[發明專利]一種高比表面積氧化鋯基催化劑載體及其制備方法

在審

• 申請號: 202111050146.3
• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113648988A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 陳耀強;吳陽;鐘琳
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J37/03;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/60
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

本發明公開了一種氧化鋯基催化劑載體及其制備方法。包括：按照ZrO₂:Y₂O₃為9:1的質量比稱取Zr(NO₃)₄·5H₂O和Y(NO₃)₃·6H₂O溶解在水中，按照(ZrO₂+Y₂O₃):SiO₂為4～20的質量比稱取正硅酸乙酯溶解在無水乙醇中，兩溶液混合攪拌；然后以10mL/min的速度滴加到氨溶液中，100℃陳化后降溫至60℃，加入月桂酸攪拌自然冷卻至室溫，抽濾，洗滌，烘干，焙燒得到催化劑載體SiO₂?Y₂O₃?ZrO₂，標記為xSiYZrT。本發明通過同時共沉淀法制備了SiO₂?Y₂O₃?ZrO₂前驅體材料，然后以月桂酸對改前驅體材料進行后沉淀處理，最終制備得到本發明高比表面積氧化鋯基催化劑載體。檢測結果表明：本發明在800或950℃高溫條件下焙燒后具有高的比表面積；本發明催化劑載體制備方法簡單，前驅體沉淀不需要長時間陳化，能夠很大程度節約催化劑載體制備時間成本。

技術領域

本發明屬于催化劑研究制備技術領域，尤其屬于汽車尾氣凈化催化劑研究制備技術領域，特別涉及一種天然氣汽車尾氣凈化催化劑載體及其制備方法。

背景技術

天然氣是一種重要的汽車替代燃料。天然氣汽車以稀薄燃燒(稀燃) 的方式工作時燃油效率和二氧化碳(CO₂)及氮氧化物(NO_x)排放比以理論空燃比燃燒的方式工作時更高。稀燃天然氣汽車尾氣中未燃燒的甲烷(CH₄) 是強溫室效應氣體，須由氧化催化劑進行催化凈化。但CH₄分子高的結構穩定性和尾氣的低溫(400～500℃)和高水蒸氣含量(5～15vol.％)使CH₄催化氧化極具挑戰。文獻ACS Catalysis，2020，10:1381-1387.描述：氧化鋯負載的鈀催化劑(Pd/ZrO₂催化劑)對CH₄催化氧化的本征活性與氧化鋁負載的鈀催化劑(Pd/Al₂O₃催化劑)及氧化鈰負載的鈀催化劑(Pd/CeO₂催化劑)相當。此外，文獻AppliedCatalysis B:Environmental,2018, 232:544-552.描述：在含10vol.％H₂O的反應氣氛中，Pd/ZrO₂的活性和水熱穩定性優于Pd/Al₂O₃和Pd/CeO₂催化劑。因此應對該挑戰，Pd/ZrO₂催化劑展示出極大的潛力。但常規沉淀法制備的純ZrO₂載體比表面積低且物相結構不穩定，不利于貴金屬Pd的分散和催化劑性能提高。國Ⅵ和歐Ⅵ法規要求重型燃氣車尾氣凈化催化劑壽命分別為700000km和7年，兩者以先到說明書

為準，對催化劑載體的耐久性提出要求。因此，常規沉淀法制備的純ZrO₂載體無法滿足實際應用需求。