专利名称：内燃机排气净化贵金属催化剂及制备的制作方法
技术领域：
本发明属于一种含贵金属的废气净化催化剂及其制备方法。
国外净化内燃机(主要是汽车)排气的贵金属催化剂有很多类型，其中一部分已达到大量应用阶段，而对于催化剂的专利申请例如在US4318888，US4370262，US4261862，US4407738，以及日本专利申请56-43781，57-2379，58-14948等中公开的技术，主要是通过改变活性组分及载体的配方，制备工艺的改进来实现提高产品性能的目的。
本发明提出一种贵金属含量低，载体成分不同的新的内燃机排气净化催化剂及其制备方法。
本发明的内容为1、贵金属活性组分为Pt、Pd、Rh、Ru中至少一种，在催化剂中占的比例为0.06-0.3wt%，其中Pt∶Pd∶Rh∶Ru＝6-9∶3-1∶0.01-0.05∶0.2-0.5。
2 余量为催化剂载体，其组成为昆明金马瓷土和云南省工业氧化铝，其中昆明金马瓷土的成份为(wt%)SiO270-71、Al2O320-21、Fe2O30.4-0.5、CaO 0.8-0.9、MgO 0.4-0.5、TiO20.03-0.04，其余为K2O、Na2O，云南工业氧化铝的成份为(wt%)Al2O395-98，其余为CaO、MgO等。
金马瓷土与工业氧化铝的比例为3.5-5∶6.5-5
3、制作工艺包括以下步骤1)载体制作方法载体分别制成球形或蜂窝状块型，球形载体采用“水叠法”成型，其操作为将配比好的催化剂载体粉料磨细到≤100目，放入转速为80转/分的圆鼓中喷水雾不停转动使粉料形成颗粒，反复操作，使颗粒直径达5mm，取出过筛，筛去大于或小于Φ5mm的部分，再放入圆鼓中，不断旋转，使颗粒成为正圆型表面光滑的小球，然后在850-1170℃温度下烧成。
蜂窝型载体采用腊料低压压铸法成型，方法为取一定量配比好的料粉，粒度＜200目，再按料粉量15-25%的比例称取白色工业石蜡，加热熔化，跑净水份，将载体料粉加入，不断搅拌完全混匀，然后在～70℃下老化72小时，然后用注塑机注入模具成型，成型压力3-5Kg/cm2，蜂孔Φ2.0-2.5m/m，壁厚0.2-0.4m/m，每个小单元尺寸为正六边形，对角线长度5cm，组装成实用的载体，其组装尺寸视使用对象而定，然后在850-1170℃烧成。
2)活性组分载入将活性组分Pt、Pd、Rh、Ru分别制成相应的氯络合物(氯铂酸，氯钯酸等)按所需的量配制成相应的水溶液，然后采用快速浸渍(1分钟)，快速速干燥的方法，使活性组分迅速固定在载体表面。
3、将上述得到的催化剂在H2气氛中600℃温度下，还原2小时，本发明的催化剂及其制法的优点在于1、选用的载体原料为昆明金马瓷土和云南的工业氧化铝，瓷土中的特有成份能提高载体的低温烧结性能和使用强度。
2、载体采用水叠法制成球形，不仅能使载体的成分均匀，制作方法简便，而且能使载体具有层状结构，活性组分载于表层有利发挥活性组分作用。
3、采用腊料低压压铸法制成蜂窝状载体，这样提高了载体均匀性，孔隙率和对不同体积与形状应用要求的适应性。
4、由于载体的烧成温度控制为850-1170℃，载体中氧化铝变体全部为a-型，整体结构为多孔陶瓷性，正压强度达70-75Kg/cm2，与国外通常采用的r-型或r-P型混合型变体相比较，载体的强度高，耐冲击性和高温稳定性较强。
5、由于采用快速浸渍，快速干燥的方法，使活性组分迅速固定在载体表面，达到95%活性组分量分布在不超过0.2毫米的表面，以利于最大限度发挥活性组分的作用。
6、净化效果好，CO净化效果达90-98%，CH85-95%。
7、催化剂使用寿命长，在柴油机(工程机械)中使用超过1700-2000小时，在使用含铅汽油(四乙基铅1-2克/升)燃料情况下，能保持净化效率，使用寿命达到4万公里以上。
