[实用新型]一种汽车尾气催化剂及其制备的催化器

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车尾气排放处理领域，具体涉及一种汽车尾气催化剂及其制备的催化器。

背景技术

随着工业化进程的不断推进，城市的大气污染也随之严重，并影响到了人们的正常生活与身体健康。汽车尾气有害物排放已成为城市大气污染的主要来源，而加装三元催化转化器是国际公认的有效的汽车尾气净化技术措施，它可使汽油车排放的CO、HC、NOx大为降低。

三元催化转化器（催化器）主要由外壳、隔热保护罩、中间段、入口和出口锥段、弹性夹紧材料、防直通密封催化剂等几部份组成，其中催化剂作为三元催化转化器的技术核心包括载体、涂层两部分。其中，载体基本材料为陶瓷(MgO₂，Al₂O₃，SiO₂)，目的是提供承载催化剂涂层的惰性物理结构。为了在较小的体积内有较大的催化表面，载体表面制成为蜂窝状。涂层，在载体表面涂敷有一层极松散的活性层，它以金属氧化物γ-AL₂O₃为主。由于表面十分粗糙，这使壁面的实际面积增大了约7000倍，大大的增加了三元催化转化器的活性表面和储存氧的能力。在活性层外部涂敷有含锆Zr和铈Ce等元素的助催剂，含有铑Rh、钯Pd、铂Pt等贵金属的主催化剂。发动机尾气中主要的三种污染物为CO，HC，NO_X。三元催化转化器的作用就是利用转化器上的重金属作催化剂，使CO、HC、NO_X、O₂等各气体之间发生氧化与还原的化学反应，生成N₂、CO₂、H₂O等无害气体。

原催化器布置在排气歧管后端，距离发动机排气端较远，起燃温度相对较低，催化器起燃时间较长，仅能满足国Ⅳ排放标准且贵金属含量较高。鉴于排放标准日趋严格及京Ⅴ排放标准的出台，尤其是NMHC排放限制的增加，原催化器在排放标定时HC和NMHC含量居高不下，无法满足国Ⅴ排放标准要求。同时原催化器背压较高，影响发动机功率发挥的同时造成整车油耗增加。

要达到满足国Ⅴ排放标准通常有三种方法，一是将催化器总成前移，使起燃温度升高从而缩短起燃时间，达到催化器快速工作的目的，但受到整车布置空间限制，无法前移；二是增大催化器体积，达到增加催化器反应面积增大，从而提高催化器的工作效率，但同样受到整车布置空间限制，催化器体积无法继续增加，目前只能做成跑道形；三是增加贵金属含量，但成本会大幅上升。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型目的是：提供一种适用于满足国Ⅴ排放标准，既有好的背压效果，又能节省贵金属含量从而成本较少的汽车尾气的催化剂。

本实用新型的还一目的是提供一种由该催化剂制备的催化器。

首先，本实用新型了提供了一种汽车尾气的催化剂，包括前端载体和后端载体；其中，所述前端载体为椭圆跑道形，该载体目数为3/600，所述前端载体上涂覆有前端涂层，所述前端涂层采用单钯单层涂覆；所述后端载体为椭圆跑道形，该载体目数为4/400，所述后端载体上涂覆有后端涂层，所述后端涂层采用贵金属分区涂覆。

优选的，所述后端载体的长度是前端载体长度的1.5～3倍。

优选的，所述前端涂层浆液中钯的质量浓度为2.64%，所述前端涂层的上载量为200～214g/L，优选值为214g/L。

优选的，所述后端涂层浆液中贵金属质量浓度为0.18%～0.5%，所述后端涂层的上载量为157～229g/L。

进一步地，本实用新型提供了一种催化器，其包括上述汽车尾气的催化剂。

优选的，所述催化器还包括封装所述催化剂的筒体，以及设在所述催化剂与筒体之间的密封衬垫；

所述催化剂的前端载体设置在所述筒体内的进气端，所述催化剂的后端载体设置在所述筒体内的排气端，所述前端载体和后端载体的外径与所述筒体的内腔相匹配。

优选的，所述密封衬垫包括非膨胀式密封衬垫和膨胀式密封衬垫，所述前端载体与所述筒体之间前端为非膨胀式密封衬垫I，中间为膨胀式密封衬垫I，后端为非膨胀式密封衬垫II；所述后端载体与所述筒体之间前端为非膨胀式密封衬垫III，中间为膨胀式密封衬垫II，后端为非膨胀式衬垫IV。

本实用新型有益效果如下：

1）本实用新型将原催化器内的前端载体目数优化为3/600，结合前端涂层，使得催化器前端载体背压在原先的基础上下降19%，同时催化器载体热容量下降30%，保证了更好的起燃，在同样的排放条件下贵金属含量节约27%；