一種應(yīng)用于前級(jí)三元催化器的催化劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于前級(jí)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(fā)明提供的應(yīng)用于前級(jí)三元催化器的催化劑，針對(duì)于三元催化器的前級(jí)，對(duì)汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)產(chǎn)生的尾氣具有優(yōu)秀的凈化效果。
【專利說(shuō)明】-種應(yīng)用于前級(jí)H元催化器的催化劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車尾氣凈化的催化劑領(lǐng)域，尤其是涉及用于汽車H元催化器前級(jí)的 催化劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車尾氣的主要污染物是一氧化碳（C0)、碳氨化合物（肥）和氮氧化物，利用安裝 在排氣系統(tǒng)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(shí)將氮氧 化物還原成無(wú)毒的氮?dú)?，?shí)現(xiàn)尾氣的凈化；H元催化器，安裝在汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機(jī) 外凈化裝置，將汽車尾氣排出的一氧化碳、碳氨化合物和氮氧化合物經(jīng)氧化或還原作用完 成凈化處理。當(dāng)高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時(shí)，H元催化器中的H元催化劑增強(qiáng)一氧化 碳、氮?dú)庋趸锖吞及被衔锏幕钚?，促進(jìn)其進(jìn)行一定的氧化還原的化學(xué)反應(yīng)；但是高溫尾 氣會(huì)降低貴金屬的活性。H元催化劑由兩部分組成：載體和覆于載體上的活性催化物質(zhì)； 活性催化物質(zhì)通常選用貴金屬，如笛、把和錯(cuò)的一種或幾種，另外添加氧化材料等。
[0003] 目前尾氣排放規(guī)定嚴(yán)格，尤其是添加對(duì)汽車?yán)鋯?dòng)的排放達(dá)標(biāo)要求的規(guī)定（冷啟 動(dòng)）；冷啟動(dòng)時(shí)，溫度較低，催化劑的轉(zhuǎn)化效率也相對(duì)較低，同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)（發(fā)動(dòng)機(jī)空 燃）時(shí)，廢棄中碳氨化合物或氮氧化合物含量較高；應(yīng)對(duì)于冷啟動(dòng)尾氣，目前將H元催化器 分為前級(jí)和后級(jí)，H元催化器前級(jí)部分主要是用于處理冷啟動(dòng)產(chǎn)生尾氣，應(yīng)用于前級(jí)H元 催化器和后級(jí)H元催化器，因?yàn)閼?yīng)對(duì)尾氣中污染化合物的不同，也會(huì)存在需要不同的H元 催化劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供的一種用于前級(jí)H元催化器尾氣處理的催化劑，并針對(duì)中等 排量汽車尾氣的處理。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] -種應(yīng)用于前級(jí)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(cuò)組成，所述硝酸把和硝酸錯(cuò)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(jìn)一步優(yōu)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(jìn)一步優(yōu)選地，所述的載體為蜂窩狀載體。
[0009] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的蜂窩狀載體為600目載體。所述的載體規(guī)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(duì)C0的氧化都具有很高的活性，Pd對(duì)HC (碳氨氧化物）有好高的氧化反 應(yīng)能力，化控制N〇x (氮氧化合物），其中反應(yīng)如下：
[001。 1) C0和肥的氧化反應(yīng)；C0+化一 CA
[001引 2)N0x的還原反應(yīng)（W NO為例）：
[0013] NO+HC - N2+H2O+CO2 ;N0+C0 - N2+CO2。
[0014] 其中，氧化鋪具有H價(jià)鋪和四價(jià)鋪氧化物之間轉(zhuǎn)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(wěn)定性和氧儲(chǔ)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(yīng)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(yōu)級(jí)純，100%發(fā)煙硝酸。
