汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層的制作方法
【專利說明】汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種汽車尾氣凈化催化劑，特別是涉及一種能同時處理汽車尾氣中的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物的三元催化劑。
[0003]
【背景技術】
[0004]汽車尾氣中含有許多有害物質，主要包括:汽油中未燃燒的碳氫化合物、不充分燃燒而產生的一氧化碳以及在高富氧條件下轉化成的氮氧化合物。減少汽車尾氣中有害物質的排放，是人類必須解決的重要課題。目前，控制汽車尾氣污染的最有效途徑是降低單車排放量，利用轉化裝置將其中有害成分轉化為無害氣體，現在最常用的凈化器是三元凈化器，在理論空燃比附近，同時轉化碳氫化合物、一氧化碳和氮氫化合物，而該技術的核心就是性能優異的汽車三元催化劑，通過在汽車排氣系統中安裝高催化性能的汽車催化劑，能夠凈化尾氣，從而減少對環境的污染。
[0005]—方面，排放法規的日益嚴格，要求三元催化劑具備更高的催化活性和抗熱老化耐久性能；另一方面，汽車市場競爭越來越激烈，成本壓力越來越大，然而制備三元催化劑的原材料、活性組分貴金屬等價格日益上漲，給三元催化劑企業帶來了很大的成本壓力，基于此，本發明的目的在于提供一種具有低溫起燃活性高、抗熱老化耐久性能好，成本較低的三元催化劑，能同時處理汽車尾氣中的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物。
[0006]
【發明內容】
[0007]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層，它與前段涂層配合構成三元催化劑，具有低溫起燃活性高、抗熱老化耐久性能好、成本較低的特點，能同時處理汽車尾氣中的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物。
[0008]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層，所述后段涂層負載在以堇青石蜂窩陶瓷為載體的后段，后段涂層含有活性氧化鋁和一種鈰鋯復合氧化物，鈀負載在活性氧化鋁上，銠負載在鈰鋯復合氧化物上。
[0009]優選地，以后段的涂層總量為基準，氧化鋁的含量為30_80wt%，鈰鋯復合氧化物的含量為30-70wt%。
[0010]優選地，貴金屬的負載方式為共沉淀法、溶膠-凝膠法、浸漬法中的一種，涂層的負載方式為涂敷或浸漬。
[0011 ]優選地，所述活性氧化鋁為γ氧化鋁。
[0012]優選地，所述氧化鋁中含有La、Ba、Sr、Mg的氧化物中的一種或幾種。
[0013]優選地，所述鈰鋯復合氧化物中含有Pr、Nd、La、Y、Sr的氧化物中的一種或幾種。
[0014]優選地，所述鈀為鈀的可溶性鹽，鈀的可溶性鹽為氯化鈀、硝酸鈀、二氯二氨鈀中的一種，所述銠為銠的可溶性鹽，銠的可溶性鹽為硝酸銠、氯化銠、氯銠酸鹽中的一種。
[0015]如上所述，本發明的汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層，具有以下有益效果:
1、與前段涂層配合組成完整的三元催化劑，該三元催化劑采用分段式單層結構，前段鈀含量比后段高，有利于提高催化劑的低溫起燃活性;將鈀與銠分別負載在不同的氧化物材料上，在一定程度上防止高溫空氣老化過程中形成Pd-Rh合金。
[0016]2、將Rh負載于鈰鋯復合氧化物上，避免高溫下Rh與氧化鋁發生相互作用降低催化活性，而且經過高溫老化后，鈰鋯復合氧化物的儲氧性能雖然略有下降，但是貴金屬卻能保持較好的催化性能。
[0017]3、由于Pd和Ce的相互作用降低了Pd的催化活性，而在高溫時CeO2的儲氧功能可以提高三元催化劑的活性，因此將Pd負載在活性氧化鋁上，可以加少量或不加儲氧材料。
[0018]4、本發明采用單層結構，相比雙層或多層催化劑，工藝簡單，降低了生產成本，而且，單層涂敷比雙層或多層涂敷，涂層厚度低，有利于降低排氣背壓，從而改善發動機性能以及降低油耗。
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【具體實施方式】
[0020]以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。
[0021]實施例1
前段涂層的制備:用含鈀2.5g/L的硝酸鈀溶液浸漬30g/L的氧化鋁和10g/L的鈰鋯復合氧化物，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%，該鈰鋯復合氧化物中含有La、Y，按重量份，其中Ce: Zr: La: Y=4:5:0.5:0.5。用含銠0.15g/L的硝酸銠溶液浸漬20g/L的鈰鋯復合氧化物，該鈰鋯復合氧化物中含有La、Y，按重量份，其中Ce: Zr: La: Y=2:7:0.5:0.5。將浸漬好的Pd負載材料與Rh負載材料混合球磨至粒徑為3μπι，制成前段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的前段，在 100°C 干燥 4h，500°C 焙燒 2h。
[0022]后段涂層的制備:用含鈀0.4g/L的硝酸鈀溶液浸漬40g//L的氧化鋁，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%。用含銠0.15g/L的硝酸銠溶液浸漬20g/L的鈰鋯復合氧化物，該鈰鋯復合氧化物中含有La、Y，按重量份，其中Ce: Zr: La: Y=3:6:0.5:0.5。將浸漬好的Pd負載材料與Rh負載材料混合球磨至粒徑為3μπι，制成后段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的后段，在100°C干燥4h，500°C焙燒2h ο制得催化劑I。
