[發明專利]一種汽車尾氣用的三效催化劑的制備方法及其產品和應用

有效

• 申請號: 202010852759.8
• 申請日: 2020-08-22
• 公開（公告）號: CN111921540B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 何志堅
• 申請（專利權）人: 湖南第一師范學院
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J37/10;B01D53/94;B01D53/56;B01D53/62;B01D53/72
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 伍志祥

本發明公開了一種汽車尾氣用的三效催化劑的制備方法及其產品和應用。本發明通過將固溶體材料包覆鈀，然后負載于銅改性的氧化鋁上，其中固溶體是通過鐿和镥改性的鈰鋯固溶體，然后通過水蒸氣處理，其中，通過固溶體包覆鈀能夠顯著阻止貴金屬鈀的團聚，而且由于鐿和镥的改性，能夠提高催化劑的儲放氧性能和熱穩定性，而由于銅改性的氧化鋁表面具有網格結構，在降低貴金屬用量的同時還能夠提高催化劑的性能，降低起燃溫度，而通過水蒸氣的老化處理能夠增強催化劑的水熱穩定性以及催化活性，是用于汽車尾氣處理的理想材料。

技術領域

本發明涉及汽車尾氣處理領域，尤其涉及一種汽車尾氣用的三效催化劑的制備方法及其產品和應用。

背景技術

總所周知，汽車尾氣主要污染物是一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）和氮氧化物（NO_x）三種成分。而且汽車尾氣的排放嚴重污染空氣，是霧霾天氣形成的主要誘因，其嚴重影響了交通安全和人類健康，對生活生產造成極大不利，所以，降低汽車尾氣污染物的排放，是目前亟需解決的重要問題。

三效催化劑技術的應用為實現汽車尾氣轉化為無毒的CO₂和H₂O提供了有效措施。而鈰基材料是三效催化劑中重要的組成部分，其起到儲存/釋放氧、提高貴金屬的分散度以及促進水汽轉化和蒸氣重整反應等作用。而在CeO₂材料中加入Zr，可提高鈰基材料的儲氧性能和抗老化性能，然而，隨著排放法規的日益嚴格，對于催化劑的低溫活性和高溫抗老化性能的要求越來越高，因而如何提高材料的抗老化性能，增強氧離子的移動性對催化劑的研究的重要方向。

汽車尾氣催化劑鉑族金屬（Pt、Rh、Pd）是三效催化劑的主要活性組分，然而我國貴金屬資源匱乏，主要依靠進口，因而也就造成了貴金屬的價格的節節攀升，因此，面對貴金屬資源供應乏力和高度需求的矛盾，如何實現在保證滿足排放標準的情況下達到減少貴金屬使用的目的。

基于上述情況，急需開發一種新的三效催化劑在減少貴金屬負載的前提下，具有起燃溫度低、催化性能優異，仍是目前急需解決的技術問題。

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中的不足，提供一種汽車尾氣用的三效催化劑的制備方法及其產品和應用。本發明通過將固溶體材料包覆鈀，然后負載于銅改性的氧化鋁上，其中固溶體是通過鐿和镥改性的鈰鋯固溶體，然后通過水蒸氣處理，通過固溶體包覆鈀能夠顯著阻止貴金屬鈀的團聚，而且由于鐿和镥的改性，能夠提高催化劑的儲放氧性能和熱穩定性，而由于銅改性的氧化鋁表面具有網格結構，在降低貴金屬用量的同時還能夠提高催化劑的性能，降低起燃溫度，而通過水蒸氣的老化處理能夠增強催化劑的水熱穩定性以及催化活性。

本發明采用的以下的技術方案：

一種汽車尾氣用的三效催化劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

（1）將直徑為1.5mm的氧化鋁顆粒浸于50.0mL含硝酸銅和尿素的混合水溶液中，于60~90℃熱處理12~24小時，過濾、洗滌，然后干燥，焙燒得到銅改性的氧化鋁載體；

（2）向超純水中加入PVP，抗壞血酸和KCl，在70~90^oC油浴中攪拌5~20min，再將1~3mmol/L 的Na₂PdCl₄溶液加入，繼續在70~90^oC油浴中攪拌2~4h，然后用丙酮和乙醇交替洗滌，再分散于乙醇中，得到Pd膠質；

(3)將硝酸鐿、硝酸镥、硝酸鈰和硝酸鋯溶于的乙醇水溶液，向燒杯中加入步驟（2）中的Pd 膠質，再加入L-精氨酸溶液，于70~90℃下充分攪拌2~4h，用丙酮洗滌3~5次，離心分離，再分散于乙醇中，得膠質（I）；