一種天然氣汽車尾氣處理催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于天然氣凈化催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，設 及一種適用于稀燃天然氣汽車尾氣處理的催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著能源和環(huán)境問題的日趨緊迫，為了保護環(huán)境、節(jié)約能源，人們對機動車尾氣的 排放控制提出更高的要求。中國2013年1月1日開始執(zhí)行天然氣發(fā)動機國五排放標準。我 國天然氣較為豐富，很多城市公交車和出租車均使用天然氣作為燃料，加上天然氣作為一 種發(fā)展能源，將來也會大量應用于機動車燃料中。因此，加強后處理技術(shù)研究控制天然氣車 尾氣排放勢在必行，作為后處理技術(shù)中的核屯、部件催化劑顯得尤為重要。相對于汽油車，天 然氣車催化劑技術(shù)發(fā)展處于發(fā)展中，近幾年由于能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，天然氣車催化劑技術(shù)發(fā) 展。
[0003] 中國專利（CN200810225539. 1)采用將催化材料球磨至一定粒度，浸潰貴金屬，烘 干、賠燒后得到粉末，然后球磨制漿。將漿料涂覆于陶瓷蜂窩載體上，經(jīng)烘干、賠燒后得到催 化劑。該催化劑制備方法簡單，屬于單層涂覆，隨著排放標準的加嚴，難于滿足排放法規(guī)要 求。
[0004] 中國專利狂L201310110465.8)公開了一種高性能稀燃型天然氣車用催化劑的制 備方法，W堇青石蜂窩陶瓷為載體，W活性氧化侶和各類鹽助劑為涂層，W貴金屬Pt&Pd為 催化劑活性組分，通過改變涂層配方和涂覆工藝制備一種高效催化氧化甲燒的催化劑。其 取各類鹽助劑溶于去離子水中，加入一定比例的活性氧化侶，攬拌球磨，控制漿液參數(shù)后即 制得涂覆漿料，根據(jù)Pt、Pd金屬不同的負載方法將貴金屬鹽分批次加入到漿料中，攬拌均 勻后將堇青石蜂窩陶瓷載體浸潰于漿料中，干燥后高溫賠燒即得到該催化劑。 陽0化]中國專利狂L201210466258. 1)公開了一種整體式催化劑，由載體和涂層組成；所 述涂層為雙層結(jié)構(gòu)，其中第一層由氧化侶和助劑直接涂覆在載體上；第二層由氧化侶、助劑 和介孔材料涂覆在第一層涂層上，所述介孔材料由一種或幾種介孔特征催化劑組成。上述 催化劑為非貴金屬催化劑，催化劑性能較低，難于滿足越來越嚴的排放標準要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了一種適用于稀燃天然氣車尾氣處理的催化劑 及其制備方法。本發(fā)明與傳統(tǒng)CNG催化劑制備的方法不同點在于采用分層涂層，第一層采 用儀、鉆改性的氧化侶涂層，第二層采用姉、錯、銅等改性的氧化侶負載貴金屬涂層，本發(fā)明 獲得了一種性能優(yōu)異的稀燃CNG催化劑。
[0007] 本發(fā)明通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0008] 本發(fā)明首先提供了一種天然氣汽車尾氣處理催化劑，所述催化劑由載體和涂覆在 載體上的催化劑涂層組成，其特征在于：所述涂層為依次涂覆的A涂層和B涂層兩層催化劑 涂層；A涂層是儀、鉆改性的氧化侶涂層，B涂層是姉、錯、銅改性的氧化侶負載貴金屬涂層。
[0009] 所述涂層A由Ni、Co中的一種或兩種負載于丫-Al2〇3組成，其中Ni的重量百分比 負載量為1 %~20%，Co的重量百分比負載量為1 %~10% :當Ni與Co同時負載時，其重 量百分比負載總量《20%。
[0010] 所述涂層B由姉、錯、銅改性的丫-Al2〇3負載貴金屬組成，其中姉、錯、銅的重量百 分比用量為0~20%;涂層B中貴金屬為Pd或Pt-Pd，其中Pd或Pt-Pd的重量百分比用量 為1%~20%。
[0011] 所述涂層A的涂覆量為：30~lOOg^，涂層B的涂覆量為60~140g^。所述涂 覆量是指在每升載體中涂覆涂層A或涂層B干物質(zhì)的克數(shù)，例如：直徑為101. 6mm，高度為 123. 4mm的載體，體積為1升，對應的涂層涂覆量為30~lOOg^。
[0012] 所述載體是堇青石或金屬蜂窩載體。
[0013] 本發(fā)明還提供了上述催化劑的制備方法，包括W下步驟：
