本發(fā)明涉及用于汽車尾氣處理的三元催化劑，，屬于汽車尾氣凈化
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：汽車尾氣的主要污染物是一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)，利用安裝在排氣系統(tǒng)的催化劑可以將一氧化碳、碳氫化合物氧化成二氧化碳(CO2)、水(H2O)，并同時使氮氧化合物還原為氮氣(N2)，實現(xiàn)尾氣的凈化，這種催化劑通常稱為三元催化劑。三元催化劑由兩部分組成：蜂窩狀的陶瓷或金屬載體，以及附著在載體上的催化劑涂層。催化劑涂層通常由具有較大比表面積的氧化物材料(如氧化鋁)、儲氧材料和分散在氧化物或儲氧材料表面的貴金屬活性組分(常為Pt(鉑)、Pd(鈀)、Rh(銠)中的一種或幾種)組成。其中的儲氧材料一般為含鈰鋯的復(fù)合氧化物，它通過吸附儲存尾氣中的氧或釋放出氧來調(diào)節(jié)尾氣中氧化性組分和還原性組分的比例，使一氧化碳和碳氫化合物被氧化的同時氮氧化合物被還原。為了提高汽車冷啟動時污染物的轉(zhuǎn)化效率，三元催化劑常被安裝在靠近發(fā)動機排氣歧管出口的位置，在汽車高速行駛時，三元催化劑的床層溫度可達到900℃～1100℃的高溫。主要為了抑制高溫條件下Rh與Pd的合金化作用而使催化劑活性下降，目前的三元催化劑通常都采用雙涂層結(jié)構(gòu)，即附著在蜂窩載體上的下涂層擔載Pd，涂層材料一般包括鈰鋯固溶體、氧化鋁和其他助劑；而附著在下涂層上的上涂層擔載Rh，涂層材料一般也包括鈰鋯固溶體、氧化鋁和其他助劑。然而，在高溫富氧條件下，上涂層的Rh易向下涂層遷移并與Pd發(fā)生相互作用，而使催化劑的活性下降。此外，Rh負載在儲氧材料上可以使儲氧能力大幅提高，但是，儲氧材料的儲放氧功能使其負載的Rh更容易處在氧化態(tài)，而氧化態(tài)的Rh催化氮氧化合物還原的活性很低，即使是在發(fā)動機尾氣由稀變濃的瞬態(tài)工況。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供用于汽車尾氣處理的三元催化劑，具有更高的碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化合物處理能力，其抑制Rh向Pd涂層遷移，提高了Rh催化還原氮氧化合物的活性。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述用于汽車尾氣處理的三元催化劑，包括蜂窩狀載體，其特征是：在所述蜂窩狀載體上附著下層Pd涂層，在下層Pd涂層上附著中間Pd涂層，在中間Pd涂層上附著上層Rh涂層；所述下層Pd涂層包括負載Pd的鈰鋯固溶體和La2O3摻雜的氧化鋁(La2O3-Al2O3)，中間Pd涂層包括負載Pd的La2O3-Al2O3和粘結(jié)劑，上層Rh涂層包括負載Rh的鈰鋯固溶體和La2O3-Al2O3，在一個具體實施方式中，所述下層Pd涂層中，負載Pd的鈰鋯固溶體和La2O3-Al2O3的質(zhì)量比為1～3:1，所述中間Pd涂層中，粘結(jié)劑占中間Pd涂層總質(zhì)量的1wt％～10wt％，所述上層Rh涂層中，負載Rh的鈰鋯固溶體和La2O3-Al2O3的質(zhì)量比為2～5:1，所述鈰鋯固溶體的組份為：20wt％～70wt％的ZrO2、20wt％～70wt％的CeO2和10wt％～15wt％的La2O3、Y2O3、Pr6O11、Nd2O3中的一種或幾種，所述下層Pd涂層中Pd的負載量為5～200g/ft3，中間Pd涂層中Pd的負載量為5～200g/ft3，上層Rh涂層中Rh的負載量為0.1～10g/ft3。