[發(fā)明專利]一種甲醇燃料汽車尾氣凈化催化劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010935933.5
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN111939898A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王云;程永香;杜洪儀;王勤;劉芳;羅甜甜;陳啟章;李云;徐海迪;王健禮;淡宜;陳耀強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中自環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;B01J23/42;B01J23/63;B01J37/03;B01J37/02;B01J37/08;B01D53/94;B01D53/72;B01D53/62;B01D53/56
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 陳明龍

本發(fā)明公開了一種甲醇燃料汽車尾氣凈化催化劑及其制備方法，催化劑包括催化劑載體和催化劑涂層，催化劑涂層包括第一涂層和第二涂層，第一涂層以ZrO₂?Al₂O₃為第一載體材料，以Pd和/或Pt作為第一活性組分，ZrO₂?Al₂O₃通過共沉淀法制備，第二涂層以CeO₂?Al₂O₃為第二載體材料，以Rh作為第二活性組分，CeO₂?Al₂O₃通過溶膠?凝膠法制備，催化劑涂層采用了分層的形式涂覆到催化劑載體上，得到甲醇燃料汽車尾氣凈化催化劑。本發(fā)明的催化劑具有貴金屬用量低、起燃溫度低和最高轉(zhuǎn)化效率高的優(yōu)點，實現(xiàn)了甲醇燃料汽車尾氣中常規(guī)污染物和非常規(guī)污染物的高效凈化，同時可根據(jù)不同的汽車類型和尾氣處理的要求，選擇負(fù)載不同貴金屬的甲醇燃料汽車尾氣凈化催化劑，實現(xiàn)成本的控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化技術(shù)應(yīng)用和與大氣污染治理有關(guān)的環(huán)保領(lǐng)域，特別涉及一種甲醇燃料汽車尾氣凈化催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

車用燃料多元化的發(fā)展可以最大限度彌補(bǔ)石油供需缺口，實現(xiàn)能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，其中，車用替代燃料有天然氣、甲醇、乙醇、液化石油氣、煤制油和生物柴油等。甲醇可以通過煤炭、石油、天然氣和生物質(zhì)等制備，基于國內(nèi)“富煤、貧油、少氣”的能源特點，煤制甲醇占主導(dǎo)地位，特別是利用高硫、高灰和劣質(zhì)煤制備甲醇。用劣質(zhì)煤制備甲醇，實現(xiàn)了煤炭資源的有效利用。

通過劣質(zhì)煤制備甲醇技術(shù)可以實現(xiàn)大量劣質(zhì)煤燃料增值，所以煤制甲醇將成為最具發(fā)展?jié)摿Φ奶娲剂现弧＜状既剂掀嚭吞烊粴馄囶愃疲鄬τ谄蛙嚭筒裼蛙嚕矚馀欧诺奈廴疚镉幸欢ǚ冉档停窍鄬η鍧嵉娜剂稀＜状既剂掀囋诶鋯踊虻∷贂r，氣缸內(nèi)溫度較低且氧氣濃度不足，易導(dǎo)致甲醇的不完全燃燒而生成醛、酯等含氧中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物與未燃燒的甲醇均會進(jìn)入汽車尾氣中排出，也會造成大氣污染。

隨著排放法規(guī)的升級，甲醇燃料汽車必須安裝尾氣凈化催化劑，才能達(dá)到國五以上排放標(biāo)準(zhǔn)。對于當(dāng)量比燃燒的甲醇燃料汽車，尾氣凈化催化劑需要進(jìn)化凈化的污染物有未燃燒的甲醇(CH₃OH)、未完全燃燒生成的一氧化碳(CO)、高溫條件下生成的氮氧化物(NO_x)等常規(guī)污染物以及甲醇燃燒過程中產(chǎn)生的甲醛(CH₂O)等非常規(guī)污染物。

目前汽油車尾氣凈化催化劑主要是三效催化劑，但現(xiàn)有文獻(xiàn)報告的三效催化劑只能凈化尾氣中的常規(guī)污染物，對甲醇以及甲醇燃燒過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物凈化效果不佳。專利文獻(xiàn)CN109569597A公開了一種通過機(jī)械混合法采用氧化物Al₂O₃、SiO₂、TiO₂改性制備得到Pd/BaCe催化劑，專利文獻(xiàn)CN109569598A公開了一種通過共沉淀法制備得到Pd/CeBaSi催化劑，這兩種催化劑具有較大的比表面積、孔容，有助于反應(yīng)物分子在其表面的吸附，同時具有合適的表面堿性位和較好的還原性能，有利于提高甲醇的深度氧化性和抗CO阻抑性，改善了催化劑對甲醇的催化氧化性能。但這兩種催化劑是作為甲醇燃料汽車尾氣的前端凈化使用，還需要搭配后端的汽車尾氣凈化三效催化劑共同使用，使用時十分不方便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對甲醇燃料汽車產(chǎn)生的CH₃OH、CO和NO_x等常規(guī)污染物以及甲醇的中間產(chǎn)物CH₂O等非常規(guī)污染物的尾氣進(jìn)化處理問題，提供了一種甲醇燃料汽車尾氣凈化催化劑及其制備方法，該催化劑包括催化劑載體和催化劑涂層，催化劑涂層以貴金屬作為活性成分，采用溶膠-凝膠法和共沉淀法分別制備了兩種不同的復(fù)合氧化物，再以等體積浸漬法在兩種不同的復(fù)合氧化物上選擇性的負(fù)載上不同的貴金屬活性成分，制備得到的尾氣凈化催化劑，該催化劑具有貴金屬含量較低、起燃溫度低、最高轉(zhuǎn)化效率高的優(yōu)點，實現(xiàn)了甲醇燃料汽車尾氣中常規(guī)污染物和非常規(guī)污染物的尾氣高效凈化。