[发明专利]用于净化汽车尾气的催化剂

说明书

本发明涉及一种催化剂，特别涉及用于净化汽车尾气和工业废气的催化剂。

由于汽车工业的发展，汽车尾气已成为城市环境污染的主要来源。根据美国的统计，城市空气污染60％来自汽车排放的废气，17％来自工业污染，23％来自其它污染。需要指出的是在汽车排放的废气中的CO、HC、NOx等能使人体患多种疾病，在HC中还含有致癌物质，从而严重危害人类的健康。据报导，城市交通民警的平均寿命是各类人群中最短的，城市居民的平均寿命较短，其主要杀手就是汽车尾气中的有害气体。我国90年在北京举办亚运会期间以及后来在某些市区街道上对汽车采取单双日制，以控制每日进入市区的汽车数量，一方面可减少交通阻塞，一方面就是减少汽车废气的排放量。由此可以看出治理汽车尾气已到了刻不容缓的地步。

对于汽车尾气的净化技术，国外开展研究较早，并在汽车上安装使用催化剂净化器。缺点是它们多使用贵金属如铂、钯、铑、铱等以及稀土金属，这些金属价格昂贵不易推广普及。

以贵金属和稀土金属作为催化剂的活性组分能提高CO、HC和NOx的转化率，但是，这种催化剂不但成本高，而且以贵金属和稀土金属作为活性组分的催化剂在低温下的转化率、快速转化率和寿命方面存在不足。当它们被用作净化汽车尾气的催化剂时还必须设置氧传感器和预加热装置。

在申请号95102004.8、申请日95年2月17日，名称为“用于净化工业废气和汽车尾气的催化剂”之中国专利中不含有贵金属，它是以两个或多个金属元素形成的复合氧化物作为活性组分，以多孔陶瓷作为载体，基于载体重量的活性组分以各个金属元素氧化物的重量百分比如下：

氧化铜(CuO)    2～20％

氧化镍(NiO)    0.5～8％

氧化钴(CoO)    0.1～4％

氧化铬(Cr₂O₃)1～7％

氧化锌(ZnO)    0.5～10％

氧化锰(MnO)    0.05～6％

氧化钕(Nd₂O₃)0.1～1％

上述催化剂用于净化汽车尾气时具有较好净化效果和长寿命。但其活性成分中仍含有作为稀土氧化物的氧化钕。该催化剂的转化率不够高，特别是起始转化温度偏高，有时需另加预热处理装置，氧化和还原作用的兼容性不足，适用的空燃比范围较窄。该专利申请的制造工艺复杂，例如先将浸渍有各种活性物质金属的硝酸盐混合溶液后干燥和煅烧，再将此煅烧过的半成品催化剂浸渍氧化铝溶液后，再次干燥和煅烧。

本发明目的在于：提供一种不含贵金属也不含稀土金属氧化物的净化汽车尾气和工业废气的催化剂。该催化剂制法简便，抗铅中毒性好，寿命长，对氧化和还原作用的兼容性好，适用的空燃比范围宽。

本发明目的是这样实现的：提供一种用于净化汽车尾气的催化剂，该催化剂由10～15(重量)％的活性组分和90～85(重量)％的陶瓷载体组成，其中，活性组分中含有按下列金属氧化物摩尔比的复合金属氧化物：  CuO∶NiO∶CoO∶γ-Al₂O₃∶ZnO∶MnO₂∶Cr₂O₃∶BaO∶Fe₂O₃∶CaO＝(6～11)∶(3～6)∶(1～4)∶(1～4)∶(0.5～2)∶(0.2～2)∶(0.1～1)∶

(0.5～1.5)∶(0.5～1)∶(0.1～0.5)  CuO∶NiO∶CoO∶γ-Al₂O₃∶ZnO∶MnO₂∶Cr₂O₃∶BaO∶Fe₂O₃∶CaO＝(8～10)∶(3～5)∶(1～3)∶(1～3)∶(0.5～1.5)∶(0.2～0.5)∶

(0.2～0.5)∶(0.2～0.5)∶(0.2～0.5)∶(0.1～0.5)

所用陶瓷载体的堇青石含量≥93％，体积密度1.5～1.7g/cm²，气孔率≥34％，吸水率≥20％，抗热冲击性≥1,000℃，气孔率＞34％，比表面积≥3.0M²/g，它是山西省太原东净陶瓷载体厂的产品。

以下结合实施例对本发明进行详细说明。