[0023]實施例2
前段涂層的制備:用含鈀2.8g/L的硝酸鈀溶液浸漬50g/L的氧化鋁，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%。用含銠0.lg/L的硝酸銠溶液浸漬2(^/1的鈰鋯復合氧化物，該鈰鋯復合氧化物中含有La、Nd，按重量份，其中Ce: Zr: La: Nd=2:7.35:0.15:0.5。將浸漬好的Pd負載材料與Rh負載材料混合球磨至粒徑為3μπι，制成前段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的前段，在100°C 干燥 4h，500°C 焙燒 2h。
[0024]后段涂層的制備:用含鈀0.5g/L的硝酸鈀溶液浸漬40g/L的氧化鋁，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%。用含銠0.lg/L的硝酸銠溶液浸漬SOg/!的鈰鋯復合氧化物，該鈰鋯復合氧化物中含有La、Nd，按重量份，其中Ce: Zr: La: Nd=3:6.3:0.2:0.5。將浸漬好的Pd負載材料與Rh負載材料混合球磨至粒徑為3μπι，制成后段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的后段，在100°C干燥4h，500°C焙燒2h ο制得催化劑2。
[0025]實施例3
前段涂層的制備:用含鈀2.2g/L的硝酸鈀溶液浸漬2(^/1的氧化鋁和5g/L的鈰鋯復合氧化物，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%，該鈰鋯復合氧化物中含有La、Y，按重量份，其中Ce: Zr: La: Y=3.5:5.5:0.5:0.5。用含銠0.18g/L的硝酸銠溶液浸漬15g//L的鈰鋯復合氧化物，該鈰鋯復合氧化物中含有La，按重量份，其中Ce: Zr: La=2.2:7.3:0.50將浸漬好的Pd負載材料與Rh負載材料混合球磨至粒徑為2μπι，制成前段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的前段，在110°C干燥4h，550°C焙燒2h。
[0026]后段涂層的制備:用含鈀0.3g/L的硝酸鈀溶液浸漬40g/L的氧化鋁，該氧化鋁中含有La，含量為3wt%。用含銠0.lg/L的硝酸銠溶液浸漬4(^/1的鈰鋯復合氧化物，該鈰鋯復合氧化物中含有Nd、Pr，按重量份，其中Ce: Zr: Nd: Pr=3:6:0.5:0.5。將浸漬好的Pd負載材料與Rh負載材料混合球磨至粒徑為3μπι，制成后段涂層漿料，將漿料涂敷在載體的后段，在110°C干燥4h，550°C焙燒2h。制得催化劑3。
[0027]將得到的催化劑1、催化劑2和催化劑3與現有的催化劑對比，本發明得到的三元催化劑低溫起燃活性高、抗熱老化耐久性能好、成本較低，能同時處理汽車尾氣中的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物。
[0028]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層，所述后段涂層負載在以堇青石蜂窩陶瓷為載體的后段，其特征在于:后段涂層含有活性氧化鋁和一種鈰鋯復合氧化物，鈀負載在活性氧化鋁上，銠負載在鈰鋯復合氧化物上。2.根據權利要求1所述的汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層，其特征在于:以后段的涂層總量為基準，氧化鋁的含量為30-80wt%，鈰鋯復合氧化物的含量為30-70wt%。3.根據權利要求1所述的汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層，其特征在于:貴金屬的負載方式為共沉淀法、溶膠-凝膠法、浸漬法中的一種，涂層的負載方式為涂敷或浸漬。4.根據權利要求1所述的汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層，其特征在于:所述活性氧化鋁為γ氧化鋁。5.根據權利要求1所述的汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層，其特征在于:所述氧化鋁中含有La、Ba、Sr、Mg的氧化物中的一種或幾種。6.根據權利要求1所述的汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層，其特征在于:所述鈰鋯復合氧化物中含有Pr、Nd、La、Y、Sr的氧化物中的一種或幾種。7.根據權利要求1所述的汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層，其特征在于:所述鈀為鈀的可溶性鹽，鈀的可溶性鹽為氯化鈀、硝酸鈀、二氯二氨鈀中的一種，所述銠為銠的可溶性鹽，銠的可溶性鹽為硝酸銠、氯化銠、氯銠酸鹽中的一種。
【專利摘要】本發明提供一種汽車尾氣凈化用三元催化劑的后段涂層，所述后段涂層負載在以堇青石蜂窩陶瓷為載體的后段，后段涂層含有活性氧化鋁和一種鈰鋯復合氧化物，鈀負載在活性氧化鋁上，銠負載在鈰鋯復合氧化物上。本發明的后段涂層與前段涂層配合構成三元催化劑，具有低溫起燃活性高、抗熱老化耐久性能好、成本較低的特點，能同時處理汽車尾氣中的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物。
【IPC分類】B01D53/72, B01J23/46, B01D53/94, B01D53/56, B01D53/62
【公開號】CN105536782
【申請號】CN201510935965
【發明人】周波
【申請人】重慶海特汽車排氣系統有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月15日