[发明专利]表面负载磷酸铝的氧化铝催化材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面负载磷酸铝的氧化铝催化材料及其制备方法，属于催化剂材料制备技术领域。

背景技术

汽车尾气的主要污染物是一氧化碳(CO)，碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)，利用安装在排气系统的催化剂可以将一氧化碳、碳氢化合物氧化成二氧化碳(CO₂)、水(H₂O)，并同时使氮氧化合物还原为氮气(N₂)，实现尾气的净化，这种催化剂通常称为三元催化剂。三元催化剂的活性组分一般采用贵金属Pt、Pd、Rh。负载贵金属Rh的氧化铝催化剂由于对氮氧化物(NOx)还原具有很高的催化活性，而被普遍应用于三元催化剂。但是，贵金属Rh和氧化铝在800℃以上的高温时易发生化学作用而生成铝酸铑，致使催化剂发生不可逆的失活，造成催化反应的活性位点减少，催化剂活性下降。

发明内容

本发明的目的是为了解决常用负载贵金属Rh的氧化铝催化剂在高温时易发生反应生成铝酸铑导致催化活性降低的缺点，提供了一种表面负载磷酸铝的氧化铝催化材料及其制备方法。

本发明采用如下技术方案：一种表面负载磷酸铝的氧化铝催化材料，在活性氧化铝颗粒外层包裹一层磷酸铝，所述表面负载磷酸铝的氧化铝催化材料的组成含量为2wt％～10wt％的磷酸铝，90wt％～98wt％的活性氧化铝。

进一步的，所述活性氧化铝为γ-Al₂O₃、θ-Al₂O₃、δ-Al₂O₃、La₂O₃-Al₂O₃、BaO-Al₂O₃中的一种或几种。

一种表面负载磷酸铝的氧化铝催化材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将一定量的活性氧化铝作为载体以浸渍法在外表面先浸渍一层可溶性铝盐，静置2～10小时；

(2)再将Na₃PO₄溶液浸渍到(1)制得的样品上，静置2～10小时后，在100～110℃烘干，并于300～600℃焙烧2～5小时备用；

(3)将(2)所得样品用去离子水洗涤1～2次除去夹杂的Na⁺、SO₄^2-等杂质，并于100～110℃烘干即得到一种表面负载磷酸铝的氧化铝催化材料。

进一步的，所述可溶性铝盐为质量浓度为2.8％～14％的Al₂(SO₄)₃溶液。

进一步的，所述可溶性铝盐和活性氧化铝的摩尔比为0.008～0.1:1。

进一步的，所述可溶性铝盐和Na₃PO₄的摩尔比为1:2～3。

进一步的，所述Na₃PO₄溶液的质量浓度为4.0％～20.0％

本发明通过浸渍法在活性氧化铝颗粒外层包裹一层磷酸铝(AlPO₄)制得一种表面负载磷酸铝的氧化铝催化材料，该材料具有很高的表面酸性和抗老化性能，避免了材料在高温时快速失活；再将贵金属Rh负载到该材料上，避免了贵金属Rh和氧化铝的直接接触，提高催化剂的活性位点，减少贵金属Rh的用量，保证了催化剂的高活性和抗高温老化能力，延长了催化剂的寿命，具有更优异的净化一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)能力，特别是净化氮氧化物(NOx)能力，而且具有制备工艺简单、成本低的优点。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一：

一种负载贵金属Rh的活性氧化铝型催化剂，将0.2g摩尔浓度为10mol/L硝酸铑溶液浸渍到20g的活性氧化铝上，活性氧化铝的主要组成为：95wt％的γ-Al₂O₃，5wt％La₂O₃，在110℃条件下烘干，再将烘干样品于600℃焙烧3小时，将焙烧过的样品在1050℃，10％水气条件下老化10h后备用。

实施例二：