[發明專利]一種金屬載體基體尾氣凈化催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201310745503.7
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103736485A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 郭昌文;白向鴿;況開封;黃月花;喬鵬鵬;林孟潔;李綺娟
• 申請（專利權）人: 南京勁鴻茂科技有限公司
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46;B01J23/44;B01D53/94
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 沈振濤

技術領域

本發明屬于機動車排氣催化凈化領域，特別涉及一種金屬載體基體尾氣凈化催化劑，還涉及該金屬載體基體尾氣凈化催化劑的制備方法。?

背景技術

我國摩托車工業發展迅猛，自2007年年產量突破2500萬臺以來產量逐年增高，已成為世界第一大摩托車生產大國。摩托車在給人們帶來經濟效益和便利的同時，其排出的污染物也成為大氣主要污染物之一。為此，世界各國相繼出臺了針對摩托車尾氣排放的強制性法規。我國也在2007年推出了摩托車第三階段（簡稱國3）排放標準，以減少摩托車尾氣的污染程度；近2年來，國家相關職能部門也一直在籌劃國4標準的制訂和發布工作。隨著科技的進步、人們生活水平提高的要求，對環保問題是越來越重視。?

雖然摩托車尾氣治理和汽車尾氣治理同屬機動車尾氣后處理技術領域，但二者的特點不大一樣。相對于后者來說，前者的路面行駛工況更復雜、受成本制約一直采用的是化油器調節方式；受車體排布空間的影響，摩托車也只能用體積較小、傳熱效率更高、廢氣通暢率更好的金屬載體為基體而非蜂窩陶瓷載體作為尾氣凈化催化劑。而金屬載體基體的涂層附著力不僅影響著金屬載體的催化性能，而且還影響到尾氣凈化催化劑的使用壽命。因此，涂層附著力一直是該類催化劑的一個重要的檢驗指標，提高催化劑涂層附著力，一直是開發者努力的方向之一。?

由于缺少精準的空燃比控制系統，為了適應復雜的路面工況，摩托車尾氣催化劑需要比汽車類催化劑具有更好的耐熱性能和儲放氧速度更快（Oxygen?Storage?Capability）的涂層材料。作為商品化的產品而言，主要還是貴金屬（Pt-Pd-Rh）類為活性中心。除了追求更低催化劑起燃溫度、解決車輛冷啟動階段排放治理問題外，如何利用涂層材料的優化來降低日益稀少的貴金屬資源、降低產品成本，也是這一領域研究者們一直追求的目標之一。?

介孔材料指的是孔徑在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。?

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種成本低廉、儲氧能力高的金屬載體基體尾氣凈化催化劑。?

本發明的第二目的是提供上述金屬載體基體尾氣凈化催化劑的制備方法。?

技術方案：本發明提供的一種金屬載體基體尾氣凈化催化劑，包括金屬載體基體、涂覆于金屬載體基體表面的高性能材料涂層及沉積于高性能材料涂層上的貴金屬活性組分。?

其中，所述金屬載體基體為依次經丙酮或醇洗、酸洗、堿洗、水洗、馬弗爐高溫富氧煅燒預處理的FeCrAl金屬蜂窩載體，其形狀為同心圓形、S形或雙S形，其孔徑為100-300目。?

其中，所述高性能材料涂層由具有高耐熱性能的介孔改性氧化鋁、高儲放氧能力的介孔鈰鋯復合氧化物、助劑及水制成；優選地，每200份高性能材料涂層由20-80份介孔改性氧化鋁、20-80份介孔鈰鋯復合氧化物、10-40份助劑、其余為水制成，pH值為3-6之間，固含量為20-45%sc。所述高性能材料涂層，其孔徑分布為10-25nm，比表面積為150-300m²/g，儲氧能力為1200-2000μmol[O]/g；經1000℃10h空氣熱老化后，比表面積為120-180m²/g，儲氧能力為800-1600μmol[O]/g。?

所述介孔改性氧化鋁由以下步驟制得：在由堿土金屬元素中的一種或幾種、稀土元素中的一種或幾種和鋁元素的硝酸鹽、醇鹽或碳酸鹽組成的混合溶液中，加入有機模板劑水熱反應；產物過濾，沉淀經洗滌、烘干、焙燒，即得。優選地，所述堿土金屬優選Mg、Ba和Sr；所述稀土優選La、Ce、Y；水熱反應溫度為100-180℃，水熱反應時間為12-24h，烘干溫度為120-150℃，焙燒溫度為500-600℃，焙燒時間為3-5h。所述介孔改性氧化鋁中包括以下重量份的組份：氧化鋁85-95份，堿土金屬氧化物含1-15份，稀土氧化物含5-15份，其孔徑為10-50nm，經1100℃12h空氣熱老化后，比表面積為80-150m²/g。?