[发明专利]一种天然气车尾气净化催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种天然气车尾气净化催化剂及其制备方法，催化剂包括催化剂载体和采用分段和/或分层的方式涂覆的第一涂层、第二涂层、第三涂层，第一涂层为Lasubgt;x/subgt;Asubgt;y/subgt;Mnsubgt;z/subgt;Bsubgt;1‑z/subgt;Osubgt;3/subgt;钙钛矿型复合氧化物负载在比表面不小于150msupgt;2/supgt;/g的氧化铝或第一改性氧化铝上；第二涂层为贵金属Pt和/或Pd负载在铈锆复合氧化物和/或第二改性氧化铝上；第三涂层为贵金属Pt、Rh或Pd、Rh负载在铈锆复合氧化物和/或第三改性氧化铝上；第二涂层设置在第三涂层前端或下层。本发明催化剂第一涂层能充分发挥钙钛矿的储放氧功能及催化功能，转化掉部分污染物同时调节空燃比的波动，与氧化型和还原型催化剂匹配使用后，能提高催化剂的活性，减少污染物的排放，从而降低贵金属用量，节约成本。

技术领域

本发明涉及机动车尾气净化技术领域，特别涉及一种天然气车尾气净化催化剂及其制备方法。

背景技术

天然气车由于被认为是“干净的燃料”，因而逐渐被广泛应用。我国现阶段天然气车排放标准已实施到国六阶段，与国五相比，各污染物的排放限值进一步降低，耐久里程增加，并规定了副产物NH₃的排放值。由于天然气车排温相对汽油车要低很多，加之CH₄分子中C-H键能很高，难以断裂，另外三效窗口偏富偏窄，空燃比波动较大，通常需要使用较高含量的贵金属才能实现对三种污染物的有效转化。现有技术中以贵金属作为活性组分制备催化剂，但近年来贵金属Pd、Pt、Rh的价格不断上升尤其是Rh极其昂贵，市场要求不断降本，而传统的三效催化剂载体为铈锆储氧材料或氧化铝材料，本身并不具有催化活性，依靠传统的催化材料已经不能满足市场的降本需求。钙钛矿复合氧化物的通式为ABO₃，研究表明，钙钛矿氧化物对CO、HC及NO_x具有一定的催化剂活性，本身可以作为汽车尾气三效催化剂来使用。

专利文献CN112246251A公布了一种天然气汽车尾气净化催化剂及其制备方法。制备方法包括：La_0.67Fe_0.83Cu_0.17O₃钙钛矿的制备，Pd/Al₂O₃材料的制备，整体式催化剂的制备；催化剂成分包含Pd/Al₂O₃催化剂和钙钛矿以10～3:1的比例球磨混合，钙钛矿通过溶胶凝胶法制得，该方法制备的纯钙钛矿型催化剂比表面小，成型困难，强度低等诸多原因导致难于在实际中应用。专利CN111604050A公开了一种用于天然气发动机尾气催化剂的制备和催化剂氧化处理低级烃的方法，发动机尾气催化剂以LaCeO3钙钛矿作为催化载体，通过控制制备工艺参数、前驱体溶液的组分，从而获得具有多孔海绵结构的钙钛矿催化剂，有效的改善了钙钛矿材料比表面积不足的劣势，提升催化剂对尾气气体分子的捕获能力、延长反应时间。同时引入贵金属元素实现钙钛矿B位的掺杂以及表面负载，该技术方案中可以通过控制制备工艺参数、前驱体溶液的组分达到控制多孔海绵结构，但制备工艺参数较复杂，并不能达到较好的多孔结构，难以工业化生产。所以需要研发能够制备较大的表面积的钙钛矿型催化剂和较高催化效率催化剂的制备方法，能够更高效的对尾气净化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中钙钛矿型催化剂比表面积小、贵金属型催化剂成本高的问题，提供一种天然气车尾气净化催化剂及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：