CN116251592A - 一种混合动力汽车后处理催化剂、制备方法及其应用 - Google Patents
一种混合动力汽车后处理催化剂、制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116251592A CN116251592A CN202310085429.4A CN202310085429A CN116251592A CN 116251592 A CN116251592 A CN 116251592A CN 202310085429 A CN202310085429 A CN 202310085429A CN 116251592 A CN116251592 A CN 116251592A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating material
- content
- based catalytic
- catalytic coating
- catalyst
- 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.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 100
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 98
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 74
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 44
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 25
- HDDHHVDLTLMRIK-UHFFFAOYSA-N [Ce].[Pr].[Zr] Chemical compound [Ce].[Pr].[Zr] HDDHHVDLTLMRIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- -1 neodymium modified cerium zirconium Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 27
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 24
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 13
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 12
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 8
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 7
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 7
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011206 ternary composite Substances 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- 229910004625 Ce—Zr Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011218 binary composite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims description 2
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims description 2
- 229920013818 hydroxypropyl guar gum Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 2
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960002900 methylcellulose Drugs 0.000 claims description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011219 quaternary composite Substances 0.000 claims description 2
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 claims description 2
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 2
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 claims 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 34
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 8
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 8
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 8
- ZUDYPQRUOYEARG-UHFFFAOYSA-L barium(2+);dihydroxide;octahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ba+2] ZUDYPQRUOYEARG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- RCFVMJKOEJFGTM-UHFFFAOYSA-N cerium zirconium Chemical compound [Zr].[Ce] RCFVMJKOEJFGTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- CFYGEIAZMVFFDE-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);trinitrate Chemical compound [Nd+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O CFYGEIAZMVFFDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N platinum(2+);dinitrate Chemical compound [Pt+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- VXNYVYJABGOSBX-UHFFFAOYSA-N rhodium(3+);trinitrate Chemical compound [Rh+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VXNYVYJABGOSBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 4
- WRWKMJCISLXRMU-UHFFFAOYSA-N [Zr].[Ce].[Y].[La] Chemical compound [Zr].[Ce].[Y].[La] WRWKMJCISLXRMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000006255 coating slurry Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 102220042174 rs141655687 Human genes 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011044 succinic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B01J23/38—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
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/656—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/6562—Manganese
-
- B01J35/56—
-
- 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
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0244—Coatings comprising several layers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/101—Three-way catalysts
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种混合动力汽车后处理催化剂及制备方法，催化剂包括蜂窝状流通型载体、Pd基催化涂层材料、Pt基催化涂层材料、Rh基催化涂层材料。所述Pd基催化涂层材料包括活性金属Pd，助剂Ba，活性金属担载基体La改性氧化铝和铈锆镨固溶体；所述Pt基催化涂层材料包括活性金属Pt，助剂Ba，活性金属担载基体Ce、Mn、Ba共改性氧化铝；所述Rh基催化涂层材料包括活性金属Rh，La改性氧化铝，活性金属担载基体钕修饰的铈锆固溶体。本发明公开的一种混合动力汽车后处理催化剂在发动机正常运行和频繁启停工况下对HC、CO、NOx均有优异的处理效果，可以覆盖混合动力汽车在不应用场景下的后处理需求。
Description
技术领域
本发明属于催化剂技术领域，涉及一种混合动力汽车后处理催化剂、制备方法及其应用，尤其是一种面向混合动力汽车尾气净化应用的后处理催化剂及制备方法。
背景技术
尽管日益加严的油耗和排放法规使单位车辆的排放量有所降低，但随着汽车保有量的增加，整个交通运输系统所产生的排放总量却略有增加，因此需要改变整车驱动形式或调整车辆所使用的能源类型。从我国能源转型的角度，燃料电池汽车和纯电动汽车是较好的乘用车发展方向，但燃料电池技术尚不成熟，氢能基础设施网络建设和技术研发仍在进行，传统电池技术在续驶里程和充电时效方面还有待于进一步突破。由于结合了内燃机强动力性、长续航能力和纯电动汽车高效节能等特点，混合动力汽车将在未来较长一段时间内成为乘用车发展的主流。
混合动力汽车在行驶过程中采用内燃机做为动力系统时或电池亏电内燃机作为发电机充电时，必然产生HCs、CO、NOx等大气污染物，必须经过后处理催化剂的有效净化才能达到国家相关法规的排放要求。但混合动力汽车具有内燃机和电动机两套动力系统，在行驶过程中为了满足ECO(经济性)和SPORT(运动性)两种不同的驾驶模式需求，控制系统是必频繁开启和关闭发动机(频繁启停)。研究发现，在城市道路上，每行驶20km就会存在占比在10～25％的怠速工况，而启停技术的应用能在城市工况下减少0.4L/100km的油耗，同时使发动机运行在高效区域，从而实现较好的燃油经济性(EEEIC/I&CPS Europe,2018:1-4)。可是，当发动机停机时，催化剂暴露于高温氧化气氛中，导致三效催化剂的储氧材料氧饱和，当发动机再次启动时，因无法再储存氧而导致NOx泄漏也成为制约混合动力汽车后处理的关键(SAE,2020-01-0380)。另外，混合动力汽车发动机关闭会使三效催化剂的温度随时间逐渐冷却降低，发动机重新启动时，催化剂净化效率会显著下降。因此，如何降低发动机频繁启停对混合动力汽车排放的影响，是当前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有混合动力汽车因发动机频繁启停所导致的排放恶化问题，本发明提供了一种在发动机正常运行和频繁启停工况下对HC、CO、NOx均有较好的处理效果的后处理催化剂及制备方法，以覆盖混合动力汽车在不应用场景下的后处理需求。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种混合动力汽车后处理催化剂，包括蜂窝状流通型载体、Pd基催化涂层材料、Pt基催化涂层材料、Rh基催化涂层材料；
所述Pd基催化涂层材料涂覆于载体之上，Pt基催化涂层材料涂覆于Pd基催化涂层材料之上，Rh基催化涂层材料涂覆于Pt基催化涂层材料之上；
所述Pd基催化涂层材料包括活性金属Pd，助剂Ba，活性金属担载基体La改性氧化铝和铈锆镨固溶体；
