CN106423297A - 一种汽车尾气处理净化剂及其制备方法 - Google Patents

一种汽车尾气处理净化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种汽车尾气处理净化剂及其制备方法，其净化剂包括载体和涂覆于所述载体的涂层，所述涂层由以下原料制备而成：铝酸钙、氢氧化铪、氧化镨、掺锡氧化锌、2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇单异丁酸酯份、钨酸钆钾、硒脲、氧化石墨烯、载银沸石粉、拟薄水铝石、羧基化改性二氧化硅、甲基纤维素、贝壳粉、托玛琳粉、磷酸铁、钼酸铈、腈化钛、碳分子筛‑220、助剂。本发明提供的净化剂对汽车尾气的净化效果好，经过处理的汽车尾气的均显著低于国家规定的排放限值标准。此外，本发明提供的汽车尾气处理净化剂的制备工艺简单、成本较低，非常适宜大规模生产应用。

Description

一种汽车尾气处理净化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于汽车尾气处理技术领域，具体涉及一种汽车尾气处理净化剂及其制备方法。
背景技术
汽车排放的尾气是造成大气污染的一个主要来源，也是温室效应、臭氧层破洞、酸雨和黑雨的重要原因之一。汽车排放的尾气中含有上千种化学物质，除了氮、氧和水蒸汽外，其余物质均为有害成份。这些有害物质大体包括一氧化碳、烟尘、碳氢化合物、氮氧化合物等，同时现在普及的燃油中还添加甲基铅或四乙基铅防爆剂，因此在燃烧后生成的物质中还含有铅及其化合物，会对人体健康造成了严重的威胁。
为了解决汽车排放尾气的污染问题，主要通过机内和机外两种方案处理，前者主要是通过优化原料，以及改进发动机的结构及其燃烧的方式，来减少有害气体的排放；后者是采用催化转化器将尾气中的有害气体净化，其中，后者的方案实施更容易且成效更明显。然而尾气中所产生的一氧化碳、铅、锰等都会使催化转化器中所使用的催化剂中毒，降低其净化效果，因此对于目前的催化剂的催化净化效果还有待进一步提高。故而，研发一种净化效果优化改进的汽车尾气处理净化剂，对于改善环境问题具有重要实践意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车尾气处理净化剂及其制备方法，以解决上述至少一种技术问题。
本发明的技术方案来如下：
一种汽车尾气处理净化剂，包括载体和涂覆于所述载体的涂层，所述涂层由以下重量份的原料制备而成：铝酸钙5-14份、氢氧化铪3-8份、氧化镨1-4份、掺锡氧化锌4-10份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯3-9份、钨酸钆钾2-11份、硒脲4-9份、氧化石墨烯3-7份、载银沸石粉6-13份、拟薄水铝石5-12份、羧基化改性二氧化硅3-9份、甲基纤维素1-6份、贝壳粉4-9份、托玛琳粉3-11份、磷酸铁4-7份、钼酸铈7-12份、腈化钛5-11份、碳分子筛-2208-15份、助剂3-7份；
所述载体为惰性陶瓷或金属蜂窝体。
上述技术方案中，所述助剂包括硝酸铈、氯化铌、氯化钐和硝酸铁。
上述技术方案中，所述助剂包括质量比为1:0.2-0.7:0.05-0.3:0.4-1.6的硝酸铈、氯化铌、氯化钐和硝酸铁的混合物。
上述技术方案中，所述涂层由以下重量份的原料制备而成：铝酸钙5.8-13份、氢氧化铪3.6-7.2份、氧化镨1.5-3.6份、掺锡氧化锌4.2-8.7份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯3.6-8.5份、钨酸钆钾2.7-9.8份、硒脲4.6-8.3份、氧化石墨烯3.6-6.2份、载银沸石粉6.8-11份、拟薄水铝石6.4-11.3份、羧基化改性二氧化硅3.8-7.5份、甲基纤维素2.3-5.6份、贝壳粉4.6-8.5份、托玛琳粉3.6-9.5份、磷酸铁4.8-6.3份、钼酸铈7.6-10.7份、腈化钛5.8-10份、碳分子筛-220 8.9-13份、助剂3.5-6.4份。
本发明的另一技术方案来如下：
