專利名稱：軍用柴油越野車的尾氣催化劑及其涂覆方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車輛尾氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種尾氣催化劑及其涂覆方法，特別是軍用柴油越野車的尾氣催化劑及其涂覆方法。
背景技術(shù)：
東風(fēng)猛士柴油越野車是一輛真正的軍用越野車，而軍車與民用車最大的不同，就是要適應(yīng)極端高低溫、高海拔環(huán)境，沙漠、沼澤、水流、冰雪路和險峻地形，要防護輪胎擊穿還能行駛，在這種情況下對車的性能要求就會很高，每個零部件都會嚴格把關(guān)。作為尾氣凈化的催化劑自然就需要抗震，避免越野車在惡劣環(huán)境下行駛因劇烈震蕩而損壞，從而影響發(fā)動機的動能；而且越野車會在高溫環(huán)境中行駛，因此催化劑也必須做到耐高溫；當(dāng)在高海拔高地區(qū)行駛時，壓力增大，催化劑就必須做到有足夠的抗壓能力；當(dāng)在沼澤、水流中行駛，催化劑就必須做到有足夠的防水能力；做到上面一切的同時還必須到達尾氣凈化的目地。因此，尋找一種滿足上述要求的尾氣凈化催化劑的配方和涂覆方法，是目前這個技術(shù)領(lǐng)域里努力的方向，也是需要突破瓶頸。而目前關(guān)于車輛尾氣凈化技術(shù)的研究的焦點主要集中在民用汽油機車的尾氣催化凈化方面，而針對柴油機車、尤其是軍用柴油越野車的尾氣凈化的關(guān)注度較低，因而也就有了一定的研究空間。由于軍用柴油越野車的性能及尾氣的排氣特點在富氧條件下其尾氣中含有的 C、HC、CO和NOx需要同時消除，并且符合高溫高壓的工作條件、以及達到足夠的防水能力。 由于在富氧條件下，NOx的還原變得更加困難，通常采用外加還原劑的方法，不僅投資偏高， 而且工作可靠性較差。現(xiàn)有的催化劑較難以完全達到軍用柴油越野車的尾氣凈化要求，因此有必要進一步研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，而提出適用于富氧條件下的柴油越野車的尾氣催化劑以及其生產(chǎn)工藝，不僅能滿足尾氣凈化，而且還能滿足越野車在惡劣條件下行駛的防震，高溫下行駛耐高溫，海波高地區(qū)抗壓，沼澤、水流中行駛防水。本發(fā)明是通過以下方案實現(xiàn)的
上述的軍用柴油越野車的尾氣催化劑，是利用富氧環(huán)境尾氣中的C、HC和CO作為還原劑，以貴金屬鉬、鈰、鋯的鹽類化合物作為主催化劑，具有鐵鉻鋁合金金屬載體以及自內(nèi)向外依次涂覆在該金屬載體上的玻璃涂層和催化劑層，該催化劑層中貴金屬鉬、鈰、鋯的綜合重量不低于15%。所述的軍用柴油越野車的尾氣催化劑的涂覆方法為制備載體，選擇耐高溫的鐵鉻鋁合金板材制成蜂窩狀金屬載體并進行表面處理；配置玻璃涂層溶液并涂覆，將主含硝
4酸鋁的硝酸鹽按比例與硼酸混合的溶液與正硅酸乙酯混合溶液攪拌混合成為玻璃涂層溶液，其中硼酸溶液的質(zhì)量百分比為20-40%，硝酸鹽混合溶液的質(zhì)量百分比為10-42%，正硅酸乙酯溶液的質(zhì)量百分比為18-50% ；采用浸漬涂覆的方法將該玻璃涂層溶液涂覆在上述金屬載體表面，直至增重8%;配置催化劑溶液，該溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為0. 15-4%，鋯的質(zhì)量百分濃度為0. 1-2. 5%，鈰的質(zhì)量百分濃度為0. 4-3% ；采用浸漬涂覆的方法將該催化劑溶液涂覆在上述金屬載體的玻璃涂層外，直至鉬、鋯或鈰貴金屬重量占至少15% ；最后焙燒活化定型。所述的軍用柴油越野車尾氣催化劑的涂覆方法，其中所述金屬載體為 Φ 160*130*300目/平方英尺孔密度的蜂窩狀金屬載體。所述的軍用柴油越野車尾氣催化劑的涂覆方法，其中所述玻璃涂層的助劑材料選擇碳酸鑭、碳酸鈰、碳酸鍶、碳酸鎂、碳酸鋇、硝酸鋁、硝酸鈷、硝酸鐵、硝酸鈰、硝酸鋯、氯氧鋯、稀土鹽類及作為分散劑的高分子有機化合物。所述的軍用柴油越野車尾氣催化劑的涂覆方法，其中
第一，準(zhǔn)備載體選擇耐高溫的鐵鉻鋁合金板材，將其制成Φ 160*130*300目/平方英尺孔密度的蜂窩狀金屬載體并經(jīng)過表面處理后使用；
第二，制備并涂覆玻璃涂層(1)將如下所示的玻璃涂層中各物質(zhì)的硝酸鹽加蒸餾水配制成定質(zhì)量濃度的溶液，各硝酸鹽溶液的濃度如下，再配制質(zhì)量濃度為5-20%的硼酸的蒸餾水溶液，然后將硝酸鹽的混合溶液與硼酸溶液混合，在50°C _60°C溫度下攪拌0. 5-1小時，直到固體鹽全部溶解；
