CN1385239A - 一种汽车尾气催化净化催化剂及其制备工艺 - Google Patents
一种汽车尾气催化净化催化剂及其制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1385239A CN1385239A CN 01119168 CN01119168A CN1385239A CN 1385239 A CN1385239 A CN 1385239A CN 01119168 CN01119168 CN 01119168 CN 01119168 A CN01119168 A CN 01119168A CN 1385239 A CN1385239 A CN 1385239A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hours
- catalyst
- roastings
- tail gas
- dryings
- 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
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
一种汽车尾气催化净化催化剂及其制备工艺,催化剂的重量比组成为:蜂窝陶瓷∶γ～Al2O3∶La2O3∶CeO2∶Pd=16～18.35∶1.65～4∶0.165～1.25∶0.0825～1∶0.02～0.2。本发明的催化剂具有良好的低温活性和高温稳定性,很大程度上解决了汽车尾气排放的冷启动和烧结问题,适用于较宽的空燃比范围,扩大了操作窗口。
Description
本发明属于一种催化剂，具体地说涉及一种汽车尾气催化净化催化剂及其制备工艺。
众所周知，汽车尾气排放严重污染了人类赖以生存的大气环境，并极大威胁着人类的身体健康。随着人们对汽车尾气排放污染危害性认识的加深，世界各国纷纷制定更加严格的汽车尾气排放标准法案，如美国加洲决定实施更加严格的排放法案，即过渡低排放车辆(TLEV)、低排放(LEV)和超低排放车辆(ULEV)标准。最大限度的减少汽车尾气排放成为我国和国际社会共同面临的迫待解决的难题。目前，催化净化转化器和闭环控制电喷发动机技术成为控制汽车尾气排放的主流技术。
催化转化技术是减少汽车排气污染的简单而有效的方法。自70年代以来许多国家都在积极研究和开发汽车尾气净化催化剂，目前已有不少关于汽车尾气净化催化剂的研究和专利，如CN97120101，该专利描述了一种以水合氧化铝干胶粉的浆状液体作浸渍原液，加入多种组分制成的催化剂，该催化剂内层为钙钛矿结构，外层为尖晶石结构，这种特殊结构的氧化物催化剂的致命弱点是起燃温度(即反应物转化率为50％时的反应温度)太高，一般在250-300℃左右。另如US5013705，该专利描述了一种以含γ～Al2O3和其它助剂的悬浮液作浸渍原液，制成的贵金属催化剂。其起燃温度仍然过高，在310℃以上。而根据FTP方法(美国联邦政府测定方法)测定60～80％的CO是在冷启动两分钟内排放的。这需要催化剂具有很低的起燃性。由于汽车运行工况十分复杂，汽车排气温度可达到1050℃左右，同时需要催化剂具有良好的高温稳定性。
本发明的目的就是提供一种具有良好的低起燃性和高温稳定性的催化剂及其制备工艺。
本发明的催化剂重量比组成为：蜂窝陶瓷∶γ～Al2O3∶La2O3∶CeO2∶Pd＝16～18.35∶1.65～4∶0.165～1.25∶0.0825～1∶0.02～0.2。
本发明催化剂的制备工艺包括如下步骤：
(1)氧化铝溶胶的制备：将金属铝与氯化铝、蒸馏水按一定的比例混合，其中金属铝与氯化铝的摩尔比为2～8∶1，1摩尔金属铝对应200～1000ml蒸馏水，在50～100℃的温度下回流2～48小时，制得氧化铝溶胶；
(2)浸渍原液的制备：在氧化铝溶胶中，加入一种质量百分比浓度为15-30％的有机物溶液作分散剂，分散剂与氧化铝溶胶的体积比为1∶1-3；加入有机物作增粘剂，增粘剂占浸渍原液的体积百分比为1-5％，将其混合均匀，即得浸渍用原液，
(3)催化剂的制备：将蜂窝陶瓷浸入浸渍原液中浸渍约1～2小时，在120℃干燥1～4个小时，再于300～550℃焙烧3～5个小时，即在蜂窝陶瓷表面上形成γ～Al2O3涂层；按催化剂重量比组成为：蜂窝陶瓷∶γ～Al2O3∶La2O3∶CeO2∶Pd＝16～18.35∶1.65～4∶0.165～1.25∶0.0825～1∶0.02～0.2将涂层蜂窝陶瓷载体先浸入硝酸镧溶液中，浸渍2～4小时后取出，120℃干燥2～4个小时，并在300～600℃焙烧2～10个小时，尔后浸入硝酸铈溶液中，浸渍2～4小时后取出，120℃干燥2～4个小时，并在300～600℃焙烧2～10个小时；将含有助剂La2O3和CeO2的涂层蜂窝陶瓷浸入Ph＝1～7的PdCl2溶液中，在120℃干燥2～5个小时，并在550℃焙烧2～10个小时，即获得催化剂。
