CN111921526A - 一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法 - Google Patents

一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111921526A
CN111921526A CN202010833039.7A CN202010833039A CN111921526A CN 111921526 A CN111921526 A CN 111921526A CN 202010833039 A CN202010833039 A CN 202010833039A CN 111921526 A CN111921526 A CN 111921526A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slurry
coating
solution
way catalyst
steps
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.)
Withdrawn
Application number
CN202010833039.7A
Other languages
English (en)
Inventor
杨金
贾莉伟
岳军
蒋颉
倪蓓
孙亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Weifu Environmental Protection Catalyst Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Weifu Environmental Protection Catalyst Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Weifu Environmental Protection Catalyst Co Ltd filed Critical Wuxi Weifu Environmental Protection Catalyst Co Ltd
Priority to CN202010833039.7A priority Critical patent/CN111921526A/zh
Publication of CN111921526A publication Critical patent/CN111921526A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/464—Rhodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
    • B01J37/088—Decomposition of a metal salt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明提供一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，包括以下步骤：得到ZrO(NO3)2溶液；得到第一混合物；第一混合物中加入Ce(NO3)3.6(H2O)得到第二混合物；得到Ce‑Zr@Al2O3；称取Rh(NO3)3溶液；得到第一浆液；称取Pd(NO3)2溶液；将La‑Al2O3和Ce‑Zr固溶体加入去离子水中配成第二浆液，将Pd(NO3)2溶液加入第二浆液中，得到第三浆液；第一浆液和第三浆液球磨；将第一浆液和第三浆液混合得到第四浆液，加入助剂和粘结剂混合形成涂层浆液；将涂层浆液涂覆在催化剂载体上，焙烧得到单涂层汽油车三效催化剂。本发明使催化剂的HC、CO及NOx的起燃活性及耐久性能得到显著改善。

Description

一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及催化剂制备技术领域，尤其是一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法。
背景技术
汽车尾气污染已成为大气污染的主要来源之一，城市中大部分的氮氧化合物(NOX)、CO和碳氢化合物(HC)都是由汽车尾气产生的，NOX、CO、HC、PM不但对人体造成损伤而且在一定的条件使人类生存的环境遭到破坏。
汽油车三效催化剂(TWC)用于对汽油车尾气中CO、HC的氧化及NOX的还原，其涂层主要由氧化铝、Ce-Zr固溶体、助剂及活性贵金属组分组成，贵金属是汽油车三效催化剂的关键组分，对于汽油车TWC催化剂而言，就是利用TWC催化剂降低汽油机尾气中的HC、CO和NOX等的化学反应的活化能，使尾气中的HC、CO在较低的温度下进行氧化反应，转化为CO2和H2O，NOX在较低的温度下进行还原反应，转化为N2，汽油车三效催化剂通常以蜂窝陶瓷或者蜂窝金属为载体，其上负载氧化物涂层和活性金属组分，常用的贵金属组分为Pt、Pd、Rh、Ir、Ru等，目前汽油车尾气后处理广泛使用的贵金属为Pd和Rh。