硝·脧鈉4-18%九水硝酉!鋁10-35%四水硝酉!鈣4- 20%硝·脧鋯4-20%硝·脧鋅4-15%硝·脧鈰4-20%硝·脧鋇4-15%硝·脧鎂4-15%硝·脧鉬4-12%六水硝酉!鈷4-20%六水硝酉!鈰4-20%三水硝酉_4-18%
(2)稱量8-16毫升的正硅酸乙酯溶液，將4-5毫升濃度為68%的乙醇，1-2毫升的水和 0. 1-0. 8毫升濃度為52%的硝酸混合均勻攪拌，以0. 8-2ml/min的速度將配好的混臺溶液倒入到正硅酸乙酯溶液中攪拌至形成透明的溶液；
(3)將步驟(1)的硼酸和硝酸鹽混合溶液以0.8-2ml/min的速度倒入步驟(2)的正硅酸乙酯透明混合溶液中，不斷攪拌，最終形成的混合溶液即為玻璃涂層溶液，該溶液中硼酸溶液的質(zhì)量百分比為20-40%，硝酸鹽捏合溶液的質(zhì)量百分比為10-42%，正硅酸乙酯溶液的質(zhì)量百分比為18-50%;
(4)涂覆利用離心或真空涂覆方式，將步驟(3)制得的玻璃涂層溶液涂覆到處理后的金屬載體上，清除多余的漿液，在150-200(TC條件下烘干至恒重；重復(fù)上述涂覆和烘干過程，隨爐冷卻后取出，于空氣中在400-5500°C的溫度下在馬弗爐中煅燒2分鐘，至玻璃涂層增重8%。第三，制備和涂覆催化劑層
主催化劑選用貴金屬鉬、鈰、鋯的鹽類化合物，用鈉水將鉬、鋯或鈰貴金屬融化后混合， 配置成貴金屬催化劑溶液，該催化劑溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為0. 15-4%，鋯的質(zhì)量百分濃度為0. 1-2. 5%，鈰的質(zhì)量百分濃度為0. 4-3% ；
將上述配制成的催化劑溶液浸涂于已涂覆有玻璃涂層的金屬載體上，貴金屬的負載量按15-70g/ft3的要求控制，檢驗合格后于常溫放置1-2小時，然后在800°C -1400°C的溫度下烘干，重復(fù)上述涂覆于烘干過程，直至貴金屬增重量至少15%，再于500°C -8000°C恒溫條件下焙燒1-3小時進行活化定型處理，即成。所述的軍用柴油越野車尾氣催化劑的涂覆方法，其中所述金屬載體表面處理步驟如下
將蜂窩狀結(jié)構(gòu)金屬載體完全浸入濃度為4- %的氨水、KOH或NaOH與過氧化氫的混合液中，超聲波清洗1-3小時，然后烘干；
將上述金屬載體再完全浸入溶解有鋁或鐵的金屬鹽類的酸性清洗液1-3小時，然后烘
干；
將上述金屬載體以純凈水清洗表面；
將上述金屬載體于富氧條件下在5000°C -8000°C溫度下焙燒。有益效果
本發(fā)明根據(jù)軍用柴油越野車的性能及尾氣的排氣特點，不外加還原劑，對柴油車尾氣排放的C、HC、CO和NOx同時消除并選用金屬催化劑代替陶瓷催化劑達到尾氣凈化的要求， 避免了外加還原劑帶來的成本、高操作復(fù)雜等一系列問題，具有以下技術(shù)特點
1.采用金屬載體可避免越野車在惡劣環(huán)境下行駛因碰撞而損壞載體；
2.能最大限度地涂層的大比面積，為化學(xué)反應(yīng)提供良好的條件；
3.貴金屬活性成份分布均勻，有利于發(fā)揮貴金屬的催化性能，減少貴金屬用量，在確保尾氣凈化效率的前提下降低生產(chǎn)及使用成本；
4.用活性氧化鋁漿液作為過渡層，最大限度地保證了催化劑與載體大的結(jié)合度；
5.富氧條件下在同一催化床上實現(xiàn)C、HC、CO、NOx；
6.采用本發(fā)明的金屬載體可達到猛士越野車在高溫，惡劣等條件下行駛的要求；
7.工藝流程短，便于生產(chǎn)安排。采用本發(fā)明的催化劑，針對軍用柴油越野車的催化效率明顯，其中對CO的凈化率為97%以上，對HC凈化率達85%以上，對NOx凈化率大76%以上，使用壽命高于3. 5萬公里； 并且在惡劣條件下行駛的防震性能好，高溫下行駛耐高溫，海波高地區(qū)抗壓能力強，并具有極佳的沼澤、水流中行駛的防水性能。
具體實施例方式本發(fā)明根據(jù)軍用柴油越野尾氣的排氣特點，不外加還原劑，通過采用理想的催化劑同時去除C、HC、CO和N0X，并采取合適的涂覆方法，以滿足尾氣凈化及在惡劣條件下行駛的防震、高溫下行駛耐高溫、海波高地區(qū)抗壓及沼澤、水流中行駛防水。該用于軍用柴油越野車尾氣催化劑的具體內(nèi)容如下
利用富氧環(huán)境下，尾氣中的C、HC和CO作為還原劑，以貴金屬鉬、鈰、鋯的鹽類化合物作為主催化劑，其中貴金屬催化劑溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為0. 15-4%，鋯的質(zhì)量百分濃度為0. 1-2. 5%，鈰的質(zhì)量百分濃度為0. 4-3% ；
采用鐵鉻鋁合金的金屬載體，經(jīng)表面預(yù)處理、玻璃涂層涂覆和貴金屬活性成份引入等步驟制得軍用柴油越野車尾氣催化劑；
