CN101433846B - 铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法 - Google Patents
铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101433846B CN101433846B CN2008101541926A CN200810154192A CN101433846B CN 101433846 B CN101433846 B CN 101433846B CN 2008101541926 A CN2008101541926 A CN 2008101541926A CN 200810154192 A CN200810154192 A CN 200810154192A CN 101433846 B CN101433846 B CN 101433846B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- cerium
- preparation
- soluble salt
- mass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 12
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- QWDUNBOWGVRUCG-UHFFFAOYSA-N n-(4-chloro-2-nitrophenyl)acetamide Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(Cl)C=C1[N+]([O-])=O QWDUNBOWGVRUCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims abstract 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 22
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 16
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 8
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 6
- 101150003085 Pdcl gene Proteins 0.000 claims description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical class [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N n-propyl chloride Chemical compound CCCCl SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 2
- 229910014211 My O Inorganic materials 0.000 claims 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical group [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910002492 Ce(NO3)3·6H2O Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910002422 La(NO3)3·6H2O Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910002828 Pr(NO3)3·6H2O Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 abstract description 38
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 27
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 13
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 13
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 11
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 7
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 6
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N zirconium nitrate Chemical group [Zr+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N strontium nitrate Chemical compound [Sr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 159000000013 aluminium salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910000329 aluminium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical group [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OZECDDHOAMNMQI-UHFFFAOYSA-H cerium(3+);trisulfate Chemical compound [Ce+3].[Ce+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O OZECDDHOAMNMQI-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 229910000333 cerium(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N nitric acid;oxozirconium Chemical compound [Zr]=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZXVONLUNISGICL-UHFFFAOYSA-N 4,6-dinitro-o-cresol Chemical group CC1=CC([N+]([O-])=O)=CC([N+]([O-])=O)=C1O ZXVONLUNISGICL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- XKUTVNLXHINPAP-UHFFFAOYSA-N azane platinum Chemical compound N.[Pt] XKUTVNLXHINPAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- RCFVMJKOEJFGTM-UHFFFAOYSA-N cerium zirconium Chemical compound [Zr].[Ce] RCFVMJKOEJFGTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);trinitrate Chemical group [La+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K lanthanum(iii) chloride Chemical compound Cl[La](Cl)Cl ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- YWECOPREQNXXBZ-UHFFFAOYSA-N praseodymium(3+);trinitrate Chemical compound [Pr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YWECOPREQNXXBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LHBNLZDGIPPZLL-UHFFFAOYSA-K praseodymium(iii) chloride Chemical compound Cl[Pr](Cl)Cl LHBNLZDGIPPZLL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- RWRDJVNMSZYMDV-UHFFFAOYSA-L radium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ra+2] RWRDJVNMSZYMDV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001630 radium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXNYVYJABGOSBX-UHFFFAOYSA-N rhodium(3+);trinitrate Chemical compound [Rh+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VXNYVYJABGOSBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
本发明涉及一种铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法，它是以可溶性铈、锆盐和铝盐以及可溶性改性元素的盐为原料，采用共沉淀法制备载体材料γ-Al2O3与Ce1-xZrxMyO2，其中x＝0.25～0.75(摩尔分数)，M＝镧、镨、锶或铜，y＝0～0.1(质量分数)，氧化铝与铈锆氧化物质量比为0.5～2；于载体上等体积法负载占催化剂质量0.25～3.0％贵金属，制备铈基复合氧化物负载贵金属的高性能三效催化剂。本发明可控制备三效催化剂最大程度的提高了催化剂的转化性能。可以有效地去除汽车尾气中一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)。本发明制备工艺过程简单，重复性好，有利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于汽车尾气催化净化领域，特别涉及一种铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法，具体说是一种针对组分不同的尾气即一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物的含量不同，采用共沉淀法与等体积浸渍法可控制备铈基复合氧化物负载贵金属的高性能三效催化剂的方法。