随着排放标准逐渐严格，排放限值越来越低，对催化剂的耐久性要求越来越高，同时，催化剂的生产及材料成本均在大幅增加，所以开发一种HC、CO和NOX起燃活性好、耐久性能高、低成本的单涂层汽油车三效催化剂成为市场迫切要求。
目前，市场上现有的三元催化剂都是基于双涂层及GPF单涂层催化剂开发，目前而言，单涂层催化剂的市场应用率不高(GPF除外)，且性能不及双涂层催化剂。
发明内容
本发明的目的是在于克服、补充现有技术中存在的不足，提供一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，催化剂在起燃及耐久性能得到显著提高。本发明的技术方案为：
一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其中：包括以下步骤：
(1)按固化物重量比2.2～4.4：11～15.4：0.22～0.88：0.22～0.88：0.22～0.44：60～85分别称取Ce(NO3)3.6(H2O)、ZrO(NO3)2、La(NO3)3.6(H2O)、Nd(NO3)3.6(H2O)、Y(NO3)3.6(H2O)、La-Al2O3，并将ZrO(NO3)2溶于去离子水中，控制温度为40～70℃，用氨水调节pH至2.0，得到ZrO(NO3)2溶液；
(2)将La-Al2O3加入步骤(1)的ZrO(NO3)2溶液中，搅拌30～60min，得到第一混合物；
(3)将第一混合物中加入Ce(NO3)3.6(H2O)并搅拌，用氨水调节pH至9.0，搅拌30～60min，得到第二混合物；
(4)将第二混合物中加入La(NO3)3.6(H2O)、Nd(NO3)3.6(H2O)、Y(NO3)3.6(H2O)，用氨水调节pH至9.0，搅拌30～60min，保温2～4h后抽滤，烘干，焙烧，得到Ce-Zr@Al2O3粉体；
(5)按照重量比为0.1～0.35：0.17～0.55：0.2～0.65：0.01～0.07：0.01～0.05分别称取Ce-Zr@Al2O3、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、助剂和粘结剂；
(6)称取Rh(NO3)3溶液，Rh(NO3)3溶液中Rh的质量＝Rh的负载量/28.316/涂覆量*总粉体重量，其中，Rh的负载量为1～60g/ft3，涂覆量为120～240g/L，总粉体重量为步骤(5)所称取的Ce-Zr@Al2O3、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、助剂和粘结剂的重量之和；
(7)将称取的Rh(NO3)3溶液初湿浸渍于Ce-Zr@Al2O3上并陈化6～12h，下层粉体烘干、焙烧得到Rh/Ce-Zr@Al2O3粉体，并将Rh/Ce-Zr@Al2O3粉体加入加入去离子水中得到第一浆液；
(8)称取Pd(NO3)2溶液，Pd(NO3)2溶液中Pd的质量＝Pd的负载量/28.316/涂覆量*总粉体重量进行计算，其中，Pd的负载量为5～120g/ft3，涂覆量为120～240g/L，总粉体重量为步骤(5)所称取的Ce-Zr@Al2O3、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、助剂与粘结剂的重量之和；
(9)将步骤(5)中称取的La-Al2O3和Ce-Zr固溶体加入去离子水中，配成第二浆液，并将Pd(NO3)2溶液加入到第二浆液中，用乙醇胺调节浆液的pH为4～5，得到第三浆液；
(10)将第一浆液和第三浆液分别球磨，控制第一浆液的颗粒度D50为1-3μm，控制第三浆液的颗粒度D50为7-11μm；
(11)将步骤(10)中球磨好的第一浆液和第三浆液混合得到第四浆液，加入步骤(5)中的助剂和粘结剂，调整第四浆液固化物的重量使固化物的质量含量为35wt.％～40wt.％，混合均匀形成涂层浆液；
(12)将涂层浆液涂覆在催化剂载体上，控制涂覆量为120～240g/L，将涂覆后的催化剂在90～150℃下烘干，焙烧，冷却得到单涂层汽油车三效催化剂。
优选的是，所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其中：所述步骤(1)La-Al2O3中La的质量含量为1％～4％，其余为Al2O3。
优选的是，所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其中：所述步骤(5)Ce-Zr固溶体中Ce的质量含量为40％～60％，其余的为Zr和助剂。