該制得的軍用柴油越野車尾氣催化劑具有鐵鉻鋁合金金屬載體以及自內(nèi)向外依次涂覆在該金屬載體上的玻璃涂層和催化劑層，該催化劑層中貴金屬鉬、鈰、鋯的綜合重量不低于總重量的15%。選擇金屬為越野車尾氣凈化催化劑可比陶瓷催化劑更抗震、耐高溫、抗壓、防水。 使用Al-Cr-Fe金作為金屬載體，是因為Al-Cr-Fe合金的比表面積相對較大，與催化劑的結(jié)合力較強，有利于催化層的形成和穩(wěn)定。涂層主材料選擇硝酸鋁，因其加熱后分解為具有搪瓷特性Al2O3，主體材料選擇正硅酸四已酯，因其加熱后分分解為具有高溫延展性Si02。該軍用柴油越野車尾氣催化劑的涂覆方法為
制備載體選擇耐高溫的鐵鉻鋁合金板材，將其制成Φ 160*130*300目/平方英尺孔密度的蜂窩狀金屬載體，對該載體進行表面處理；
配置玻璃涂層溶液并涂覆將主含硝酸鋁的硝酸鹽按比例與硼酸混合的溶液與正硅酸乙酯混合溶液攪拌混合成為玻璃涂層溶液，其中硼酸溶液的質(zhì)量百分比為20-40%，硝酸鹽混合溶液的質(zhì)量百分比為10-42%，正硅酸乙酯溶液的質(zhì)量百分比為18-50% ；將該玻璃涂層溶液涂覆在上述處理后的金屬載體表面，直至增重至少8% ；
配置催化劑溶液并涂覆用鈉水將鉬、鋯或鈰貴金屬融化后混合，配置貴金屬催化劑層溶液，該溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為0. 15-4%，鋯的質(zhì)量百分濃度為0. 1-2. 5%，鈰的質(zhì)量百分濃度為0. 4-3% ；將該催化劑溶液涂覆在上述金屬載體的玻璃涂層外，直至鉬、鋯或鈰貴金屬重量占至少15%; 最后焙燒活化定型。上述的軍用柴油越野車尾氣催化劑的制備方法的具體涂覆步驟如下 第一，準(zhǔn)備載體
選擇耐高溫的鐵鉻鋁合金板材，將其制成Φ 160*130*300目/平方英尺孔密度的蜂窩狀金屬載體；
金屬載體表面經(jīng)過處理后使用，表面處理步驟如下
將蜂窩狀結(jié)構(gòu)金屬載體完全浸入濃度為4- %的氨水、KOH或NaOH與過氧化氫的混合液中，超聲波清洗1-3小時，然后烘干；
將上述金屬載體再完全浸入溶解有鋁或鐵的金屬鹽類的酸性清洗液1-3小時，然后烘
干；
將上述金屬載體以純凈水清洗表面；
將上述金屬載體于富氧條件下在5000°C -8000°C溫度下焙燒。第二，制備并涂覆玻璃涂層選擇碳酸鑭、碳酸鈰、碳酸鍶、碳酸鎂、碳酸鋇、硝酸鋁、硝酸鈷、硝酸鐵、硝酸鈰、硝酸鋯、氯氧鋯、稀土鹽類及作為分散劑的高分子有機化合物作為助劑材料；通過浸漬涂覆的方法在金屬載體上涂覆玻璃涂層；
(1)將如下所示的玻璃涂層中各物質(zhì)的硝酸鹽加蒸餾水配制成定質(zhì)量濃度的溶液，各硝酸鹽溶液的濃度如下，再配制質(zhì)量濃度為5-20%的硼酸的蒸餾水溶液，然后將硝酸鹽的混合溶液與硼酸溶液混合，在50°C -60°C溫度下攪拌0. 5-1小時，直到固體鹽全部溶解；
硝酸鈉(NaNO3)4-18%
九水硝酸鋁(Al2 (NO3) 39H20) 10-35%
四水硝酸鈣(Ca (NO3) 24H20) 4- 20%
硝酸鋯(Zr(NO3)2) 4-20%
硝酸鋅(Zn(NO3)2)4-15%
硝酸鈰(Pd(NO3)24-20%
硝酸鋇(Ba(NO3)3)4-15%
硝酸鎂(Mg(NO3)2) 4-15%
硝酸鉬(Mo(NO3)6)4-12%
六水硝酸鈷(Co (NO3) 26H2o) 4-20%
六水硝酸鈰(Ce (NO3) 6H20) 4-20%
三水硝酸銅(Cu (NO3) 23H20) 4-18%
(2)稱量8-16毫升的正硅酸乙酯溶液，將4-5毫升濃度為68%的乙醇，1-2毫升的水和 0. 1-0. 8毫升濃度為5 的硝酸混合均勻攪拌，以0. 8-2ml/min的速度將配好的混臺溶液倒入到正硅酸乙酯溶液中攪拌至形成透明的溶液；
(3)將步驟(1)的硼酸和硝酸鹽混合溶液以0.8-2ml/min的速度倒入步驟(2)的正硅酸乙酯透明混合溶液中，不斷攪拌，最終形成的混合溶液即為玻璃涂層溶液，該溶液中硼酸溶液的質(zhì)量百分比為20-40%，硝酸鹽捏合溶液的質(zhì)量百分比為10-42%，正硅酸乙酯溶液的質(zhì)量百分比為18-50%;
(4)涂覆利用離心或真空涂覆方式，將步驟(3)制得的玻璃涂層溶液涂覆到處理后的金屬載體上，清除多余的漿液，在150-200(TC條件下烘干至恒重；重復(fù)上述涂覆和烘干過程，隨爐冷卻后取出，于空氣中在400-5500°C的溫度下在馬弗爐中煅燒2分鐘，至玻璃涂層增重8%。第三，制備和涂覆催化劑層
