[发明专利]一种高效汽车尾气处理催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效汽车尾气处理催化剂及其制备方法，催化剂包括蜂窝陶瓷载体和涂覆在蜂窝陶瓷载体进气端的A端涂层和出气端的B端涂层，B端涂层是双层涂层，包括下层紧贴在载体孔壁的B1涂层和上层的B2涂层，A端涂层由负载贵金属Rh的碱土金属氧化物和锆复合氧化物、第一铈锆复合氧化物组成，B1涂层由贵金属Pd、第二铈锆复合氧化物、第一改性氧化铝组成，B2涂层由贵金属Rh或双贵金属Pd‑Rh、第三铈锆复合氧化物、第二改性氧化铝组成。本发明通过分段、分层的方式，可以使汽车尾气中CO、HC和NO_x反应更充分，有效提升尾气催化效率，得到高效汽车尾气处理催化剂。

技术领域

本发明涉及汽车催化剂技术领域，特别涉及一种高效汽车尾气处理催化剂及其制备方法。

背景技术

随着能源和环境问题的日趋紧迫，近年来，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。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。目前执行的是国六排放标准，相对于国五的排放标准要求更高。汽车尾气的主要污染物是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NO_x)和颗粒物，汽油车尾气污染物处理办法是采用汽车尾气净化器，其中最核心的部件是三效催化剂，其能同时对尾气中的主要污染物起催化净化的作用，三效催化剂可有效的将汽车尾气中的CO、HC、NO_x分别转化成二氧化碳(CO₂)、水(H₂O)和氮气(N₂)。三效催化剂包括催化剂载体和涂覆在催化剂载体上的催化剂涂层，催化剂涂层是负载贵金属活性组分的氧化物涂层，常用的贵金属活性组分为为Pt(铂)、Pd(钯)、Rh(铑)、Ir(铱)、Ru(钌)等，目前汽油车尾气后处理广泛使用的贵金属为Pd和Rh。

三效催化剂因具有催化氧化和催化还原两种功能，可有效降低HC、CO和NO_x的排放，在汽油车尾气的净化过程中，Pd主要用于氧化C_xH_y和CO，Rh主要用于还原NO_x，CO和HC的主要反应是CO+O₂→CO₂，C_xH_y+O₂→CO₂+H₂O；NO_x的主要反应是NO+CO→N₂+CO₂。

现有的汽车尾气处理的催化剂中的涂层制备方法主要分为将钯铑混合制备浆料通过单层涂覆层进行涂覆，或者将钯铑分别制备成浆料后再分两层分层涂覆。这样的简单涂覆会导致催化剂的转化率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种高效汽车尾气处理催化剂及其制备方法，通过分段、分层方式可以使汽车尾气中CO、HC和NO_x均可以充分反应，可以有效提升尾气净化效率，降低汽车尾气污染物的排放。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种高效汽车尾气处理催化剂的制备方法，包括涂覆在蜂窝陶瓷载体进气端的A端涂层和涂覆在所述蜂窝陶瓷载体出气端的B端涂层的制备，所述B端涂层包括下层的B1涂层和上层的B2涂层，所述A端涂层的涂层高度和所述B端涂层的涂层高度均为蜂窝陶瓷载体高度的20％～80％，且A端涂层和B端涂层的总涂层高度≤所述蜂窝陶瓷载体高度；

所述A端涂层的制备：将碱土金属盐溶液与含Rh盐溶液混合均匀，加入锆复合氧化物，继续搅拌0.5～2h，搅拌蒸发，焙烧，得到A涂层粉料；将A涂层粉料、第一铈锆复合氧化物、第一粘结剂、水混合，球磨得到A涂层浆料；将A涂层浆料涂覆于蜂窝陶瓷载体的进气端，干燥，在400～600℃焙烧1～5h；