专利名称：机动车尾气净化催化剂及其与金属载体结合的制作工艺的制作方法
技术领域：
本发明属一种机动车尾气净化催化剂及其与金属载体结合的制作工艺。
机动车尾气中所含的有害成分主要是CO、HC及氮氧化物等，一般的机外净化器主要是将这些尾气经过净化装置中的催化剂燃烧变成水和二氧化碳，现有的催化剂有的燃点较高，净化不够充分，有的用贵金属降低燃点，成本又太高。此外，催化剂需要附着在一定的载体上发挥作用，附着在金属载体上比传统附着在陶瓷载体上有气流阻力小，强度高等优点，但存在附着在金属上的活性氧化铝底层及催化剂易脱落等不足。
本发明旨在提供一种燃点低，对CO、HC等有害气体净化效果好的机动车尾气净化催化剂，同时提供一种能将该催化剂与金属载体牢固结合的制作工艺。
实现上述目的的技术方案是设本催化剂的代号为ABO3，则A位置主要包含镧系氧化物氧化镧La2O3、氧化铈CeO2、氧化镨Pr6O11、氧化钕Nd2O3、氧化锶SrO2中的至少两种的组合，该位置组合占催化剂总重量的40-60％，A位置氧化物组合中至少有两种的重量不少于该组合总重量的10％；B位置至少包含贱金属氧化物氧化钴Co2O3和不同原子价的氧化锰的组合，其中氧化钴占二者组合的60-70％，氧化锰占二者组合的30-40％，而整个B位置组合又占催化剂总重量的40-60％。
将本发明催化剂与金属载体结合的制作工艺是采用分层浸渍烧结的方法，具体过程是1、选用金属片作载体；2、将γ-Al2O3的乳状混合液浸渍在金属载体上，γ-Al2O3重量相当于AB位置催化剂氧化物的总重量，将其置于电炉内升温至400-600℃，保温2-6小时，随炉冷却至200℃以下，取出空冷；3、将前述重量配比的催化剂A位置组分溶于酸或碱溶液，以能充分溶解为度，再配蒸馏水稀释至易于浸涂为度，然后浸涂在金属载体上，用与2相同的方法烧结后冷却；
4、将前述重量配比的催化剂B位置组分溶于酸或碱溶液，以能充分溶解为度，用蒸馏水稀释至易于浸涂为度，然后浸涂在经第3步骤加工过的金属载体上，用与第2步骤相同的方法烧结后冷却；用上述方法可使本发明催化剂以分层结构的形式与金属载体牢固结合。
其中第2步骤在金属载体上附着的活性氧化铝层是为催化剂提供一个富氧化铝的底基表面，以增加催化剂的活性。
本发明提供的催化剂在135℃的温度条件下即可对尾气中有害气体起作用，到185℃的温度条件下即可完全起作用，因此净化效果好，而且成本低，易于推广使用。
用本发明方法将上述催化剂及活性氧化铝分层烧结在金属载体上，经过多次高温处理，可使催化剂渗透植入金属载体表层内，所以与金属载体结合牢固，不易脱落，延长了催化剂的使用寿命。
图1、实施例7将本发明催化剂与金属载体结合所采用金属片的结构示意图1-金属片2-带毛刺的微孔图2、图1带毛刺的微孔放大示意图3-毛刺图3、实施例7两面带毛刺的金属片载体示意图催化剂组分实施例1A位置组分La2O380gCeO280gSrO210gB位置组分Co2O380gMnO340gZnO 35gNiO 25g
实施例2 实施例3 实施例4实施例5A位置组合 La2O3140g La2O390gNd2O320g La2O3150gPr6O1120g CeO250g CeO2130g Nd2O320gNd2O320gSrO220g Pr6O1120gNd2O310gB位置组合 Co2O390gCo2O3105g Co2O3100g Co2O3120gMnO350g MnO355g MnO355g MnO360gZnO15gNiO20g ZnO25gNiO30g在上述实施例中，A位置组分所采用的镧系氧化物中氧化镧和氧化铈较便宜，所以一般所占比例较大，该位置还可加入占A位置组分重量3-5％的Ba和/或Na和/或K作促进剂。
B位置组分中加入适量氧化锌可强化对HC的净化，加入适量氧化镍可加强催化剂的活性。一般所加氧化锌和/或氧化镍占B位置组合重量的10-30％。