主催化劑選用貴金屬鉬、鈰、鋯的鹽類化合物，用鈉水將鉬、鋯或鈰貴金屬融化后混合， 配置成貴金屬催化劑溶液，該催化劑溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為0. 15-4%，鋯的質(zhì)量百分濃度為0. 1-2. 5%，鈰的質(zhì)量百分濃度為0. 4-3% ；
將上述配制成的催化劑溶液浸涂于已涂覆有玻璃涂層的金屬載體上，貴金屬的負載量按15-70g/ft3的要求控制，檢驗合格后于常溫放置1-2小時，然后在800°C -1400°C的溫度下烘干，重復(fù)上述涂覆于烘干過程，直至貴金屬增重量至少15%，再于500°C -8000°C恒溫條件下焙燒1-3小時進行活化定型處理，即成。實施例一
首先選擇鐵鉻鋁合金板材，將其制成Φ 160*130*300目/平方英尺孔密度的蜂窩狀金屬載體，對該金屬載體進行表面處理完全浸入濃度為4%的氨水與過氧化氫的混合液中，超聲波清洗3小時，烘干；再完全浸入溶解有鋁或鐵的金屬鹽類的酸性清洗液1小時，烘干； 以純凈水清洗表面，于富氧條件下在5000°C -8000°C溫度下焙燒；
然后，硝酸鹽加蒸餾水配制成定質(zhì)量濃度的溶液，各硝酸鹽溶液的濃度如下，再配制質(zhì)量濃度為5%的硼酸的蒸餾水溶液，將硝酸鹽的混合溶液與硼酸溶液混合，在50°C下攪拌1
小時，直到固體鹽全部溶解；
硝酸鈉(NaNO3)18%
九水硝酸鋁(Al2 (NO3) 39H20) 10%
四水硝酸鈣(Ca (NO3) 24H20) 4%
硝酸鋯(Zr(NO3)2) 8%
硝酸鋅(Zn(NO3)2)4%
硝酸鈰(Pd(NO3)25%
硝酸鋇(Ba(NO3)3)4%
硝酸鎂(Mg(NO3)2) 15%
硝酸鉬(Mo(NO3)6)4%
六水硝酸鈷(Co (NO3) 26H2o) 6%
六水硝酸鈰(Ce (NO3) 6H20) 4%
三水硝酸銅(Cu (NO3) 23H20) 18%
稱量8毫升的正硅酸乙酯溶液，將4毫升濃度為68%的乙醇，1毫升的水和0. 1毫升濃度為52%的硝酸混合均勻攪拌，以0. 8-2ml/min的速度將配好的混臺溶液倒入到正硅酸乙酯溶液中攪拌至形成透明的溶液；
(3)將步驟(1)的硼酸和硝酸鹽混合溶液以0.8-2ml/min的速度倒入步驟(2)的正硅酸乙酯透明混合溶液中，不斷攪拌，最終形成的混合溶液即為玻璃涂層溶液，該溶液中硼酸溶液的質(zhì)量百分比為20%，硝酸鹽捏合溶液的質(zhì)量百分比為10%，正硅酸乙酯溶液的質(zhì)量百分比為18%;
(4)涂覆利用離心或真空涂覆方式，將步驟(3)制得的玻璃涂層溶液涂覆到處理后的金屬載體上，清除多余的漿液，在150-200(TC條件下烘干至恒重；重復(fù)上述涂覆和烘干過程，隨爐冷卻后取出，于空氣中在400-5500°C的溫度下在馬弗爐中煅燒2分鐘，至玻璃涂層增重8%。第三，制備和涂覆催化劑層
主催化劑選用貴金屬鉬、鈰、鋯的鹽類化合物，用鈉水將鉬、鋯或鈰貴金屬融化后混合， 配置成貴金屬催化劑溶液，該催化劑溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為0. 15%，鋯的質(zhì)量百分濃度為1. 5%，鈰的質(zhì)量百分濃度為3% ；
將上述配制成的催化劑溶液浸涂于已涂覆有玻璃涂層的金屬載體上，貴金屬的負載量按15g/ft3的要求控制，檢驗合格后于常溫放置1小時，然后在800°C的溫度下烘干，重復(fù)上述涂覆于烘干過程，直至貴金屬增重量至少15%，再于500°C恒溫條件下焙燒3小時進行活化定型處理，即成。實施例二第一，準(zhǔn)備載體
選擇耐高溫的鐵鉻鋁合金板材，將其制成Φ 160*130*300目/平方英尺孔密度的蜂窩狀金屬載體；
金屬載體表面經(jīng)過處理后使用，表面處理步驟如下
將蜂窩狀結(jié)構(gòu)金屬載體完全浸入濃度為KOH與過氧化氫的混合液中，超聲波清洗1小時，然后烘干；
將上述金屬載體再完全浸入溶解有鋁或鐵的金屬鹽類的酸性清洗液1. 5小時，然后烘
干；
將上述金屬載體以純凈水清洗表面；
將上述金屬載體于富氧條件下在5000°C -8000°C溫度下焙燒。
第二，制備并涂覆玻璃涂層
(1)將如下所示的玻璃涂層中各物質(zhì)的硝酸鹽加蒸餾水配制成定質(zhì)量濃度的溶液，各硝酸鹽溶液的濃度如下，再配制質(zhì)量濃度為10%的硼酸的蒸餾水溶液，然后將硝酸鹽的混合溶液利硼酸溶液混合，在60°c溫度下攪拌0. 5小時，直到固體鹽全部溶解；
硝酸鈉(NaNO3)4%
九水硝酸鋁(Al2 (NO3) 39H20) 16%
四水硝酸鈣(Ca(N03)24H20) 20%
硝酸鋯(Zr(NO3)2) 4%
硝酸鋅(Zn(NO3)2)15%
硝酸鈰(Pd(NO3)24%
硝酸鋇(Ba(NO3)3)15%
硝酸鎂(Mg(NO3)2) 5%
硝酸鉬(Mo(NO3)6)4%
六水硝酸鈷(Co (NO3) 26H2o) 4%