所述Pt基催化涂层材料包括活性金属Pt，助剂Ba，活性金属担载基体Ce、Mn、Ba共修饰氧化铝；
所述Rh基催化涂层材料包括活性金属Rh，La改性氧化铝，活性金属担载基体钕修饰的铈锆固溶体。
进一步，所述的一种混合动力汽车后处理催化剂蜂窝状流通型载体是堇青石、碳化硅、金属中的任何一种；
所述Pd基催化涂层材料中以BaO计的Ba含量为10wt.％，La改性氧化铝的含量为45～85wt.％，铈锆镨固溶体的含量为5～45wt.％；
其中，铈锆镨固溶体可以是铈锆镨三元复合氧化物，也可以是添加镧、钇的四元或五元复合氧化物；
所述Pt基催化涂层材料中以BaO计的Ba含量为15wt.％，以Mn3O4计的Mn含量为5～30wt.％，以CeO2计的Ce含量为5～30wt.％，氧化铝的含量为25～75wt.％；
所述Rh基催化涂层材料中La改性氧化铝的含量为5～25wt.％，钕修饰的铈锆固溶体的含量为75～95wt.％；
其中，钕修饰的铈锆固溶体可以是铈锆二元复合氧化物，也可以是添加镧、钇的三元或四元复合氧化物。
本发明还提供一种混合动力汽车后处理催化剂制备方法，包括如下步骤：
1)Pd基涂层材料制备及涂覆：将一定粒度(D90介于10～25μm)的La改性氧化铝和铈锆镨固溶体加入去离子水中制浆，加入10wt.％BaO对应的Ba(OH)2后搅拌15～30min，逐滴滴入贵金属Pd溶液，搅拌30～60min，加入有机酸调节浆料pH为5.5～6.5，加入增稠剂和去离子水，调节浆料粘度为500～3000cps，固含量为5～50wt.％，在专用涂敷机上进行定量涂敷，用200～300℃热空气快速烘干，在500～600℃空气气氛中进行煅烧；
2)Pt基涂层材料制备及涂覆：在Ba改性氧化铝(BaO含量为5wt.％)表面浸渍Ce、Mn水溶液12h，100～120℃烘干，在850℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90介于10～25μm，加入10wt.％BaO对应的Ba(OH)2后搅拌15～30min，逐滴滴入贵金属Pt溶液，搅拌30～60min，加入有机酸调节浆料pH为5.5～6.5，加入增稠剂和去离子水，调节浆料粘度为500～3000cps，固含量为5～50wt.％，在专用涂敷机上进行定量涂敷，用200～300℃热空气快速烘干，在500～600℃空气气氛中进行煅烧；
3)Rh基涂层材料制备及涂覆：在铈锆固溶体表面浸渍钕水溶液12h，100～120℃烘干，在500～600℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90介于10～25μm，逐滴滴入贵金属Rh溶液，搅拌30～60min，用氨水调节浆料pH介于6.0～7.0，加入La改性氧化铝，搅拌30～60min后加入增稠剂和去离子水，调节浆料粘度为500～3000cps，固含量为5～50wt.％，在专用涂敷机上进行定量涂敷，用200～300℃热空气快速烘干，在500～600℃空气气氛中进行煅烧。
进一步，所述有机酸是乙酸、羟基乙酸、丙酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、草酸中的任何一种；
所述增稠剂是甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、胍尔胶、黄原胶中的任何一种。
进一步，本发明提供混合动力汽车后处理催化剂，可安装于发动机下游，作为汽车发动机排气管的一部分单独或与其它催化剂组合应用。
本发明公开的一种混合动力汽车后处理催化剂与现有三效催化剂的主要区别在于：
1)可处理发动机频繁启停工况下泄漏的NOx。现有三效催化剂在发动机停机时，由于暴露于高温氧化气氛而使催化剂储氧材料氧饱和，当发动机再次启动时，因无法再储存氧而导致NOx泄漏。本发明采用的Rh、Pt、Pd三层结构设计，可利用催化剂的储NOx功能而实现NOx转化。具体过程为：在发动机停机后再次启动时，Pt层中活性金属Pt和MnCeOx复合氧化物的氧化位点，将NO氧化为NO2,就近存储在Pt层的Ba位点上或通过扩散迁移存储在Pd层的Ba位点上。在发动机闭环运行回偏浓工况或当量点时，发动机尾气排温升高，使存储的NOx被脱附释放，在Rh层稀土Nd修饰的近零价Rh位点上，NOx被尾气中HCs、CO、H2等还原为氮气。
2)可处理排温下降下的HCs等污染物。本发明采用的Rh、Pt、Pd三层结构设计中，Rh层中的Rh担载于钕修饰的铈锆固溶体上，具有良好的HCs低温重整活性，可转化HCs至CO和H2；Pt层中的Pt和MnCeOx复合氧化物可低温下高效氧化长链HCs；Pd层担载于La改性氧化铝和铈锆镨固溶体的Pd可保持高价态，转化短链HCs和CO至CO2和H2O。通过Rh、Pt、Pd三层催化材料的协同互补作用，可实现HCs等的高效净化。
3)可实现耐久要求和成本节约下的气态污染物净化。现有三效催化剂通常用浸渍、共浸渍、浸渍沉淀法担载贵金属，其分散度低，且颗粒分布不均匀，而本发明采用正向或反向沉淀法沉积活性金属使活性金属呈纳米原子态分布，有利于降低贵金属用量，实现后处理催化剂的成本节约。本发明中的Rh、Pt、Pd的三层独立结构设计，一方面避免了老化过程中因贵金属迁移的合金化；另一方面，Rh层中的Rh担载于钕修饰的铈锆固溶体上可形成Rh-O-Nd键合；Pt层中的Pt可被Ce捕集，形成Pt-O-Ce键合；Pd层中的Pd可被La或Pr所锚定，从而减缓高温老化过程中活性金属Rh、Pt、Pd的烧结、团聚，保障了催化剂的耐久性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明公开的一种混合动力汽车后处理催化剂在发动机正常运行和频繁启停工况下对发动机尾气均有较好的处理效果，可满足混合动力汽车在不应用场景下的后处理需求。本发明公开的一种混合动力汽车后处理催化剂制备方法，制备过程可控、无污染、易实施，制备方法简单，适合工业化生产。
附图说明
图1为本发明的混合动力汽车后处理催化剂的结构示意图。
图2Pd\Pt\Rh料混涂催化剂的动态起燃性能图。
图3Pd\Pt\Rh料混涂催化剂的动态NO起燃性能对比图。
图4Pd\Pt\Rh料分层催化剂的空燃比扫描性能图，其中：(a)、(b)、(c)分别为NOx性能图、CO性能图和C3H6性能图。
图5某混合动力汽车WLTC循环测试的前氧传感器信号和催化剂入口端温度图，其中：(a)、(b)分别为前氧传感器信号图和催化剂入口端温度图。
