[发明专利]一种用凝胶-溶胶法制备的车用高效催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用凝胶-溶胶法制备的车用高效催化剂及其制备方法，具体说是它对汽车尾气中污染物质NO_X，HC和CO进行综合处理的催化剂及其合成技术。

背景技术

汽车已经成为我们日常生活中必不可少的部分。汽车在带给我们便利的同时，也产生了许多不良的副产物。尾气污染就是副产物之一，同时也是大气污染的主要来源之一。城市中大部分的NO_X、CO、HC和CO₂都是由汽车尾气制造的，CO₂更是造成大气污染和温室效应的主要原因之一。NO_X、CO、HC不但对人体造成损伤而且在一定的条件下产生蓝色的光化学烟雾，使植被死亡，人类生存的环境遭到破坏。

目前，控制汽车尾气排放的主要措施是开发高效的汽车尾气催化剂的净化技术。当前使用最多的汽车尾气催化剂为贵金属三效催化剂（TWC），贵金属催化剂有较高的活性，在世界尾气催化剂市场占有绝大的比例，但它本身也有很多缺点。只有当空燃比的范围控制在（14.6±0.3）时，才能使NO_X、CO和HC的净化能力达到最大值，在此范围外，催化效果都较差。Pb、S、P等元素都易时贵金属催化剂中毒，其中Pb对TWC的影响最大。贵金属的价格较昂贵，且目前贵金属资源匮乏也使得TW C的应用和推广受到限制。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中贵金属的价格昂贵，毒性大等缺点，提供一种毒性小活性较高的汽车尾气稀土催化剂。

本发明的技术方案是：一种用凝胶-溶胶法制备的车用高效催化剂，该催化剂以硝酸铜溶液、硝酸镧溶液、硝酸锶溶液和硝酸镍溶液复合制成。所述硝酸铜溶液、硝酸镧溶液、硝酸锶溶液和硝酸镍溶液的质量分数比为2~6:4~12:1~9:2~8。

用凝胶-溶胶法制备的车用高效催化剂的制备方法包括下述步骤：

a按配比称量硝酸铜溶液、硝酸镧溶液、硝酸镍溶液和硝酸锶溶液；

b混合所称量溶液；

c加入按混合溶液质量30%~80%的蒸馏水，加入柠檬酸溶液调节pH值为2~5；

d将制备的混合溶液放入水浴锅中加热，蒸发溶剂得到胶状物质；

e将胶状物质烘干得干凝胶，研磨成粉；

f将干凝胶粉焙烧3~6h， 冷却。

本发明克服了传统的催化剂寿命短，易中毒，稳定性差的确定，实现了长效，稳定性高，安全性高。

本发明采用了凝胶-溶胶法，合成产物纯度高，产物粒度均匀，操作简单

并且重复性较高。

附图说明

图1 催化剂对NO_X、CO和HC转化率随温度变化曲线图。

具体实施方式

实例1  硝酸镧溶液、硝酸锶溶液、硝酸铜溶液和硝酸镍溶液合成：

    将硝酸铜溶液、硝酸镧溶液、硝酸锶溶液和硝酸镍溶液按照质量分数比为5:7:3:4称量。将称量好的混合溶液中加入按混合溶液质量60%的蒸馏水，加入柠檬酸溶液调节PH值为3.5。将制备的混合溶液放入水浴锅中，80℃加热，蒸发溶剂得到胶状物质。将胶状物质于120℃下烘6h得干凝胶，研磨成粉。将干凝胶粉于500℃下焙烧5h， 冷却后得成品。

实例2 催化剂对汽车尾气的催化活性考察： 

用实例1所制备的催化剂对汽车尾气中的NO_X、CO和HC的转化率进行考察。测试是在高温反应炉中进行。将含有NO、CO₂、H₂的混合气通入高温反应炉中，每min升温10℃，最终升至500℃。实验结果见表1及图1。

表1