六水硝酸鈰(Ce (NO3) 6H20) 4%
三水硝酸銅(Cu (NO3) 23H20) 4%
(2)稱量10毫升的正硅酸乙酯溶液，將5毫升濃度為68%的乙醇，1毫升的水和0.8毫升濃度為52%的硝酸混合均勻攪拌，以0. 8-2ml/min的速度將配好的混臺溶液倒入到正硅酸乙酯溶液中攪拌至形成透明的溶液；
(3)將步驟(1)的硼酸和硝酸鹽混合溶液以0.8-2ml/min的速度倒入步驟(2)的正硅酸乙酯透明混合溶液中，不斷攪拌，最終形成的混合溶液即為玻璃涂層溶液，該溶液中硼酸溶液的質(zhì)量百分比為26%，硝酸鹽捏合溶液的質(zhì)量百分比為38%，正硅酸乙酯溶液的質(zhì)量百分比為18% ；
(4)涂覆利用離心或真空涂覆方式，將步驟(3)制得的玻璃涂層溶液涂覆到處理后的金屬載體上，清除多余的漿液，在150-200(TC條件下烘干至恒重；重復(fù)上述涂覆和烘干過程，隨爐冷卻后取出，于空氣中在400-5500°C的溫度下在馬弗爐中煅燒2分鐘，至玻璃涂層增重8%。 第三，制備和涂覆催化劑層
主催化劑選用貴金屬鉬、鈰、鋯的鹽類化合物，用鈉水將鉬、鋯或鈰貴金屬融化后混合， 配置成貴金屬催化劑溶液，該催化劑溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為4%，鋯的質(zhì)量百分濃度為 0. 1%，鈰的質(zhì)量百分濃度為0.4% ；將上述配制成的催化劑溶液浸涂于已涂覆有玻璃涂層的金屬載體上，貴金屬的負載量按50g/ft3的要求控制，檢驗合格后于常溫放置1小時，然后在800°C -1400°C的溫度下烘干，重復(fù)上述涂覆于烘干過程，直至貴金屬增重量至少15%，再于500°C -8000°C恒溫條件下焙燒1小時進行活化定型處理，即成。實施例三第一，準(zhǔn)備載體
選擇耐高溫的鐵鉻鋁合金板材，將其制成Φ 160*130*300目/平方英尺孔密度的蜂窩狀金屬載體；
金屬載體表面經(jīng)過處理后使用，表面處理步驟如下
將蜂窩狀結(jié)構(gòu)金屬載體完全浸入濃度為的氨水與過氧化氫的混合液中，超聲波清洗1小時，然后烘干；
將上述金屬載體再完全浸入溶解有鋁或鐵的金屬鹽類的酸性清洗液2小時，然后烘
干；
將上述金屬載體以純凈水清洗表面；
將上述金屬載體于富氧條件下在5000°C -8000°C溫度下焙燒。第二，制備并涂覆玻璃涂層
(1)將如下所示的玻璃涂層中各物質(zhì)的硝酸鹽加蒸餾水配制成定質(zhì)量濃度的溶液，各硝酸鹽溶液的濃度如下，再配制質(zhì)量濃度為20%的硼酸的蒸餾水溶液，然后將硝酸鹽的混合溶液利硼酸溶液混合，在58°C溫度下攪拌0. 5小時，直到固體鹽全部溶解；
硝酸鈉(NaNO3):5%
九水硝酸鋁(Al2 (NO3) 39H20) 10%
四水硝酸鈣(Ca (NO3) 24H20) 6%
硝酸鋯(Zr(NO3)2) 20%
硝酸鋅(Zn(NO3)2)6%
硝酸鈰(Pd(NO3)24%
硝酸鋇(Ba(NO3)3)5%
硝酸鎂(Mg(NO3)2) 4%
硝酸鉬(Mo(NO3)6)12%
六水硝酸鈷(Co (NO3) 26H2o) 20%
六水硝酸鈰(Ce (NO3) 6H20) 4%
三水硝酸銅(Cu (NO3) 23H20) 4%
(2)稱量16毫升的正硅酸乙酯溶液，將4毫升濃度為68%的乙醇，2毫升的水和0.5 毫升濃度為52%的硝酸混合均勻攪拌，以0. 8-2ml/min的速度將配好的混臺溶液倒入到正硅酸乙酯溶液中攪拌至形成透明的溶液；
(3)將步驟(1)的硼酸和硝酸鹽混合溶液以0.8-2ml/min的速度倒入步驟(2)的正硅酸乙酯透明混合溶液中，不斷攪拌，最終形成的混合溶液即為玻璃涂層溶液，該溶液中硼酸溶液的質(zhì)量百分比為20%，硝酸鹽捏合溶液的質(zhì)量百分比為12%，正硅酸乙酯溶液的質(zhì)量百分比為50% ；
(4)涂覆利用離心或真空涂覆方式，將步驟(3)制得的玻璃涂層溶液涂覆到處理后的金屬載體上，清除多余的漿液，在150-200(TC條件下烘干至恒重；重復(fù)上述涂覆和烘干過程，隨爐冷卻后取出，于空氣中在400-5500°C的溫度下在馬弗爐中煅燒2分鐘，至玻璃涂層增重8%。第三，制備和涂覆催化劑層
主催化劑選用貴金屬鉬、鈰、鋯的鹽類化合物，用鈉水將鉬、鋯或鈰貴金屬融化后混合， 配置成貴金屬催化劑溶液，該催化劑溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為2%，鋯的質(zhì)量百分濃度為 2. 5%，鈰的質(zhì)量百分濃度為0. 6% ；