图6某混合动力汽车WLTC循环测试CO、THC、NOx中采累加曲线图，其中：(a)、(b)、(c)分别为CO中采累加曲线图、THC中采累加曲线图和NOx中采累加曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。应该指出，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知概念、结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1：Pd\Pt\Rh料混涂催化剂的制备和测试
A.Pd涂层材料制备：称取240g D90＝10μm的La改性氧化铝和186g D90＝25μm铈锆镨固溶体加入去离子水中制浆，加入98g八水合氢氧化钡后搅拌30min，逐滴滴入7.37g20wt.％硝酸钯水溶液，搅拌60min，加入乙酸调节浆料pH为6.5，在200℃烘箱中过夜干燥，在550℃空气气氛中进行煅烧。
B.Pt涂层材料制备：将240g Ba改性氧化铝(BaO含量为5wt.％)加入到含硝酸锰168g、硝酸铈136g的水溶液中浸渍12h，120℃烘干，在850℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90＝10μm，在去离子水中制浆后，加入98g八水合氢氧化钡后搅拌30min，逐滴滴入14.74g 10wt.％硝酸铂水溶液，搅拌60min，加入乙酸调节浆料pH为6.5，在200℃烘箱中过夜干燥，在550℃空气气氛中进行煅烧。
C.Rh涂层材料制备：将768g铈锆固溶体加入到含硝酸钕94g的水溶液中浸渍12h，120℃烘干，在600℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90＝10μm，在去离子水中制浆后，逐滴滴入38.31g 5.60wt.％硝酸铑水溶液，搅拌60min，用氨水调节浆料pH＝6.0，加入192g La改性氧化铝，搅拌60min，在200℃烘箱中过夜干燥，在550℃空气气氛中进行煅烧。
按Pd料：Pt料：Rh料＝1：0：1，1：3：4，1：1：2，3：1：4，0：1：1分别配制混涂浆料、加入羟乙基纤维素和去离子水，调节浆料粘度为2000cps，固含量为45wt.％，在专用涂敷机上涂敷于118.41*69750/2载体上，用200℃热空气快速烘干，在500℃空气气氛中进行煅烧，将所得催化剂在1000℃氧化-还原循环气氛中(氧化气氛为8％H2O+8％O2+8％CO2+76％N2，还原气氛8％H2O+2％CO+8％CO2+82％N2，各循环时间为15min)老化10h后得到的老化催化剂分别记为Aged-16Pd4Rh、Aged-4Pt12Pd4Rh、Aged-8Pt8Pd4Rh、Aged-12Pt4Pd4Rh、Aged-16Pt4Rh。
从118.41*69750/2的全尺寸催化剂中截取直径为1英寸、高度为2英寸的圆柱形小样，在对小样设备氧分析仪、在线FTIR气体分析仪、质量流量计进行标定校准，管路进行气密性检查之后，设置电磁阀的开关频率为10s-1，按表1的配气气氛从150℃以15℃/min的升温速率升温至500℃记录NO、NO2、N2O、NH3、CO、C3H6随温度的浓度变化曲线，结果如图2所示。由图可见，各混涂催化剂在浓-稀切换的动态气氛中的起燃性能有着明显差异。为方便催化剂性能的对比，将各混涂催化剂的动态NO起燃性能进行对比，结果如图3所示。由图可见，Pd料：Pt料：Rh料＝1：1：2的Aged-8Pt8Pd4Rh催化剂最先起燃。为定量对比各催化剂的气态污染平均转化效率，按表1的配气气氛在200、300、400、500℃恒温点进行空管测试，再在200、300、400、500℃对催化剂的恒温点转化活性进行测试，结果如表2所示。由表可见，由Pd料、Pt料、Rh料共同构成的混涂催化剂的平均气态污染物转化效率总是优于Pd料或Pt料和Rh料构成的混涂催化剂。由于近年来贵金属Pd、Rh价格的持续上涨，PtPdRh三种金属和涂层组成的催化剂不仅可高效处理气态污染物，还能降低后处理催化剂的成本。
表1Pd\Pt\Rh料混涂催化剂动态测试气氛下的小样配气
表2恒温动态气氛下Pd\Pt\Rh料混涂催化剂的气态污染物平均转化效率
实施例2：Pd\Pt\Rh料分层催化剂的制备和测试
1)三层催化剂制备
Pd基涂层材料制备及涂覆：称取32g D90＝25μm的La改性氧化铝和32g D90＝10μm铈锆镧钇镨固溶体加入去离子水中制浆，加入14.5g八水合氢氧化钡后搅拌15min，逐滴滴入3.66g 44wt.％硝酸钯水溶液，搅拌30min，加入柠檬酸调节浆料pH为5.5，加入羧甲基纤维素和去离子水，调节浆料粘度为500cps，固含量为20wt.％，在专用涂敷机上进行定量涂敷，用300℃热空气快速烘干，在600℃空气气氛中进行煅烧。
Pt基涂层材料制备及涂覆：将17.8g Ba改性氧化铝(BaO含量为5wt.％)加入到含硝酸锰50g、硝酸铈40.5g的水溶液中浸渍12h，100℃烘干，在850℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90＝25μm，在去离子水中制浆后，加入14.5g八水合氢氧化钡后搅拌15min，逐滴滴入10.1g16wt.％硝酸铂水溶液，搅拌30min，加入柠檬酸调节浆料pH为5.5，加入羧甲基纤维素和去离子水，调节浆料粘度为500cps，固含量为20wt.％，在专用涂敷机上进行定量涂敷，用300℃热空气快速烘干，在600℃空气气氛中进行煅烧。
Rh基涂层材料制备及涂覆：将98g铈锆镧钇固溶体加入到含硝酸钕13.5g的水溶液中浸渍12h，100℃烘干，在500℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90＝25μm，在去离子水中制浆后，逐滴滴入2.98g 9.00wt.％硝酸铑水溶液，搅拌30min，用氨水调节浆料pH＝7.0，加入28.8gLa改性氧化铝，搅拌30min后加入羧甲基纤维素和去离子水，调节浆料粘度为1500cps，固含量为30wt.％，在专用涂敷机上进行定量涂敷，用300℃热空气快速烘干，在600℃空气气氛中进行煅烧。
2)双层催化剂制备
Pt基涂层材料制备及涂覆：将35.6g Ba改性氧化铝(BaO含量为5wt.％)加入到含硝酸锰100g、硝酸铈81g的水溶液中浸渍12h，100℃烘干，在850℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90＝25μm，在去离子水中制浆后，加入29g八水合氢氧化钡后搅拌15min，逐滴滴入10.1g16wt.％硝酸铂水溶液，搅拌30min，加入柠檬酸调节浆料pH为5.5，加入羧甲基纤维素和去离子水，调节浆料粘度为1500cps，固含量为30wt.％，在专用涂敷机上进行定量涂敷，用300℃热空气快速烘干，在600℃空气气氛中进行煅烧。
