CN113231079B - 一种增强汽车尾气净化的三元催化剂及其制备方法 - Google Patents

一种增强汽车尾气净化的三元催化剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113231079B
CN113231079B CN202110575486.1A CN202110575486A CN113231079B CN 113231079 B CN113231079 B CN 113231079B CN 202110575486 A CN202110575486 A CN 202110575486A CN 113231079 B CN113231079 B CN 113231079B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
catalyst
layer coating
hours
temperature
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.)
Active
Application number
CN202110575486.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113231079A (zh
Inventor
李小明
王卫东
孙亮
王德冰
承晓华
薛大为
潘其建
许刚
李晨鼎
王俊
邱祎源
岳军
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 CN202110575486.1A priority Critical patent/CN113231079B/zh
Publication of CN113231079A publication Critical patent/CN113231079A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113231079B publication Critical patent/CN113231079B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
    • B01J23/8933—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/894—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 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
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • 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
    • B01J23/38—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
    • 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
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/755—Nickel
    • 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
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0228—Coating in several steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/502—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • 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
    • 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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种增强汽车尾气净化的三元催化剂及其制备方法。本发明增强汽车尾气净化的三元催化剂，包括载体及涂覆于所述载体上的涂层，所述涂层包括上、中、下三个涂层，所述下涂层包含贵金属Pd，所述贵金属Pd负载于La2O3‑Al2O3和铈锆固溶体上，所述中间涂层为Cu‑Ni固溶体，所述上涂层包含贵金属Rh，所述贵金属Rh负载于La2O3‑Al2O3和铈锆固溶体上。本发明的三元催化剂包含上、中、下三个涂层，下涂层中的贵金属Pd负载于La2O3‑Al2O3和铈锆固溶体上，中间涂层只含有Cu‑Ni固溶体，上涂层中贵金属Rh负载于La2O3‑Al2O3和铈锆固溶体，本发明通过增加中间层Cu‑Ni固溶体增强了对CO和HC的净化能力，同时避免了贵金属迁移形成合金，提高了对NOx的处理能力。

Description

