一种汽车尾气净化催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车尾气净化催化剂领域，具体说是一种汽车尾气净化催化剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车保有量的增加，汽车向大气中排放的CO、HC、NOx越来越多。目前，许多国家已经对汽车尾气排放采取了严格的控制排放措施。因此汽车尾气的处理日益成为重要的课题。在现有技术中，对汽车尾气排放的控制是通过加装催化净化器来实现，而催化净化器的关键是催化剂。催化剂通常采用三层结构即由活性组分、活化涂层和载体组成。自稀土钙钛矿氧化物(PTO)用于尾气催化以来，由于它的A、B位可以取代而产生氧空位，同时该类催化剂对贵金属催化剂有较大的价格优势，使得该类催化剂成为了研宄的热点。但，现有的PTO存在以下几个问题:
1、单一组分的PTO催化性能不佳；
2、γ-Al2O3的高温稳定性差，在900°C以上会发生相变；
3、比表面积较小。
【发明内容】
[0003]针对上述技术问题，本发明提供一种汽车尾气净化催化剂的制备方法，根据该方法制备的催化剂不仅催化性能较好，而且比表面积较大、高温稳定性好。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种汽车尾气净化催化剂的制备方法，其包括以下步骤:
(1)制备γ-Al2O3铝胶；
(2)以水为溶剂合成Laa8Cea2Ccv2xMnxCuxO3溶胶；
(3)将堇青石放入上述铝胶中浸渍；
(4)将浸渍后的堇青石取出，并吹去孔道中的铝胶，得到负载Y-Al2O3的堇青石；
(5)将负载γ-Al2O3的堇青石放入Laa8Cea2Ccv2xMnxCuxO3溶胶中浸渍，再吹掉孔道中的溶胶；
(6)静置、干燥，焙烧。
[0005]作为优选，步骤(I)中将配比好的Al (NO3)3容于水中并搅拌，然后滴加氨水，同时加入La (NO3)3，继续搅拌，接着静置老化，得到γ-Α1203，再调配成γ-Al2O3销胶；
作为优选，Al (NO3)3水解温度为70°C —90°C,Al (NO 3)3溶液的浓度为0.6g/ml—0.8g/ml ο
[0006]作为优选，氨水的摩尔用量为A13+:NH 3=1: (2—4)，溶液的pH=8—9。
[0007]作为优选，La (NO3) 3占溶液总质量的2%—4%。
[0008]作为优选，步骤(2)中，按化学计量比称量各元素的硝酸盐，在室温下搅拌溶解于去离子水中，按与金属离子摩尔比为1.5:1的量加入柠檬酸搅拌，然后滴加乙二醇形成凝胶，再干燥后进行自蔓延反应除去有机物，得到Laa 8Ce0.Wcv2xMnxCuxO3溶胶。
[0009]作为优选，静置时间为3h — 5h。
[0010]作为优选，干燥温度为60°C —80°C。
[0011]作为优选，焙烧时先以300°C —500°C预烧2h — 4h。
[0012]作为优选，预烧后，再以850°C —950°C焙烧3h — 5h。
[0013]从以上技术方案可知，通过上述步骤可制备γ-Al2O3活化涂层载体，该方法在滴加氨水时加入La (NO3) 3，阻止了导致γ -Al2O3相变和烧结的离子表面扩散和结构重排，有效地减少比较面积的损失，并通过浸渍可以较好地负载在堇青石上；同时，利用溶胶-凝胶法在1^&)03的B位掺杂Mn、Gu两种元素，制得B位双掺杂的钙钛矿型催化剂，大大提高了催化剂的活性。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例详细介绍汽车尾气净化催化剂的制备方法，其包括以下步骤: 制备Y-Al2O3铝胶:水解Al (NO3)3，水解时应搅拌均匀；水解时保持70°C —90°C温度，
且Al (NO3) 3溶液的浓度应保持在0.6g/ml—0.8 g/ml之间，这种条件可提高后续溶胶的稳定性和负载质量；再向上述溶液中滴加氨水溶液，调节溶液的PH值，在滴加氨水的同时加入La (NO3)3，可提高比表面积；氨水滴加完毕后搅拌，然后采用浓硝酸回滴至溶液呈澄清透明为止，再继续搅拌，且氨水的用量为:A13+:NH 3=1: (2—4)，溶液的pH=8—9。这样制得的溶胶可长时间稳定放置，符合浸渍要求；作为优选，La (NO3)3的加入量占溶液总质量的2%—4% ;然后，对上述溶液静置老化1h —14h，从而制得尚比表面积的γ -Al2O3活化涂层材料，再将γ -Ai2O3调制成铝胶。
