(jié)構(gòu)發(fā)動機(jī)尾氣處理器)。對載體進(jìn)行表面處理，具體為1) 將蜂窩狀結(jié)構(gòu)合金金屬載體完全浸入濃度為3%~40%的氨水、KOH 或NaOH與過氧化氫的混合溶液中，兩者的體積比為4: 1~6: 1，堿 洗去除金屬表面的油污，超聲波清洗0.5~3小時(shí)，然后烘干；2) 將上述合金金屬載體再完全浸入濃度為3%~40%的鹽酸與過氧化氫的混合液中，兩者的體積比為4: 1~6: 1，中和堿液同時(shí)酸洗去除金 屬載體表面的氧化物，酸洗時(shí)間為1~40分鐘，其后烘干；3) 將上述合金金屬載體完全浸入去離子水中，超聲波清洗0.5~3小時(shí)，洗去表面酸根離子等，其后烘干；4) 將上述合金金屬載體完全浸入無水乙醇中清洗，超聲波清洗0.5~3.5 小時(shí)，從而增強(qiáng)金屬載體的分散能力，使催化劑分散更均勻，其后烘 干；5) 將上述合金金屬載體于空氣條件下在600 100(TC溫度下焙燒處理后 的載體表面的SEM如圖2所示，從SEM圖上明顯看出經(jīng)過此方法預(yù) 處理后的載體明顯比為經(jīng)過處理的(未處理的載體的SEM如圖1)比 表面積要大。2、 玻璃涂層溶膠-凝膠溶液的配制1) 以蒸餾水為溶劑，配制質(zhì)量濃度為5~40%的三水硝酸銅(Cu(N03)23H20)溶液、5~50%的六水硝酸鎳(Ni(N03)26 H20)溶 液、5~50%的六水硝酸錳(Mn(N03)26H20)溶液和5~50%的六水硝 酸鈷Co (N03) 26H20溶液，然后將2~4種上述硝酸鹽溶液等體積 混合；再配制質(zhì)量濃度為5~38%的九水硝酸鋁(AI(N03)39H20)溶 液、5%~20%的硼酸溶液，然后將10~30g上述硝酸鹽混合溶液、 10 15g硝酸鋁溶液、10 20g硼酸溶液混合，在20 60。C的溫度下攪 拌1~3小時(shí)，直到所有鹽完全溶解；2) 稱取2~12ml質(zhì)量濃度為60%~95%的乙醇、0.5~1.5ml的蒸餾水、0.1~2ml質(zhì)量濃度為65%~80%的濃硝酸，將三種溶液混合并攪拌均 勻后，再稱取9 27ml的正硅酸四乙酯，緩慢、間歇、同時(shí)強(qiáng)力攪拌 的倒入上述三種混合液中，最終形成透明的混合溶液； 3) 調(diào)節(jié)步驟2)配制的溶液的pH值為1~5;然后取步驟2)配制的混合 液10~35克，并將所取溶液緩緩的注入到30~65克步驟1)的混合 液中，同時(shí)強(qiáng)力攪拌，最終形成的混合液為玻璃涂層的溶膠一凝膠溶 液；3、 催化劑溶液的制備1) 將鋯與鈦的硝酸鹽加蒸餾水分別配制成一定質(zhì)量濃度的溶液，最終體 系硝酸鋯質(zhì)量濃度為1~25%，硝酸鈦的質(zhì)量濃度為3~40%，在 1CT06(TC的溫度下攪拌0.1~2.5小時(shí)，直到所有鹽完全溶解；2) 將鉑、銠或鈀的硝酸鹽或氯酸鹽加蒸餾水稀釋，分別配制質(zhì)量濃度為 0.5~5%、 0.5~3%、 0.5~4%的貴金屬鹽溶液，然后將上述1~3種貴 金屬鹽溶液混合，得到貴金屬催化劑溶液；4、 