专利名称：一种用于内燃机尾气净化的催化体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种催化体，该催化体主要应用于内燃机尾气净化， 还可应用于工业废气净化及空气净化。
技术背景环境保护对现代社会而言是至关重要的，而汽车尾气已成为城市环境污 染的元凶，治理汽车尾气污染是城市环境保护的重中之重。汽车尾气中的主 要有害物质是废气微粒、硫化物、 一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物，对这 些化合物起良好催化转化作用的方法即对汽车尾气污染治理的主要方法之一 就是通过在消音器中安装催化体，将尾气中的有害物质转化为无害物质再排 出。目前，催化体的制备技术就是在第一载体上再涂敷Y-三氧化二铝作为第 二载体，再在Y-三氧化二铝载体上涂敷贵金属涂层。利用贵金属和Y-三氧 化二铝的载体作用，对废气中的有害物质进行催化转化，但这样会存在着值 得注意的三个问题。 一是第一载体结构形状及孔隙密度对催化转化效率影响 较大，因为目前的第一载体几乎都是直通网状，这样比表面积较小， 一般比 表面积达不到20-40平方米/毫升的要求；二是在高温下Y -三氧化二铝载体 会向a -三氧化二铝转化呈现中毒状态而降低使用寿命;三是使用贵金属作为 催化剂制备催化体，其成本过于昂贵。 一种优良的催化体必定是由载体与科 学合理的涂层构成的，而优良的催化体表现在既有转化率高又有合理的成本 的优点。而目前催化体的制备技术难以达到这种要求，不是制备成本昂贵就 是转化率达不到要求。制备成本昂贵的原因就在于贵金属钯、铂、铑的使用。 至今为止，贵金属在催化剂的使用量以含催化剂总重量的0.4%为临界点，用 量低于这个临界点的催化剂就会表现出催化能力低下，转换率低达不到要求 的问题；并且.，目前在钯、铂、铑等贵金属在催化剂的应用中，铑的用量比例相对较大，钯、铂、铑的重量比例为6:3:1，铑金属相对而言比钯、钼更 昂贵，这样，成本也就更高。因此，寻找一种载体与贵金属涂层更科学合理 的结合方式，使贵金属的用量降至临界点以下而又保证催化体的催化能力及 转换率，是目前这个技术领域里努力的方向，也是需要突破的瓶颈。虽然目 前催化体的制备技术在日益进步,但是对废气污染的治理要求也在日益提高， 比如，许多欧美国家对汽车尾气的排放标准就要求在每公里内微粒数量不超过25mg/km的标准，欧洲的汽车尾气排放标准已从当初的I号排放标准发展 到了现在的欧洲IV排放标准。在欧洲IV排放标准中，要求汽车尾气排放必须 达到HC_0.46%、 CO-1.5%、 Nox-3.5%、 PM-0. 02%的要求，而目前能达到这 个要求而贵金属的使用量又低于0.4%的催化体还未见相关技术的彼露。因 此，制备成本更低廉、技术更先进的催化体具有重要的意义。 发明内容本实用新型的目的是提供一种用于内燃机尾气净化的催化体，以克服现 有催化体在治理废气污染过程中贵金属使用量过大、成本过于昂贵，转化率 低的不足。为实现上述目的，本实用新型采取了这样的技术方案 一种用于内燃机 尾气净化的催化体，包括载体及涂层，所述载体是具有泡沫状结构的孔隙度 为20-60ppi的第一载体，在第一载体的外层涂敷有一层稀土氧化物的第二载 体，第二载体的涂敷量是第一载体重量的8-10%，在第二载体的外层再涂敷 有一层贵金属涂层，贵金属涂层的涂敷量是每升第二载体0. 1-0. 35克。所述稀土氧化物主要由下述原料制备而成氧化锆25-35% 氧化铈 55-65% 氧化镧 3-7%氧化钇 3-7%所述贵金属涂层指的是由钯、铂、铑以重量比为10-12:2-3:0.5-1的比 例制备而成的涂层。采取上述措施的本实用新型，由载体与涂层科学合理的结合而成，省去 三氧化二铝的使用，克服了容易中毒的现象，本实用新型的中位粒径为 1.0-3.0 u m,新鲜比表面积在100(TC4hr时为30-50mVg。本实用新型以泡沫
