CN108607579A - 废气净化用催化剂以及使用此催化剂的废气净化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供废气净化用催化剂以及使用此催化剂的废气净化方法，涉及废气净化技术领域，包括堇青石蜂窝陶瓷载体，所述堇青石蜂窝陶瓷载体内涂覆有高比表面积的γ‑Al2O3层，所述γ‑Al2O3内添加有镧和锶，所述γ‑Al2O3层上附着有活性催化成分，所述活性催化成分由镍、铑、钯、稀土氧化物、二氧化铈组成，具有贵金属用量少，成本低，热稳定性好的优点。

Description

废气净化用催化剂以及使用此催化剂的废气净化方法
技术领域
本发明涉及废气净化技术领域，具体涉及废气净化用催化剂以及使用此催化剂的废气净化方法。
背景技术
汽车是现代社会最普及的交通工具，特别是近些年来私家车越来越多，所排放的废气所造成的的环境问题不容忽视，在我国汽车尾气净化是解决汽车尾气排放污染的最有效方法，通过催化剂可以净化这些有害废气。
目前，使用的是使用贵金属如Pt、Pd作为废气控制催化剂，其具有高的活性，是优良的废气净化催化剂，但是其价格昂贵，资源少，而且热稳定性也有待提高，因此，如何降低贵金属的用量和提高催化剂的热稳定性一直是目前废气净化用催化剂的研究热点。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种废气净化用催化剂以及使用此催化剂的废气净化方法，具有贵金属用量少，成本低，热稳定性好的优点。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
废气净化用催化剂，包括堇青石蜂窝陶瓷载体，所述堇青石蜂窝陶瓷载体内涂覆有高比表面积的γ-Al2O3层，所述γ-Al2O3内添加有镧和锶，所述γ-Al2O3层上附着有活性催化成分，所述活性催化成分由镍、铑、钯、稀土氧化物、二氧化铈组成。
优选地，所述镧和锶的质量比为1.2-1.5:1。
优选地，所述镧和锶的总质量为γ-Al2O3质量的2.5-5％。
优选地，所述活性催化成分中含量由大到小顺序为镍、铑、钯。
优选地，所述活性催化成分还含有铂。
优选地，所述活性催化成分中含量由大到小顺序为镍、铑、钯、铂。
优选地，所述活性催化成分通过等体积浸渍法附着在γ-Al2O3层上。
一种废气净化方法，将如权利要求1所述的废气净化用催化剂预先在400-450℃用氢气还原进行活化处理，然后暴露在内燃机的废气中。
优选地，所述活化处理时间为2-4h。
优选地，所述内燃机的废气的温度为0-1000℃。
(三)有益效果
本发明提供了一种废气净化用催化剂以及使用此催化剂的废气净化方法，具有以下有益效果：
在活性催化成分中加入部分镍，与二氧化铈协同可以大大提高了活性催化成分的整体分散度，而且镍可以在铑、钯、稀土氧化物、二氧化铈及γ-Al2O3层之间产生强相互作用，提高了催化剂的热稳定性，可以抗1000℃的高温，用镍替代贵金属铑、钯、铂，降低了成本，有利于商业上的广泛应用，二氧化铈可以抑制活性催化成分与γ-Al2O3形成无活性的固溶体，提高抗中毒的能力，稀土氧化物的加入可以降低贵金属用量，提高催化剂的使用寿命。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
废气净化用催化剂，包括堇青石蜂窝陶瓷载体，所述堇青石蜂窝陶瓷载体内涂覆有高比表面积的γ-Al2O3层，所述γ-Al2O3内添加有镧和锶，镧和锶的质量比为1.3:1，镧和锶的总质量为γ-Al2O3质量的4％，所述γ-Al2O3层上附着有活性催化成分，所述活性催化成分由镍、铑、钯、铂、稀土氧化物、二氧化铈组成，活性催化成分通过等体积浸渍法附着在γ-Al2O3层上。
一种废气净化方法，将废气净化用催化剂预先在420℃用氢气还原3h进行活化处理，然后暴露在内燃机0-1000℃的废气中。
实施例2：
废气净化用催化剂，包括堇青石蜂窝陶瓷载体，所述堇青石蜂窝陶瓷载体内涂覆有高比表面积的γ-Al2O3层，所述γ-Al2O3内添加有镧和锶，镧和锶的质量比为1.4:1，镧和锶的总质量为γ-Al2O3质量的3％，所述γ-Al2O3层上附着有活性催化成分，所述活性催化成分由镍、铑、钯、铂、稀土氧化物、二氧化铈组成，活性催化成分通过等体积浸渍法附着在γ-Al2O3层上。
一种废气净化方法，将废气净化用催化剂预先在410℃用氢气还原2.5h进行活化处理，然后暴露在内燃机0-1000℃的废气中。
实施例3：
废气净化用催化剂，包括堇青石蜂窝陶瓷载体，所述堇青石蜂窝陶瓷载体内涂覆有高比表面积的γ-Al2O3层，所述γ-Al2O3内添加有镧和锶，镧和锶的质量比为1.25:1，镧和锶的总质量为γ-Al2O3质量的2.8％，所述γ-Al2O3层上附着有活性催化成分，所述活性催化成分由镍、铑、钯、铂、稀土氧化物、二氧化铈组成，活性催化成分通过等体积浸渍法附着在γ-Al2O3层上。
