[發明專利]一種汽車三元催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201811077203.5
• 申請日: 2018-09-15
• 公開（公告）號: CN109078635A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 華家本;李斌
• 申請（專利權）人: 四川田奧環保科技有限公司
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種汽車三元催化劑的制備方法，包括載體的預處理、儲氧材料的制備、活性鋁的制備以及活性鋁層的負載；在載體處理過程中使用蘋果酸和聚乙二醇處理，儲氧材料通過沉淀法制備得到，活性鋁層的浸漬過程中加入了優化的助劑。本發明的載體使用前進行了預處理，通過酸蝕提高載體的比表面積，同時為了降低酸蝕對載體強度的影響，加入聚乙二醇作為保護助劑，使得在酸蝕過程中強度受到的影響較低。

技術領域

本發明涉及汽車催化器，具體涉及到一種汽車三元催化劑的制備方法。

背景技術

機車排放的尾氣是大氣污染的主要污染源之一。中重型柴油車主要污染物為氮氧化物，其排放對生態環境和人類健康的傷害極其嚴重。燃燒廢氣中的氮氧化物通常是由燃料中的氮化物和空氣中的氮氣與氧氣在高溫下反應產生。以內燃機特別是柴油機和其它富氧燃燒發動機為例，廢氣中包含污染物一氧化碳(CO)，碳氫化合物(HC)，碳顆粒物和氮氧化物。在汽油發動機的情況下，空氣中的氧氣與燃料按化學比例混合燃燒，污染物中沒有碳顆粒物，可通過所謂三元催化劑(TWC)進行凈化。

現有技術中常用的汽車尾氣催化劑主要包括以下四部分：載體，活性氧化鋁層以及活性組分。堇青石蜂窩結構的表面通常是玻璃狀，比較平滑，比表面積較小。為了縮小催化器產品，負載更多的活性組分以提高尾氣凈化效果，需要盡量提高堇青石蜂窩結構的比表面積以及提高與活性鋁層的附著力。

催化器在使用時長時間受到高溫氣流的沖蝕，使得表面的活性鋁層逐漸脫落載體，導致催化性能逐漸降低。現有技術中漿料通過浸漬的方法吸附在載體上時，載體和鋁層之間的吸附力有待提高，提高吸附力可以強化活性鋁以及活性催化組分受到高溫氣流的抗沖蝕性能，進而提高長時間使用后的催化性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種汽車三元催化劑的制備方法，能夠提高載體的比表面積，增強載體于活性鋁層之間的吸附力和牢固程度。

為達上述目的，本發明的一個實施例中提供了一種汽車三元催化劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）載體的預處理：將載體置于蘋果酸和聚乙二醇的混合溶液中5h~10h，然后取出清洗、烘干備用；

（2）儲氧材料的制備：

將硝酸鈰、硝酸鋯、硝酸釔按照摩爾比100:50~80:10~20溶解在水中，加入氨水調節pH至堿性，讓稀土元素沉淀完全；將得到的沉淀物抽濾洗滌后依次在80℃~100℃下干燥5h~10h，500℃~550℃焙燒3h~5h；得到儲氧粉末；

（3）活性鋁的制備：

將氧化鑭、氧化鈰球磨30~50h，然后加入氧化鋁和氧化鐵繼續球磨20h~30h得到活性鋁-氧化鑭-氧化鈰-氧化鐵的活性鋁粉末；活性鋁粉末中氧化鋁、氧化鑭、氧化鈰和氧化鐵的摩爾比為100:5~10:5~15：2~5；

（4）活性鋁層的負載：

將儲氧粉末和活性鋁粉末加入含有助劑1,4-丁內酯的水中混合均勻形成混液，然后將步驟（1）處理后的載體浸漬在混液中1min~3min；浸漬完畢后在熱風中干燥2~3h，干燥完畢后在500℃~600℃下焙燒2h~5h；得到活性鋁層載體；

（5）催化漿料的負載

將活性鋁層載體浸漬在貴金屬溶液中，浸漬1min~3min后取出在熱風中干燥2~3h，干燥完畢后在500℃~600℃下焙燒5h~10h，獲得成品的催化劑。

優選的，載體為堇青石蜂窩載體；混合溶液中蘋果酸的質量分數為15%~25%，聚乙二醇的質量分數為5%~10%。

優選的，氨水加入調節pH至10。

優選的，球磨的轉速為200r/min~300r/min。