所述的分散剂是聚乙烯醇、甲基纤维素或有机胺等。
所述的增粘剂是聚环氧乙烯或甲基纤维等。
本发明的催化剂以CeO2和La2O3作助剂，在汽车尾气催化剂中CeO2具有明显的储氧作用，并且与贵金属Pd发生相互作用，稳定了贵金属的分散，促进了氧的传递，同时La2O3是良好的耐热稳定剂，通过与Al2O3形成具有高热稳定的钙钛矿型化合物LaAlO3，从而稳定了催化剂载体。本发明的催化剂既具有良好的低温性能，又具有较高的耐热稳定性。
本发明的催化剂与现有技术中常用的催化剂相比具有如下优点：
(1)自制的氧化铝溶胶与较常用的拟薄水铝石溶胶与γ～Al2O3粉末所制浆料相比，具有高度的均一、稳定性，该溶胶放置2年不会发生凝胶现象。
(2)采用溶胶—凝胶技术制备γ～Al2O3涂层，与使用拟薄水铝石溶胶与γ～Al2O3粉末所制浆料作浸渍原液相比，该技术使γ～Al2O3涂层在蜂窝陶瓷表面均匀稳定，有利于活性组分的的高度分散，提高了活性组分的分散度，从而提高了催化剂的活性。
(3)在氧化铝溶胶中加入有机物作分散剂，该分散剂的加入使氧化铝在蜂窝陶瓷基体表面得到良好的分散，涂层厚度均匀，在焙烧过程中，对在蜂窝陶瓷表面形成10nm左右的合适孔径，起到重要作用。
(4)在氧化铝溶胶中加入另一种有机物作粘结剂，使氧化铝涂层牢固的附着在蜂窝陶瓷表面，同样在焙烧过程中有利于10nm左右孔的形成，对提高催化剂的活性起到了重要的作用。
(5)本发明所述催化剂引入La2O3作助剂，在高温下La2O3与Al2O3生成热稳定的钙钛矿型化合物LaAlO3，从而阻止了催化剂的烧结。
(6)本发明所述催化剂引入CeO2作助剂，提高了贵金属Pd的分散度，促进了氧的传递，提高了催化剂对CO的氧化活性，同时由于Ce4+的可变价性，有较高的储氧作用，该催化剂还适用于较宽的空燃比范围，扩大了操作窗口。
(7)本发明所述催化剂具有良好的低温活性和高温稳定性，很大程度上解决了汽车尾气排放的冷启动和烧结问题。
本发明的实施例如下：
实施例1：
将108克铝片、242克氯化铝和1000ml蒸馏水混合，在70℃反应20个小时，即制成透明、稳定的氧化铝溶胶。按氧化铝溶胶与分散剂溶液体积比为1∶1的比例加入质量百分比浓度为25％的分散剂溶液，并加入粘结剂5ml，混合均匀，即得浸渍原液。将蜂窝陶瓷基体18克浸入浸渍原液中2个小时取出，在120℃干燥2个小时，然后在550℃焙烧5个小时。γ～Al2O3涂层质量为1.62克。将涂层蜂窝陶瓷载体浸入质量百分比浓度为7.92％的硝酸镧溶液中，在120℃干燥2个小时，然后在550℃焙烧5个小时。然后将其浸入质量百分比浓度为5.5％的硝酸铈溶液中，浸渍2个小时后取出，然后在120℃干燥2个小时，550℃焙烧5个小时。将表面预处理后的载体，浸入Ph＝6、质量百分比浓度为0.1％的PdCl2溶液中3个小时，并于120℃干燥2个小时，550℃焙烧5个小时，即制得最终催化剂。
实施例2：
将135克铝片、242克氯化铝和1100ml蒸馏水混合，在75℃反应24个小时，即制成透明、稳定的氧化铝溶胶。按氧化铝溶胶与分散剂溶液体积比为2∶1的比例加入质量浓度为20％的分散剂溶液，粘结剂3ml，混合均匀后即得浸渍原液。将16克蜂窝陶瓷基体浸入其中，取出后在120℃干燥2个小时，550℃焙烧5个小时，重复上述操作，γ～Al2O3涂层质量为3.2克，然后浸入质量百分比浓度为19.5％硝酸镧溶液中浸渍2小时，在120℃干燥3小时，550℃焙烧5个小时。尔后浸入质量百分比浓度为16.9％的硝酸铈溶液中4个小时，在120℃干燥4小时，550℃焙烧5个小时，最后浸入质量百分比浓度为0.2％、Ph＝2的PdCl2溶液中4个小时，并在120℃干燥2小时，550℃焙烧5小时，即得最终催化剂。
实施例3：
将165克铝片、242克氯化铝和1300ml蒸馏水混合，80℃反应30个小时，即制成透明、稳定的氧化铝溶胶，按氧化铝溶胶与分散剂溶液体积比为3∶1的比例加入质量百分比浓度为30％的分散剂溶液，并加入粘结剂2ml，混合均匀后，即得浸渍原液。将16克蜂窝陶瓷基体浸入浸渍原液中3个小时，在120℃干燥3个小时，并在550℃焙烧5个小时，重复上述操作。γ～Al2O3涂层质量为3.92克，浸入质量百分比浓度为20.53％硝酸镧溶液中4个小时，并在550℃焙烧4个小时，然后浸入质量百分比浓度为17.63％硝酸铈溶液中4个小时，并在550℃焙烧4个小时，最后浸入Ph＝4、质量百分比浓度为0.3％的PdCl2溶液中4个小时，经120℃干燥2个小时，550℃焙烧5个小时，即制得最终催化剂。