背景技术
在汽车尾气处理措施中最有效且使用广泛的是安装机外尾气净化器，可以明显减少汽车尾气中一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)等污染物。三效催化剂因可以同时高效转化三种主要污染物而成为机外净化器的关键技术。催化涂层材料及贵金属是三效催化剂主要组成部分。催化涂层材料主要包括活性氧化铝(Al2O3)和铈基复合氧化物，如铈锆复合氧化物(Ce1-xZrxO2)等。涂层涂覆在载体表面，其作用是提供大的比表面来担载贵金属、过渡金属或其他催化活性组分。目前的三效催化剂中常用的贵金属有铂(Pt)、铑(Rh)和钯(Pd)等。
目前三效催化剂传统制备方法主要为制备好粉末Ce1-xZrxO2与Al2O3后混合均匀后负载贵金属组分，此方法获得催化剂贵金属负载位置与存在状态均不可控。根据研究，相同组分、相同贵金属负载量的三效催化剂，由于贵金属在CeO2-ZrO2和Al2O3两种不同的催化涂层上存在状态具有很大差异，直接影响催化剂对三类污染物催化效果不同。例如，文献“Journal of Catalysis，2004，221，148-161”中报道，Pd负载于CeO2-ZrO2上有利于保持氧化价态，提高催化剂低温下对CO催化氧化性能。再如，NO还原反应为结构敏感性反应，具有大颗粒、还原态的Pd颗粒有利于NO分解还原(Journal of Catalysis，2004，221，594-600)，当Pd负载与Al2O3材料上促进了NO催化还原反应发生。但是由于不同的车型的发动机情况各异，其排出尾气的主要污染物浓度及比例也有一定差异，应针对尾气情况可控制备具有适宜贵金属在CeO2-ZrO2与Al2O3分布配比的高效三效催化剂。
发明内容
本发明目的在于提供一种铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法。它是针对组分不同的尾气即一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物的含量不同，采用共沉淀法与等体积浸渍法可控制备铈基复合氧化物负载贵金属的高性能三效催化剂的方法。本发明可控制备的三效催化剂最大程度的提高了催化剂的转化性能，可以有效地去除汽车尾气中一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)。本发明制备工艺过程简单，重复性好，有利于工业化生产。
本发明提供的一种铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂是以可溶性铈、锆盐和铝盐以及可溶性改性金属元素的盐为原料，采用共沉淀法制备载体材料γ-Al2O3与Ce1-xZrxMyO2，其中x＝0.25～0.75(摩尔分数)，M＝镧、镨、锶或铜，y＝0～0.1(质量分数)，氧化铝与铈锆氧化物质量比为0.5～2；载体上等体积法负载占催化剂质量0.25～3.0％的贵金属。
具体制备步骤为：
分别在铈、锆盐和改性金属元素的盐的混合水溶液中与铝盐的水溶液中加入碱性沉淀剂和聚乙醇，pH为8～10下进行共沉淀反应，充分搅拌，经静置、陈化、过滤、产物洗涤、烘干和焙烧，分别得Ce1-xZrxMyO2与γ-Al2O3；再用等体积浸渍法负载贵金属Pd、Pt和Rh中的一种或几种，经过烘干和焙烧；将负载有贵金属的γ-Al2O3与Ce1-xZrxMyO2机械混合，即获得高性能三效催化剂。根据尾气中CO与NO浓度比例，调变贵金属在γ-Al2O3与Ce1-xZrxMyO2上负载比例。
本发明提供的一种铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂制备包括的步骤为：
1)按计量取铈、锆和改性金属元素M的可溶性盐，分别配制成离子浓度为0.5～1.5mol/L的水溶液，配制成总离子浓度为0.5～1.5mol/L的第一混合水溶液，混合均匀；取铝的可溶性盐，配制离子浓度为0.5～1.5mol/L的第二水溶液。
2)在剧烈搅拌条件下，向步骤1)所得的第一混合水溶液与第二水溶液中分别添加碱性沉淀剂，该碱性沉淀剂摩尔浓度为3.5～4.5mol/L，控制沉淀终点pH为8～10，加入相当于碱性沉淀剂质量1～10％的聚乙二醇作为增稠剂，充分搅拌；室温静置30～120min，70～100℃陈化10～16h后真空抽滤，获得过滤物反复洗涤至中性，100～140℃烘干处理10～15h，280～320℃预焙烧0.5～1h，500～550℃焙烧1～3h；获得Ce1-xZrxMyO2与γ-Al2O3粉末材料。
3)测试粉末吸水率，滴加水于步骤2)所得材料中，不断振荡，滴加至粉末材料表面出现明显液体，滤纸吸干多余水分后称重；以贵金属Pd、Pt或Rh的可溶性盐溶液为原料，以等体积浸渍法负载一种或几种贵金属，使贵金属含量为催化剂质量的0.25～3.0％，浸渍贵金属盐溶液后的载体经过150℃烘干0.5～3h，300℃预备烧1～3h，500℃焙烧1～3h后即得到负载贵金属的催化剂；将负载有贵金属的γ-Al2O3与Ce1-xZrxMyO2机械混合即可。
定空燃比条件下(λ＝0.98～1.1)，尾气中CO浓度为(0.8％～2.2％)，NO浓度为(500ppm～1400ppm)，CO∶NO＝5～45∶1。根据CO∶NO比例，调变贵金属负载于γ-Al2O3与Ce1-xZrxMyO2两种负载催化剂组分比例R∶(0∶1)≤R≤(1∶0)，获得性能最优的三效催化剂；CO∶NO比例与R值成线性反比例变化，当CO∶NO＝5∶1时，R为(1∶0)；当CO∶NO＝45∶1时，R为(0∶1)。
