一種用于汽車尾氣凈化的三效催化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于汽車尾氣凈化的三效催化劑及其制備方法，屬于大氣污染治理和環(huán)保催化材料領(lǐng)域。催化劑是以堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷為載體，以γ-Al2O3和稀土復(fù)合氧化物（Ce-Zr-M-Ox）的混合物涂層為助催化劑，以過渡金屬Co、Ni和貴金屬Pd、Rh為催化活性組分。采用溶膠法在預(yù)處理好的載體上涂覆助催化劑涂層，再用等量浸漬法，將涂覆助催化劑涂層的載體浸漬到活性組分的前軀體復(fù)合溶液中，經(jīng)干燥、焙燒制得催化劑。本發(fā)明三效催化劑貴金屬含量低，過渡金屬Co、Ni與貴金屬具有很好地協(xié)同催化作用，表現(xiàn)出很高的三效催化活性和優(yōu)良的低溫起燃性能，可以有效地脫除汽車尾氣中一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔?，且催化劑制備工藝簡單?br> 【專利說明】一種用于汽車尾氣凈化的三效催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于汽車尾氣凈化的三效催化劑及其制備方法，屬于大氣污染治理和環(huán)保催化材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車起動后，由于燃油燃燒不完全或高溫，致使排放的尾氣中含有大量的CO、HC、NOx等對人體十分有害的物質(zhì)，尤其在大中城市，這些有害物質(zhì)彌散在城市地表大氣中，難以有效分散，使大氣環(huán)境質(zhì)量日益惡化，嚴(yán)重危害人類的身體健康。減少汽車尾氣中一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和碳?xì)浠衔?HC)等污染物最有效的措施是安裝機(jī)外汽車尾氣催化凈化器，其中最關(guān)鍵的技術(shù)是三效催化劑的制備。常用的三效催化劑主要由載體、助催化劑涂層和貴金屬組成。載體一般為堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷。助催化劑涂層的主要成分為活性氧化鋁(Y-Al2O3)和一些鈰基復(fù)合氧化物，如鈰鋯復(fù)合氧化物(CeO2-ZrO2)等。助催化劑涂層涂覆在載體表面，其作用是提供大的比表面來擔(dān)載貴金屬或其他催化活性組分。鈰基復(fù)合氧化物的另一個重要作用是利用Ce37Ce4+的相互轉(zhuǎn)化而儲存/釋放氧，調(diào)節(jié)汽車尾氣的氧化/還原比，使CO，HC和NOx同時達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率。
[0003]目前，國內(nèi)外市場上用于汽車尾氣凈化的商品催化劑均為貴金屬型(如US5157007, UK1499051等)，價格較昂貴，而且由于汽車尾氣凈化催化劑的大量使用，世界貴金屬產(chǎn)量的大部分已用于汽車尾氣凈化催化劑，而在世界范圍內(nèi)，Pt，Pd，Rh等貴金屬的儲量極少并主要分布在南非和俄羅斯等少數(shù)國家；另外，國內(nèi)曾開發(fā)出多種非貴金屬及稀土復(fù)合氧化物催化劑(如CN85102282A，CN86103200A等)，價格低，但由于起燃溫度較高，NOx轉(zhuǎn)化率較低等原因，市場應(yīng)用受到限制。從科學(xué)的角度看，還沒有其他元素能夠完全取代貴金屬作為汽車尾氣凈化催化劑的活性組分，還得使用貴金屬。從凈化汽車尾氣的角度，需要高性能汽車尾氣凈化催化劑。從貴金屬資源的儲量和價格的角度，需要用更低量的貴金屬作為汽車尾氣凈化催化劑的活性組分以減少貴金屬資源的消耗和降低催化劑的成本。因此，發(fā)展高性能低貴金屬含量催化劑是迫切需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的彌補現(xiàn)有催化劑的缺點，提供一種制備工藝簡單，貴金屬含量低，具有很好的三效催化活性和優(yōu)良的低溫起燃性能的用于汽車尾氣凈化的三效催化劑。本發(fā)明的另一目的是提供上述催化劑的制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種用于汽車尾氣凈化的三效催化劑，其特征在于所述催化劑是以堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷為載體，以Ce-Zr-M-Ox稀土復(fù)合氧化物和Y -Al2O3的混合物涂層為助催化劑，以貴金屬Pd、Rh和過渡金屬Co、Ni為催化活性組分；其中以載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，助催化劑質(zhì)量百分含量為8%?14%，催化活性組分的質(zhì)量百分含量為2.1%?4.4% ;助催化劑涂層中Y-Al2O3與Ce-Zr-M-Ox稀土復(fù)合氧化物的質(zhì)量比為1: (0.5?1.38)，稀土復(fù)合氧化物中金屬M是Pr、Nd中的一種或兩種，且Ce、Zr與M的元素摩爾比為1: (0.33?3): (0.01?0.2);活性組分中貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1: (10?20);其中，貴金屬Rh與Pd元素摩爾比為1: (4.5?11),過渡金屬Co與Ni元素摩爾比為1: (I?5)。
