汽油机尾气净化催化剂及其制备方法技术

技术编号：42677591 阅读：3 留言：0更新日期：2024-09-10 12:29

本申请涉及一种汽油机尾气净化催化剂，所述汽油机尾气净化催化剂包括：载体；设置在所述载体上的储氧催化层，所述储氧催化层的材料包括贵金属、Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、过渡金属化合物，其中，所述贵金属包括Pt，并且还包括Pd、Rh中的至少一种，所述过渡金属化合物包括TiO<subgt;2</subgt;和MoS<subgt;2</subgt;。本申请提供的汽油机尾气净化催化剂，通过使贵金属负载到Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、TiO<subgt;2</subgt;、MoS<subgt;2</subgt;形成的复合物上，利用贵金属离子与TiO<subgt;2</subgt;、MoS<subgt;2</subgt;的表面结合能较低，使贵金属离子在储氧催化层上的有效锚定和附着，可有效增加所述汽油机尾气净化催化剂的耐高温性能；利用钼具有优异的升温还原性能，可有效增加所述汽油机尾气净化催化剂的催化活性和催化效率。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及环保领域，尤其涉及汽车尾气净化。

技术介绍

1、随着汽车工业的飞速发展，汽车尾气排放已然成为危害人类健康和环境安全的不良因素，研发净化技术降低汽车尾气中的有害气体如co、hc、nox等的排放已经收到了广泛关注；目前，催化这些有害气体转化的催化剂活性组分主要为贵金属如钌、铑、钯等，但是贵金属如钯的价格持续走高，催化剂的成本也越来越高，因此，采用较低成本的金属铂取代钯已经有了研究，但是，对于现有的铂基尾气净化催化剂，存在铂在高温下烧结容易挥发，耐高温性能低的问题，限制了其在催化剂中的多量替代使用；另外，目前的催化剂催化活性和催化效率仍然较低。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种汽油机尾气净化催化剂及其制备方法，以解决铂基尾气净化催化剂耐高温性能低、催化活性和催化效率较低的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种汽油机尾气净化催化剂，所述汽油机尾气净化催化剂包括：

3、载体；

4、设置在所述载体上的储氧催化层，所述储氧催化层的材料包括贵金属、al2o3、过渡金属化合物，

5、其中，所述贵金属包括pt，并且还包括pd、rh中的至少一种，

6、所述过渡金属化合物包括tio2和mos2。

7、在本申请的一些实施例中，所述储氧催化层中，al2o3、tio2、mos2的质量比为5～10:2～7:1。

8、在本申请的一些实施例中，所述储氧催化层中，tio2以粒径为5～30nm的纳米颗粒形式存在；和/或，

9、所述tio2为锐钛矿型tio2；和/或，

10、所述储氧催化层中，mos2以粒径为100～500nm的纳米颗粒形式存在。

11、在本申请的一些实施例中，所述贵金属在所述储氧催化层中的载量为25～45g/ft3。

12、在本申请的一些实施例中，所述储氧催化层中，al2o3以粒径为100～500nm的纳米颗粒形式存在；和/或，

13、所述al2o3为掺杂al2o3，所述掺杂al2o3为经zr、y、sb、碱金属、碱土金属中的至少一种元素掺杂的al2o3。

14、第二方面，本申请实施例提供一种汽油机尾气净化催化剂的制备方法，所述汽油机尾气净化催化剂的制备方法包括如下步骤：

15、提供al2o3，将第一贵金属前驱体、al2o3、过渡金属化合物混合后在第一温度下焙烧第一时间，随后与水一同球磨得到浆料；

16、提供载体，将所述浆料设置到所述载体上，得到预制体；

17、将所述预制体在第二温度下焙烧第二时间，在所述载体表面形成预制层，得到催化剂前体；

18、将含有第二贵金属前驱体的溶液设置到所述预制层上，随后将所述催化剂前体在第三温度下焙烧第三时间，使所述预制层转化为储氧催化层，得到所述汽油机尾气净化催化剂，

19、其中，所述第一贵金属前驱体包括pd前驱体、rh前驱体中的至少一种，所述第二贵金属前驱体包括pt前驱体，所述过渡金属化合物包括tio2、mos2。

20、在本申请的一些实施例中，所述浆料中，al2o3、tio2、mos2的质量比为5～10:2～7:1；和/或，

21、所述浆料的固含量为30wt％～45wt％；和/或，

22、所述含有所述贵金属前驱体的溶液中，贵金属前驱体的浓度为0.1wt％～2wt％。

23、在本申请的一些实施例中，所述al2o3为掺杂al2o3，所述提供al2o3，包括如下步骤：

24、提供含有铝前驱体、锆前驱体、钇前驱体的混合溶液；

25、将所述混合溶液加热至第三温度，并将所述混合溶液的ph值调整至7.5～9，随后向所述混合溶液加入表面活性剂，反应第三时间，得到预制溶液；

26、收集所述预制溶液结晶产生的固体产物，将所述固体产物于第四温度下焙烧，得到掺杂al2o3。

27、在本申请的一些实施例中，所述铝前驱体、锆前驱体、钇前驱体中，al3+、zr4+、y3+的物质的量之比为80～90:2～5:5～8；和/或，

28、所述表面活性剂的添加量为铝前驱体质量的2％～5％；和/或，

29、所述表面活性剂包括十二烷基硫酸盐和异十三醇磷酸酯盐；和/或，

30、所述第一温度为450～700℃；和/或，

31、所述第一时间为3～8h；和/或，

32、所述第二温度为500～680℃；和/或，

33、所述第二时间为2～5h；和/或，

34、所述第三温度为70～90℃；和/或，

35、所述第三时间为6～10h；和/或，

36、所述第四温度为500～850℃。

37、在本申请的一些实施例中，所述十二烷基硫酸盐和异十三醇磷酸酯盐的质量比为1:2～4。

38、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

39、本申请实施例提供的汽油机尾气净化催化剂，通过使贵金属负载到al2o3、tio2、mos2形成的复合物上，利用贵金属离子与tio2、mos2的表面结合能较低，使贵金属离子在储氧催化层上的有效锚定和附着，可有效增加所述汽油机尾气净化催化剂的耐高温性能；利用钼具有优异的升温还原性能，可有效增加所述汽油机尾气净化催化剂的催化活性和催化效率。

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【技术保护点】

1.一种汽油机尾气净化催化剂，其特征在于，所述汽油机尾气净化催化剂包括：

2.根据权利要求1所述的汽油机尾气净化催化剂，其特征在于，所述储氧催化层中，Al2O3、TiO2、MoS2的质量比为5～10:2～7:1。

3.根据权利要求1所述的汽油机尾气净化催化剂，其特征在于，所述储氧催化层中，TiO2以粒径为5～30nm的纳米颗粒形式存在；和/或，

4.根据权利要求1所述的汽油机尾气净化催化剂，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的汽油机尾气净化催化剂，其特征在于，所述储氧催化层中，Al2O3以粒径为100～500nm的纳米颗粒形式存在；和/或，

6.一种汽油机尾气净化催化剂的制备方法，其特征在于，所述汽油机尾气净化催化剂的制备方法包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的汽油机尾气净化催化剂的制备方法，其特征在于，所述浆料中，Al2O3、TiO2、MoS2的质量比为5～10:2～7:1；和/或，

8.根据权利要求6所述的汽油机尾气净化催化剂的制备方法，其特征在于，所述Al2O3为掺杂Al2O3，所述提供Al2O3，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的汽油机尾气净化催化剂的制备方法，其特征在于，所述铝前驱体、锆前驱体、钇前驱体中，Al3+、Zr4+、Y3+的物质的量之比为80～90:2～5:5～8；和/或，

10.根据权利要求9所述的汽油机尾气净化催化剂的制备方法，其特征在于，所述十二烷基硫酸盐和异十三醇磷酸酯盐的质量比为1:2～4。

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【技术特征摘要】

1.一种汽油机尾气净化催化剂，其特征在于，所述汽油机尾气净化催化剂包括：

2.根据权利要求1所述的汽油机尾气净化催化剂，其特征在于，所述储氧催化层中，al2o3、tio2、mos2的质量比为5～10:2～7:1。

3.根据权利要求1所述的汽油机尾气净化催化剂，其特征在于，所述储氧催化层中，tio2以粒径为5～30nm的纳米颗粒形式存在；和/或，

4.根据权利要求1所述的汽油机尾气净化催化剂，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的汽油机尾气净化催化剂，其特征在于，所述储氧催化层中，al2o3以粒径为100～500nm的纳米颗粒形式存在；和/或，

6.一种汽油机尾气净化催化剂的制备方法，其特征在于，所述汽油机尾气净化...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄硕，李明桓，高祥达，熊芬，王梓，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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