將上述配制成的催化劑溶液浸涂于已涂覆有玻璃涂層的金屬載體上，貴金屬的負載量按70g/ft3的要求控制，檢驗合格后于常溫放置1小時，然后在800°C -1400°C的溫度下烘干，重復(fù)上述涂覆于烘干過程，直至貴金屬增重量至少15%，再于500°C -8000°C恒溫條件下焙燒1小時進行活化定型處理，即成。實施例四第一，準(zhǔn)備載體
選擇耐高溫的鐵鉻鋁合金板材，將其制成Φ 160*130*300目/平方英尺孔密度的蜂窩狀金屬載體；
金屬載體表面經(jīng)過處理后使用，表面處理步驟如下
將蜂窩狀結(jié)構(gòu)金屬載體完全浸入濃度為NaOH與過氧化氫的混合液中，超聲波清洗2小時，然后烘干；
將上述金屬載體再完全浸入溶解有鋁或鐵的金屬鹽類的酸性清洗液3小時，然后烘
干；
將上述金屬載體以純凈水清洗表面；
將上述金屬載體于富氧條件下在5000°C -8000°C溫度下焙燒。第二，制備并涂覆玻璃涂層選擇碳酸鑭、碳酸鈰、碳酸鍶、碳酸鎂、碳酸鋇、硝酸鋁、硝酸鈷、硝酸鐵、硝酸鈰、硝酸鋯、氯氧鋯、稀土鹽類及作為分散劑的高分子有機化合物作為助劑材料；通過浸漬涂覆的方法在金屬載體上涂覆玻璃涂層；
(1)將如下所示的玻璃涂層中各物質(zhì)的硝酸鹽加蒸餾水配制成定質(zhì)量濃度的溶液，各硝酸鹽溶液的濃度如下，再配制質(zhì)量濃度為18%的硼酸的蒸餾水溶液，然后將硝酸鹽的混合溶液利硼酸溶液混合，在60°C溫度下攪拌0. 5小時，直到固體鹽全部溶解；
硝酸鈉(NaNO3)4%
九水硝酸鋁(Al2 (NO3) 39H20) 35%
四水硝酸鈣(Ca (NO3) 24H20) 4%
硝酸鋯(Zr(NO3)2) 4%
硝酸鋅(Zn(NO3)2)4%
硝酸鈰(Pd(NO3)210%
硝酸鋇(Ba(NO3)3)5%
硝酸鎂(Mg(NO3)2) 4%
硝酸鉬(Mo(NO3)6)8%
六水硝酸鈷(Co (NO3) 26H2o) 5%
六水硝酸鈰(Ce (NO3) 6H20) 12%三水硝酸銅(Cu (NO3) 23H20) 5%
(2)稱量8毫升的正硅酸乙酯溶液，將5毫升濃度為68%的乙醇，2毫升的水和0.8毫升濃度為52%的硝酸混合均勻攪拌，以0. 8-2ml/min的速度將配好的混臺溶液倒入到正硅酸乙酯溶液中攪拌至形成透明的溶液；
(3)將步驟(1)的硼酸和硝酸鹽混合溶液以0.8-2ml/min的速度倒入步驟(2)的正硅酸乙酯透明混合溶液中，不斷攪拌，最終形成的混合溶液即為玻璃涂層溶液，該溶液中硼酸溶液的質(zhì)量百分比為40%，硝酸鹽捏合溶液的質(zhì)量百分比為42%，正硅酸乙酯溶液的質(zhì)量百分比為18%;
(4)涂覆利用離心或真空涂覆方式，將步驟(3)制得的玻璃涂層溶液涂覆到處理后的金屬載體上，清除多余的漿液，在2000°C條件下烘干至恒重；重復(fù)上述涂覆和烘干過程，隨爐冷卻后取出，于空氣中在550°C的溫度下在馬弗爐中煅燒2分鐘，至玻璃涂層增重8%。第三，制備和涂覆催化劑層
主催化劑選用貴金屬鉬、鈰、鋯的鹽類化合物，用鈉水將鉬、鋯或鈰貴金屬融化后混合， 配置成貴金屬催化劑溶液，該催化劑溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為0. 4%，鋯的質(zhì)量百分濃度為2. 5%，鈰的質(zhì)量百分濃度為；
將上述配制成的催化劑溶液浸涂于已涂覆有玻璃涂層的金屬載體上，貴金屬的負載量按70g/ft3的要求控制，檢驗合格后于常溫放置2小時，然后在1400°C的溫度下烘干，重復(fù)上述涂覆于烘干過程，直至貴金屬增重量至少15%，再于8000°C恒溫條件下焙燒1小時進行活化定型處理，即成。實施例五第一，準(zhǔn)備載體
選擇耐高溫的鐵鉻鋁合金板材，將其制成Φ 160*130*300目/平方英尺孔密度的蜂窩狀金屬載體；
金屬載體表面經(jīng)過處理后使用，表面處理步驟如下
將蜂窩狀結(jié)構(gòu)金屬載體完全浸入濃度為20%的氨水與過氧化氫的混合液中，超聲波清洗1.2小時，然后烘干；
將上述金屬載體再完全浸入溶解有鋁或鐵的金屬鹽類的酸性清洗液1. 3小時，然后烘
干；
將上述金屬載體以純凈水清洗表面；
將上述金屬載體于富氧條件下在5000°C -8000°C溫度下焙燒。第二，制備并涂覆玻璃涂層選擇碳酸鑭、碳酸鈰、碳酸鍶、碳酸鎂、碳酸鋇、硝酸鋁、硝酸鈷、硝酸鐵、硝酸鈰、硝酸鋯、氯氧鋯、稀土鹽類及作為分散劑的高分子有機化合物作為助劑材料；通過浸漬涂覆的方法在金屬載體上涂覆玻璃涂層；
(1)將如下所示的玻璃涂層中各物質(zhì)的硝酸鹽加蒸餾水配制成定質(zhì)量濃度的溶液，各硝酸鹽溶液的濃度如下，再配制質(zhì)量濃度為15%的硼酸的蒸餾水溶液，然后將硝酸鹽的混合溶液利硼酸溶液混合，在58°C溫度下攪拌1小時，直到固體鹽全部溶解； 硝酸鈉(NaNO3)6%