8、不仅适用于汽车，柴油车的排气净化，而且适用于装载机，叉车等工程机械以及凿岩机，喷浆机，等采矿机械，运输机车，船舶柴油机等运输机械，具有广泛适应性。
实施例一称取金马瓷土8Kg，工业氧化铝12Kg，倒入磨粉机中磨细兼混料4小时。取出过100目筛，将≤100目的粉末用水叠法制成Φ5±1mm的球型，自然阴干48小时，110℃下烘干24小时，放入高温炉中煅烧，温度由500℃升至800℃，再升至1100℃，保温5小时，炉内自然冷却，取出作为成品载体，称重，测量其比表面吸水率和强度。将达到比表面的载体放入容器中，按0.1%Pt含量配制氯铂酸水溶液4200ml，(含H2PtC16量折成金属计为15克)，倒入载体上，一分钟内使每颗载体都浸到溶液，然后翻动，快速干燥。装入还原用的石英管中，通H2，600℃还原2小时，继续通H2冷却到＜100℃取出即可。
实施例二称取工业石蜡2Kg，放入坩埚中加热熔化，赶净水分，加入金马瓷土和工业氧化铝混合料粉(比例为4∶6，粒度≤200目)8Kg，充分搅拌均匀，放入烘箱，温度为70±2℃，保温，每过4小时搅拌，直到保温老化达72小时以上，倒在注塑机中，压力2Kg/cm2成型，然后将这些正六边形的型块放入瓷坩埚中，填以氧化铝粉末，再放入高温炉中煅烧，升温过程为200℃1小时-400℃ 5小时-800℃ 3小时-1150℃ 5小时，炉内自然冷却，出炉。用压缩空气吹去蜂窝孔中的氧化铝填充剂即得成品载体。称重测吸水率为37.5%。将准确称重的4Kg载体放入5升烧杯中。按金属量2.58克Pt、1.2克Pd、0.02克Rh、0.2Ru取相应氯络合物，配成1500ml溶液(金属重量4克)浸泡载体，使之完全吸收，105℃烘箱中干燥12小时，H2气氛中600℃还原2小时。
权利要求
1.一种含贵金属的废气净化剂，其特征在于组成为(1)活性组分为Pt、Pd、Rh、Ru中至少一种，在催化剂中占的比例为0.06-0.3wt%，其中Pt∶Pd∶Rh∶Ru=6-9∶3-1∶0.01-0.05∶0.2-0.5。(2)余量为催化剂载体，其组成为昆明金马瓷土和云南工业氧化铝，其中昆明金马瓷土的成份为(wt%)SiO270-71、Al2O320-21、Fe2O30.4-0.5、CaO0.8-0.9、MgO0.4-0.5、TiO20.03-0.04，其余为K2O、Na2O，云南工业氧化铝的成份为(wt%)Al2O395-98，其余为CaO、MgO等。金马瓷土与工业氧化铝的比例为3.5-5∶6.5-5。
2.一种权利要求1所述的催化剂的制作方法，其特征在于(1)采用“水叠法”或腊料低压压铸法将催化剂载体粉料制成Φ5mm的小球或蜂窝型块，然后在850-1170℃温度下煅烧成型。(2)将活性组份Pt、Pd、Rh、Ru分别制成相应的氯络合物，按所需的量配制成相应的水溶液，然后采用快速浸渍(1分钟)，快速干燥的方法，使活性组分固定在载体表面。(3)将由(1)、(2)得到的催化剂在H2气氛中，600℃下还原2小时。
全文摘要
本发明属于一种含贵金属的废气净化催化剂及其制备方法。本发明的活性组分为Pt、Pd、Rh、Ru中至少一种，在催化剂中占的比例为0.06—0.3wt％。催化剂载体为昆明金马瓷土和云南工业氧化铝，载体采用“水叠法”和蜡料低压压铸法分别制成球型和蜂窝型，活性组分采用溶液快速浸渍法载入。该催化剂净化效果好，使用寿命长，适用范围广。
文档编号B01J23/40GK1087031SQ92113299
公开日1994年5月25日 申请日期1992年11月14日 优先权日1992年11月14日
发明者黄荣光, 王韵敏, 杨汝琳, 黎淑萍, 金方江 申请人:中国有色金属工业总公司昆明贵金属研究所