[发明专利]一种包含TiO2助剂的汽车催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含TiO₂助剂的汽车催化剂及其制备方法，具体说是它对汽车尾气中污染物质NO_X，HC和CO进行综合处理的催化剂及其合成技术。

背景技术

汽车已经成为我们日常生活中必不可少的部分。汽车在带给我们便利的同时，也产生了许多不良的副产物。尾气污染就是副产物之一，同时也是大气污染的主要来源之一。城市中大部分的NO_X、CO、HC和CO₂都是由汽车尾气制造的，CO₂更是造成大气污染和温室效应的主要原因之一。NO_X、CO、HC不但对人体造成损伤而且在一定的条件下产生蓝色的光化学烟雾，使植被死亡，人类生存的环境遭到破坏。

目前，控制汽车尾气排放的主要措施是开发高效的汽车尾气催化剂的净化技术。当前使用最多的汽车尾气催化剂为贵金属三效催化剂（TWC），贵金属催化剂有较高的活性，在世界尾气催化剂市场占有绝大的比例，但它本身也有很多缺点。只有当空燃比的范围控制在（14.6±0.3）时，才能使NO_X、CO和HC的净化能力达到最大值，在此范围外，催化效果都较差。Pb、S、P等元素都易时贵金属催化剂中毒，其中Pb对TWC的影响最大。贵金属的价格较昂贵，且目前贵金属资源匮乏也使得TW C的应用和推广受到限制。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中贵金属的价格昂贵，毒性大等缺点，提供一种毒性小活性较高的汽车尾气催化剂。

本发明的技术方案是：一种包含TiO₂助剂的汽车催化剂，该催化剂以Fe-Al-Cr合金为载体，Ce-Zr-La复合氧化物和TiO₂为助剂，负载活性成分Pd制成。所述的组分Ce-Zr-La复合氧化物、TiO₂、Pd在整体催化剂的负载量质量份配比为1~6:2~5:1~3。

包含TiO₂助剂的汽车催化剂的制备方法包括下述步骤：

a将Ce-Zr-La复合氧化物和TiO₂按照质量比为1~6:2~5的比例加入按混合物总量20%~50%的去离子水，加入球磨罐中，球磨3~6h制成浆料；

b将Fe-Al-Cr合金载体浸入浆料中，1~5min后取出，晾干，在一定的温度下烘3~6h；

c将烘干的载体浸入到含Pd1~3g/L的PdCl₂氨溶液中，搅拌3~6h。取出，晾干，在一定温度下烘3~6h；

d将烘干的载体浸入KBH₄溶液中，反应10~50min，用去离子水洗涤，再在室温下进行化学镀，反应10~50min用去离子水洗至中性，在一定的温度下烘干。 

本发明克服了传统的催化剂寿命短，易中毒，稳定性差的确定，实现了长效，稳定性高，安全性高。

本发明采用了化学镀的方法，较传统的工艺具有装备简单，投资低，化学镀镀层均匀，硬度高，抗磨损，耐腐蚀。

附图说明

图1 催化剂对NO_X、CO和HC转化率随温度变化曲线图。

具体实施方式

实例1  Ce-Zr-La复合氧化物、TiO₂和Pd/Fe-Al-Cr合金合成：

将Ce-Zr-La复合氧化物和TiO₂按照质量比为2:3的比例加入按混合物总量30%的去离子水，加入球磨罐中，球磨5h制成浆料。将堇青石蜂窝陶瓷载体浸入浆料中，2min后取出，晾干，在115℃下烘4h。将烘干的载体浸入到含Pd2.2g/L的PdCl₂氨溶液中，搅拌4h。取出，晾干，在一定温度下烘4h。将烘干的载体浸入KBH₄溶液中，反应30min，用去离子水洗涤，再在室温下进行化学镀，反应30min用去离子水洗至中性，在115℃下烘干得到Ce-Cr-La复合氧化物、TiO₂和Pd/Fe-Al-Cr合金。

实例2 催化剂对汽车尾气的催化活性考察： 

用实例1所制备的催化剂对汽车尾气中的NO_X、CO和HC的转化率进行考察。测试是在高温反应炉中进行。将含有NO、CO₂、H₂的混合气通入高温反应炉中，每min升温10℃，最终升至500℃。实验结果见表1及图1。

表1