CN112275286A - 一种Ir-Rh铱铑双金属催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Ir‑Rh铱铑双金属催化剂及其制备方法，所述Ir‑Rh铱铑双金属催化剂由载体与负载在载体表面的活性组分组成，其特征在于：所述载体含有氧化铝、至少一种CeZr铈锆复合氧化物，其中按氧化铝占载体总重量的比例计铝占比10～50％，按氧化铈与氧化锆之和占载体总重量的比例计CeZr铈锆复合物占比50～90％，所述活性组分是Ir‑Rh铱铑双金属，其中，所述铱元素的含量相对于催化剂总质量按质量百分比计为0.1～5％，所述铑元素的含量相对于催化剂总质量按质量百分比计为0.1～5％。本发明的铱铑双金属催化剂可以提升催化剂的活性，在相同的催化活性下，成本更低。
Description
技术领域
本发明涉及负载型贵金属催化剂，具体涉及Ir-Rh铱铑双金属催化剂及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的迅猛发展以及人民生活水平的不断提高，我国机动车保有量呈快速增长趋势。汽车在给人们带来便利的同时，其保有量的日益增长也导致了污染物排放的增加。汽车尾气主要污染物是CO、HC、和NOx，不仅严重破坏了大气环境，同时也危害人们的身体健康。
三效催化剂是汽油车三元催化反应器里的核心部件，具有高活性、高选择性。Rh具有极好的NOx还原性能，同时具有不错的HC、CO 氧化性能，并且抗S中毒能力强，价格较贵，因此提高Rh的催化性能对于催化剂降本具有非常重要意义。
在中国发明专利CN110665501A中，贾海建等人公开了一种汽车尾气净化三元催化剂的外层Rh涂层，外层Rh涂层的活性成分包括贵金属Rh、铈镐复合氧化物和氧化锆复合氧化物；贵金属Rh负载在铈镐复合氧化物和氧化锆复合氧化物上。所述的外层Rh涂层中贵金属Rh的负载方式是共沉淀法、溶胶-凝胶法、或浸渍法，涂层的涂覆方式为浸渍或涂敷。制备得到的催化剂起燃温度较低，转化效率较高，尤其对 NOx的催化还原和抗高温老化活性较好，且工艺简单实用。然而，贾海建等人并没有对进一步提高Rh的催化性能的方法进行探讨。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高了铑贵金属催化剂的催化性能的Ir-Rh铱铑双金属催化剂及其制备方法，其利用其它金属铱与铑之间形成双金属作用力，与单铑催化剂相比，提高了对于CO、 C3H6、NOx的催化性能。
具体而言，本发明提供了一种Ir-Rh铱铑双金属催化剂，其由载体与负载在载体表面的活性组分组成，其特征在于：所述载体含有氧化铝、至少一种CeZr铈锆复合氧化物，其中按氧化铝占载体总重量的比例计铝占比10～50％，按氧化铈与氧化锆之和占载体总重量的比例计CeZr 铈锆复合物占比50～90％，所述活性组分是Ir-Rh铱铑双金属，其中，所述铱元素的含量相对于催化剂总质量按质量百分比计为0.1～5％，所述铑元素的含量相对于催化剂总质量按质量百分比计为0.1～5％。
本发明还提供了一种Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)制备催化剂载体，所述催化剂载体含有氧化铝、CeZr铈锆复合氧化物，其中按氧化铝占载体总重量的比例计铝占比10～50％，按氧化铈与氧化锆之和占载体总重量的比例计CeZr铈锆复合物占比50～90％；(2)配制活性溶液：将铱前驱体和铑前驱体混合搅拌，得到活性溶液；(3)将所述催化剂载体在所述活性溶液中浸渍搅拌0.5～3h，经过烘干、研磨、焙烧，得到Ir-Rh双金属催化剂，其中，所述铱元素的含量相对于催化剂总质量按质量百分比计为0.1～5％，所述铑元素的含量按质量百分比计为0.1～5％。
进一步的，该制备方法包括下述步骤：以下按摩尔比计算，
(1)制备催化剂载体：取0.5～10份铈前驱体、0.5～10份锆前驱体加入10～50份的纯水中，蠕动泵滴加碱溶液，控制PH＝8～12，搅拌2～5h 后过滤，得到铈锆混合物，另外取0.5～10份铝前驱体加入10～50份纯水中搅拌2～5h后，将所述铈锆混合物加入其中充分搅拌2～5h，过滤、烘干、焙烧后得到催化剂载体。
(2)配制活性溶液：取总份数为9份的铱前驱体和铑前驱体混合溶液加入到50～100份的纯水中搅拌2h，所述铱前驱体与所述铑前驱体的重量比为1:8～1:1，得到活性溶液；
(3)活性组分吸附负载：将所述催化剂载体加入到纯水中搅拌，然后通过蠕动泵逐滴加入所述活性溶液来形成贵金属混合浆液，搅拌 30～60min，再浸渍30～60min，然后过滤、烘干、焙烧，得到Ir-Rh铱铑双金属催化剂。
进一步的，所述铈前驱体是硝酸铈、氯化铈、醋酸铈中的任意一种或其中几种的混合物；所述锆前驱体是硝酸锆、氯化锆、醋酸锆中的任意一种或其中几种的混合物。
进一步的，所述铝前驱体是硝酸铝、氯化铝、醋酸铝中的任意一种或其中几种的混合物。
进一步的，所述铱前驱体是硝酸铱、氯化铱中的任意一种或其中几种的混合物。
