[發明專利]用于汽車尾氣處理的三元催化劑

有效

• 申請號: 201310083742.0
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103191734A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 王衛東;岳軍;顧煒煒;盛麗萍;邱祎源;吳嘉昉;賈莉偉
• 申請（專利權）人: 無錫威孚環保催化劑有限公司
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01J35/02
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及一種用于汽車尾氣處理的三元催化劑，，屬于汽車尾氣凈化技術領域。

背景技術

汽車尾氣的主要污染物是一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）和氮氧化合物（NOx），利用安裝在排氣系統的催化劑可以將一氧化碳、碳氫化合物氧化成二氧化碳（CO₂）、水（H₂O），并同時使氮氧化合物還原為氮氣（N₂），實現尾氣的凈化，這種催化劑通常稱為三元催化劑。三元催化劑由兩部分組成：蜂窩狀的陶瓷或金屬載體，以及附著在載體上的催化劑涂層。催化劑涂層通常由具有較大比表面積的氧化物材料（如氧化鋁）、儲氧材料和分散在氧化物或儲氧材料表面的貴金屬活性組分（常為Pt（鉑）、Pd（鈀）、Rh（銠）中的一種或幾種）組成。其中的儲氧材料一般為含鈰鋯的復合氧化物，它通過吸附儲存尾氣中的氧或釋放出氧來調節尾氣中氧化性組分和還原性組分的比例，使一氧化碳和碳氫化合物被氧化的同時氮氧化合物被還原。為了提高汽車冷啟動時污染物的轉化效率，三元催化劑常被安裝在靠近發動機排氣歧管出口的位置，在汽車高速行駛時，三元催化劑的床層溫度可達到900℃~1100℃的高溫。

主要為了抑制高溫條件下Rh與Pd的合金化作用而使催化劑活性下降，目前的三元催化劑通常都采用雙涂層結構，即附著在蜂窩載體上的下涂層擔載Pd，涂層材料一般包括鈰鋯固溶體、氧化鋁和其他助劑；而附著在下涂層上的上涂層擔載Rh，涂層材料一般也包括鈰鋯固溶體、氧化鋁和其他助劑。然而，在高溫富氧條件下，上涂層的Rh易向下涂層遷移并與Pd發生相互作用，而使催化劑的活性下降。此外，Rh負載在儲氧材料上可以使儲氧能力大幅提高，但是，儲氧材料的儲放氧功能使其負載的Rh更容易處在氧化態，而氧化態的Rh催化氮氧化合物還原的活性很低，即使是在發動機尾氣由稀變濃的瞬態工況。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種用于汽車尾氣處理的三元催化劑，具有更高的碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化合物處理能力，其抑制Rh向Pd涂層遷移，提高了Rh催化還原氮氧化合物的活性。

按照本發明提供的技術方案，所述用于汽車尾氣處理的三元催化劑，包括蜂窩狀載體，其特征是：在所述蜂窩狀載體上附著下層Pd涂層，在下層Pd涂層上附著中間Pd涂層，在中間Pd涂層上附著上層Rh涂層；所述下層Pd涂層包括負載Pd的鈰鋯固溶體和La₂O₃摻雜的氧化鋁（La₂O₃-Al₂O₃），中間Pd涂層包括負載Pd的La₂O₃-Al₂O₃和粘結劑，上層Rh涂層包括負載Rh的鈰鋯固溶體和La₂O₃-Al₂O₃。

在一個具體實施方式中，所述下層Pd涂層中，負載Pd的鈰鋯固溶體和La₂O₃-Al₂O₃的質量比為1~3:1。

在一個具體實施方式中，所述中間Pd涂層中，粘結劑占中間Pd涂層總質量的1wt%~10wt%。

在一個具體實施方式中，所述上層Rh涂層中，負載Rh的鈰鋯固溶體和La₂O₃-Al₂O₃的質量比為2~5:1。

在一個具體實施方式中，所述鈰鋯固溶體的組份為：20wt%~70wt%的ZrO₂、20wt%~70wt%的CeO₂和10wt%~15wt%的La₂O₃、Y₂O₃、Pr6O₁₁、Nd₂O₃中的一種或幾種。

在一個具體實施方式中，所述下層Pd涂層中Pd的負載量為5~200g/ft³，中間Pd涂層中Pd的負載量為5~200g/ft³，上層Rh涂層中Rh的負載量為0.1~10g/ft³。

在一個具體實施方式中，所述下層Pd涂層和中間Pd涂層中負載的Pd的質量比為3:1~9。