一种增强汽车尾气净化的三元催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种增强汽车尾气净化的三元 催化剂及其制备方法。
背景技术
汽油车三元催化剂是指将汽车尾气原排中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物 (HC)和氮氧化合物(NOx)通过催化反应转化为无害的二氧化碳(CO2)、水 (H2O)和氮气(N2)的车用催化剂。随着社会的发展，全球机动车的保有量不 断增加，汽车尾气的污染物已成为城市空气污染的主要来源之一，不仅危害着 人类健康，同时也对生态环境有着巨大的破坏。因此，各国都在制定越来越严 苛的汽车尾气排放法规，来限制气态污染物的排放。随着“国六”法规的实施，人们对三元催化剂的性能也提出了更高的要求。
为了抑制高温条件下Rh和与Pd发生奥斯瓦尔德熟化作用形成合金使催化 剂活性下降，目前的三元催化剂普遍采用上下两层结构，即下涂层负载Pd，涂 层材料一般包括铈锆固溶体、氧化铝和其他助剂；附着在下涂层上的上涂层负 载Rh，涂层材料一般也包括铈锆固溶体、氧化铝和其他助剂。但是在高温富氧 条件下双涂层中上涂层的Rh易向下涂层迁移并与Pd发生相互作用，而使催化剂的活性降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种增强汽车尾气净化 的三元催化剂及其制备方法。本发明的三元催化剂通过增加Cu-Ni层分隔Pd层 和Rh层，可以提高催化剂对CO和HC的净化能力，增强耐久性，而且同时提 高了对NOx的处理能力。
为解决现有技术的不足，本发明采用以下技术方案：一种增强汽车尾气净 化的三元催化剂，包括载体及涂覆于所述载体上的涂层，所述涂层包括上、中、 下三个涂层，所述下涂层包含贵金属Pd，所述贵金属Pd负载于La2O3-Al2O3和 铈锆固溶体上，所述中间涂层为Cu-Ni固溶体，所述上涂层包含贵金属Rh，所 述贵金属Rh负载于La2O3-Al2O3和铈锆固溶体上。
进一步地，所述贵金属Pd在下层涂层中的负载量为5～250g/ft3。
进一步地，所述贵金属Rh在上层涂层中的负载量为0.1～30g/ft3。
进一步地，所述La2O3-Al2O3中包括以下组分：1wt％～10wt％的La2O3和 90wt％～99wt％的Al2O3。
进一步地，所述铈锆固溶体包含ZrO2和CeO2，还包含La2O3、Y2O3、Pr6O11、 Nd2O3中的一种或几种，其中ZrO2的含量为20wt％～95wt％。
所述增强汽车尾气净化的三元催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)下层涂层的涂覆：将La2O3-Al2O3和铈锆固溶体加入去离子水中搅拌 均匀，经过球磨控制颗粒度为7～20μm，滴加Pd的可溶性溶液，然后加入1～5g/L 铝胶制得下层涂层浆料，并以50～200g/L的涂覆量涂覆至载体上，并在80～200℃ 烘箱中保温0.2～8小时，随后将烘干后的催化剂以0.5～25℃/min的升温速率程序升温至450～800℃，焙烧1～8小时，得到催化剂的半成品；
(2)中层涂层的涂覆：将CuO和/或NiO加入去离子水中搅拌均匀，然后 加入Ni盐溶液或Cu盐溶液，所得浆液经磨后颗粒度控制在7～20μm，然后加 入1～5g/L铝胶制得中层涂层浆料，并按5～150g/L的涂覆量涂覆至步骤(1)制 备得到的催化剂半成品上，覆盖下层涂层，并在80～200℃烘箱中保温0.2～8小 时，随后将烘干后的催化剂以0.5～25℃/min的升温速率程序升温至450～800℃，焙烧1～8小时；
(3)上层涂层的涂覆：按照(1)所述方法制备含铑的催化剂上层涂层， 并按50～200g/L的涂覆量涂覆至步骤(2)制备得到的催化剂半成品上，覆盖中 层涂层，并在80～200℃烘箱中干燥0.2～8小时，随后将烘干后的催化剂以 0.5～25℃/min的升温速率程序升温至450～800℃，焙烧1～8小时，得到催化剂成 品。
进一步地，所述Ni盐为硝酸镍、乙酸镍、氨基磺酸镍中的一种或几种。
进一步地，所述Cu盐为乙酸铜、硝酸铜、碳酸铜、碱式碳酸铜中的一种或 几种。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的三元催化剂包含上、中、下三个涂层，下涂层中的贵金属Pd负载 于La2O3-Al2O3和铈锆固溶体上，中间涂层只含有Cu-Ni固溶体，上涂层中贵金 属Rh负载于La2O3-Al2O3和铈锆固溶体，本发明通过增加中间层Cu-Ni固溶体 在上层涂层和下层涂层之间形成物理阻隔，避免了贵金属Pd和Rh迁移形成合 金，增强了对CO和HC的净化能力，同时，提高了对NOx的处理能力。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种增强汽车尾气净化的三元催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)下层涂层的涂覆：将500g La2O3-Al2O3(La2O3:Al2O3＝1:49)和500g 铈锆固溶体(ZrO2:CeO2:Nd2O3＝40:55:2)加入去离子水中搅拌均匀，经过球磨 控制颗粒度为7～20μm，滴加20g硝酸钯溶液(含10mass％Pd)，然后加入2g/L 铝胶，并按110g/L的涂覆量涂覆至蜂窝状载体上，并在100℃烘箱中干燥6小 时，随后将烘干后的催化剂以20℃/min的升温速率程序升温至500℃，焙烧1 小时；