进一步的，所述铑前驱体是硝酸铑、氯化铑中的任意一种或其中几种的混合物。
进一步的，所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的任意一种或其中几种的混合溶液。
进一步的，所述步骤(3)中的所述烘干温度是90～150℃，所述步骤(3)中的所述焙烧温度是400～600℃。
本发明还包括由上述制备方法得到的Ir-Rh铱铑双金属催化剂。
与现有技术相比，本发明的优势体现在：
(1)本发明的铱铑双金属催化剂可以提升催化剂的活性；
(2)本发明的铱铑双金属催化剂在相同的催化活性下，成本更低。
具体实施方式
下面对本发明的内容进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。居于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种Ir-Rh铱铑双金属催化剂，其由载体与负载在载体表面的活性组分组成，所述催化剂载体含有氧化铝、CeZr铈锆复合氧化物，其中按氧化铝占载体总重量的比例计铝占比10～50％，按氧化铈与氧化锆之和占载体总重量的比例计CeZr铈锆复合物占比50～90％。所述活性组分是Ir-Rh铱铑双金属纳米颗粒，由铱纳米颗粒以及铑纳米颗粒组成。其中，所述铱元素的含量相对于催化剂总质量按质量百分比计为0.1～5％，所述铑元素的含量按质量百分比计为0.1～5％。
上述Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法包括下述步骤：(1)制备催化剂载体，所述催化剂载体含有氧化铝、CeZr铈锆复合氧化物，其中按氧化铝占载体总重量的比例计铝占比10～50％，按氧化铈与氧化锆之和占载体总重量的比例计CeZr铈锆复合物占比50～90％；(2)配制活性溶液：将铱前驱体和铑前驱体混合搅拌，得到活性溶液；(3)将所述催化剂载体在所述活性溶液中浸渍搅拌0.5～3h，经过烘干、研磨、焙烧，得到Ir-Rh双金属催化剂，其中，所述铱元素的含量相对于催化剂总质量按质量百分比计为0.1～5％，所述铑元素的含量按质量百分比计为0.1～5％。
在一个实施方式当中，本发明的Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法包括下述步骤：包括下述步骤：以下按摩尔比计算，
(1)制备催化剂载体：取0.5～10份铈前驱体、0.5～10份锆前驱体加入10～50份的纯水中，蠕动泵滴加碱溶液，控制PH＝8～12，搅拌2～5h 后过滤，得到铈锆混合物，另外取0.5～10份铝前驱体加入10～50份纯水中搅拌2～5h后，将所述铈锆混合物加入其中充分搅拌2～5h，过滤、烘干、焙烧后得到催化剂载体。
(2)配制活性溶液：取总份数9份的铱前驱体和铑前驱体加入到 50～100份的纯水中搅拌2h，所述铱前驱体与所述铑前驱体的重量比为 1:8～1:1，得到活性溶液；
(3)活性组分吸附负载：将所述催化剂载体加入到纯水中搅拌，然后通过蠕动泵逐滴加入所述活性溶液来形成贵金属混合浆液，搅拌 30～60min，再浸渍30～60min，然后过滤、烘干、焙烧，得到Ir-Rh铱铑双金属催化剂。
本发明的铈前驱体可以是硝酸铈、氯化铈、醋酸铈中的任意一种或其中几种的混合物，优选为硝酸铈。本发明的锆前驱体可以是硝酸锆、氯化锆、醋酸锆中的任意一种或其中几种的混合物，优选为硝酸锆。本发明的铝前驱体可以是硝酸铝、氯化铝、醋酸铝中的任意一种或其中几种的混合物，优选为硝酸铝。本发明的铱前驱体可以是硝酸铱、氯化铱中的任意一种或其中几种的混合物，优选为硝酸铱。本发明的铑前驱体可以是硝酸铑、氯化铑中的任意一种或其中几种的混合物，优选为硝酸铑。本发明的碱溶液可以为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的任意一种或其中几种的混合溶液，优选为氨水。本发明的步骤(3)中的所述烘干温度可以是90～150℃，优选为120℃。本发明的步骤(3)中的所述焙烧温度可以是400～600℃，优选为550℃。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
对比实施例1
一种单铑双金属催化剂的制备：
(1)制备催化剂载体：取4.3412g硝酸铈、17.1726g硝酸锆加入 500g的纯水中，蠕动泵滴加氨水，控制PH＝10，搅拌2～5h后过滤，得到铈锆混合物，另外取11.2539g九水硝酸铝加入100g纯水中搅拌2～5h 后，将以上过滤后的铈锆混合物加入其中充分搅拌2～5h，过滤、烘干、焙烧后得到载体，研磨后标记ACZ。
(2)配制活性溶液：取0g的硝酸铱与0.5000g的硝酸铑分别加入到10g的纯水中搅拌2h，得到活性溶液；
(3)活性组分吸附负载：将上述步骤(1)中得到的催化剂载体加入到纯水中搅拌，然后通过蠕动泵逐滴加入上述步骤(2)中得到的活性溶液形成贵金属混合浆液，搅拌50min，再浸渍60min，然后过滤、烘干、焙烧即可得到铱铑双金属催化剂，标记Ir-Rh/ACZ(0:1)。
实施例1
