[發明專利]一種催化轉化器的載體催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 202011508931.4
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112547133B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 錢旺木;戎永波;郭雋;余勇;劉世陽;陳基林;隨偉;陳培華;孫平
• 申請（專利權）人: 寧波科森凈化器制造有限公司
• 主分類號: B01J35/04
• 分類號: B01J35/04;B01J35/10;B01J23/63;F01N3/28
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 鮑英彬

本發明提供一種催化轉化器的載體催化劑的制備方法，包括以下步驟：S1、將擬薄水鋁石粉分散于水中，滴加硝酸溶液解膠形成鋁溶膠；將鋯源、烷基酚聚氧乙烯醚溶于水中，在120?150℃下反應4?8h，得反應溶液；將硝酸鈰、反應溶液加入鋁溶膠中，制得涂層漿液；S2、將堇青石蜂窩陶瓷載體浸漬于涂層漿液中20?40min，取出，室溫自然干燥后，烘干，馬弗爐中500?600℃焙燒2?5h；S3、負載催化劑：將涂覆有涂層的堇青石蜂窩陶瓷載體浸漬于pH為2?3的氯鉑酸溶液中，浸漬30?160s后取出，去除多余液體，100?120℃烘干2?10h，馬弗爐中500?600℃焙燒1?4h，制得載體催化劑。

技術領域

本發明屬于催化轉化器技術領域，涉及一種催化轉化器的載體催化劑的制備方法。

背景技術

近年來，隨著汽車工業的發展和汽車保有量的迅速增長，汽車尾氣給人類生存環境帶來的嚴重污染已引起了世界各國的高度重視。采用催化凈化的方法是消除排氣污染的一種有效手段。汽車尾氣凈化三效催化劑主要是由載體骨架、載體活性涂層和貴金屬(Pt、Rh、Pd)活性組分三部分組成。載體骨架通常選用堇青石蜂窩狀陶瓷體或金屬載體，其中陶瓷載體的機械強度高，壓力降小，熱膨脹系數低，熱穩定性好，故蜂窩陶瓷載體廣泛應用于發動機排氣后處理領域；與之相比，金屬載體具有優良的耐高溫性能和導熱性能，而且金屬延展性好，易加工成具有較高孔密度的載體。載體的比表面積通常比較低，狹窄的孔道壁面光滑，直接影響活性組分的負載量和穩定性，故實際應用時常常通過涂層對載體表面改性的方法，來增加載體表面的比表面積，常用的涂層材料主要有Al₂O₃、TiO₂以及分子篩等。

涂層材料要求具有適宜的孔徑結構、高比表面積，除此之外，還要求載體骨架和涂層之間具有良好的結合性和高溫熱穩定性，從而使催化劑在高溫熱沖擊等苛刻的使用條件下，仍保持較高的活性，所以活性涂層的制備工藝是汽車催化轉化器制備研究的核心技術之一。

發明內容

本發明提供一種催化轉化器的載體催化劑的制備方法，提高涂層與載體骨架的結合性，以及提高涂層的比表面積和熱穩定性，從而提高載體催化劑的催化轉化活性。

本發明的一個目的在于，提供一種催化轉化器的載體催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1、涂層漿液制備：將擬薄水鋁石粉分散于水中，攪拌形成懸浮液，在冷凝回流下，滴加硝酸溶液解膠，70-90℃下攪拌1-5h形成鋁溶膠；將鋯源、烷基酚聚氧乙烯醚溶于水中，將所得的混合溶液轉入高溫反應釜中，在120-150℃下反應4-8h，得反應溶液；將硝酸鈰、反應溶液加入鋁溶膠中，攪拌均勻，制得涂層漿液；

S2、將堇青石蜂窩陶瓷載體浸漬于涂層漿液中20-40min，取出，去除載體孔道中多余涂層漿液，室溫自然干燥后，100-120℃烘干10-14h，馬弗爐中500-600℃焙燒2-5h，重復上述步驟2-4次；

S3、負載催化劑：將涂覆有涂層的堇青石蜂窩陶瓷載體浸漬于pH為2-3的氯鉑酸溶液(通過加酸和/或堿調節氯鉑酸溶液的pH為2-3)中，浸漬30-160s后取出，去除多余液體，100-120℃烘干2-10h，馬弗爐中500-600℃焙燒1-4h，制得載體催化劑。

本發明將鋯源、烷基酚聚氧乙烯醚的高溫反應溶液加入鋁溶膠中，經過浸漬、高溫煅燒后，生成多孔二氧化鋯，使得堇青石蜂窩陶瓷載體涂層中包括氧化鋁、氧化鈰以及多孔二氧化鋯，大大提高涂層材料的比表面積及熱穩定性；添加烷基酚聚氧乙烯醚可以在煅燒過程中提高二氧化鋯及氧化鋁的多孔率，從而提高涂層材料的比表面積；也有利于提高多孔二氧化鋯的分散均勻性，更能提高涂層與載體之間的結合牢固性。

烷基酚聚氧乙烯醚與鋯源加入鋁溶膠之前，需要先經過高溫反應，在120-150℃下反應4-8h后，烷基酚聚氧乙烯醚與鋯源發生交聯反應，有利于多孔二氧化鋯的形成和分散。