[發(fā)明專利]一種三元催化劑及其制備方法

有效

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• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN103182305A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王紹隆;徐斌;向其軍
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01D53/94;B01D53/62;B01D53/72;B01D53/56
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1.一種三元催化劑，其特征在于，以多孔陶瓷為基體，其上設(shè)有催化層，所述催化層包括第一催化層和第二催化層；所述第一催化層包括第一催化部分和第二催化部分，所述第二催化層包括第三催化部分和第四催化部分；其中，第三催化部分位于第一催化部分的正下方，第四催化部分位于第二催化部分的正下方，所述第一催化部分為第一載體氧化物擔(dān)載具有抗毒性的第二活性貴金屬，第二催化部分為第二載體氧化物擔(dān)載具有抗毒性的第三活性貴金屬，第三催化部分為第三載體氧化物擔(dān)載具有抗毒性的第三活性貴金屬，第四催化部分為第四載體氧化物擔(dān)載具有抗毒性的第一活性貴金屬；所述第一載體氧化物、第二載體氧化物、第三載體氧化物和第四載體氧化物各自獨立為稀土金屬、堿土金屬一種或幾種的氧化物和活性氧化鋁。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元催化劑，其特征在于：第一活性貴金屬為Rh，第二貴金屬為Pt，第三活性貴金屬為Pd。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三元催化劑，其特征在于：第一活性貴金屬Rh的加入量為陶瓷基體的0.05-0.2g/L；第二活性貴金屬Pt的加入量為陶瓷基體的0.05-0.2g/L，第三活性貴金屬Pd的加入量為陶瓷基體的0.02-0.5g/L，Rh、Pt與Pd的元素重量比為Rh：Pt：Pd=1：1-5：1-10。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元催化劑，其特征在于：每一催化部分的重量均為陶瓷基體重量的5-20wt%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元催化劑，其特征在于：所述第一載體氧化物、第二載體氧化物、第三載體氧化物和第四載體氧化物，其中，稀土金屬為La、Ce、Zr、Pr、Nd、Pm和Sm的一種或幾種的混合，堿土金屬為Ba、Mg、Ca、Sr中的一種或幾種的混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三元催化劑，其特征在于：所述第一載體氧化物、第二載體氧化物、第三載體氧化物和第四載體氧化物，稀土金屬為La、Ce、Zr，每一催化部分中各元素重量比為Al:Ce:Zr:La?=15-70：5-30：5-30：5-20。

7.按照權(quán)利要求1所述的三元催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、制備第三催化部分用的涂覆料液：將稀土金屬和堿土金屬的硝酸鹽，加入去離子水，配置成第一溶液；然后向稀土金屬的復(fù)合氧化物粉末加入去離子水，添加聚乙二醇混合均勻得到第二溶液；向擬薄水鋁石中加入第二溶液和第一溶液，攪拌得到第三溶液；再加第三活性貴金屬的硝酸鹽溶液，以球磨方式混合均勻制得第一涂覆料液；

S2、將步驟S1所制備得到的涂覆料液注入帶有刻度的平底容器內(nèi)，液面高度控制在陶瓷基體高度的一半位置；取陶瓷基體放入平底容器內(nèi)，在陶瓷基體的上部套上抽真空裝置，控制抽真空的條件，使得涂覆料液在陶瓷基體內(nèi)的液面高度到達(dá)一半時停止抽真空；將載體取出，在取出過程中保持陶瓷基體上下方向不變，利用吹掃設(shè)備從沒有漿料的一端向有漿料的一端吹氣，直至沒有液體流出；最后干燥、焙燒制備得到第三催化部分；

S3、制備第四催化部分用的涂覆料液：將稀土金屬和堿土金屬的硝酸鹽，加入去離子水，配置成第四溶液；然后向稀土金屬的復(fù)合氧化物粉末加入去離子水，添加聚乙二醇混合均勻得到第五溶液；向擬薄水鋁石中加入第五溶液和第四溶液，攪拌得到第六溶液；再加第一活性貴金屬的硝酸鹽溶液，以球磨方式混合均勻制得第二涂覆料液；

S4、將步驟S3所制備得到的涂覆料液注入帶有刻度的平底容器內(nèi)，液面高度控制在陶瓷基體高度的一半位置；將步驟S2中的陶瓷基體倒置放入平底容器內(nèi)，在陶瓷基體的上部套上抽真空裝置，控制抽真空的條件，使得涂覆料液在陶瓷基體內(nèi)的液面高度到達(dá)一半時停止抽真空；將載體取出，在取出過程中保持陶瓷基體上下方向不變，利用吹掃設(shè)備從沒有漿料的一端向有漿料的一端吹氣，直至沒有液體流出；最后干燥、焙燒制備得到第四催化部分；

S5、制備第一催化部分用的涂覆料液：將稀土金屬和堿土金屬的硝酸鹽，加入去離子水，配置成第七溶液；然后向稀土金屬的復(fù)合氧化物粉末加入去離子水，添加聚乙二醇混合均勻得到第八溶液；向擬薄水鋁石中加入第八溶液和第七溶液，攪拌得到第九溶液；再加第二活性貴金屬的硝酸鹽溶液，以球磨方式混合均勻制得第三涂覆料液；

S6、將步驟S5所制備得到的涂覆料液注入帶有刻度的平底容器內(nèi)，液面高度控制在陶瓷基體高度的一半位置；將步驟S4中的陶瓷基體倒置放入平底容器內(nèi)，在陶瓷基體的上部套上抽真空裝置，控制抽真空的條件，使得涂覆料液在陶瓷基體內(nèi)的液面高度到達(dá)一半時停止抽真空；將載體取出，在取出過程中保持陶瓷基體上下方向不變，利用吹掃設(shè)備從沒有漿料的一端向有漿料的一端吹氣，直至沒有液體流出；最后干燥、焙燒制備得到第四催化部分；

S7、制備第二催化部分用的涂覆料液：將稀土金屬和堿土金屬的硝酸鹽，加入去離子水，配置成第十溶液；然后向稀土金屬的復(fù)合氧化物粉末加入去離子水，添加聚乙二醇混合均勻得到第十一溶液；向擬薄水鋁石中加入第十一溶液和第十溶液，攪拌得到第十二溶液；再加第三活性貴金屬的硝酸鹽溶液，以球磨方式混合均勻制得第四涂覆料液；

S8、將步驟S7所制備得到的涂覆料液注入帶有刻度的平底容器內(nèi)，液面高度控制在陶瓷基體高度的一半位置；將步驟S6中的陶瓷基體倒置放入平底容器內(nèi)，在陶瓷基體的上部套上抽真空裝置，控制抽真空的條件，使得涂覆料液在陶瓷基體內(nèi)的液面高度到達(dá)一半時停止抽真空；將載體取出，在取出過程中保持陶瓷基體上下方向不變，利用吹掃設(shè)備從沒有漿料的一端向有漿料的一端吹氣，直至沒有液體流出；最后干燥、焙燒制備得到第四催化部分。