优选的是，所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其中：所述助剂为La、Nd、Y、Pr化合物中的一种或多种。
优选的是，所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其中：所述步骤(5)中助剂为Sr、Ba、Pr或La化合物中的一种或多种。
优选的是，所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其中：所述步骤(5)中粘结剂为铝溶胶或锆溶胶。
优选的是，所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其中：所述铝溶胶或锆溶胶固化物的含量为10wt.％～30wt.％。
优选的是，所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其中：所述步骤(12)催化剂载体为堇青石、Fe-Cr-Al蜂窝、sic中的一种。
优选的是，所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其中：所述步骤(4)烘干温度为80～150℃，烘干时间9～24h；焙烧温度为600～900℃，焙烧时间为3～6h。
优选的是，所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其中：所述步骤(7)烘干温度为90～150℃，烘干时间为5～15h；焙烧温度为450～600℃，焙烧时间为1～6h。
本发明的优点：
(1)本发明单涂层汽油车三效催化剂的制备方法针对单层TWC催化剂进行了开发及改善，贵金属的负载基体有较大差异，改进后的催化剂的HC、CO及NOx的起燃活性及耐久性能得到显著改善，并且催化剂的材料成本及制备成本得到显著下降，经济效益得到提升。
(2)本发明单涂层汽油车三效催化剂的制备方法针对Pd、Rh同层，首先对Pd及Rh采用不同的负载基体，有利于发挥Pd及Rh各自的活性，其次对Rh/Ce-Zr@Al2O3浆液及Pd/Al+Ce-Zr浆液分别球磨，形成不同的颗粒度范围，并在涂覆后快速烘干，烘干过程中，具有大粒径的Pd/(La-Al2O3+Ce-Zr)浆液和小粒径的Rh/Ce-Zr@Al2O3浆液间接分开，从而避免了Pd和Rh的接触，降低了Pd和Rh合金生成，从而提高了催化剂的催化活性。
(3)本发明单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，Rh/Ce-Zr@Al2O3通过核壳结构方法控制涂层结构，即以Al2O3为核，以Ce-Zr为壳，在壳上负载贵金属Rh，该Ce-Zr固溶体为低Ce高Zr类型，一方面，有利于避免贵金属Rh与Al2O3在断油及高温下形成Rh(AlO2)X，另一方面，有利于抑制贵金属Rh从氧化铝表面。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，包括如下步骤：
Ce-Zr@Al2O3的制备
(1)、按质量比为4.4：15.4：0.88：.0.88：0.44：:78分别称取Ce(NO3)3.6(H2O)、ZrO(NO3)2、La(NO3)3.6(H2O)、Nd(NO3)3.6(H2O)、Y(NO3)3.6(H2O)、La-Al2O3，将ZrO(NO3)2溶于去离子水中在温度50℃恒温水浴使得其溶解，用氨水调节pH至2.0，得到ZrO(NO3)2溶液；
(2)、在搅拌下将La-Al2O3材料加入步骤(1)的ZrO(NO3)2溶液中，搅拌60min，得到第一混合物；
(3)、将第一混合物中加入Ce(NO3)3.6(H2O)并搅拌，用氨水调节pH至9.0，搅拌30min，得到第二混合物；
(4)、在搅拌下向步骤(3)的第二混合物中加入物料La(NO3)3.6(H2O)、Nd(NO3)3.6(H2O)、Y(NO3)3.6(H2O)，用氨水调节pH至9.0，搅拌30min，保温2h后抽滤，在90℃下烘干12h，之后在750℃下焙烧3h，所制备的材料即为核壳结构Ce-Zr@Al2O3粉体；取少量Ce-Zr@Al2O3粉体，测试Ce-Zr@Al2O3粉体的吸水率；
(5)、Ce-Zr@Al2O3粉体、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体及助剂的称取：按照Ce-Zr@La-Al2O3：La-Al2O3：Ce-Zr固溶体：乙酸钡(按Ba元素算)：铝溶胶重量比0.35:0.25:0.35:0.05:0.02分别称取；
Rh/Ce-Zr@Al2O3的制备