在一個具體實施方式中，所述下層Pd涂層和中間Pd涂層中負載的Pd的質(zhì)量比為3:1～9。在一個具體實施方式中，所述下層Pd涂層的涂覆量為30～100g/L，中間Pd涂層的涂覆量為30～100g/L，上層Rh涂層的涂覆為50～160g/L。本發(fā)明的優(yōu)點是：(1)本發(fā)明所述三元催化劑為Pd/Pd/Rh三涂層結(jié)構(gòu)，由于中間Pd涂層中不含CeO2組分，抑制了上層Rh向中間Pd涂層的遷移；(2)本發(fā)明所述三元催化劑由于中間Pd涂層中不含CeO2組分，且Pd負載在La2O3-Al2O3上，提高了催化劑的催化能力；(3)本發(fā)明所述三元催化劑的下層Pd涂層中Pd擔載在鈰鋯固溶體上，提高了催化劑的儲氧能力；(4)本發(fā)明所述三元催化劑與傳統(tǒng)的Pd/Rh雙涂層三元催化劑相比，具有更高的碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化合物處理能力，尤其是具有更高的氮氧化合物轉(zhuǎn)化能力。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1：用于汽車尾氣處理的三元催化劑，包括蜂窩狀載體，規(guī)格為Ф118.4mm×152.4mm，孔密計為600cpsi，孔道壁厚為4.3mil，體積為1.678L；在所述蜂窩狀載體上附著下層Pd涂層，在下層Pd涂層上附著中間Pd涂層，在中間Pd涂層上附著上層Rh涂層；所述下層Pd涂層包括負載Pd的鈰鋯固溶體和La2O3摻雜的氧化鋁(La2O3-Al2O3)，中間Pd涂層包括負載Pd的La2O3-Al2O3和ZrO2，上層Rh涂層包括負載Rh的鈰鋯固溶體和La2O3-Al2O3；所述下層Pd涂層中Pd的負載量為18g/ft3，中間Pd涂層中Pd的負載量為18g/ft3，上層Rh涂層中Rh的負載量為4g/ft3；所述三元催化劑的制備方法，采用以下工藝步驟：第1步、所述下層Pd涂層的涂覆過程：將1000g負載Pd的鈰鋯固溶體、500g的La2O3-Al2O3(La2O3-Al2O3中的La2O3含量占La2O3-Al2O3的4wt％)和適量去離子水混合，并經(jīng)球磨后配制得到涂層漿液；將該涂層漿液涂覆到蜂窩狀載體上，下層Pd涂層的涂覆量為60g/L，并在450℃～600℃溫度下焙燒1～5小時，得到下層涂層；其中，鈰鋯固溶體的組份為：45wt％的ZrO2、45wt％的CeO2、5wt％的La2O3和5wt％的Pr6O11；第2步、所述中間Pd涂層的涂覆過程：將1000g負載Pd的La2O3-Al2O3(La2O3-Al2O3中的La2O3含量占La2O3-Al2O3的4wt％)、400醋酸氧鋯溶液(含84g的ZrO2)和適量去離子水混合，并經(jīng)球磨后配制得到涂層漿液；將該涂層漿液涂覆到第1步完成后的蜂窩狀載體上，中間Pd涂層的涂覆量為60g/L，并在450℃～600℃溫度下焙燒1～5小時，得到中間Pd涂層；第3步、所述上層Rh涂層的涂覆過程：將900g負載Rh的鈰鋯固溶體、300g的La2O3-Al2O3(La2O3-Al2O3中的La2O3含量占La2O3-Al2O3的4wt％)和適量去離子水混合，并經(jīng)球磨后配制得到涂層漿液；將該涂層漿液涂覆到第2步完成后的蜂窩狀載體上，上層Rh涂層的涂覆為100g/L，并在450℃～600℃溫度下焙燒1～5小時，得到上層Rh涂層；其中，鈰鋯固溶體的組份為：45wt％的ZrO2、45wt％的CeO2、5wt％的La2O3和5wt％Nd2O3。