[發明專利]一種低貴金屬含量高效三元催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201110250807.7
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102430403A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 段明華;孫健;賈海建;周波
• 申請（專利權）人: 重慶海特汽車排氣系統有限公司
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46;B01J23/44;B01J23/42;B01J35/10;B01D53/94;B01D53/72;B01D53/56;B01D53/62
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李曉兵

技術領域：????????????????????????????????????????????????????????????

本發明涉及一種可用于汽車尾氣處理的低貴金屬含量高效三元催化劑及其制備方法，該催化劑應用介孔納米材料作為涂層材料，提高了催化劑的低溫活性和高溫抗老化性能。屬于無機納米催化劑材料領域。

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背景技術：

近年來，機動車排氣污染日趨突出，嚴重地危害著人們的身體健康，全球范圍內對汽車尾氣的排放的強制性法規日益嚴重，尤其是歐、美等發達國家，早已提出歐V、歐VI等超低排放甚至零排放的嚴格標準。我國于2010年開始執行相當于歐IV標準的低排放限值，在2012年將實行相當于歐V標準的低排放標準。為了達到更快的起燃和更好的凈化效果。因此，要求催化劑具有更低的起燃溫度和滿足耐久性要求。但目前產業化中還沒有其他元素能替代Pt、Pd、Rh等貴金屬作為汽車尾氣凈化催化劑的活性組分，而貴金屬價格昂貴，且資源儲量越來越少，因此，同時對降低貴金屬成本的要求也日漸迫切。發展高性能低貴金屬催化劑是一種必然趨勢。

介孔納米材料指的是孔徑在2nm-50nm范圍的無機多孔材料，它是近年來納米材料科學領域引人注目的研究對象。由于其具備可調的規整有序的介孔孔道，極高的比表面積，良好的熱穩定性，已經在石油化工中的加氫裂解、大分子選擇催化、分離等領域展現了廣泛的應用前景。????

介孔改性氧化鋁和介孔鈰鋯復合氧化物更具有高的比表面積和良好的熱穩定性，因而在催化領域應具有更為廣闊應用前景，已經越來越引起了極大的關注。

能否利用介孔納米材料所具有的高的比表面積和有序的孔道結構，采用合適的制備工藝，將少量的貴金屬活性組分均勻分散于具有良好性能的介孔改性活性氧化鋁和介孔鈰鋯復合氧化物構成的涂層內，形成介孔納米催化材料，其巨大的比表面積能提供豐富的活性吸附位，促使催化劑活性組高度分散，可以最大限度地提高這類材料的催化活性，同時能有效減少貴金屬用量，從而緩解目前嚴格法規對催化劑的要求以及市場對催化劑成本要求的矛盾。

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發明內容：

本發明的目的是在于提供一種具有良好性能并減少貴金屬使用量的汽油車尾氣凈化三元催化劑及其制備方法。本發明的特點是催化劑涂層中引入介孔改性活性氧化鋁和介孔鈰鋯復合氧化物（含有大于2%的重量的介孔改性活性氧化鋁和介孔鈰鋯復合氧化物），使涂層具有更高的比表面積和更好的抗老化性能，從而提高了貴金屬活性組分在涂層上的分散度，提高了催化劑低溫活性，延長了催化劑的壽命，使汽車尾氣污染的排放達到低排放及超低排放的效果，并降低了催化劑的成本。

本發明的三元催化劑為一種載體、涂層和活性組分構成的催化劑，常規呈蜂窩狀（蜂窩柱狀），在堇青石蜂窩陶瓷載體基體或金屬蜂窩載體基體上，涂覆有三元催化劑涂層，所述三元催化劑涂層含有介孔改性活性氧化鋁和介孔鈰鋯復合氧化物材料；在涂層上沉積有貴金屬活性組分，構成三元催化劑。

即：由介孔改性活性氧化鋁和介孔鈰鋯復合氧化物按一定的配比混合，在一定助劑的作用下，控制涂層成型及表面性質，涂覆于堇青石蜂窩陶瓷載體或金屬蜂窩載體基體上，經烘干、焙燒后得到涂層，而后將貴金屬活性組分沉積在涂層上制得催化劑，涂層提供高比表面積，用于貴金屬活性組分的分散，提供更多的活性位，助劑能使涂層更好地附著在基體上，增強催化劑的活性和穩定性作用，還調節涂層漿料的成型和表面性能，增加涂層的附著力和涂覆效率。