(6)、称取Rh(NO3)3溶液，Rh(NO3)3溶液中Rh的质量＝Rh的负载量/28.316/涂覆量*总粉体重量，按比例称取步骤(5)中上述粉体，Rh的浓度为5g/ft3，涂覆量为220g/L，根据Rh的负载量、涂覆量及相应的粉体重计算并称取贵金属Rh的Rh(NO3)3溶液；
(7)、Rh/Ce-Zr@Al2O3的制备:将称取的Rh(NO3)3溶液初湿浸渍于Ce-Zr@Al2O3上，陈化12h，下层粉体在90℃下烘干12h、再在550℃下焙烧2h，并将Rh/Ce-Zr@Al2O3粉体加入加入去离子水中；
Pd/(La-Al2O3+Ce-Zr)浆液的制备
(8)、称取Pd(NO3)2溶液，Pd(NO3)2溶液中Pd的质量＝Pd的负载量/28.316/涂覆量*总粉体重量进行计算，其中，Pd的负载量为52g/ft3，涂覆量为220g/L，总粉体重量为步骤(5)所称取的Ce-Zr@Al2O3、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、助剂与粘结剂的重量之和，根据步骤(5)中总粉；
(9)、步骤(5)中La-Al2O3和Ce-Zr固溶体加入去离子水中，配成第二浆液，并将Pd(NO3)2溶液加入到第二浆液中，用乙醇胺调节浆液的pH为4.5，得到第三浆液；
(10)、浆液的球磨：将第一浆液和第三浆液分别球磨，控制第一浆液的颗粒度D50为1μm，控制第一浆液的颗粒度D50为7μm；
(11)、将步骤(10)中球磨好的第一浆液和第三浆液混合得到第四浆液，加入步骤(5)中的助剂和粘结剂，调整第四浆液固化物的重量使固化物的质量含量为35wt.％，混合均匀形成涂层浆液；
取第三浆液10g，550℃焙烧30min，测固化物含量；
(12)、浆液涂层涂覆：用定量涂覆专机进行涂覆，将催化剂载体放置于涂覆腔处，按照涂覆量为220g/L要求和测得的固含量计算目标湿增重，将计算好的浆液加入到浆料盘中，进行定量涂覆，将涂层浆液涂覆在载体上，涂覆后的催化剂快速烘干，直至催化剂质量不再改变，烘干温度为130℃，将烘干后催化剂放入马弗炉中，550℃焙烧2h，保温结束后冷却至室温，称量催化剂重。
实施例2
Ce-Zr@Al2O3的制备
(1)、按质量比为2.2：17.6：0.88：.0.88：0.44：:78分别称取Ce(NO3)3.6(H2O)、ZrO(NO3)2、La(NO3)3.6(H2O)、Nd(NO3)3.6(H2O)、Y(NO3)3.6(H2O)、La-Al2O3，将ZrO(NO3)2溶于去离子水中在温度40℃恒温水浴使得其溶解，用氨水调节pH至2.0，得到ZrO(NO3)2溶液；
(2)、在搅拌下将La-Al2O3材料加入步骤(1)ZrO(NO3)2溶液中，搅拌60min，得到第一混合物；
(3)、在搅拌下向步骤(2)第一混合物中加入Ce(NO3)3.6(H2O)，用氨水调节pH至9.0，搅拌40min，得到第二混合物；
(4)、在搅拌下向步骤(3)第二混合物中加入物料La(NO3)3.6(H2O)、Nd(NO3)3.6(H2O)、Y(NO3)3.6(H2O)，用氨水调节pH至9.0，搅拌60mi，保温3hrs后抽滤，物料先在100℃下烘干15h、再在800℃下焙烧4h，所制备的材料即为核壳结构Ce-Zr@Al2O3粉体，取,Ce-Zr@Al2O3粉体，测试Ce-Zr@Al2O3粉体的吸水率；
(5)、Ce-Zr@La-Al2O3粉体、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体及助剂的称取：按照Ce-Zr@La-Al2O3：La-Al2O3、Ce-Zr固溶体：乙酸钡(按Ba元素算)：铝溶胶重量比0.45:0.1:0.37:0.05:0.03分别称取；
Rh/Ce-Zr@Al2O3的制备
(6)、称取Rh(NO3)3溶液，Rh(NO3)3溶液中Rh的质量＝Rh的负载量/28.316/涂覆量*总粉体重量，其中，Rh的负载量为10g/ft3，涂覆量为140g/L，总粉体重量为步骤(5)所称取的Ce-Zr@Al2O3、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、助剂和粘结剂的重量之和；
(7)、Rh/Ce-Zr@Al2O3的制备:将称取的Rh(NO3)3溶液初湿浸渍于Ce-Zr@La-Al2O3上，陈化6h，在90℃下烘干12h、再在550℃下焙烧2h，并将Rh/Ce-Zr@Al2O3粉体加入加入去离子水中得到第一浆液；
Pd/(La-Al2O3+Ce-Zr)粉体的制备
