[发明专利]一种多级孔Ti-ZSM-5分子筛汽车尾气催化剂的制备方法

说明书

一种多级孔Ti‑ZSM‑5分子筛汽车尾气催化剂的制备方法，本发明涉及汽车尾气催化剂的制备方法。本发明是要解决现有的汽车尾气净化催化剂成本高、耐高温性能低的技术问题。本方法：一、制备钛源溶液；二、制备硅源溶液；三、将钛源溶液滴加到硅源溶液中搅拌，得到混合母液；四、将混合母液加入反应釜中晶化，然后洗涤、干燥，得到前驱体；五、将前驱体焙烧，得到催化剂。该催化剂在550℃以上时NO转化率可达到94～98.5％，CO转化率可达到85.2～88.6％，可处理高温的汽车尾气。

技术领域

本发明涉及汽车尾气催化剂的制备方法，属于汽车尾气处理领域。

背景技术

汽车尾气污染控制可以分为机内和机外两种技术。机内净化主要是提高燃油质量和改善燃料在发动机中的燃烧条件，尽可能减少污染物的生成；机外净化的主要方式是安装催化净化器，对有害气体进行处理是机外尾气净化最有效的的方法，催化剂是净化效果的关键，因此开发使高效的催化剂使控制汽车尾气排放的最佳措施之一。随着催化剂制备技术的改进，氧化与还原两种活性中心共存于同一个催化剂上，最终研制出三元催化剂TWC(three-way catalyst)。其中，催化剂涂层包括γ-Al₂O₃、稀土-过度金属复合氧化物和Pt、Rh及Pd等贵金属活性组分，通过氧化与还原反应，能将发动机排气中的三种污染物(一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx))同时转化成无害的水(H₂0)、二氧化碳(CO₂)和氮气(N₂)，但三元催化剂具有成本高、耐高温性能低的缺点。

发明内容

本发明是要解决现有的汽车尾气净化催化剂成本高、耐高温性能低的技术问题，而提供一种多级孔Ti-ZSM-5分子筛汽车尾气催化剂的制备方法。

本发明的多级孔Ti-ZSM-5分子筛汽车尾气催化剂的制备方法，按以下步骤进行：

一、将钛源加入到异丙醇中溶解，得到钛源溶液；

二、将表面活性剂、水和无机碱按照质量比为1：(100-1650)：(1.8-290)混合均匀，得到混合液，再将硅源加入到混合液中，在温度T1＝70～85℃的条件下搅拌2～2.5h；然后再向混合液中滴加有机模板剂，滴加完毕后，继续在温度为T1的条件下搅拌2～2.5h，得到硅源溶液；

三、将钛源溶液滴加到硅源溶液中，滴加完毕后，在温度T2的条件下继续搅拌4～4.5h，其中T2＝T1+10℃；得到混合母液；

四、将混合母液转移到含聚四氟乙烯衬管的反应釜中，在150～200℃下晶化10～24h；晶化结束后，冷却至室温，离心洗涤至中性，在温度为90-150℃的条件下干燥5-10h，得到前驱体；

五、将前驱体放在炉中，在温度为400～600℃的条件下焙烧5～10h，得到多级孔Ti-ZSM-5分子筛汽车尾气催化剂。

本发明采用一步水热法合成，合成工艺简单，条件温和，无需辅助，晶化时间短，成本低，得到的多级孔Ti-ZSM-5分子筛汽车尾气催化剂是一种形貌均匀分散性良好的椭球核桃片层型的Ti-ZSM-5，并分别存在微孔、介孔等孔道。该多级孔Ti-ZSM-5分子筛的晶体结构属于斜方晶系，钛元素完全代替铝元素，形成了由硅(钛)氧四面体通过氧桥键相连而形成的具有二维十元环孔道结构的材料。Ti-ZSM-5分子筛具有ZSM-5相同的特性：具有良好的热稳定性，稳定的骨架结构、可调变的孔径、较高的比表面、较好的择形性，在择形催化等领域具有广泛的应用价值。经钛元素完全代替铝元素的改性物种Ti-ZSM-5具有优越的氧化还原性质和高储氧能力，与分子筛优良的本质特征充分结合，可在550℃以上时发挥良好的催化作用，NO转化率可达到94～98.5％，CO转化率可达到85.2～88.6％，是一种耐高温催化剂，用于汽车尾气处理过程中，对环境治理工作起到积极的作用。

附图说明