CN102979606A - 一种摩托车尾气催化转化器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摩托车尾气催化转化器及其制备方法。包括金属载体和载体表面通过多次涂覆依次形成四层催化剂涂层,催化剂涂层包括Al2O3涂层、多层贵金属/Ce-Zr/Al2O3催化剂混合物涂层;本发明通过涂覆后浸泡并控制浸泡溶液PH、控制上载量、控制涂覆浆料固含量、干燥、焙烧等严格的方法步骤制备。本发明提供了新的催化剂组合及其结构,并通过多次多层涂覆制备摩托车尾气催化转化器,经实验证明本发明催化转化器在恶劣的高温高背压的条件下,涂层在载体上的粘结能力明显改进,涂层的脱落率明显降低,对于长期处于高温高空速条件下的催化转化器,可以大大减少涂层的脱落,提高催化转化器的耐久性,及延长催化转化器的寿命。

Description

一种摩托车尾气催化转化器及其制备方法
技术领域
本发明属于催化转化器制备技术领域,尤其属于涂层涂覆技术领域,涉及一种用于净化摩托车尾气的催化转化器及其制备方法。
背景技术
随着环保要求标准的提高,对摩托车尾气排放控制要求越来越严格,如何提高摩托车后处理技术减少尾气污染成为同行业人士的关注重点。目前,主要是通过使用催化转化器来处理摩托车尾气中的污染物,尾气污染物主要包括一氧化碳,氮氧化物,碳氢化合物等。
随着摩托车行业的发展,对催化转化器的性能要求越来越高。其中,多涂层技术是提高催化转化器性能的主要技术路线之一。但目前多涂层技术存在一定的缺陷,随着涂层层数的增加,层与层之间的粘接能力越来越差,甚至出现排放“喷灰”现象,导致催化转化器上的贵金属涂层大量脱落,严重降低催化转化器的性能,使得摩托车排放不能满足排放标准。
催化转化器的多涂层技术目前已有研究,但主要报道多涂层技术对催化转化器性能的影响,对多涂层间的粘结能力如何提高还在不断进行研究和探索中。
中国专利申请CN97112774.3研究过降低单涂层脱落率的方法,主要依靠添加耐热无机氧化物涂层在贵金属涂层与金属载体之间增加粘结性,没有进行多涂层间的粘结能力研究。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种摩托车尾气催化转化器及其制备方法。本发明要解决的问题是提供一种更牢固,脱落率更小,性能更好的催化转化器及其通过多层涂覆过程控制实现提高催化转化器涂层间粘结能力,降低涂层脱落率的催化转化器制备方法。
本发明通过以下技术方案实现:
摩托车尾气催化转化器,包括金属载体和载体表面的催化剂,载体表面的催化剂通过多次涂覆制备,涂覆依次形成四层催化剂涂层,第一层是Al2O3、铝溶胶或/和硅溶胶的混合物涂层,第二层、第三层和第四层分别是将贵金属盐浸渍在Ce-Zr/Al2O3材料上再涂覆形成的混合物涂层,其中贵金属是Pt、Pd、Rh的一种或几种的混合物。上述第一层Al2O3、铝溶胶或/和硅溶胶的混合物涂层是将Al2O3、铝溶胶或硅溶胶中的一种或几种混合经球磨制成浆料后涂覆;第二层、第三层和第四层可以分别是一种贵金属盐浸渍在Ce-Zr/Al2O3材料上再涂覆形成的涂层,各涂层的贵金属可以相同也可以不同,还可以是两种或三种贵金属盐浸渍在Ce-Zr/Al2O3材料上再涂覆形成的混合物涂层,即第二层、第三层和第四层分别可以是相同的两种或三种贵金属的混合物也可以是不同的两种或三种贵金属混合物形成的混合物涂层。
Ce-Zr/Al2O3材料是将铈盐和锆盐溶于水中并通过浸渍在Al2O3材料上后制成,其中CeO2重量百分比含量20%,ZrO2重量百分比含量10%,Al2O3重量百分比含量70%。铈盐和锆盐采用硝酸盐或其他溶于水的盐。
上述摩托车尾气催化转化器制备方法,包括以下步骤:
催化剂材料制备、载体制备、涂层材料制备和涂层涂覆,其中,进行涂层涂覆时,在进行第三层和第四层涂覆前,分别将完成前段制备的催化转化器在PH值为4.5-6的硝酸溶液中浸泡10min后,用高压气体吹扫。
进行涂层涂覆中,在进行第三层和第四层涂覆时,各自涂层材料液体上载量不大于0.95g/g。