所述铈的可溶性盐为硝酸亚铈Ce(NO3)3·6H2O、硝酸铈铵Ce(NH4)2(NO3)6·2H2O、硫酸铈Ce(SO4)2·4H2O或氯化亚铈CeCl3·7H2O。所述锆的可溶性盐为硝酸锆Zr(NO3)4·3H2O、硝酸氧锆ZrO(NO3)2·5H2O或氯化锆ZrOCl2·8H2O。所述铝的可溶性盐为Al(NO3)3·9H2O或氯化铝AlCl3·6H2O。
所述改性元素M的可溶性盐为硝酸镧La(NO3)3·6H2O、氯化镧LaCl3·6H2O、硝酸镨Pr(NO3)3·6H2O、氯化镨PrCl3·6H2O、硝酸锶Sr(NO3)2以及硝酸铜Cu(NO3)2·2H2O或醋酸铜Cu(CH3COO)2·H2O。
所述贵金属的可溶性盐为硝酸钯Pd(NO3)2、氯化钯PdCl2、氯铂酸H2PtCl6、二硝基四氨铂(NH3)4Pt(NO3)2、硝酸铑Rh(NO3)3或氯化铑RhCl3。
本发明提供的铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法。它是针对组分不同的尾气即一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物的含量不同，采用共沉淀法与等体积浸渍法可控制备铈基复合氧化物负载贵金属的高性能三效催化剂的方法。本发明可控制备的三效催化剂最大程度的提高了催化剂的转化性能。经过950℃，10h高温水热处理之后，可控制备的三效催化剂与传统方法制备催化剂相比保持了明显的优势，可以有效地去除汽车尾气中一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)。本发明制备工艺过程简单，重复性好，有利于工业化生产。
附图说明
图1为实施例1与比较例1中1#f和1’#f催化剂的起燃特性曲线。
图2为实施例2与比较例2中2#f和2’#f催化剂的起燃特性曲线。
图3为实施例3与比较例3中3#f和3’#f催化剂的起燃特性曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明予以说明。
本发明提供一种使用共沉淀法及等体积浸渍法可控制备针对尾气组分不同比例的高性能三效催化剂的方法，根据催化剂实际应用条件，计算尾气中CO∶NO浓度比例，制备具有适宜的贵金属在CeO2-ZrO2和Al2O3上分配比例的高效去除尾气中一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)的三效催化剂制备方法。
实施例1
尾气中CO∶NO比例为2.2％∶500ppm＝44∶1，空燃比λ＝1.000。
取3.86g硝酸亚铈和1.24g硝酸氧锆溶于12.7mL去离子水中，其中摩尔浓度比Ce∶Zr＝1∶0.5，配置离子浓度为1mol/L的第一混合水溶液，混合均匀。配置4mol/L氨水溶液，将配置好的第一混合水溶液以2mL/min的速度加入到7.65mL的氨水溶液中，调节pH＝9，加入聚乙二醇0.1g，充分搅拌，静置，70℃陈化12h，真空抽滤后100℃干燥12h，500℃焙烧5h。
取14.72g硝酸铝溶于39.23mL去离子水中，配置离子浓度为1mol/L的第二水溶液，将第二水溶液滴加于21.40mL 4mol/L氨水溶液中，调节pH＝10，加入聚乙二醇0.1g，陈化、烘干、焙烧，方法同前。
测得Ce0.67Zr0.33O2粉末吸水率为2mL/g。
以Pd(NO3)2溶液为原料，以等体积浸渍法负载1wt.％Pd，120℃干燥12h，300℃预焙烧1h，500℃焙烧3h。将焙烧获得的Pd负载Ce0.67Zr0.33O2粉末与γ-Al2O3粉末机械混合(质量比Ce0.67Zr0.33O2∶γ-Al2O3＝1)，即Pd负载于γ-Al2O3与Ce0.67Zr0.33O2比例R＝(0∶1)，获得催化剂标记为1#f。
实施例2
尾气中CO∶NO比例为0.8％∶1400ppm＝5.7，空燃比λ＝1.003。
取20.22g硫酸铈、16.96g硝酸锆、0.50g硝酸锶溶于200g去离子水中，其中摩尔浓度比Ce∶Zr＝1∶1，Sr质量分数为3wt.％，配置总离子浓度为0.5mol/L的第一水溶液。配置3.5mol/L氨水溶液，将配置好的第一混合水溶液以2mL/min的速度加入到7.65mL的氨水溶液中，调节pH＝9，加入聚乙二醇0.1g，充分搅拌，静置，70℃陈化12h，真空抽滤后100℃干燥12h，500℃焙烧5h。
取12.66g氯化铝溶于63.5g去离子水中，配置离子浓度为1.5mol/L的第二水溶液，以2mL/min的速度加入到71.25mL 3.5mol/L氨水溶液中，调节pH＝10，后续处理同前。
测试Al2O3粉末吸水率为4mL/g。
以H2PtCl6及Rh(NO3)3溶液为原料，以等体积浸渍法负载2wt.％Pt+Rh(Pt∶Rh＝2∶1)，100℃干燥12h，350℃预焙烧1h，550℃焙烧3h。
将焙烧获得的Rh负载γ-Al2O3粉末与Ce0.5Zr0.5Sr0.03O2粉末机械混合(质量比Ce0.5Zr0.5Sr0.03O2∶γ-Al2O3＝1∶2)，即Rh负载于γ-Al2O3与Ce0.5Zr0.5Sr0.03O2比例R＝1∶0，获得催化剂标记为2#f。
实施例3
尾气中CO∶NO比例为1.6％∶950ppm＝16.8，空燃比λ＝1.000。
取87.64g硝酸铈铵、117.92g硝酸锆与3.80g硝酸铜溶于100g水中，其中摩尔浓度比Ce∶Zr＝1∶2，Cu质量分数为5％溶于350g去离子水中，配置总离子浓度为1.5mol/L的第一水溶液。配置4.5mol/L氨水溶液，将配置好的第一混合水溶液以2mL/min的速度加入到37.2mL的氨水溶液中，调节pH＝8.5，加入聚乙二醇0.25g，充分搅拌，静置，70℃陈化12h，真空抽滤后100℃干燥12h，500℃焙烧5h。
