本发明属于摩托车催化剂
技术领域：
，涉及一种摩托车催化剂及其制备方法和制备催化器方法。
背景技术：
：我国的摩托车业，在经历了快速发展和无序竞争后，现已进入稳步和成熟的发展阶段。在部分中小城市中摩托车出行仍占较大比重，重庆被称为中国的"摩托之都"，城市当中的摩托车数量超过百万之众。摩托车自身具有灵活性的特点，节约道路空间，易于停车的特点，同时价格适中，比较适合中低收入家庭的消费。但在公共交通大力发展的时代，摩托车对空气的严重污染带来的影响不容小觑。随着经济的发展，环境污染成为目前面临的全球性问题，环境污染很大一部分来自于空气污染，而空气污染源中，机动车辆排放的废气污染占有比较大的比例。因此，降低废气污染物排放量已经成为日益关注的话题。国家环境保护总局和质量监督总局对摩托车污染物排放限值及测量方法的标准做了新的编制，对废气污染物的排放做了更加严格的要求.这就要求厂家花更多的精力和财力来对摩托车减排措施进行改进，以达到国家法律的规定。随着排放法规升级，已经实施的摩托车国四标准其排放限值和耐久里程要求进一步提高，其中，两轮摩托车的thc、co、nox排放限值较国三标准分别加严了48％、43％，53％以上，耐久性国三要求为12000公里(50≤排量＜150ml)，国四要求耐久里程为20000公里(50≤排量＜150ml)。原有的国三催化器技术已不能满足国四排放限值和耐久性要求。现有技术，如cn201610006373，一种用于摩托车尾气处理的催化转化器及其制备方法，其方法比较复杂，且使用氨水，对环境不友好；cn201710877312一种新型摩托车触媒及其制作方法，其中使用钒，有一定的毒性等等；如cn101700497b，一种摩托车金属蜂窝载体三元催化剂及制备方法，其制备方法不仅复杂，而且只能满足国三的排放标准。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备方法简单，有良好催化性能摩托车催化剂及其制备方法，更提供一种满足国四排放标准的摩托车催化器。为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：1.一种摩托车催化剂，所述催化剂包括形成在载体基底上的第一层和形成在所述第一层上的第二层；按质量百分数计，其中所述第一层包括25％～35％la-al2o3；50％～60％的铈锆固溶体；1％～15％的m(no3)x，m选自ba、y、ce、la、pr、nd中的一种或几种，0.5％～1％硝酸铂，3％～8％粘合剂；所述第二层包括50％～60％la-al2o3；30％～35％铈锆固溶体；1％～15％m(no3)x，m选自ba、y、ce、la、pr、nd中的一种或几种，0.5％～1％硝酸铂，0.65％～0.8％硝酸铑，3％～8％粘合剂。进一步，第一层中硝酸铂占硝酸铂总量的40-80％。进一步，第一层中硝酸铂占硝酸铂总量的45-70％。进一步，所述催化剂中贵金属的上载量为35～50g/ft3。进一步，所述催化剂中贵金属按质量比计pt：pd：rh＝3～15:0:1。2.以上任一项所述摩托车催化剂的制备方法，包括以下制备步骤，a、第一层浆料：去离子水中搅拌m(no3)x，再加入la-al2o3和铈锆固溶体，搅拌10-30分钟，加入硝酸铂，调节ph值3～5，搅拌60分钟以上，陈化12h以上，加入粘合剂，搅拌60分钟以上；b、第二层浆料：去离子水中搅拌m(no3)x，再加入la-al2o3和铈锆固溶体，搅拌10-30分钟，加入硝酸铂和硝酸铑，调节ph值3～5，搅拌60分钟以上，陈化12h以上，加入粘合剂，搅拌60分钟以上。3.以上任一项所述摩托车催化剂制备催化器的方法，包括以下制备步骤，a、使用涂覆机将第一层浆料涂覆于载体上，使用烘箱干燥，干燥完成后，进行高温焙烧；b、使用涂覆机将第二层浆料涂覆于第一层上，使用烘箱干燥，干燥完成后，进行高温焙烧。进一步，其特征在于，第一层浆料涂覆载量为60-85g/l。进一步，第二层浆料涂覆载量为60～75g/l。进一步，干燥温度80±10℃，干燥时间为1-2小时。进一步，所述高温焙烧为300℃保持1～1.5h，500～600℃保持2～3h。本发明的有益效果在于：本发明通过双涂层方案，可以提高催化器的选择性，通过调变外层涂层中铂/铑的比例，有针对性的去除污染物中的co和nox；铂位于内层涂层中，可以有效的提升催化器的抗老化性。外层涂层中的铂可以有效提升催化器的低温活性，有效降低冷启动阶段的污染物排放；进一步通过调配内层涂层和外涂层中铂的相对含量，外层铂相对含量较高时，对co的转化效率较好，外层铂相对含量较低时，主要针对nox，同时催化剂的抗老化性更佳。不同贵金属在la-al2o3和铈锆固溶体上其吸附负载能力不同，所以要针对性的分配材料，本发明中第一层和第二层的la-al2o3和铈锆固溶体分别根据所需性能进行试验调试所得。本发明的摩托车催化剂及其所制备的催化器总体成本低，工艺简单，所制备的催化器按照gb14622-2016标准进行i型排放试验，其co、thc和nox排放值均能够满足国四排放要求，且满足排放限值的70％以下。具体实施方式下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。实施例11.制作浆料a.制作内层浆料：在容器内加入100g去离子水，搅拌，加入硝酸铈7.6g(氧化铈按硝酸铈质量的39％计算，下同)，硝酸镧5.4g(氧化铈按37％计，下同)，搅拌15分钟，加入28.0gla-al2o3和60.0g铈锆固溶体一(其中：氧化铈40％，氧化锆50％，氧化镧5％，氧化镨5％)，搅拌15分钟，加入0.9248g硝酸铂(占催化剂中硝酸铂总量的55％)，调节ph值3.5，搅拌60分钟，陈化12h，加入6.0g粘合剂，搅拌60分钟；所述粘合剂为拟薄水铝石(下同)；b.制作外层浆料：在容器内加入100g去离子水，搅拌，加入硝酸铈7.6g，硝酸镧5.4g，搅拌15分钟，加入53gla-al2o3和32g铈锆固溶体二(其中：氧化铈20％，氧化锆70％，氧化镧4％，氧化钕6％)，搅拌15分钟，加入0.3363g硝酸铑，加入0.7567g硝酸铂(占催化剂中硝酸铂总量45％)，调节ph值4，搅拌60分钟，陈化12h；加入7.0g粘合剂，搅拌60分钟；内层是指涂覆形成在载体基底上的第一层，外层是指涂覆形成在所述第一层上的第二层，以下同。铈锆固溶体中铈锆比例为1:1.25-3.5均可，实施例为了均一单独比较贵金属含量，都采用了同样的铈锆固溶体。2.催化器制作a.内层涂层涂覆：使用涂覆机将内层浆料涂覆与载体上，上载量为70g/l；使用烘箱干燥，干燥温度90℃，干燥时间2h；干燥后进行高温焙烧；焙烧温度和时间：300℃保持1～1.5h，500～600℃保持2～3h。b.外层涂层涂覆：使用涂覆机将外层浆料涂覆与载体上，上载量为70g/l；使用烘箱干燥，干燥温度90℃，干燥时间2h；干燥后进行高温焙烧；焙烧温度和时间：300℃保持1～1.5h，500～600℃保持2～3h。3.催化器贵金属含量为40g/ft3，贵金属质量分数比例为pt：pd：rh＝5:0:1。通常行业内惯用的比例顺序是pt：pd：rh。g/ft3是指贵金属的上载量(pmloading)，这个单位是沿用的国外催化剂的表述习惯。ft3作为体积针对的催化剂(器)的有效体积。一般来说，如圆柱形蜂窝陶瓷载体催化剂，就是代表的陶瓷圆柱体的体积；而金属载体催化剂一般指的是fe-cr-al内芯的有效体积，一般不包括端口或者中空部分。实施例21.制作浆料a.制作内层浆料：在容器内加入100g去离子水，搅拌，加入硝酸铈10.2g，硝酸镧8.0g，搅拌15分钟，加入33gla-al2o3和54g铈锆固溶体一，搅拌15分钟，加入1.1216g硝酸铂(66.7％)，调节ph值3.5，搅拌60分钟，陈化12h，加入6.0g粘合剂，搅拌60分钟；b.制作外层浆料：在容器内加入100g去离子水，搅拌，加入硝酸铈7.6g，硝酸镧5.4g，搅拌15分钟，加入52gla-al2o3和33g铈锆固溶体二，搅拌15分钟，加入0.3922g硝酸铑，加入0.5599g硝酸铂(33.3％)，调节ph值4，搅拌60分钟，陈化12h，加入6g粘合剂，搅拌60分钟。2.催化器制作a.2.1内层涂层涂覆：使用涂覆机将内层浆料涂覆与载体上，上载量为70g/l；使用烘箱干燥，干燥温度90℃，干燥时间2h；干燥后进行高温焙烧；焙烧温度和时间：300℃保持1～1.5h，500～600℃保持2～3h。b.2.2外层涂层涂覆：使用涂覆机将外层浆料涂覆与载体上，上载量为60g/l；使用烘箱干燥，干燥温度90℃，干燥时间2h；干燥后进行高温焙烧；焙烧温度和时间：300℃保持1～1.5h，500～600℃保持2～3h。3.催化器贵金属含量为40g/ft3，贵金属配比为pt：pd：rh＝5:0:1。实施例31.制作浆料a.制作内层浆料：在容器内加入100g去离子水，搅拌，加入硝酸钡8.3g(氧化钡按60％计，下同)，硝酸钇10.1g(氧化钇按29.5％计，下同)，搅拌15分钟，加入28gla-al2o3(镧改性氧化铝)和57g铈锆固溶体一，搅拌15分钟，加入0.7567g硝酸铂(45％)，调节ph值3.5，搅拌60分钟，陈化12h，加入6.0g粘合剂，搅拌60分钟；b.制作外层浆料：在容器内加入100g去离子水，搅拌，加入硝酸钡6.6g，硝酸钇2.0g，搅拌15分钟，加入57gla-al2o3和33g铈锆固溶体二，搅拌15分钟，加入0.3363g硝酸铑，加入0.9248g硝酸铂(55％)，调节ph值4，搅拌60分钟，陈化12h；加入6g粘合剂，搅拌60分钟；2.催化器制作a.内层涂层涂覆：使用涂覆机将内层浆料涂覆与载体上，上载量为80g/l；使用烘箱干燥，干燥温度90℃，干燥时间2h；干燥后进行高温焙烧；焙烧温度和时间：300℃保持1～1.5h，500～600℃保持2～3h。b.外层涂层涂覆：使用涂覆机将外层浆料涂覆与载体上，上载量为70g/l；使用烘箱干燥，干燥温度90℃，干燥时间2h；干燥后进行高温焙烧；焙烧温度和时间：300℃保持1～1.5h，500～600℃保持2～3h。3.催化器贵金属含量为40g/ft3，贵金属配比为pt：pd：rh＝5:0:1。对比例11.制作浆料a、制作内层浆料：在容器内加入100g去离子水，搅拌，加入硝酸铈10.2g，硝酸镧8.0g，搅拌15分钟，加入33gla-al2o3和54g铈锆固溶体一，搅拌15分钟，加入1.6815g硝酸铂，调节ph值3.5，搅拌60分钟，陈化12h，加入6.0g粘合剂，搅拌60分钟；b、制作外层浆料：在容器内加入100g去离子水，搅拌，加入硝酸铈7.6g，硝酸镧5.4g，搅拌15分钟，加入52gla-al2o3和33g铈锆固溶体二，搅拌15分钟，加入0.3363g硝酸铑，调节ph值4，搅拌60分钟，陈化12h，加入6g粘合剂，搅拌60分钟；(和实施例2添加量不同，无硝酸铂)2.催化器制作a、内层涂层涂覆：使用涂覆机将内层浆料涂覆与载体上，上载量为70g/l；使用烘箱干燥，干燥温度90℃，干燥时间2h；干燥后进行高温焙烧；焙烧温度和时间：300℃保持1～1.5h，500～600℃保持2～3h。b、外层涂层涂覆：使用涂覆机将外层浆料涂覆与载体上，上载量为70g/l；使用烘箱干燥，干燥温度90℃，干燥时间2h；干燥后进行高温焙烧；焙烧温度和时间：300℃保持1～1.5h，500～600℃保持2～3h。对比例21.制作浆料在容器内加入100g去离子水，搅拌，加入硝酸铈7.6g，硝酸镧5.3g，搅拌15分钟，加入47gla-al2o3和47g铈锆固溶体一，搅拌15分钟，加入1.6815g硝酸铂，加入0.3363g硝酸铑，调节ph值3.5，搅拌60分钟，陈化12h，加入6.0g粘合剂，搅拌60分钟；2.催化器制作涂层涂覆：使用涂覆机将内层浆料涂覆与载体上，上载量为70g/l；使用烘箱干燥，干燥温度90℃，干燥时间2h；干燥后进行高温焙烧；焙烧温度和时间：300℃保持1～1.5h，500～600℃保持2～3h。实施例4结果与比较将样品封装在zs125-23t车上，按照gb14622-2016标准进行i型排放试验，试验结果如表1所示：表1各实施例排放试验结果cothcnox排放限值114038070实施例140310119实施例239910413实施例351211217对比例175313733对比例2102214972各实施例催化器的co、thc和nox排放值均能够满足国四排放要求，且满足排放限值的70％以下。将实施例1/2/3和对比例1催化剂按标准在底盘测功机上进行10000km老化，再进行i型排放试验，结果表2所示：表2催化剂10000km老化后i型排放试验结果cothcnox排放限值114038070实施例149310637实施例246510922实施例360312734对比例1118316959排放结果各项指标值都远低于国四限值，并且体现出良好的抗老化性。可以根据车辆原排状况，在总配方贵金属pt：pd：rh＝3～15:0:1下，通过调节内外层中铂/铑贵金属的比例，有针对性的去除污染物中co和nox。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。当前第1页12