[發明專利]一種抗高溫老化的三元催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810933432.6
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN108855072B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 饒超;郝士杰;呂衍安;毛冰斌;蔡曉江;胡怡帆;岳軍;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
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

本發明涉及一種抗高溫老化的三元催化劑及其制備方法。本發明的三元催化劑主要由蜂窩陶瓷載體及涂覆在其上的涂層組成，其中涂層的主要成分由活性氧化鋁、鈰鋯復合氧化物和氧化鑭組成，通過特定的制備工藝完成催化劑的制備。本發明所述抗高溫老化的催化劑在經過高溫老化后仍然具有優良的催化活性，能夠有效地將尾氣中的一氧化碳，碳氫化合物和氮氧化合物，轉化為無害氣體CO₂和H₂O，從而達到排放法規要求。本發明制備方法制備的三元催化劑具有耐高溫抗老化能力。

技術領域

本發明涉及一種抗高溫老化的三元催化劑及其制備方法，屬于催化劑制備技術領域。

背景技術

汽油車尾氣是環境污染的主要來源之一，包括一氧化碳(CO)，未燃燒的碳氫化合物(HC)和氮氧化合物(NO_X)，未燃燒的碳氫烴類吸附在霧霾顆粒表面，吸附到人體內，會對人體健康造成嚴重傷害，氮氧化合物形成酸雨，直接危害生態環境。

處理這些污染物最有效的辦法是采用三元催化劑(TWC)，隨著我國環境保護意識的深入，污染物排放標準更加嚴格，國六排放法規的頒布，對催化劑抗老化性能要求更高。而傳統催化劑為了滿足要求，最直接的辦法是增加貴金屬的用量，但是貴金屬資源稀少，價格昂貴，不可再生，因此提高貴金屬在抗老化性能尤為重要。

三元催化劑老化主要是貴金屬的老化，貴金屬顆粒粒徑分布小的不容易老化，而傳統催化劑采用硝酸鈀溶液直接浸漬的方法，貴金屬顆粒的大小不好控制，貴金屬容易老化，催化劑性能下降明顯。而通過超聲還原貴金屬鈀，可以有效的控制顆粒粒徑，從而有效地緩解鈀老化，提高三元催化劑的抗老化性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供了一種抗老化的三元催化劑及其制備方法。本發明采用超聲的方法，在還原劑存在的條件下，在氧化鋁和鈰鋯復合氧化物表面控制貴金屬鈀的納米顆粒大小，有效地緩解了貴金屬鈀的高溫老化，從而提高了三元催化劑的抗老化性能。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種抗老化的三元催化劑及其制備方法，其特征在于，該催化劑具有以下特征：

一種抗高溫老化的三元催化劑，包括載體，所述載體為蜂窩陶瓷載體，載體上由內到外依次涂覆有鈀涂覆層和銠涂覆層；其中，鈀涂覆層的涂敷量為50～200g/L，銠涂覆層的涂敷量為40～160g/L。

所述鈀涂覆層中鈀的使用量是20～160g/ft³，銠涂覆層中銠的使用量是2～30g/ft³。

所述鈀涂覆層主要成分為活性氧化鋁、鈰鋯復合氧化物和氧化鑭，銠涂覆層主要成分為活性氧化鋁、鈰鋯復合氧化物。

一種抗高溫老化的三元催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)鈀涂層漿液配制：按重量份計，將40～90份鈰鋯復合氧化物、10～60份活性氧化鋁混合攪拌均勻；取10-20份檸檬酸緩慢滴加入上述混合溶液中，攪拌反應2～5h；漿液球磨至顆粒度D90為10～30μm，固含量40％～42％；

(2)鈀還原：將步驟(1)中的漿液在200rpm的速率下攪拌，緩慢滴加Pd(NO₃)₂溶液至漿液中，鈀加入量是20～200g/ft³，再緩慢加入鈀還原劑，鈀還原劑與鈀的重量比為0.5:1～8:1，攪拌1～3h，加入超聲棒，超聲時間2～4h，再加入15～50重量份La(NO₃)₄·5H₂O，加入一定量的水至固含量為28％～32％，持續攪拌20～30h；

(3)鈀漿液涂覆：將步驟(2)得到的漿液涂覆在載體上，涂敷量為50～200g/L；

(4)催化劑烘干：將步驟(3)涂覆后的載體在100～150℃下快速烘干，烘干時間為1～2h；