取53.25g氯化铝溶于500g去离子水中，配置离子浓度为0.5mol/L的第二水溶液，以2mL/min的速度加入到166.7mL 4.5mol/L氨水溶液中，调节pH＝10，后续处理同前。
分别测试Ce0.33Zr0.67Cu0.05O2与Al2O3粉末吸水率为2.5mL/g与4mL/g。
以PdCl2为原料，以等体积负载法在两种粉末(Ce0.33Zr0.67Cu0.05O2∶γ-Al2O3＝1∶1，质量)上分别浸渍0.5wt.％Pd，120℃干燥10h，300℃预焙烧2h，550℃焙烧3h。即Pd负载于γ-Al2O3与Ce0.33Zr0.67Cu0.05O2比例R＝1∶1，获得催化剂标记为3#f。
比较例1
将实施例1中制备的Ce0.67Zr0.33O2和γ-Al2O3粉末以质量比为1机械混合均匀，测得混合粉末吸水率为2.5mL/g，以Pd(NO3)2溶液为原料，以等体积负载法负载0.5wt.％Pd，120℃干燥12h，300℃预焙烧1h，500℃焙烧3h，获得催化剂标记为1’#f。
比较例2
将实施例2中制备的Ce0.5Zr0.5Sr0.03O2和γ-Al2O3粉末以质量比为1∶2机械混合均匀，测得混合粉末吸水率为3.5mL/g，H2PtCl6及Rh(NO3)3溶液为原料，以等体积浸渍法负载2wt.％Pt+Rh(Pt∶Rh＝2∶1)，100℃干燥12h，350℃预焙烧1h，550℃焙烧3h，获得催化剂标记为2’#f。
比较例3
将实施例3中制备的Ce0.33Zr0.67Cu0.05O2和γ-Al2O3粉末以质量比为1∶1机械混合均匀，测得混合粉末吸水率为3mL/g，以PdCl2溶液为原料，以等体积负载法负载0.5wt.％Rh，120℃干燥10h，300℃预焙烧2h，550℃焙烧3h，获得催化剂标记为3’#f。
测试例1
针对实施例1的1#f催化剂与比较例1’#f，在尾气中CO∶NO比例为2.2％∶500ppm＝44∶1，空燃比λ＝1.000模拟尾气的气氛中进行催化剂起燃特性测试。尾气模拟配气含有CO(2.2％)、CO2(12％)、C3H8(800ppm)、NO(500ppm)、O2(1.45％)，N2平衡，空速40000h-1。以10℃/min的速度将反应器温度从室温升至500℃，以AVL五组分分析仪在线检测模拟配气经过催化剂后CO、C3H8和NO的浓度。
所得1#f和1’#f催化剂的起燃特性曲线如图1所示。图1为实施例1与比较例1中1#f和1’#f催化剂的起燃特性曲线(实心为1#f，空心为1’#f)。
测试例2
针对实施例2的2#f催化剂与比较例2’#f，在尾气中CO∶NO比例为0.8％∶1400ppm＝5.7，空燃比λ＝1.003模拟尾气的气氛中进行催化剂起燃特性测试。尾气模拟配气含有CO(0.8％)、CO2(10％)、C3H8(1000ppm)、NO(1400ppm)、O2(0.9％)，N2平衡，空速50000h-1。以10℃/min的速度将反应器温度从室温升至500℃，以AVL五组分分析仪在线检测模拟配气经过催化剂后CO、C3H8和NO的浓度。
所得2#f和2’#f催化剂的起燃特性曲线如图2所示。图2为实施例2与比较例2中2#f和2’#f催化剂的起燃特性曲线(实心为2#f，空心为2’#f)。
测试例3
针对实施例3的3#f催化剂与比较例3’#f，在尾气中CO∶NO比例为1.6％∶950ppm＝16.8，空燃比λ＝1.000。CO∶NO比例为0.8％∶1400ppm＝5.7，空燃比λ＝1.003模拟尾气的气氛中进行催化剂起燃特性测试。尾气模拟配气含有CO(1.6％)、CO2(11％)、C3H8(1000ppm)、NO(950ppm)、O2(1.25％)，N2平衡，空速50000h-1。以10℃/min的速度将反应器温度从室温升至500℃，以AVL五组分分析仪在线检测模拟配气经过催化剂后CO、C3H8和NO的浓度。
所得3#f和3’#f催化剂的起燃特性曲线如图3所示。图3为实施例3与比较例3中3#f和3’#f催化剂的起燃特性曲线(实心为3#f，空心为3’#f)。
Claims (3)
1.一种铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂的制备方法，它是以γ-Al2O3与Ce1-xZrxMyO2为载体材料，其中x＝0.25～0.75，摩尔分数，M＝镧、镨、锶或铜，y＝0～0.1，质量分数，氧化铝与铈锆氧化物质量比为0.5～2；所述的载体上负载占催化剂质量0.25～3.0％的贵金属；其特征在于包括的步骤为：
1)按计量取铈、锆和改性金属元素M的可溶性盐，分别配制成离子浓度为0.5～1.5mol/L的水溶液，配制成总离子浓度为0.5～1.5mol/L的第一混合水溶液，混合均匀；取铝的可溶性盐，配制离子浓度为0.5～1.5mol/L的第二水溶液；
所述的铈的可溶性盐为Ce(NO3)3·6H2O、Ce(NH4)2(NO3)6·2H2O、Ce(SO4)2·4H2O或CeCl3·7H2O；所述铝的可溶性盐为Al(NO3)3·9H2O或氯化铝AlCl3·6H2O；
2)在剧烈搅拌条件下，向步骤1)所得的第一混合水溶液与第二水溶液中分别添加碱性沉淀剂，该碱性沉淀剂摩尔浓度为3.5～4.5mol/L，控制沉淀终点pH为8～10，加入相当于碱性沉淀剂质量1～10％的聚乙二醇作为增稠剂，充分搅拌；室温静置30～120min，70～100℃陈化10～16h后真空抽滤，获得过滤物反复洗涤至中性，100～140℃烘干处理10～15h，280～320℃预焙烧0.5～1h，500～550℃焙烧1～3h；获得Ce1-xZrxMyO2与γ-Al2O3粉末材料；