一种汽车尾气处理净化剂的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将氧化石墨烯分散于去离子水中，再加入磷酸铁、硒脲、铝酸钙、氧化镨、贝壳粉、托玛琳粉、羧基化改性二氧化硅混合均匀，得混合料A；
步骤2、将助剂加入去离子水中，搅拌混合均匀，得混合料B；
步骤3、取混合料A、1/4混合料B与拟薄水铝石混合均匀，打浆，得浆料I，将浆料I涂覆于载体上，干燥并煅烧；
步骤4、将载银沸石粉、氢氧化铪、掺锡氧化锌、钨酸钆钾、钼酸铈、化钛、碳分子筛-220加入余下的混合料B中，混合均匀，再加入2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和甲基纤维素，打浆，得浆料II；
步骤5、取一半浆料II涂覆于步骤3中的载体上，干燥并煅烧；
步骤6、将余下浆料II涂覆于步骤5中的载体上，干燥并煅烧，即可。
上述技术方案中，在步骤3中，其煅烧温度为500-800℃，煅烧时间为4-8小时。
上述技术方案中，在步骤5中，其煅烧温度为300-600℃，煅烧时间为5-10小时。
上述技术方案中，在步骤6中，其煅烧温度为650-900℃，煅烧时间为2-4小时。
由于采用了以上技术方案，本发明的有益效果为：
本发明提供的汽车尾气处理净化剂对尾气的净化效果好，经过处理的汽车尾气的NOx排放量不高于0.235 g/km，HC+NOx的排放量不高于0.348 g/km，CO的排放量不高于0.436g/km，均显著低于国家规定的排放限值标准。此外，本发明提供的汽车尾气处理净化剂的制备工艺简单，成本较低，不产生二次污染，非常适宜大规模生产应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种汽车尾气处理净化剂，包括载体和涂覆于所述载体的涂层，所述涂层由以下重量份的原料制备而成：铝酸钙5份、氢氧化铪3份、氧化镨1份、掺锡氧化锌4份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯3份、钨酸钆钾2份、硒脲4份、氧化石墨烯3份、载银沸石粉6份、拟薄水铝石5份、羧基化改性二氧化硅3份、甲基纤维素1份、贝壳粉4份、托玛琳粉3份、磷酸铁4份、钼酸铈7份、腈化钛5份、碳分子筛-220 8份、助剂3份；
所述载体为惰性陶瓷或金属蜂窝体。
其中，所述助剂包括质量比为1:0.2:0.05:0.4的硝酸铈、氯化铌、氯化钐和硝酸铁的混合物。
上述汽车尾气处理净化剂的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将氧化石墨烯分散于去离子水中，再加入磷酸铁、硒脲、铝酸钙、氧化镨、贝壳粉、托玛琳粉、羧基化改性二氧化硅混合均匀，得混合料A；
步骤2、将助剂加入去离子水中，搅拌混合均匀，得混合料B；
步骤3、取混合料A、1/4混合料B与拟薄水铝石混合均匀，打浆，得浆料I，将浆料I涂覆于载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为500℃，煅烧时间为4小时；
步骤4、将载银沸石粉、氢氧化铪、掺锡氧化锌、钨酸钆钾、钼酸铈、化钛、碳分子筛-220加入余下的混合料B中，混合均匀，再加入2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和甲基纤维素，打浆，得浆料II；
步骤5、取一半浆料II涂覆于步骤3中的载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为300℃，煅烧时间为5小时；
步骤6、将余下浆料II涂覆于步骤5中的载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为650℃，煅烧时间为2小时，即可。
实施例2
一种汽车尾气处理净化剂，包括载体和涂覆于所述载体的涂层，所述涂层由以下重量份的原料制备而成：铝酸钙14份、氢氧化铪8份、氧化镨4份、掺锡氧化锌10份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯9份、钨酸钆钾11份、硒脲9份、氧化石墨烯7份、载银沸石粉13份、拟薄水铝石12份、羧基化改性二氧化硅9份、甲基纤维素6份、贝壳粉9份、托玛琳粉11份、磷酸铁7份、钼酸铈12份、腈化钛11份、碳分子筛-220 15份、助剂7份；