(2)中层涂层的涂覆：将500g CuO加入去离子水中搅拌均匀，然后加入 含300g硝酸镍的溶液，所得浆液经磨后颗粒度控制在7～20μm，然后加入5g/L 铝胶，并按50g/L的涂覆量涂覆至步骤(1)所制备的催化剂半成品上，覆盖下 层涂层，并在100℃烘箱中干燥4小时，随后将烘干后的催化剂以20℃/min的 升温速率程序升温至550℃，焙烧2小时；
(3)上层涂层的涂覆：把按照(1)所述方法制备含铑的催化剂涂层，将 10g硝酸铑溶液(含10mass％Rh)滴加到含400g La2O3-Al2O3(La2O3:Al2O3＝1:49) 和1000g铈锆固溶体(ZrO2:CeO2:Y2O3＝20:70:5)浆液中，并按80g/L涂覆至 步骤(2)所制备的催化剂上，覆盖中层，将涂覆后的催化剂在150℃烘箱中干 燥5小时，并将烘干后的催化剂以20℃/min的升温速率程序升温至500℃，焙 烧3小时，得到催化剂成品。
实施例2
一种增强汽车尾气净化的三元催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)下层涂层的涂覆：将500g La2O3-Al2O3(La2O3:Al2O3＝1:49)和500g 铈锆固溶体(ZrO2:CeO2:Nd2O3＝20:75:2)加入去离子水中搅拌均匀，经过球磨 控制颗粒度为7～20μm，滴加40g硝酸钯溶液(含10mass％Pd)，然后加入2g/L 铝胶，并按110g/L的涂覆量涂覆至蜂窝状载体上，并在100℃烘箱中干燥6小 时，随后将烘干后的催化剂以20℃/min的升温速率程序升温至500℃，焙烧1 小时；
(2)中层涂层的涂覆：将500g NiO加入去离子水中搅拌均匀，然后加入 含300g硝酸铜的溶液，所得浆液经磨后颗粒度控制在7～20μm，然后加入5g/L 铝胶，并按50g/L的涂覆量涂覆至步骤(1)所制备的催化剂半成品上，覆盖下 层涂层，并在100℃烘箱中干燥4小时，随后将烘干后的催化剂以20℃/min的 升温速率程序升温至550℃，焙烧2小时；
(3)上层涂层的涂覆：按照(1)所述方法制备含铑的催化剂涂层，将5g 硝酸铑溶液(含10mass％Rh)滴加到含200g La2O3-Al2O3(La2O3:Al2O3＝1:49) 和1100g铈锆固溶体(ZrO2:CeO2:Y2O3＝20:70:5)浆液中，并按80g/L的涂覆 量涂覆至步骤(2)所制备的催化剂半成品上，覆盖中层，并在150℃烘箱中干 燥4小时，随后将烘干后的催化剂以20℃/min的升温速率程序升温至500℃， 焙烧2小时，得到催化剂成品。
实施例3
一种增强汽车尾气净化的三元催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)下层涂层的涂覆：将500g La2O3-Al2O3(La2O3:Al2O3＝1:49)和500g 铈锆固溶体(ZrO2:CeO2:Nd2O3＝40:55:2)加入去离子水中搅拌均匀，经过球磨 控制颗粒度为7～20μm，滴加20g硝酸钯溶液(含10mass％Pd)，然后加入2g/L 铝胶，并按110g/L的涂覆量涂覆至蜂窝状载体上，将涂覆后的催化剂半成品在 100℃烘箱中干燥6小时，并将烘干后的催化剂以20℃/min的升温速率程序升温 至500℃，焙烧1小时；
(2)中层涂层的涂覆：将250g NiO和250g CuO加入去离子水中搅拌均 匀，所得浆液经磨后颗粒度控制在7～20μm，然后加入5g/L铝胶，并按50g/L的涂覆量涂覆至步骤(1)所制备的催化剂半成品上，覆盖下层，并在100℃烘 箱中干燥4小时，随后将烘干后的催化剂以20℃/min的升温速率程序升温至550℃，焙烧2小时；
(3)上层涂层的涂覆：按照(1)所述方法制备含铑的催化剂涂层，将7g 硝酸铑溶液(含10mass％Rh)滴加到含300g La2O3-Al2O3(La2O3:Al2O3＝1:49) 和1000g铈锆固溶体(ZrO2:CeO2:Pr6O11＝20:70:3)浆液中，并按80g/L涂覆至 步骤(2)所制备的催化剂半成品上，覆盖中层，并在150℃烘箱中干燥4小时， 随后将烘干后的催化剂以20℃/min的升温速率程序升温至500℃，焙烧2小时， 得到催化剂成品。
对比例1
一种三元催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)下层涂层的涂覆：将500g La2O3-Al2O3(La2O3:Al2O3＝1:49)和500g 铈锆固溶体(ZrO2:CeO2:Nd2O3＝40:55:2)加入去离子水中搅拌均匀，经过球磨 控制颗粒度为7～20μm，滴加20g硝酸钯溶液(含10mass％Pd)，然后加入2g/L 铝胶，并按110g/L的涂覆量涂覆至蜂窝状载体上，将涂覆后的催化剂半成品在 100℃烘箱中干燥6小时，并将烘干后的催化剂以20℃/min的升温速率程序升温 至500℃，焙烧1小时；