PdRh基涂层材料制备及涂覆：将98g铈锆镧钇固溶体加入到含硝酸钕13.5g的水溶液中浸渍12h，100℃烘干，在500℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90＝25μm，在去离子水中制浆后，逐滴滴入2.98g 9.00wt.％硝酸铑水溶液，搅拌30min，用氨水调节浆料pH＝7.0，加入28.8g La改性氧化铝，逐滴滴入3.66g 44wt.％硝酸钯水溶液，搅拌30min后加入羧甲基纤维素和去离子水，调节浆料粘度为1500cps，固含量为30wt.％，在专用涂敷机上进行定量涂敷，用300℃热空气快速烘干，在600℃空气气氛中进行煅烧。
3)单层混涂催化剂制备
Pd基涂层材料制备：称取32g D90＝25μm的La改性氧化铝和32g D90＝10μm铈锆镧钇镨固溶体加入去离子水中制浆，加入14.5g八水合氢氧化钡后搅拌15min，逐滴滴入3.66g44wt.％硝酸钯水溶液，搅拌30min，加入柠檬酸调节浆料pH为5.5，在300℃烘箱中过夜干燥，在600℃空气气氛中进行煅烧。
Pt基涂层材料制备：将17.8g Ba改性氧化铝(BaO含量为5wt.％)加入到含硝酸锰50g、硝酸铈40.5g的水溶液中浸渍12h，100℃烘干，在850℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90＝25μm，在去离子水中制浆后，加入14.5g八水合氢氧化钡后搅拌15min，逐滴滴入10.1g16wt.％硝酸铂水溶液，搅拌30min，加入柠檬酸调节浆料pH为5.5，在300℃烘箱中过夜干燥，在600℃空气气氛中进行煅烧。
Rh基涂层材料制备：将98g铈锆镧钇固溶体加入到含硝酸钕13.5g的水溶液中浸渍12h，100℃烘干，在500℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90＝25μm，在去离子水中制浆后，逐滴滴入2.98g 9.00wt.％硝酸铑水溶液，搅拌30min，用氨水调节浆料pH＝7.0，加入28.8g La改性氧化铝，搅拌30min，在300℃烘箱中过夜干燥，在600℃空气气氛中进行煅烧。
催化剂涂覆：取所得Pd料、Pt料、Rh料加入去离子水制浆，加入羧甲基纤维素和去离子水，调节浆料粘度为2000cps，固含量为45wt.％，在专用涂敷机上涂敷于118.41*69750/2载体上，用300℃热空气快速烘干，在600℃空气气氛中进行煅烧。
4)催化剂性能对比测试
将所得催化剂在1000℃氧化-还原循环气氛中(氧化气氛为8％H2O+8％O2+8％CO2+76％N2，还原气氛8％H2O+2％CO+8％CO2+82％N2，各循环时间为15min)老化10h后，分别记为Aged-三层、Aged-双层、Aged-单层。从118.41*69750/2的全尺寸老化催化剂中截取直径为1英寸、高度为2英寸的圆柱形小样，在对小样设备氧分析仪、在线FTIR气体分析仪、质量流量计进行标定校准，管路进行气密性检查之后，设置电磁阀的开关频率为10s-1，按表3的配气气氛在200、300、400、500℃恒温点进行空管测试，再在200、300、400、500℃对催化剂的恒温点转化活性进行测试，结果如表4所示。由表可见，本发明公开的Pd基催化涂层材料涂覆于载体之上，Pt基催化涂层材料涂覆于Pd基催化涂层材料之上，Rh基催化涂层材料涂覆于Pt基催化涂层材料之上的三层催化剂NOx和C3H6在各恒温点的平均转化效率远远优于双层和单层混涂催化剂。为对比分层催化剂的空燃比特性，按表5的配气气氛在550℃恒温点进行催化剂空燃比扫描，结果如图4所示。由图可见，本发明公开的Pd基催化涂层材料涂覆于载体之上，Pt基催化涂层材料涂覆于Pd基催化涂层材料之上，Rh基催化涂层材料涂覆于Pt基催化涂层材料之上的三层催化剂在不同空燃比下转化效率均高于双层催化剂，而双层催化剂均高于单层混涂催化剂。可见本发明公开的是一个具有优异性能的催化剂及其制备方法。
表3Pd\Pt\Rh料分层催化剂动态测试气氛下的小样配气
表4恒温动态气氛下Pd\Pt\Rh料分层催化剂的气态污染物平均转化效率
表5Pd\Pt\Rh料分层催化剂空燃比扫描小样配气
图4为某混合动力汽车WLTC循环测试的前氧传感器信号和催化剂入口端温度。由图可见，WLTC整车测试循环中，该混合动力车停机断油10次、停机断油后催化剂处于高浓度氧气气氛中，且催化剂入口端温度迅速降低。采用本发明公开的同贵金属GMAC875100小时台架老化催化剂替代原GMAC875100小时台架老化前级三效催化剂，并采集WLTC整车测试循环替代前后的CO、THC、NOx中采值，其累加结果如图5所示。由图可见，对比催化剂在停机断油时，CO、THC、NOx均出现明显的阶梯式增加，而本发明催化剂无此现象，说明本发明催化剂可有效处理混动汽车发动机频繁启动工况下的气态污染物，全覆盖混合动力汽车不应用场景下的后处理需求。
Claims (10)
1.一种混合动力汽车后处理催化剂，其特征在于，包括蜂窝状流通型载体，所述催化剂的蜂窝状流通型载体上还包括Pd基、Pt基和Rh基三种催化活性涂层，其中：Pd基催化涂层材料涂覆于载体之上，Pt基催化涂层材料涂覆于Pd基催化涂层材料之上，Rh基催化涂层材料涂覆于Pt基催化涂层材料之上；
所述Pd基催化涂层材料包括活性金属Pd、助剂Ba、活性金属担载基体La改性氧化铝和铈锆镨固溶体；
所述Pt基催化涂层材料包括活性金属Pt、助剂Ba、活性金属担载基体Ce、Mn、Ba共修饰氧化铝；
所述Rh基催化涂层材料包括活性金属Rh、La改性氧化铝、活性金属担载基体钕修饰的铈锆固溶体。
2.如权利要求1所述的一种混合动力汽车后处理催化剂，其特征在于，所述蜂窝状流通型载体是堇青石、碳化硅、金属中的任何一种。
3.如权利要求1所述的一种混合动力汽车后处理催化剂，其特征在于，所述Pd基催化涂层材料中以BaO计的Ba含量为10wt.％，La改性氧化铝的含量为45～85wt.％，铈锆镨固溶体的含量为5～45wt.％。
4.如权利要求3所述的一种混合动力汽车后处理催化剂，其特征在于，所述铈锆镨固溶体为铈锆镨三元复合氧化物或者添加镧、钇的四元/五元复合氧化物。
5.如权利要求1所述的一种混合动力汽车后处理催化剂，其特征在于，所述Pt基催化涂层材料中以BaO计的Ba含量为15wt.％，以Mn3O4计的Mn含量为5～30wt.％，以CeO2计的Ce含量为5～30wt.％，氧化铝的含量为25～75wt.％。
