[發明專利]整體式Pd摻雜稀土鈣鈦礦催化劑制法及其產品和應用

在審

• 申請號: 201710646996.7
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107552047A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 何丹農;張芳;章龍;王巖巖;林琳;葛美英;金彩虹
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01J27/232;B01J27/236;F01N3/20
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司31208
• 代理人: 董梅

技術領域

本發明涉及整體式催化劑的制備技術，具體是指一種Pd摻雜稀土鈣鈦礦整體式催化劑及其制備方法和應用，應用于汽車尾氣處理領域。

背景技術

Pd均勻分散在鈣鈦礦結構中得到了一類新的Pd-鈣鈦礦體系，該類催化劑體系有一相當有趣的特點。傳統貴金屬催化劑通常是通過沉積或涂覆在輔助材料如γ-Al₂O₃表面，容易因為高溫作用發生聚集粗化，從而表面積降低，失去活性。而Pd合金化（摻雜）的鈣鈦礦則可以在固溶體的固溶-分離循環中實現自我再生, 無需其它輔助處理措施。當鈣鈦礦催化劑處于還原和氧化環境的波動過程中時, Pd可以進入鈣鈦礦晶格形成離子鍵合, 或者反向從中出來在表面形成金屬態的微粒，從而負載表面的Pd粒徑可保持納米級別。這種自我再生功能為未來汽車催化劑發展提供了一個新的和非常有價值的選擇。

鈀-稀土鈣鈦礦基汽車尾氣催化劑，在保證催化效率的同時，削減了貴金屬的用量，據估算, 若這一技術得以推廣, 全球每年可以節約100噸的鈀, 顯示出巨大的應用潛力。此外和γ-Al₂O₃負載鈀的傳統催化劑相比，該類催化劑具有更好的穩定性和抗中毒性能。出于鈀-稀土鈣鈦礦體系的特點，其在使用時可隨著尾氣氣氛（貧氧、富氧）的變動而發生自我再生，因此避免了傳統催化劑的清洗和再生問題，具有更長的壽命和更低的失活風險，也因此更容易被市場接受。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種Pd摻雜稀土鈣鈦礦整體式催化劑制備方法，通過反復浸泡熱燒結在堇青石上獲得均勻的涂層。

本發明的再一目的是提供上述制備方法獲得的一種Pd摻雜稀土鈣鈦礦整體式催化劑產品。

本發明的又一目的是提供上述制備方法獲得的產品的應用。

本發明目的通過下述方案實現：一種整體式Pd摻雜稀土鈣鈦礦催化劑的制備方法，將Pd摻雜的稀土鈣鈦礦用檸檬酸絡合后溶于去離子水中，常溫攪拌均勻作為噴料用雙噴頭噴向堇青石蜂窩陶瓷載體的孔隙，反復噴淋后熱處理，獲得具有Pd摻雜稀土鈣鈦礦涂層的整體式催化劑，然后，通過化學處理來增加催化劑表面活性。

在上述方案基礎上，具體包括如下步驟：

（1）稱取檸檬酸溶于500ml的去離子水中攪拌分散，然后倒入濃度為0.2~1.0mol/l的Pd摻雜稀土鈣鈦礦，繼續攪拌形成絡合物，作為噴淋液待用，用雙噴頭噴向堇青石蜂窩陶瓷載體的孔隙，反復噴淋20分鐘后在馬弗爐中燒結200~400^oC焙燒2~6小時，獲得具有Pd摻雜稀土鈣鈦礦涂層的整體式催化劑；

（2）將步驟（1）制備的具有Pd摻雜稀土鈣鈦礦涂層的整體式催化劑進行化學處理：浸泡于pH=8~9.5的化學溶液中，浸泡時間為5~10小時，浸泡后清水反復清洗，放入60~100^oC烘箱干燥24小時，獲得表面化學處理整體式Pd摻雜稀土鈣鈦礦催化劑。

在上述方案基礎上，所述的化學處理是用氫氧化鈉、氨水、碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液中的一種或其組合進行處理。

步驟（1）中，所述的檸檬酸用量為0.5mol/l。

步驟（1）中，堇青石的尺寸為 10*10*10cm。

本發明提供一種根據上述制備方法得到的整體式Pd摻雜稀土鈣鈦礦催化劑產品。

本發明提供一種整體式Pd摻雜稀土鈣鈦礦催化劑在汽車尾氣處理的應用。

本發明的優越性在于：催化劑原料制備工藝簡單，便于工程化應用，具有很好的應用前景。

具體實施方式

實施例1

稱取檸檬酸0.25mol溶解于500ml 去離子水中，在常溫攪拌，溶解均勻后，然后稱取0.1mol的Pd摻雜稀土鈣鈦礦倒入上述溶液，繼續攪拌形成絡合物，用雙噴頭噴向10*10*10cm堇青石蜂窩陶瓷載體孔隙20min，200℃焙燒6小時，獲得具有Pd摻雜稀土鈣鈦礦涂層的整體式催化劑。將上述整體式催化劑化學處理，配制PH=8的氨水溶液，浸泡 2h 后，放入 100℃烘箱干燥 24h 后，增強了Pd摻雜稀土鈣鈦礦整體催化劑的催化活性，使Pd摻雜稀土鈣鈦礦整體催化劑的催化轉換率提高到95%。

實施例2