[0015]合成La。.8Ce0.2COl_2xMnxCux03溶胶:按化学计量比称量各元素的硝酸盐，在室温下搅拌溶解于去离子水中，按与金属离子摩尔比为1.5:1的量加入柠檬酸搅拌，然后滴加乙二醇，搅拌5h以上得到澄清透明的红色溶胶。将溶胶在70°C下处理成凝胶，再120°C干燥，然后在电炉上进行自曼延反应除去有机物，从而得到Laa SCea2Ccv2xMnxCuxO^月父。
[0016]负载Y-Al2O3:将预处理好的堇青石放入上述铝胶中浸渍8h以上，然后将浸渍后的堇青石取出，并吹去孔道中的铝胶；反复负载，使负载量达到15%以上。
[0017]负载活性组分:将负载γ-Al2O3的堇青石放入La Q.8Ce(l.2COl_2xMnxCUx03溶胶中浸渍8h以上，，其中x=0.05，0.1,0.2 ;再吹掉孔道中的溶胶;再静置3h — 5h，60°C —80°C干燥，300°C —500°C预烧2h — 4h，然后850°C —950°C处理3h — 5h。反复负载使负载量达到10%以上，从而获得稳定、活性的钙钛矿型催化剂。
[0018]实施例1
将配比好的Al (NO3)3容于水中，在70°C的温度下搅拌，然后逐滴滴加氨水，同时加入 La (NO3) 3，溶液中保证 A13+:NH 3=1:3，Al (NO3) 3浓度为 0.6g/ml，pH=8，La (NO3)3的加入量占溶液总质量的2%，继续搅拌2h以上；接着静置老化10h，再将γ-Al2O3制成铝胶；同时，按Laa 8Ce0.2Co0.9Mn0.05Cu0.0503中金属元素摩尔比称量硝酸盐，在室温下搅拌溶解于去离子水中，按与金属离子摩尔比为1.5:1的量加入柠檬酸搅拌，然后滴加与柠檬酸等量的乙二醇，搅拌5h，在70°C下处理成凝胶，再120°C干燥，然后在电炉上进行自蔓延反应，得到La。.Wea2C0a9Mnaci5Cuatl5O3溶胶；接着将堇青石放入γ-Al 203铝胶中浸渍8h，取出吹去孔道的铝胶，再将负载γ -Al2O3的堇青石放入La Cl 8Ceci 2Coci 9Mnaci5Cuci ci5O3溶胶中浸渍8h，吹掉孔道中的溶胶，静置311，60°0干燥，300°0预烧211，然后850°C处理3h，反复负载使负载量达到10%以上。
[0019]实施例2
将配比好的Al (NO3)3容于水中，在80°C的温度下搅拌，然后逐滴滴加氨水，同时加入 La (NO3) 3，溶液中保证 A13+:NH3=1:3，Al (NO3) 3浓度为 0.7g/ml，pH=9，La (NO3)3的加入量占溶液总质量的3%，继续搅拌2h以上；接着静置老化12h，再将Y-Al2O3制成铝胶；同时，按Laa8Ceci 2Coci 8Mna A中金属元素摩尔比称量硝酸盐，在室温下搅拌溶解于去离子水中，按与金属离子摩尔比为1.5:1的量加入柠檬酸搅拌，然后滴加与柠檬酸等量的乙二醇，搅拌5h，在70°C下处理成凝胶，再120°C干燥，然后在电炉上进行自蔓延反应，得到Laa8Cea2Coa8MnaiCua从溶胶；接着将堇青石放入γ -Al 203铝胶中浸渍9h，取出吹去孔道的铝胶，再将负载γ-Al2O3的堇青石放入中浸渍9h，吹掉孔道中的溶胶，静置处，70°0干燥，400°0预烧3h，然后900°C处理4h，反复负载使负载量达到10%以上。
[0020]实施例3
将配比好的Al (NO3)3容于水中，在90°C的温度下搅拌，然后逐滴滴加氨水，同时加入 La (NO3) 3，溶液中保证 A13+:NH 3=1:3，Al (NO3) 3浓度为 0.8g/ml，pH=9，La (NO3)3的加入量占溶液总质量的4%，继续搅拌2h以上；接着静置老化14h，再将γ-Al2O3制成铝胶；同时，按Laa 8Ce0.2Co0.6Mn0.2Cu0.203中金属元素摩尔比称量硝酸盐，在室温下搅拌溶解于去离子水中，按与金属离子摩尔比为1.5:1的量加入柠檬酸搅拌，然后滴加与柠檬酸等量的乙二醇，搅拌5h，在70°C下处理成凝胶，再120°C干燥，然后在电炉上进行自蔓延反应，得到Laa8Cea2Coa6Mna2Cua2O3溶胶；接着将堇青石放入γ-Al 203铝胶中浸渍10h，取出吹去孔道的铝胶，再将负载γ -Al2O3的堇青石放入La Cl 8Cea2Coa6Mna2Cua2O3溶胶中浸渍10h，吹掉孔道中的溶胶，静置5h，80°C干燥，500°C预烧4h，然后950°C处理4h，反复负载使负载量达到10%以上。