所述载体为惰性陶瓷或金属蜂窝体。
其中，所述助剂包括质量比为1:0.7:0.3:1.6的硝酸铈、氯化铌、氯化钐和硝酸铁的混合物。
上述汽车尾气处理净化剂的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将氧化石墨烯分散于去离子水中，再加入磷酸铁、硒脲、铝酸钙、氧化镨、贝壳粉、托玛琳粉、羧基化改性二氧化硅混合均匀，得混合料A；
步骤2、将助剂加入去离子水中，搅拌混合均匀，得混合料B；
步骤3、取混合料A、1/4混合料B与拟薄水铝石混合均匀，打浆，得浆料I，将浆料I涂覆于载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为800℃，煅烧时间为8小时；
步骤4、将载银沸石粉、氢氧化铪、掺锡氧化锌、钨酸钆钾、钼酸铈、化钛、碳分子筛-220加入余下的混合料B中，混合均匀，再加入2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和甲基纤维素，打浆，得浆料II；
步骤5、取一半浆料II涂覆于步骤3中的载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为600℃，煅烧时间为10小时；
步骤6、将余下浆料II涂覆于步骤5中的载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为900℃，煅烧时间为4小时，即可。
实施例3
一种汽车尾气处理净化剂，包括载体和涂覆于所述载体的涂层，所述涂层由以下重量份的原料制备而成：铝酸钙5.8份、氢氧化铪3.6份、氧化镨1.5份、掺锡氧化锌4.2份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯3.6份、钨酸钆钾2.7份、硒脲4.6份、氧化石墨烯3.6份、载银沸石粉6.8份、拟薄水铝石6.4份、羧基化改性二氧化硅3.8份、甲基纤维素2.3份、贝壳粉4.6份、托玛琳粉3.6份、磷酸铁4.8份、钼酸铈7.6份、腈化钛5.8份、碳分子筛-220 8.9份、助剂3.5份；
所述载体为惰性陶瓷或金属蜂窝体。
其中，所述助剂包括质量比为1:0.5:0.18:0.9的硝酸铈、氯化铌、氯化钐和硝酸铁的混合物。
上述汽车尾气处理净化剂的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将氧化石墨烯分散于去离子水中，再加入磷酸铁、硒脲、铝酸钙、氧化镨、贝壳粉、托玛琳粉、羧基化改性二氧化硅混合均匀，得混合料A；
步骤2、将助剂加入去离子水中，搅拌混合均匀，得混合料B；
步骤3、取混合料A、1/4混合料B与拟薄水铝石混合均匀，打浆，得浆料I，将浆料I涂覆于载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为750℃，煅烧时间为6小时；
步骤4、将载银沸石粉、氢氧化铪、掺锡氧化锌、钨酸钆钾、钼酸铈、化钛、碳分子筛-220加入余下的混合料B中，混合均匀，再加入2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和甲基纤维素，打浆，得浆料II；
步骤5、取一半浆料II涂覆于步骤3中的载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为480℃，煅烧时间为8小时；
步骤6、将余下浆料II涂覆于步骤5中的载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为750℃，煅烧时间为3小时，即可。
实施例4
一种汽车尾气处理净化剂，包括载体和涂覆于所述载体的涂层，所述涂层由以下重量份的原料制备而成：铝酸钙13份、氢氧化铪7.2份、氧化镨3.6份、掺锡氧化锌8.7份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯8.5份、钨酸钆钾9.8份、硒脲8.3份、氧化石墨烯6.2份、载银沸石粉11份、拟薄水铝石11.3份、羧基化改性二氧化硅7.5份、甲基纤维素5.6份、贝壳粉8.5份、托玛琳粉9.5份、磷酸铁6.3份、钼酸铈10.7份、腈化钛10份、碳分子筛-220 13份、助剂6.4份；
