一種機(jī)動(dòng)車尾氣凈化用低貴金屬催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車尾氣凈化用低貴金屬催化劑的制備方法，屬于機(jī)動(dòng)車尾氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車尾氣污染的治理是一大國(guó)際性課題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每千輛汽車每天排出一氧化碳約3000 kg、碳?xì)浠衔?00?400 kg、氮氧化物50?150 kg。汽車尾氣已經(jīng)成為大氣污染的主要來(lái)源之一，汽車的尾氣排放物對(duì)大氣的污染日益受到人們的重視，許多國(guó)家紛紛制定出各種法規(guī)，采取許多措施，包括行政的、技術(shù)的手段等對(duì)汽車的尾氣排放污染加以嚴(yán)格的控制。排放標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)HC、CO及NOx這三種物質(zhì)的排放而制定的。目前，在美國(guó)及歐洲的國(guó)家生產(chǎn)的轎車都安裝了催化凈化裝置，在全世界范圍內(nèi)安裝有三元催化轉(zhuǎn)化器的轎車已超過(guò)90%。就中國(guó)而言，隨著汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展及環(huán)境意識(shí)的逐步增強(qiáng)，汽車尾氣排放的催化轉(zhuǎn)化技術(shù)越來(lái)越受到了人們的重視。由于汽油車尾氣所具有的獨(dú)特性質(zhì)使得汽油車尾氣凈化催化劑的開(kāi)發(fā)面臨諸多問(wèn)題。汽油車種類較多，所用的發(fā)動(dòng)機(jī)類型較多，而且每一種發(fā)動(dòng)機(jī)原排會(huì)有差別，這就使得我們催化劑的開(kāi)發(fā)要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)定，因此催化劑種類繁多。在催化劑的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，現(xiàn)有的催化劑存在一些問(wèn)題:(1)高貴金屬催化劑制備時(shí)，貴金屬的分散性較差時(shí)，影響催化性能。而貴金屬含量較低時(shí)，貴金屬的負(fù)載和分布對(duì)催化性能的影響很大；(2)漿料不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)分層、沉淀以及上層出現(xiàn)貴金屬顏色導(dǎo)致貴金屬吸附不完全；(3)涂層易脫落，與載體之間的接觸性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)動(dòng)車尾氣凈化用低貴金屬催化劑的制備方法，該方法突破傳統(tǒng)思路，采用貴金屬分開(kāi)負(fù)載方式，通過(guò)不同貴金屬負(fù)載的材料搭配，提高貴金屬的利用率，使其在每種材料上發(fā)揮最大的效用，吸附穩(wěn)定后混合調(diào)漿，抑制貴金屬的迀移；同時(shí)，通過(guò)特定的添加劑，提高楽料穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)低貴金屬涂層、涂覆量及涂覆工藝的匹配，克服涂層的脫落。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種機(jī)動(dòng)車尾氣凈化用低貴金屬催化劑的制備方法，包括前級(jí)催化劑漿料的制備步驟、后級(jí)催化劑漿料的制備步驟和前級(jí)載體的涂覆步驟以及后級(jí)載體的涂覆步驟。
[0005]其中，所述前級(jí)催化劑漿料的制備步驟如下:
(1)將去離子水加入到稀土復(fù)合氧化物與粘結(jié)劑中，攪拌均勻后用砂磨機(jī)研磨至漿液的粒度為5?15 μ m ;再加入貴金屬溶液，攪拌8?10h，得到一級(jí)楽液；所述一級(jí)楽液中的貴金屬含量為一級(jí)漿液中稀土復(fù)合氧化物含量的0.5%?3% ;
(2)將去離子水加入到改性氧化鋁與粘結(jié)劑中，攪拌均勻后用砂磨機(jī)研磨，將貴金屬溶液加入到涂層漿料中，攪拌8?10h，得到二級(jí)漿液；所述二級(jí)漿液中貴金屬的含量為改性氧化鋁的1%?7% ； (3)將去離子水加入到稀土復(fù)合氧化物中，攪拌均勻后用砂磨機(jī)研磨至漿液的粒度為5?15 μm ;再加入貴金屬溶液，攪拌8?10h，得到三級(jí)楽液；所述二級(jí)楽液中貴金屬的含量為一級(jí)漿液中稀土復(fù)合氧化物的0.5%?3% ；
(4)將一級(jí)漿液、二級(jí)漿液、三級(jí)漿液按體積比為0.3?0.8:1:0.1?0.6混合，攪拌I?5h，得到前級(jí)催化劑楽料。
[0006]所述后級(jí)催化劑漿料的制備步驟如下:
(i )將去離子水加入到稀土復(fù)合氧化物與粘結(jié)劑中，攪拌均勻后用砂磨機(jī)研磨至漿液的粒度為5?15 μ m，加入貴金屬溶液，攪拌均勾得到后一級(jí)楽液；貴金屬的添加量為稀土復(fù)合氧化物的0.1%?1% ；
(?)將去離子水加入到改性氧化鋁與粘結(jié)劑中，攪拌均勻后用砂磨機(jī)研磨至漿液的粒度為5?15 μ m，加入貴金屬溶液，攪拌均勻得到后二級(jí)漿液；貴金屬的添加量為改性氧化鋁的0.5%?2%，粘結(jié)劑的用量為涂層總體積的6%?10% ；
(iii)將后一級(jí)漿液和后二級(jí)漿液混合，攪拌I?5 h，加水調(diào)漿液固含量至24%?33%，得到后級(jí)催化劑漿料。
[0007]作為優(yōu)選，貴金屬溶液的滴加速率為10?100 ml/min ;相對(duì)于攪拌軸的滴入角度為10?60度；攪拌速率為100?1000轉(zhuǎn)/min。
[0008]作為優(yōu)選，所述前級(jí)載體的涂覆步驟如下:將載體浸入所述前級(jí)催化劑漿料中，取出，用氣槍吹去多余的前級(jí)催化劑漿料，重復(fù)烘干、焙燒、再浸入，至載體在涂覆后的增重量達(dá)到 120 ?200 g/Lo
[0009]作為優(yōu)選，所述后級(jí)載體的涂覆步驟如下:將載體浸入所述后級(jí)催化劑漿料中，取出，用氣槍吹去多余的前級(jí)催化劑漿料，重復(fù)烘干、焙燒、再浸入，至載體在涂覆后的增重量達(dá)到 100 ?150 g/Lo
[0010]作為優(yōu)選，所述稀土復(fù)合氧化物的主成分為鈰、鋯、鑭、鐠的氧化物；鈰、鋯的摩爾比為1:5?1: 1，鑭的氧化物的質(zhì)量為所述稀土復(fù)合氧化物的3%?5%，鐠的氧化物的質(zhì)量為所述稀土復(fù)合氧化物的3%?5%。
[0011]作為優(yōu)選，所述稀土復(fù)合氧化物采用共沉淀法合成:在室溫條件下，將硝酸鈰、硝酸氧鋯、硝酸鑭、硝酸鐠、硝酸釹混合均勻，在攪拌條件下加入沉淀劑至溶液的pH為9.0?10.0，反應(yīng)結(jié)束后陳化3?6 h，將得到的復(fù)合氧化物前驅(qū)體經(jīng)過(guò)濾、洗滌后，110°C烘干并于550°C焙燒后得到稀土復(fù)合氧化物。
[0012]作為優(yōu)選，所述沉淀劑為氨水、碳酸銨、碳酸氫銨中的一種或多種混合物。
[0013]作為優(yōu)選，所述貴金屬為鈀或銠或者鈀和銠的混合物，鈀和銠的前驅(qū)體分別為硝酸鈀和硝酸銠。
[0014]作為優(yōu)選，步驟(7)中烘干的溫度為150 °C;焙燒的工藝為先在300_400°C條件下焙燒0.5 -lh，然后在500-600°C條件下焙燒2-3 h。
[0015]作為優(yōu)選，步驟(3)中，還加入有添加劑，所述添加劑為聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯、乙烯丙烯共聚物、羥乙基纖維素中的一種或多種。
[0016]通過(guò)實(shí)施上述技術(shù)方案，本發(fā)明突破傳統(tǒng)思路，采用貴金屬分開(kāi)負(fù)載方式，通過(guò)不同貴金屬負(fù)載的材料搭配，提高貴金屬的利用率，使其在每種材料上發(fā)揮最大的效用，吸附穩(wěn)定后混合調(diào)楽，抑制貴金屬的迀移；同時(shí)，通過(guò)特定的添加劑，提高楽料穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)低貴金屬涂層、涂覆量及涂覆工藝的匹配，克服涂層的脫落。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]特別說(shuō)明，以下僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0019]實(shí)施例1:
一種機(jī)動(dòng)車尾氣凈化用低貴金屬催化劑，包括載體與活性涂層，所說(shuō)的載體可以是陶瓷載體，也可以是金屬載體，本實(shí)施例選用堇青石蜂窩陶瓷。活性涂層包括稀土復(fù)合氧化物、改性氧化鋁、粘結(jié)劑、添加劑及貴金屬溶液。稀土復(fù)合氧化物的主成分為鈰、鋯、鑭、鐠的氧化物；采用共沉淀法合成:在室溫條件下，將硝酸鈰、硝酸氧鋯、硝酸鑭、硝酸鐠混合均勻，在攪拌條件下加入沉淀劑至溶液的PH為9.0，反應(yīng)結(jié)束后陳化4，將得到的復(fù)合氧化物前驅(qū)體經(jīng)過(guò)濾、洗滌后，150°C烘干并于50(TC焙燒后得到稀土復(fù)合氧化物。各組分按鈰、鋯的摩爾比為1:5，鑭的氧化物的質(zhì)量為所述稀土復(fù)合氧化物的3%，鐠的氧化物的質(zhì)量為所述稀土復(fù)合氧化物的3%來(lái)添加。其中，沉淀劑為氨水與碳酸銨的混合物。改性氧化鋁為L(zhǎng)a改性的γ_Α1203。粘結(jié)劑為擬薄水鋁石。貴金屬溶液為硝酸鈀和硝酸銠兩種混合溶液。
[0020]具體的制備步驟包括:
前級(jí)催化劑漿料的制備步驟如下:
(1)將去離子水加