[发明专利]环状三效催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种汽油车用三效催化剂的制备方法，具体涉及贵金属在催化剂横截面积上呈区域分布，贵金属富集在中央区域的三效催化剂，属于催化剂制备技术领域。 

背景技术

随着社会的发展，汽车作为最主要的交通工具其尾气排放已成为环境的一大污染源，目前利用三效催化剂（净化器）来催化转化汽车尾气是处理汽车尾气的一种重要方法，并且在未来很长时间内都是一种有效方法。在三效催化剂发展过程中，伴随着对高比表面积，耐热稳定性和储氧能力更强的涂层材料的开发外，对催化剂的结构也进行了很多改造，包括单块，前后两级，单包双块，和分段涂覆，目的是为了开发出低成本、高处理能力的催化剂。我们根据尾气在对称型结构净化器中的速度流场分布（如图1），发现在催化剂截面的中间部分尾气流速较大，即中间部位的流量大，为边缘部分的2倍左右，这样尾气在净化器中间部位停留时间会短，在传统的净化器中转化效率低。据此我们对单块的催化剂上贵金属在横截面上的分布进行了调整，中间高，边缘低，使流量较大的中间部位贵金属分布高些，这样在总的贵金属使用量相同的条件下，达到更好的处理效果。 

发明内容

本发明的目的提供一种贵金属在催化剂中分区富集的设计方法，特别涉及了一种中央区域富集的催化剂设计方法。 

本发明又一目的在于提供一种上述催化剂的制备方法。 

按照本发明提供的技术方案，环状三效催化剂的制备方法，按重量份计步骤如下： 

（1）浆料制备：取氧化铝5-10份、盐助剂0.5-15份、铈锆材料1.5-9份，加入到13-25份水中，搅拌1-3h至其混合均匀；球磨浆液，使浆液颗粒度为0.1-25μm，用0.05-0.1mol/L的稀硝酸调节pH至2-7，调节浆液黏度为100-6000cpi；

（2）配置贵金属浆液：取步骤（1）制备的浆料，加入第一贵金属，配置成贵金属质量浓度分别为0.200-100.000g/L的高贵金属a浆液和质量浓度0.010-60.000g/L的低贵金属b浆液；

取步骤（2）制备的浆料，加入第二贵金属，先配置成质量浓度为0.010-0.050g/L的贵金属c浆液，然后再配置质量浓度分别为0.010-5.000g/L的高贵金属d浆液和质量浓度为0.010-4.000g/L的低贵金属e浆液；

（3）第一层涂覆：取环状堇青石蜂窝陶瓷载体，置于环形磨具之下，涂覆步骤（2）配置的高贵金属a浆液和低贵金属b浆液；先取高贵金属a浆液涂覆于堇青石蜂窝陶瓷载体中央，然后将低贵金属b浆液涂覆于高贵金属a浆液涂覆区域外侧环形部分；

所述贵金属a浆液和贵金属b浆液涂覆半径比值为0:1-1:1；

（4）烘干处理：将步骤（3）所得涂覆后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体置于100-150℃下烘干4-8h，然后于400-600℃下焙烧1-3h，待涂覆第二层浆液；

（5）第二层涂覆：取步骤（4）烘干后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体均匀涂覆第二层贵金属c浆液；

或先取贵金属d浆液涂覆于堇青石蜂窝陶瓷载体中央，然后将贵金属e浆液涂覆于贵金属d浆液涂覆区域外侧的环形部分；

所述贵金属d浆液和贵金属e浆液涂覆半径比值为0:1-1:1；

（6）烘干处理：将步骤（5）所得涂覆后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体置于100-150℃下烘干4-8h，然后于400-600℃下焙烧1-3h，即得产品环状三效催化剂。

涂覆过程中，通过使用不同规格的模具来控制分区的大小比例，通过真空设备控制抽气压力来实现涂覆高度，从而实现贵金属浆液a和贵金属浆液d或者贵金属浆液d和贵金属浆液e在堇青石蜂窝陶瓷载体上的分区涂覆。 

通过调节抽气压力实现环状催化剂中央富集区的分段涂覆，即再次使贵金属向催化剂中央前段富集，中央前后两段比为1:1-1:10。 

所述堇青石蜂窝陶瓷载体目数为200-900目。 

所述铈锆材料为氧化铈和氧化锆的复合氧化物，其中氧化铈：氧化锆的质量比为1:10-10:1。 

所述贵金属为Pd、Rh或Pt中的一种。 

所述盐助剂为镧、锆、铈、钕、铱、钡的硝酸盐或氧化物中的一种的混合物。 

所述氧化铝为γ-Al₂O₃，新鲜态比表面积为100-200m²/g。 

步骤（3）所述涂覆时贵金属a浆液和贵金属b浆液涂覆半径比值为1:1； 

步骤（5）所述涂覆时所述贵金属d浆液和贵金属e浆液涂覆半径比值为1:1。