3)测试粉末吸水率，滴加水于步骤2)所得材料中，不断振荡，滴加至粉末材料表面出现明显液体，滤纸吸干多余水分后称重；以贵金属Pd、Pt或Rh的可溶性盐溶液为原料，以等体积浸渍法负载一种或几种贵金属，使贵金属含量为催化剂质量的0.25～3.0％，浸渍贵金属盐溶液后的载体经过150℃烘干0.5～3h，300℃预备烧1～3h，500℃焙烧1～3h后即得到负载贵金属的催化剂；将负载有贵金属的γ-Al2O3与Ce1-xZrxMyO2机械混合即可，
所述的贵金属的可溶性盐为硝酸钯Pd(NO3)2、PdCl2、H2PtCl6、(NH3)4Pt(NO3)2、Rh(NO3)3或RhCl3；所述的碱性沉淀剂为氨水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的锆的可溶性盐为Zr(NO3)4·3H2O、ZrO(NO3)2·5H2O或ZrOCl2·8H2O。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的改性元素M的可溶性盐为La(NO3)3·6H2O、LaCl3·6H2O、Pr(NO3)3·6H2O、PrCl3·6H2O、Sr(NO3)2、Cu(NO3)2·2H2O或Cu(CH3COO)2·H2O。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008101541926A CN101433846B (zh) | 2008-12-17 | 2008-12-17 | 铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008101541926A CN101433846B (zh) | 2008-12-17 | 2008-12-17 | 铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101433846A CN101433846A (zh) | 2009-05-20 |
| CN101433846B true CN101433846B (zh) | 2011-04-27 |
Family
ID=40708575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008101541926A Expired - Fee Related CN101433846B (zh) | 2008-12-17 | 2008-12-17 | 铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101433846B (zh) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101786002B (zh) * | 2010-03-19 | 2012-05-23 | 南京大学 | 铈锆纳米棒、纳米方块或纳米管担载铜基的催化剂及其制法 |
| FR2984182B1 (fr) * | 2011-12-16 | 2014-09-05 | Saint Gobain Ct Recherches | Systeme catalytique de traitement de gaz |
| CN104096581B (zh) * | 2014-07-15 | 2016-08-24 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 表面负载磷酸铝的氧化铝催化材料及其制备方法 |
| CN104226295B (zh) * | 2014-09-10 | 2016-06-29 | 济南大学 | 铈锆铝复合氧化物、汽油车尾气三效催化剂以及它们的制备方法 |
| CN104310979B (zh) * | 2014-10-22 | 2016-11-30 | 五行科技股份有限公司 | 一种功能陶瓷粉体材料及其制备方法和应用 |
| CN104941677B (zh) * | 2014-12-18 | 2019-05-31 | 华东理工大学 | 一种高稳定性的涂层材料和机动车尾气净化催化剂的制备方法 |
| CN106076329B (zh) * | 2016-06-08 | 2018-06-26 | 济南大学 | 一种单Pd三效催化剂的制备方法及所得产品 |
| CN106166484B (zh) * | 2016-07-21 | 2019-01-18 | 厦门大学 | 一种烟气h2-scr脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN108273501A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-13 | 重庆辉虎催化剂有限公司 | 一种汽车尾气处理三效催化剂及其制备方法 |
| CN109603822A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-12 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种抗高温水热老化的高分散性贵金属氧化催化剂及其制备 |
| CN110075837A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-02 | 贵州大学 | 金属-钛酸复合氧化物的制备方法及应用 |