涂層及催化劑的涂敷工藝1) 將蜂窩狀合金金屬載體反復(fù)浸入玻璃涂層溶液中進(jìn)行涂覆，在每一次 涂覆后將合金金屬載體瀝干，瀝干后用吹風(fēng)機(jī)吹干，然后再進(jìn)行下一 次的浸漬涂覆，涂覆2~10次，最后一次涂覆后不吹干，直接利用脫 脂棉使金屬載體在空氣中于室溫下陰干5~15小時(shí)，接著于空氣中在 60 18(TC溫度下烘干至恒重，隨爐冷卻后取出；2) 將烘干的帶有玻璃涂層的蜂窩狀合金金屬載體于空氣中在 500 100(TC的溫度下在馬弗爐中焙燒1~30分鐘，從而在蜂窩狀合金 金屬載體表面制備得到玻璃涂層，最終玻璃涂層占合金金屬載體重量 的4~10%，玻璃涂層的SEM如圖3所示，顯示出較大的比表面積；3) 將已涂覆玻璃涂層的蜂窩狀合金金屬載體通過浸漬涂覆的方式浸入 方法3已配制好的鋯與鈦鹽的混合液，將蜂窩狀合金金屬載體反復(fù)浸 入鋯與鈦鹽的混合液中進(jìn)行涂覆，在每一次涂覆后將合金金屬載體瀝 干，瀝干后用吹風(fēng)機(jī)吹干，然后再進(jìn)行下一次的浸漬涂覆，涂覆2~10 次，最后一次涂覆后不吹干，直接利用脫脂棉使金屬載體在空氣中于 室溫下陰干5~15小時(shí)，接著于空氣中在60 18(TC溫度下烘干至恒 重，隨爐冷卻后取出；4) 將烘干的帶有鋯、鈦鹽催化劑的蜂窩狀合金金屬載體于空氣中在 500 100CTC的溫度下在馬弗爐中焙燒1~4小時(shí)，從而在蜂窩狀合金金屬載體表面制備得到含氧化鋯、氧化鈦的催化劑，催化劑SEM入圖4所示，顯示出較大的比表面積；5) 再將帶有氧化鋯、氧化鈦、玻璃涂層的合金金屬載體反復(fù)浸入己配制 好的貴金屬催化劑溶液中進(jìn)行涂覆，在每一次涂敷后將合金金屬載體 瀝干，瀝干后用吹風(fēng)機(jī)吹干，然后再進(jìn)行下一次的浸漬涂覆，至金屬 載體增重2~10%，最后一次涂敷后于18(TC溫度以下烘干，再于 600 1000'C恒溫焙燒0.5~5小時(shí)進(jìn)行活化定型處理，進(jìn)而得到以合 金金屬為載體的車用抗硫四效催化劑。本發(fā)明的技術(shù)效果為本發(fā)明的四效催化劑具有如下優(yōu)點(diǎn)1 )使PM和NOx 在同一催化床上催化；2) SO2的濃度為500 800ppm的條件下，對催化效率無 任何影響；3)相對于其他的催化劑該催化劑的抗硫性能很高且以金屬為載體。而我們所選用的新型金屬載體具有以下優(yōu)點(diǎn)1)幾何表面積大，從而使得凈化器體積減小。在獲得相同凈化性能的條件下可節(jié)約作為催化劑使用的活性組分(特別是貴金屬組分)；2)預(yù)熱性能好和更小的背壓；3)比表面積大與過渡 層及催化劑結(jié)合性能好；4)機(jī)械強(qiáng)度高等。因此，金屬載體及本發(fā)明的抗硫四 效催化劑具有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值。