CN107597112A - 一种汽车用三元催化剂 - Google Patents

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钟静琴
钟静清
韦晗
陶佳
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Abstract

本发明涉及汽车尾气净化领域，具体说是一种汽车用三元催化剂，包括蜂窝状载体，其特征在于：在所述蜂窝状载体上附着Pd涂层，在Pd涂层上附着ZrO2涂层，所述ZrO2涂层上通过粘结剂依次附着有ZrO2和CeO2复合涂层、CeO2和La2O3复合涂层和La2O3涂层。本发明的三元催化剂的涂层为Pd涂层、ZrO2涂层ZrO2和CeO2复合涂层、CeO2和La2O3复合涂层和La2O3涂层五层，这种设计在保证了催化剂的储氧能力、高活性、高温老化能力和高的氮氧化合物转化能力，而且成本较低、各涂层的结合更牢固。

Description

一种汽车用三元催化剂
技术领域
本发明涉及汽车尾气净化领域，具体说是一种汽车用三元催化剂。
背景技术
现有的三元催化剂由蜂窝状的陶瓷或金属载体和附着在载体上的催化剂涂层组成。催化剂涂层通常由具有较大比表面积的氧化物材料（如氧化铝）、储氧材料和分散在氧化物或储氧材料表面的贵金属活性组分（常为 Pt（铂）、Pd（钯）、Rh（铑）中的一种或几种）组成。其中的储氧材料一般为含铈锆的复合氧化物，它通过吸附储存尾气中的氧或释放出氧来调节尾气中氧化性组分和还原性组分的比例，使一氧化碳和碳氢化合物氧被氧化的同时，氮氧化合物被还原。目前的三元催化剂通常都采用双涂层结构，即附着在蜂窝载体上的下涂层担载 Pd，而附着在下涂层 上的上涂层担载 Rh，为了使催化剂有足够的储氧能力，通常在 Rh 涂层有大量的储氧材料和一定量的氧化铝。显著提高了高温老化后 Rh 催化还原氮氧化合物的活性，但是由于储氧能力的不足，瞬态工况的污染物排放仍然很高，尤其是对尾气空燃比变化非常敏感的氮氧化合物排放而言，这种催化剂的净化效果并不理想。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种可提高尾气净化效果、成本较低的汽车用三元催化剂。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种汽车用三元催化剂，包括蜂窝状载体，其特征在于：在所述蜂窝状载体上附着 Pd 涂层，在 Pd 涂层上附着ZrO2涂层 ，所述ZrO2涂层上通过粘结剂依次附着有ZrO2和CeO2复合涂层、CeO2 和 La2O3复合涂层和La2O3涂层。
作为优选，所述Pd 涂层的涂覆量为 150~180g/L。
作为优选，所述ZrO2涂层的涂覆量为 150~180g/L。
作为优选，所述ZrO2和CeO2复合涂层的涂覆量为 40~60g/L，其中ZrO2和CeO2的质量比为1：8。
作为优选，所述CeO2 和 La2O3复合涂层中，CeO2的 La2O3质量比为1：3。
作为优选，所述CeO2 和 La2O3复合涂层的涂覆量为 50~100g/L。
作为优选，所述La2O3涂层的涂覆量为 40~60g/L。
从以上技术方案可知，本发明的三元催化剂的涂层为 Pd涂层、ZrO2涂层ZrO2和CeO2复合涂层、CeO2 和 La2O3复合涂层和La2O3涂层五层，这种设计在保证了催化剂的储氧能力、高活性、高温老化能力和高的氮氧化合物转化能力，而且成本较低、各涂层的结合更牢固。
具体实施方式
下面详细介绍本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
将规格为Ф118.4mm×152.4mm、孔密度为 600cpsi、孔道壁厚为 4.3mil、体积为1.678L 的蜂窝状陶瓷载体附着涂覆量为 150g/L的 Pd 涂层，在 Pd 涂层上附着涂覆量为160g/ L 的ZrO2 涂层，再通过粘结剂附着涂覆量为 40g/L的ZrO2和CeO2复合涂层，其中ZrO2和CeO2的质量比为1：8，接着附着涂覆量为 50g/L的CeO2 和 La2O3复合涂层，其中CeO2的 La2O3质量比为1：3，最后附着涂覆量为 40g/L的La2O3涂层。将该催化剂安装汽车尾气净化装置上，测试发动机的排放得到：0.046g/km碳氢化合物，0.752g/km一氧化碳，0.041g/km氮氧化合物，其相比普通的催化剂氮氧化合物转换能力提高15%以上。
实施例2
将规格为Ф118.4mm×152.4mm、孔密度为 600cpsi、孔道壁厚为 4.3mil、体积为1.678L 的蜂窝状陶瓷载体附着涂覆量为 170g/L的 Pd 涂层，在 Pd 涂层上附着涂覆量为180g/ L 的ZrO2 涂层，再通过粘结剂附着涂覆量为50g/L的ZrO2和CeO2复合涂层，其中ZrO2和CeO2的质量比为1：8，接着附着涂覆量为70g/L的CeO2 和 La2O3复合涂层，其中CeO2的La2O3质量比为1：3，最后附着涂覆量为50g/L的La2O3涂层。将该催化剂安装在上述相同的汽车尾气净化装置上，测试相同的发动机的排放得到：0.031g/km碳氢化合物，0.703g/km一氧化碳，0.030g/km氮氧化合物，其相比普通的催化剂氮氧化合物转换能力提高20%以上。
实施例3
将规格为Ф118.4mm×152.4mm、孔密度为 600cpsi、孔道壁厚为 4.3mil、体积为1.678L 的蜂窝状陶瓷载体附着涂覆量为 1180g/L的 Pd 涂层，在 Pd 涂层上附着涂覆量为 150g/ L 的ZrO2 涂层，再通过粘结剂附着涂覆量为60g/L的ZrO2和CeO2复合涂层，其中ZrO2和CeO2的质量比为1：8，接着附着涂覆量为 100g/L的CeO2 和 La2O3复合涂层，其中CeO2的 La2O3质量比为1：3，最后附着涂覆量为 60g/L的La2O3涂层。将该催化剂安装在上述相同的汽车尾气净化装置上，测试相同的发动机的排放得到：0.040g/km碳氢化合物，0.712g/km一氧化碳，0.032g/km氮氧化合物，其相比普通的催化剂氮氧化合物转换能力提高15%以上。
上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。