一种Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备：
(1)制备催化剂载体：取4.3412g硝酸铈、17.1726g硝酸锆加入 500g的纯水中，蠕动泵滴加氨水，控制PH＝10，搅拌2～5h后过滤，得到铈锆混合物，另外11.2539g九水硝酸铝加入100g纯水中搅拌2～5h 后，将以上过滤后的铈锆混合物加入其中充分搅拌2～5h，过滤、烘干、焙烧后得到载体，研磨后标记ACZ。
(2)配制活性溶液：取0.0556g的硝酸铱与0.4444g的硝酸铑分别加入到10g的纯水中搅拌2h，得到活性溶液；
(3)活性组分吸附负载：将上述步骤(1)中得到的催化剂载体加入到纯水中搅拌，然后通过蠕动泵逐滴加入上述步骤(2)中得到的活性溶液形成贵金属混合浆液，搅拌50min，再浸渍60min，然后过滤、烘干、焙烧即可得到铱铑双金属催化剂，标记Ir-Rh/ACZ(1:8)。
实施例2
一种Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备：
(1)制备催化剂载体：取4.3412g硝酸铈、17.1726g硝酸锆加入 500g的纯水中，蠕动泵滴加氨水，控制PH＝10，搅拌2～5h后过滤，得到铈锆混合物，另外11.2539g九水硝酸铝加入100g纯水中搅拌2～5h 后，将以上过滤后的铈锆混合物加入其中充分搅拌2～5h，过滤、烘干、焙烧后得到载体，研磨后标记ACZ。
(2)配制活性溶液：取0.1000g的硝酸铱溶液与0.4000g的硝酸铑溶液分别加入到10g的纯水中搅拌2h，得到活性溶液；
(3)活性组分吸附负载：将上述步骤(1)中得到的催化剂载体加入到纯水中搅拌，然后通过蠕动泵逐滴加入上述步骤(2)中得到的活性溶液形成贵金属混合浆液，搅拌50min，再浸渍60min，然后过滤、烘干、焙烧即可得到铱铑双金属催化剂，标记Ir-Rh/ACZ(1:4)。
实施例3
一种Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备：
(1)制备催化剂载体：取4.3412g硝酸铈、17.1726g硝酸锆加入 500g的纯水中，蠕动泵滴加氨水，控制PH＝10，搅拌2～5h后过滤，得到铈锆混合物，另外11.2539g九水硝酸铝加入100g纯水中搅拌2～5h 后，将以上过滤后的铈锆混合物加入其中充分搅拌2～5h，过滤、烘干、焙烧后得到载体，研磨后标记ACZ。
(2)配制活性溶液：取0.1667g的硝酸铱溶液与0.3333g的硝酸铑溶液分别加入到10g的纯水中搅拌2h，得到活性溶液；
(3)活性组分吸附负载：将上述步骤(1)中得到的催化剂载体加入到纯水中搅拌，然后通过蠕动泵逐滴加入上述步骤(2)中得到的活性溶液形成贵金属混合浆液，搅拌50min，再浸渍60min，然后过滤、烘干、焙烧即可得到铱铑双金属催化剂，标记Ir-Rh/ACZ(1:2)。
实施例4
一种Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备：
(1)制备催化剂载体：取4.3412g硝酸铈、17.1726g硝酸锆加入 500g的纯水中，蠕动泵滴加氨水，控制PH＝10，搅拌2～5h后过滤，得到铈锆混合物，另外11.2539g九水硝酸铝加入100g纯水中搅拌2～5h 后，将以上过滤后的铈锆混合物加入其中充分搅拌2～5h，过滤、120℃烘干、550℃焙烧后得到载体，研磨后标记ACZ。
(2)配制活性溶液：取0.2500g的硝酸铱溶液与0.2500g的硝酸铑溶液分别加入到10g的纯水中搅拌2h，得到活性溶液；
(3)活性组分吸附负载：将上述步骤(1)中得到的催化剂载体加入到纯水中搅拌，然后通过蠕动泵逐滴加入上述步骤(2)中得到的活性溶液形成贵金属混合浆液，搅拌50min，再浸渍60min，然后过滤、 120℃烘干、550℃焙烧即可得到铱铑双金属催化剂，标记Ir-Rh/ACZ (1:1)。
对比实施例2
一种单铱双金属催化剂的制备：
(1)制备催化剂载体：取4.3412g硝酸铈、17.1726g硝酸锆加入 500g的纯水中，蠕动泵滴加氨水，控制PH＝10，搅拌2～5h后过滤，得到铈锆混合物，另外11.2539g九水硝酸铝加入100g纯水中搅拌2～5h 后，将以上过滤后的铈锆混合物加入其中充分搅拌2～5h，过滤、烘干、焙烧后得到载体，研磨后标记ACZ。
(2)配制活性溶液：取0.5000g的硝酸铱溶液与0g的硝酸铑溶液分别加入到10g的纯水中搅拌2h，得到活性溶液；
(3)活性组分吸附负载：将上述步骤(1)中得到的催化剂载体加入到纯水中搅拌，然后通过蠕动泵逐滴加入上述步骤(2)中得到的活性溶液形成贵金属混合浆液，搅拌50min，再浸渍60min，然后过滤、烘干、焙烧即可得到铱铑双金属催化剂，标记Ir-Rh/ACZ(1:0)。
催化剂的活性评价：