(8)称取Pd(NO3)2溶液，Pd(NO3)2溶液中Pd的质量＝Pd的负载量/28.316/涂覆量*总粉体重量进行计算，其中，Pd的负载量为50g/ft3，涂覆量为140g/L，总粉体重量为步骤(5)所称取的Ce-Zr@Al2O3、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、助剂与粘结剂的重量之和；贵金属Pd的量为50g/ft3，涂覆量为140g/L；
(9)、步骤(5)中La-Al2O3和Ce-Zr固溶体加入去离子水中，配成第二浆液；将Pd(NO3)2溶液加入到步骤第二浆液中，用乙醇胺调节第二浆液的pH至4.5，得到第三浆液；
(10)、浆液的球磨：将第一浆液和第三浆液分别球磨，浆液经过球磨机研磨，其中第一浆液最终颗粒度至D50为1μm，第三浆液最终颗粒度至D50为7μm；
(11)、将球磨好的第一浆液及第三浆液混合得到第四浆液，加入步骤(5)中的乙酸钡及铝溶胶，调整固化物的重量使固化物的质量含量为38wt.％，混合均匀形成涂层浆液，取第三浆液10g，550℃焙烧30min，测固化物含量；
(12)浆液涂层涂覆：用定量涂覆专机进行涂覆，将催化剂载体放置于涂覆腔处，按照涂覆量为140g/L要求和测得的固含量计算目标湿增重，将计算好的浆液加入到浆料盘中，进行定量涂覆，将涂层浆液涂覆在载体上，涂覆后的催化剂快速烘干，直至催化剂质量不再改变，烘干温度为200℃，将烘干后催化剂放入马弗炉中，550℃焙烧2h，保温结束后冷却至室温，称量催化剂重。
实施例3：
一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，包括如下步骤：
Ce-Zr@Al2O3的制备
(1)、按质量比为2.2：17.6：0.88：.0.88：0.44：78分别称取Ce(NO3)3.6(H2O)、ZrO(NO3)2、La(NO3)3.6(H2O)、Nd(NO3)3.6(H2O)、Y(NO3)3.6(H2O)、La-Al2O3，将ZrO(NO3)2溶于去离子水中在温度55℃恒温水浴使得其溶解，用氨水调节pH至2.0，得到ZrO(NO3)2溶液；
(2)、在搅拌下将Al2O3材料加入步骤(1)中，搅拌60min，得到第一混合物；
(3)、在搅拌下向步骤(2)中第一混合物中加入Ce(NO3)3.6(H2O)，用氨水调节pH至9.0，搅拌60min，得到第二混合物；
(4)、在搅拌下向步骤(3)第二混合物中加入物料La(NO3)3.6(H2O)、Nd(NO3)3.6(H2O)、Y(NO3)3.6(H2O)，用氨水调节pH至9.0，搅拌30min，保温4h后抽滤，物料先在110℃下烘干9h、再在600℃下焙烧6h，所制备的材料即为核壳结构Ce-Zr@Al2O3粉体，取Ce-Zr@Al2O3粉体2g，测试Ce-Zr@Al2O3粉体的吸水率；
(5)、Ce-Zr@Al2O3粉体、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体及助剂的称取：按照Ce-Zr@La-Al2O3：La-Al2O3：Ce-Zr固溶体：乙酸钡(按Ba元素算)：铝溶胶重量比0.1:0.6:0.23:0.06:0.01分别称取；
Rh/Ce-Zr@Al2O3的制备
(6)、贵金属的Rh称取：按比例称取步骤(5)中上述粉体200g，Rh的浓度为5g/ft3，涂覆量为200g/L，根据Rh的浓度、涂覆量及相应的粉体重计算并称取贵金属Rh的量；
(7)、Rh/Ce-Zr@Al2O3的制备:将称取的Rh(NO3)3溶液初湿浸渍于Ce-Zr@La-Al2O3上，陈化10h，粉体先在90℃下烘干12h、再在550℃下焙烧2h，并将Rh/Ce-Zr@Al2O3粉体加入加入去离子水中得到第一浆液；
Pd/(La-Al2O3+Ce-Zr)体粉体的制备
(8)、贵金属的Pd称取：根据步骤(5)中总粉，贵金属Pd的量为120g/ft3，涂覆量为200g/L，根据Pd的浓度、涂覆量及相应的粉体重计算并称取贵金属Pd的量；
(9)、步骤(7)中La-Al2O3和Ce-Zr固溶体加入去离子水中，配成第二浆液，将Pd(NO3)2溶液加入到步骤第二浆液中，用乙醇胺调节步骤第二浆液的pH至4.5，得到第三浆液；
(10)、浆液的球磨：将第一浆液和第三浆液分别球磨，浆液经过球磨机研磨，其中第一浆液最终颗粒度至D50为1μm，第三浆液最终颗粒度至D50为7μm；
(11)、将步骤(10)中球磨好的第一浆液及第三浆液混合得到第四浆液，加入乙酸钡及铝溶胶，调整固化物的重量使固化物的质量含量为35wt.％～40wt.％，混合均匀形成涂层浆液；
固含量测定:取第三浆液10g，550℃焙烧30min，测固化物含量；
(12)、浆液涂层涂覆：用定量涂覆专机进行涂覆，将催化剂载体放置于涂覆腔处，按照涂覆量为140g/L要求和测得的固含量计算目标湿增重，将计算好的浆液加入到浆料盘中，进行定量涂覆，将涂层浆液涂覆在载体上，涂覆后的催化剂快速烘干，直至催化剂质量不再改变，烘干温度为180℃，烘干后催化剂放入马弗炉中，550℃焙烧2h，保温结束后冷却至室温，称量催化剂重。