状第一载体和稀土氧化物及贵金属相配合进行涂覆而成，可应用于工业废气及汽车尾气的净化。本实用新型具有高温稳定性，在1100'C的温度下表现稳定，不分解不变性，可储存氧和释放氧，促进活性组分贵金属的分散性，提 高催化活性并具有抗中毒能力。将本实用新型应用于汽车尾气净化时，可大幅降低贵金属的用量，贵金属的用量可降低至每升催化剂0. 1-0. 35克，因此， 废气净化成本也大幅降低。本实用新型对废气的催化转换效率可达到97%以 上，将本实用新型应用于汽车尾气净化时，可使汽车尾气排放标准达到欧洲 IV排放标准，污染指数控制在HC-0. 46%、 CO-1.5%、 Nox-3. 5%、 PM-0. 02%以下。
为详细说明本实用新型,
以下结合附图加以详述。附图l是本实用新型立体图；附图2是本实用新型剖示图；实施方式如附图1与附图2所示，本实用新型由载体与涂层组成，第一载体l是 一种泡沫状结构，形状有圆柱形、椭圆柱形，由堇青石或金属或碳化硅等材 料通过煅烧而成。因为第一载体l的内部结构是不规则的孔隙，孔隙密度达 到20-60ppi，因而具有很大的比表面积。在第一载体1的外层上涂覆有一层 由稀土氧化物组成的第二载体2，第二载体2由氧化锆25-35% 、氧化铈 55-65% 、氧化镧3-7% 、氧化钇3-7%制备而成，制备方法是(1) 分别取上述氧化锆、氧化铈、氧化镧、氧化钇粉碎为粒度小于5 微米的细粉；(2) 上述各细粉分别溶解于硝酸溶液中，并反应生成硝酸铈、硝酸镧、 硝酸锆及硝酸钇溶液，其中硝酸铈溶液及硝酸锆溶液的浓度均为0. 5-0. 7摩 尔，硝酸钇及硝酸镧溶液浓度均为0. 5摩尔；(3) 将上述溶液混合均匀，于混合溶液中加入占容积为6-8%的表面活 性剂，冷却至室温条件下得到结晶沉淀物折出备用；(4) 取上述沉淀物离心脱水分离，用高于9(TC的纯水洗去杂质，并洗 至ra为中性，将沉淀物中的水分除去备用；(5) 将上述沉淀物于IO(TC以下的温度干燥，再在700-80(TC的温度下 煅烧3-4小时，使沉淀物完全转化为均匀的氧化物；(7)将上述均匀的氧化物粉碎为3微米以下的细粉并制备成浆状而得。 上述稀土氧化物组成的第二载体2的涂敷量是第一载体重量的8-10%。 在第二载体2的外层涂敷着一层贵金属涂层3，贵金属涂层3由钯、铂、铑 以重量比为10-12:2-3:0. 5_1的比例组成，贵金属涂层3的涂敷量是每升第 二载体涂敷O,, 1-0. 35克。
权利要求1、一种用于内燃机尾气净化的催化体，包括载体及涂层，其特征在于所述的催化体还包括具有泡沫状结构的孔隙度为20-60ppi的第一载体(1)，在第一载体(1)的外层涂敷有一层稀土氧化物的第二载体(2)，第二载体(2)的涂敷量是第一载体(1)重量的8-10％，在第二载体(2)的外层再涂敷有一层贵金属涂层(3)，贵金属涂层(3)的涂敷量是每升第二载体(2)用量0.1-0.35克。
专利摘要本实用新型公开了一种用于内燃机尾气净化的催化体。目前，催化剂的作用机理就是利用贵金属和γ-三氧化二铝的作用，对废气中的有害物质进行催化转化，但现行的制备技术使得贵金属的用量占到催化剂重量的4％以上，并且贵金属应用的比例不合理，致使催化体的应用成本昂贵。本实用新型以泡沫状第一载体和稀土氧化物及贵金属相配合进行涂覆而成，将本实用新型应用于汽车尾气净化时，可大幅降低贵金属的用量，贵金属的用量可降低至每升催化剂用量0.01-0.35克，对废气的催化转换效率可达到97％以上，将本实用新型应用于汽车尾气净化时，可使汽车尾气排放标准达到欧洲IV排放标准，污染指数控制在HC-0.46％、CO-1.5％、Nox-3.5％、PM-0.02％以下。
文档编号B01J37/00GK201027559SQ20072014176
公开日2008年2月27日 申请日期2007年3月22日 优先权日2007年3月22日
发明者刘光文 申请人:刘光文