[发明专利]一种用于摩托车尾气净化的储氧材料

说明书

技术领域

本发明属于摩托车尾气催化技术领域，特别涉及一种用于摩托车尾气净化的储氧材料。

背景技术

目前，社会可持续发展的观念已日益深入人心，人们对环境，特别是对大气污染的治理日益重视。而摩托车尾气排放是造成大气污染的主要来源之一，摩托车造成的环境污染问题日益成为影响环境质量和制约摩托车行业健康发展的重要因素，已引起世界各国的高度重视。许多国家都制定有摩托车尾气排放标准并日趋严格，要求所有的摩托车排放尾气都须达到要求的标准。中国从2008年7月1日起实施《摩托车污染物排放限值及测量方法(工况法，中国第Ⅲ阶段)》等三项国家污染物排放标准。新排放标准不仅大幅度提高了对摩托车和轻便摩托车污染物排放控制水平的要求(污染物排放限值比原标准降低50％以上)，而且首次提出了控制燃油蒸发的要求，并规定了排放限值。近些年来，各个国家都投入大量的人力、资金和技术对摩托车排气污染进行治理，最大限度的减少摩托车排气污染。三元催化净化器已经成为控制机动车排放污染的最主要的关键技术，它可以使摩托车排放中的三种有害气体CO、HC、NO_x同时大幅度降低，摩托车尾气净化催化剂作为环保用催化剂正得到日益广泛的应用。

众所周知，在机动车尾气净化过程中，为了更好的转化一氧化碳(CO)、未完全燃烧的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NO_x)等主要有害物质，采用了在催化剂中添加储氧组分如氧化铈、铈锆固溶体等储氧材料，通过氧化铈CeO₂中铈的四价与三价(Ce⁴⁺/Ce³⁺)之间的氧化还原循环，使尾气中氧化剂和还原剂的比维持在一定的化学计量比，从而使污染物达到最佳的转化率。

欧洲专利EP0337809B1公开了一种铈锆复合氧化物的储氧材料，采用浸渍法制备，即通过氧化锆颗粒浸于铈盐溶液中将铈浸渍在氧化锆颗粒上，以氧化铈稳定氧化锆。浸渍后经干燥煅烧至X射线衍射不再呈现氧化铈的晶体峰。氧化铈在该复合氧化物中的重量为10～50wt.％。该复合氧化物在空气中经900℃煅烧10小时后，根据其x射线衍射图仅表现出四方晶相的氧化锆峰，可知，该复合氧化物中的氧化铈以氧化锆的四方晶相固溶体形式存在。

中国专利98108256.4公开了一种高热稳定性储氧材料，它含有5～60wt.％的氧化铈，0.1～10wt.％的氧化镨、氧化镧、氧化钇及氧化铷中的一种或几种作为稳定剂。通过孔体积浸渍法和均匀沉淀法将其涂载在大表面积活性氧化铝上。该材料在空气中经900℃煅烧10小时后，其比表面积一般为20m²/g，最大的比表面积也只有30m²/g，材料的比表面积小，而储氧材料作为载体或助剂在催化剂中，其储氧性能的发挥主要取决于储氧材料的比表面积，因此该储氧材料的储氧性能和织构性能均不够理想。

由于机动车尾气净化催化剂在高空速和高温条件下工作，这就需要储氧材料在高温下仍保持高比表面积和储氧量的稳定性。中国专利200610020111.4公开了一种低铈型储氧材料，储氧材料为复合氧化物，其主要组成包括氧化铈、氧化锆和助剂，助剂为选自氧化镧、氧化锶和氧化钇中的至少一种。储氧材料采用共沉淀法制备，经500～600℃煅烧，其比表面积可达120m²/g以上，储氧量在200℃不低于370μmol/g，经1000℃煅烧老化处理，仍具有大于60m²/g的比表面积，在200℃不低于200μmol/g储氧量，可用作汽车尾气净化催化剂的载体和助剂。

中国2008年7月1日起实施的《摩托车污染物排放限值及测量方法(工况法，中国第Ⅲ阶段)》国家标准中规定了冷车起动采样的检测要求，摩托车发动机HC排放中，70％-80％是在冷起动阶段产生的。为解决这个问题，对于密藕型催化净化器主要是采用先进的催化剂配方，降低催化剂起燃温度的办法来实现。而降低催化剂的起燃温度的主要措施之一是提高现有储氧材料的低温储氧性能。而现有的储氧材料的低温储氧性能是不能很好满足降低催化剂的起燃温度的要求。因此，研制兼有优良的储氧性能尤其是低温储氧性能和高热稳定性的实用型稀土储氧材料，对于推进新型储氧材料的开发以及商业化应用具有重要的意义。

发明内容

针对现有储氧材料的上述不足之处，本发明的目的是提供一种用于摩托车尾气净化的具有优良的储氧性能尤其是低温储氧性能和高热稳定性的储氧材料。