[发明专利]一种贵金属高分散的单层涂覆三效催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，具体公开了一种贵金属高分散的单层涂覆三效催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1：准备硝酸Pd、硝酸Rh、粉体1、粉体2和惰性载体；S2：使用浸渍法，将硝酸Pd负载在粉体1上，烘干焙烧制备得到基层催化剂粉体；S3：使用浸渍法，将硝酸Rh负载在基层催化剂粉体和粉体2上，球磨后形成催化剂涂层浆料；S4：将催化剂涂层浆料涂覆于惰性载体上，烘干焙烧后，即得到三元催化剂。本发明能够提高贵金属在载体材料表面的吸附，减少制备体系中游离态贵金属，提高贵金属在材料表面的分散，避免贵金属形成合金，降低催化剂背压，简化催化剂制备工艺，降低催化剂成本。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种贵金属高分散的单层涂覆三效催化剂的制备方法。

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)。随着汽车保有量的逐年增加，汽车尾气排放已成为空气污染的主要来源。安装在汽油车尾气后处理系统中的三效催化剂可以将一氧化碳、碳氢化合物氧化成二氧化碳(CO2)和水(H2O)，并同时使氮氧化合物还原为氮气(N2)，从而实现尾气中三种主要污染物的同步净化。该三效催化剂通常由两部分组成：蜂窝状的陶瓷或金属载体，以及附着在载体上的催化剂涂层。催化剂涂层通常由具有较大比表面积的无机氧化物材料(如γ-Al2O3和含CeO2的铈锆复合氧化物等)和负载在氧化物表面的贵金属活性组分(常为Pt(铂)、Pd(钯)、Rh(铑)中的一种或几种)组成。

随着机动车保有量增加，其尾气排放已成为环境的一大污染源，严重影响了人们的生活质量。现在应用三效催化剂(净化器)催化转化汽油车尾气是机动车尾气污染物防治的一种重要方法，并且在未来很长时间内都是一种有效方法。在三效催化剂发展过程中，催化剂制备过程技术一直是影响催化剂性能的重要原因。目前三元催化剂的大多采用分层涂覆的方式，以两层居多，而单层涂覆中常用的混涂法由于Pd、Rh易形成合金，降低催化剂性能，而较少被使用。当前三元催化剂贵金属用量较大，高贵金属不仅使得体系酸度增加，对材料的耐酸性要求较高，增加原材料成本，且高贵金属通常由于担载材料的吸附位不够，导致大量游离态贵金属存在，且容易团聚，影响催化剂性能。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种贵金属高分散的单层涂覆三效催化剂的制备方法，目的是提高贵金属在载体材料表面的吸附，减少制备体系中游离态贵金属，提高贵金属在材料表面的分散，避免贵金属形成合金，降低催化剂背压，简化催化剂制备工艺，降低催化剂成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种贵金属高分散的单层涂覆三效催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：准备硝酸Pd、硝酸Rh、粉体1、粉体2和惰性载体；

S2：使用浸渍法，将硝酸Pd负载在粉体1上，烘干焙烧制备得到基层催化剂粉体；

S3：使用浸渍法，将硝酸Rh负载在基层催化剂粉体和粉体2上，球磨后形成催化剂涂层浆料；

S4：将催化剂涂层浆料涂覆于惰性载体上，烘干焙烧后，即得到三元催化剂。

进一步的，步骤S2中，具体操作如下：将70-130g/ft³的粉体1分散于去离子水中，控制固含量为28％-40％，然后加入硝酸Pd，控制pH值，待硝酸Pd充分负载后，烘干焙烧后得到基层催化剂粉体。

进一步的，步骤S2中，所述硝酸Pd中的Pd元素含量为3-200g/ft³，所述硝酸Pd加入次数为1-50次，控制pH值为0.5-4。

进一步的，步骤S3中，具体操作如下：将50-110g/ft³的粉体2以及基层催化剂粉体分散于去离子水中，控制固含量为25％-40％，然后加入硝酸Rh，控制体系的pH值，待硝酸Rh充分负载后，加入粘结剂，球磨后形成涂层浆料。