[0006]本發(fā)明還提供了上述的三效催化劑的制備方法，其具體步驟為:
[0007](I)載體的預(yù)處理
[0008]將堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體放入酸溶液中進(jìn)行表面改性處理，置于電阻爐上加熱至沸騰，冷卻后用水洗滌表層及孔洞中殘余的酸液，放入烘箱中烘干備用；
[0009](2)助催化劑涂層的制備
[0010]采用溶膠法制備助催化劑涂層，以Y -Al2O3、去離子水、Ce-Zr-M-Ox稀土復(fù)合氧化物的質(zhì)量比為1:(10.63?11.88):(0.5?1.38)，分別稱取可溶性鈰鹽、鋯鹽、M鹽、去離子水和擬薄水鋁石，邊攪拌邊加硝酸調(diào)節(jié)PH=I?2后，50?70°C水浴加熱攪拌使之成為膠體；置放后，將步驟(I)處理后的堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體浸潰膠體中，取出吹掃去除孔道多余溶膠、烘干，重復(fù)浸潰烘干使得助催化劑涂層質(zhì)量為載體質(zhì)量的8%?14%，再放入馬弗爐中500?600°C焙燒I?4h ;
[0011 ] (3)催化活性組分前驅(qū)體的制備
[0012]按照催化活性組分的質(zhì)量為載體質(zhì)量的2.1%?4.4%，且貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1: (10?20),其中貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1: (4.5?11),過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1: (I?5)，分別稱取可溶性鈀鹽、銠鹽及鈷鹽、鎳鹽溶解于去離子水中(一般去離子水的體積等于載體總孔體積)，攪拌使之完全溶解；
[0013](4)活性組分的負(fù)載
[0014]采用等量浸潰法，將步驟(2)得到的有助催化劑涂層的載體浸潰在步驟(3)制得的溶液中，靜置20?60min，60?120°C干燥2?4h，再放入馬弗爐中450?600°C焙燒2?4h，冷卻后即制得三效催化劑。
[0015]優(yōu)選步驟(I)中所述的酸溶液為硝酸溶液、硫酸溶液、鹽酸溶液、醋酸溶液中的一種；酸溶液的質(zhì)量百分濃度為5%?10%。
[0016]優(yōu)選步驟(2)中所述鈰鹽為硝酸鈰、氯化鈰、或醋酸鈰；鋯鹽為硝酸鋯、氧氯化鋯或醋酸鋯；M鹽為硝酸鹽、氯化鹽或醋酸鹽。
[0017]優(yōu)選步驟(3)中所述鈀鹽為氯化鈀或硝酸鈀；銠鹽為氯化銠或硝酸銠；鈷鹽為硝酸鈷、氯化鈷或醋酸鈷；鎳鹽為硝酸鎳、氯化鎳或醋酸鎳。
[0018]有益效果:
[0019]商用三效催化劑貴金屬含量1.7g/L?2.6g/L,本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,貴金屬含量低至0.5g/L?2.0g/L(負(fù)載量0.1%?0.4%)的情況下，具有很好的三效催化活性和優(yōu)良的低溫起燃性能:C0、C3H8、N0x的起燃溫度分別為150?2000C >270?300°C >310?350°C,完全轉(zhuǎn)化溫度分別為:190?210°C、320?350°C、370?400°C。三效催化劑制備工藝過程簡單，制備成本低。
[0020]本發(fā)明利用過渡金屬存在多種氧化狀態(tài)，具有活潑的氧化還原性能，與載體以及低含量的貴金屬間的強(qiáng)相互作用，可明顯促進(jìn)催化劑的三效性能，助劑也起增強(qiáng)催化活性的作用。整個催化劑能高效還原NOx為N2，氧化CO和HC為CO2和H2O,從而起到凈化汽車尾氣的作用。整個催化劑是一個協(xié)調(diào)的，高效的整體?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0021]圖1為實施例1所制備的三效催化劑的三效催化活性曲線。
【具體實施方式】
[0022]下面通過一些實施實例以堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷為載體，對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0023]實施例1
