[发明专利]一种稀土基高性能三效催化剂的制备方法

摘要

本发明涉及汽车尾气净化技术，是一种稀土基高性能三效催化剂的制备方法。特征在于将主要含有稀土复合氧化物、氧化铝、金属或陶瓷蜂窝载体和至少一种贵金属活性组分如氯化铑、硝酸铑、硝酸钯、氯化钯、硝酸铂、氯铂酸等，通过干混预研磨新工艺等制备方法，得到一种具有高活性、高热稳定性、应用在不同汽车上可以满足不同排放标准的净化催化剂。

主权项

1.一种稀土基高性能三效催化剂的制备方法，其特征在于其一次涂附过程包括如下制备工艺过程：(1).原料的选择：1)选择合适的活性氧化铝载体，比表面一般为120～300m2/g，孔容大于0.3cm3/g，平均孔径为100以上，粒度为D90在25μm以下；2)选择合适的稀土基复合氧化物，比表面一般在65～150m2/g，孔容大于0.2cm3/g，平均孔径为110以上，粒度为D90在40μm以下。该稀土基复合氧化物中所含的铈和锆的量基本上对应于获得最终目的复合物所需的化学计量比，本发明中使用的铈/锆的原子比可以在1/9至9/1的范围内变化。同时，也添加了一定量的钇、镧、镨、钕中的一种或多种，含量在1％～15％范围之内；3)选择合适的贵金属盐溶液，包括硝酸铂、氯铂酸、六羟基铂酸、氯铂酸铵等的酸性或碱性溶液；硝酸铑、氯化铑溶液、氯铑酸盐；硝酸钯、氯化钯、氯钯酸等。4)碳酸钡、氧化钡、乙酸钡、氢氧化钡、硫酸钡；碳酸钙、氧化钙、硫酸钙；硝酸氧锆、碳酸氧锆、氢氧化锆、乙酸氧锆、氯氧化锆；碳酸铈、硝酸铈；碳酸锶、硝酸锶；碳酸镁、硝酸镁；硝酸镧、碳酸镧；硝酸钇、碳酸钇等碱金属、碱土金属、稀土金属等盐类或氧化物；5)惰性材料如α-氧化铝、钙钛矿、氧化钙、氧化钡、堇青石、莫来石、钛酸铝镁等。上述粉末的比表面积一般在1～4m2/g之间，粉末的粒度在50μm以下；6)使用的酸性物质包括硝酸、醋酸等。上述酸性物质的杂质含量在1％以下；7)使用的碱性物质包括氨水、尿素、氢氧化钾等。上述碱性物质的杂质总含量不超过1％；8)选择合适的堇青石陶瓷蜂窝基体，孔密度为300～600孔/平方英寸，正方形孔道。该陶瓷蜂窝可以是国产的也可以是康宁公司的产品。一般的孔道密度是400孔/平方英寸，壁厚大约在0.1～0.22mm范围内，典型的国产陶瓷蜂窝的壁厚为0.16mm，康宁陶瓷蜂窝的壁厚为0.12mm；9)本发明制备的催化剂，含有的各种成分及含量为，活性氧化铝载体的含量为20～150克/升，稀土复合氧化物助剂的使用量一般为15～200克/升，各种填充材料如堇青石、莫来石、α-氧化铝等惰性粉末为10～100克/升，贵金属的含量一般为0.2～2克/升，Pt、Pd、Rh三种贵金属的比例一般控制在Pt/Rh＝15∶1至2∶1，Pd/Rh＝10∶1至2∶1，Pt/Pd/Rh＝10∶0∶1至0∶10∶1。以La-Ba稳定氧化铝或稳定催化剂，其含量一般为氧化铝或催化剂涂层的0～5％；(2).研磨及制备浆液：10)将上述γ-氧化铝单独或混同稀土复合氧化物以及少量的碱金属、碱土金属等混合均匀后进行研磨至一定的粒度，一般为D90在3～15μm的范围之内；11)将贵金属的单独或混合溶液浸渍在上述研磨后的粉末上，然后加入一定量的氨水或乙酸溶液，再进行混合研磨1～5小时，形成湿润性粉末混合物；12)将上述粉末在120～180℃温度下干燥1～5小时，400～600℃下煅烧30分钟～5小时；13)将湿润性粉末混合物或煅烧后的粉末，与适量的α-氧化铝、钙钛矿、氧化钙、氧化钡、堇青石、莫来石、钛酸铝镁等惰性物质的单独或混合物等充分混合；14)在上述混合物中加入合适量的去离子水、乙酸、硝酸、适量的氨水等制成可流动的浆液；15)将上述浆液转移到数升大小的球磨罐中，加入适量的酸液或碱液调整浆液的pH值在2～5范围之内，加入少量的消泡剂，然后在球磨罐中进行球磨，时间在1～24小时，直至浆液的粒子粒度D90在10μm以下；16)取出研磨后的浆液，加入酸、碱或去离子水等液态物质至固含量达到20％～45％；(3).涂附及煅烧活化：17)以陶瓷蜂窝基体或含有预涂层的陶瓷蜂窝基体浸入到上述浆液之中，10～40秒后取出，用压缩空气吹扫，放入干燥箱中100～250℃干燥5～20个小时，至脱水率达到75％以上。干燥在空气下或惰性气氛下进行。18)初步脱水后的催化剂毛坯放入马福炉中进行高温煅烧。煅烧温度400～650℃，时间30分钟～5小时。煅烧是在空气下或惰性气氛下进行。19)煅烧之后，根据催化剂的本身需要和应用需要，在高温下对催化剂进行还原活化。还原是在氢气气氛中或还原气氛下进行。