應(yīng)用本發(fā)明制備的抗硫四效催化劑，其催化效果為1) 當(dāng)S02的濃度為500~800ppm時(shí)，尾氣中催化劑的起燃溫度在200°C 以下，對SOF (尾氣中的芳香烴類)的轉(zhuǎn)化率高于90%，以歐川柴油 發(fā)動機(jī)為基礎(chǔ)，經(jīng)過該催化劑和微粒捕集器之后，尾氣中PM排放滿足 歐IV甚至歐V以上標(biāo)準(zhǔn)；2) 當(dāng)S02的濃度為500~800ppm時(shí)，以歐III柴油發(fā)動機(jī)為基礎(chǔ)，經(jīng)過該催化劑和微粒捕集器之后，CO和HC的轉(zhuǎn)化率滿足歐V標(biāo)準(zhǔn)；3) 當(dāng)S02的濃度為500~800ppm時(shí)，以歐III柴油發(fā)動機(jī)為基礎(chǔ)，經(jīng)過該 催化劑之后，尾氣中NOx排放滿足歐IV標(biāo)準(zhǔn)?？傊摽沽蛩男Т呋瘎┛墒?jié)M足歐III排放的發(fā)動機(jī)在實(shí)驗(yàn)室、臺架實(shí)驗(yàn) 測試以及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中滿足歐IV以上排放標(biāo)準(zhǔn)，可以滿足汽油車以及柴油車低排 放的使用要求。


圖1:未進(jìn)行任何處理的金屬載體SEM表面形貌照片； 圖2:表面預(yù)處理后的金屬載體的SEM表面形貌照片；圖3:金屬載體上涂覆玻璃涂層的SEM表面形貌照片；圖4:涂覆玻璃涂層的金屬載體上擔(dān)載催化劑后的SEM表面形貌照片；具體實(shí)施方案本專利是用具體實(shí)施方案來闡述本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的限制，凡是一種 能夠用在汽車發(fā)動機(jī)尾氣凈化處理器上，在金屬載體上制備四效催化劑的方法， 凡是涉及以金屬氧化物為主要成分或者與之相關(guān)的非金屬氧化物，并且玻璃涂層 中添加任何形式的金屬鹽(如硝酸鹽，氯酸鹽等)為助劑的，并且按照此方法涂 覆的抗硫四效催化劑，均為我們權(quán)利保護(hù)范圍。實(shí)施例1:取九水硝酸鋁(Al (N03) 39H20) 5克，六水硝酸鎳(Ni (N03) 26H20) 5克；六水硝酸鈷(Co (N03) 26 H20) 5克分別加蒸餾水10ml，然后將各硝 酸鹽的水溶液混合，取硼酸1克加蒸餾水10克配成溶液后，與硝酸鹽混合溶液 混合，在25'C的溫度下攪拌0.5小時(shí)，直到所有鹽完全溶解，取出硝酸鹽與硼 酸的混合液40克。稱取2 ml濃度為80。/。的乙醇、1ml水、0.1ml濃度為65%的濃硝酸，將三 種溶液混合并攪拌均勻后，再稱取15ml的正硅酸四乙酯，緩慢、間歇、同時(shí)強(qiáng) 力攪拌的倒入上述三種混合液中，最終形成透明的混合溶液，用鹽酸來調(diào)節(jié)該溶 液的pH值為4，然后取pH值調(diào)節(jié)好的的混合液15克，并將所取溶液緩緩的注 入到40克硝酸鹽與硼酸的混合液中，同時(shí)強(qiáng)力攪拌，最終形成的混合液為玻璃 涂層的溶膠一凝膠溶液。