6.如权利要求1所述的一种混合动力汽车后处理催化剂，其特征在于，所述Rh基催化涂层材料中La改性氧化铝的含量为5～25wt.％，钕修饰的铈锆固溶体的含量为75～95wt.％。
7.如权利要求6所述的一种混合动力汽车后处理催化剂，其特征在于，所述钕修饰的铈锆固溶体为铈锆二元复合氧化物或者添加镧、钇的三元/四元复合氧化物。
8.一种如权利要求1至7任一项所述一种混合动力汽车后处理催化剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)Pd基涂层材料制备及涂覆：将一定粒度的La改性氧化铝和铈锆镨固溶体加入去离子水中制浆，加入10wt.％BaO对应的Ba(OH)2后搅拌15～30min，逐滴滴入贵金属Pd溶液，搅拌30～60min，加入有机酸调节浆料pH为5.5～6.5，加入增稠剂和去离子水，调节浆料粘度为500～3000cps，固含量为5～50wt.％，在专用涂敷机上进行定量涂敷，用200～300℃热空气快速烘干，在500～600℃空气气氛中进行煅烧；
2)Pt基涂层材料制备及涂覆：在Ba改性氧化铝表面浸渍Ce、Mn水溶液12h，100～120℃烘干，在850℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90介于10～25μm，加入10wt.％BaO对应的Ba(OH)2后搅拌15～30min，逐滴滴入贵金属Pt溶液，搅拌30～60min，加入有机酸调节浆料pH为5.5～6.5，加入增稠剂和去离子水，调节浆料粘度为500～3000cps，固含量为5～50wt.％，在专用涂敷机上进行定量涂敷，用200～300℃热空气快速烘干，在500～600℃空气气氛中进行煅烧；
3)Rh基涂层材料制备及涂覆：在铈锆固溶体表面浸渍钕水溶液12h，100～120℃烘干，在500～600℃煅烧，破碎后研磨粒度至D90介于10～25μm，逐滴滴入贵金属Rh溶液，搅拌30～60min，用氨水调节浆料pH介于6.0～7.0，加入La改性氧化铝，搅拌30～60min后加入增稠剂和去离子水，调节浆料粘度为500～3000cps，固含量为5～50wt.％，在专用涂敷机上进行定量涂敷，用200～300℃热空气快速烘干，在500～600℃空气气氛中进行煅烧。
9.如权利要求8所述的一种混合动力汽车后处理催化剂制备方法，其特征在于，所述有机酸是乙酸、羟基乙酸、丙酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、草酸中的任何一种；
所述增稠剂是甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、胍尔胶、黄原胶中的任何一种；
所述La改性氧化铝和铈锆镨固溶体的粒度D90介于10～25μm；
所述Ba改性氧化铝中BaO含量为5wt.％。
10.如权利要求1至7任一项所述的一种混合动力汽车后处理催化剂安装于发动机下游，作为汽车发动机排气管的一部分单独应用或与其它催化剂组合应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310085429.4A CN116251592B (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种混合动力汽车后处理催化剂、制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310085429.4A CN116251592B (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种混合动力汽车后处理催化剂、制备方法及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116251592A true CN116251592A (zh) | 2023-06-13 |
| CN116251592B CN116251592B (zh) | 2023-12-12 |
Family
ID=86687390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310085429.4A Active CN116251592B (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种混合动力汽车后处理催化剂、制备方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116251592B (zh) |
Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1271618A (zh) * | 1999-04-23 | 2000-11-01 | 底古萨－胡尔斯股份公司 | 高性能催化剂 |
| JP2003112049A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-04-15 | Tokyo Roki Co Ltd | ３層構造型三元触媒 |
| JP2004321894A (ja) * | 2003-04-23 | 2004-11-18 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化触媒及びその製造方法 |
| JP2006167540A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Babcock Hitachi Kk | 炭化水素吸着燃焼触媒 |
| JP2006297372A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Tokyo Roki Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒 |
| CN101293203A (zh) * | 2007-04-27 | 2008-10-29 | 马自达汽车株式会社 | 发动机尾气净化用催化剂及其制备方法 |
| US20100048383A1 (en) * | 2007-01-04 | 2010-02-25 | East China University Of Science & Technology | Close coupled catalyst for purification of exhaust gas and the preparation thereof |