实施例4：
将75.6克铝片、122克氯化铝和550ml蒸馏水混合，在90℃反应26个小时，即制成透明、稳定的氧化铝溶胶。按氧化铝溶胶与分散剂溶液体积比为2.5∶1的比例加入质量百分比浓度为30％的分散剂溶液，混合均匀后即得浸渍原液。将16.5克蜂窝陶瓷机体浸入浸渍原液中4个小时，在120℃干燥4个小时，并在550℃焙烧5个小时，重复上述操作。γ～Al2O3涂层质量为2.64克，浸入质量百分比浓度为20.53％硝酸镧溶液中4个小时，并在550℃焙烧4个小时，然后浸入质量百分比浓度为17.63％硝酸铈溶液中4个小时，并在550℃焙烧4个小时，尔后浸入Ph＝3、质量百分比浓度为0.3％的PdCl2溶液中4个小时，经120℃干燥2个小时，550℃焙烧5个小时，即制得最终催化剂。
本发明的催化剂具有良好的低温活性，在15000/h的空速下，于模拟气(CO的体积百分含量为1.35％，N2为稀释气)下检测可得如下结果：
| 催化剂 | 起燃温度T50％/℃ | 最低完全转化温度T100％/℃ |
| 实施例1 | 53 | 87 |
| 实施例2 | 46 | 85 |
| 实施例3 | 41 | 78 |
| 实施例4 | 44 | 80 |
上述催化剂不仅具有良好的低温活性而且具有良好的耐热稳定性，催化剂在经过1050℃，24小时的老化实验后，于模拟气(CO的体积百分含量为1.35％，N2为稀释气)下检测可得如下结果：
| 催化剂 | 起燃温度T50％/℃ | 最低完全转化温度T100％/℃ |
| 实施例1 | 157 | 170 |
| 实施例2 | 155 | 171 |
| 实施例3 | 146 | 164 |
| 实施例4 | 149 | 169 |
Claims (4)
1.一种汽车尾气催化净化催化剂，其特征在于催化剂的重量比组成为：蜂窝陶瓷∶γ～Al2O3∶La2O3∶CeO2∶Pd＝16～18.35∶1.65～4∶0.165～1.25∶0.0825～1∶0.02～0.2。
2.一种汽车尾气催化净化催化剂的制备工艺，其特征在于催化剂的制备工艺包括如下步骤：
(1)氧化铝溶胶的制备：将金属铝与氯化铝、蒸馏水按一定的比例混合，其中金属铝与氯化铝的摩尔比为2～8∶1，1摩尔金属铝对应200～1000ml蒸馏水，在50～100℃的温度下回流2～48小时，制得氧化铝溶胶；
(2)浸渍原液的制备：在氧化铝溶胶中，加入一种质量百分比浓度为15-30％的有机物溶液作分散剂，分散剂与氧化铝溶胶的体积比为1∶1-3；加入有机物作增粘剂，增粘剂占浸渍原液的体积百分比为1-5％，将其混合均匀，即得浸渍用原液，
(3)催化剂的制备：将蜂窝陶瓷浸入浸渍原液中浸渍约1～2小时，在120℃干燥1～4个小时，再于300～550℃焙烧3～5个小时，即在蜂窝陶瓷表面上形成γ～Al2O3涂层；按催化剂重量比组成为：蜂窝陶瓷∶γ～Al2O3∶La2O3∶CeO2∶Pd＝16～18.35∶1.65～4∶0.165～1.25∶0.0825～1∶0.02～0.2将涂层蜂窝陶瓷载体先浸入硝酸镧溶液中，浸渍2～4小时后取出，120℃干燥2～4个小时，并在300～600℃焙烧2～10个小时，尔后浸入硝酸铈溶液中，浸渍2～4小时后取出，120℃干燥2～4个小时，并在300～600℃焙烧2～10个小时；将含有助剂La2O3和CeO2的涂层蜂窝陶瓷浸入Ph＝1～7的PdCl2溶液中，在120℃干燥2～5个小时，并在550℃焙烧2～10个小时，即获得催化剂。
3.如权利要求2所述的一种汽车尾气催化净化催化剂的制备工艺，其特征在于所述的分散剂是聚乙烯醇、甲基纤维素或有机胺。