所述载体为惰性陶瓷或金属蜂窝体。
其中，所述助剂包括质量比为1:0.5:0.24:1.5的硝酸铈、氯化铌、氯化钐和硝酸铁的混合物。
上述汽车尾气处理净化剂的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将氧化石墨烯分散于去离子水中，再加入磷酸铁、硒脲、铝酸钙、氧化镨、贝壳粉、托玛琳粉、羧基化改性二氧化硅混合均匀，得混合料A；
步骤2、将助剂加入去离子水中，搅拌混合均匀，得混合料B；
步骤3、取混合料A、1/4混合料B与拟薄水铝石混合均匀，打浆，得浆料I，将浆料I涂覆于载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为680℃，煅烧时间为7小时；
步骤4、将载银沸石粉、氢氧化铪、掺锡氧化锌、钨酸钆钾、钼酸铈、化钛、碳分子筛-220加入余下的混合料B中，混合均匀，再加入2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和甲基纤维素，打浆，得浆料II；
步骤5、取一半浆料II涂覆于步骤3中的载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为400℃，煅烧时间为8小时；
步骤6、将余下浆料II涂覆于步骤5中的载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为720℃，煅烧时间为4小时，即可。
实施例5
一种汽车尾气处理净化剂，包括载体和涂覆于所述载体的涂层，所述涂层由以下重量份的原料制备而成：铝酸钙8.5份、氢氧化铪6.1份、氧化镨1.9份、掺锡氧化锌5.8份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯6.2份、钨酸钆钾6.8份、硒脲7.3份、氧化石墨烯4.7份、载银沸石粉7.5份、拟薄水铝石9.2份、羧基化改性二氧化硅5.6份、甲基纤维素4.2份、贝壳粉6.3份、托玛琳粉8份、磷酸铁5.2份、钼酸铈8.3份、腈化钛7.9份、碳分子筛-220 11份、助剂4份；
所述载体为惰性陶瓷或金属蜂窝体。
其中，所述助剂包括质量比为1:0.4:0.14:0.9的硝酸铈、氯化铌、氯化钐和硝酸铁的混合物。
上述汽车尾气处理净化剂的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将氧化石墨烯分散于去离子水中，再加入磷酸铁、硒脲、铝酸钙、氧化镨、贝壳粉、托玛琳粉、羧基化改性二氧化硅混合均匀，得混合料A；
步骤2、将助剂加入去离子水中，搅拌混合均匀，得混合料B；
步骤3、取混合料A、1/4混合料B与拟薄水铝石混合均匀，打浆，得浆料I，将浆料I涂覆于载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为750℃，煅烧时间为6小时；
步骤4、将载银沸石粉、氢氧化铪、掺锡氧化锌、钨酸钆钾、钼酸铈、化钛、碳分子筛-220加入余下的混合料B中，混合均匀，再加入2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和甲基纤维素，打浆，得浆料II；
步骤5、取一半浆料II涂覆于步骤3中的载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为550℃，煅烧时间为8小时；
步骤6、将余下浆料II涂覆于步骤5中的载体上，干燥并煅烧，其煅烧温度为780℃，煅烧时间为3小时，即可。
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处为：不包含氧化镨、钨酸钆钾和磷酸铁及其相关步骤。
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处为：不包含氧化石墨烯、载银沸石粉和钼酸铈。
对上述实施例和对比例所制备的净化剂对汽车尾气进行净化处理试验，按照行业标准对处理后的排放尾气的进行排放测试，其测试结果如下表所示：
排放限值 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
