[发明专利]一种汽油车尾气净化催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种汽油车尾气净化催化剂及其制备方法，催化剂包括蜂窝状载体和下层Pt涂层、中间Pd涂层及上层Rh涂层，所述下层Pt涂层还包括负载Pt的第一铈锆复合氧化物、CeO₂‑Al₂O₃和碱土金属化合物，所述中间Pd涂层还包括负载Pd的La₂O₃‑Al₂O₃、第二铈锆复合氧化物和碱土金属化合物，所述上层Rh涂层还包括负载Rh的第三铈锆复合氧化物和La₂O₃‑Al₂O₃。本发明催化剂中Pt涂层处在最下层，由于热传导屏蔽缓解了与尾气快速接触导致的高温烧结；同时，第一铈锆复合氧化物、CeO₂掺杂的氧化铝以及Pt前驱体先碱化负载再酸化的制备工艺的协同作用促进了Pt与载体的相互作用，极大提高了Pt的高温稳定性，制备出的尾气净化催化剂老化后仍具备很高的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物转化能力。

技术领域

本发明属于机动车尾气净化催化剂技术领域，具体涉及一种汽油车尾气净化催化剂及其制备方法。

背景技术

三效催化剂（Three-way catalysts, TWCs）可以同时将汽车尾气中有害的CO、HC和NOx转化为无毒的CO₂和H₂O，因而应用十分广泛。

近年来，随着贵金属市场供求情况的波动，Pt的价格较为稳定，而Pd的价格持续攀升。2020年9月，Pd的月均价格约为Pt的2.5倍。Pd贵金属价格的剧烈波动使得汽车尾气后处理系统成本巨增，加上经济增速放缓，汽车行业面临前所未有的挑战，众多车企纷纷将目光投向价格稳定且与Pd贵金属具有相似催化特点的Pt贵金属。然而，Pt贵金属的高温热稳定性不如Pd，高温老化后的催化活性通常与Pd有很大的差距。于是，很多研究者将目光投向了如何提高Pt催化剂的抗高温老化能力这一行业难题。

有关研究者在专利CN 109012665 B中，采用均匀沉淀法负载贵金属，提高了Pt的分散度，虽然催化活性有所提高，但是同时降低了贵金属颗粒的粒径，高温条件下仍容易聚集长大，实际应用过程中存在一定的风险。

发明内容

本发明的目的是为了解决三元催化剂现有技术中Pt贵金属的高温热稳定性较差，等量替代Pd后催化剂抗老化性能下降的问题，提供了一种汽油车尾气净化催化剂及其制备方法，制备出的三元催化剂老化后仍具备很高的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物转化能力。

为解决现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种汽油车尾气净化催化剂，包括载体和依次涂覆在载体上的下层涂层、中间涂层及上层涂层，所述下层涂层负载有Pt，所述中间涂层负载有Pd，所述上层涂层负载有Rh；

所述下层涂层还包括负载Pt的第一铈锆复合氧化物、CeO₂-Al₂O₃和碱土金属化合物，所述中间涂层还包括负载Pd的La₂O₃-Al₂O₃、第二铈锆复合氧化物和碱土金属化合物，所述上层涂层还包括负载Rh的第三铈锆复合氧化物和La₂O₃-Al₂O₃。

进一步地，所述下层涂层中第一铈锆复合氧化物包括以下组分：5wt%~45wt%的ZrO₂、50wt%~80wt%的CeO₂和5wt%~15wt%的La₂O₃、Y₂O₃、Pr₆O₁₁、Nd₂O₃中的一种或几种。