(2)中层涂层的涂覆：将500g La2O3-Al2O3(La2O3:Al2O3＝1:49)加入去离 子水中搅拌均匀，然后加入300g硝酸镍的溶液，所得浆液经磨后颗粒度控制在 7～20μm，然后加入5g/L铝胶，并按50g/L的涂覆量涂覆至步骤(1)所制备的 催化剂半成品上，覆盖下层，并在100℃烘箱中干燥4小时，并将烘干后的催化 剂以20℃/min的升温速率程序升温至550℃，焙烧2小时；
(3)上层涂层的涂覆：按照(1)所述方法制备含铑的催化剂涂层，将10g 硝酸铑溶液(含10mass％Rh)滴加到含400g La2O3-Al2O3(La2O3:Al2O3＝1:49) 和1000g铈锆固溶体(ZrO2:CeO2:Y2O3＝20:70:5)浆液中，并按80g/L涂覆至 步骤(2)所制备的催化剂上，覆盖中层，将涂覆后的催化剂在150℃烘箱中干 燥5小时，并将烘干后的催化剂以20℃/min的升温速率程序升温至500℃，焙 烧3小时，得到催化剂成品。
对比例2
一种三元催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)下层涂层的涂覆：将500g La2O3-Al2O3(La2O3:Al2O3＝1:49)和500g 铈锆固溶体(ZrO2:CeO2:Nd2O3＝20:75:2)加入去离子水中搅拌均匀，经过球磨 控制颗粒度为7～20μm，滴加40g硝酸钯溶液(含10mass％Pd)，然后加入2g/L 铝胶，并按110g/L涂覆至蜂窝状载体上，将涂覆后的催化剂半成品在100℃烘 箱中干燥6小时，并将烘干后的催化剂半成品以20℃/min的升温速率程序升温 至500℃，焙烧1小时；
(2)上层涂层的涂覆：按照(1)所述方法制备含铑的催化剂涂层，将5g 硝酸铑溶液(含10mass％Rh)滴加到含200g La2O3-Al2O3(La2O3:Al2O3＝1:49) 和1100g铈锆固溶体(ZrO2:CeO2:Y2O3＝20:70:5)浆液中，并按80g/L涂覆至 步骤(1)所制备的催化剂上，覆盖下层，将涂覆后的催化剂在150℃烘箱中干 燥4小时，并将烘干后的催化剂以20℃/min的升温速率程序升温至500℃，焙 烧2小时，得到催化剂成品。
将实施例1～3、对比例1-2所得到的催化剂样品在1050℃的高温马弗炉内 同条件老化20h，然后封装为净化器，按WLTC循环进行整车排放测试，测试车辆的发动机排量为1.6L，排放测试结果如表1所示。
表1实施例1-3和对比例1-2得到的催化剂的催化性能比较
THC(mg/km) CO(mg/km) <![CDATA[NO<sub>X</sub>(mg/km)]]>
实施例1 16.5 183.2 29.6
实施例2 21.6 218.6 35.9
实施例3 23.6 229.7 34.8
对比例1 38.9 290.2 40.2
对比例2 40.5 315.8 45.1
注：表1中THC表示气体中含有碳氢化合物的总量的缩写。
如表1所示，催化剂性能评价的结果表明，与对比例1-2相比，本发明实施例 1-3所制备的三元催化剂在各瞬态工况具有优异的尾气净化能力，其在CO、HC 和NOx的转化方面均变现处较好的催化性能。
本发明的三元催化剂包含上、中、下三个涂层，下涂层中的贵金属Pd负载 于La2O3-Al2O3和铈锆固溶体上，中间涂层只含有Cu-Ni固溶体，上涂层中贵金 属Rh负载于La2O3-Al2O3和铈锆固溶体，本发明通过增加中间层Cu-Ni固溶体 在上层涂层和下层涂层之间形成物理阻隔，避免了贵金属Pd和Rh迁移形成合 金，增强了对CO和HC的净化能力，同时，提高了对NOx的处理能力。
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 (8)

1.一种增强汽车尾气净化的三元催化剂，包括载体及涂覆于所述载体上的涂层，其特征在于，所述涂层包括上、中、下三个涂层，所述下涂层包含贵金属Pd，所述贵金属Pd负载于La2O3-Al2O3和铈锆固溶体上，所述中间涂层为Cu-Ni层，所述上涂层包含贵金属Rh，所述贵金属Rh负载于La2O3-Al2O3和铈锆固溶体上；
所述三元催化剂的制备方法包括以下步骤：
（1）下层涂层的涂覆：将La2O3-Al2O3和铈锆固溶体加入去离子水中搅拌均匀，经过球磨控制颗粒度为7~20μm，滴加Pd的可溶性溶液，然后加入1~5g/L铝胶制得下层涂层浆料，并以50~200g/L的涂覆量涂覆至载体上，并在80~200℃烘箱中保温0.2~8小时，随后将烘干后的催化剂以0.5~25℃/min的升温速率程序升温至450~800℃，焙烧1~8小时，得到催化剂的半成品；
（2）中层涂层的涂覆：将CuO和/或NiO加入去离子水中搅拌均匀，然后加入Ni盐溶液或Cu盐溶液，所得浆液经磨后颗粒度控制在7~20μm，然后加入1~5g/L铝胶制得中层涂层浆料，并按5~150g/L的涂覆量涂覆至步骤（1）制备得到的催化剂半成品上，覆盖下层涂层，并在80~200℃烘箱中保温0.2~8小时，随后将烘干后的催化剂以0.5~25℃/min的升温速率程序升温至450~800℃，焙烧1~8小时；
（3）上层涂层的涂覆：按照（1）所述方法制备含铑的催化剂上层涂层，并按50~200g/L的涂覆量涂覆至步骤（2）制备得到的催化剂半成品上，覆盖中层涂层，并在80~200℃烘箱中干燥0.2~8小时，随后将烘干后的催化剂以0.5~25℃/min的升温速率程序升温至450~800℃，焙烧1~8小时，得到催化剂成品。