[0021]通过上述3个实施例制备的钙钛矿型催化剂的高温稳定性和活性都大大提高，比面积均达300 m2/g以上。
[0022]上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。
【主权项】
1.一种汽车尾气净化催化剂的制备方法，其包括以下步骤: (1)制备γ-AI2O3铝胶； (2)以水为溶剂合成Laa8Cea2Ccv2xMnxCuxO3溶胶； (3)将堇青石放入上述铝胶中浸渍； (4)将浸渍后的堇青石取出，并吹去孔道中的铝胶，得到负载Y-Al2O3的堇青石； (5)将负载γ-Al2O3的堇青石放入Laa8Cea2Ccv2xMnxCuxO3溶胶中浸渍，再吹掉孔道中的溶胶； (6)静置、干燥，焙烧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(I)中将配比好的Al(NO3)3容于水中并搅拌，然后滴加氨水，同时加入La (NO3) 3，继续搅拌，接着静置老化，得到γ-Al2O3，再调配成γ-Al2O3铝胶。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:Al(NO3) 3水解温度为70°C —90°C，Al(NO3) 3溶液的浓度为 0.6g/ml—0.8 g/ml。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:氨水的摩尔用量为Al3+:NH 3=1: (2-4)，溶液的pH=8—9。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:La(NO 3) 3占溶液总质量的2%—4%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(2)中，按化学计量比称量各元素的硝酸盐，在室温下搅拌溶解于去离子水中，按与金属离子摩尔比为1.5:1的量加入柠檬酸搅拌，然后滴加乙二醇形成凝胶，再干燥后进行自蔓延反应除去有机物，得到La0.8Ce0.2Co1_2xMnxCux03M'|5i。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:静置时间为3h— 5h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:干燥温度为60°C-80°C。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:焙烧时先以300°C—500°C预烧2h — 4h。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于:预烧后，再以850°C—950°C焙烧3h—5h0
【专利摘要】本发明涉及汽车尾气净化催化剂领域，具体说是一种汽车尾气净化催化剂的制备方法，其包括制备γ-Al2O3铝胶；以水为溶剂合成La0.8Ce0.2Co1-2xMnxCuxO3溶胶；将堇青石放入上述铝胶中浸渍；将浸渍后的堇青石取出，并吹去孔道中的铝胶，得到负载γ-Al2O3的堇青石；将负载γ-Al2O3的堇青石放入La0.8Ce0.2Co1-2xMnxCuxO3溶胶中浸渍，再吹掉孔道中的溶胶；静置、干燥，焙烧。本方法通过上述步骤可制备γ-Al2O3活化涂层载体，该方法在滴加氨水时加入La（NO3）3，阻止了导致γ-Al2O3相变和烧结的离子表面扩散和结构重排，有效地减少比较面积的损失，并通过浸渍可以较好地负载在堇青石上；同时，利用溶胶-凝胶法在LaCoO3的B位掺杂Mn、Gu两种元素，制得B位双掺杂的钙钛矿型催化剂，大大提高了催化剂的活性。
【IPC分类】B01J23-889, B01J35-10
【公开号】CN104689827
【申请号】CN201510072325
【发明人】易鉴荣, 林荔琍, 唐臻, 吴坚
【申请人】柳州豪祥特科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月12日