[發(fā)明專利]凈化汽車尾氣的稀土類鈣鈦礦型催化劑及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110135820.8
• 申請日: 2011-05-25
• 公開（公告）號: CN102247836A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 馬智;朱云峰;丁彤;李志軍;齊曉周
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術領域

本發(fā)明涉及一種凈化汽車尾氣的稀土類鈣鈦礦型催化劑及制備方法，屬于催化劑技術。

背景技術

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，私家車數量一路飆升，隨之而來的汽車尾氣污染物問題日益嚴重。據統(tǒng)計，我國汽車保有量已超過7000萬輛，全球汽車保有量可能達到十億輛。“十二五”期間，我國機動車氮氧化物排放量占排放總量的30％，研究表明大氣中氮氧化物在陽光下會發(fā)生一系列反應，生成光化學煙霧，危害人們的身體健康，同時會導致酸雨的產生，使水質變壞，危害農業(yè)生產，對建筑物造成腐蝕，嚴重破壞了了我們的生存環(huán)境。研究新型汽車尾氣轉化催化劑，控制汽車尾氣污染物的排放已迫在眉睫，對這一領域的研究成為了一個全球性的課題。

目前該方向的催化劑主要是以Pt為主要成分的Pt-Ru或Pt-Pd-Ru貴金屬三效催化劑，制備方法多采用多次浸漬法，代表性專利如CN1342520A、CN1385239A、CN1413769A、CN1502410A、CN1511621A等。該類催化劑雖然活性高，但制備工藝復雜，成本高，在高溫的條件下易發(fā)生燒結失活。還有一類是稀土復合氧化物催化劑，如La-K-Mn-O催化劑(Applied?Catalysis?B：34(2001)73-78)，400℃時NO的最高轉化率小于35％。CoFe₂O₄催化劑(Journal?of?catalysis242(2006)38-47)，NO的最高轉化率為43％。K改性的La₂CuO₄催化劑(Catalysistoday：119(2007)267-272)，NO的最高轉化率小于30％。Cu改性的La₂NiO₄催化劑(Catal?Lett(2009)132：41-49)，NO的最高轉化率小于20％。這類催化劑避免了貴金屬的使用，但相對來說活性不高，不適合用于凈化汽車尾氣。

因此，研究新型汽車尾氣凈化催化劑代替貴金屬是時代發(fā)展的必然趨勢，是符合我國國情的正確選擇。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種凈化汽車尾氣的稀土類鈣鈦礦型催化劑及制備方法。該催化劑用于凈化汽車尾氣NO的轉化率高。其制備方法過程簡單、成本低。

本發(fā)明是通過以下技術方案加以實現的，一種凈化汽車尾氣的稀土類鈣鈦礦型催化劑，其特征在于，結構式為LaSrMnO₄。

上述的凈化汽車尾氣的稀土類鈣鈦礦型催化劑的制備方法，其特征在于包括以下過程：

(1)將硝酸鑭、硝酸鍶、硝酸錳和檸檬酸按摩爾比為1∶1∶1∶(0.3～3)溶解于去離子水中，配制成各組分濃度為0.15～1.5mol/L的混合溶液，在溫度40～50℃下攪拌混合均勻；

(2)將步驟(1)制備的溶液加熱至溫度90～180℃下蒸干水分，得到催化劑前軀體；

(3)將步驟(2)制備的催化劑前軀體置于馬弗爐中，在氮氣保護下，以5～20℃/min的升溫速率升溫至380-420℃后，進行恒溫2～4小時的預煅燒，經自然冷卻至室溫得預煅燒催化劑前軀體；

(4)按每克預煅燒催化劑前軀體摻入0.01～0.2g碳粉計，將摻入碳粉后的預煅燒催化劑前軀體以壓力6～15MPa壓制成片；

(5)將經步驟(4)制的片狀催化劑前軀體置于馬弗爐中，在氮氣保護下，以5～20℃/min的升溫速率升溫至900～1200℃后，進行恒溫2～4小時煅燒，再經自然冷卻至室溫、粉碎得稀土類鈣鈦礦型催化劑LaSrMnO₄。

本發(fā)明優(yōu)點是，其制備方法為溶膠凝膠法，操作簡單，能有效控制各組分的含量，采用的原材料為普通的硝酸鹽，成本低廉，在預煅燒催化劑前軀體中摻入一定比例的碳粉，再經過高溫煅燒制得的催化劑其活性高，用于凈化汽車尾氣NO的轉化率達77％以上。

附圖說明

圖1為實施例1、2、3制備的催化劑對于NO還原的活性曲線。

圖中：方塊點的曲線為實施例1制備的催化劑對于NO還原的活性曲線。

圖中：圓形點的曲線為實施例2制備的催化劑對于NO還原的活性曲線。

圖中：三角點的曲線為實施例3制備的催化劑對于NO還原的活性曲線。

具體實施方式

實施例1