| CN110694621A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-01-17 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种三效催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111921540B (zh) * | 2020-08-22 | 2021-04-20 | 湖南第一师范学院 | 一种汽车尾气用的三效催化剂的制备方法及其产品和应用 |
| CN112275286A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-29 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种Ir-Rh铱铑双金属催化剂及其制备方法 |
| CN112808270A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-05-18 | 四川大学 | 高耐久性Pt基整体式汽油车三效催化剂及制备方法和应用 |
| CN113634251B (zh) * | 2021-09-08 | 2023-09-15 | 烟台大学 | 镨基载体负载纳米金催化剂，其制备方法及应用 |
| CN114984969B (zh) * | 2022-07-14 | 2024-02-13 | 太原理工大学 | 三效催化剂及其制备方法和应用 |
-
2008
- 2008-12-17 CN CN2008101541926A patent/CN101433846B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101433846A (zh) | 2009-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101433846B (zh) | 铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法 | |
| CN100569362C (zh) | 溶胶-凝胶法在蜂窝陶瓷载体上原位制备三效催化剂的方法 | |
| JP4292005B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒組成物 | |
| JP4852035B2 (ja) | 窒素酸化物蓄積材料から製造された窒素酸化物蓄積触媒 | |
| JP3797313B2 (ja) | 金属酸化物粒子の製造法及び排ガス浄化用触媒 | |
| KR20180015292A (ko) | 배기 시스템용 아산화질소 제거 촉매 | |
| WO1990014888A1 (en) | Exhaust gas purifying catalyst excellent in thermal resistance and method of production thereof | |
| CA2562556C (en) | Process for producing metal oxide particle and exhaust gas purifying catalyst | |
| EP0203525A1 (en) | Catalyst for purifying exhaust gas | |
| JPH08224469A (ja) | 高耐熱性触媒担体とその製造方法及び高耐熱性触媒とその製造方法 | |
| JP3144880B2 (ja) | 低温活性に優れた三元触媒の製造方法 | |
| JP3831093B2 (ja) | 複合酸化物、その製造方法及びそれを用いた排ガス浄化用触媒 | |
| JP2578219B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒の製造方法 | |
| CN100396363C (zh) | 一种三效催化剂及其制备方法 | |
| US7745371B2 (en) | Exhaust gas purifying catalyst, metal oxide particle and production process thereof | |
| CN102172526A (zh) | 用于脱除稀燃发动机尾气中的氮氧化物存储还原催化剂及制备方法 | |
| EP2374536A1 (en) | Palladium-containing oxidation catalyst on ternary Al-Ti-Zr-oxide | |
| CN106000397B (zh) | 一种单Rh三效催化剂的制备方法及所得产品 | |
| JPH11217220A (ja) | 複合酸化物、その製造方法及びそれを用いた排ガス浄化用触媒 | |
| CN103551165A (zh) | 过渡元素掺杂的氮氧化物净化催化剂及其制备和用途 | |
| EP2805767B1 (en) | Production method for base metal catalyst for exhaust gas purification | |
| CN109675557A (zh) | 具有高热稳定性的贵金属催化剂及其制备方法 | |
| JP2734808B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
| JP3229054B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 | |
| JPH06106062A (ja) | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110427 Termination date: 20201217 |