进行涂层涂覆中,在进行第二层、第三层和第四层涂覆时,各自涂层材料的固体重量百分比含量的范围为35%-65%。
进一步上述摩托车尾气催化转化器制备方法包括以下步骤:
A、催化剂材料制备
将铈盐和锆盐溶于水中,待溶液混合均匀后,倒入Al2O3粉料,搅拌均匀,干燥、550℃焙烧2小时得到Ce-Zr/Al2O3材料;铈盐和锆盐采用硝酸盐或其他溶于水的盐;
将钯盐浸渍在上述制备的Ce-Zr/Al2O3材料上,制成粉料D1,其中钯重量百分比含量为2.5%;将铂盐浸渍在上述制备的Ce-Zr/Al2O3材料上,制成粉料P1,其中铂重量百分比含量为0.22%;将铑盐浸渍在上述制备的Ce-Zr/Al2O3材料上,制成粉料H1,其中铑重量百分比含量为0.22%;钯盐、铂盐和铑盐采用硝酸盐或其他溶于水的盐;
B、载体制备:
将金属载体在950℃焙烧4h,制成表面有Al2O3晶状物的载体;
C、涂层材料制备:
将100重量份的Al2O3、铝溶胶或/和硅溶胶与3重量份浓度为65%的浓硝酸和200-230重量份的水混合,球磨制成浆料J1,浆料J1的固体重量百分比含量为30%;所述浓度为65%的浓硝酸是指重量百分比浓度为65%的浓硝酸,以下浓硝酸浓度均为重量百分比浓度。
分别将步骤A制成的粉料D1、P1、H1中的一种取97重量份与Al2O33重量份、浓度为65%的浓硝酸3重量份和水78.82重量份混合后,分别球磨制成浆料J2、J3、J4,浆料J2、J3、J4的固体重量百分比含量均为35%-65%;粉料D1、P1、H1分别含有一种贵金属,相应制备的浆料J2、J3、J4也只含有一种贵金属;
将步骤A制成的粉料D1、P1、H1中的任意两种或三种取共97重量份与Al2O33重量份、浓度为65%的浓硝酸3重量份和水78.82重量份混合后,球磨制成浆料J5,浆料J5的固体重量百分比含量为35%-65%;粉料D1、P1、H1分别含有一种贵金属,选取任意两种或三种共有4种组合,其各贵金属的用量根据催化剂需要量确定,可以任意组合,粉料D1、P1、H1任意组合后的总量是97重量份。
D、涂层涂覆:
将浆料J1涂覆在步骤B制备的载体上,上载量为10g/l,制成半成品A1-1;
每层选取浆料J2、J3、J4或J5中的一种依次涂覆在半成品A1-1上形成第二层、第三层和第四层,每层涂覆后均干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l,第三层和第四层的上载量不大于0.95g/g且涂覆前分别将完成前一层制备的催化转化器在PH值为4.5-6的硝酸容易中浸泡10min后,用高压气体吹扫。
上述涂层涂覆中,第二层、第三层和第四层根据选取的涂覆浆料可以形成含有贵金属Pt、Pd、Rh中一种或几种混合物的涂层。
进行涂层涂覆中,在进行第三层和第四层涂覆时,优选各自涂层材料液体上载量不大于0.5g/g。
进行涂层涂覆中,在进行第二层、第三层和第四层涂覆时,优选各自涂层材料的固体重量百分比含量的范围为55%-65%。
上述所称涂覆方法是:将金属载体浸泡在浆料中,用抽真空的方式将浆料从一端抽向另一端,然后取出金属载体,用高压气体吹出多余的浆料,然后干燥、焙烧得到半成品或成品。
本发明有益性,本发明提供了新的催化剂组合及其结构,并通过多次多层涂覆制备摩托车尾气催化转化器,经实验证明本发明催化转化器在恶劣的高温高背压的条件下,涂层在载体上的粘结能力明显改进,涂层的脱落率明显降低,对于长期处于高温高空速条件下的催化转化器,可以大大减少涂层的脱落,提高催化转化器的耐久性,及延长催化转化器的寿命。
附图说明
图1是本发明催化转化器载体和催化剂涂层断面结构;
图2是本发明催化转化器被压检测示意图。
图中,1是载体,2是硅胶垫,T1是第一层,T2是第二层,T3是第三层,T4是第四层,E是进气方向,F是排气方向。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明,具体实施方式是对本发明原理的进一步说明,不以任何方式限制本发明,与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
