专利名称：摩托车三元催化净化器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种催化净化器，尤其是涉及到一种摩托车三元催化净化器。
背景技术：
众所周知，摩托车是一种快捷方便实用的交通工具，为了使摩托车排放的尾气符合国家排放标准，达到不污染环境的目的，在摩托车上都装有尾气催化净化器。目前，摩托车尾气催化净化器大都由内表面附着有催化层的蜂窝载体形成，而催化层大都是由活性氧化铝、过渡元素和稀土元素所形成的涂层和涂层表层内含有钼、钯、铑等贵金属的活性层组成，当尾气从蜂窝载体通过时，在催化层的催化作用下，尾气中的有害气体(一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物)会参与氧化还原反应，因而可使有害气体转化成二氧化碳、水和氮等无害气体，达到摩托车尾气净化目的。但在将蜂窝载体浸溃在含有钼、钯、铑等贵重金属的 化合溶液时，由于蜂窝载体中的涂层吸附分散能力较低，含有钼、钯、铑等贵重金属活性剂的化合溶液不能均匀充分分散在涂层的表层内，导致钼、钯、铑等贵金属原子在涂层表层内容易形成团聚，造成涂层表层内的活性层厚度不均匀连续，活性层有间断，甚至出现局部无活性层，因而会降低尾气净化效果，摩托车尾气排放就达不到国家标准。为解决这个问题，现有技术中大都采用增加化合溶液中钼、钯、铑等贵金属含量的办法，其含量要达到50 -60g/ft3时，涂层表层内才能形成连续的催化活性层，尾气才可得到充分净化，才能确保尾气排放达到国家标准。但由于涂层吸附分散能力较低的影响，造成涂层表层内催化活性剂厚薄不均匀，局部还会积聚大量不会与尾气接触、起不到催化净化作用的钼、钯、铑贵金属，因此在确保尾气净化排放达到国家标准的同时，就会浪费大量的钼、钯、铑等贵金属，既造成贵金属资源的浪费，又增加了尾气催化净化器的制造成本。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种不仅尾气净化效果好，尾气排放能达到国家标准，而且又可减少钼、钯、铑等贵金属含量，降低催化净化器生产成本的摩托车三元催化净化器。本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是所述摩托车三元催化净化器包括金属蜂窝载体和设置在金属蜂窝载体内表面上的催化层，所述催化层由涂层和吸附在涂层表层内的活性层组成，所述活性层由含有钼、钯、铑的化合溶液形成，所述涂层由活性氧化铝、占活性氧化铝重量17. 5 24%的过渡元素和占活性氧化铝重量16 20%的稀土元素组成，所述过渡元素由占活性氧化招重量3 5%的钡、I 2%的I丐、4 5%的猛、2 3%的铁、0. 5 1%的锶和7 8%的锆组成，所述稀土元素由占活性氧化铝重量12 15%的铈和4 5%的镧组成。为进一步提高钼、钯、铑的化合溶液的分散性，使其在涂层表层内厚薄分布更均匀连续，以减少钼、钯、铑含量，在含有钼、钯、铑的化合溶液中加入贵金属分散剂，所述贵金属分散剂为草酸钠或醋酸钾等有机盐化合物。
所述钼、钯、铑化合溶液中钼、钯、铑总含量为30 35g/ft3。本发明所述催化净化器中催化层制造方法是先将金属蜂窝载体进行氧化处理，使其内表面形成一层氧化铝膜，再按比例将活性氧化铝、过渡元素和稀土元素加入球磨机中并加适量水进行混合制成浆料，再将浆料喷涂在经氧化处理的金属蜂窝载体内表面上，再经高温烧制和冷却形成牢固粘附在金属蜂窝载体内表面上的涂层，而后再将设有涂层的金属蜂窝载体浸溃在含有钼、钯、铑的化合溶液中，使涂层表层内吸附有一层均匀连续分散的贵金属活性层，再将金属蜂窝载体烘干并在500 600°C温度下保温焙烧，冷却后得到摩托车三元催化净化器。本发明的技术性能指标是(国III标准)GB 146222-2007
转化率彡 97%,(即未转化的 CO < 2. Og/km, HC < 0. 3g/km, NOx < 0. 15g/km)
起燃温度彡240°C，催化层厚度为0. 3-0. 4mm,
功率损失< 3%,
耐久性> 12000KM,
尾气排放达到国家III级标准。本发明通过选择合适的过渡元素和稀土元素以及其合适的加入量，使由活性氧化铝、过渡元素和稀土元素形成的涂层不仅能耐高温、抗热变形，而且在具有一定催化作用的同时具有很好的分散吸附能力，再加上贵金属分散剂协同作用，使涂层表层内能形成一层厚薄均匀连续分散的钼、钯、铑活性层，在确保尾气催化净化后排放能达到国家标准的同时，降低了钼、钯、铑的化合溶液浓度，减少钼、钯、铑用量，本发明所述含钼、钯、铑的化合溶液中，钼、钯、铑含量为30 35g/ft3，与现有技术相比，在达到同样的催化净化效果下，钼、钯、铑加入量下降了 40%，节约了相当量的钼、钯、铑贵金属，从而降低了三元催化净化器的生产成本。
具体实施例方式实施例I，所述摩托车尾三元催化净化器型号规格为0 38X100X90-200目，它包
