一种应用于前级三元催化器的催化剂的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种应用于前级三元催化器的催化剂，包括载体和活性材料，所述的活性材料由贵金属和助催化剂组成；所述的贵金属为硝酸钯、硝酸铑组成，所述硝酸钯和硝酸铑重量配比为14.3:1；所述的助催化剂为氧化铝、铈锆粉、拟薄水铝石、去离子水、硝酸组成。本发明提供的应用于前级三元催化器的催化剂，针对于三元催化器的前级，对汽车冷启动时产生的尾气具有优秀的净化效果。
【专利说明】-种应用于前级H元催化器的催化剂
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车尾气净化的催化剂领域，尤其是涉及用于汽车H元催化器前级的 催化剂。
【背景技术】
[0002] 汽车尾气的主要污染物是一氧化碳（C0)、碳氨化合物（肥）和氮氧化物，利用安装 在排气系统的H元催化器可W将一氧化碳、碳氨化合物氧化成二氧化碳和水，同时将氮氧 化物还原成无毒的氮气，实现尾气的净化；H元催化器，安装在汽车排气系统中最重要的机 外净化装置，将汽车尾气排出的一氧化碳、碳氨化合物和氮氧化合物经氧化或还原作用完 成净化处理。当高温的汽车尾气通过净化装置时，H元催化器中的H元催化剂增强一氧化 碳、氮气氧化物和碳氨化合物的活性，促进其进行一定的氧化还原的化学反应；但是高温尾 气会降低贵金属的活性。H元催化剂由两部分组成：载体和覆于载体上的活性催化物质； 活性催化物质通常选用贵金属，如笛、把和错的一种或几种，另外添加氧化材料等。
[0003] 目前尾气排放规定严格，尤其是添加对汽车冷启动的排放达标要求的规定（冷启 动）；冷启动时，温度较低，催化剂的转化效率也相对较低，同时，发动机冷启动（发动机空 燃）时，废弃中碳氨化合物或氮氧化合物含量较高；应对于冷启动尾气，目前将H元催化器 分为前级和后级，H元催化器前级部分主要是用于处理冷启动产生尾气，应用于前级H元 催化器和后级H元催化器，因为应对尾气中污染化合物的不同，也会存在需要不同的H元 催化剂。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供的一种用于前级H元催化器尾气处理的催化剂，并针对中等 排量汽车尾气的处理。
[0005] 本发明采用的技术方案如下：
[0006] -种应用于前级H元催化器的催化剂，包括载体和活性材料，所述的活性材料由 贵金属和助催化剂组成；所述的贵金属为硝酸把、硝酸错组成，所述硝酸把和硝酸错重量配 比为14.3:1 ;所述的助催化剂为氧化铅、铺铅粉、拟薄水铅石、去离子水、硝酸组成。
[0007] 进一步优选地，所述的助催化剂氧化铅、铺铅粉、拟薄水铅石、水、硝酸重量配比为 1:0. 4:0. 1:4:0.05。
[0008] 进一步优选地，所述的载体为蜂窝状载体。
[0009] 进一步优选地，所述的蜂窝状载体为600目载体。所述的载体规格为85*74. 5,表 明载体的直径为85mm (毫米），高度为74. 5mm (毫米）。
[0010] 贵金属对C0的氧化都具有很高的活性，Pd对HC (碳氨氧化物）有好高的氧化反 应能力，化控制N〇x (氮氧化合物），其中反应如下：
[001。 1) C0和肥的氧化反应；C0+化一 CA
[001引 2)N0x的还原反应（W NO为例）：
[0013] NO+HC - N2+H2O+CO2 ;N0+C0 - N2+CO2。
[0014] 其中，氧化铺具有H价铺和四价铺氧化物之间转换能力，能够在稀燃和富燃条件 下吸收和释放氧，提高催化剂使用性能；引入Zr元素形成铺铅粉（Ce-Zr，CeZr固溶体）显 著提高氧化铺的热稳定性和氧储存能力。
[0015] 拟薄水铅石，又名一水合氧化铅、假一水软铅石，可W满足氧源和反应混合均匀分 散的要求，提供一种有效充足的氧源。
[0016] 硝酸，为优级纯，100%发烟硝酸。
[0017] 在稀燃阶段，NOx经吸附、氧化和扩散等过程，最后W硝酸盐类的形式存储于材料 中，在富燃阶段，硝酸盐或亚硝酸盐分解，释放出NOx，在肥、C0等还原剂存在下还原为环境 友好的氮气。
[0018] 本申请中，采用硝酸把和硝酸错作为主要的氧化还原剂，同时添加氧化铅等化合 物的助催化剂，汽车冷启动时处于稀燃阶段，氮氧化合物被氧化硝酸盐，形成硝酸根的平 衡，富燃条件下，硝酸盐分解；贵金属把和错催化氮氧化物等化合物；储氧材料氧化铅、铺 铅粉、拟薄水铅石等提高贵金属把和错的氧化能力，单独使用的氧化铅（储氧材料）的储放 氧功能使其负载的化更容易处于氧化态，氧化态的化和Pd催化氮氧化合物还原的活性较 低，铺铅粉的复合储氧材料显著提高化催化还原氮氧化合物的活性；拟薄水铅孔容较大， 有利于大分子化合物向催化剂颗粒内部扩散，高比表面积有利于活性金属的分散，提高催 化剂的反应性能。助催化剂的加入硝酸（纯硝酸），形成催化剂与氧化产物之间的硝酸根的 动态平衡。助催化剂之间的比例也可W形成催化组分之间的动态平衡，储氧材料之间相互 补充，提高助催化剂整体对贵金属辅助能力。酸作为还原剂，浓硝酸平均每分子硝酸得到的 电子数较少，浓硝酸的还原产物主要为二氧化氮等，硝酸可W作为尾气氮氧化合物氧化还 原过程中的中间平衡物。
[0019] 本发明提供的应用于前级H元催化器的催化剂，针对于H元催化器的前级，对汽 车冷启动时产生的尾气具有优秀的净化效果。
【具体实施方式】
[0020] 下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发 明保护的范围。
[0021] 实施例1应用于前级H元催化器的催化剂
[0022] 应用于前级H元催化器的催化剂，包括载体和活性材料；活性材料由贵金属和助 催化剂组成；贵金属为硝酸把和硝酸错组成，硝酸把和硝酸错的重量配比为；14. 3:1 ;
[0023] 助催化剂由氧化铅、铺铅粉、拟薄水铅石、去离子水、硝酸组成；其中，氧化铅、铺铅 粉、拟薄水铅石、去离子水和硝酸的重量配比为；1:〇. 4:0. 1:4:0.05 ;其中，助催化剂和贵 金属的重量比例为：（1?3) : (2?0. 1)。采用的硝酸为纯硝酸（发烟硝酸），如默克公司 (Merck公司）的发烟硝酸。
[0024] 催化剂制作过程如下：首先将助催化剂的料浆涂覆于载体上，并于40(TC?60(TC 温度下赔烧1?5小时，完成第一步涂覆的制备；随后，将贵金属的硝酸错和硝酸把的料浆 涂覆于上述完成第一步涂覆的载体上，在40(TC?60(TC赔烧1?5小时，完成最终制备。
[0025] 实施例2应用于前级H元催化器的催化剂
[0026] 应用于前级H元催化器的催化剂，包括载体和活性材料；活性材料由贵金属和助 催化剂组成；贵金属为硝酸把和硝酸错组成，硝酸把和硝酸错的重量配比为；14. 3:1 ;助催 化剂由氧化铅、铺铅粉、拟薄水铅石、去离子水、硝酸组成；其中，氧化铅、铺铅粉、拟薄水铅 石、去离子水和硝酸的重量配比为；1:〇. 4:0. 1:4:0. 05。
[0027] 催化剂制作过程如下：后级H元催化剂进行制备时，选用本领域常规选用的制备 方法；首先将助催化剂的料浆涂覆于载体上，并于40(TC?60(TC温度下赔烧1?5小时，完 成第一步涂覆的制备；随后，将贵金属的硝酸错和硝酸把的料浆涂覆于上述完成第一步涂 覆的载体上，在40(TC?60(TC赔烧1?5小时，完成最终制备；载体采用蜂窝状载体，蜂窝 状载体的目数为600目，载体规格为85*74. 5。
[0028] 将实施例1和实施例2中所得到的催化剂样品应用于华泰汽车公司的整车排放测 试，整车排放测试按照ECE和抓DC循环进行，测试车辆发动机排量为1.化，尤其是冷启动阶 段；排放测试结果如表1所示。
[0029] 表 1 :
[0030]
【权利要求】
1. 一种应用于前级三元催化器的催化剂，包括载体和活性材料，其特征是：所述的活 性材料由贵金属和助催化剂组成；所述的贵金属为硝酸钯、硝酸铑组成，所述硝酸钯和硝酸 铑重量配比为14.3:1 ;所述的助催化剂为氧化铝、铈锆粉、拟薄水铝石、去离子水、硝酸组 成。
2. 如权利要求1所述的一种应用于前级三元催化器的催化剂，其特征是：所述的助催 化剂氧化铝、铈锆粉、拟薄水铝石、水、硝酸重量配比为1:0. 4:0. 1:4:0. 05。
3. 如权利要求1或2所述的一种应用于前级三元催化器的催化剂，其特征是：所述的 载体为蜂窝状载体。
4. 如权利要求3所述的一种应用于前级三元催化器的催化剂，其特征是：所述的蜂窝 状载体为600目载体。
5. 如权利要求4所述的一种应用于前级三元催化器的催化剂，其特征是：所述的载体 规格为85*74. 5。
【文档编号】B01D53/94GK104437487SQ201410604351
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】寇超, 雷鹏辉, 朱晟斌, 傅伟辉, 郎开强, 汪方毅, 潘金金, 郑璐, 万晓燕 申请人:金华欧仑催化科技有限公司