[发明专利]一种降低冷起动尾气排放净化催化剂的制备方法

摘要

本发明涉及一种降低冷起动尾气排放净化催化剂的制备方法，开发了单涂层或双涂层双分散方法，分别制备不同的催化剂涂层材料，可以防止Pd、Rh两种活性金属直接接触形成Pd－Rh合金从而导致催化剂的活性组分损失。制备的催化剂，活性氧化铝载体的含量为20～150克/升，稀土复合氧化物的使用量为15～200克/升，填充材料含量为10～100克/升，贵金属为0.2～2克/升，贵金属的比例控制在Pt/Rh＝15∶1至2∶1，Pd/Rh＝10∶1至2∶1，Pt/Pd/Rh＝10∶0∶1至0∶10∶1。氧化铝中La或Ba氧化物的含量为0～5％，催化剂涂层中La、Ba、Zr的含量控制在0～15％以内。

主权项

1、本发明为一种降低冷起动尾气排放净化催化剂的制备方法，其特征在于其单涂层或双涂层双分散方法包括如下制备过程：I、原料的选择：1)氧化铝载体的比表面为140～320m2/g，孔容大于0.35cm3/g，平均孔径为100以上，粒度为D90在30μm以下，2)稀土复合氧化物的比表面在55～320m2/g，孔容大于0.15cm3/g，平均孔径为110以上，粒度为D90在30μm以下，其中铈/锆的原子比在1/9至9/1的范围内变化，钇、镧、镨、钕中的一种或多种，含量在0.5％～20％范围之内，3)贵金属盐溶液，包括铂、钯、铑、钌的硝酸盐、氯化物以及六羟基铂酸等，4)钡、锆、钙、镧、铈、镨、锶、钇的碱金属、碱土金属、稀土金属的盐类或氧化物，包括硝酸盐、乙酸盐、碳酸盐、硫酸盐，5)比表面积在1～4m2/g之间，粒度在50μm以下的惰性填充材料，包括α-氧化铝、钙钛矿、氧化钙、氧化钡、堇青石、莫来石、钛酸铝镁，6)使用杂质含量在1％以下的酸性物质包括硝酸、醋酸，7)使用杂质总含量不超过1％的碱性物质包括乙醇胺、氨水、尿素、氢氧化钾，8)选择堇青石陶瓷蜂窝基体，孔道密度是400或600孔/平方英寸，壁厚在0.1～0.22mm范围内，9)本发明制备的催化剂，活性氧化铝载体的含量为20～150克/升，稀土复合氧化物的使用量为15～200克/升，填充材料含量为10～100克/升，贵金属为0.2～2克/升，贵金属的比例控制在Pt/Rh＝15∶1至2∶1，Pd/Rh＝10∶1至2∶1，Pt/Pd/Rh＝10∶0∶1至0∶10∶1。氧化铝中La或Ba氧化物的含量为0～5％，催化剂涂层中La、Ba、Zr的含量控制在0～15％以内，II、研磨及制浆：10)将上述经过La和Ba稳定的γ-氧化铝载体加入少量的分散剂，包括表面活性剂或偶联剂，然后进行研磨至一定的粒度，为D90在3～15μm的范围之内，11)将贵金属Pd溶液负载到在上述研磨后的粉末上，再与稀土复合氧化物混合均匀后进行研磨至一定的粒度，粒度控制在为D90在5～15μm的范围之内，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A，12)将上述A粉末的一半在120～180℃温度下干燥1～5小时，400～600℃下煅烧1～5小时，形成粉末A′，13)将湿润性粉末混合物A和煅烧后的粉末A′，及适量的碱金属、碱土金属以及适量的惰性物质混合后并添加去离子水等制成可流动的浆液，14)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4～24小时，直至浆液的粒子粒度D90在10μm以下，15)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％，形成浆液A″，16)同样重复上述各步骤，将经过La和Ba稳定的氧化铝与稀土复合氧化物按照一定比例混合后，添加少量的分散剂进行研磨，然后在其表面负载Rh溶液，形成湿润性粉末B和煅烧后的粉末B′，再经过上述各步之后形成浆液B″，17)将上述粉末A和A′以及上述粉末B和B′按照一定的比例混合后形成粉末C，经过13)至15)各步后形成浆液C″，III、涂附及煅烧活化18)将蜂窝基体浸入到上述浆液A″之中，19)煅烧之后，将其浸入浆液B″中，重复18)步骤，制备成催化剂A型，该方法为双涂层双分散方法，20)将蜂窝基体浸入到上述浆液C″之中，5～30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，然后放入马福炉中进行高温煅烧，煅烧温度400～650℃，时间3～5小时，干燥和煅烧均是在空气氛下进行，制备成催化剂C型，该方法为单涂层双分散方法，上述催化剂A和C可以根据需要在高温下进行还原活化，还原是在还原气氛下进行。