[发明专利]一种金属载体基体尾气净化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于机动车排气催化净化领域，特别涉及一种金属载体基体尾气净化催化剂，还涉及该金属载体基体尾气净化催化剂的制备方法。 

背景技术

我国摩托车工业发展迅猛，自2007年年产量突破2500万台以来产量逐年增高，已成为世界第一大摩托车生产大国。摩托车在给人们带来经济效益和便利的同时，其排出的污染物也成为大气主要污染物之一。为此，世界各国相继出台了针对摩托车尾气排放的强制性法规。我国也在2007年推出了摩托车第三阶段（简称国3）排放标准，以减少摩托车尾气的污染程度；近2年来，国家相关职能部门也一直在筹划国4标准的制订和发布工作。随着科技的进步、人们生活水平提高的要求，对环保问题是越来越重视。 

虽然摩托车尾气治理和汽车尾气治理同属机动车尾气后处理技术领域，但二者的特点不大一样。相对于后者来说，前者的路面行驶工况更复杂、受成本制约一直采用的是化油器调节方式；受车体排布空间的影响，摩托车也只能用体积较小、传热效率更高、废气通畅率更好的金属载体为基体而非蜂窝陶瓷载体作为尾气净化催化剂。而金属载体基体的涂层附着力不仅影响着金属载体的催化性能，而且还影响到尾气净化催化剂的使用寿命。因此，涂层附着力一直是该类催化剂的一个重要的检验指标，提高催化剂涂层附着力，一直是开发者努力的方向之一。 

由于缺少精准的空燃比控制系统，为了适应复杂的路面工况，摩托车尾气催化剂需要比汽车类催化剂具有更好的耐热性能和储放氧速度更快（Oxygen Storage Capability）的涂层材料。作为商品化的产品而言，主要还是贵金属（Pt-Pd-Rh）类为活性中心。除了追求更低催化剂起燃温度、解决车辆冷启动阶段排放治理问题外，如何利用涂层材料的优化来降低日益稀少的贵金属资源、降低产品成本，也是这一领域研究者们一直追求的目标之一。 

介孔材料指的是孔径在2nm-50nm范围的无机多孔材料，它是近年来纳米材料科学领域引人注目的研究对象。由于其可调的规整有序的介孔孔道，极高的比表面积，良好的热稳定性，已经在石油化工中的加氢裂解、大分子选择催化、分离等领域展现了广泛的应用前景。介孔改性氧化铝和介孔铈锆复合氧化物更具有高的比表面积和良好的热稳 定性，因而在催化领域应具有更为广阔应用前景，已经越来越引起了极大的关注。 

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种成本低廉、储氧能力高的金属载体基体尾气净化催化剂。 

本发明的第二目的是提供上述金属载体基体尾气净化催化剂的制备方法。 

技术方案：本发明提供的一种金属载体基体尾气净化催化剂，包括金属载体基体、涂覆于金属载体基体表面的高性能材料涂层及沉积于高性能材料涂层上的贵金属活性组分。 

其中，所述金属载体基体为依次经丙酮或醇洗、酸洗、碱洗、水洗、马弗炉高温富氧煅烧预处理的FeCrAl金属蜂窝载体，其形状为同心圆形、S形或双S形，其孔径为100-300目。 

其中，所述高性能材料涂层由具有高耐热性能的介孔改性氧化铝、高储放氧能力的介孔铈锆复合氧化物、助剂及水制成；优选地，每200份高性能材料涂层由20-80份介孔改性氧化铝、20-80份介孔铈锆复合氧化物、10-40份助剂、其余为水制成，pH值为3-6之间，固含量为20-45%sc。所述高性能材料涂层，其孔径分布为10-25nm，比表面积为150-300m²/g，储氧能力为1200-2000μmol[O]/g；经1000℃10h空气热老化后，比表面积为120-180m²/g，储氧能力为800-1600μmol[O]/g。 

所述介孔改性氧化铝由以下步骤制得：在由碱土金属元素中的一种或几种、稀土元素中的一种或几种和铝元素的硝酸盐、醇盐或碳酸盐组成的混合溶液中，加入有机模板剂水热反应；产物过滤，沉淀经洗涤、烘干、焙烧，即得。优选地，所述碱土金属优选Mg、Ba和Sr；所述稀土优选La、Ce、Y；水热反应温度为100-180℃，水热反应时间为12-24h，烘干温度为120-150℃，焙烧温度为500-600℃，焙烧时间为3-5h。所述介孔改性氧化铝中包括以下重量份的组份：氧化铝85-95份，碱土金属氧化物含1-15份，稀土氧化物含5-15份，其孔径为10-50nm，经1100℃12h空气热老化后，比表面积为80-150m²/g。