由上表可以看出，与单铑催化剂相比，加入了铱的Ir-Rh铱铑双金属催化剂，随着Ir含量的提高，催化性能先提高后降低，当Ir：Rh＝1:8 时，催化性能最佳。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种Ir-Rh铱铑双金属催化剂，其由载体与负载在载体表面的活性组分组成，其特征在于：所述载体含有氧化铝、至少一种CeZr铈锆复合氧化物，其中按氧化铝占载体总重量的比例计铝占比10～50％，按氧化铈与氧化锆之和占载体总重量的比例计CeZr铈锆复合物占比50～90％，所述活性组分是Ir-Rh铱铑双金属，其中，所述铱元素的含量相对于催化剂总质量按质量百分比计为0.1～5％，所述铑元素的含量相对于催化剂总质量按质量百分比计为0.1～5％。
2.一种Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)制备催化剂载体，所述催化剂载体含有氧化铝、CeZr铈锆复合氧化物，其中按氧化铝占载体总重量的比例计铝占比10～50％，按氧化铈与氧化锆之和占载体总重量的比例计CeZr铈锆复合物占比50～90％；(2)配制活性溶液：将铱前驱体和铑前驱体混合搅拌，得到活性溶液；(3)将所述催化剂载体在所述活性溶液中浸渍搅拌0.5～3h，经过烘干、研磨、焙烧，得到Ir-Rh双金属催化剂，其中，所述铱元素的含量相对于催化剂总质量按质量百分比计为0.1～5％，所述铑元素的含量按质量百分比计为0.1～5％。
3.根据权利要求2所述的Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：以下按摩尔比计算，
(1)制备催化剂载体：取0.5～10份铈前驱体、0.5～10份锆前驱体加入10～50份的纯水中，蠕动泵滴加碱溶液，控制PH＝8～12，搅拌2～5h后过滤，得到铈锆混合物，另外取0.5～10份铝前驱体加入10～50份纯水中搅拌2～5h后，将所述铈锆混合物加入其中充分搅拌2～5h，过滤、烘干、焙烧后得到催化剂载体。
(2)配制活性溶液：取总份数为9份的铱前驱体和铑前驱体混合溶液加入到50～100份的纯水中搅拌2h，所述铱前驱体与所述铑前驱体的重量比为1:8～1:1，得到活性溶液；
(3)活性组分吸附负载：将所述催化剂载体加入到纯水中搅拌，然后通过蠕动泵逐滴加入所述活性溶液来形成贵金属混合浆液，搅拌30～60min，再浸渍30～60min，然后过滤、烘干、焙烧，得到Ir-Rh铱铑双金属催化剂。
4.根据权利要求3所述的Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述铈前驱体是硝酸铈、氯化铈、醋酸铈中的任意一种或其中几种的混合物；所述锆前驱体是硝酸锆、氯化锆、醋酸锆中的任意一种或其中几种的混合物。
5.根据权利要求3所述的Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述铝前驱体是硝酸铝、氯化铝、醋酸铝中的任意一种或其中几种的混合物。
6.根据权利要求2或3所述的Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述铱前驱体是硝酸铱、氯化铱中的任意一种或其中几种的混合物。
7.根据权利要求2或3所述的Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述铑前驱体是硝酸铑、氯化铑中的任意一种或其中几种的混合物。
8.根据权利要求3所述的Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的任意一种或其中几种的混合溶液。
9.根据权利要求2或3所述的Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的所述烘干温度是90～150℃，所述步骤(3)中的所述焙烧温度是400～600℃。
10.一种由权利要求2-9中任一项所述的Ir-Rh铱铑双金属催化剂的制备方法得到的Ir-Rh铱铑双金属催化剂。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101433846A (zh) * | 2008-12-17 | 2009-05-20 | 天津大学 | 铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法 |
| CN101559376A (zh) * | 2009-05-26 | 2009-10-21 | 清华大学 | 一种硫酸催化分解用催化剂及其制备方法 |
| CN101745375A (zh) * | 2008-12-15 | 2010-06-23 | 比亚迪股份有限公司 | 铈锆铝基复合氧化物材料及其制备方法 |
| US20150251165A1 (en) * | 2014-03-05 | 2015-09-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst and production method thereof |
