[发明专利]一种抗高温水热老化的高分散性贵金属氧化催化剂及其制备

说明书

本发明公开了一种抗高温水热老化的高分散性贵金属氧化催化剂及其制备。催化剂材料为γ‑氧化铝或经过改性的γ‑氧化铝与二氧化铈/改性的二氧化铈，活性组分含贵金属Pt和Pd，采用等体积浸渍法，将贵金属浸渍到γ‑氧化铝材料中，总担载量在0.5～3.5wt％，然后与二氧化铈材料混合，经过650～850℃并含10vol％的H₂O焙烧，制得所需要的催化剂。应用于汽车尾气催化剂，包含柴油，天然气，含双燃料、汽油机以及摩托车等尾气，同时也应用于非道路工程机械尾气、工业用有机可溶性气体等废气的后处理，本发明通过提高高温水热老化条件下催化剂的贵金属分散度，维持纳米贵金属粒子的对废气的催化性，在高温水热老化条件长时间运行下贵金属粒子基本不发生团聚烧结。

技术领域

本发明属于催化剂研究制备技术领域，尤其属于机动车尾气、非道路移动机械、船舶尾气等后处理催化剂研究制备技术领域，特别涉及一种具有良好抗高温水热老化的高分散性贵金属氧化催化剂。

背景技术

随着汽车成为主要的交通运输工具，以及大量的非道路用机车，比如农机，工程机械等，还有远洋船舶运输，化石燃料的燃烧成为主要的能量来源，不可避免的排放大量的污染气体，大量柴油，汽油，以及天然气的燃烧，产生大量的非甲烷碳氢化合物，碳氢化合物，氮氧化合物以及一氧化碳，在化工行业，例如制药、造纸、油漆等行业，排放大量的烯烃类，苯或类苯、醛及其衍生物等，对环境及人体健康造成极大的威胁，因此对排放的污染物进行净化，形势显得越来越紧迫。

目前对汽车排放的尾气净化，主要是通过提高内燃机燃烧效率，使燃料充分的燃烧，另一方面是通过机外净化，即所谓的后处理系统，使尾气在催化剂的作用下，发生催化氧化反应，形成无污染的N₂，CO₂和H₂O。但是在实际应用过程中，发现发动机燃烧会排放大量的热，在较高温度下(通常＞650℃)长时间运行后，催化剂会失活，从而造成尾气没有经过净化或者净化不充分，直接排放到大气中，而污染环境。造成催化剂失活的一个主要原因，则是催化剂长时间在较高温度下，导致贵金属发生严重的团聚，从而失去催化作用；在化工行业，排放的有机可溶性气体，也存在转化效率不高的问题，而在催化材料中添加一定量的贵金属，将会极大地提高低温活性及其转化效率。因此，需要急需开发一种在服役周期内，在经过长时间高温环境条件下，仍具有较高活性的催化剂，以最终实现净化尾气的目的。

发明内容

本发明根据现有技术的不足，结合目前催化剂存在的高温失活，贵金属发生严重的团聚烧结问题，公开了一种抗高温水热老化的高分散性贵金属氧化催化剂及其制备工艺。

本发明要解决的问题是提供一种经过高温水热老化后，贵金属仍具有高的分散度，保持对尾气，包含非甲烷碳氢化合物，碳氢化合物，一氧化氮和一氧化碳及有机可溶性废气仍具有优良的催化氧化能力。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明首先提供了一种抗高温水热老化的高分散性贵金属氧化催化剂制备工艺，其特征在于：

所述催化剂材料主成分为经过改性的γ-氧化铝和二氧化铈的混合物，活性组分为贵金属Pt和/或Pd，其担载量为0.5wt％～3.5wt％。贵金属单质Pt和Pd的摩尔比例范围：x:y，x表示Pt摩尔含量范围：1～10；y表示Pd摩尔含量范围：0～1；

其制备方法包括：通过等体积浸渍方式，将活性组分浸渍到经过改性的γ-氧化铝上面，经过低温干燥之后，再与二氧化铈混合，最后经过焙烧，制备而成所需要的催化剂。

所述催化材料为经过改性的γ-氧化铝和二氧化铈的高铈混合物，其成分二氧化铈含量要求：10wt％～30wt％，相应的γ-氧化铝含量要求：70wt％～90wt％。