[发明专利]汽车三元催化转化器

说明书

技术领域

本发明属于汽车尾气处理领域，特别涉及一种汽车三元催化转化器。

背景技术

汽车尾气中含有许多有害物质，主要包括碳氢化合物和氮氧化合物，减少汽车尾气中有害物质的排放，是人类必须解决的重要课题。目前，控制汽车尾气污染的最有效途径是利用转化装置将其中有害成分转化为无害气体，目前最常用的转化器是三元转化器。三元转化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气，使汽车尾气得以净化。

汽车催化器的催化剂涂层通常由具有高比表面积的稀土复合氧化物材料(如γ-Al₂O₃和CeO₂等)和负载在氧化物表面的贵金属活性组分(常为Pt(铂)、Pd(钯)、Rh(铑)中的一种或几种)组成。目前的三元催化剂通常都采用Pd-Rh贵金属作为活性组分，将Pd与铈锆复合氧化物、改性Al₂O₃混合得到Pd浆料，将Rh与铈锆复合氧化物、改性Al₂O₃混合得到Rh浆料，将Pd浆料和Rh浆料搅拌混合形成催化剂浆料，涂覆在陶瓷蜂窝载体上，干燥焙烧，得到汽车三元催化器。

但现有车辆NOx比较难以转化，排放量高，目前的三元催化器不能有效针对NOx转化，NOx转化效率低，不能符合国家规定要求的汽车排放高标准。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术存在的缺陷和不足，提供了一种汽车三元催化转化器，本发明汽车三元催化转化器的涂层结构能够提升催化器的抗高温老化能力，降低因贵金属之间形成合金而使活性剂失效的概率，且有利于NOx的优先吸附转化，提高NOx的转化效率，降低NOx排放。

本发明的目的之一是提供了一种新型汽车三元催化转化器，包括蜂窝状陶瓷载体和涂覆在载体上的催化剂，其特征在于所述三元催化转化器具有双层结构，内层为Pd层催化器，外层为涂覆在Pd层催化器上的Rh催化层，所述Pd层催化器包括蜂窝状陶瓷载体和涂覆在载体上的Pd催化层组成。

优选的，所述蜂窝状陶瓷载体上Pd催化剂的涂覆量为100g/L～150g/L。

优选的，所述外层Rh催化层的涂覆量为80g/L～120g/L，外层的Rh层有利于NOx的优先吸附转化，提高NOx的转化效率，降低NOx排放。

本发明的目的之二是提供上述汽车三元催化转化器的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)将铈锆复合氧化物、改性Al₂O₃、分子筛和去离子水混合，加入Pd，搅拌1～5h；加入粘合剂，继续搅拌0.5h～3h，加水球磨调节固含量后形成Pd催化剂浆料；

2)将步骤1)中的Pd催化剂浆料涂覆在蜂窝状陶瓷载体上，在120℃干燥3～10h，在500℃～600℃焙烧1～5小时，得到Pd层催化剂；

3)将铈锆复合氧化物、改性Al₂O₃、分子筛和去离子水混合，加入Rh，搅拌1～5h；加入粘合剂，继续搅拌0.5h～3h，加水球磨调节固含量后形成Rh催化剂浆料；

4)将步骤3)中的Rh催化剂浆料涂覆在步骤2)中的Pd层催化器上，在120℃干燥3～10h，在500℃～600℃焙烧1～5小时，得到Pd-Rh汽车三元催化器。

优选的，步骤1)中所述的铈锆复合氧化物、改性Al₂O₃、分子筛的重量比例为1:3:0.1～3:1:1。

优选的，步骤1)中所述的粘合剂为，所述的粘合剂占Pd催化剂浆料重量的1～5％

优选的，步骤2)中所述的铈锆复合氧化物、改性Al₂O₃、分子筛的重量比例为1:3:0.1～3:1:1。

优选的，步骤1)、步骤3)中所述的改性Al₂O₃为碱改性处理的γ-Al₂O₃，通过碱性处理的γ-Al₂O₃增大了载体的孔道，增加Pd、Rh活性催化组分的负载量，提高Pd、Rh活性催化组分的分散性和稳定性。

优选的，步骤1)、步骤3)中所述的分子筛为Beta分子筛，增加Pd、Rh活性催化组分的负载量，防止Pd、Rh之间形成合金，影响催化剂的催化活性。