Claims (7)

1.一种汽车用三元催化剂，包括蜂窝状载体，其特征在于：在所述蜂窝状载体上附着Pd 涂层，在 Pd 涂层上附着ZrO2涂层 ，所述ZrO2涂层上通过粘结剂依次附着有ZrO2和CeO2复合涂层、CeO2 和 La2O3复合涂层和La2O3涂层。
2.根据权利要求1所述汽车用三元催化剂，其特征在于：所述Pd 涂层的涂覆量为 150~180g/L。
3.根据权利要求1所述汽车用三元催化剂，其特征在于：所述ZrO2涂层的涂覆量为 150~180g/L。
4.根据权利要求1所述汽车用三元催化剂，其特征在于：所述ZrO2和CeO2复合涂层的涂覆量为 40~60g/L，其中ZrO2和CeO2的质量比为1：8。
5.根据权利要求1所述汽车用三元催化剂，其特征在于：所述CeO2 和 La2O3复合涂层中，CeO2的 La2O3质量比为1：3。
6.根据权利要求1所述汽车用三元催化剂，其特征在于：所述CeO2 和 La2O3复合涂层的涂覆量为 50~100g/L。
7.根据权利要求1所述汽车用三元催化剂，其特征在于：所述La2O3涂层的涂覆量为 40~60g/L。
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