[发明专利]一种分层式天然气车用三元催化剂制备方法

说明书

本发明涉及一种分层式天然气车用三元催化剂制备方法。本发明以堇青石蜂窝陶瓷作为载体，以铈锆固溶体、活性氧化铝及各类盐助剂为涂层材料，以贵金属Pt＆Pd＆Rh为活性组分，改进涂层涂覆方式及贵金属在涂层中的分布方式，干燥后通过高温焙烧，即可制得高效催化剂。通过该方法制得的催化剂具有空燃比窗口宽，CH₄和NO_x起燃温度低、转化效率高，老化性能好等优点。

技术领域

本发明涉及一种天然气三元催化剂的制备方法，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展，空气污染已成为我国最主要的污染之一，其中，汽车尾气排放是主要的污染源之一。由于CNG(Compressed Natural Gas)汽车跟汽油车、柴油车相比具有很好的环保效益和经济效益而被广泛应用。使用CNG 替代汽油作为汽车燃料，可使CO排放量减少97％，碳氢化合物减少72％，NO 化合物减少39％，CO₂减少24％，SO₂减少90％，噪音减少40％。CNG不含铅、苯等制癌的有毒物质，而且节约燃料费用，降低运输成本。燃用CNG可延长汽车发动机的维修周期，燃料抗暴性能好，比燃油安全性高。

由于天然气中主要成分甲烷拥有空间正四面体结构，结构稳定，所以甲烷的催化成为天然气催化中一大难点。随着国家法规的不断跟进，天然气国六法规也将在不久的将来到来。其中甲烷限值被进一步降低，同时氮氧化物限值也被同步下调。此时，氮氧化物已不能单靠机内调节满足法规标准，为了节约成本，天然气三效催化剂应运而生。

传统的催化天然气氧化的催化剂采用的贵金属通常是贵金属单钯或铂钯，一般使用单层涂覆的方式制备催化剂。而到了三元催化剂阶段，单层涂覆(参见专利文件1)的方式不能很好地满足贵金属催化性能的最大化，而且由于天然气中的硫对贵金属钯有一定的毒化作用，单层涂覆下钯的毒化将更加严重。

专利文件1：中国专利公开号CN 1724154A，公告日2006年01月25日，名称为‘天然气发动机尾气净化催化剂及其制备方法’中公开了一种天然气发动机尾气净化催化剂制备方法，其中由蜂窝型结构构成的载体涂层只有一层，且含有贵金属铂钯铑，贵金属铂钯铑都是通过浸渍方法负载到催化剂涂层上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种天然气三元催化剂的制备方法。本发明天然气三元催化剂的制备方法采用多层涂覆，对气体污染物的催化能力更强；针对贵金属种类进行不同层位置分布，可以有效降低气体中硫对贵金属钯的毒化效果，因此催化剂性能及耐久性得到了大幅度的提高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种天然气三元催化剂的制备方法，其特征在于，该制备方法具有以下特征：

一种分层式天然气车用三元催化剂制备方法，其特征在于，采用双端涂覆的方式，沿长度方向将单个催化剂载体平均分成两段，分别从催化剂载体两端向内涂覆相同配方的催化剂浆料，每段涂覆层的高度为载体高度的50％～55％，两段之间重叠部分的高度不超过催化剂载体高度的10％，共计涂覆上、中、下三层。

一种分层式天然气车用三元催化剂制备方法，其特征在于，采用单端涂覆的方式，沿长度方向从单个催化剂载体的一端向内涂覆催化剂浆料，在催化剂载体的另一端留有涂覆的空白区，空白区高度为载体高度的5％～10％，共计涂覆上、中、下三层。

上述的一种分层式天然气车用三元催化剂制备方法，其特征在于，所述催化剂浆料的配方为：

配方A：按照质量取氧化铝材料3～5份、铈锆材料2～4份、盐助剂材料0.4～1 份、硝酸钯0.1～0.5份，加入到5～10份水中，搅拌0.5h～2h直至搅拌均匀，然后将混合后的浆料置于球磨机中，使浆料颗粒度控制在5μm～20μm；