括金属制成的金属蜂窝载体，金属蜂窝载体先进行氧化处理，使其载体内表面上形成一层氧化铝膜，在金属蜂窝载体内表面上设置有催化层，催化层厚度为0. 4_，所述催化层由涂层和吸附在涂层表层内的活性层组成，所述活性层由含有钼、钯、铑的化合溶液形成，所述钼、钯、铑重量比为I : 13 1，本实施例I中化合溶液中钼、钯、铑总含量为34g/ft3(g/ft3表示每立方英尺化合溶液中含有的克量)，所述涂层由活性氧化铝、占活性氧化铝重量20%的过渡元素和占活性氧化铝重量17%的稀土元素组成，所述过渡元素由占活性氧化铝重量4% 的钡(Ba)、I. 5% 的钙(Ca)、4% 的锰(Mn)、3% 的铁(Fe)、0. 5% 的锶(Sr)和 7% 的锆(Zr)组成，所述稀土元素由占活性氧化铝重量13%的铈(Ce)和4%的镧(La)组成，所述稀土元素铈和镧以硝酸铈和硝酸镧形式加入。先将金属蜂窝载体进行氧化，使其内表面上形成一层氧化铝膜，再按上述比例将活性氧化铝、过渡元素和稀土元素加入球磨机中并加适量水进行混合制成浆料，再将浆料喷涂在蜂窝载体内表面上，再经500 600°C温度下焙烧和冷却形成牢固粘附在金属蜂窝载体内表面上的涂层，而后再将设有涂层的金属蜂窝载体浸溃在含有钼、钯、铑的化合溶液中，使整个涂层表层均匀吸附贵金属液，再将金属蜂窝载体按升温曲线升温烘干，并在500 600°C温度下焙烧，冷却后制得摩托车三元催化净化器。
实施例2，所述摩托车三元催化净化器型号规格为0 42X100X90-200目，它包括由金属制成的金属蜂窝载体和设置在蜂窝载体内表面上的催化层，所述催化层由涂层和吸附在涂层表层内的活性层组成，催化层厚度为0. 35mm，所述活性层由含有钼、钯、铑的化合溶液形成，所述钼、钮、错重量比为I : 13 I,化合溶液中钼、钮、错总含量为31g/ft3 (g/ft3表示每立方英尺溶液中含有的克量，Ift3 = 28. 33 X IOOOcm3,换算后化合溶液中钼、钯、铑总含量为0. 00109g/ cm3),该化合溶液中加入了占溶液总重量8%的草酸钠，所述涂层由活性氧化铝、占活性氧化铝重量23%的过渡元素和占活性氧化铝重量20%的稀土元素组成，所述过渡元素由占活性氧化铝重量5%的钡、2%的钙、5%的锰、2%的铁、1%的锶和8%的锆组成，所述稀土元素由重量占活性氧化铝15%的铈和5%的镧组成，所述稀土元素铈和镧以硝酸铈和硝酸镧形式加入。按上述比例将活性氧化铝、过渡元素和稀土元素形成的硝酸铈和硝酸镧加入球磨机中并加适量水进行混合制成浆料，再将浆料喷涂在金属蜂窝载体内的孔 表面上，再经500 600°C温度下焙烧和冷却形成牢固粘附在孔表面上的涂层，而后再将设有涂层的金属蜂窝载体浸溃在含有钼、钯、铑的化合溶液中，使涂层表层内均匀吸附贵金属液，再将金属蜂窝载体按升温曲线烘干并在500 600°C温度下焙烧，冷却后制得摩托车三 元催化净化器。
权利要求
1.摩托车三元催化净化器，它包括金属蜂窝载体和设置在金属蜂窝载体内表面上的催化层，所述催化层由涂层和吸附在涂层表层内的活性层组成，所述活性层由含有钼、钯、铑的化合溶液形成，其特征是所述涂层由活性氧化铝、占活性氧化铝重量17. 5 24%的过渡元素和占活性氧化铝重量16 20%的稀土元素组成，所述过渡元素由占活性氧化铝重量3 5%的钡、I 2%的钙、4 5%的锰、2 3%的铁、O. 5 1%的锶和7 8%的锆组成，所述稀土元素由占活性氧化招重量12 15%的铺和4 5%的镧组成。
2.根据权利要求I所述的摩托车三元催化净化器，其特征是在含有钼、钯、铑的化合溶液中加入占化合溶液总重量8%的贵金属分散剂，所述贵金属分散剂为有机盐化合物。
3.根据权利要求2所述的摩托车三元催化净化器，其特征是所述有机盐化合物为草酸钠或醋酸钾。
全文摘要
本发明公开了摩托车三元催化净化器，它包括由金属制成的蜂窝载体和设置在蜂窝载体内表面上的催化层，所述催化层由涂层和吸附在涂层表层内的活性层组成，所述活性层由含有铂、钯、铑的化合溶液形成，所述涂层由活性氧化铝、占活性氧化铝重量17.5～24%的过渡元素和占活性氧化铝重量16～20%的稀土元素组成，所述过渡元素由占活性氧化铝重量3～5%的钡、1～2%的钙、4～5%的锰、2～3%的铁、0.5～1%的锶和7～8%的锆组成，所述稀土元素由活性氧化铝重量12～15%的铈和4～5%的镧组成。本发明所述含铂、钯、铑的化合溶液中，铂、钯、铑含量为30～35g/ft3，与现有技术相比，在达到同样的催化净化效果下，铂、钯、铑加入量下降了40%，节约了相当量的铂、钯、铑贵重金属，从而降低了三元催化净化器的生产成本。
文档编号F01N3/20GK102758671SQ20121025975
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者唐剑 申请人:江西元亿实业发展有限公司