对比例：
一种双涂层汽油车三效催化剂的制备方法，包括如下步骤：
底层制备及涂覆
(1)物料的称取：按重量比0.28：0.64：0.05：0.03分别称取La-Al2O3、40％Ce含量的Ce-Zr固溶体、Ba(AC)2、铝溶胶，将La-Al2O3、40％Ce含量的Ce-Zr固溶体配成浆液，球磨至颗粒度D90为8μm；
(2)贵金属的称取：贵金属Pd总的量为52g/ft3，涂覆量为120g/L，根据Pd的浓度、涂覆量及总粉体重计算并称取贵金属Pd的量；
(3)贵金属Pd的加入：将贵金属Pd溶液添加到步骤(1)的浆液中；
(4)Ba及铝溶胶的加入：加入重量5％Ba元素，以Ba(AC)2形式添加，同时加入铝溶胶混合均匀；
(5)固含量测定:取步骤(4)称取浆液10g，550～600℃焙烧20～30min，测得固化物；
(6)浆液涂层涂覆：用定量涂覆专机进行涂覆，将催化剂载体放置于涂覆腔处，按照涂覆量为120g/L要求和测得的固含量计算目标湿增重，将计算好的浆液加入到浆料盘中，进行定量涂覆，将涂层浆液涂覆在载体上；
(7)催化剂烘干：涂覆完的催化剂经过100℃快速烘干，将涂层中的水蒸发掉；
(8)催化剂焙烧：将烘干后催化剂放入马弗炉中，550℃焙烧2h；
外层制备及涂覆
(9)物料的称取：按重量比0.3：0.68：0.02分别称取La-Al2O3、20％Ce含量的Ce-Zr固溶体、铝溶胶，配成浆液，球磨至颗粒度D90为12μm；
(10)贵金属的称取：Rh按照5g/ft3计算，涂覆量为80g/L，根据Rh的浓度、涂覆量及总粉体重计算并称称取贵金属Rh的量；
(11)贵金属Rh的加入：将贵金属Rh溶液添加到步骤(9)的浆液中，得到第一浆液；
(12)铝溶胶加入：第一浆液中加入铝溶胶，混合均匀，得到第二浆液；
(13)固含量测定:取步骤(12)第二浆液10g，575℃焙烧25min，测得固化物；
(14)浆液涂层涂覆：用定量涂覆专机进行涂覆，将催化剂载体放置于涂覆腔处，按照涂覆量为80g/L要求和测得的固含量计算目标湿增重，将计算好的浆液加入到浆料盘中，进行定量涂覆，将涂层浆液涂覆在载体上；
(15)催化剂烘干：涂覆完的催化剂经过100℃快速烘干，将涂层中的水蒸发掉；
(16)催化剂焙烧：将烘干后催化剂放入马弗炉中，550℃焙烧2h。
对实施例1及对比实施例制备的催化剂进行活性评价，结果如下：
热老化后催化剂活性评价考察：
前处理：首先将催化剂置于管式炉中老化，氧化性气体(1％O2)和还原性气体(0.5％CO)交替通入，老化温度为1050℃，老化时间为36h，然后再模拟汽车尾气中的NOX、CO和HC的进行活性考察。
测试是在高温反应炉中进行，测试方法：将含有NO、CO2、H2O、C3H6、C3H8、CO的混合气通入高温反应炉中，其中NO：820ppm，CO：1.5％，C3H8：140ppm，C3H6：280ppm，H2O：10％，CO2：14％；lambda为：0.998升温速率为10℃/min，最终升至500℃。测试结果见表1。
表1
Figure BDA0002638681450000081
由表1数据可知，实施例1所制备的催化剂的NO、C3H6的起燃温度T50分别为293℃和296℃左右，CO的起燃温度T50为295℃，C3H8起燃温度T50为320℃，这些结果表明，实施例1各项指标的起燃温度T50均低于对比例制备的催化剂。其中，T50是达到50％转化率所需要达到的温度，温度越高性能越差，温度越低性能越好。通过表1可以看出，本发明制备方法制备的催化剂在经过较长时间的高温老化后起燃温度较对比例低，催化活性较好，耐久性好。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按固化物重量比2.2～4.4：11～15.4：0.22～0.88：0.22～0.88：0.22～0.44：60～85分别称取Ce(NO3)3.6(H2O)、ZrO(NO3)2、La(NO3)3.6(H2O)、Nd(NO3)3.6(H2O)、Y(NO3)3.6(H2O)、La-Al2O3，并将ZrO(NO3)2溶于去离子水中，控制温度为40~70℃，用氨水调节pH至2.0，得到ZrO(NO3)2溶液；
（2）将La-Al2O3加入步骤（1）的ZrO(NO3)2溶液中，搅拌30~60min，得到第一混合物；
（3）将第一混合物中加入Ce(NO3)3.6(H2O)并搅拌，用氨水调节pH至9.0，搅拌30~60min，得到第二混合物；
（4）将第二混合物中加入La(NO3)3.6(H2O)、Nd(NO3)3.6(H2O)、Y(NO3)3.6(H2O)，用氨水调节pH至9.0，搅拌30~60min，保温2~4h后抽滤，烘干，焙烧，得到Ce-Zr@Al2O3粉体；
