[發明專利]一種高效尾氣凈化三元催化劑涂敷方法

無效

• 申請號: 201110417424.4
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102513165A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 劉碧蘭;姚小剛
• 申請（專利權）人: 劉碧蘭
• 主分類號: B01J37/02
• 分類號: B01J37/02;F01N3/28
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 王翀

[技術領域]

本發明涉及一種汽車尾氣凈化催化劑涂敷方法，尤其涉及一種高效尾氣凈化三元催化劑分段分層涂敷新方法。

[背景技術]

隨著全世界汽車保有量的快速增加，汽車尾氣已成為城市空氣污染的主要污染源。據有關資料統計，城市空氣中90％以上的一氧化碳，60％以上的碳氫化合物和30％以上的氮氧化合物來自汽車尾氣排放。為了控制汽車尾氣對大氣的污染，除制定嚴格的排放指標外，還應加強對汽車尾氣凈化的研究和開發。國內外對汽車尾氣控制采用三元催化劑的傳統辦法是在陶瓷或金屬載體上均勻涂敷按一定比列混合的催化劑原材料，包括氧化鋁，氧化鋯，氧化鈰(或鈰鋯固溶體粉末)及其他金屬氧化物、稀土氧化物和一些其他添加物。

近20多年來由于各國對尾氣排放控制日益嚴格，加上汽車市場價格競爭日益激烈，催化劑傳統制作和均勻涂敷工藝已不能滿足要求，因此出現了不同涂層采用不同原材料以及不同種貴金屬催化元素的新涂敷技術。如圖1所示為目前比較標準的涂敷方法，涂層可以有二層，也可多至三到四層(參見專利文件1、專利文件2和專利文件3)，其特點是每一涂層催化特性沿載體軸向均勻同性，沿徑向催化特性有所不同，這是因為層與層之間所采用的催化劑原材料和配方不同。但是其每一層都用同樣的涂敷材料進行涂敷，涂層覆蓋整個載體從氣流入口到出口的各微小通道表面，較外層材料覆蓋在內層的外表，以此類推，這樣制作涂敷的單個凈化器載體從進口到出口對尾氣控制作用是單一的，無法起到前、后級催化劑的雙重作用。

隨著各國對汽車尾氣控制要求日益嚴格，必須對發動機各種負載、轉速、冷熱機狀態采用不同的催化策略、配方技術和催化材料，因此出現了功能不同的多級催化劑系統(參見專利文件4)，即將兩個或三個不同的催化劑載體一起使用，即兩級或多級催化劑系統。但由于現代車輛和發動機設計技術發展，車型越來越緊湊、發動機功率越來越大，零部件安裝空間有限，多級催化劑不僅安裝工藝相對復雜，其占據的空間也較大。

現有技術文件

專利文件

專利文件1：中國專利公告號CN102083530A，公告日2011年06月01日，名稱為‘用于凈化汽車所排放廢氣的蜂窩結構型催化劑，其制備方法及使用該催化劑凈化廢氣的方法’中公開了一種蜂窩型結構催化劑，其中由蜂窩型結構構成的載體涂敷有兩層以上的催化劑組合物，用于凈化廢氣中所含的一氧化碳、烴和氮氧化物。

專利文件2：中國專利公告號CN102008958A，公告日2011年04月13日，名稱為‘一種凈化汽油車尾氣的三元催化劑及其制備方法’中公開了一種凈化汽油車尾氣的三元催化劑及制備方法，該三元催化劑的催化活性層為雙層結構，內層催化活性層為活性氧化鋁負載稀土金屬、堿土金屬、過渡金屬、貴金屬中的一種或多種氧化物；外層催化活性層為活性氧化鋁負載稀土金屬、堿土金屬、貴金屬一種或多種氧化物。

專利文件3：中國專利公告號CN102131582A，公告日2011年07月20日，名稱為‘廢氣凈化催化劑、使用其的廢氣凈化裝置和廢氣凈化方法’中公開了一種廢氣凈化催化劑，其特征在于，將用于凈化廢氣中所含的烴(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)的催化劑組合物以如下至少上下兩層涂敷到蜂窩型結構上。

專利文件4：中國專利公告號CN102083531A，公告日2011年06月01日，名稱為‘凈化廢氣的催化劑裝置和凈化廢氣的方法’中公開了一種用于凈化廢氣的催化劑裝置，其特征在于，位于上游側的蜂窩結構型催化劑(X)和位于下游側的蜂窩結構型催化劑(Y)在所有的下層中都包含由基本不含Rh組分并負載Pt組分或Pd組分中的至少一種的無機氧化物載體材料、含鈰氧化物和堿土金屬組分構成的催化劑組合物。

按照上述專利文件1-3的涂敷方法，其共同特點是每一涂層催化特性沿載體軸向均勻同性，從進口到出口對尾氣控制作用是單一的。

按照上述專利文件4的涂敷方法，特點是涂敷在兩個載體上，實際就是前后級催化劑，其缺點是系統設計、加工、封裝較復雜、生產效率較低以及生產成本較高。

[發明內容]

本發明克服了現有技術的不足，提供一種高效尾氣凈化三元催化劑分段分層涂敷新方法。

本發明采用的技術方案是：一種高效尾氣凈化三元催化劑涂敷方法，是針對單件催化劑載體從尾氣進口到尾氣出口進行至少兩個分段，對不同分段采用不同配方的催化劑漿料進行涂敷，對同一分段的凈化器載體表面進行一次以上的催化劑材料涂敷。