[0017] 在稀燃階段，NOx經(jīng)吸附、氧化和擴(kuò)散等過程，最后W硝酸鹽類的形式存儲(chǔ)于材料 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(huán)境 友好的氮?dú)狻?br> [0018] 本申請(qǐng)中，采用硝酸把和硝酸錯(cuò)作為主要的氧化還原劑，同時(shí)添加氧化鉛等化合 物的助催化劑，汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)處于稀燃階段，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(cuò)催化氮氧化物等化合物；儲(chǔ)氧材料氧化鉛、鋪 鉛粉、擬薄水鉛石等提高貴金屬把和錯(cuò)的氧化能力，單獨(dú)使用的氧化鉛（儲(chǔ)氧材料）的儲(chǔ)放 氧功能使其負(fù)載的化更容易處于氧化態(tài)，氧化態(tài)的化和Pd催化氮氧化合物還原的活性較 低，鋪鉛粉的復(fù)合儲(chǔ)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， 有利于大分子化合物向催化劑顆粒內(nèi)部擴(kuò)散，高比表面積有利于活性金屬的分散，提高催 化劑的反應(yīng)性能。助催化劑的加入硝酸（純硝酸），形成催化劑與氧化產(chǎn)物之間的硝酸根的 動(dòng)態(tài)平衡。助催化劑之間的比例也可W形成催化組分之間的動(dòng)態(tài)平衡，儲(chǔ)氧材料之間相互 補(bǔ)充，提高助催化劑整體對(duì)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(shù)較少，濃硝酸的還原產(chǎn)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(fā)明提供的應(yīng)用于前級(jí)H元催化器的催化劑，針對(duì)于H元催化器的前級(jí)，對(duì)汽 車?yán)鋯?dòng)時(shí)產(chǎn)生的尾氣具有優(yōu)秀的凈化效果。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所 描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā) 明保護(hù)的范圍。
[0021] 實(shí)施例1應(yīng)用于前級(jí)H元催化器的催化劑
[0022] 應(yīng)用于前級(jí)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(cuò)組成，硝酸把和硝酸錯(cuò)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)。采用的硝酸為純硝酸（發(fā)煙硝酸），如默克公司 (Merck公司）的發(fā)煙硝酸。
[0024] 催化劑制作過程如下：首先將助催化劑的料漿涂覆于載體上，并于40(TC?60(TC 溫度下賠燒1?5小時(shí)，完成第一步涂覆的制備；隨后，將貴金屬的硝酸錯(cuò)和硝酸把的料漿 涂覆于上述完成第一步涂覆的載體上，在40(TC?60(TC賠燒1?5小時(shí)，完成最終制備。
[0025] 實(shí)施例2應(yīng)用于前級(jí)H元催化器的催化劑
[0026] 應(yīng)用于前級(jí)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(cuò)組成，硝酸把和硝酸錯(cuò)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] 催化劑制作過程如下：后級(jí)H元催化劑進(jìn)行制備時(shí)，選用本領(lǐng)域常規(guī)選用的制備 方法；首先將助催化劑的料漿涂覆于載體上，并于40(TC?60(TC溫度下賠燒1?5小時(shí)，完 成第一步涂覆的制備；隨后，將貴金屬的硝酸錯(cuò)和硝酸把的料漿涂覆于上述完成第一步涂 覆的載體上，在40(TC?60(TC賠燒1?5小時(shí)，完成最終制備；載體采用蜂窩狀載體，蜂窩 狀載體的目數(shù)為600目，載體規(guī)格為85*74. 5。
[0028] 將實(shí)施例1和實(shí)施例2中所得到的催化劑樣品應(yīng)用于華泰汽車公司的整車排放測(cè) 試，整車排放測(cè)試按照ECE和抓DC循環(huán)進(jìn)行，測(cè)試車輛發(fā)動(dòng)機(jī)排量為1.化，尤其是冷啟動(dòng)階 段；排放測(cè)試結(jié)果如表1所示。
[0029] 表 1 :
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種應(yīng)用于前級(jí)三元催化器的催化劑，包括載體和活性材料，其特征是：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(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于前級(jí)三元催化器的催化劑，其特征是：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(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于前級(jí)三元催化器的催化劑，其特征是：所述的 載體為蜂窩狀載體。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種應(yīng)用于前級(jí)三元催化器的催化劑，其特征是：所述的蜂窩 狀載體為600目載體。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種應(yīng)用于前級(jí)三元催化器的催化劑，其特征是：所述的載體 規(guī)格為85*74. 5。
【文檔編號(hào)】B01D53/94GK104437487SQ201410604351
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】寇超, 雷鵬輝, 朱晟斌, 傅偉輝, 郎開強(qiáng), 汪方毅, 潘金金, 鄭璐, 萬(wàn)曉燕 申請(qǐng)人:金華歐侖催化科技有限公司