本发明催化转化器由金属载体1和涂层T1、T2、T3、T4两部分组成。金属载体1的表面高温热处理后,表面上具有Al2O3晶状物,用于与涂层更好的粘接。第一层T1由耐热的Al2O3、SiO2等无机氧化物组成,粘接在金属载体1上,为方便描述将金属载体1和涂层T1的组合定义为A1。第二层T2由储氧材料、氧化铝和贵金属组成,粘接在A1上,为方便描述将金属载体1和第一层T1和第二层T2的组合定义为A2。第三层T3由储氧材料、氧化铝和贵金属组成,粘接在A2上,为方便描述将金属载体1、第一层T1、第二层T2和第三层T3的组合定义为A3。第四层T4由储氧材料、氧化铝和贵金属组成,粘接在A3上,为方便描述将金属载体1、第一层T1、第二层T2、第三层T3和第四层T4组合作为催化转化器,为方便描述用C表示。第二层T2、第三层T3和第四层T4方便均是富含贵金属Pt、Pd、Rh一种或一种以上催化剂的涂层。
下面以各涂层选用一种贵金属为例说明制备过程。
将Al2O3、铝溶胶、硅溶胶的一种或者一种以上与硝酸混合后,球磨制成浆料J1;硝酸是指重量百分比浓度为65%的浓硝酸,以下及各实施例使用硝酸均相同。
制备贵金属浆料J2,J3,J4,贵金属浆料中贵金属含有Pt、Pd、Rh中的一种或一种以上,材料含有Al2O3和Ce-Zr/Al2O3
将浆料J1涂覆在具有Al2O3晶状物的金属载体1上,制成半成品A1;
将浆料J2涂覆在A1上,然后干燥、焙烧,制成半成品A2;
将A2浸渍在PH值为4.5-6的硝酸溶液中,吹扫后涂覆浆料J3,然后干燥、焙烧,制成半成品A3;PH值为4.5-6的溶液制备方法是在纯水中加入少量的硝酸混合而成。
将A3浸渍在PH值在4.5-6的溶液中,吹扫后涂覆浆料J4,然后干燥、焙烧,制成催化转化器。
涂覆浆料J3前,浸泡A2液体上载量范围不大于0.95g/g,较好的范围为不大于0.75g/g,最好的范围为不大于0.5g/g;
上述浸泡液体上载量=(浸泡溶液A2后的重量-A2的重量)/(A2的重量-A1的重量
涂覆浆料J4前,浸泡A3液体上载量范围为不大于0.95g/g,较好的范围为不大于0.75g/g,最好的范围为不大于0.5g/g;
上述浸泡液体上载量=(浸泡溶液A3后的重量-A3的重量)/(A3的重量-A1的重量
浆料J2、J3、J4的固体含量的范围为35-65%,较好的范围为45-65%,最好的范围为55-65%;
更具体的实施方式和检测结果如下:
实施例1
1、准备自制材料Ce-Zr/Al2O3300g:通过等体积浸渍法,将硝酸铈和醋酸锆溶于水中,待溶液混合均匀后,倒入Al2O3粉料,搅拌均匀后,干燥、焙烧得到Ce-Zr/Al2O3,其中CeO2质量分数20%,ZrO2质量分数10%,Al2O3质量分数70%;用硝酸钯浸渍在97.5gCe-Zr/Al2O3材料上,制成粉料D1(钯含量为2.5%)。用硝酸铂浸渍在99.8gCe-Zr/Al2O3材料上,制成粉料P1(铂含量为0.22%)。用硝酸铑浸渍在99.8gCe-Zr/Al2O3材料上,制成粉料H1(铑含量为0.22%)。
2、准备金属载体(1),载体规格为:孔目数300cell/in2,壁厚1.0mm,外型尺寸Ф42mm(直径)×100(外壳长)×90(内芯长)。将载体焙烧950℃4h,制成长满Al2O3晶状物的载体。
3、将100g的Al2O3、3g的硝酸和230g的纯水混合后,球磨制成浆料J1,J1的固体含量为30%;
4、将97g的D1、3g的Al2O3、3g的硝酸和78.82g的纯水混合后,球磨制成浆料J2,J2的固体含量为55%;
5、将97gP1、3g的Al2O3、3g的硝酸和78.82g的纯水混合后,球磨制成浆料J3,J3的固体含量为55%;
6、将97gH1、3g的Al2O3、3g的硝酸和78.82g的纯水混合后,球磨制成浆料J4,J4的固体含量为55%;
7、将浆料J1涂覆在上面金属载体上,上载量为10g/l,制成半成品A1-1;