| JP2010264371A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Mazda Motor Corp | 排気ガス浄化装置 |
| CN104785257A (zh) * | 2015-04-02 | 2015-07-22 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种单涂层三元催化剂及其制备方法 |
| US20170298797A1 (en) * | 2014-10-16 | 2017-10-19 | Cataler Corporation | Exhaust gas purification catalyst |
| CN108940280A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-12-07 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种汽油车三效催化剂及其制备方法 |
| CN110201707A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-06 | 昆明贵研催化剂有限责任公司 | 用于当量燃烧间歇性氧过多工况下的NOx净化三效催化剂及其制备方法 |
| CN112221494A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-01-15 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种适用于汽油车尾气净化的含Pt催化剂及其制备方法 |
| CN113019363A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-06-25 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种尾气处理催化剂及其用途 |
| 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 |
| CN113600188A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-05 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种汽油车尾气净化催化剂及其制备方法 |
| CN113646086A (zh) * | 2019-03-27 | 2021-11-12 | 株式会社科特拉 | 排气净化用催化剂 |
| CN113677433A (zh) * | 2019-04-30 | 2021-11-19 | 巴斯夫公司 | 基于金属氧化物纳米颗粒的催化剂和其制造和使用方法 |
| CN114733556A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-12 | 昆明贵研催化剂有限责任公司 | 一种功能化固体酸催化材料、制备方法及其应用 |
| CN114870860A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-08-09 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种天然气车尾气净化催化剂及其制备方法 |
-
2023
- 2023-01-31 CN CN202310085429.4A patent/CN116251592B/zh active Active
Patent Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1271618A (zh) * | 1999-04-23 | 2000-11-01 | 底古萨－胡尔斯股份公司 | 高性能催化剂 |
| JP2003112049A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-04-15 | Tokyo Roki Co Ltd | ３層構造型三元触媒 |
| JP2004321894A (ja) * | 2003-04-23 | 2004-11-18 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化触媒及びその製造方法 |
| JP2006167540A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Babcock Hitachi Kk | 炭化水素吸着燃焼触媒 |
| JP2006297372A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Tokyo Roki Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒 |
| US20100048383A1 (en) * | 2007-01-04 | 2010-02-25 | East China University Of Science & Technology | Close coupled catalyst for purification of exhaust gas and the preparation thereof |
| CN101293203A (zh) * | 2007-04-27 | 2008-10-29 | 马自达汽车株式会社 | 发动机尾气净化用催化剂及其制备方法 |
| JP2010264371A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Mazda Motor Corp | 排気ガス浄化装置 |
| US20170298797A1 (en) * | 2014-10-16 | 2017-10-19 | Cataler Corporation | Exhaust gas purification catalyst |
| CN104785257A (zh) * | 2015-04-02 | 2015-07-22 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种单涂层三元催化剂及其制备方法 |
| CN108940280A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-12-07 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种汽油车三效催化剂及其制备方法 |