[0024]以堇青石載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，助催化劑涂層質(zhì)量百分含量為12%，催化活性組分的質(zhì)量百分含量為3.3%。催化活性組分中貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1:10，貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1:10,過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1:2 ;助催化劑涂層中Y-Al2O3與稀土復(fù)合氧化物(Ce-Zr-M-Ox)的質(zhì)量比為1: 0.75，其中，稀土復(fù)合氧化物中金屬M為Pr，且Ce/Zr/M的元素摩爾比為1:0.33:0.0l0
[0025](I)載體的預(yù)處理
[0026]將堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體放入質(zhì)量百分含量為8%的HNO3溶液中進(jìn)行表面改性處理，置于電阻爐上加熱至沸騰，冷卻后用水洗滌表層及孔洞中殘余的酸液，放入烘箱中烘干備用;
[0027](2)助催化劑涂層的制備
[0028]采用溶膠法制備助催化劑涂層，以Y-Al2O3、去離子水、稀土復(fù)合氧化物(Ce-Zr-M-Ox)質(zhì)量比為1:11.12:0.75，分別稱取硝酸鈰、氧氯化鋯、硝酸鐠、去離子水和擬薄水鋁石，邊攪拌邊加硝酸調(diào)節(jié)PH=I后，60°C水浴加熱攪拌使之成為膠體；置放后，將步驟
(I)處理后的堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體浸潰膠體中，取出吹掃去除孔道多余溶膠、烘干，重復(fù)浸潰烘干3次后，再放入馬弗爐中600°C焙燒2h ；
[0029](3)催化活性組分前驅(qū)體的制備
[0030]按照催化活性組分的質(zhì)量百分含量3.3% (以堇青石載體質(zhì)量為基準(zhǔn))，且貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1:10,其中貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1:10,過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1:2，分別稱取硝酸鈀、硝酸銠、硝酸鈷、硝酸鎳溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌使之完全溶解；
[0031](4)活性組分的負(fù)載
[0032]采用等體積浸潰法，將步驟(2)得到的有助催化劑涂層的載體浸潰在步驟(3)得到的溶液中，靜置60min，90°C干燥3h，再放入馬弗爐中600°C焙燒2h，自然冷卻后即完成三效催化劑的制備；
[0033](5)催化劑的活性評價
[0034]取3.6mL催化劑小樣裝入催化劑性能評價反應(yīng)裝置中，通入模擬氣進(jìn)行活性評價。模擬氣的組成為:C0 (0.7%) ,C3H8 (IOOOppm) ,NO (IOOOppm), O2 (0.8%)其余為 N2。氣體的體積空速為4000(?-1,檢測不同溫度下反應(yīng)前后尾氣中的CO、C3H8, NO的含量。催化劑在不同溫度點對C0、C3H8、N0x的轉(zhuǎn)化率曲線如圖1所示，C0、C3H8、N0x的起燃溫度分別為155°C、270°C、310°C，完全轉(zhuǎn)化溫度分別為:190°C、320°C、370°C。
[0035]實施例2
[0036]以堇青石載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，助催化劑涂層質(zhì)量百分含量為8%，催化活性組分的質(zhì)量百分含量為4.4%。催化活性組分中貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1:10，貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1:11，過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1:2 ;助催化劑涂層中Y-Al2O3與稀土復(fù)合氧化物(Ce-Zr-M-Ox)的質(zhì)量比為1:0.5，其中，稀土復(fù)合氧化物中金屬M為Pr，且Ce/Zr/M的元素摩爾比為1:3:0.2。
[0037](I)載體的預(yù)處理
[0038]將堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體放入質(zhì)量百分含量為10%的HCl溶液中進(jìn)行表面改性處理，置于電阻爐上加熱至沸騰，冷卻后用水洗滌表層及孔洞中殘余的酸液，放入烘箱中烘干備用。
[0039](2)助催化劑涂層的制備
[0040]采用溶膠法制備助催化劑涂層，以Y-Al2O3、去離子水、稀土復(fù)合氧化物(Ce-Zr-M-Ox)質(zhì)量比為1:11.88:0.5,分別稱取硝酸鋪、氧氯化錯、硝酸鐠、去離子水和擬薄水鋁石，邊攪拌邊加硝酸調(diào)節(jié)PH=I后，70°C水浴加熱攪拌使之成為膠體；置放后，將步驟