8、将浆料J2涂覆在半成品A1-1上,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l,制成半成品A2-1;
9、将半成品A2-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出后用高压气吹扫,控制液体上载量为0.50g/g。涂覆浆料J3,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l,制成半成品A3-1;
10、将半成品A3-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出用高压气吹扫,控制液体上载量为0.50g/g,涂覆浆料J4,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l,制成催化转化器C-1,C-1贵金属用量(Pt:Pd:Rh=1:11:1,40g/ft3);
实施例2
将实施例1中过程4、5、6做以下调整:
4、将97g的D1、3g的Al2O3、3g的硝酸和97g的纯水混合后,球磨制成浆料J2,J2的固体含量为50%;
5、将97gD1、3g的Al2O3、3g的硝酸和97g的纯水混合后,球磨制成浆料J3,J3的固体含量为50%;
6、将97gD1、3g的Al2O3、3g的硝酸和97g的纯水混合后,球磨制成浆料J4,J4的固体含量为50%;
最后制成催化转化器C-2;
实施例3
将实施例1中过程4、5、6做以下调整:
4、将97g的D1、3g的Al2O3、3g的硝酸和119.2g的纯水混合后,球磨制成浆料J2,J2的固体含量为45%;
5、将97gP1、3g的Al2O3、3g的硝酸和119.2g的纯水混合后,球磨制成浆料J3,J3的固体含量为45%;
6、将97gH1、3g的Al2O3、3g的硝酸和119.2g的纯水混合后,球磨制成浆料J4,J4的固体含量为45%;
最后制成催化转化器C-3;
实施例4
将实施例1中过程4、5、6做以下调整:
4、将97g的H1、3g的Al2O3、3g的硝酸和147g的纯水混合后,球磨制成浆料J2,J2的固体含量为40%;
5、将97gH1、3g的Al2O3、3g的硝酸和147g的纯水混合后,球磨制成浆料J3,J3的固体含量为40%;
6、将97gH1、3g的Al2O3、3g的硝酸和147g的纯水混合后,球磨制成浆料J4,J4的固体含量为40%;
最后制成催化转化器C-4;
实施例5
将实施例1中过程4、5、6做以下调整:
4、将97g的D1、3g的Al2O3、3g的硝酸和182.7g的纯水混合后,球磨制成浆料J2,J2的固体含量为35%;
5、将97gP1、3g的Al2O3、3g的硝酸和182.7g的纯水混合后,球磨制成浆料J3,J3的固体含量为35%;
6、将97gH1、3g的Al2O3、3g的硝酸和182.7g的纯水混合后,球磨制成浆料J4,J4的固体含量为35%;
最后制成催化转化器C-5;
比较例1
将实施例1中过程4、5、6做以下调整:
4、将97g的D1、3g的Al2O3、3g的硝酸和230.3g的纯水混合后,球磨制成浆料J2,J2的固体含量为30%;
5、将97gP1、3g的Al2O3、3g的硝酸和230.3g的纯水混合后,球磨制成浆料J3,J3的固体含量为30%;
6、将97gH1、3g的Al2O3、3g的硝酸和230.3g的纯水混合后,球磨制成浆料J4,J4的固体含量为30%;
最后制成催化转化器BC-1;
实施例6
将实施例1中过程9、10做以下调整:
9、将半成品A2-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出后用高压气吹扫,控制液体上载量为0.60g/g,涂覆浆料J3,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l,制成半成品A3-1;
