[发明专利]一种催化转化器的载体催化剂的制备方法

说明书

本发明提供一种催化转化器的载体催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将拟薄水铝石粉分散于水中，滴加硝酸溶液解胶形成铝溶胶；将锆源、烷基酚聚氧乙烯醚溶于水中，在120‑150℃下反应4‑8h，得反应溶液；将硝酸铈、反应溶液加入铝溶胶中，制得涂层浆液；S2、将堇青石蜂窝陶瓷载体浸渍于涂层浆液中20‑40min，取出，室温自然干燥后，烘干，马弗炉中500‑600℃焙烧2‑5h；S3、负载催化剂：将涂覆有涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体浸渍于pH为2‑3的氯铂酸溶液中，浸渍30‑160s后取出，去除多余液体，100‑120℃烘干2‑10h，马弗炉中500‑600℃焙烧1‑4h，制得载体催化剂。

技术领域

本发明属于催化转化器技术领域，涉及一种催化转化器的载体催化剂的制备方法。

背景技术

近年来，随着汽车工业的发展和汽车保有量的迅速增长，汽车尾气给人类生存环境带来的严重污染已引起了世界各国的高度重视。采用催化净化的方法是消除排气污染的一种有效手段。汽车尾气净化三效催化剂主要是由载体骨架、载体活性涂层和贵金属(Pt、Rh、Pd)活性组分三部分组成。载体骨架通常选用堇青石蜂窝状陶瓷体或金属载体，其中陶瓷载体的机械强度高，压力降小，热膨胀系数低，热稳定性好，故蜂窝陶瓷载体广泛应用于发动机排气后处理领域；与之相比，金属载体具有优良的耐高温性能和导热性能，而且金属延展性好，易加工成具有较高孔密度的载体。载体的比表面积通常比较低，狭窄的孔道壁面光滑，直接影响活性组分的负载量和稳定性，故实际应用时常常通过涂层对载体表面改性的方法，来增加载体表面的比表面积，常用的涂层材料主要有Al₂O₃、TiO₂以及分子筛等。

涂层材料要求具有适宜的孔径结构、高比表面积，除此之外，还要求载体骨架和涂层之间具有良好的结合性和高温热稳定性，从而使催化剂在高温热冲击等苛刻的使用条件下，仍保持较高的活性，所以活性涂层的制备工艺是汽车催化转化器制备研究的核心技术之一。

发明内容

本发明提供一种催化转化器的载体催化剂的制备方法，提高涂层与载体骨架的结合性，以及提高涂层的比表面积和热稳定性，从而提高载体催化剂的催化转化活性。

本发明的一个目的在于，提供一种催化转化器的载体催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、涂层浆液制备：将拟薄水铝石粉分散于水中，搅拌形成悬浮液，在冷凝回流下，滴加硝酸溶液解胶，70-90℃下搅拌1-5h形成铝溶胶；将锆源、烷基酚聚氧乙烯醚溶于水中，将所得的混合溶液转入高温反应釜中，在120-150℃下反应4-8h，得反应溶液；将硝酸铈、反应溶液加入铝溶胶中，搅拌均匀，制得涂层浆液；

S2、将堇青石蜂窝陶瓷载体浸渍于涂层浆液中20-40min，取出，去除载体孔道中多余涂层浆液，室温自然干燥后，100-120℃烘干10-14h，马弗炉中500-600℃焙烧2-5h，重复上述步骤2-4次；

S3、负载催化剂：将涂覆有涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体浸渍于pH为2-3的氯铂酸溶液(通过加酸和/或碱调节氯铂酸溶液的pH为2-3)中，浸渍30-160s后取出，去除多余液体，100-120℃烘干2-10h，马弗炉中500-600℃焙烧1-4h，制得载体催化剂。

本发明将锆源、烷基酚聚氧乙烯醚的高温反应溶液加入铝溶胶中，经过浸渍、高温煅烧后，生成多孔二氧化锆，使得堇青石蜂窝陶瓷载体涂层中包括氧化铝、氧化铈以及多孔二氧化锆，大大提高涂层材料的比表面积及热稳定性；添加烷基酚聚氧乙烯醚可以在煅烧过程中提高二氧化锆及氧化铝的多孔率，从而提高涂层材料的比表面积；也有利于提高多孔二氧化锆的分散均匀性，更能提高涂层与载体之间的结合牢固性。

烷基酚聚氧乙烯醚与锆源加入铝溶胶之前，需要先经过高温反应，在120-150℃下反应4-8h后，烷基酚聚氧乙烯醚与锆源发生交联反应，有利于多孔二氧化锆的形成和分散。