[发明专利]一种汽车尾气净化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，具体涉及一种汽车尾气净化催化剂，还涉及汽车尾气净化催化剂的制备方法。

背景技术

柴油机在可靠性、动力性、经济性等方面比汽油机具有不可比拟的优势。在排放方面，柴油机的有害气体HC、CO排放量为汽油机的几十分之一，柴油机的NO_X排放量也和汽油机相当，但PM颗粒排放量比汽油机高出50倍。PM颗粒主要由碳烟和吸附在碳烟上面的多环芳香烃（PAH）组成，PAH是一种致癌因素，是内燃机排放的重点控制对象。

为了控制柴油汽车尾气中有害物质的排放，大都需要使用汽车尾气催化剂，而目前最长使用的汽车尾气催化剂多为贵金属催化剂，贵金属催化剂主要选用铂、钯等作催化剂，具有活性高、寿命长、净化效果好等优点而很具实用性。可这些贵金属价格昂贵，虽然能够净化有害气体，但是对碳烟颗粒的去除效果差，影响柴油机性能。

因此发明一种既能有效净化有害气体，又能提高对尾气中碳烟去除率的汽车尾气净化催化剂，对尾气处理技术领域具有积极的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，针对目前最长使用的汽车尾气催化剂多为贵金属催化剂，但是贵金属价格昂贵，虽然能够净化有害气体，但是对碳烟颗粒的去除效果差，影响柴油机性能的缺陷，提供了一种汽车尾气净化催化剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种汽车尾气净化催化剂，包括干燥粉体、钛酸钡、硅酸钠溶液和纳米氧化亚铜，其特征在于：所述的干燥粉体是由稀土矿石粉碎后干燥所得。

所述的稀土矿石是经过发酵改性的，改性的具体方式是：

（1）将葡萄皮、马齿苋和菠菜混合后粉碎得到混合粉碎物，将混合粉碎物和水混合后加热煮制，煮制结束后过滤，分离得到煮制过滤液；

（2）称取稀土矿石加入到上述煮制过滤液中，搅拌均匀后移入发酵罐，再向发酵罐中加入产酸细菌菌悬液，密封发酵，得到发酵产物即为改性稀土矿石。

所述的稀土矿石为独居石、氟碳铈矿、磷钇矿、镧钒褐帘石中的一种或几种的混合物，混合时按任意比例配比。

步骤（1）中所述的葡萄皮、马齿苋和菠菜的质量比为1:3:1，混合粉碎物和水,的质量比为1:5。

步骤（2）中所述的稀土矿石和煮制过滤液的质量比为1:10，产酸细菌菌悬液的浓度为10⁶cfu/mL，产酸细菌菌悬液的加入量为稀土矿石质量的5%，密封发酵温度为25～45℃，密封发酵时间为9～12天。

所述的产酸细菌是有害片球菌、嗜柠檬酸明串珠菌、无乳链球菌、解脂假丝酵母菌、葡糖酸杆菌中的一种或几种的混合物，混合时按任意比例配比。

一种汽车尾气净化催化剂的制备方法，具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，称取50～60份干燥粉体、30～40份钛酸钡、10～15份硅酸钠溶液和5～10份纳米氧化亚铜混合得到混合物料，再向混合物料中加入羧甲基纤维素钠溶液，继续搅拌混合，得催化剂基料；

（2）将上述得到的催化剂基料注入不锈钢模具中，压制得到陶瓷坯体，再将陶瓷坯体煅烧，拆模，粉碎后过200目筛，得到过筛粉末即为汽车尾气净化催化剂。

所述的硅酸钠溶液的模数为0.37。

步骤（1）中所述的羧甲基纤维素钠溶液的质量分数为30%，羧甲基纤维素钠溶液和混合物料的质量比为1:5。

步骤（2）中所述的压制压力为8～10MPa，压制时间为10～15min，煅烧温度为1100～1200℃，煅烧时间为3～4h。

本发明的有益效果是：

（1）本发明首先通过将富含有机羧酸的植物粉碎，加热煮沸得到过滤液，再将过滤液和稀土矿石混合，在产酸微生物的作用下利用有机羧酸对稀土矿物进行微腐处理，去除矿石中的酸溶性非稀土元素杂质，提高稀土元素的百分比含量，实现对稀土矿石的最大化利用，烧结后，利用稀土金属氧化物的催化活性，降低柴油的着火温度，使其能够更加容易燃烧彻底，避免有害气体的产生，用稀土元素催化剂替代贵金属催化剂，降低了产品成本；

（2）本发明中添加的钛酸钡，是一种含氧酸盐，其本身携带氧，在燃烧室的高温作用下，其含氧分子结构在碳烟颗粒形成前产生浓缩位，能使燃油充分燃烧并迅速分解成一氧化碳和二氧化碳，一氧化碳的增加能使多环芳香烃和乙炔含量降低，从而有效抑制碳烟的生成，具有极佳的碳烟去除效果；