(I)處理后的堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體浸潰膠體中，取出吹掃去除孔道多余溶膠、烘干，重復(fù)浸潰烘干2次后，再放入馬弗爐中500°C焙燒4h ；
[0041](3)催化活性組分前驅(qū)體的制備
[0042]按照催化活性組分的質(zhì)量百分含量4.4% (以堇青石質(zhì)量為基準(zhǔn))，且貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1:10,其中貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1:11,過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1:2，分別稱取硝酸鈀、硝酸銠、硝酸鈷、硝酸鎳溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌使之完全溶解；
[0043](4)活性組分的負(fù)載
[0044]采用等體積浸潰法，將步驟(2)得到的有助催化劑涂層的載體浸潰在步驟(3)得到的溶液中，靜置20min，60 V干燥4h，再放入馬弗爐中450 V焙燒4h，自然冷卻后即完成三效催化劑的制備；
[0045](5)催化劑的活性評價
[0046]按實施案例I的評價方法，COX3H8 NOx的起燃溫度分別為180°C、280°C、330°C，完全轉(zhuǎn)化溫度分別為:200 V、340 V、390 V。
[0047]實施例3
[0048]以堇青石載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，助催化劑涂層質(zhì)量百分含量為14%，催化活性組分的質(zhì)量百分含量為2.1%。催化活性組分中貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1:20，貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1:4.5,過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1:1 ;助催化劑涂層中Y-Al2O3與稀土復(fù)合氧化物(Ce-Zr-M-Ox)的質(zhì)量比為1: 1.38，其中，稀土復(fù)合氧化物中金屬M為Nd，且Ce/Zr/M的元素摩爾比為1:0.66:0.05。
[0049](I)載體的預(yù)處理
[0050]將堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體放入質(zhì)量百分含量為5%的H2SO4溶液中進(jìn)行表面改性處理，置于電阻爐上加熱至沸騰，冷卻后用水洗滌表層及孔洞中殘余的酸液，放入烘箱中烘干備用；
[0051](2)助催化劑涂層的制備
[0052]采用溶膠法制備助催化劑涂層，以Y-Al2O3、去離子水、稀土復(fù)合氧化物(Ce-Zr-M-Ox)質(zhì)量比為1:10.63:1.38，分別稱取硝酸鈰、氧氯化鋯、硝酸釹、去離子水和擬薄水鋁石，邊攪拌邊加硝酸調(diào)節(jié)PH=2后，50°C水浴加熱攪拌使之成為膠體；置放后，將步驟(I)處理后的堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體浸潰膠體中，取出吹掃去除孔道多余溶膠、烘干，重復(fù)浸潰烘干3次后，再放入馬弗爐中550°C焙燒3h;
[0053](3)催化活性組分前驅(qū)體的制備
[0054]按照催化活性組分的質(zhì)量百分含量2.1% (以堇青石質(zhì)量為基準(zhǔn))，且貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1:20,其中貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1:4.5,過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1: 1，分別稱取硝酸鈀、硝酸銠、硝酸鈷、硝酸鎳溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌使之完全溶解；
[0055](4)活性組分的負(fù)載
[0056]采用等體積浸潰法，將步驟(2)得到的有助催化劑涂層的載體浸潰在步驟(3)得到的溶液中，靜置30min，120°C干燥2h，再放入馬弗爐中500°C焙燒3h，自然冷卻后即完成三效催化劑的制備；
[0057](5)催化劑的活性評價
[0058]按實施案例I的評價方法，COX3H8-NOx的起燃溫度分別為200°C、300°C、350°C，完全轉(zhuǎn)化溫度分別為:210°C、350°C、400°C。
[0059]實施例4 :