（5）按照重量比为0.1~0.35：0.17~0.55：0.2~0.65：0.01~0.07：0.01~0.05分别称取Ce-Zr@Al2O3、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、助剂和粘结剂；
（6）称取Rh(NO3)3溶液，Rh(NO3)3溶液中Rh的质量=Rh的负载量/28.316/涂覆量*总粉体重量，其中，Rh的负载量为1~60g/ft3，涂覆量为120~240g/L，总粉体重量为步骤（5）所称取的Ce-Zr@Al2O3、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、助剂和粘结剂的重量之和；
（7）将称取的Rh(NO3)3溶液初湿浸渍于Ce-Zr@Al2O3上并陈化6~12h，下层粉体烘干、焙烧得到Rh/Ce-Zr@Al2O3粉体，并将Rh/Ce-Zr@Al2O3粉体加入加入去离子水中得到第一浆液；
（8）称取Pd(NO3)2溶液，Pd(NO3)2溶液中Pd的质量=Pd的负载量/28.316/涂覆量*总粉体重量进行计算，其中，Pd的负载量为5~120g/ft3，涂覆量为120~240g/L，总粉体重量为步骤（5）所称取的Ce-Zr@Al2O3、La-Al2O3、Ce-Zr固溶体、助剂与粘结剂的重量之和；
（9）将步骤（5）中称取的La-Al2O3和Ce-Zr固溶体加入去离子水中，配成第二浆液，并将Pd(NO3)2溶液加入到第二浆液中，用乙醇胺调节浆液的pH为4~5，得到第三浆液；
（10）将第一浆液和第三浆液分别球磨，控制第一浆液的颗粒度D50为1-3μm，控制第三浆液的颗粒度D50为7-11μm；
（11）将步骤（10）中球磨好的第一浆液和第三浆液混合得到第四浆液，加入步骤（5）中的助剂和粘结剂，调整第四浆液固化物的重量使固化物的质量含量为35wt.%~40wt.%，混合均匀形成涂层浆液；
（12）将涂层浆液涂覆在催化剂载体上，控制涂覆量为120~240g/L，将涂覆后的催化剂在90~150℃下烘干，焙烧，冷却得到单涂层汽油车三效催化剂。
2.根据权利要求1所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）La- Al2O3中La的质量含量为1%~4%，其余为Al2O3。
3.根据权利要求1所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）Ce-Zr固溶体中Ce的质量含量为40%~60%，其余的为Zr和助剂。
4.根据权利要求3所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于：所述助剂为La、Nd、Y、Pr化合物中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中助剂为Sr、Ba、Pr或La化合物中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中粘结剂为铝溶胶或锆溶胶。
7.如权利要求6所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于：所述铝溶胶或锆溶胶固化物的含量为10wt.%~30wt.%。
8.如权利要求1所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（12）催化剂载体为堇青石、Fe-Cr-Al蜂窝、Sic中的一种。
9.如权利要求1所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）烘干温度为80~150℃，烘干时间9~24h；焙烧温度为600~900℃，焙烧时间为3~6h。
10.如权利要求1所述的单涂层汽油车三效催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（7）烘干温度为90~150℃，烘干时间为5~15h；焙烧温度为450~600℃，焙烧时间为1~6h。
CN202010833039.7A 2020-08-18 2020-08-18 一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法 Withdrawn CN111921526A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010833039.7A CN111921526A (zh) 2020-08-18 2020-08-18 一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010833039.7A CN111921526A (zh) 2020-08-18 2020-08-18 一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111921526A true CN111921526A (zh) 2020-11-13

