[发明专利]用于汽车排气催化氧化的催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车排气催化氧化的催化剂的制备方法，属于汽车尾气治理方法领域。

背景技术

汽车排气已经成为大城市除煤烟型大气污染之外的又一大气污染源，各国都已着手治理汽车排气。特别是近年来，随着汽车保有量的迅速增加，排气污染越来越严重，汽车排气已经到了不得不治理的地步。

安装汽车排气催化净化器是治理汽车排气污染行之有效的方法，其原理是通过净化器中催化剂的催化作用，使排气中的一氧化碳CO、碳氢化合物HC和氮氧化合物NOX转变成无害的二氧化碳CO2、水H2O、和氮气N2而排出。催化剂是净化器的核心，如何研制出活性好、稳定性高、寿命持久的催化剂是净化器成功的关键。

目前广泛使用的汽车排气净化催化剂由载体，助剂及活性组分三部分组成，载体起承载分散活性组分和助剂的作用，并使催化剂具有一定的物理性能(如形状、强度等)；助剂是起助催化作用的组分；活性组分则是真正起催化作用的组分。为了适应汽车复杂，多变的工况和严格的排气条件，汽车催化剂必须具有强度高、热稳定性高、活性好及寿命长等性能。

发明内容

本发明旨在提供一种强度高、热稳定性高、活性好及寿命长等的用于汽车排气催化氧化的催化剂的制备方法。

本发明所述的用于汽车排气催化氧化的催化剂的制备方法，其制备步骤包括：

将空白载体进行预处理，除去载体表面的污物，同时制备涂层涂覆液，然后将预处理后的空白载体浸入涂敷液中1-3h，取出干燥、焙烧，并配制活性组分浸渍液，把涂好涂层的载体浸入活性组分溶液中2-4h，取出静置、干燥和焙烧，即得到用于汽车排气催化氧化的催化剂。

优选的，本发明所述的活性组分浸渍液为含有活性组分镧L、锰Mn、铜Cu、钴CO、镍Ni、铬Cr、锌Zn的硝酸盐混合溶液。

更优选的，本明所述的涂层涂覆液为氢氧化铝铝溶胶。

进一步优选的，本发明所述的空白载体为堇青石蜂窝陶瓷，圆柱形，直径Ф15mm、长15mm。

更进一步优选的，本发明所述的焙烧温度为600℃。

本发明所述的催化剂，采用堇青石蜂窝陶瓷为载体，涂敷一层γ-氧化铝（前驱体为氢氧化铝），活性组分为稀土元素、过渡金属元素的氧化物，为非贵金属复合氧化物催化剂。制备得到的催化剂为圆柱形，直径Ф15mm、长15mm，孔密度为300孔/cm2。

本发明所述的制备方法中，载体涂敷涂层的作用，由于整体式载体比表面积较小，为增大比表面积( 扩表)，常涂敷一层比表面积大的物质，如γ-氧化铝以增大载体的比表面积，预处理后的载体浸入涂敷液中一段时间，取出干燥、焙烧 ，为达到一定的涂敷量，可多次涂敷。之后可对含涂层载体进行表征分析，可见含涂层载体比表面积比空白载体的大得多。

本发明所述的制备方法，具有工艺简单、可操作性强，成本低，适用于工业化生产等特点，经测定，所制备的催化剂对一氧化碳的转化率为100%，对碳氢化合物HC的转化率为98.7%，具有较好的催化氧化能力，可用于治理汽车排气中一氧化碳CO和碳氢化合物HC。

具体实施方式

实施例一：

将堇青石蜂窝陶瓷（圆柱形，直径Ф15mm、长15mm）的空白载体进行预处理，除去载体表面的污物，同时制备涂层涂覆液氢氧化铝铝溶胶，然后将预处理后的空白载体浸入涂敷液中2h，取出干燥、在600℃下焙烧。配制含有活性组分镧L、锰Mn、铜Cu、钴CO、镍Ni、铬Cr、锌Zn等的硝酸盐混合溶液的活性组分浸渍液，把涂好涂层的载体浸入活性组分溶液中3h，取出静置、干燥，再在600℃下焙烧，即得到用于汽车排气催化氧化的催化剂。

实施例二：催化效果测试

采用两种测试装置对催化剂的转化效率进行测试，其测试催化效果如表-1所示。

表-1 配测试系统和发动机系统上得到的催化剂测试结果

从表-1可见，所制备的催化剂对一氧化碳的转化率为100%，对碳氢化合物HC的转化率为86.1-98.7%，具有较好的催化氧化能力，可用于治理汽车排气中一氧化碳CO和碳氢化合物HC。