本发明设计催化剂领域，尤其涉及一种三效催化剂及其制备方法。
背景技术：
随着科学技术的发展，人们的生活水平不断提高，汽车已经成为主流代步工具被广泛使用，但是，随着汽车保有量的增长，汽车尾气
对空气的污染也日益严重，在特大及大中城市，汽车排放的尾气已逐步成为空气污染的主要因素，因此对汽车尾气污染的治理已成为各国政府非常重视的问题。
对汽车尾气污染的治理，主要采取机内净化和机外净化两种途径。机外净化是控制汽车尾气污染的最有效手段。机外净化是指通过物理或化学的方法，将尾气中的污染物进行处理。目前被广泛使用的方法是化学方法，即通过安装三效催化净化装置将尾气中的有害物质CO、HC、NOx转化成无害的CO2、H2O、及N2，从而大大降低环境污染，改善大气质量。
目前常用的三效催化剂大都以贵金属离子为活性组分，重金属易从催化剂载体流失，造成环境污染，流失后的贵金属极难回收，且贵金属昂贵，这都增加了三效催化剂的制造和使用成本。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三效催化剂及其治本方法。
本申请是通过下述方案实现的：
一种三效催化剂，包括下述原料：氯化镧1-10份，氯化钪1-10份，聚乙烯吡啶咯烷酮5-8份，二氧化钛20-30份，陶瓷15-25份，硅胶15-25份，硫酸钠1-5份，硫酸钯4-8份，氯化铈5-7份，二氧化锆15-25份，γ-Al2O315-20份，交联剂1-5份。
优选的，一种三效催化剂，包括下述原料：氯化镧3-7份，氯化钪3-7份，聚乙烯吡啶咯烷酮6-7份，二氧化钛23-27份，陶瓷18-22份，硅胶17-23份，硫酸钠2-4份，硫酸钯5-7份，氯化铈6-7份，二氧化锆18-22份，γ-Al2O316-19份，交联剂2-4份。
优选的，一种三效催化剂，包括下述原料：氯化镧5份，氯化钪5份，聚乙烯吡啶咯烷酮6份，二氧化钛5份，陶瓷20份，硅胶20份，硫酸钠3份，硫酸钯6份，氯化铈7份，二氧化锆20份，γ-Al2O318份，交联剂3份。
一种三效催化剂的制备方法，将氯化镧，氯化钪和聚乙烯吡啶咯烷酮溶于水中，后加入二氧化钛，陶瓷和硅胶，常温下浸渍1-2h，加入交联剂交联0.5-1h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过60目筛的微球，所述微球记为A，将A置于0.1mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡10-30min ，得多孔微球记为B，用去离子水将B表面清洗至中性。
优选的，将硫酸钠，硫酸钯，氯化铈溶于水中，后加入二氧化锆常温下浸渍5-10h，加入交联剂交联1-2h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过100目筛的微球，所述微球记为C。
优选的，将B、C和γ-Al2O3混合均匀，加入交联剂交联10-15min，交联后的物质用高压成型仪制备成可过50目筛的微球，记为D，将D进行微波辐射5-10min，γ-Al2O3可过100目筛。
优选的，高压成型仪的参数为：电压30～35kv，推进速度为90～100mm/h，脉宽为3ms，频率为100Hz。
优选的，交联剂为过氧化二苯甲酰，异硫氰酸酯，N-羟甲基丙烯酰胺，二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的混合物，所述过氧化二苯甲酰，异硫氰酸酯，N-羟甲基丙烯酰胺，二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的的质量比为1:1:2:2:3。
优选的，交联剂为甘油醛；所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的混合物，所述二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的质量比为1:1。
优选的，A的制备中所用交联剂，所述C的制备中所用交联剂和所述D的制备中所用交联剂的质量比为2:1:3。
本发明通过加入稀土元素镧、钪、铈可以提高催化剂中B酸的热稳定性，使活性四方组二氧化锆和二氧化钛更加稳固，调节表面酸中心强度和密度，增加抗毒物能力，改良机械强度，延缓了催化剂的表面的积碳现象和活性组分的流失。
具体实施方式
实施例1
一种三效催化剂，包括下述原料：氯化镧2份，氯化钪2份，聚乙烯吡啶咯烷酮5份，二氧化钛21份，陶瓷16份，硅胶16份，硫酸钠2份，硫酸钯5份，氯化铈6份，二氧化锆17份，γ-Al2O317份，交联剂2份，三效催化剂的制备方法是：将氯化镧，氯化钪和聚乙烯吡啶咯烷酮溶于水中，后加入二氧化钛，陶瓷和硅胶，常温下浸渍1.1h，加入交联剂交联0.6h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过60目筛的微球，所述微球记为A，将A置于0.1mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡12min ，得多孔微球记为B，用去离子水将B表面清洗至中性；将硫酸钠，硫酸钯，氯化铈溶于水中，后加入二氧化锆常温下浸渍6h，加入交联剂交联1.2h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过100目筛的微球，所述微球记为C；将B、C和γ-Al2O3混合均匀，加入交联剂交联10min，交联后的物质用高压成型仪制备成可过50目筛的微球，记为D，将D进行微波辐射5min，γ-Al2O3可过100目筛；高压成型仪的参数为：电压31kv，推进速度为92mm/h，脉宽为3ms，频率为100Hz；交联剂为过氧化二苯甲酰，异硫氰酸酯，N-羟甲基丙烯酰胺，二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的混合物，所述过氧化二苯甲酰，异硫氰酸酯，N-羟甲基丙烯酰胺，二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的的质量比为1:1:2:2:3，A的制备中所用交联剂，所述C的制备中所用交联剂和所述D的制备中所用交联剂的质量比为2:1:3。
实施例2
一种三效催化剂，包括下述原料：氯化镧9份，氯化钪9份，聚乙烯吡啶咯烷酮7份，二氧化钛28份，陶瓷18份，硅胶18份，硫酸钠4份，硫酸钯7份，氯化铈6份，二氧化锆24份，γ-Al2O318份，交联剂4份，三效催化剂的制备方法是：将氯化镧，氯化钪和聚乙烯吡啶咯烷酮溶于水中，后加入二氧化钛，陶瓷和硅胶，常温下浸渍1.8h，加入交联剂交联0.9h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过60目筛的微球，所述微球记为A，将A置于0.1mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡28min ，得多孔微球记为B，用去离子水将B表面清洗至中性；将硫酸钠，硫酸钯，氯化铈溶于水中，后加入二氧化锆常温下浸渍9h，加入交联剂交联1.8h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过100目筛的微球，所述微球记为C；将B、C和γ-Al2O3混合均匀，加入交联剂交联14min，交联后的物质用高压成型仪制备成可过50目筛的微球，记为D，将D进行微波辐射9min，γ-Al2O3可过100目筛；高压成型仪的参数为：电压35kv，推进速度为99mm/h，脉宽为3ms，频率为100Hz；交联剂为甘油醛； A的制备中所用交联剂，所述C的制备中所用交联剂和所述D的制备中所用交联剂的质量比为2:1:3。
实施例3
一种三效催化剂，包括下述原料：氯化镧5份，氯化钪5份，聚乙烯吡啶咯烷酮6份，二氧化钛25份，陶瓷20份，硅胶20份，硫酸钠3份，硫酸钯6份，氯化铈7份，二氧化锆20份，γ-Al2O318份，交联剂3份，三效催化剂的制备方法是：将氯化镧，氯化钪和聚乙烯吡啶咯烷酮溶于水中，后加入二氧化钛，陶瓷和硅胶，常温下浸渍1.5h，加入交联剂交联0.8h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过60目筛的微球，所述微球记为A，将A置于0.1mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡20min ，得多孔微球记为B，用去离子水将B表面清洗至中性；将硫酸钠，硫酸钯，氯化铈溶于水中，后加入二氧化锆常温下浸渍8h，加入交联剂交联1.5h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过100目筛的微球，所述微球记为C；将B、C和γ-Al2O3混合均匀，加入交联剂交联13min，交联后的物质用高压成型仪制备成可过50目筛的微球，记为D，将D进行微波辐射8min，γ-Al2O3可过100目筛；高压成型仪的参数为：电压33kv，推进速度为95mm/h，脉宽为3ms，频率为100Hz；交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的混合物，二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的质量比为1:1；A的制备中所用交联剂，C的制备中所用交联剂和D的制备中所用交联剂的质量比为2:1:3。
实施例4
一种三效催化剂，包括下述原料：氯化镧0.5份，氯化钪0.8份，聚乙烯吡啶咯烷酮2份，二氧化钛15份，陶瓷10份，硅胶14份，硫酸钠.09份，硫酸钯3份，氯化铈4份，二氧化锆14份，γ-Al2O311份，交联剂0.7份，三效催化剂的制备方法是：将氯化镧，氯化钪和聚乙烯吡啶咯烷酮溶于水中，后加入二氧化钛，陶瓷和硅胶，常温下浸渍0.5h，加入交联剂交联0.4h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过60目筛的微球，所述微球记为A，将A置于0.1mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡8min ，得多孔微球记为B，用去离子水将B表面清洗至中性；将硫酸钠，硫酸钯，氯化铈溶于水中，后加入二氧化锆常温下浸渍4h，加入交联剂交联2.5h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过100目筛的微球，所述微球记为C；将B、C和γ-Al2O3混合均匀，加入交联剂交联3min，交联后的物质用高压成型仪制备成可过50目筛的微球，记为D，将D进行微波辐射4.5min，γ-Al2O3可过100目筛；高压成型仪的参数为：电压23kv，推进速度为70mm/h，脉宽为3ms，频率为100Hz；交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的混合物，二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的质量比为1:9；A的制备中所用交联剂，C的制备中所用交联剂和D的制备中所用交联剂的质量比为2:1:3。
实施例5
一种三效催化剂，包括下述原料：氯化镧12份，氯化钪15份，聚乙烯吡啶咯烷酮10份，二氧化钛35份，陶瓷28份，硅胶20份，硫酸钠3份，硫酸钯6份，氯化铈7份，二氧化锆20份，γ-Al2O328份，交联剂6份，三效催化剂的制备方法是：将氯化镧，氯化钪和聚乙烯吡啶咯烷酮溶于水中，后加入二氧化钛，陶瓷和硅胶，常温下浸渍2.5h，加入交联剂交联1.8h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过60目筛的微球，所述微球记为A，将A置于0.1mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡40min ，得多孔微球记为B，用去离子水将B表面清洗至中性；将硫酸钠，硫酸钯，氯化铈溶于水中，后加入二氧化锆常温下浸渍18h，加入交联剂交联2.5h，交联后的物质用高压成型仪制备成可过100目筛的微球，所述微球记为C；将B、C和γ-Al2O3混合均匀，加入交联剂交联23min，交联后的物质用高压成型仪制备成可过50目筛的微球，记为D，将D进行微波辐射18min，γ-Al2O3可过100目筛；高压成型仪的参数为：电压33kv，推进速度为5mm/h，脉宽为3ms，频率为110Hz；交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的混合物，二甲基丙烯酸乙二醇酯和甘油醛的质量比为9:1；A的制备中所用交联剂，C的制备中所用交联剂和D的制备中所用交联剂的质量比为2:1:3。
对比例1
随机抽取60辆汽车，车的发动机均为点燃式发动机，燃油为汽油，车的最高使用年龄为6年，车的最低使用年龄为1年，车的平均使用年龄为3年，将60辆车平均分成6组，记为一组，二组，三组，四组，五组，六组，确保这四组车的情况一致，一组使用实施例1所得催化剂，二组使用实施例2所得催化剂、三组使用实施例3所得催化剂，四组使用实施例4所得催化剂，五组使用实施例5所得催化剂，六组使用普通三效催化剂，汽车行驶500 Km，测得汽车尾气CO、HC、Nox的平均排放值，如下表1：
由表1中可以看出，本发明提供的三效催化剂，其催化CO，HC，Nox转化为无害的CO2、H2O、及N2的能力远远高于高于普通的三效催化剂，经过本催化剂处理的尾气符合国家对尾气排放的要求。
对比例2
随机抽取70辆汽车，车的发动机均为点燃式发动机，燃油为汽油，车的最高使用年龄为6年，车的最低使用年龄为1年，车的平均使用年龄为3年，将70辆车平均分成4组，记为七组，八组，九组，十组、十一组、十一组和十二组确保这七组车的情况一致，七组使用的催化剂为处理过行驶5万公里尾气后的催化剂，催化剂是用实施例1所述方法制备的；八组使用的催化剂为处理过行驶5万公里尾气后的催化剂，催化剂是用实施例2所述方法制备的；九组使用的催化剂为处理过行驶5万公里尾气后的催化剂，催化剂是用实施例3所述方法制备的；十组使用的催化剂为未使用过的常用普通催化剂；十一组使用催化剂为处理过5万公里尾气后的普通催化剂；十二组使用的催化剂为处理过行驶5万公里尾气后的催化剂，催化剂是用实施例4所述方法制备的；十三组使用的催化剂为处理过行驶5万公里尾气后的催化剂，催化剂是用实施例5所述方法制备的；汽车行驶500 Km后，测得五-九组汽车尾气CO、HC、Nox的平均排放值，如下表2：
由表2可知，本申请所述的催化剂使用寿命长，由于催化剂的活性组分是催化剂中各组分共同协同配合作用，由表2中的数据可知，催化剂在处理过行驶5万公里尾气后，其处理尾气的基本未发生任何变化，因此，可以得出，本申请催化剂中各组分协同作用减少了催化剂中活性组分的流失，延缓了催化剂表面的积碳现象。
本申请所述催化剂中主要活性组分来源于氯化镧、氯化钪、硫酸钠、硫酸钯和氯化铈，主要载体为二氧化钛、陶瓷、二氧化锆和γ-Al2O3，实施例1中活性组分为载体质量的24%；实施例2中活性组分为载体质量的38%；实施例3中活性组分为载体质量的31%；由表1和表2中各催化剂的处理尾气的能力可知，并不是催化剂中活性组分越多越好，对于本申请而言，在一定范围内增加活性组份的比重有助于催化活性的提高，当达到一定值后，增加活性组分的比重，催化效果会降低。