[发明专利]一种汽车尾气用的催化剂的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明公开了一种汽车尾气用的催化剂的制备方法及其产品和应用。通过在堇青石蜂窝陶瓷基体上先负载含有镁改性的氧化铝，氧化钐和氧化钇改性的铈锆固溶体和铝溶胶的涂层，然后负载贵金属钯，再负载含有镁改性的氧化铝，氧化钐和氧化钇改性的铈锆固溶体和铝溶胶的涂层，再负载铑，通过上述方法涂覆可以有效避免了钯和铑的合金化，而且镁改性的氧化铝可以有效降低贵金属的负载量的同时由于镁的存在可以显著提高活性和抗硫性，通过采用氧化钐和氧化钇改性铈锆固溶体能够提高催化剂的储放氧性能和热稳定性，因而所述催化剂是用于汽车尾气处理的理想材料。

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理领域，尤其涉及一种汽车尾气用的催化剂的制备方法及其产品和应用。

背景技术

众所周知，汽车尾气主要污染物是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NO_x)三种成分。而且这些有毒有害气体的排放，不仅污染环境、诱发光化学烟雾从而引起二次污染、甚至引起酸雨、温室效应以及臭氧空洞效应，甚至威胁人的身体健康，甚至造成生命危险，因而如何降低上述物质的排放，是目前亟需解决的重要问题。

利用催化技术加速汽车废气中的CO、HC和NOx的氧化还原反应，使大部分污染物转化为无害的CO₂、H₂O和N₂，以达到净化的汽车尾气的目的，由于排放标准的日益严格化、仅依靠机内目前的催化剂以及无法满足现有阶段的需求，因而如何提供优异的催化剂能够高效去除上述物质仍具有巨大挑战。

而铂族金属(Pt、Rh、Pd)是汽车尾气用催化剂的主要活性组分，三种贵金属中Pd催化剂对HC的氧化具有很好的活性，抗高温能力也较强，优于Pt和Rh，但抗中毒能力较差，尤其对SO₂和铅Pb中毒比较敏感。贵金属铑Rh对氮氧化物NOx的还原活性较高，但在高温下易与Pd生成合金，使其催化活性大大降低。同时贵金属资源匮乏，而且贵金属价格也在节节攀升，因此，面对贵金属资源供应乏力和高度需求的矛盾，如何实现在保证满足排放标准的情况下达到减少贵金属使用的目的。

基于上述情况，急需开发一种新汽车尾气用的催化剂，具有优异的催化性能和具有高温抗性和水热稳定性，以及具有较高的活性组分利用率，仍是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种汽车尾气用的催化剂的制备方法及其产品和应用。本发明的催化剂通过在堇青石蜂窝陶瓷基体上先负载含有镁改性的氧化铝，氧化钐和氧化钇改性的铈锆固溶体和铝溶胶的涂层，然后负载贵金属钯，再负载含有镁改性的氧化铝，氧化钐和氧化钇改性的铈锆固溶体和铝溶胶的涂层，再负载铑，通过上述方法涂覆可以有效避免了钯和铑的合金化，提高了催化剂活性组分的利用率，而且镁改性的氧化铝可以有效降低贵金属的负载量的同时由于镁的存在可以显著提高活性和抗硫性，通过采用氧化钐和氧化钇改性铈锆固溶体能够提高催化剂的储放氧性能和热稳定性。

本发明采用的以下的技术方案：

一种汽车尾气用的催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将直径为1mm的氧化铝颗粒浸于40～50mL含硝酸镁和尿素的混合水溶液中，于70～85℃热处理20～26小时，过滤、洗涤，然后干燥，焙烧得到镁改性的氧化铝；

(2)按化学计量比称取一定量的硝酸铈、硝酸锆、硝酸钇和硝酸钐配成混合溶液，以氨水和碳酸铵的混合溶液为沉淀剂进行沉淀，其中氨水和碳酸铵的摩尔比为1:1，将沉淀剂滴加到上述溶液中，搅拌并保持pH为9～10，陈化20～24h，抽滤，滤饼用去离子水洗涤至pH＝7，于100～120℃下干燥过夜，然后于500～600℃空气中焙烧4～6h得到氧化钐和氧化钇改性的铈锆固溶体；

(3)将步骤(1)中的镁改性的氧化铝、步骤(2)中的氧化钐和氧化钇改性的铈锆固溶体、铝溶胶进行混合，然后加水进行研磨混合，控制总的固含量为40～50wt％，制成浆料A；