[发明专利]机动车尾气净化用改性活性氧化铝材料

说明书

技术领域

    本发明具体涉及机动车尾气净化用改性活性氧化铝材料。

背景技术

目前，随着国民经济的飞速发展，我国汽车的数量飞速增长，截止到2012年年末我国汽车的保有量已经达到1.2亿辆，汽车的全民普及使得国民的出行变得越来越便利，但与此同时汽车尾气对环境所产生的污染问题也越来越严重。三元催化剂是控制汽车尾气中CO、HC和NO_x的有效手段，而活性氧化铝又是三元催化器中的核心材料。

活性氧化铝具有比表面积高、晶相温度范围广、孔结构可调节、表面具有酸性等优点，用作催化剂载体时可以增大活性组分的分散度，提高催化反应活性。但是在实际汽车尾气净化过程中，三元催化剂通常安装在发动机出口处，在高温和水蒸气同时存在的反应环境下，活性氧化铝容易发生烧结和相变，向热力学上稳定的α相和大颗粒化转变，使比表面积大幅度下降，引起活性组分的分散度降低，导致整个催化剂失活。

发明内容

本发明的目的就是针对上述之不足，而提供一种机动车尾气净化用改性活性氧化铝材料。

本发明改性活性氧化铝材料的通式为M_xAl_yO₂，其中M为Ce、Zr、La、Ba、Y或/和Co元素，或M为Ce、Zr、La、Ba、Y和Co元素中任意两种元素或两种以上元素任意混合；0.1<x<0.3，0.7<y<0.9，且x+y=1，其中x、y代表材料中元素占该材料总质量的百分比例。

具体制备方法如下：

a、盐溶液的配置

根据改性活性氧化铝M_xAl_yO₂中M的具体组成成分和含量，计算出M中所添加的氧化物含量所对应的硝酸盐含量，并称取对应的硝酸盐，将硝酸盐加入到容器中并加入去离子水搅拌至固体完全溶解后，制成盐溶液备用，溶解所需的温度范围为0-80℃；

b、分散溶液的配置

按照聚乙二醇与去离子水2:4-6的比例将聚乙二醇均匀的溶解在去离子水中，制成分散溶液；

c、搅拌制浆

将步骤a中配置好的盐溶液加入到烧杯中，并将改性活性氧化铝M_xAl_yO₂中所需的大孔低硅拟薄水铝石和高粘拟薄水铝石按照重量份比例1:0.8-1.2，均匀混合后，加入到同一个烧杯中，在水浴搅拌的条件下，温度为75-85℃，然后以120-170r/min的速度开始搅拌，搅拌过程中加入硝酸溶液酸化成浆料状，pH值控制在2.5-3.5之间，成浆料后继续搅拌25-35min；

d、陈化

将分散溶液加入浆料中，将水浴温度升高至92-97℃，保持120-170r/min的搅拌速度，保温6-12小时后停止加热，自然冷却到室温，制成陈化浆料；

e、喷雾干燥

利用喷雾干燥设备将陈化浆料进行喷雾干燥，干燥后的粉体粒度控制在15-25μm之间，制成干燥物料；

f、M_xAl_yO₂的制备

将干燥物料放入马弗炉中，按照以下程序进行焙烧：

先将炉内温度升温至115-125℃，保温0.9-1.1h；

然后将炉内温度升温至280-320℃，保温0.9-1.1h；

再将炉内温度升温至330-370℃，保温1.3-1.7h ；

再将炉内温度升温至680-720℃，保温1.3-1.7h；

最后将炉内温度升温至880-920℃，保温2.8-3.2h 。

然后冷却岀炉，经过上述焙烧程序后，即得到所需的改性活性氧化铝M_xAl_yO₂。