4.如权利要求2所述的一种汽车尾气催化净化催化剂的制备工艺，其特征在于所述的增粘剂是聚环氧乙烯或甲基纤维。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 01119168 CN1120748C (zh) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | 一种汽车尾气催化净化催化剂及其制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 01119168 CN1120748C (zh) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | 一种汽车尾气催化净化催化剂及其制备工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1385239A true CN1385239A (zh) | 2002-12-18 |
| CN1120748C CN1120748C (zh) | 2003-09-10 |
Family
ID=4663580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 01119168 Expired - Fee Related CN1120748C (zh) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | 一种汽车尾气催化净化催化剂及其制备工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1120748C (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1849169B (zh) * | 2003-09-12 | 2010-09-29 | 本田技研工业株式会社 | 废气净化催化剂及其制造方法以及车用废气净化催化剂装置 |
| CN103861589A (zh) * | 2014-03-12 | 2014-06-18 | 浙江师范大学 | 用于净化工业有机废气的莫来石负载Pd催化剂及其制备方法 |
| CN104289229A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-01-21 | 北京碧水源环境工程有限公司 | 一种用于臭氧氧化的负载过渡金属催化剂的制备方法、其产品及应用 |
| CN105200480A (zh) * | 2015-10-30 | 2015-12-30 | 苏州莲池环保科技发展有限公司 | 汽车尾气催化剂的制备方法 |
| CN108607552A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-02 | 华北电力大学（保定） | 一种高效净化汽车尾气催化剂 |
| CN109201053A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-15 | 成都信息工程大学 | 一种基于贱金属掺杂的Pd/CeO2-Al2O3催化剂及其制备方法 |
| CN113318726A (zh) * | 2020-02-28 | 2021-08-31 | 广东粤能净环保科技有限公司 | 一种具有释放负氧离子功能的光催化剂及其制法和应用 |
-
2001
- 2001-05-14 CN CN 01119168 patent/CN1120748C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1849169B (zh) * | 2003-09-12 | 2010-09-29 | 本田技研工业株式会社 | 废气净化催化剂及其制造方法以及车用废气净化催化剂装置 |
| CN103861589A (zh) * | 2014-03-12 | 2014-06-18 | 浙江师范大学 | 用于净化工业有机废气的莫来石负载Pd催化剂及其制备方法 |
| CN104289229A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-01-21 | 北京碧水源环境工程有限公司 | 一种用于臭氧氧化的负载过渡金属催化剂的制备方法、其产品及应用 |
| CN105200480A (zh) * | 2015-10-30 | 2015-12-30 | 苏州莲池环保科技发展有限公司 | 汽车尾气催化剂的制备方法 |
| CN108607552A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-02 | 华北电力大学（保定） | 一种高效净化汽车尾气催化剂 |
| CN109201053A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-15 | 成都信息工程大学 | 一种基于贱金属掺杂的Pd/CeO2-Al2O3催化剂及其制备方法 |