把按步驟1金屬載體預(yù)處理方法處理的合金金屬做成條狀的載體，放入上述 玻璃涂層溶液中，將蜂窩狀合金金屬載體反復(fù)浸入玻璃涂層溶液中進(jìn)行涂覆，在 每一次涂覆后將合金金屬載體瀝千，瀝干后用吹風(fēng)機(jī)吹干，然后再進(jìn)行下一次的 浸漬涂覆，涂覆4次，最后一次涂覆后不吹干，直接利用脫脂棉使金屬載體在空 氣中于室溫下陰干8小時(shí)，接著于空氣中在60'C溫度下烘干至恒重，隨爐冷卻 后取出，將烘干的帶有玻璃涂層的合金金屬載體于空氣中50CTC的溫度下在馬弗 爐中焙燒2分鐘，從而在合金金屬載體表面制備得到玻璃涂層，最終玻璃涂層占 合金金屬載體重量的5%。取鋯與鈦的硝酸鹽分別為2.5克和5克，再分別加入10ml的蒸餾水配制成 一定質(zhì)量濃度的溶液，然后將兩溶液混合，在5(TC的溫度下攪拌10分鐘，直到 所有鹽完全溶解。取鉑、鈀的硝酸鹽化合物分別為0.1克，分別加10ml蒸餾水稀釋后混合，配制貴金屬催化劑溶液。將己涂覆玻璃涂層的合金金屬載體通過浸漬涂覆的方式浸入已配制好的鋯 與鈦鹽的混合液，將合金金屬載體反復(fù)浸入鋯與鈦鹽的混合液中進(jìn)行涂覆，在每 一次涂覆后將合金金屬載體瀝干，瀝干后用吹風(fēng)機(jī)吹干，然后再進(jìn)行下一次的浸漬涂覆，涂覆4次，最后一次涂覆后不吹干，直接利用脫脂棉使金屬載體在空氣 中于室溫下陰干5小時(shí)，接著于空氣中在6(TC溫度下烘干至恒重，隨爐冷卻后 取出。將烘干的帶有鋯、鈦鹽催化劑的合金金屬載體于空氣中50(TC的溫度下在 馬弗爐中焙燒4小時(shí)，從而在合金金屬載體表面制備得到含氧化鋯、氧化鈦的催 化劑。通過浸漬涂覆的方法在帶有氧化鋯、氧化鈦的玻璃涂層上制備貴金屬催化劑 層，將帶有氧化鋯、氧化鈦、玻璃涂層的合金金屬載體反復(fù)浸入已配制好的鉑、 鈀的混合液溶液中進(jìn)行涂覆，在每一次涂覆后將合金金屬載體瀝干，瀝干后用吹 風(fēng)機(jī)吹千，然后再進(jìn)行下一次的浸漬涂覆，至金屬載體增重5。/。，最后一次涂敷 后于6(TC溫度烘干，再于50(TC恒溫焙燒4小時(shí)進(jìn)行活化定型處理，進(jìn)而得到 以合金金屬為載體的車用抗硫四效催化劑。這樣通過掃描電鏡如圖3、 4就在合金載體上可以看到涂覆了一層本發(fā)明所 述的玻璃涂層及催化劑(厚度是2微米)，最后再通過XPS測得在合金載體上 涂覆的涂層與催化劑成份(質(zhì)量含量)為二氧化三鋁(Al203) 8%，氧化鎳(NiO) 10%，氧化鈷(CoO) 15%,三氧化二硼(B203) 5%， 二氧化硅(Si02) 49%， 氧化鋯(Zr02) 4%，氧化鈦(Ti0)80/。，鉬(Pt) 0.5%，鈀(Pd) 0.5%。實(shí)施例2:取九水硝酸鋁(Al (N03 ) 39H20) 5克，硝酸錳(Mn (N03) 5克，三水 硝酸銅(Cu (N03) 23 H20) 5克，分別加蒸餾水10ml，然后將各硝酸鹽的水 溶液混合，取硼酸1克加蒸餾水10ml配成溶液后，與硝酸鹽混合溶液混合，在 3CTC的溫度下攪拌0.5小時(shí)，直到所有鹽完全溶解，取出硝酸鹽與硼酸的混合液 35克。