Family

ID=73305549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010833039.7A Withdrawn CN111921526A (zh) 2020-08-18 2020-08-18 一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111921526A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113231062A (zh) * 2021-05-08 2021-08-10 无锡威孚环保催化剂有限公司 一种含Pt汽油车三效催化剂及其制备方法
CN113457660A (zh) * 2021-06-30 2021-10-01 无锡威孚环保催化剂有限公司 一种汽油车颗粒捕集器催化剂及其制备方法
CN114588901A (zh) * 2022-03-30 2022-06-07 北京工业大学 一种用于船舶去除NOx的NO氧化催化剂及制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113231062A (zh) * 2021-05-08 2021-08-10 无锡威孚环保催化剂有限公司 一种含Pt汽油车三效催化剂及其制备方法
CN113457660A (zh) * 2021-06-30 2021-10-01 无锡威孚环保催化剂有限公司 一种汽油车颗粒捕集器催化剂及其制备方法
CN113457660B (zh) * 2021-06-30 2023-04-28 无锡威孚环保催化剂有限公司 一种汽油车颗粒捕集器催化剂及其制备方法
CN114588901A (zh) * 2022-03-30 2022-06-07 北京工业大学 一种用于船舶去除NOx的NO氧化催化剂及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108940280B (zh) 一种汽油车三效催化剂及其制备方法
CN111921526A (zh) 一种单涂层汽油车三效催化剂的制备方法
CN111715223B (zh) 一种Pd-Rh三效催化剂及其制备方法
CN112221494B (zh) 一种适用于汽油车尾气净化的含Pt催化剂及其制备方法
JP2001232200A (ja) 希土類金属酸化物を用いた三元触媒
CN111514922B (zh) 分散度更好的dpf催化剂及其制备方法
JPH04244232A (ja) 改良されたアルミナ−セリア触媒塗膜
CN110560056B (zh) 通用小型汽油机尾气催化剂及其制备方法
JP2014510616A (ja) 酸素貯蔵能力（ｏｓｃ）を持つ触媒担体材料及びその製造方法
CN108273501A (zh) 一种汽车尾气处理三效催化剂及其制备方法
CN113750996B (zh) 一种增强内燃机尾气净化的催化剂及其制备方法
CN104190413A (zh) 基于scr的no氧化催化剂及其制备方法
JP4257684B2 (ja) 酸化セリウムウオッシュコート
CN113231062B (zh) 一种含Pt汽油车三效催化剂及其制备方法
CN110721683A (zh) 用于液氮洗尾气临氧条件氧化的催化剂及制备方法和用途
CN106925266A (zh) 单涂层三效催化剂
CN112717927B (zh) 汽车尾气处理催化剂的制备方法和应用
CN111330570A (zh) 一种汽油车三效催化剂及其制备方法
CN110152697A (zh) 单涂层汽油车三效催化剂的制备方法
CN106268859A (zh) 一种天然气汽车尾气处理催化剂及其制备方法
CN115970687A (zh) 一种Pt基天然气尾气净化催化剂及其制备方法
CN110665524A (zh) 一种贵金属高分散的单层涂覆三效催化剂的制备方法
CN112316961B (zh) 一种汽车尾气处理催化剂及其制备方法
CN113019363B (zh) 一种尾气处理催化剂及其用途
CN113231098A (zh) 一种汽油车hc冷启动催化剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20201113