本发明催化剂与金属载体结合的制作工艺实施例实施例66-1 取3公斤OCr19Al5材质的钢带作金属载体；6-2 取γ-Al2O3450g，配225mlHNO3，混合后呈乳状液；6-3 取A位置组分La2O380g配65％HNO3110mLCeO280g配65％HNO3120mLSrO210g配65％HNO350mL取B位置组分Co2O380g配10％HNO3600mLMnO340g配10％HNO3450mLZnO 35g配65％HNO390mLNiO 25g配65％HNO395mL6-4 将前述的γ-Al2O3乳状液浸涂在OCr19A/5金属带上，置于电炉内升温至400-600℃，经2-5小时后，随炉冷却至200℃以下，取出空冷；6-5 浸涂A位置组分，再重复用6-4的方法烧结；6-6 浸涂B位置组分，用6-4的方法烧结。
用上述方法使本催化剂以分层的结构与金属载体牢固结合。
经用100倍显微镜观察，直接浸涂在金属带上的γ-Al2O3层已渗入到金属表层的晶格里，由于二者的亲和性强，膨胀系数相近，能自动吻合裂纹，所以结合非常牢固，底层结合牢固，烧结于其上的催化剂层也就非常牢固，不易脱落，使用寿命长。
实施例77-1 取OCr25Al5材质，厚度为0.1mm的金属片作金属载体；7-2 用针刺的方法在金属片上扎出若干直径为0.1-0.2mm，周边带突起毛刺的微孔，微孔的密度为100孔/平方厘米；7-3 用与6-2至6-6相同的方法将活性氧化铝和A位置催化剂组分及B位置催化剂组分分层烧结在金属载体上；7-4 将占整个催化剂(包含活性氧化铝在内)重量千分之一的贵金属铂盐溶解后浸渍在附着有催化剂的金属载体外层，用相同的方法放入电炉烧结，冷却；最外层附着一层贵金属铂(也可是钯、铑)能进一步降低燃点。
金属片选OCr25Al5材质同选OCr19Al5材质一样可使其与活性氧化铝层牢固结合，同时金属片上所设带突起毛刺的微孔可进一步提高催化剂在金属片上的附着力。
权利要求
1.机动车尾气净化催化剂，设本催化剂的代号为ABO3，则A位置主要包含镧系氧化物氧化镧La2O3、氧化铈CeO2、氧化镨Pr6O11、氧化钕Nd2O3、氧化锶SrO2中的至少两种的组合，该位置组合占催化剂总重量的40-60％，A位置氧化物组合中至少有两种的重量不少于该组合总重量的10％；B位置至少包含贱金属氧化物氧化钴Co2O3和不同原子价的氧化锰的组合，其中氧化钴占二者组合的60-70％，氧化锰占二者组合的30-40％，而整个B位置组合又占催化剂总重量的40-60％。
2.根据权利要求1所述的机动车尾气净化催化剂，其特征在于所述B位置组合中还包含氧化锌和/或氧化镍，氧化锌和/或氧化镍的重量占催化剂中B位置组合重量的10-30％。
3.权利要求1所述的机动车尾气净化催化剂与金属载体结合的制作工艺，其特征在于所述工艺是采用分层浸渍绕结的方法，具体过程是3-1、选用金属片作载体3-2、将γ-Al2O3的乳状混合液浸渍在金属载体上，γ-Al2O3重量相当于A.B位置催化剂氧化物的总重量，将其置于电炉内升温至400-600℃，保温2-6小时，随炉冷却至200℃以下，取出空冷；3-3、将前述重量配比的催化剂A位置组分溶于酸或碱溶液，以能充分溶解为度，再配蒸馏水稀释至易于浸涂为度，然后浸涂在金属载体上，用与3-2相同的方法烧结后冷却；3-4、将前述重量配比的催化剂B位置组分溶于酸或碱溶液，以能充分溶解为度，用蒸馏水稀释至易于浸涂为度，然后浸涂在经第3-3步骤加工过的金属载体上，用与第3-2步骤相同的方法烧结后冷却；用上述方法可使本发明催化剂以分层结构的形式与金属载体牢固结合。
4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于所述3-1步骤所选用的金属片是铬铝钢片OCr25Al5或OCr19Al5材质的。
5.根据权利要求3或4所述的工艺，其特征在于所述的金属片上设有若干周边带突起毛刺的微孔。
全文摘要
机动车尾气净化催化剂及其与金属载体结合的制作工艺,现有同类催化剂有的点火温度高,净化效果不理想,有的价格昂贵,本发明采用镧系氧化物,如氧化镧氧化铈等与贱金属氧化物氧化钴,氧化锰等组成的催化剂点火温度低,造价便宜,易于推广。本发明还提供了用分层浸渍烧结的方法使活性氧化铝和催化剂分层牢固地附着在金属载体上,增加了催化剂的活性和使用寿命。
文档编号B01J23/76GK1226463SQ9910111
公开日1999年8月25日 申请日期1999年1月7日 优先权日1999年1月7日
发明者马建炜, 吴泽贤 申请人:马建炜, 吴泽贤