[发明专利]三元催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理领域，特别涉及一种三元催化剂。

背景技术

随着科学技术的发展，人们的生活水平不断提高，汽车已经成为主流代步工具被广泛使用。但是，随着汽车保有量的增长，汽车尾气对空气的污染也日益严重，汽车尾气的主要污染物是一氧化碳(CO)，碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NO_x)，在特大及大中城市，汽车排放的尾气已逐步成为空气污染的主要因素，因此对汽车尾气污染的治理已成为各国政府非常重视的问题。

对汽车尾气污染的治理，主要采取机内净化和机外净化两种途径。机外净化是控制汽车尾气污染的最有效手段。机外净化是指通过物理或化学的方法，将尾气中的污染物进行处理。目前被国外广泛使用的方法是化学方法，利用安装在排气系统的催化剂将一氧化碳、碳氢化合物氧化成二氧化碳(CO₂)、水(H₂O)，并同时使氮氧化合物还原为氮气(N₂)，实现尾气的净化，这种催化剂通常称为三元催化剂。

三元催化剂一般由催化剂载体、涂层和活性组分组成。载体表面涂有很薄的催化剂涂层。它以γ-Al₂O₃为主，掺杂部分其它复合氧化物材料，其作用是负载贵金属并使其高度分散，增强贵金属的耐久性；涂层中直接起催化作用的主要是铂族贵金属(铂Pt、铑Rh、钯Pd)，在开发催化剂的过程中，人们认识到为了使催化剂发挥有效的作用，三种贵金属铂、铑、钯中的每一种在催化剂中要占据一个特殊的位置；但为了降低催化剂的成本，控制催化剂中贵金属的用量是关键，而如何能够使贵金属纳米粒子保持高度分散性并保持稳定是催化剂制备中的关键技术。

现有的同类产品均已可以达到国家要求的排放标准，但随着空气质量严重污染，国家把汽车的排放标准也在提高，所以需要开发出符合高标准排放的产品。

发明内容

本发明的目的在于通过调整载体的大小，储氧成分的选择，贵金属的比例及含量来得到一种达到高标准排放的三元催化剂。

为实现上述目的，本发明提供一种三元催化剂，包括：多孔陶瓷载体以及附着在多孔陶瓷载体上的催化剂涂层；所述催化剂涂层包括γ-Al₂O₃、稀土-过度金属复合氧化物和贵金属活性组分；所述贵金属活性组分包括Pt、Rh及Pd；所述催化剂涂层包括附着在所述多孔陶瓷载体上的γ-Al₂O₃涂层，附着在γ-Al₂O₃涂层表面上的Pt涂层，附着在Pt涂层上的Pd、Rh、γ-Al₂O₃及稀土-过度金属复合氧化物混合涂层，附着在Pd、Rh、γ-Al₂O₃及稀土-过度金属复合氧化物混合涂层上Rh、γ-Al₂O₃、稀土-过度金属复合氧化物混合涂层。

优选的，所述贵金属活性组分的成分及含量为Pt10～20重量份，Rh2～3重量份及Pd10～15重量份。

优选的，所述多孔陶瓷载体包括：多个彼此粘附的陶瓷颗粒、和多个由相邻陶瓷颗粒的表面限定的通道，所述通道各自具有0.5-2.5μm的平均直径，所述多孔陶瓷载体具有25.0-40.0％的孔隙率和25-64MPa的机械强度。

优选的，所述γ-Al₂O₃的比表面积＞280m²/g。

优选的，所述γ-Al₂O₃涂层的厚度在20～40μm之间。

优选的，所述稀土-过度金属复合氧化物包括组分及含量：20～90重量份的ZrO₂，20～70重量份的CeO₂，10～20重量份的La₂0₃、Y₂O₃、Pr₆O₁₁、Nd₂O₃中的一种或几种。