10、将半成品A3-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出后用高压气吹扫,控制液体上载量为0.60g/g,涂覆浆料J4,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l。
最后制成催化转化器C-6;
实施例7
将实施例1中过程9、10做以下调整:
9、将半成品A2-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出后用高压气吹扫,控制液体上载量为0.70g/g,涂覆浆料J3,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l,制成半成品A3-1;
10、将半成品A3-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出用高压气吹扫,控制液体上载量为0.70g/g,涂覆浆料J4,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l。
最后制成催化转化器C-7
实施例8
将实施例1中过程9、10做以下调整:
9、将半成品A2-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出用高压气吹扫,控制液体上载量为0.80g/g,涂覆浆料J3,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l,制成半成品A3-1;
10、将半成品A3-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出用高压气吹扫,控制液体上载量为0.80g/g,涂覆浆料J4,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l。
最后制成催化转化器C-8
实施例9
将实施例1中过程9、10做以下调整:
9、将半成品A2-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出用高压气吹扫,控制液体上载量为0.90g/g,涂覆浆料J3,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l,制成半成品A3-1;
10、将半成品A3-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出用高压气吹扫,控制液体上载量为0.90g/g,涂覆浆料J4,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l。
最后制成催化转化器C-9
比较例2
将实施例1中过程9、10做以下调整:
9、将半成品A2-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出用高压气吹扫,控制液体上载量为1.0g/g,涂覆浆料J3,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l,制成半成品A3-1;
10、将半成品A3-1浸泡在PH为5.0的溶液中,取出用高压气吹扫,控制液体上载量为1.0g/g,涂覆浆料J4,涂覆后干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l。
最后制成催化转化器BC-2
实施例10
将实施例1中过程9、10做以下调整:
9、将半成品A2-1浸泡在PH为4.5的溶液中。
10、将半成品A3-1浸泡在PH为4.5的溶液中。
最后制成催化转化器C-10;
实施例11
将实施例1中过程9、10做以下调整:
9、将半成品A2-1浸泡在PH为5.5的溶液中。
10、半成品将A3-1浸泡在PH为5.5的溶液中。
最后制成催化转化器C-11;
实施例12
将实施例1中过程9、10做以下调整:
9、将半成品A2-1浸泡在PH为6.0的溶液中。
10、将半成品A3-1浸泡在PH为6.0的溶液中。
最后制成催化转化器C-12;
比较例3
将实施例1中过程9、10做以下调整:
9、将半成品A2-1浸泡在PH为6.8的溶液中;
10、将半成品A3-1浸泡在PH为6.8的溶液中;
最后制成催化转化器BC-3;
试验一
称量催化转化器C-1、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6、C-7、C-8、C-9、C-10、C-11、C-12、BC-1、BC-2、BC-3的初始重量。然后将催化转化器900℃焙烧10min,然后取出用0.7Mpa的高压气背压装置吹扫,时间10s,循环2次。背压吹扫装置(催化转化器的一端用硅胶垫密封,另一端用Φ3的高压气管吹扫,吹扫顺序从外圈螺旋绕圈到内圈,全面积吹扫。)如图2。然后将处理后的催化转化器放入超声波清洗装置中超声波作用10min,200℃干燥,直到质量变化相对原始样品质量小于1‰为止。称量每个催化转化器的质量,计算催化转化器的脱落率。结果列于下表1。
表1不同固体含量的催化转化器的脱落率
Figure BDA00002459360400151
从表1可以得出,控制浆料的固体含量在35~65的范围制备催化转化器,具有很低的脱落率和很好的抗高温能力和抗高背压的能力。
表2不同液体上载量的催化转化器的脱落率
Figure BDA00002459360400152
从表2可以得出,控制液体上载量在0.00~0.95范围制备催化转化器,具有很低的脱落率和很好的抗高温能力和抗高背压的能力。
表3不同液体PH的催化转化器的脱落率
Figure BDA00002459360400153
从表3可以得出,控制浸泡溶液的PH值为4.5~6制备催化转化器,具有很低的脱落率和很好的抗高温能力和抗高背压的能力。
从表1、2、3可以得出通过控制浆料的固体含量、液体上载量和浸泡溶液的PH值来制备催化转化器都具有很低的脱落率和很好的抗高温能力和抗高背压的能力。
试验二
将试验一后的催化转化器C-1和BC-1进行活性评价试验。试验条件如下所示:
气体体积组成:丙烷:300ppm,一氧化氮:600ppm,一氧化碳:2.0%,二氧化碳:10%,水蒸气:10%,氧气:1.0~2.0%,氮气:平衡气;空速:40000h-1
表4催化剂的活性评价结果
从上表4可以得知:未对浆料的固体含量、液体上载量和浸泡溶液的PH值条件合理控制的催化转化器CB-1,通过实验一后,其较大的脱落率严重影响了催化转化器对NO和CO的转化性能。
而合理控制条件的催化转化器C-1,通过实验一后,其较小的脱落率依然存在较好的NO和CO转化性能。
与CB-1相比,通过控制浆料的固体含量、液体上载量和浸泡溶液的PH值来制备的催化转化器C-1具有更低的NO和CO起燃温度和更高的NO和CO净化率,具有更好的活性,满足目前摩托车尾气净化需要。
试验三
将试验一后的催化转化器C-1和BC-1,安装于某公司生产的摩托骑式车,采用中国标准国Ⅲ规定的UDC测试规程,进行台架试验。结果为如下表5:
表5催化转化器在摩托车的测试结果
  CO[g/km]   THC[g/km]   NOx[g/km]
  国三标准   <2.0   <0.8   <0.15
  C-1   1.40   0.29   0.08
  BC-1   3.48   0.59   0.17
从表5可知:BC-1催化转化器上的贵金属涂层大量脱落,严重降低催化转化器的性能,使得摩托车排放不能满足排放标准。通过应用本发明,改进后的C-1催化转化器能满足国三排放限值。
从上面的描述可以看出,按照本发明的催化转化器,在恶劣的高温高背压的条件下,涂层在载体上的粘结能力明显改进,涂层的脱落率明显降低,因此,对于长期处于高温高空速条件下的催化转化器,可以大大减少涂层的脱落,提高催化转化器的耐久性,及延长催化转化器的寿命。

Claims (8)