九水硝酸鋁(Al2 (NO3) 39H20) 20% 四水硝酸鈣(Ca (NO3) 24H20) 4%硝酸鋯(Zr(NO3)2) 4%
硝酸鋅(Zn(NO3)2)4%
硝酸鈰(Pd(NO3)220%
硝酸鋇(Ba(NO3)3)4%
硝酸鎂(Mg(NO3)2) 4%
硝酸鉬(Mo(NO3)6)6%
六水硝酸鈷(Co (NO3) 26H2o) 4%
六水硝酸鈰(Ce (NO3) 6H20) 20%
三水硝酸銅(Cu (NO3) 23H20) 4%
(2)稱量8毫升的正硅酸乙酯溶液，將4毫升濃度為68%的乙醇，1毫升的水和0.8毫升濃度為52%的硝酸混合均勻攪拌，以0. 8-2ml/min的速度將配好的混臺溶液倒入到正硅酸乙酯溶液中攪拌至形成透明的溶液；
(3)將步驟(1)的硼酸和硝酸鹽混合溶液以0.8-2ml/min的速度倒入步驟(2)的正硅酸乙酯透明混合溶液中，不斷攪拌，最終形成的混合溶液即為玻璃涂層溶液，該溶液中硼酸溶液的質(zhì)量百分比為40%，硝酸鹽捏合溶液的質(zhì)量百分比為42%，正硅酸乙酯溶液的質(zhì)量百分比為22% ；
(4)涂覆利用離心或真空涂覆方式，將步驟(3)制得的玻璃涂層溶液涂覆到處理后的金屬載體上，清除多余的漿液，在1500-2000°C條件下烘干至恒重；重復(fù)上述涂覆和烘干過程，隨爐冷卻后取出，于空氣中在4000-550(TC的溫度下在馬弗爐中煅燒2分鐘，至玻璃涂層增重8%。第三，制備和涂覆催化劑層
主催化劑選用貴金屬鉬、鈰、鋯的鹽類化合物，用鈉水將鉬、鋯或鈰貴金屬融化后混合， 配置成貴金屬催化劑溶液，該催化劑溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為3%，鋯的質(zhì)量百分濃度為 1. 5%，鈰的質(zhì)量百分濃度為3% ；
將上述配制成的催化劑溶液浸涂于已涂覆有玻璃涂層的金屬載體上，貴金屬的負載量按40g/ft3的要求控制，檢驗合格后于常溫放置2小時，然后在800°C的溫度下烘干，重復(fù)上述涂覆于烘干過程，直至貴金屬增重量至少15%，再于2000°C恒溫條件下焙燒2. 5小時進行活化定型處理，即成。 本發(fā)明的技術(shù)特點是
1.采用金屬載體可避免越野車在惡劣環(huán)境下行駛因碰撞而損壞載體；
2.能最大限度地涂層的大比面積，為化學(xué)反應(yīng)提供良好的條件；
3.貴金屬活性成份分布均勻，有利于發(fā)揮貴金屬的催化性能，減少貴金屬用量，在確保尾氣凈化效率的前提下降低生產(chǎn)及使用成本；
4.用活性氧化鋁漿液作為過渡層，最大限度地保證了催化劑與載體大的結(jié)合度；
5.富氧條件下在同一催化床上實現(xiàn)C、HC、CO、NOx；
6.采用本發(fā)明的金屬載體可達到猛士越野車在高溫，惡劣等條件下行駛的要求；
7.工藝流程短，便于生產(chǎn)安排。采用本發(fā)明的催化劑，通過采用合理的配方及涂覆方法，針對軍用柴油越野車的催化效率明顯，其中對CO的凈化率為97%以上，對HC凈化率達85%以上，對NOx凈化率大76%以上，使用壽命高于3. 5萬公里；并且在惡劣條件下行駛的防震性能好，高溫下行駛耐高溫，海波高地區(qū)抗壓能力強，在沼澤、水流中行駛的防水性能佳；同時由于利用尾氣中的 C、HC和CO作為還原劑，避免了外加還原劑帶來的成本、高操作復(fù)雜等一系列問題。
非因此局限本發(fā)明的保護范圍，故舉凡運用本發(fā)明說明書內(nèi)容所為的等效技術(shù)變化，均包含于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種軍用柴油越野車的尾氣催化劑，其特征在于所述催化劑利用富氧環(huán)境尾氣中的C、HC和CO作為還原劑，以貴金屬鉬、鈰、鋯的鹽類化合物作為主催化劑，具有鐵鉻鋁合金金屬載體以及自內(nèi)向外依次涂覆在該金屬載體上的玻璃涂層和催化劑層，該催化劑層中貴金屬鉬、鈰、鋯的綜合重量不低于15%。
2.如權(quán)利要求1所述的軍用柴油越野車的尾氣催化劑的涂覆方法為制備載體，選擇耐高溫的鐵鉻鋁合金板材制成蜂窩狀金屬載體并進行表面處理；配置玻璃涂層溶液并涂覆，將主含硝酸鋁的硝酸鹽按比例與硼酸混合的溶液與正硅酸乙酯混合溶液攪拌混合成為玻璃涂層溶液，其中硼酸溶液的質(zhì)量百分比為20-40%，硝酸鹽混合溶液的質(zhì)量百分比為10-4 ，正硅酸乙酯溶液的質(zhì)量百分比為18-50%;采用浸漬涂覆的方法將該玻璃涂層溶液涂覆在上述金屬載體表面，直至增重8% ；配置催化劑溶液，該溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為0. 15-4%，鋯的質(zhì)量百分濃度為 0. 1-2. 5%，鈰的質(zhì)量百分濃度為0. 4-3% ；采用浸漬涂覆的方法將該催化劑溶液涂覆在上述金屬載體的玻璃涂層外，直至鉬、鋯或鈰貴金屬重量占至少15% ；最后焙燒活化定型。
