[发明专利]一种适用于稀燃天然气车尾气处理的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，尤其属于完全净化催化剂制备技术领域，涉及一种适用于稀燃天然气车尾气处理的催化剂及其制备方法。

背景技术

随着能源和环境问题的日趋紧迫，为了保护环境、节约能源，人们对机动车尾气的排放控制提出更高的要求。我国天然气较为丰富，很多城市公交车和出租车均使用天然气作为燃料，加上天然气作为一种发展能源，将来也会大量应用于机动车燃料中。因此，加强后处理技术研究控制天然气车尾气排放势在必行，作为后处理技术中的核心部件催化剂显得尤为重要。相对于汽油车，天然气车催化剂技术发展并不成熟。这是因为一直以来汽车主要使用汽油作为燃料，人们对这种燃料燃烧排放出来的尾气处理进行了大量研究，积累了经验；而天然气作为燃料，人们对其排放尾气处理研究较少。

与汽油车相比，稀燃天然气车尾气中仍然存在HC，CO和NO_x三种污染物。但汽油车排放的HC主要为长链烃类的碳氢化合物，天然气车排放的HC主要是甲烷CH₄。甲烷是HC类中最为稳定的分子，通过化学方法净化甲烷的难度要远高于其他烷烃。直接引用目前成熟的汽车催化剂净化技术来处理甲烷，其转化效率不高，往往不能到达好效果。

赵彬等人使用了La-Al₂O₃、La-Al₂O₃+CeO₂-ZrO₂和La-Al₂O₃+CeO₂-ZrO₂.MnO_x为载体材料制备天然气净化催化剂。结果表明La-Al₂O₃+CeO₂-ZrO₂.MnO_x为载体材料能有效降低CH₄的起燃温度。[贵金属2004，25（3），33～35]，说明载体材料对催化剂性能影响很大。但此文献并未深入研究哪种元素影响载体材料结构及其性能，从而影响催化剂性能。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种适用于稀燃天然气车尾气处理的催化剂及其制备方法。本发明要解决的问题是提供一种更有效的处理天然气汽车尾气处理催化剂的制备方法；本发明解决的第二个问题是通过上述方法提供一种性能优异、特别是对CH₄＋2O₂→2H₂O＋CO₂催化反应效率很高的催化剂。

本发明通过以下技术方案实现：

适用于稀燃天然气车尾气处理的催化剂，其特征是：所述催化剂是将贵金属和稀土金属负载在载体γ-Al₂O₃制成，其中贵金属是Pt和/或Pd、稀土金属是Zr、Y、La和/或Ce，贵金属和稀土金属的重量百分比含量是：

贵金属2.0％，其中Pt和Pd的重量比例是Pd∶Pt=1～0∶0～1；

稀土金属Zr10％，稀土金属Y0～10％，稀土金属La0～10％，稀土金属Ce0～10％。

优选贵金属和稀土金属的重量百分比含量是：

贵金属2.0％，其中Pt和Pd的重量比例是Pd∶Pt=5∶1；

稀土金属Zr10％，稀土金属Y10％。

适用于稀燃天然气车尾气处理的催化剂制备方法，包括以下步骤：

（1）、按照上述的催化剂组成，分别称取相应稀土金属硝酸盐和γ-Al₂O₃粉；

（2）、将（1）步骤称取的稀土金属硝酸盐，溶解于去离子水中，去离子水的加入量为γ-Al₂O₃吸水量的0.9～0.1倍；

（3）、将（1）步骤称取的γ-Al₂O₃加入（2）步骤的盐溶液中、迅速搅拌均匀，室温放置时间≥1小时，80℃真空干燥8小时、600℃煅烧3小时，得到一种负载有稀土金属氧化物的γ-Al₂O₃粉；

（4）、按上述的催化剂组成称取硝酸钯和/或硝酸铂，加入适量水，加水量为γ-Al₂O₃质量的0.8～0.9倍，混合均匀；