[0060]以堇青石載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，助催化劑涂層質(zhì)量百分含量為12%，催化活性組分的質(zhì)量百分含量為3.3%。催化活性組分中貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1:10，貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1:11，過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1:2 ;助催化劑涂層中Y-Al2O3與稀土復(fù)合氧化物(Ce-Zr-M-Ox)的質(zhì)量比為1: 0.5，其中，稀土復(fù)合氧化物中金屬M為Nd和Pr，且Ce/Zr/Pr/Nd的元素摩爾比為1:3:0.1: 0.1。
[0061](I)載體的預(yù)處理
[0062]將堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體放入質(zhì)量百分含量為8%的CH3COOH溶液中進(jìn)行表面改性處理，置于電阻爐上加熱至沸騰，冷卻后用水洗滌表層及孔洞中殘余的酸液，放入烘箱中烘干備用；
[0063](2)助催化劑涂層的制備
[0064]采用溶膠法制備助催化劑涂層，以Y-Al2O3、去離子水、稀土復(fù)合氧化物(Ce-Zr-M-Ox)質(zhì)量比為1:10.63:0.5，分別稱取氯化鈰、硝酸鋯、氯化鐠、氯化釹、去離子水和擬薄水鋁石，邊攪拌邊加硝酸調(diào)節(jié)PH=I后，60°C水浴加熱攪拌使之成為膠體；置放后，將步驟(I)處理后的堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體浸潰膠體中，取出吹掃去除孔道多余溶膠、烘干，重復(fù)浸潰烘干3次后，再放入馬弗爐中550°C焙燒4h ；
[0065](3)催化活性組分前驅(qū)體的制備
[0066]按照催化活性組分的質(zhì)量百分含量3.3% (以堇青石載體質(zhì)量為基準(zhǔn))，且貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1:10,其中貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1:11,過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1:2，分別稱取氯化鈀、氯化銠、氯化鈷、氯化鎳溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌使之完全溶解；
[0067](4)活性組分的負(fù)載
[0068]采用等體積浸潰法，將步驟(2)得到的有助催化劑涂層的載體浸潰在步驟(3)得到的溶液中，靜置40min，90°C干燥3h，再放入馬弗爐中550°C焙燒2h，自然冷卻后即完成三效催化劑的制備；[0069](5)催化劑的活性評價
[0070]按實施案例I的評價方法，COX3H8 NOx的起燃溫度分別為165°C、270°C、320°C，完全轉(zhuǎn)化溫度分別為:200°C、330°C、390V。
[0071]實施例5:
[0072]以堇青石載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，助催化劑涂層質(zhì)量百分含量為12%，催化活性組分的質(zhì)量百分含量為3.3%。催化活性組分中貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1:15。貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1:8,過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1:5 ;助催化劑涂層中Y-Al2O3與稀土復(fù)合氧化物(Ce-Zr-M-Ox)的質(zhì)量比為1: 1.38，其中，稀土復(fù)合氧化物中金屬M為Nd，且Ce/Zr/M的元素摩爾比為1:3:0.01。
[0073](I)載體的預(yù)處理
[0074]將堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體放入質(zhì)量百分含量為10%的HNO3溶液中進(jìn)行表面改性處理，置于電阻爐上加熱至沸騰，冷卻后用水洗滌表層及孔洞中殘余的酸液，放入烘箱中烘干備用;
[0075](2)助催化劑涂層的制備
[0076]采用溶膠法制備助催化劑涂層，以Y-Al2O3、去離子水、稀土復(fù)合氧化物(Ce-Zr-M-Ox)質(zhì)量比為1:11.88:1.38，分別稱取醋酸鈰、醋酸鋯、醋酸釹、去離子水和擬薄水鋁石，邊攪拌邊加硝酸調(diào)節(jié)PH=L 5后，60°C水浴加熱攪拌使之成為膠體；置放后，將步驟
(I)處理后的堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體浸潰膠體中，取出吹掃去除孔道多余溶膠、烘干，重復(fù)浸潰烘干3次后，再放入馬弗爐中600°C焙燒Ih ；
[0077](3)催化活性組分前驅(qū)體的制備