3.如權(quán)利要求2所述的軍用柴油越野車的尾氣催化劑的涂覆方法，其特征在于所述金屬載體為Φ 160*130*300目/平方英尺孔密度的蜂窩狀金屬載體。
4.如權(quán)利要求2或3所述的軍用柴油越野車的尾氣催化劑的涂覆方法，其特征在于 所述玻璃涂層的助劑材料選擇碳酸鑭、碳酸鈰、碳酸鍶、碳酸鎂、碳酸鋇、硝酸鋁、硝酸鈷、硝酸鐵、硝酸鈰、硝酸鋯、氯氧鋯、稀土鹽類及作為分散劑的高分子有機化合物。
5.如權(quán)利要求2所述的軍用柴油越野車的尾氣催化劑的涂覆方法，其具體涂覆步驟如下第一，準(zhǔn)備載體選擇耐高溫的鐵鉻鋁合金板材，將其制成Φ 160*130*300目/平方英尺孔密度的蜂窩狀金屬載體并經(jīng)過表面處理后使用；第二，制備并涂覆玻璃涂層(1)將如下所示的玻璃涂層中各物質(zhì)的硝酸鹽加蒸餾水配制成定質(zhì)量濃度的溶液，各硝酸鹽溶液的濃度如下，再配制質(zhì)量濃度為5-20%的硼酸的蒸餾水溶液，然后將硝酸鹽的混合溶液與硼酸溶液混合，在50°C -60°C溫度下攪拌0. 5-1小時，直到固體鹽全部溶解；硝酉_4-18%九水硝酉!鋁10-35%四水硝酉!鈣4- 20%硝酉髮鋯4-20%硝酉髮鋅4-15%硝酉髮鈰4-20%硝酉_4-15%硝酉纖4-15%硝酉_4-12%六水硝酉!鈷4-20%六水硝酉!鈰4-20%三水硝酸銅 4-18%(2)稱量8-16毫升的正硅酸乙酯溶液，將4-5毫升濃度為68%的乙醇，1-2毫升的水和 0. 1-0. 8毫升濃度為52%的硝酸混合均勻攪拌，以0. 8-2ml/min的速度將配好的混臺溶液倒入到正硅酸乙酯溶液中攪拌至形成透明的溶液；(3)將步驟(1)的硼酸和硝酸鹽混合溶液以0.8-2ml/min的速度倒入步驟(2)的正硅酸乙酯透明混合溶液中，不斷攪拌，最終形成的混合溶液即為玻璃涂層溶液，該溶液中硼酸溶液的質(zhì)量百分比為20-40%，硝酸鹽捏合溶液的質(zhì)量百分比為10-42%，正硅酸乙酯溶液的質(zhì)量百分比為18-50%;(4)涂覆利用離心或真空涂覆方式，將步驟(3)制得的玻璃涂層溶液涂覆到處理后的金屬載體上，清除多余的漿液，在150-200(TC條件下烘干至恒重；重復(fù)上述涂覆和烘干過程，隨爐冷卻后取出，于空氣中在400-5500°C的溫度下在馬弗爐中煅燒2分鐘，至玻璃涂層增重8% ；第三，制備和涂覆催化劑層主催化劑選用貴金屬鉬、鈰、鋯的鹽類化合物，用鈉水將鉬、鋯或鈰貴金屬融化后混合， 配置成貴金屬催化劑溶液，該催化劑溶液中鉬的質(zhì)量百分濃度為0. 15-4%，鋯的質(zhì)量百分濃度為0. 1-2. 5%，鈰的質(zhì)量百分濃度為0. 4-3% ；將上述配制成的催化劑溶液浸涂于已涂覆有玻璃涂層的金屬載體上，貴金屬的負載量按15-70g/ft3的要求控制，檢驗合格后于常溫放置1-2小時，然后在800°C -1400°C的溫度下烘干，重復(fù)上述涂覆于烘干過程，直至貴金屬增重量至少15%，再于500°C -8000°C恒溫條件下焙燒1-3小時進行活化定型處理，即成。
6.如權(quán)利要求5所述的軍用柴油越野車的尾氣催化劑的涂覆方法，其特征在于所述金屬載體表面處理步驟如下將蜂窩狀結(jié)構(gòu)金屬載體完全浸入濃度為4- %的氨水、KOH或NaOH與過氧化氫的混合液中，超聲波清洗1-3小時，然后烘干；將上述金屬載體再完全浸入溶解有鋁或鐵的金屬鹽類的酸性清洗液1-3小時，然后烘干；將上述金屬載體以純凈水清洗表面；將上述金屬載體于富氧條件下在5000°C -8000°C溫度下焙燒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軍用柴油越野車的尾氣催化劑及其涂覆方法。該催化劑是利用尾氣中的C、HC和CO作還原劑，以貴金屬鉑、鈰、鋯的鹽類化合物作為主催化劑，其中貴金屬鉑、鈰、鋯的綜合重量不低于15％。涂覆方法包括經(jīng)金屬載體表面預(yù)處理、玻璃涂層涂覆和貴金屬活性成份引入等步驟。本發(fā)明不外加還原劑，催化效率明顯CO的凈化率為97%以上，HC凈化率達85%以上，NOX凈化率達76%以上，使用壽命高于3.5萬公里；惡劣條件下行駛的防震性能好，高溫下行駛耐高溫，海波高地區(qū)抗壓能力強，并具有極佳的沼澤、水流中行駛的防水性能。
文檔編號B01J23/89GK102513131SQ20111040816
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者黃志斌 申請人:十堰市登喜路實業(yè)有限公司