| US20180021757A1 (en) * | 2015-01-29 | 2018-01-25 | Basf Corporation | Rhodium-containing catalysts for automotive emissions treatment |
| CN109012665A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-18 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种双涂层三元催化剂及其制备方法 |
| CN109046348A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-12-21 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种汽油车用尾气多元催化剂及其制备方法 |
| CN110665501A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-01-10 | 重庆海特弘业催化剂有限公司 | 一种汽车尾气净化三元催化剂的外层Rh涂层及其催化剂 |
| CN110694621A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-01-17 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种三效催化剂及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-09-14 CN CN202010959922.0A patent/CN112275286A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101745375A (zh) * | 2008-12-15 | 2010-06-23 | 比亚迪股份有限公司 | 铈锆铝基复合氧化物材料及其制备方法 |
| CN101433846A (zh) * | 2008-12-17 | 2009-05-20 | 天津大学 | 铈基复合氧化物负载贵金属三效催化剂及其制备方法 |
| CN101559376A (zh) * | 2009-05-26 | 2009-10-21 | 清华大学 | 一种硫酸催化分解用催化剂及其制备方法 |
| US20150251165A1 (en) * | 2014-03-05 | 2015-09-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst and production method thereof |
| US20180021757A1 (en) * | 2015-01-29 | 2018-01-25 | Basf Corporation | Rhodium-containing catalysts for automotive emissions treatment |
| CN107666960A (zh) * | 2015-01-29 | 2018-02-06 | 巴斯夫公司 | 用于汽车排放处理的含铑催化剂 |
| CN109012665A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-18 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种双涂层三元催化剂及其制备方法 |
| CN109046348A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-12-21 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种汽油车用尾气多元催化剂及其制备方法 |
| CN110694621A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-01-17 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种三效催化剂及其制备方法和应用 |
| CN110665501A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-01-10 | 重庆海特弘业催化剂有限公司 | 一种汽车尾气净化三元催化剂的外层Rh涂层及其催化剂 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HANEDA, M ET AL.: ""Improved three-way catalytic activity of bimetallic Ir-Rh catalysts supported on CeO2-ZrO2"" * |
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