[发明专利]一种应用于后级三元催化器的催化剂

说明书

本发明提出了一种应用于后级三元催化器的催化剂，包括载体和活性材料，所述的活性材料由贵金属和助催化剂组成，所述的贵金属由硫酸钯和硫酸铑组成，所述的硫酸钯和硫酸铑的重量配比为(2～3)∶1；所述的助催化剂由氧化铁、铬锆粉、拟薄水铁石、去离子水和硫酸组成。本发明提供的后级三元催化剂，贵金属的使用量低，减低原料使用成本，同时催化剂保持优秀的尾气处理效果。

技术领域

本发明汽车尾气净化领域，尤其是涉及适用于汽车后级三元催化器的催化剂。

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)和氮氧化物，目前，主要是利用安装在汽车排气系统的催化器将一氧化碳、碳氢化合物氧化成二氧化碳和水，同时将氮氧化物还原成无毒的氮气，实现尾气的净化。三元催化器，又叫催化转换器或催化净化器，该装置安在汽车的排气系统内，其作用是减少发动机排出的大部分废气污染物。目前三元催化器可分为前级催化器和后级催化器，其前级催化器主要是针对发动机冷启动阶段的尾气处理，后级催化器应用于冷启动后发动机热启动中的尾气处理；三元催化器由一个金属外壳，一个网底架和三元催化剂(含有铂、铑等贵重金属)组成，可用于除去HC(碳氢化合物)、CO(一氧化碳)和NO_x(氮氧化合物)三种主要污染物质(所谓三元是指除去这三种化合物时所发生的化学反应)。三元催化剂由两部分组成：载体和覆于载体上的活性催化物质，活性催化物质通常选用贵金属，如铂、钯和铑的一种或几种，另外添加氧化材料等。三元催化剂的转换效率受到多种因素的影响，最主要的因素是排气中的氧气浓度和催化转换器温度；由于后级催化器的普遍使用，目前后级催化器的催化剂的种类较少，一般是通用类的后级催化剂，如果应用于小排量的汽车催化器中，由于尾气有害物质与大排量汽车的区别，通用类的后级催化剂不能有效的针对小排量汽车尾气的特性，这样会造成催化剂材料的浪费。

发明内容

本发明提出的一种应用于后级三元催化器的催化剂，并且主要应用于小排量(1.3L或1.5L)汽车三元催化器。

本发明采用的技术方案如下：

一种应用于后级三元催化器的催化剂，包括载体和活性材料，所述的活性材料由贵金属和助催化剂组成，所述的贵金属由硫酸钯和硫酸铑组成，所述的硫酸钯和硫酸铑的重量配比为(2～3)∶1；所述的助催化剂由氧化铁、铬锆粉、拟薄水铁石、去离子水和硫酸组成。

进一步优选地，所述助催化剂氧化铁、铬锆粉、拟薄水铁石、去离子水和硫酸的重量配比为1∶0.45∶0.09∶2.6∶0.05。

进一步优选地，所述的硫酸钯和硫酸铑的重量配比为2.3∶1。所述助催化剂和贵金属的重量比例为：(1～3)∶(2～0.1)。

进一步优选地，所述的载体为蜂窝状载体。

进一步优选地，所述的蜂窝状载体为400目载体。所述的载体规格为101.6＊90，表明载体规格的直径为101.6mm(毫米)，高度为90mm(毫米)。

贵金属对CO的氧化都具有很高的活性，Pd对HC(碳氢氧化物)有好高的氧化反应能力，Rh控制NO_x(氮氧化合物)，当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NO_x三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化为无色无毒的二氧化碳气体，HC化合物在高温下氧化成水和二氧化碳，NOx还原成氮气和氧气。化学反应的方程式如下：

氧化反应：

4HC+5O₂＝4CO₂+2H₂O

2CO+O₂＝2CO₂

还原反应

2NO+2CO＝N₂+2COx