[0014] (1)、按照上述涂層A的催化劑組成，稱取相應的丫-Al2〇3粉；
[0015] (2)、按照上述涂層A催化劑組成稱取所需要的Ni、Co鹽，加入適量水，加水量為 (1)中材料吸水量的0. 9~1. 0倍，混合均勻；
[0016] (3)、將步驟（1)所得粉料加入步驟（2)的溶液中；迅速攬拌至均勻，放置時間> 1 小時，80°C真空干燥2小時，900°C般燒2小時，得到一種Ni、Co改性的氧化侶粉料；
[0017](4)、將步驟（3)所得的粉料與其它需要加入組分的混合物加入粘接劑，球磨均勻 等到涂層A的漿料;A涂層漿料涂覆于載體上，經(jīng)120°C干燥2小時，550°C般燒2小時，得到 A涂層催化劑。
[0018] 巧）、按照上述涂層B的催化劑組成，稱取相應的丫-Al2〇3粉；并按照步驟（2)的方 法配置所需要的Ce、Zr、La溶液。
[0019] 化）、將步驟（5)得到的丫-Al2〇3粉和溶液迅速攬拌均勻，放置時間> 1小時，80°c 真空干燥8小時，550°C般燒2小時，得到一種Ce、Zr、La改性的氧化侶粉料；
[0020] (7)、按照涂層B的要求稱取貴金屬Pd或Pd、Pt溶液，加入適量水，加水量為化） 中粉料吸水量的0. 9~1. 0倍，混合均勻。放置時間> 1小時，80°C真空干燥2小時，550°C 般燒2小時，得到涂層B的貴金屬粉料；
[0021] (8)、將步驟（7)所得的粉料與其它需要加入組分的混合物加入粘接劑，球磨均勻 等到涂層B的漿料；
[0022] 巧）、將涂層B的漿料涂覆于步驟（4)得到的含有涂層A催化劑上，經(jīng)120°C干燥2 小時，550°C般燒2小時，得所述催化劑。
[0023] 本發(fā)明在制備所述催化劑時，首先根據(jù)設計需要確定涂層A、涂層B的涂覆量及催 化劑貴金屬用量。根據(jù)設計需要確定涂層A的丫-Al2〇3、Co及Ni的用量，其中Co和Ni均 為可溶性鹽，如硝酸鹽鉆等。根據(jù)催化劑的貴金屬用量確定涂層B的改性氧化侶及貴金屬 用量。本發(fā)明催化劑在涂覆時，先涂覆A涂層，經(jīng)550°C賠燒穩(wěn)定后，再涂覆B涂層。其目的 是要讓貴金屬層與非貴金屬層分開，各自發(fā)揮催化作用。
[0024] 本發(fā)明的催化劑為雙涂層催化劑，其第一層為非貴金屬涂層，采用儀、鉆改性的氧 化侶涂層；其第二涂層為貴金屬涂層，采用姉、錯、錠等金屬改性的氧化侶負載貴金屬涂層。 本發(fā)明催化劑的優(yōu)點在于：第一涂層為非貴金屬涂層，成本低于貴金屬涂層，且能夠在高 溫、高氣體流速下，發(fā)揮催化作用，處理尾氣中的甲燒。第二涂層為貴金屬涂層，其涂層中貴 金屬濃度較高，能夠起到低溫起燃的作用。本發(fā)明的要點在于：第一涂層中儀、鉆的添加要 適量，且第一涂層與第二涂層的比例適當催化劑才能體現(xiàn)出較好的性能。
[00巧]本發(fā)明催化劑制備過程條件易控制，實用性強。采用非貴金屬活性組分Co和Ni作為A涂層（底層），B涂層涂覆于表面。在相同貴金屬用量條件下，該催化劑性能得到明 顯提升。實驗證明本發(fā)明催化劑性能優(yōu)異。
【附圖說明】
[0026] 圖1是不同負載量催化劑細4的活性數(shù)據(jù)；
[0027] 圖2是A、B層不同涂覆量催化劑邸4的活性數(shù)據(jù)。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明，【具體實施方式】是對本發(fā)明的進一步 說明，不W任何方式限制本發(fā)明，與本發(fā)明相同或類似技術(shù)均沒有超出本發(fā)明保護的范圍。
[0029] 比較例：
[0030] 涂覆量為180g^單涂層催化劑制備
[0031]分別稱取銷鹽溶液和鈕鹽溶液（含PtO. 2753g和Pdl. 3768g)，加入80g去離子水 中，攬拌均勻。將98. 35g丫-Al2〇3粉加入銷鈕溶液中，迅速攬拌均勻后放置1小時。然后 80°C真空干燥8小時，550°C般燒2小時，得到Pd-Pt/ 丫 -Al2〇3粉（為上黃色粉末）。上黃 色粉末中加入粘接劑，制備成漿液，涂覆在孔目數(shù)400cell/in2,體積2. 5ml堇青石陶瓷蜂窩 載體上，涂層干重上載量為：〇. 45g。干燥賠燒，即為貴金屬含量為80g/ft3的銷鈕催化劑。 陽03引實施例1 : 陽03引 A涂層為Ni/ 丫 -Al2〇3,涂覆量為40g/l;B涂層為140g^催化制備
[0034]稱取硝酸儀（含儀5g)，加入80g去離子水中，攬拌