實施例2：用于汽車尾氣處理的三元催化劑，包括蜂窩狀載體，規(guī)格為Ф118.4mm×152.4mm，孔密計為600cpsi，孔道壁厚為4.3mil，體積為1.678L；在所述蜂窩狀載體上附著下層Pd涂層，在下層Pd涂層上附著中間Pd涂層，在中間Pd涂層上附著上層Rh涂層；所述下層Pd涂層包括負載Pd的鈰鋯固溶體和La2O3摻雜的氧化鋁(La2O3-Al2O3)，中間Pd涂層包括負載Pd的La2O3-Al2O3和ZrO2，上層Rh涂層包括負載Rh的鈰鋯固溶體和La2O3-Al2O3；所述下層Pd涂層中Pd的負載量為15g/ft3，中間Pd涂層中Pd的負載量為5g/ft3，上層Rh涂層中Rh的負載量為0.1g/ft3；所述三元催化劑的制備方法，采用以下工藝步驟：第1步、所述下層Pd涂層的涂覆過程：將1000g負載Pd的鈰鋯固溶體、1000g的La2O3-Al2O3(La2O3-Al2O3中的La2O3含量占La2O3-Al2O3的2wt％)和適量去離子水混合，并經(jīng)球磨后配制得到涂層漿液；將該涂層漿液涂覆到蜂窩狀載體上，下層Pd涂層的涂覆量為30g/L，并在450℃～600℃溫度下焙燒1～5小時，得到下層涂層；其中，鈰鋯固溶體的組份為：20wt％的ZrO2、60wt％的CeO2、5wt％的La2O3、5wt％的Y2O3、5wt％的Pr6O11和5wt％的Nd2O3；第2步、所述中間Pd涂層的涂覆過程：將1000g負載Pd的La2O3-Al2O3(La2O3-Al2O3中的La2O3含量占La2O3-Al2O3的2wt％)、400醋酸氧鋯溶液(含84g的ZrO2)和適量去離子水混合，并經(jīng)球磨后配制得到涂層漿液；將該涂層漿液涂覆到第1步完成后的蜂窩狀載體上，中間Pd涂層的涂覆量為30g/L，并在450℃～600℃溫度下焙燒1～5小時，得到中間Pd涂層；第3步、所述上層Rh涂層的涂覆過程：將900g負載Rh的鈰鋯固溶體、450g的La2O3-Al2O3(La2O3-Al2O3中的La2O3含量占La2O3-Al2O3的2wt％)和適量去離子水混合，并經(jīng)球磨后配制得到涂層漿液；將該涂層漿液涂覆到第2步完成后的蜂窩狀載體上，上層Rh涂層的涂覆為50～160g/L，并在450℃～600℃溫度下焙燒1～5小時，得到上層Rh涂層；其中，鈰鋯固溶體的組份為：20wt％的ZrO2、60wt％的CeO2、5wt％的La2O3、5wt％的Y2O3、5wt％的Pr6O11和5wt％的Nd2O3。