| CN113646086A (zh) * | 2019-03-27 | 2021-11-12 | 株式会社科特拉 | 排气净化用催化剂 |
| CN113677433A (zh) * | 2019-04-30 | 2021-11-19 | 巴斯夫公司 | 基于金属氧化物纳米颗粒的催化剂和其制造和使用方法 |
| CN110201707A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-06 | 昆明贵研催化剂有限责任公司 | 用于当量燃烧间歇性氧过多工况下的NOx净化三效催化剂及其制备方法 |
| CN112221494A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-01-15 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种适用于汽油车尾气净化的含Pt催化剂及其制备方法 |
| CN113019363A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-06-25 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种尾气处理催化剂及其用途 |
| 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 |
| CN113600188A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-05 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 一种汽油车尾气净化催化剂及其制备方法 |
| CN114870860A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-08-09 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种天然气车尾气净化催化剂及其制备方法 |
| CN114733556A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-12 | 昆明贵研催化剂有限责任公司 | 一种功能化固体酸催化材料、制备方法及其应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ZHENG, TT ET AL.: ""A comparative study of Rh-only, Pd-only and Pd/Rh catalysts"", 《APPLIED CATALYSIS A-GENERAL》, vol. 602, pages 288 - 289 * |
| 德尔蒙等: "《催化剂的制备》", 北京：化学工业出版社, pages: 96 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116251592B (zh) | 2023-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109876807B (zh) | 一种具有高NOx净化能力的三效催化剂制备方法及其催化剂 | |
| EP2993322B1 (en) | On-site regeneration method for denitrification catalyst in exhaust gas purification systems | |
| CN108561211B (zh) | 一种具有低背压、低起燃温度催化层的dpf及其制备工艺 | |
| CN109876793B (zh) | 一种具有高co净化能力的三效催化剂制备方法及其催化剂 | |
| CN113304745B (zh) | 一种Pt-Pd-Rh三元催化剂及其制备方法 | |
| CN109513432B (zh) | 一种汽车尾气净化催化剂载体及其制备方法 | |
| WO2007136148A1 (en) | Exhaust gas purifying device for diesel engine with exhaust gas recirculation line | |
| CN108816246B (zh) | 一种高分散抗烧结柴油车asc催化剂及其制备方法 | |
| CN103191735B (zh) | 稀燃型天然气车用催化剂的制备方法 | |
| CN110732320B (zh) | 一种柴油机尾气氧化催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN113600188B (zh) | 一种汽油车尾气净化催化剂及其制备方法 | |
| CN105435785A (zh) | 一种耐硫天然气尾气净化催化剂及其制备方法 | |
| CN111997718A (zh) | 一种应用于柴油-天然气双燃料车的后处理方法 | |
| CN101444734B (zh) | 净化非道路用小型柴油发动机废气的催化剂及制备方法 | |
| CN107233895B (zh) | 一种机动车尾气净化用氧化催化剂及其制备方法 | |
| CN1047540C (zh) | 一种用于汽车排气净化的三元复合金属氧化物催化剂及其制备方法 | |
| CN116251592B (zh) | 一种混合动力汽车后处理催化剂、制备方法及其应用 | |
| CN105498760B (zh) | 一种用于天然气汽车尾气处理的抗水热老化催化剂制备方法 | |
| CN109794239B (zh) | 一种单贵金属层三效催化剂制备方法 | |
| CN111939928A (zh) | 一种增强尾气净化耐久的三效催化剂及其制备方法 | |
| CN100429814C (zh) | 一种一氧化碳水汽变换催化剂及制备方法和应用 | |
| CN102059123A (zh) | 烧结FeCrAl金属纤维多孔载体催化剂及其制备方法 | |
| CN110586088B (zh) | 一种分段式国六天然气当量比催化剂制备方法 | |
| CN1246070C (zh) | 一种稀薄燃烧型汽车尾气催化净化方法和装置 | |
| JPH10192713A (ja) | 排気ガス浄化用触媒及びその使用方法 |
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 |