2.根据权利要求1所述的增强汽车尾气净化的三元催化剂，其特征在于，所述贵金属Pd在下层涂层中的负载量为5~250g/ft3。
3.根据权利要求1所述的增强汽车尾气净化的三元催化剂，其特征在于，所述贵金属Rh在上层涂层中的负载量为0.1~30g/ft3。
4.根据权利要求1所述的增强汽车尾气净化的三元催化剂，其特征在于，所述La2O3-Al2O3中包括以下组分：1wt％～10wt％的La2O3和90wt％～99wt％的Al2O3。
5.根据权利要求1所述的增强汽车尾气净化的三元催化剂，其特征在于，所述铈锆固溶体包含ZrO2和CeO2，还包含La2O3、Y2O3、Pr6O11、Nd2O3中的一种或几种，其中ZrO2的含量为20wt%~95wt%。
6.权利要求1所述增强汽车尾气净化的三元催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）下层涂层的涂覆：将La2O3-Al2O3和铈锆固溶体加入去离子水中搅拌均匀，经过球磨控制颗粒度为7~20μm，滴加Pd的可溶性溶液，然后加入1~5g/L铝胶制得下层涂层浆料，并以50~200g/L的涂覆量涂覆至载体上，并在80~200℃烘箱中保温0.2~8小时，随后将烘干后的催化剂以0.5~25℃/min的升温速率程序升温至450~800℃，焙烧1~8小时，得到催化剂的半成品；
（2）中层涂层的涂覆：将CuO和/或NiO加入去离子水中搅拌均匀，然后加入Ni盐溶液或Cu盐溶液，所得浆液经磨后颗粒度控制在7~20μm，然后加入1~5g/L铝胶制得中层涂层浆料，并按5~150g/L的涂覆量涂覆至步骤（1）制备得到的催化剂半成品上，覆盖下层涂层，并在80~200℃烘箱中保温0.2~8小时，随后将烘干后的催化剂以0.5~25℃/min的升温速率程序升温至450~800℃，焙烧1~8小时；
（3）上层涂层的涂覆：按照（1）所述方法制备含铑的催化剂上层涂层，并按50~200g/L的涂覆量涂覆至步骤（2）制备得到的催化剂半成品上，覆盖中层涂层，并在80~200℃烘箱中干燥0.2~8小时，随后将烘干后的催化剂以0.5~25℃/min的升温速率程序升温至450~800℃，焙烧1~8小时，得到催化剂成品。
7.根据权利要求6所述的增强汽车尾气净化的三元催化剂的制备方法，其特征在于，所述Ni盐为硝酸镍、乙酸镍、氨基磺酸镍中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的增强汽车尾气净化的三元催化剂的制备方法，其特征在于，所述Cu盐为乙酸铜、硝酸铜、碳酸铜、碱式碳酸铜中的一种或几种。
CN202110575486.1A 2021-05-26 2021-05-26 一种增强汽车尾气净化的三元催化剂及其制备方法 Active CN113231079B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110575486.1A CN113231079B (zh) 2021-05-26 2021-05-26 一种增强汽车尾气净化的三元催化剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110575486.1A CN113231079B (zh) 2021-05-26 2021-05-26 一种增强汽车尾气净化的三元催化剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113231079A CN113231079A (zh) 2021-08-10
CN113231079B true CN113231079B (zh) 2023-05-02

Family

ID=77138919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110575486.1A Active CN113231079B (zh) 2021-05-26 2021-05-26 一种增强汽车尾气净化的三元催化剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113231079B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114700085B (zh) * 2022-05-07 2023-08-18 中自环保科技股份有限公司 一种高稳定性三效催化剂及制备方法
CN115212879B (zh) * 2022-08-24 2024-03-15 中国第一汽车股份有限公司 一种三元催化剂及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101632930A (zh) * 2008-07-25 2010-01-27 比亚迪股份有限公司 一种汽车尾气净化催化剂及其制备方法
CN103157470A (zh) * 2013-03-15 2013-06-19 无锡威孚环保催化剂有限公司 汽车尾气三元催化剂
CN103191734A (zh) * 2013-03-15 2013-07-10 无锡威孚环保催化剂有限公司 用于汽车尾气处理的三元催化剂
CN110536740A (zh) * 2017-03-29 2019-12-03 庄信万丰股份有限公司 NOx吸附剂催化剂