實施例3：用于汽車尾氣處理的三元催化劑，包括蜂窩狀載體，規(guī)格為Ф118.4mm×152.4mm，孔密計為600cpsi，孔道壁厚為4.3mil，體積為1.678L；在所述蜂窩狀載體上附著下層Pd涂層，在下層Pd涂層上附著中間Pd涂層，在中間Pd涂層上附著上層Rh涂層；所述下層Pd涂層包括負載Pd的鈰鋯固溶體和La2O3摻雜的氧化鋁(La2O3-Al2O3)，中間Pd涂層包括負載Pd的La2O3-Al2O3和ZrO2，上層Rh涂層包括負載Rh的鈰鋯固溶體和La2O3-Al2O3；所述下層Pd涂層中Pd的負載量為60g/ft3，中間Pd涂層中Pd的負載量為180g/ft3，上層Rh涂層中Rh的負載量為10g/ft3；所述三元催化劑的制備方法，采用以下工藝步驟：第1步、所述下層Pd涂層的涂覆過程：將900g負載Pd的鈰鋯固溶體、300g的La2O3-Al2O3(La2O3-Al2O3中的La2O3含量占La2O3-Al2O3的10wt％)和適量去離子水混合，并經(jīng)球磨后配制得到涂層漿液；將該涂層漿液涂覆到蜂窩狀載體上，下層Pd涂層的涂覆量為100g/L，并在450℃～600℃溫度下焙燒1～5小時，得到下層涂層；其中，鈰鋯固溶體的組份為：70wt％的ZrO2、20wt％的CeO2、5wt％的La2O3和5wt％的Y2O3；第2步、所述中間Pd涂層的涂覆過程：將1000g負載Pd的La2O3-Al2O3(La2O3-Al2O3中的La2O3含量占La2O3-Al2O3的10wt％)、400醋酸氧鋯溶液(含84g的ZrO2)和適量去離子水混合，并經(jīng)球磨后配制得到涂層漿液；將該涂層漿液涂覆到第1步完成后的蜂窩狀載體上，中間Pd涂層的涂覆量為100g/L，并在450℃～600℃溫度下焙燒1～5小時，得到中間Pd涂層；第3步、所述上層Rh涂層的涂覆過程：將900g負載Rh的鈰鋯固溶體、180g的La2O3-Al2O3(La2O3-Al2O3中的La2O3含量占La2O3-Al2O3的10wt％)和適量去離子水混合，并經(jīng)球磨后配制得到涂層漿液；將該涂層漿液涂覆到第2步完成后的蜂窩狀載體上，上層Rh涂層的涂覆為160g/L，并在450℃～600℃溫度下焙燒1～5小時，得到上層Rh涂層；其中，鈰鋯固溶體的組份為：70wt％的ZrO2、20wt％的CeO2、5wt％的La2O3和5wt％的Y2O3。對比例1：各參數(shù)、組成和制備過程與實施例1相同，除了不含實施例1中的中間Pd涂層，且下層Pd涂層的涂覆量變?yōu)?20g/L，Pd的負載量變?yōu)?6g/ft3。對比例2：各參數(shù)、組成和制備過程與實施例1相同，除了不含實施例1中的下層Pd涂層，且中層Pd涂層的涂覆量變?yōu)?20g/L，Pd的負載量變?yōu)?6g/ft3。將實施例1和對比例1～對比例2所得到的催化劑樣品均按照美國通用汽車公司的GMAC875臺架老化循環(huán)同條件老化50小時后，采用電子探針X射線微區(qū)分析儀(EPMA)分析Rh在催化劑的各涂層的分布比例情況，結(jié)果如表1所示。表1下層Pd涂層中間Pd涂層上層Rh涂層實施例16％16％78％對比例141％-59％對比例2-17％83％整車排放測試按ECE+EUDC循環(huán)進行，測試車輛的發(fā)動機排量1.8L，排放測試結(jié)果如表2所示。表2碳氫化合物(g/km)一氧化碳(g/km)氮氧化合物(g/km)實施例10.04360.6890.0377對比例10.05010.6910.0580對比例20.04771.0130.0739如表、表2所示，催化劑性能測試與評價的結(jié)果表明，與對比例1、2相比，本發(fā)明實施例1公開的三元催化劑抑制了Rh向Pd層的遷移，同時也具備高儲氧能力，使催化劑具有更高的污染物處理能力，尤其是更優(yōu)異的氮氧化合物轉(zhuǎn)化能力。當前第1頁1 2 3