[发明专利]废气净化催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种净化以石油为燃料的多种燃烧器产生的废气的催化剂，特别是这种催化剂的制备方法，能够改善催化剂的净化性能，并且可以防止高温时催化剂的老化，因而可以延长催化剂的使用寿命。

通常，在油料燃烧器中不完全燃烧产生的废气是有害的且有异味，这是由于CO和HC的存在。这些有害且具异味的气体成分，在点火和熄火时大量排出。

主要的有害且具异味的成分CO和HC与空气中的O₂反应生成H₂O和CO₂，如图1所示。这一去除有害成分的氧化反应，在没有催化剂的条件下，需在不低于1000℃的高温下进行。但是，催化剂可以使氧化反应的温度降低。例如，在催化剂存在的条件下，氧化反应在200℃即可活化，此温度是油燃烧器中，点火和熄火时废气的实际温度，所以有害成分可以被净化。

为了更好理解本发明的技术背景，根据常规方法，说明制备可使有害组分如CO和HC完全氧化成CO₂和H₂O的催化剂的方法。

首先使MgO、SiO₂和Al₂O₃的混合粉末成型，而后烧结产生一种用于制备如图2A所示陶瓷蜂窝型载体的堇青石。在这种载体上，混合有催化材料。

可用氧化镁，氧化铝和氧化硅按2∶2∶5的摩尔比例作载体材料。

作为催化材料，或仅用贵金属如钯（Pd）或铂（Pt），或用贵金属和钙钛矿复合氧化物的组合物，复合氧化物用ABO₃表示，A选自稀土金属如La和Le，或碱金属如Mg和Ca，B是过渡金属如Co和Mn。

参照图3，详细说明此类催化剂的常规制备方法。

先看图3A，逐步说明以贵金属做催化材料的催化剂的常规制备方法。如图所示，先将MgO、Al₂O₃和SiO₂的粉末以2∶2∶5的摩尔比混合，混合物模压成型，在100℃干燥3小时。然后，将所得成型物在400℃烧结24小时，得到具有比表面积范围为1-2m²/g的堇青石。这种堇青石用做上述的蜂窝状载体。在堇青石载体上，涂布一层比表面积范围为100-150m²/g的基面涂层（wash coat）材料，然后在200℃焙烧2小时。贵金属钯（Pd）和铂（Pt）固定于涂布在载体上的基面涂层上，在400℃还原3小时，用来制备催化剂。

参照图3B，逐步说明用钙钛矿复合氧化物和贵金属作为催化材料的催化剂的制备方法。如图所示，用做载体的堇青石按图3A所示的相同方法制备。在堇青石载体上，涂布一层比表面积范围100-150m²/g的基面涂层材料，然后在200℃焙烧2小时。将钙钛矿复合氧化物固定于涂布在堇青石载体上的基面涂层上。然后，将这种催化材料在100℃干燥3小时，在600℃焙烧1小时。随后，将贵金属如钯和铂固定于基面涂层。将所得物在400℃还原3小时，以制备一种催化剂。

如上所述的载体材料，两常规方法均用堇青石，该堇青石是通过使氧化镁、氧化铝和氧化硅粉末成型，然后使成型物干燥，并在1400℃焙烧24小时获得。

γAl₂O₃通常被用做基面涂层材料。在将催化材料固定于堇青石载体之前，将γAl₂O₃涂布于堇青石载体上，目的是借助基面涂层材料大的比表面积加强催化剂与载体的结合。

但是，用常规方法制备的催化剂，即以贵金属或其与钙钛矿复合氧化物的组合物为催化材料，将基面涂层材料涂布于堇青石制得的载体上，并将催化材料固定于基面涂层材料上，以此方法制备的催化剂中，催化材料不是均匀地分散，如图4所示。结果，催化剂的活性点的数目降低，导致了净化能力的降低。

另外，当常规催化剂遭受废气的高温时，例如约1000℃，细小的催化剂颗粒通过扩散和烧结而结块，该结块的颗粒导致了催化能力的老化。

因此，本发明的目的是解决现有技术中遇到的上述问题，并提供一种制备能够净化从多种燃烧器中放出的废气的催化剂的方法，能改善催化剂的净化性能，且防止催化剂在高温时老化。

根据本发明，上述目的可通过提供一种制备净化从多种燃烧器中放出的废气的催化剂的方法来实现。该方法包括以下步骤：制备一种载体;使催化材料和基面涂层材料混合，得到基面涂层浆料;将该基面涂层浆料涂布于上述载体上。

发明的其它目的和方面，通过下述参照图示的说明将更加明了。