[发明专利]一种降低内燃机尾气排放的催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种降低内燃机尾气排放的催化剂及其制备方法。本发明降低内燃机尾气排放的催化剂，包括载体及涂覆于所述载体上的涂层，所述涂层包含氧化铝、Ce‑Zr复合氧化物及盐助剂，所述涂层中负载有贵金属Ru，还负载有贵金属Pt、Pd和Rh中的一种或几种。本发明在催化剂的涂层中引入贵金属Ru，使得制备的催化剂能够降低任何工况下的尾气排放，特别是减少偏浓工况下废气中氨的排放，对于气体机、汽油机和柴油机等内燃机都有很好的氨处理效果，并且价格低廉的Ru可以部分或全部替代传统贵金属，使催化剂的成本大大降低，从而降低企业生产成本，使得本发明制备的催化剂具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种降低内燃机尾气排放的催化剂及其制备方法。

背景技术

虽然近些年随着电车的快速崛起，传统燃油车大有退出历史舞台的趋势，但内燃机作为传统运输产业的动力来源，其依旧牢牢占据着半壁江山。使用内燃机作为动力来源，始终离不开废气污染和排放法规等的永恒话题。

法规的加严，逼迫技术的进步，使得内燃机带来的污染不断减少。随着重型车国六法规的颁布，气体机也被列入需要控制氨排放的行列。可预见的是，汽油机的氨排放限值也将在不久的将来被添加进排放法规中。

目前，汽车尾气净化催化剂主要是贵金属型催化剂，它由四部分组成，分别是作为第一载体的堇青石蜂窝载体、作为第二载体的高比表面多孔材料、作为活性组分的贵金属铂、钯、铑以及助剂，如已公开的中国专利CN200810067863.5，钯铑型催化剂因其能够同时进行CO和烃类氧化及NOx还原，广泛应用在尾气催化净化器中。其中，对NOx起还原作用的主要活性组分是铑，然而，贵金属铑的价格比较昂贵，从2018年开始，贵金属铑的价格涨幅已经超过了10倍，显然不利于催化剂成本的降低，因此，研究人员不断致力于寻找铑的替代品。

另外，作为催化转化的副反应，随着催化剂中贵金属的过度还原，会产生大量氨。传统的钯铑型催化剂中使用的贵金属，虽然对碳氢、氮氧化物等都有较高的转化能力，却会形成大量的氨。换言之，传统贵金属对于氮氧化物还原反应中，对氮气的选择性较弱，导致大量氨的形成。

贵金属钌的价格比铑的价格低，若将钌元素代替铑元素应用于催化剂中，能够降低催化剂的生产成本，经过对现有的技术检索发现，使用贵金属钌作为催化剂活性组分的文献有很多，例如中国专利CN201710987993.X公开了一种含钌铈锆固溶体催化剂，将尿素和氯化钌溶液加入铈锆固溶体的原液中。中国专利专利CN201610482367.0公开了一种钯钌型汽油车用催化剂及其制备方法，催化剂使用的为含钌钙钛矿型氧化物。中国专利CN02157917.2公开了一种富氧尾气氮氧化物净化催化剂，用于在氧气过剩的环境下，可同时选择性地利用有机物和一氧化碳还原除去尾气中氮氧化物及氧化除去未完全燃烧的有机物和一氧化碳。在这些公开的现有技术中，虽然负载型Ru基催化剂可以有效的净化汽车尾气，也能降低催化剂的成本，但是对催化转化副反应产生的氨仍起不到较好的净化作用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种降低内燃机尾气排放的催化剂及其制备方法。本发明在催化剂的涂层中引入贵金属Ru，可以大大降低废气中氨的排放浓度值，并且使用价格低廉的Ru部分替代传统贵金属，可以使催化剂的成本大大降低。

为解决现有技术的不足，本发明采用以下技术方案：

一种降低内燃机尾气排放的催化剂，包括载体及涂覆于所述载体上的涂层，所述涂层包含氧化铝、Ce-Zr复合氧化物及盐助剂；所述涂层中负载有贵金属Ru，还负载有贵金属Pt、Pd和Rh中的一种或几种。

优选的，所述涂层包括依次设置的上涂层、下涂层。

优选的，所述下涂层负载贵金属Pd或Pt；所述上涂层负载贵金属Rh；所述贵金属Ru负载在上涂层和/或下涂层中；Pd的负载量为0～5g/L，Pt的负载量为0～5g/L，Rh的负载量为0～0.5g/L，Ru的负载量为0.01～5g/L。