[发明专利]一种催化剂的快速老化方法

说明书

本发明公开了一种汽油车催化剂的快速老化方法，包括制样，装样、高温老化方法；取样直径应小于装样管的内径且直径与长度比为1：3～3:1，装管后耐高温衬垫完全填充样品与样品管壁的间隙保证气体只能从催化剂蜂窝孔道中通过，高温老化中控制气体组成及流量，按程序老化和降温。本发明老化过程中的气氛要求完全通过催化剂，保证一定的空速，在老化气氛中添加一定量的O₂、CO和H₂0，且保证O₂与CO的比例为1:2，保证老化过程中的气氛处于氧化还原平衡状态，避免了老化气氛处于单一氧化或单一还原状态对催化剂中贵金属价态改变造成的影响，本方法老化后的催化剂性能与发动机台架老化的催化剂性能基本相同。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，尤其属于催化剂制备老化方法技术领域，涉及一种汽油车催化剂制备研究中的快速老化方法。

背景技术

随着能源和环境问题的日趋紧迫，为了保护环境、节约能源，人们对机动车尾气的排放控制提出更高的要求。中国现阶段汽油车执行的国五排放标准，在2020年即将执行国六排放标准。排放标准的提升，催化剂的耐久性从国五的16万公里提升到国六阶段的20万公里，对催化剂的耐久性也提出了更高的要求。汽油车催化剂老化的方法主要有以下三种：

第一种为整车耐久，即催化剂安装于车辆上进行实车耐久试验。一次整车老化试验一般需要半年以上的时间，花费150万元以上。该方法评价催化剂的耐久性周期较长且费用很高。此方法适用于定型的催化剂的耐久性验证。不适用于研发阶段大量催化剂配方的耐久性验证。

第二种方法为台架老化，即按照“HJ/T 331-2006环境保护产品技术要求汽油车用催化转化器”中快速老化试验进行。此种方法一次试验花费大约20万，时间大约需要15天。此方法适用于基本定型的催化剂的耐久性验证。不适用于研发阶段大量催化剂配方的耐久性验证。

第三种方法为实验室快速老化，即在高温、水热等条件下进行老化，此方法适用于研发阶段催化剂配方的初选。本发明公开了一种催化剂的实验室快速老化方法。

美国专利“US20100212293”提到了一种汽油车密偶催化剂的实验室快速老化方法。其方法为将催化剂放置于炉子中，老化过程通入空气，在1050℃条件下，老化12h。此方法为典型的高温老化，存在的缺陷是老化过程中气氛为氮气、氧气，其中氧含量为21％左右，与实际汽油车尾气中氧含量差异很大，老化后NO的劣化程度比整车耐久和台架老化严重很多。且老化过程中缺乏水汽，与实际催化剂使用过程中相差很大。

美国专利“US8038951B2”提到了一种汽油车催化剂的实验室快速老化方法。其方法为将1inch×1.5inch的催化剂放置于炉子中，老化过程通入空气+10％水，在1050℃条件下，老化12h。此方法为典型的高温水热老化，存在的缺陷是老化过程中气氛为氮气、氧气、水汽。其中氧含量为18％左右，与实际汽油车尾气中氧含量差异很大，老化后NO的劣化程度比整车耐久和台架老化严重很多。

美国专利“US6475951”提到了一种汽油车催化剂的实验室快速老化方法。其方法为在老化过程通入10％H₂O-2％O₂-88％N₂，在1100℃条件下，老化4h。实际汽油车尾气中平均氧含量小于1％，此老化方法与实际汽油车尾气中氧含量存在差异，老化后NO的劣化程度比整车耐久和台架老化严重很多。另一方面老化时间4小时，时间过短与整车或台架耐久差异很大。