CN112023986A (zh) * 2020-09-18 2020-12-04 无锡威孚环保催化剂有限公司 汽车尾气净化催化剂及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7550124B2 (en) * 2006-08-21 2009-06-23 Basf Catalysts Llc Layered catalyst composite
EP2780559A4 (en) * 2011-08-10 2016-01-13 Clean Diesel Tech Inc CATALYST BASED ON SOLID PALLADIUM SOLUTION AND METHODS OF MAKING
JP6954796B2 (ja) * 2017-10-06 2021-10-27 トヨタ自動車株式会社 自動車用排ガス浄化用触媒

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101632930A (zh) * 2008-07-25 2010-01-27 比亚迪股份有限公司 一种汽车尾气净化催化剂及其制备方法
CN103157470A (zh) * 2013-03-15 2013-06-19 无锡威孚环保催化剂有限公司 汽车尾气三元催化剂
CN103191734A (zh) * 2013-03-15 2013-07-10 无锡威孚环保催化剂有限公司 用于汽车尾气处理的三元催化剂
CN110536740A (zh) * 2017-03-29 2019-12-03 庄信万丰股份有限公司 NOx吸附剂催化剂
CN112023986A (zh) * 2020-09-18 2020-12-04 无锡威孚环保催化剂有限公司 汽车尾气净化催化剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113231079A (zh) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4678770A (en) Three-way catalyst for lean exhaust systems
JP3260391B2 (ja) 内燃機関の排気ガス浄化用触媒
CA1247074A (en) Three-way catalysts of improved efficiency
US8207078B2 (en) Close coupled catalyst for purification of exhaust gas and the preparation thereof
CN113231079B (zh) 一种增强汽车尾气净化的三元催化剂及其制备方法
CN113304745B (zh) 一种Pt-Pd-Rh三元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
CN101549301A (zh) 天然气车辆尾气净化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
CN112118906A (zh) 碳氢化合物捕集催化剂
CN101293203A (zh) 发动机尾气净化用催化剂及其制备方法
CN111939928B (zh) 一种增强尾气净化耐久的三效催化剂及其制备方法
CN112023986B (zh) 汽车尾气净化催化剂及其制备方法
CN107552088B (zh) 一种复合分子筛脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN105435785B (zh) 一种耐硫天然气尾气净化催化剂及其制备方法
US20030158037A1 (en) Hydrogen sulfide-suppressing catalyst compositions
CN110665501A (zh) 一种汽车尾气净化三元催化剂的外层Rh涂层及其催化剂
CN101362091B (zh) 一种汽车尾气净化催化剂及其制备方法
US5024985A (en) Support material for three-way catalysts containing platinum group metal and having reduced tendency for H2 S emission
EP0981402A1 (en) Gold based catalyst for exhaust gas purification
CN101444733A (zh) 抗硫中毒汽车尾气净化催化剂及其制备方法
CN101811061A (zh) 一种用于稀燃尾气氮氧化物净化的钴掺杂型储存还原催化剂
AU613973B2 (en) Catalysts with support coatings having increased macroporosity
CN110801834B (zh) 一种汽车尾气净化用催化剂涂层及其制备方法
CN109794239B (zh) 一种单贵金属层三效催化剂制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant