内燃机排气的净化催化剂制造技术

本发明专利技术涉及一种减少、清除内燃机排气，特别是汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物的净化催化剂，由成型的蜂窝状陶瓷体为主体物相载体，有多种不同类型的多种金属氧化物及金属钯分布、结合在有氧化铝涂层的通道壁上，不含高价稀少的铂和铑。本发明专利技术还涉及该净化催化剂的制法及其应用。包括载体处理，不同组分的负载、活化及净化汽车尾气的良好效果。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃机排气的净化催化剂。更具体地说，本专利技术涉及以成型的有蜂窝状通道的陶瓷为主要物相的载体，其各通道壁上涂有氧化铝涂层，在该涂层上负载有多种活性组分的载体净化催化剂及其制法，以及其作为降低消除内燃机排气中一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的净化催化剂之应用。属于化学方法中的催化剂领域。内燃机排气，特别是汽车尾气，对环境的污染日益严重，越来越引起人们的密切关注。虽然，目前已有不少为了解决这种污染问题的研究成果和产品，例如，中国专利申请公开90102964(1990)；美国专利U.S.P.No.4,492,769(1985)；U.S.P.No.4,749,671(1988)；U.S.P.No.4,368,248(1989)；U.S.P.No.5,164,350(1992)；U.S.P.No.5,182,249(1993)。但该类研究成果或产品在性能上达到令人满意的高效、稳定、抗毒、耐久、廉价和原料易得等技术要求和市场需要等，还有一定差距，影响了它们的实际应用。因此，促使人们继续不断地在寻求、探索，以求达到更高的目标。本专利技术的目的是，提供一种净化能力和净化效率高，稳定性好，抗毒能力强，性能持久，价格较低廉，不含金属铂和铑的内燃机排气的净化催化剂及特别适于用作净化汽车尾气的净化催化剂。本专利技术的内燃机排气的净化催化剂，其组成包括1.成型的有蜂窝状通道的陶瓷载体，主要由2MgO.2Al2O3.5SiO2构成，其形状和大小可根据实际需要选定，通道数每平方英寸350-450孔，各通道壁上附着有氧化铝涂层，其重量为载体重量的10-30％，比表面为190-250m2/g。2.混合金属氧化物负载在上述的氧化铝涂层上，其中所含的金属元素可有3-6种，选自碱土金属和过渡金属元素中，选定的各种金属元素的重量为氧化铝涂层重量的0.3-12％。3.通式(I)的钙钛矿型稀土复合氧化物主要附着在上述的混合金属氧化物上，其中各金属元素的重量为含氧化铝涂层载体总重量的0.05-5％。A(1-x)A′xB(1-y)B′yO3-δ(I)式中A代表稀土金属元素；A′代表碱金属或碱土金属元素；B和B′代表过渡金属元素；0.1≤X≤0.40.05≤Y≤0.20≤δ≤0.54.金属钯主要附着在上述钙钛矿型稀土复合氧化物上，即主要位于载体蜂窝通道的表面。钯重量为含氧化铝涂层载体总重量的0.07-0.13％。以上2中所述的混合金属氧化物具有耐高温性能，可以保护氧化铝涂层不受高温的影响，同时还可以防止其与钙钛矿型稀土复合氧化物发生化学反应，从而有利于保持净化剂整体性能及其稳定性。混合金属氧化物含有的金属元素至少选自La、Ce、Pr、Nd、Ni、Zr、Pd和Ba中。本专利技术优选的混合金属氧化物包括下列各组的混合金属氧化物，它们所含的金属元素及其重量与含氧化铝涂层载体总重量的百分比分别为第一组La.0.3-17％， Ce.0.5-9％，Pd.0.3-0.8％第二组La.0.3-12％， Ce.0.5-8％，Ni.0.4-2％，Zr.0.3-4％， Pd.0.3-0.8％第三组La.0.3-12％， Ce.0.5-6％，Ba.0.2-1％，Ni.0.4-2％， Zr.0.3-4％，Pd.0.2-1％，第四组La.0.2-10％， Ce.0.4-6％，Pr.0.4-2％，Nd.0.4-2％， Ni.0.3-2％，Li.0.3-4％，Pd.0.3-0.8％第五组La.6.2-10％，Ce.0.5-6％，Pr.0.4-2％，Nd.0.4-2％， Ni.0.3-2％，Zr.0.2-4％，Pd.0.3-0.8％以上3中所述的钙钛矿型稀土复合氧化物具有耐高温及良好的催化性能，同时其A位的阳离子可以部分地被A′取代或者有一定数量A位为空位，这些都可以使一些B位阳离子的电价改变。因此，在不改变其结构类型条件下，采用不同电价的A′和调节A′与空位的数量，可以使处于B位的阳离子改变价态，因此，在这类化合物中可以发生电子在离子间的转移，随之可发生催化氧化和催化还原作用。