[发明专利]一种金属丝软载体基体的尾气净化催化剂

说明书

技术领域

本发明属于机动车尾气排放处理技术领域，特别涉及一种用于汽车尾气治理的金属丝软载体基体的尾气净化催化剂，还涉及其制备方法。

背景技术

最近半个世纪以来，为了减缓机动车尾气排放对环境造成的污染，世界各国相继制订了一系列的尾气排放标准。我国也从上世纪90年代开始制订相应的国家标准，并在近几年逐步接近先进发达国家的（欧4、欧5）要求。

但近两年从北到南肆虐的“雾霾”，再次提醒人们空气污染问题的严重性。其中，城市污染的主要贡献者就是机动车尾气。尽管我国新车已执行国4、国5排放标准，但庞大的机动车保有量中，90%以上的都是在用车。在用车车况各异、差别很大，尾气治理影响面众多；治理的好坏，会很大程度上决定了“雾霾”的影响大小。

机动车尾气治理的最有效方法是机外净化-尾气净化催化剂，即涂层+载体催化剂，作为商品化的产品而言，催化剂的载体常见为堇青石类的蜂窝陶瓷载体或FeCrAl材质的金属载体，涂层主要还是贵金属（Pt-Pd-Rh）类为活性中心的涂层。堇青石类的蜂窝陶瓷载体或FeCrAl材质的金属载体具有各自的优点，其中，金属载体传热快、起效快，抗震能力强。然而，这两种载体结构在使用时结构不可变，安装复杂，对于已经制备好的催化剂难以适用于不同的环境中。

最近几年新起的金属丝软载体，除了具有金属载体传统的优点外，还有对空间适应性极高、安装便捷的特点；以其为载体的净化催化剂在在用车尾气治理方面是个非常有力的产品补充。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种具有良好性能并安装便捷的金属丝软载体尾气净化催化剂。

技术方案：本发明提供的一种金属丝软载体基体的尾气净化催化剂，包括金属丝软载体基体以及涂覆于金属丝软载体表面的担载催化剂贵金属的高性能涂层材料；所述金属丝软载体基体为经预处理的FeCrAl金属丝软载体，FeCrAl金属丝软载体的预处理工艺为：将FeCrAl金属丝软载体经酮/醇洗、酸洗、碱洗、水洗，然后在马弗炉高温富氧煅烧；每100份高性能涂层材料由10-40份铝-碱土复合氧化物、10-20份铈锆复合氧化物、5-15份的助剂、余量水制成，pH值为3-6，固含量为10-30%sc。

作为优选，每100份铝-碱土复合氧化物由以下重量份的组分制成：氧化铝85-95份、碱土金属氧化物0-15份、稀土元素0-10份，优选氧化铝85-90份、碱土金属氧化物5-10份、稀土元素5-10份；其孔径为10-50nm；其经1100℃12h空气热老化后，比表面积为60-110m²/g。

作为另一种优选，所述铝-碱土复合氧化物由以下方法制得：将铝元素、碱土金属元素中的一种或几种以及稀土元素中的一种或几种的硝酸盐、醇盐或碳酸盐分散于水中，在有机模板剂存在下，100-180℃水热处理12-24h，过滤，沉淀洗涤、120-150℃烘干、500-600℃焙烧3-5h，即得。

作为进一步优选，所述碱土金属元素选自Mg、Sr和Ba中的一种或几种；所述稀土元素选自La、Ce和Y中的一种或几种；所述有机模板剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氧化铵、三嵌段共聚物中的一种。

作为另一种优选，每100份铈锆复合氧化物包括：氧化铈30-75份，氧化锆20-65份，稀土金属元素氧化物5-15份，优选地包括：氧化铈50-60份，氧化锆30-40份，稀土金属元素氧化物5-10份；所述稀土金属元素选自La、Pr、Y和Nd中的一种或几种；其孔径为10-50nm；其经1050℃10h空气热老化后，比表面积为30-60m²/g g，储氧能力为600-1200μmol[O]/g。

作为另一种优选，所述铈锆复合氧化物由以下方法制得：将稀土金属元素中的一种或几种、元素Ce和元素Zr的硝酸盐或碳酸盐溶液，在有机模板剂存在下，100-180℃水热处理24-48h，过滤，沉淀洗涤、120-150℃烘干、500-600℃焙烧3-5h，即得。

作为进一步优选，所述有机模板剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氧化铵、三嵌段共聚物中的一种。

作为另一种优选，所述助剂选自以下一种或几种的组合：柠檬酸铵、聚乙烯醇PVA、聚乙二醇PEG、正辛醇、丙三醇、硝酸、醋酸、氨水以及碱土金属、过渡金属、稀土中的一种或几种的硝酸盐或醋酸盐。

本发明还提供了上述金属丝软载体基体的尾气净化催化剂的制备方法，包括以下步骤：