NOx（g/km） 0.330 0.235 0.218 0.213 0.206 0.198 0.274 0.266
HC+NOx（g/km） 0.390 0.348 0.329 0.316 0.302 0.287 0.367 0.353
CO（g/km） 0.630 0.436 0.422 0.415 0.403 0.384 0.469 0.482
由上述测试结果可知，本发明提供的汽车尾气处理净化剂对尾气的净化效果好，经过处理的汽车尾气的NOx排放量不高于0.235 g/km，HC+NOx的排放量不高于0.348 g/km，CO的排放量不高于0.436 g/km，均显著低于国家规定的排放限值标准。此外，本发明提供的汽车尾气处理净化剂的制备工艺简单、成本较低，不产生二次污染，非常适宜大规模生产应用。

Claims (8)

1.一种汽车尾气处理净化剂，包括载体和涂覆于所述载体的涂层，其特征在于，
所述涂层由以下重量份的原料制备而成：铝酸钙5-14份、氢氧化铪3-8份、氧化镨1-4份、掺锡氧化锌4-10份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯3-9份、钨酸钆钾2-11份、硒脲4-9份、氧化石墨烯3-7份、载银沸石粉6-13份、拟薄水铝石5-12份、羧基化改性二氧化硅3-9份、甲基纤维素1-6份、贝壳粉4-9份、托玛琳粉3-11份、磷酸铁4-7份、钼酸铈7-12份、腈化钛5-11份、碳分子筛-220 8-15份、助剂3-7份；
所述载体为惰性陶瓷或金属蜂窝体。
2.根据权利要求1所述的汽车尾气处理净化剂，其特征在于，所述助剂包括硝酸铈、氯化铌、氯化钐和硝酸铁。
3.根据权利要求1所述的汽车尾气处理净化剂，其特征在于，所述助剂包括质量比为1:0.2-0.7:0.05-0.3:0.4-1.6的硝酸铈、氯化铌、氯化钐和硝酸铁的混合物。
4.根据权利要求1所述的汽车尾气处理净化剂，其特征在于，所述涂层由以下重量份的原料制备而成：铝酸钙5.8-13份、氢氧化铪3.6-7.2份、氧化镨1.5-3.6份、掺锡氧化锌4.2-8.7份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯3.6-8.5份、钨酸钆钾2.7-9.8份、硒脲4.6-8.3份、氧化石墨烯3.6-6.2份、载银沸石粉6.8-11份、拟薄水铝石6.4-11.3份、羧基化改性二氧化硅3.8-7.5份、甲基纤维素2.3-5.6份、贝壳粉4.6-8.5份、托玛琳粉3.6-9.5份、磷酸铁4.8-6.3份、钼酸铈7.6-10.7份、腈化钛5.8-10份、碳分子筛-220 8.9-13份、助剂3.5-6.4份。
5.根据权利要求1-4任一所述的汽车尾气处理净化剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
步骤1、将氧化石墨烯分散于去离子水中，再加入磷酸铁、硒脲、铝酸钙、氧化镨、贝壳粉、托玛琳粉、羧基化改性二氧化硅混合均匀，得混合料A；
步骤2、将助剂加入去离子水中，搅拌混合均匀，得混合料B；
步骤3、取混合料A、1/4混合料B与拟薄水铝石混合均匀，打浆，得浆料I，将浆料I涂覆于载体上，干燥并煅烧；
步骤4、将载银沸石粉、氢氧化铪、掺锡氧化锌、钨酸钆钾、钼酸铈、化钛、碳分子筛-220加入余下的混合料B中，混合均匀，再加入2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和甲基纤维素，打浆，得浆料II；
步骤5、取一半浆料II涂覆于步骤3中的载体上，干燥并煅烧；
步骤6、将余下浆料II涂覆于步骤5中的载体上，干燥并煅烧，即可。
6.根据权利要求5所述的汽车尾气处理净化剂的制备方法，其特征在于，在步骤3中，其煅烧温度为500-800℃，煅烧时间为4-8小时。
7.根据权利要求5所述的汽车尾气处理净化剂的制备方法，其特征在于，在步骤5中，其煅烧温度为300-600℃，煅烧时间为5-10小时。
8.根据权利要求5所述的汽车尾气处理净化剂的制备方法，其特征在于，在步骤6中，其煅烧温度为650-900℃，煅烧时间为2-4小时。
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