本专利技术所采用的钙钛矿型稀土复合氧化物中优选的稀土金属元素，至少选自La、Ce、Pr、Nd或它们的不同组合的混合物；优选的碱土金属或碱金属元素，至少分别选用Ba或Li；优选的过渡金属元素至少选自Fe、Mn、Co、Zr、Pd或它们的不同组合的混合物。本专利技术中优选的钙钛矿型稀土复合氧化物包括以下各钙钛矿型稀土复合氧化物，其中各种金属元素及其重量与含氧化铝涂层的载体总重量的百分比分别为1. La0.4Pr0.1Nd0.1Ce0.3Ba0.1Co0.45Mn0.45Zr0.06Pd0.04O3La.0.2-3％，Pr.0.05-0.6％， Nd.0.05-0.6％，Ce.0.2-3％，Ba.0.05-0.6％， Co.0.3-4％，Mn.0.3-4％，Zr.0.05-0.4％， Pd.0.05-0.23％。2. La0.4Pr0.1Nd0.1Ce0.3Ba0.1Mn0.4Fe0.45Zr0.06Pd0.04O3La.0.2-5％，Pr.0.05-0.6％， Nd.0.05-0.6％，Ce.0.2-3％，Ba.0.05-0.6％， Mn.0.3-4％，Fe.0.2-4％ ， Zr.0.05-0.5％， Pd.0.05-0.1％。3. La0.6Ce0.3Ba0.1Co0.45Mn0.45Zr0.06Pd0.04O3La.0.5-4％，Ce.0.3-2％，Ba.0.05-4％，Co.0.3-4％，Mn.0.3-4％，Zr.0.05-0.4％，Pd.0.05-0.23％。4. La0.7Ce0.3Co0.45Mn0.45Zr0.06Pd0.04O3La.0.6-6％， Ce.0.3-3％， Co.0.3-4％，Mn.0.3-4％， Zr.0.05-0.4％， Pd.0.05-0.23％。5. La0.7Ce0.3Li0.06Co0.45Mn0.45Pd0.04O3La.0.3-6％， Ce.0.1-2％， Li.0.05-2％，Co.0.3-4％， Mn.0.3-4％， Pd.0.05-0.23％。6. La0.7Ce0.3Mn0.45Fe0.45Zr0.06Pd0.04O3La.0.6-6％， Ce.0.3-3％， Mn.0.3-4％，Fe.0.3-4％， Zr.0.05-0.5％， Pd.0.05-0.23％。本专利技术的内燃机排气净化催化剂的制备方法包括1.于成型的有蜂窝状通道的陶瓷载体通道壁上涂氧化铝涂层(1)将适量的160-300目的一水合氧化铝干胶粉加入水调匀，水粉重量比为(2-3)∶1，加入5-10％的硝酸，硝酸量为干胶粉重量的3-10％。经搅拌使成铝胶浆液，其粘度为21-24秒。(2)将前述的空白载体浸于上述浆液中5-15分钟后取出，用压缩空气吹出通道孔中的残留液，于160-180℃烘烤2-3小时，而后于200-600℃焙烧4-8小时。在载体通道壁上形成其重量为载体重量10-30％的氧化铝涂层，其比表面190-250m2/g。2.于载体通道壁氧化铝涂层上负载混合金属氧化物将从前述的各组混合金属氧化物中选定的一组混合金属氧化物中的各金属的硝酸盐按各所需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机排气的净化催化剂，其特征在于所述的净化催化剂，其组成包括：（１）．成型的有蜂窝状通道的陶瓷载体，主要由２ＭｇＯ．２Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］.５ＳｉＯ↓［２］构成，其形状和大小可根据实际需要选定，通道数每平方英寸３５０－４５０孔， 各通道壁上附着有氧化铝涂层，其重量为载体重量的１０－３０％，比表面为１９０－２５０ｍ↑［２］／ｇ；（２）．混合金属氧化物：负载在上述的氧化铝涂层上，其中所含的金属元素可有３－６种，选自碱土金属和过渡金属元素中，选定的各种金属元素的重量为 氧化铝涂层重量的０．３－１２％；（３）．通式（Ⅰ）的钙钛矿型稀土复合氧化物：主要附着在上述的混合金属氧化物上，其中各金属元素的重量为含氧化铝涂层载体总重量的０．０５－５％；Ａ↓［（１－Ｘ）］Ａ′↓［Ｘ］Ｂ↓［（１－ｙ）］Ｂ′↓［ｙ］ Ｏ↓［３－δ］ （Ⅰ）式中：Ａ代表稀土金属元素；Ａ′代表碱金属或碱土金属元素；Ｂ和Ｂ′代表过渡金属元素；０．１≤Ｘ≤０．４ ０．０５≤Ｙ≤０．２ ０≤δ≤０．５（４）．金属钯：主要附着在上述钙钛矿型稀土复合氧化物上， 即主要位于载体蜂窝通道的表面。钯重量为含氧化铝涂层载体总重量的０．０７－０．１３％。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡逸民，许碧芬，
申请(专利权)人：华夏海南开发建设经营公司，
类型：发明
国别省市：66[中国|海南]