[發明專利]一種柴油車用尾氣凈化催化劑涂覆材料及制備方法

有效

• 申請號: 201310289460.6
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103386320A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 姚小剛;劉穎;溫術來
• 申請（專利權）人: 湖南省吉安特技術有限公司
• 主分類號: B01J29/40
• 分類號: B01J29/40;B01J35/10;B01D53/94
• 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

本發明屬于催化劑材料領域，尤其是涉及一種具有極高比表面積的柴油車用尾氣凈化催化劑涂覆材料及制備方法。

背景技術

催化劑技術是從70年代開始進入實際應用的，前20年技術發展很快，新材料、新技術、新工藝層出不窮，使得貴金屬使用量越來越少而尾氣控制效果卻越來越好。最近20年，由于新材料新技術發明難度越來越大，因此催化技術進入一種精雕細琢的完善階段，隨著排放法規的不斷加強，各種技術諸如前后級催化、分層分段涂覆、發動機匹配和現有原材料的制作工藝等逐步廣泛采用，但近10年尚未出現新的材料。現有涂覆技術的缺點是涂層材料的比表面積（特別是老化后的比表面積）已達到瓶頸效應、無法繼續實質性提高，必須有突破才能達到催化劑技術的突破。目前傳統的車用催化劑涂覆材料主要以高比表面積氧化鋁粉末和氧化鈰、氧化鋯粉末材料為主，輔已其他各種少量的稀土氧化物、金屬氧化物等輔助材料,柴油機尾氣凈化涂覆材料也采用了分子篩沸石材料。國內外汽車尾氣控制用催化劑涂敷的現代方法是在陶瓷或金屬載體上均勻涂敷按一定比例混合的催化劑原材料和昂貴的貴金屬催化元素，這些原材料包括氧化鋁、氧化鋯、氧化鈰（或鈰鋯固溶體粉末）、沸石及其他金屬氧化物、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嚴酷，全世界工程師和研究人員一直在盡力研究如何降低貴金屬使用量的催化劑工藝和技術，這已成為尾氣催化劑的核心研究領域。

含水富鎂硅酸鹽礦物（俗稱海泡石）結構上晶體屬斜方(正交)或單斜晶系的層鏈狀硅酸鹽礦物，吸水性和吸附能力極強，常用于建筑材料中，也用于其他環保領域，如空氣清新、污水腐泥的脫黑、除臭、殺菌、消毒、降低COD值等，效果顯著（見中國專利文獻CN101230221、CN1587097?、CN1686852、CN1692979、?CN102989308A等），在廢氣治理上也有專利描述，在SCR煙氣脫硝領域有使用海泡石作為主要材料的應用（見中國專利文獻CN101444727、CN102872880A），但尚未見到此種材料用于柴油車尾氣催化劑的應用。

由于海泡石具有非金屬礦物中最大的比表面積（最高可達800-900每克平方米/每克），大大高于三元催化劑中最高比表面積材料?-?γ型氧化鋁（200平方米/每克），因此理應適用于制作催化劑涂層材料，大大提高催化劑涂層的比表面積，達到有效降低貴金屬使用量的目的，大大降低產品成本。

發明內容

本發明的目的就是要克服現有技術的不足，使用一種極高比表面積的含水富鎂硅酸鹽礦物粉末-海泡石粉末【Mg8(H2O)4[Si6O15]2(OH)4·8H2O】作為催化劑主要載體材料，與目前傳統的三元催化劑涂覆材料結合使用，從而制備出一種柴油車用尾氣凈化催化劑涂覆材料。

為解決以上技術問題，本發明所采用的技術方案是，一種柴油車用尾氣凈化催化劑涂覆材料，其中，β型海泡石重量比例為15-35wt%,ZSM-5沸石重量比例為25-50wt%,氧化鈰氧化鋯固溶體重量比例為25-50wt%。

進一步的，所述β型海泡石重量比例為32wt%,所述ZSM-5沸石重量比例為27wt%,所述氧化鈰氧化鋯固溶體重量比例為41wt%。

進一步的，所述β型海泡石重量比例為20wt%,所述ZSM-5沸石重量比例為30wt%,所述氧化鈰氧化鋯固溶體重量比例為50wt%。

進一步的，所述β型海泡石的比表面積為350平方米每克，所述ZSM-5沸石的比表面積為350平方米每克，所述氧化鈰氧化鋯固溶體的比表面積為70平方米每克。

一種上述柴油車用尾氣凈化催化劑涂覆材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）將所述β型海泡石、ZSM-5沸石、氧化鈰氧化鋯固溶體按所述比例溶入濃度為2.5%的硝酸純凈水溶液中，配置成漿料溶液固體濃度在25-35wt%的溶液；

（2）置于球磨機中碾磨一小時，取樣；

（3）在150攝氏度恒溫干燥1.5小時；

（4）再在550攝氏度恒溫焙燒1.5小時。

進一步的，所述步驟（1）中漿料溶液固體濃度為25wt%。

進一步的，所述步驟（1）中漿料溶液固體濃度為30.5wt%。

本發明有益的效果是：依據本發明將獲得更高比表面積的催化劑涂層，將提供更好的貴金屬催化元素的載體媒介、更高效地有效轉換發動機尾氣有害物，從而對同樣尾氣控制標準可以降低貴金屬使用量、達到降低產品成本的最終目的。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明的實施方式作進一步描述。