| CN109201053B (zh) * | 2018-10-11 | 2021-11-05 | 成都信息工程大学 | 一种基于贱金属掺杂的Pd/CeO2-Al2O3催化剂及其制备方法 |
| CN113318726A (zh) * | 2020-02-28 | 2021-08-31 | 广东粤能净环保科技有限公司 | 一种具有释放负氧离子功能的光催化剂及其制法和应用 |
| CN113318726B (zh) * | 2020-02-28 | 2023-08-01 | 中科粤能净(山东)新材料有限公司 | 一种具有释放负氧离子功能的光催化剂及其制法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1120748C (zh) | 2003-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101626832B (zh) | 钯-铑单层催化剂 | |
| EP2044999B1 (en) | Particulate Filter | |
| US8784759B2 (en) | NOx storage catalyst with reduced Rh loading | |
| JP3664182B2 (ja) | 高耐熱性排ガス浄化用触媒とその製造方法 | |
| US20140271393A1 (en) | Methods for Variation of Support Oxide Materials for ZPGM Oxidation Catalysts and Systems Using Same | |
| CN102728383B (zh) | 一种高温稳定的整体式汽车尾气净化催化剂的制备方法 | |
| CN1042092A (zh) | 一种稀土复合氧化物型蜂窝催化剂及其制备方法 | |
| CN1088400C (zh) | 一种汽车尾气催化净化的催化剂及其制备方法 | |
| KR19980081167A (ko) | 배기 가스 촉매 | |
| CN1316296A (zh) | 三元稀士氧化物催化剂 | |
| EP1867389A1 (en) | Apparatus for purifying exhaust gas and catalyst for purifying exhaust gas | |
| WO2020120953A1 (en) | Transition metal doped alumina for improved osc and twc performance | |
| CN104968416A (zh) | 用于还原氮氧化物的催化剂和方法 | |
| CN1762585A (zh) | 稀燃汽油车尾气排放氮氧化物选择性还原催化剂制备方法 | |
| 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 | |
| CN1234453C (zh) | 贵金属－稀土废气净化催化剂 | |
| CN1120748C (zh) | 一种汽车尾气催化净化催化剂及其制备工艺 | |
| JP2000079327A (ja) | リ―ンバ―ン・エンジン用ＮＯｘトラップ触媒 | |
| CN1882384A (zh) | 废气净化催化剂及其生产方法 | |
| CN1803263A (zh) | 净化汽车尾气三效催化剂及制备方法 | |
| EP2579983B2 (en) | Nox storage catalyst system with reduced rh loading | |
| CN105709719A (zh) | 一种整体式低温scr脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN1025157C (zh) | 具有双层孔结构氧化铝涂层的催化剂 | |
| CN1036709A (zh) | 机动车尾气催化剂 | |
| Shi et al. | Evaluation of cordierite–ceria composite ceramics with oxygen storage capacity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |