[發明專利]一種具有高CO凈化能力的三效催化劑制備方法及其催化劑

有效

• 申請號: 201910200640.X
• 申請日: 2019-03-17
• 公開（公告）號: CN109876793B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 陳山虎;李大成;蘭麗;王金鳳;黃超謀;葉輝;楊蘭;劉嶼劍;張鋒;楊怡;程永香;董銀華;顏意;王云;李云;陳啟章
• 申請（專利權）人: 中自環保科技股份有限公司
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J23/63;B01J32/00;B01J37/03;B01J37/08;B01J37/02;B01D53/94;B01D53/62;B01D53/86
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

本發明公開了一種具有高CO凈化能力的三效催化劑的制備方法及其制備的催化劑。包括：采用改進的沉淀法制備鈰鋯鋁基復合催化材料，第一涂層制備，第二涂層制備；其中，第一涂層包括鈰鋯鋁基材料、鈰鋯基材料、氧化鋁和金屬鈀，第二涂層包括鈰鋯鋁基材料、鈰鋯基材料、氧化鋁材料和硝酸銠、硝酸鈀。本發明將鈰鋯基組分引入氧化鋁材料中得鈰鋯鋁基復合催化材料，將其與傳統的鈰鋯基材料和氧化鋁材料搭配使用，可以提高傳統的三效催化劑凈化CO的能力，同時可以很好的保持HC和NOx凈化能力，在整車WLTC排放中展現了優異的CO減排效果。

技術領域

本發明涉及具有高CO凈化能力的三效催化劑，屬于汽車催化劑制備技術領域。

背景技術

汽油機尾氣污染物排放已經成為中國城市污染的主要來源之一，汽油機發動機排放尾氣的氣體污染物主要含有一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)等。為了有效控制汽油機氣體污染物排放，一般采用三效催化劑(TWC)。TWC的活性組分主要是Pd和Rh，貴金屬載體材料主要是鈰鋯基催化材料(即含氧化鈰和氧化鋯的催化材料)和氧化鋁基催化材料(即含氧化鋁的催化材料)。其中Pd主要氧化CO和HC，Rh主要還原NOx。隨著人們對環境要求越來越高，中國汽油車排放法規也逐步加嚴。2016年，中國出臺了世界上最嚴格的輕型車排放標準，即“18352.6-2016輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國第六階段)”，并計劃2020年在全國范圍執行。第六階段排放法規和之前的第五階段排放法規比較，CO、HC和NOx限值都大幅度下降。

對于一部分汽油車商用市場，如卡車和校車等，為了節約成本，提高經濟效益，在實際使用中會經常發生載貨量大、發動機負荷大的情況。也有一部分汽油機乘用車市場，為了追求動力性，在標定策略上，可能出現某些加速段偏濃的情況。以上幾種典型車型，在加速段或高速段，發動機CO排放常常較高，導致催化劑轉化CO的速率和效率不足。因此急需提高TWC催化劑涂層凈化CO的能力，才能滿足國6排放標準。鑒于CO主要靠Pd氧化，故提高催化劑中Pd活性組分氧化CO的能力是TWC催化劑改進的關鍵。

發明內容

本發明根據現有技術的不足公開了一種具有高CO凈化能力的三效催化劑的制備方法及其制備的催化劑。本發明目的是提供一種CO排放更低、滿足國6排放標準的汽油機發動機尾氣催化劑及其制備方法。

本發明通過以下技術方案實現：

一種具有高CO凈化能力的三效催化劑制備方法，包括以下步驟：

(1)采用改進的沉淀法制備鈰鋯鋁基復合催化材料，第一步，取氧化鋁前驅體，60-150℃1-12h干燥，200-400℃預處理溫度下處理1-300min，得預處理材料。第二步，所得預處理材料置于容器中攪拌。另取至少含鈰的稀土氧化物、含鋯氧化物的膠體溶液，膠體溶液濃度是氧化物質量分數32wt％，攪拌下加入到預處理材料中，繼續攪拌1-60min。向其中加入氨水溶液，濃度25wt％，使得pH＝4-10。繼續攪拌0.5-10h。60-150℃1-12h干燥，500-600℃焙燒1-10h，高溫焙燒1-10h，得鈰鋯鋁基復合催化材料。

采用以上方法，改變氧化鋁和鈰鋯組分及含量可以得到不同的鈰鋯鋁基復合催化材料；

(2)第一涂層制備，將鈰鋯鋁基復合催化材料、第一鈰鋯基催化材料和第一氧化鋁基催化材料混合，然后加入鋁溶膠(占漿料含量的1-5％)和去離子水，球磨攪拌5-30min；加入硝酸鈀溶液，球磨攪拌10-60min，制備得到第一涂層漿料，控制漿料的粒度D₅₀不高于10μm，固含量為30-50wt％；將第一涂層漿料涂覆到載體上，控制催化劑涂覆量；將帶有第一涂層漿料的催化劑在馬弗爐中90-150℃干燥3-10h，然后在馬弗爐中500-600℃焙燒1-4h得到含第一涂層的催化劑；