[发明专利]一种用于汽车尾气净化的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车尾气净化领域，具体的说涉及一种用于汽车尾气净化的催化剂及其制备方法。

背景技术

汽车尾气污染物主要包括：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、二氧化硫、烟尘微粒（某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾）、氧气（甲醛等）。汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应，生成臭氧，它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾，汽车尾气中一氧化碳的含量最高，它可经呼吸道进入肺泡，被血液吸收，与血红蛋白相结合，形成碳氧血红蛋白，降低血液的载氧能力，削弱血液对人体组织的供氧量，导致组织缺氧，从而引起头痛等症状，重者窒息死亡。目前国内外许多学者对三元催化剂进行深入系统的研究，目前工业应用最多的是贵金属稀土基催化剂，人们对三元催化剂的技术在不断深化，以提高处理效率和降低催化剂成本。

一种稀薄燃烧型汽车尾气催化净化方法和装置（CN1454701A）公开了一种稀薄燃烧型汽车尾气催化净化方法和装置，涉及汽车尾气净化技术。该发明是在发动机排气管上设置两个催化反应床，在两个反应床之间设置外加还原剂喷嘴。第一反应床利用尾气所含碳氢化合物还原氮氧化物，同时使尾气所含的碳氢化合物和一氧化碳转化为二氧化碳和水；第二反应床利用外加的含氧碳氢化合物还原剂还原氮氧化物，同时，使外加还原剂转化为二氧化碳和水。该发明与现有技术方案相比，能拓宽活性温度范围，提高氮氧化物净化效率，协助利用发动机排气所含碳氢化合物和外加含氧碳氢化合物还原氮氧化物的作用，减少外加还原剂的用量，并高效转化碳氢化合物和一氧化碳为二氧化碳和水。但是该装置繁琐，需要多个反应床，价格成本高，增加了汽车厂的使用成本，不利于大规模推广使用。

一种汽车尾气净化催化剂及其制备方法（CN1872409A），公开了一种汽车尾气净化催化剂及其制备方法。该催化剂包括载体和涂覆到载体上的基面涂层，以基面涂层的重量为100%计，包括以下组分：（1）67～95%重的复合氧化铝担体，所述复合氧化铝担体由氧化铝和选自镧、铈、镨、钕、锆、镁、铬、锰、铁、钴、镍中的一种或几种助剂的氧化物组成；（2）5～33%重的活性组分，所述活性组分由选自钴、钼、镍、钨、锆、钛、镧、铈、镨、钕中的一种或多种非贵金属氧化物与选自铂、钯、铑的一种或多种贵金属氧化物组成。该发明提供的催化剂具有优良的催化转化性能，可以减少尾气中硫化物对催化剂中毒的影响，从而硫含量较高的汽油燃烧所排出的尾气净化效率。但是该发明空燃比窗口较窄，对发动机的使用范围窄，在发动机参数作出调整后容易致使尾气排放超标。且该发明催化剂中的活性组分高，采用多种稀土金属，成本也较高。

一种同时脱除汽车尾气中氮氧化物和一氧化碳的催化剂（CN1899690A），该发明涉及到一种高效、廉价的非贵金属催化剂代替目前应用于汽车尾气净化的三效贵金属催化剂，特别涉及到一种同时脱除汽车尾气中氮氧化物和一氧化碳的催化剂。其特征是Ag为主上。其中，Co为助催化剂，共同负载于载体CeO₂采用尿素为沉淀剂的均匀沉淀法制备；活性组分Ag和Co的引入采用浸渍方法，先浸渍Ag后浸渍Co，Ag和Co的最佳担载量为4wt%和0.4wt%。该发明的效果和益处是所提供的催化剂降低了汽车尾气净化催化剂，计量氧成本。该催化剂在空速为120000h-1存在的条件下，较低温度窗口内200～500℃，实现NO和CO的同时催化消除。但是该发明因为采用浸渍工艺，新鲜态时效果较好，但一般超过16万公里后使用效果明显降低，且该发明的催化剂容易中毒，并且对碳氢化合物的去除不明显。

汽车尾气净化器催化剂金属载体及其制备方法（CN1772382A），该发明涉及一种用于汽车尾气净化器催化剂金属载体及其制备方法，解决现有金属载体成型工艺复杂和生产成本较高的技术问题。汽车尾气净化器催化剂金属载体，其特征是三维网状结构，骨架基本为金属镍或芯部采用金属铜，外层包括金属镍的骨架为基体，孔隙率为30～98%，孔数为20～60PPI，孔径为0.5～3mm。制备方法包括以下步骤：a.聚氨脂或聚醚泡沫塑料表面作导电化处理，导电化处理可采用化学镀法或真空气相沉积法，涂覆碳基导电涂料：b.电沉积基体金属，常用镍或铜包覆镍；c.在热解炉中将泡沫塑料基体燃烧、去除。主要用作汽车尾气净化器催化剂的载体。但是该发明工艺繁琐，增加了制造成本，不利于大规模推广使用。且该载体不具备拉伸式结构，在按照时受到位置限制，用户使用时对产品形状要求较高。