[发明专利]一种改性γ‑氧化铝粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车尾气净化领域，尤其涉及一种改性γ-氧化铝粉及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展，我国各大城市的汽车保有量与日俱增，给人们的日常生活带来方便，极大地促进了经济的发展。然而，汽车尾气中所含的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物对大气环境的污染越来越严重，给人们的身体健康带来的危害也日益突现，在许多人口密度大的城市，汽车尾气已经成为主要的污染源。

对于汽油车来说，三元催化是目前处理汽车尾气的主流技术。三元催化器的工作原理是：当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、碳氢化合物和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；碳氢化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。前提是还有氧气可用，空燃比要合理。

对于整个催化剂来说，贵金属和储氧材料是主要的活性成分，这些活性组分在整个催化器中的分散性将直接影响到催化效果和制造成本。而负载这些活性组分的载体便是本发明所涉及的介孔γ-氧化铝粉。作为汽车为净化用的介孔γ-氧化铝粉必须具备优良抗老化性能，确保在汽车运行过程中其介孔结构不发生坍塌，从而使活性组分能和有害气体有效接触，起到净化效果。故而，从某种意义上讲介孔γ-氧化铝粉能负载性能直接决定催化器的净化效果。

因此，针对上述问题，本发明就提供一种新的采用稀土氧化物改性的γ-氧化铝粉及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性γ-氧化铝粉及其制备方法，以解决现有技术中催化剂载体易老化的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种改性γ-氧化铝粉，按照质量百分含量计包括：γ-氧化铝：85-100％；稀土元素的氧化物：0-15％，其中稀土元素选自铈、镧、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥以及钇和钪的一种。

进一步地，按照质量百分含量计所述改性γ-氧化铝粉包括

γ-氧化铝：90-97％；稀土元素的氧化物：3-10％，其中稀土元素选自铈、镧、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥以及钇和钪的一种。

进一步地，按照质量百分含量计所述γ-氧化铝粉包括

γ-氧化铝：95％；稀土元素的氧化物：5％，其中稀土元素选自铈、镧、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥以及钇和钪的一种。

本发明的目的可以是通过以下技术方案实现的：

一种根据上述技术方案改性的γ-氧化铝粉的制备方法，包括步骤：配制铝酸盐溶液：将铝酸盐溶于水中，控制溶液中Al2O3浓度为10-60g/L，pH＞12；向配制好的铝酸盐溶液中通入CO2，气体流量控制0.02-10L/min，直至溶液pH为9-9.5；陈化2-5h，经过滤、洗涤，得到前驱体滤饼；稀土负载：将前驱体滤饼加水化浆，得到含量为10-20wt％Al2O3的料浆；配制含量为20-25wt％稀土元素氧化物的溶胶，将其逐步加入至料浆中，搅拌，调节pH值大于9.5；将得到的料浆过滤、煅烧，粉碎得到由稀土氧化物改性的改性γ-氧化铝粉。

进一步地，所述铝酸盐为铝酸钠、铝酸钾、偏铝酸钠或偏铝酸钾中一种。

进一步地，配制铝酸盐溶液时若pH＜12，采用氢氧化钠调节。

进一步地，将稀土元素氧化物负载至料浆的过程中采用氨水或有机碱调节pH值。

进一步地，煅烧料浆的温度为500-700℃。

进一步地，煅烧料浆的过程中采用的煅烧炉为隧道炉、梭式炉或马弗炉。

进一步地，粉碎料浆的过程采用万能粉碎机、气流粉碎机或球磨粉碎机。

所述CO2气体为纯度99％的工业气体。

所述稀土元素的溶胶为稀土溶胶包含稀土氢氧化物溶胶、稀土碳酸盐溶胶、有机物溶胶。

所述陈化包括动态陈化和静态陈化。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：

(1)采用铝酸盐溶液和CO2气体反应，制备γ-氧化铝前驱体，所需原材料来源广，生产工艺、设备简单，生产过程不产生氨氮等污染物质；

(2)通过添加稀土溶胶，使稀土元素均匀分散在γ-氧化铝前驱体中，能提高γ-氧化铝粉体的微观结构稳定性。