稱取3ml濃度為80%的乙醇、2ml水、0.1ml濃度為65%的濃硝酸，將三 種溶液混合并攪拌均勻后，再稱取20ml的正硅酸四乙酯，緩慢、間歇、同時(shí)強(qiáng) 力攪拌的倒入上述三種混合液中，最終形成透明的混合溶液，調(diào)節(jié)該溶液的pH 值為4，然后取PH值調(diào)節(jié)好的的混合液20克，并將所取溶液緩緩的注入到35 克硝酸鹽與硼酸的混合液中，同時(shí)強(qiáng)力攪拌，最終形成的混合液為玻璃涂層的溶 膠一凝膠溶液。把按步驟1金屬載體預(yù)處理方法處理的合金金屬做成條狀的載體，放入上述 玻璃涂層溶液中，將蜂窩狀合金金屬載體反復(fù)浸入玻璃涂層溶液中進(jìn)行涂覆，在 每一次涂覆后將合金金屬載體瀝干，瀝干后用吹風(fēng)機(jī)吹干，然后再進(jìn)行下一次的浸漬涂覆，涂覆5次，最后一次涂覆后不吹干，直接利用脫脂棉使金屬載體在空 氣中于室溫下陰干8小時(shí)，接著于空氣中在6(TC溫度下烘干至恒重，隨爐冷卻 后取出，將烘干的帶有玻璃涂層的合金金屬載體于空氣中60(TC的溫度下在馬弗 爐中焙燒2分鐘，從而在合金金屬載體表面制備得到玻璃涂層，最終玻璃涂層占 合金金屬載體重量的5%。取鋯與鈦的硝酸鹽或其他形式的鋯、鈦鹽分別為1.5克和7.5克，再分別加 入10ml的蒸餾水配制成一定質(zhì)量濃度的溶液，然后將兩溶液混合，在5(TC的溫 度下攪拌10分鐘，直到所有鹽完全溶解。取鉑、鈀貴金屬鹽化合物分別為0.1 克，分別加10ml蒸餾水稀釋后混合，配制貴金屬催化劑溶液。將已涂覆玻璃涂層的合金金屬載體通過浸漬涂覆的方式浸入已配制好的鋯 與鈦鹽的混合液，將合金金屬載體反復(fù)浸入鋯與鈦鹽的混合液中進(jìn)行涂覆，在每 一次涂覆后將合金金屬載體瀝干，瀝干后用吹風(fēng)機(jī)吹干，然后再進(jìn)行下一次的浸 漬涂覆，涂覆5次，最后一次涂覆后不吹干，直接利用脫脂棉使金屬載體在空氣 中于室溫下陰干5小時(shí)，接著于空氣中在6(TC溫度下烘干至恒重，隨爐冷卻后 取出。將烘千的帶有鋯、鈦鹽催化劑的合金金屬載體于空氣中60(TC的溫度下在 馬弗爐中焙燒4小時(shí)，從而在合金金屬載體表面制備得到含氧化鋯、氧化鈦的催 化劑。通過浸漬涂覆的方法在帶有氧化鋯、氧化鈦的玻璃涂層上制備貴金屬催化劑 層，將帶有氧化鋯、氧化鈦、玻璃涂層的合金金屬載體反復(fù)浸入已配制好的鉑、 鈀的混合液溶液中進(jìn)行涂覆，在每一次涂覆后將合金金屬載體瀝干，瀝干后用吹 風(fēng)機(jī)吹干，然后再進(jìn)行下一次的浸漬涂覆，至金屬載體增重6%，最后一次涂敷 后于6(TC溫度烘干，再于60(TC恒溫焙燒4小時(shí)進(jìn)行活化定型處理，進(jìn)而得到 以合金金屬為載體的車用抗硫四效催化劑。這樣通過掃描電鏡如圖3、 4就在合金載體上可以看到涂覆了一層本發(fā)明所 述的玻璃涂層及催化劑(厚度是1微米)，最后再通過XPS測得在合金載體上 涂覆的涂層與催化劑成份(質(zhì)量含量)為二氧化三鋁(Al203) 8%，氧化錳(MnO) 12%，氧化銅(CuO) 16%，三氧化二硼(B203) 6%， 二氧化硅(Si02) 51%, 氧化鋯(Zr02) 2%,氧化鈦(Ti0)40/。，鈾(Pt) 0.5%,鈀(Pd) 0.5%。
權(quán)利要求
1. 凈化汽車尾氣用抗硫四效催化劑，其由如下方法制備A、玻璃涂層溶膠-凝膠溶液的配制1)以蒸餾水為溶劑，配制質(zhì)量濃度為5～40％的三水硝酸銅溶液、5～50％的六水硝酸鎳溶液、5～50％的六水硝酸錳溶液和5～50％的六水硝酸鈷溶液，然后將2～4種上述硝酸鹽溶液等體積混合；再配制質(zhì)量濃度為5～38％的九水硝酸鋁溶液、5％～20％的硼酸溶液，然后將10～30g上述硝酸鹽混合溶液、10～15g硝酸鋁溶液、10～20g硼酸溶液混合，在20～60℃的溫度下攪拌1～3小時(shí)，直到所有鹽完全溶解；2)稱取2～12ml質(zhì)量濃度為60％～95％的乙醇、0.5～1.5ml的蒸餾水、0.1～2ml質(zhì)量濃度為65％～80％的濃硝酸，將三種溶液混合并攪拌均勻后，再稱取9～27ml的正硅酸四乙酯，緩慢、間歇、同時(shí)強(qiáng)力攪拌的倒入上述三種混合液中，最終形成透明的混合溶液；3)調(diào)節(jié)步驟2)配制的溶液的pH值為1～5；然后取步驟2)配制的混合液10～35克，并將所取溶液緩緩的注入到30～65克步驟1)的混合液中，同時(shí)強(qiáng)力攪拌，最終形成的混合液為玻璃涂層的溶膠-凝膠溶液；B、催化劑溶液的制備1)將鋯與鈦的硝酸鹽加蒸餾水分別配制成一定質(zhì)量濃度的溶液，最終體系硝酸鋯質(zhì)量濃度為1～25％，硝酸鈦的質(zhì)量濃度為3～40％，在10℃～60℃的溫度下攪拌0.1～2.5小時(shí)，直到所有鹽完全溶解；2)將鉑、銠或鈀的硝酸鹽或氯酸鹽加蒸餾水稀釋，分別配制質(zhì)量濃度為0.5～5％、0.5～3％、0.5～4％的貴金屬鹽溶液，然后將上述1～3種貴金屬鹽溶液混合，得到貴金屬催化劑溶液；C、涂層及催化劑的涂敷1)將蜂窩狀合金金屬載體反復(fù)浸入玻璃涂層溶液中進(jìn)行涂覆，在每一次涂覆后將合金金屬載體瀝干，瀝干后用吹風(fēng)機(jī)吹干，然后再進(jìn)行下一次的浸漬涂覆，涂覆2～10次，最后一次涂覆后不吹干，直接利用脫脂棉使金屬載體在空氣中于室溫下陰干5～15小時(shí)，接著于空氣中在60～180℃溫度下烘干至恒重，隨爐冷卻后取出；2)將烘干的帶有玻璃涂層的蜂窩狀合金金屬載體于空氣中在500～1000℃的溫度下在馬弗爐中焙燒1～30分鐘，從而在蜂窩狀合金金屬載體表面制備得到玻璃涂層；3)將已涂覆玻璃涂層的蜂窩狀合金金屬載體通過浸漬涂覆的方式浸入已配制好的鋯與鈦鹽的混合液，將蜂窩狀合金金屬載體反復(fù)浸入鋯與鈦鹽的混合液中進(jìn)行涂覆，在每一次涂覆后將合金金屬載體瀝干，瀝干后用吹風(fēng)機(jī)吹干，然后再進(jìn)行下一次的浸漬涂覆，涂覆2～10次，最后一次涂覆后不吹干，直接利用脫脂棉使金屬載體在空氣中于室溫下陰干5～15小時(shí)，接著于空氣中在60～180℃溫度下烘干至恒重，隨爐冷卻后取出；4)將烘干的帶有鋯、鈦鹽催化劑的蜂窩狀合金金屬載體于空氣中在500～1000℃的溫度下在馬弗爐中焙燒1～4小時(shí)，從而在蜂窩狀合金金屬載體玻璃涂層表面制備得到含氧化鋯、氧化鈦的催化劑；5)再將帶有氧化鋯、氧化鈦、玻璃涂層的合金金屬載體反復(fù)浸入已配制好的貴金屬催化劑溶液中進(jìn)行涂覆，在每一次涂敷后將合金金屬載體瀝干，瀝干后用吹風(fēng)機(jī)吹干，然后再進(jìn)行下一次的浸漬涂覆，至金屬載體增重2～10％，最后一次涂敷后于180℃溫度以下烘干，再于600～1000℃恒溫焙燒0.5～5小時(shí)進(jìn)行活化定型處理，進(jìn)而得到以合金金屬為載體的凈化汽車尾氣用車用抗硫四效催化劑。
2、 如權(quán)利要求1所述的凈化汽車尾氣用抗硫四效催化劑，其特征在于合金金 屬載體經(jīng)表面預(yù)處理后使用。
3、 如權(quán)利要求2所述的凈化汽車尾氣用抗硫四效催化劑，其特征在于合金金 屬載體的表面處理包括如下步驟，1) 將合金金屬載體完全浸入濃度為3%~40%的氨水、KOH或NaOH與過 氧化氫的混合溶液中，兩者的體積比為4: 1~6: 1，堿洗去除金屬表面 的油污，超聲波清洗0.5~3小時(shí)，然后烘干；2) 將上述合金金屬載體再完全浸入濃度為3%~40%的鹽酸與過氧化氫的 混合液中，兩者的體積比為4~6: 1，中和堿液同時(shí)酸洗去除金屬載體 表面的氧化物，酸洗時(shí)間為1 40分鐘，其后烘干；3) 將上述合金金屬載體完全浸入去離子水中，超聲波清洗0.5~3小時(shí)，洗 去表面酸根離子等，其后烘干；4) 將上述合金金屬載體完全浸入無水乙醇中清洗，超聲波清洗0.5~3.5小 時(shí)，從而增強(qiáng)金屬載體的分散能力，使催化劑分散更均勻，其后烘干；5) 將上述合金金屬載體于空氣條件下在600 100(TC溫度下焙燒處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種性能優(yōu)化的凈化汽車尾氣用抗硫四效催化劑。其首先是制備玻璃涂層溶液，然后將合金金屬載體反復(fù)浸入玻璃涂層溶液中進(jìn)行涂覆，經(jīng)烘干、煅燒后載體上得到玻璃涂層，再反復(fù)浸入鋯與鈦鹽的混合液、貴金屬催化劑溶液，同樣經(jīng)烘干、煅燒后，進(jìn)而得到以合金金屬為載體的凈化汽車尾氣用車用抗硫四效催化劑。本發(fā)明的四效催化劑具有如下優(yōu)點(diǎn)1)使PM和NOx在同一催化床上催化；2)SO₂的濃度為500～800ppm的條件下，對催化效率無任何影響；3)相對于其他的催化劑，該催化劑的抗硫性能很高且以金屬為載體?？墒?jié)M足歐III排放的發(fā)動機(jī)在實(shí)驗(yàn)室、臺架實(shí)驗(yàn)測試以及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中滿足歐IV以上排放標(biāo)準(zhǔn)的使用要求。
文檔編號B01J23/89GK101269335SQ20081005069
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者牛曉巍, 王婧姝, 煒 韓 申請人:吉林大學(xué)