一种废气净化方法，将废气净化用催化剂预先在420℃用氢气还原3.5h进行活化处理，然后暴露在内燃机0-1000℃的废气中。
实施例4：
废气净化用催化剂，包括堇青石蜂窝陶瓷载体，所述堇青石蜂窝陶瓷载体内涂覆有高比表面积的γ-Al2O3层，所述γ-Al2O3内添加有镧和锶，镧和锶的质量比为1.35:1，镧和锶的总质量为γ-Al2O3质量的4.5％，所述γ-Al2O3层上附着有活性催化成分，所述活性催化成分由镍、铑、钯、铂、稀土氧化物、二氧化铈组成，活性催化成分通过等体积浸渍法附着在γ-Al2O3层上。
一种废气净化方法，将废气净化用催化剂预先在400℃用氢气还原4h进行活化处理，然后暴露在内燃机0-1000℃的废气中。
实施例5：
废气净化用催化剂，包括堇青石蜂窝陶瓷载体，所述堇青石蜂窝陶瓷载体内涂覆有高比表面积的γ-Al2O3层，所述γ-Al2O3内添加有镧和锶，镧和锶的质量比为1.2:1，镧和锶的总质量为γ-Al2O3质量的2.5％，所述γ-Al2O3层上附着有活性催化成分，所述活性催化成分由镍、铑、钯、铂、稀土氧化物、二氧化铈组成，活性催化成分通过等体积浸渍法附着在γ-Al2O3层上。
一种废气净化方法，将的废气净化用催化剂预先在400℃用氢气还原2h进行活化处理，然后暴露在内燃机0-1000℃的废气中。
实施例6：
废气净化用催化剂，包括堇青石蜂窝陶瓷载体，所述堇青石蜂窝陶瓷载体内涂覆有高比表面积的γ-Al2O3层，所述γ-Al2O3内添加有镧和锶，镧和锶的质量比为1.5:1，镧和锶的总质量为γ-Al2O3质量的5％，所述γ-Al2O3层上附着有活性催化成分，所述活性催化成分由镍、铑、钯、铂、稀土氧化物、二氧化铈组成，活性催化成分通过等体积浸渍法附着在γ-Al2O3层上。
一种废气净化方法，将废气净化用催化剂预先在450℃用氢气还原4h进行活化处理，然后暴露在内燃机0-1000℃的废气中。
实施例7：
废气净化用催化剂，包括堇青石蜂窝陶瓷载体，所述堇青石蜂窝陶瓷载体内涂覆有高比表面积的γ-Al2O3层，所述γ-Al2O3内添加有镧和锶，镧和锶的质量比为1.2:1，镧和锶的总质量为γ-Al2O3质量的5％，所述γ-Al2O3层上附着有活性催化成分，所述活性催化成分由镍、铑、钯、铂、稀土氧化物、二氧化铈组成，活性催化成分通过等体积浸渍法附着在γ-Al2O3层上。
一种废气净化方法，将废气净化用催化剂预先在400℃用氢气还原4h进行活化处理，然后暴露在内燃机0-1000℃的废气中。
实施例8：
废气净化用催化剂，包括堇青石蜂窝陶瓷载体，所述堇青石蜂窝陶瓷载体内涂覆有高比表面积的γ-Al2O3层，所述γ-Al2O3内添加有镧和锶，镧和锶的质量比为1.5:1，镧和锶的总质量为γ-Al2O3质量的2.5％，所述γ-Al2O3层上附着有活性催化成分，所述活性催化成分由镍、铑、钯、铂、稀土氧化物、二氧化铈组成，活性催化成分通过等体积浸渍法附着在γ-Al2O3层上。
一种废气净化方法，将废气净化用催化剂预先在450℃用氢气还原2h进行活化处理，然后暴露在内燃机0-1000℃的废气中。
表1为本发明催化剂与普通Pt-Pd废气催化剂的热稳定性对比结果：
表1：
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.废气净化用催化剂，其特征在于，包括堇青石蜂窝陶瓷载体，所述堇青石蜂窝陶瓷载体内涂覆有高比表面积的γ-Al2O3层，所述γ-Al2O3内添加有镧和锶，所述γ-Al2O3层上附着有活性催化成分，所述活性催化成分由镍、铑、钯、稀土氧化物、二氧化铈组成。
2.如权利要求1所述的废气净化用催化剂，其特征在于，所述镧和锶的质量比为1.2-1.5:1。
3.如权利要求1所述的废气净化用催化剂，其特征在于，所述镧和锶的总质量为γ-Al2O3质量的2.5-5％。
4.如权利要求1所述的废气净化用催化剂，其特征在于，所述活性催化成分中含量由大到小顺序为镍、铑、钯。
5.如权利要求1所述的废气净化用催化剂，其特征在于，所述活性催化成分还含有铂。
6.如权利要求5所述的废气净化用催化剂，其特征在于，所述活性催化成分中含量由大到小顺序为镍、铑、钯、铂。
7.如权利要求1所述的废气净化用催化剂，其特征在于，所述活性催化成分通过等体积浸渍法附着在γ-Al2O3层上。
8.一种废气净化方法，其特征在于，将如权利要求1所述的废气净化用催化剂预先在400-450℃用氢气还原进行活化处理，然后暴露在内燃机的废气中。
9.如权利要求1所述的废气净化方法，其特征在于，所述活化处理时间为2-4h。
10.如权利要求1所述的废气净化方法，其特征在于，所述内燃机的废气的温度为0-1000℃。
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