[发明专利]一种提高催化剂耐久性能的制备方法及其制备的催化剂

说明书

本发明公开了一种提高三效催化剂的耐久性能的制备方法及其制备的催化剂。贵金属至少包括Pd，助剂至少包括Ba，并将Ba盐与Pd盐溶液混合，通过共浸渍同时负载于载体材料制成；其中，助剂Ba盐在载体材料上的重量百分比含量以氧化钡计大于零、小于5％；贵金属在载体材料上的重量百分比含量以单质计不大于3％；贵金属Pd和助剂Ba负载于载体材料的添加方式为等水孔体积浸渍，并通过干燥焙烧后得到催化剂粉料。本发明通过采用贵金属Pd和助剂Ba的共浸渍的方法，使得焙烧过程中助剂Ba能够热固定于贵金属颗粒之间；贵金属分散度的提高、活性物质的增多以及贵金属自聚集现象的抑制使得催化剂的性能特别是催化剂耐久性能增强。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，尤其属于汽车尾气净化催化剂的制备技术领域，特别涉及一种用于汽车尾气净化催化剂制备技术中提高催化剂耐久性能的制备方法及其制备的催化剂。

背景技术

随着汽车工业的发展以及环保法规的日益严格，汽车尾气排放所造成的环境污染受到了人们的广泛关注。汽油车尾气中的污染物主要含有一氧化碳(CO)，氮氧化合物(NO_x)和碳氢化合物(HC)，安装催化净化器是进行汽车尾气污染防治最有效的方法之一。目前最常用的催化净化器是三效催化剂，在空燃比控制的条件下，它能同时净化尾气中的CO、NO_x和HC等有毒有害物质。

三效催化剂主要由载体、助剂以及活性组分构成。其中，三效催化剂中常用的活性组分为贵金属Pt、Pd和Rh。在运行的发动机中，废气的温度可达到1000℃，高温会造成贵金属的自聚集，导致能够与废气接触的贵金属比例降低，进而体现在催化剂活性下降；同时由于贵金属资源缺乏并且价格昂贵，所以三效催化剂的研究主要集中在不降低催化剂活性的前提下尽可能的降低贵金属的用量，这就使得如何将贵金属利用最大化、如何抑制贵金属的高温聚集成为研究重点及难点。为了进一步提高催化剂的性能和抑制贵金属的高温自聚集，三效催化剂中还会添加各种各样的助剂以及稳定剂，比如稀土氧化物，例如包括氧化铈、氧化镧、氧化钕、氧化镨、氧化钇或其组合，另外助剂或稳定剂也可以是碱土氧化物或过度元素，例如包括氧化钡、氧化镁、氧化钙、铁、钴及其组合。

中国专利CN02125000.6中通过在贵金属溶液中加入稳定剂或者螯合剂同时用氨水增加溶液的pH值为3—5，使得贵金属利用率提高，金属粒子小，分散度提高。该专利主要采用的是贵金属后浸渍，将陶瓷载体浸入贵金属溶液后干燥焙烧得到催化剂，存在游离贵金属进入到陶瓷载体孔道的现象，贵金属利用率降低，性能下降。

中国专利CN20141007295.2将金属氧化物加入到贵金属前驱体盐和柠檬酸盐的混合溶液中，搅拌下加入碳酰二胺水溶液，继续搅拌后得悬浮液，采用固液分离后干燥焙烧得到贵金属高分散的负载型催化剂。该专利中通过沉积-沉淀法制备负载型贵金属催化剂；从文章实施例看，加入碳酰二胺后溶液pH控制在5以下，此情况下存在游离的贵金属未与金属氧化物结合，导致贵金属利用率降低。

专利CN201410252757.X通过超声波作用以及微波辐射处理得到贵金属催化剂，使得贵金属在载体上分散均匀，金属粒径小。但是制备过程中涉及超声处理以及微波辐射，不利于工业放大并且生产成本较高。

专利CN201510523697.5通过掺杂稀土元素镧改性载体氧化铈，从而增强贵金属Ir在载体上分散，同时抑制贵金属的高温烧结。该专利主要通过改性载体材料实现。

专利CN2016100573332.2中涉及到一种用于双氧水合成的高分散颗粒催化剂。通过使用AlPO系列、SAPO系列及硅锌酸盐分子筛，磷酸盐和氧化物的复合载体负载贵金属Pt，Pd，利用复合载体的微孔-介孔复合的多级孔结构来提高贵金属的分散度；该专利主要也是通过改变载体材料实现。