[0078]按照催化活性組分的質(zhì)量百分含量3.3% (以堇青石載體質(zhì)量為基準(zhǔn))，且貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1:10,其中貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1:11,過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1:2，分別稱取硝酸鈀、硝酸銠、醋酸鈷、醋酸鎳溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌使之完全溶解；
[0079](4)活性組分的負(fù)載
[0080]采用等體積浸潰法，將步驟(2)得到的有助催化劑涂層的載體浸潰在步驟(3)得到的溶液中，靜置60min，90°C干燥3h，再放入馬弗爐中600°C焙燒2h，自然冷卻后即完成三效催化劑的制備；
[0081](5)催化劑的活性評價
[0082]按實施案例I的評價方法，COX3H8 NOx的起燃溫度分別為150°C、290°C、340°C，完全轉(zhuǎn)化溫度分別為:210°C、350°C、390°C。
【權(quán)利要求】
1.一種用于汽車尾氣凈化的三效催化劑，其特征在于所述催化劑是以堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷為載體，以Ce-Zr-M-Ox稀土復(fù)合氧化物和Y -Al2O3的混合物涂層為助催化劑，以貴金屬Pd、Rh和過渡金屬Co、Ni為催化活性組分；其中以載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，助催化劑質(zhì)量百分含量為8%?14%，催化活性組分的質(zhì)量百分含量為2.1%?4.4% ;助催化劑涂層中Y -Al2O3與Ce-Zr-M-Ox稀土復(fù)合氧化物的質(zhì)量比為1: (0.5?1.38)，稀土復(fù)合氧化物中金屬M是Pr、Nd中的一種或兩種，且Ce、Zr與M的元素摩爾比為1: (0.33?3): (0.01?0.2);活性組分中貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1: (10?20);其中，貴金屬Rh與Pd元素摩爾比為1: (4.5?11)，過渡金屬Co與Ni元素摩爾比為1: (I?5)。
2.一種制備如權(quán)利要求1所述的三效催化劑的方法，其具體步驟為:(1)載體的預(yù)處理將堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體放入酸溶液中進(jìn)行表面改性處理，置于電阻爐上加熱至沸騰，冷卻后用水洗滌表層及孔洞中殘余的酸液，放入烘箱中烘干備用；(2)助催化劑涂層的制備采用溶膠法制備助催化劑涂層，以Y-Al2O3、去離子水、Ce-Zr-M-Ox稀土復(fù)合氧化物的質(zhì)量比為1:(10.63?11.88):(0.5?1.38)，分別稱取可溶性鈰鹽、鋯鹽、M鹽、去離子水和擬薄水鋁石，邊攪拌邊加硝酸調(diào)節(jié)PH=I?2后，50?70°C水浴加熱攪拌使之成為膠體；置放后，將步驟(I)處理后的堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體浸潰膠體中，取出吹掃去除孔道多余溶膠、烘干，重復(fù)浸潰烘干使得助催化劑涂層質(zhì)量為載體質(zhì)量的8%?14%，再放入馬弗爐中500?600°C焙燒I?4h ;(3)催化活性組分前驅(qū)體的制備按照催化活性組分的質(zhì)量為載體質(zhì)量的2.1%?4.4%，且貴金屬與過渡金屬質(zhì)量比為1: (10?20),其中貴金屬Rh/Pd元素摩爾比為1: (4.5?11),過渡金屬Co/Ni元素摩爾比為1: (I?5)，分別稱取可溶性鈀鹽、銠鹽及鈷鹽、鎳鹽溶解于去離子水中，攪拌使之完全溶解；(4)活性組分的負(fù)載采用等量浸潰法，將步驟(2)得到的有助催化劑涂層的載體浸潰在步驟(3)制得的溶液中，靜置20?60min，60?120°C干燥2?4h，再放入馬弗爐中450?600°C焙燒2?4h，冷卻后即制得三效催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:步驟(I)中所述的酸溶液為硝酸溶液、硫酸溶液、鹽酸溶液、醋酸溶液中的一種；酸溶液的質(zhì)量百分濃度為5%?10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:步驟(2)中所述鈰鹽為硝酸鈰、氯化鈰、或醋酸鈰；鋯鹽為硝酸鋯、氧氯化鋯或醋酸鋯；M鹽為硝酸鹽、氯化鹽或醋酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:步驟(3)中所述鈀鹽為氯化鈀或硝酸鈀；銠鹽為氯化銠或硝酸銠；鈷鹽為硝酸鈷、氯化鈷或醋酸鈷；鎳鹽為硝酸鎳、氯化鎳或醋酸鎳。
【文檔編號】B01J23/89GK103433057SQ201310358641
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】祝社民, 王玉云, 沈岳松, 沈樹寶 申請人:南京工業(yè)大學(xué)