[发明专利]一种汽车尾气净化三元催化剂的外层Rh涂层及其催化剂

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，具体公开了一种汽车尾气净化三元催化剂的外层Rh涂层，外层Rh涂层的活性成分包括贵金属Rh、铈镐复合氧化物和氧化锆复合氧化物；贵金属Rh负载在铈镐复合氧化物和氧化锆复合氧化物上。还公开了一种催化剂，包括Rh涂层，还包括Pd涂层以及堇青石蜂窝陶瓷载体，所述Pd涂层负载在堇青石蜂窝陶瓷载体上，Rh涂层负载在Pd涂层上。本发明能够解决传统技术中Rh负载在铈镐储氧材料上常处于氧化态的状态，也解决Rh负载在氧化铝上在高温下与氧化铝的相互作用，增强整体催化净化能力，尤其是增强对汽车尾气中的NOx的催化转化活性，提高抗高温老化活性。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种汽车尾气净化三元催化剂的外层Rh涂层及其催化剂。

背景技术

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(NOx)。随着汽车保有量的逐年增加，汽车尾气排放已成为空气污染的主要来源。安装在汽油车尾气后处理系统中的三效催化剂可以将一氧化碳、碳氢化合物氧化成二氧化碳(CO2)和水(H2O)，并同时使氮氧化合物还原为氮气(N2)，从而实现尾气中三种主要污染物的同步净化。该三效催化剂通常由两部分组成：蜂窝状的陶瓷或金属载体，以及附着在载体上的催化剂涂层。催化剂涂层通常由具有较大比表面积的无机氧化物材料(如γ-Al2O3和含CeO2的铈锆复合氧化物等)和负载在氧化物表面的贵金属活性组分(常为Pt(铂)、Pd(钯)、Rh(铑)中的一种或几种)组成。

随着机动车保有量增加，其尾气排放已成为环境的一大污染源，严重影响了人们的生活质量。现在应用三效催化剂(净化器)催化转化汽油车尾气是机动车尾气污染物防治的一种重要方法，并且在未来很长时间内都是一种有效方法。在三效催化剂发展过程中，催化剂制备过程技术一直是影响催化剂性能的重要原因。混涂法是目前生产制备蜂窝陶瓷催化剂的主流方法，但是对于特殊的样件需要特殊的方法，浸渍法就是其中一种。

目前，以活性氧化铝和铈镐复合氧化物负载贵金属(Pt、Pd、Rh)为活性涂层和以堇青石陶瓷为载体的三效催化剂是处理汽车尾气的有效技术手段。利用安装汽车尾气三效催化处理器可以将汽车尾气中的CO、HC、NOx催化转化为无毒无害的H2O、CO2、N2；除此之外催化剂对汽车尾气中的碳烟颗粒有一定的催化燃烧效果。现在，三效催化剂多采用双层涂覆技术将Pd涂层与Rh涂层分开，以防止贵金属Pd与Rh之间相互作用形成和金，从而提高催化剂的活性和抗热老化性能。其中，外层涂覆为负载贵金属Rh的活性涂层，通常Rh主要负载在组分比例不同的铈镐储氧材料和氧化铝上，这虽然使得储氧材料的储氧量增加，但是，负载在铈镐储氧材料上的Rh通常处于氧化态，降低了Rh的还原性。而负载在活性氧化铝上的部分Rh在高温下容易与氧化铝相互作用形成合金失去活性，使三效催化剂还原NOx的活性大大降低，抗高温老化活性减弱。新的汽车尾气排放标准的发布实施以及更加严格的排放标准的执行使得改进催化技术以提高催化剂的催化转化率和提高抗高温老化能力迫在眉睫。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种汽车尾气净化三元催化剂的外层Rh涂层及其催化剂，目的是解决传统技术中Rh负载在铈镐储氧材料上常处于氧化态的状态，也解决Rh负载在氧化铝上在高温下与氧化铝的相互作用，增强整体催化净化能力，尤其是增强对汽车尾气中的NOx的催化转化活性，提高抗高温老化活性。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种汽车尾气净化三元催化剂的外层Rh涂层，外层Rh涂层的活性成分包括贵金属Rh、铈镐复合氧化物和氧化锆复合氧化物；贵金属Rh负载在铈镐复合氧化物和氧化锆复合氧化物上。

进一步的，所述外层Rh涂层的制备方法，包括如下步骤：

S1：以外层Rh涂层总量为基准，外层Rh涂层的负载量为70～120g/L，铈镐复合氧化物的含量为10～60％，氧化锆复合氧化物的含量为40～90％，贵金属Rh的含量为0.5～10g/ft³；