[發明專利]一種提高催化劑耐久性能的制備方法及其制備的催化劑

在審

• 申請號: 201810870609.2
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109046346A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 楊怡;祝清超;王金鳳;張鋒;葉輝;陳山虎;王健禮;袁萬里;李云
• 申請（專利權）人: 中自環?？萍脊煞萦邢薰?/a>
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01J37/08;B01D53/94;B01D53/56;B01D53/62;B01D53/72
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

本發明公開了一種提高三效催化劑的耐久性能的制備方法及其制備的催化劑。貴金屬至少包括Pd，助劑至少包括Ba，并將Ba鹽與Pd鹽溶液混合，通過共浸漬同時負載于載體材料制成；其中，助劑Ba鹽在載體材料上的重量百分比含量以氧化鋇計大于零、小于5％；貴金屬在載體材料上的重量百分比含量以單質計不大于3％；貴金屬Pd和助劑Ba負載于載體材料的添加方式為等水孔體積浸漬，并通過干燥焙燒后得到催化劑粉料。本發明通過采用貴金屬Pd和助劑Ba的共浸漬的方法，使得焙燒過程中助劑Ba能夠熱固定于貴金屬顆粒之間；貴金屬分散度的提高、活性物質的增多以及貴金屬自聚集現象的抑制使得催化劑的性能特別是催化劑耐久性能增強。

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，尤其屬于汽車尾氣凈化催化劑的制備技術領域，特別涉及一種用于汽車尾氣凈化催化劑制備技術中提高催化劑耐久性能的制備方法及其制備的催化劑。

背景技術

隨著汽車工業的發展以及環保法規的日益嚴格，汽車尾氣排放所造成的環境污染受到了人們的廣泛關注。汽油車尾氣中的污染物主要含有一氧化碳(CO)，氮氧化合物(NO_x)和碳氫化合物(HC)，安裝催化凈化器是進行汽車尾氣污染防治最有效的方法之一。目前最常用的催化凈化器是三效催化劑，在空燃比控制的條件下，它能同時凈化尾氣中的CO、NO_x和HC等有毒有害物質。

三效催化劑主要由載體、助劑以及活性組分構成。其中，三效催化劑中常用的活性組分為貴金屬Pt、Pd和Rh。在運行的發動機中，廢氣的溫度可達到1000℃，高溫會造成貴金屬的自聚集，導致能夠與廢氣接觸的貴金屬比例降低，進而體現在催化劑活性下降；同時由于貴金屬資源缺乏并且價格昂貴，所以三效催化劑的研究主要集中在不降低催化劑活性的前提下盡可能的降低貴金屬的用量，這就使得如何將貴金屬利用最大化、如何抑制貴金屬的高溫聚集成為研究重點及難點。為了進一步提高催化劑的性能和抑制貴金屬的高溫自聚集，三效催化劑中還會添加各種各樣的助劑以及穩定劑，比如稀土氧化物，例如包括氧化鈰、氧化鑭、氧化釹、氧化鐠、氧化釔或其組合，另外助劑或穩定劑也可以是堿土氧化物或過度元素，例如包括氧化鋇、氧化鎂、氧化鈣、鐵、鈷及其組合。

中國專利CN02125000.6中通過在貴金屬溶液中加入穩定劑或者螯合劑同時用氨水增加溶液的pH值為3—5，使得貴金屬利用率提高，金屬粒子小，分散度提高。該專利主要采用的是貴金屬后浸漬，將陶瓷載體浸入貴金屬溶液后干燥焙燒得到催化劑，存在游離貴金屬進入到陶瓷載體孔道的現象，貴金屬利用率降低，性能下降。

中國專利CN20141007295.2將金屬氧化物加入到貴金屬前驅體鹽和檸檬酸鹽的混合溶液中，攪拌下加入碳酰二胺水溶液，繼續攪拌后得懸浮液，采用固液分離后干燥焙燒得到貴金屬高分散的負載型催化劑。該專利中通過沉積-沉淀法制備負載型貴金屬催化劑；從文章實施例看，加入碳酰二胺后溶液pH控制在5以下，此情況下存在游離的貴金屬未與金屬氧化物結合，導致貴金屬利用率降低。

專利CN201410252757.X通過超聲波作用以及微波輻射處理得到貴金屬催化劑，使得貴金屬在載體上分散均勻，金屬粒徑小。但是制備過程中涉及超聲處理以及微波輻射，不利于工業放大并且生產成本較高。

專利CN201510523697.5通過摻雜稀土元素鑭改性載體氧化鈰，從而增強貴金屬Ir在載體上分散，同時抑制貴金屬的高溫燒結。該專利主要通過改性載體材料實現。

專利CN2016100573332.2中涉及到一種用于雙氧水合成的高分散顆粒催化劑。通過使用AlPO系列、SAPO系列及硅鋅酸鹽分子篩，磷酸鹽和氧化物的復合載體負載貴金屬Pt，Pd，利用復合載體的微孔-介孔復合的多級孔結構來提高貴金屬的分散度；該專利主要也是通過改變載體材料實現。