[发明专利]原子级分散贵金属三效催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种原子级分散贵金属三效催化剂，包括活性贵金属及其担载材料、催化助剂；其特征在于：

所述活性贵金属为铂、钯、铑中的一种或多种，所述活性贵金属呈原子级分散于担载材料或催化助剂表面，其金属分散度为30%～100%；其中：铂的质量百分含量为0.1%～1.5%，钯的质量百分含量为0.1%～2.5%，铑的质量百分含量为0.02%～0.8%；

所述活性贵金属担载材料为改性氧化铝，以氧化铝计的质量百分含量为25.2%～95%；

所述催化助剂包括钡化合物、氧化锆、稀土氧化物中的一种或多种；其质量百分含量为0.2～70%；

所述原子级分散贵金属三效催化剂的制备方法为：

步骤(1) ，氧化物载体浆料的配制

将改性氧化铝、催化助剂均匀分散于去离子水中，配制成氧化物载体浆料；

或将改性氧化铝、催化助剂分别均匀分散于去离子水中，分开配制成氧化物载体浆料；

或将改性氧化铝、氧化锆和稀土化合物或二者复合氧化物分别均匀分散于去离子水中，分开配制成氧化物载体浆料；

或将改性氧化铝和钡化合物、氧化锆和稀土化合物或二者复合氧化物分别均匀分散于去离子水中，分开配制成氧化物载体浆料；

充分搅拌后测定氧化物载体浆料pH值，采用加入酸或碱溶液调节pH值至1.0～9.5；

步骤(2)，活性贵金属的分散

将贵金属前驱体溶液以每分钟20滴～300滴的速率滴加到已配制好的氧化物载体浆料中，充分搅拌，选用酸或碱溶液调节pH值至1.0～9.5，继续充分搅拌后直接干燥、研磨得到粉体材料；

或直接涂敷于蜂窝状载体，干燥后得到整体式催化剂；

或添加催化助剂后再充分搅拌，经干燥、研磨得到粉体材料，或涂敷于蜂窝状载体得到整体式催化剂，催化助剂添加后各组分含量仍保持在铂的质量百分含量为0.1%～1.5%、钯的质量百分含量为0.1%～2.5%、铑的质量百分含量为0.02%～0.8%、改性氧化铝以氧化铝计的质量百分含量为25.2%～95%、催化助剂的质量百分含量为0.2～70%；

或添加改性氧化铝后再充分搅拌，经干燥、研磨得到粉体材料，或涂敷于蜂窝状载体得到整体式催化剂，改性氧化铝添加后各组分含量仍保持在铂的质量百分含量为0.1%～1.5%、钯的质量百分含量为0.1%～2.5%、铑的质量百分含量为0.02%～0.8%、改性氧化铝以氧化铝计的质量百分含量为25.2%～95%、催化助剂的质量百分含量为0.2～70%；

所得到的粉体材料再次制浆后涂敷于蜂窝状载体，经干燥得到整体式催化剂；

步骤(3) ，催化剂的热处理

将所述步骤(2)制备得到的粉体材料或整体式催化剂放置于特制的煅烧炉中，通入包含氧气、水蒸气、二氧化碳中的一种或多种的氧化性气流，其中，氧气和水蒸气含量均不超过25%，二氧化碳含量不超过5%，氮气作为平衡气，然后将煅烧炉热处理温度为400℃～850℃，恒温时间不少于10分钟；

或通过特制传送带将所述步骤(2)制备得到的粉体材料或整体式催化剂连续通过催化剂煅烧炉，且在煅烧炉中持续通入包含氧气、水蒸气、二氧化碳中的一种或多种的氧化性气流，其中，氧气和水蒸气含量均不超过25%，二氧化碳含量不超过5 %，氮气作为平衡气，并保证恒温区温度为400℃～850℃，通过调节传送带的传送速度使粉体材料或整体式催化剂在恒温区的停留时间不少于10分钟；

粉体材料或整体式催化剂在氧化性气流进行热处理后，所述活性贵金属铂、钯、铑组分呈单个原子或2～5个原子簇分散于改性氧化铝或催化助剂表面，得到原子级分散贵金属三效催化剂。

2.根据权利要求1所述的原子级分散贵金属三效催化剂，其特征在于：

所述活性贵金属呈单个原子或2～5个原子簇分散于担载材料或催化助剂表面，以保证金属分散度为30%～100%。

3.根据权利要求1所述的原子级分散贵金属三效催化剂，其特征在于：

所述改性氧化铝是在热处理过程能够全部去除 的有机酸或有机碱或表面活性剂改性的氧化铝，或者是所述催化助剂改性的氧化铝。

4.根据权利要求1所述的原子级分散贵金属三效催化剂，其特征在于：

所述钡化合物为氧化钡、硝酸钡、醋酸钡、草酸钡、氢氧化钡、碳酸钡、硫酸钡、氯化钡中的一种或多种，其质量百分含量以氧化钡计。