1.一种摩托车尾气催化转化器,包括金属载体(1)和载体表面的催化剂,其特征在于:载体表面的催化剂通过多次涂覆依次形成四层催化剂涂层,第一层(T1)是Al2O3、铝溶胶或/和硅溶胶的混合物涂层,第二层(T2)、第三层(T3)和第四层(T4)分别是将贵金属盐浸渍在Ce-Zr/Al2O3材料上再涂覆形成的混合物涂层,其中贵金属是Pt、Pd、Rh的一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的摩托车尾气催化转化器,其特征在于:所述Ce-Zr/Al2O3材料是将铈盐和锆盐溶于水中并通过浸渍在Al2O3材料上后制成,其中CeO2重量百分比含量20%,ZrO2重量百分比含量10%,Al2O3重量百分比含量70%。
3.一种权利要求2所述的摩托车尾气催化转化器制备方法,其特征在于包括以下步骤:催化剂材料制备、载体制备、涂层材料制备和涂层涂覆,其中,进行涂层涂覆时,在进行第三层(T3)和第四层(T4)涂覆前,分别将完成前段制备的催化转化器在PH值为4.5-6的硝酸溶液中浸泡10min后,用高压气体吹扫。
4.根据权利要求3所述的摩托车尾气催化转化器制备方法,其特征在于:进行涂层涂覆中,在进行第三层(T3)和第四层(T4)涂覆时,各自涂层材料液体上载量不大于0.95g/g。
5.根据权利要求3所述的摩托车尾气催化转化器制备方法,其特征在于:进行涂层涂覆中,在进行第二层(T2)、第三层(T3)和第四层(T4)涂覆时,各自涂层材料的固体重量百分比含量的范围为35%-65%。
6.根据权利要求3至5任一项所述的摩托车尾气催化转化器制备方法,其特征在于包括以下步骤:
A、催化剂材料制备:
将铈盐和锆盐溶于水中,待溶液混合均匀后,倒入Al2O3粉料,搅拌均匀,干燥、550℃焙烧2小时得到Ce-Zr/Al2O3材料;
将硝酸钯浸渍在上述制备的Ce-Zr/Al2O3材料上,制成粉料D1,其中钯重量百分比含量为2.5%;将硝酸铂浸渍在上述制备的Ce-Zr/Al2O3材料上,制成粉料P1,其中铂重量百分比含量为0.22%;将硝酸铑浸渍在上述制备的Ce-Zr/Al2O3材料上,制成粉料H1,其中铑重量百分比含量为0.22%;
B、载体制备:
将金属载体在950℃焙烧4h,制成表面有Al2O3晶状物的载体;
C、涂层材料制备:
将100重量份的Al2O3、铝溶胶或/和硅溶胶与3重量份的浓度为65%的浓硝酸和200-230重量份的水混合,球磨制成浆料J1,浆料J1的固体重量百分比含量为30%;
分别将步骤A制成的粉料D1、P1、H1中的一种取97重量份与Al2O33重量份、浓度为65%的浓硝酸3重量份和水78.82重量份混合后,分别球磨制成浆料J2、J3、J4,浆料J2、J3、J4的固体重量百分比含量均为35%-65%;
或,将步骤A制成的粉料D1、P1、H1中的任意两种或三种取共97重量份与Al2O33重量份、浓度为65%的浓硝酸3重量份和水78.82重量份混合后,球磨制成浆料J5,浆料J5的固体重量百分比含量为35%-65%;
D、涂层涂覆:
将浆料J1涂覆在步骤B制备的载体上,上载量为10g/l,制成半成品A1-1;
每层选取浆料J2、J3、J4或J5中的一种依次涂覆在半成品A1-1上形成第二层(T2)、第三层(T3)和第四层(T4),每层涂覆后均干燥,550℃焙烧2h,控制涂层质量为50g/l,第三层(T3)和第四层(T4)的上载量不大于0.95g/g且涂覆前分别将完成前一层制备的催化转化器在PH值为4.5-6的硝酸容易中浸泡10min后,用高压气体吹扫。
7.根据权利要求6所述的摩托车尾气催化转化器制备方法,其特征在于:进行涂层涂覆中,在进行第三层(T3)和第四层(T4)涂覆时,各自涂层材料液体上载量不大于0.5g/g。
8.根据权利要求6所述的摩托车尾气催化转化器制备方法,其特征在于:进行涂层涂覆中,在进行第二层(T2)、第三层(T3)和第四层(T4)涂覆时,各自涂层材料的固体重量百分比含量的范围为55%-65%。
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