废气净化用催化剂、其制备方法、及用该催化剂的废气净化法_2

文档序号:9774747阅读:来源:国知局
子形态存在的物质来添加钡。因此,优选使用水溶性钡, 例如使用氢氧化钡、碳酸钡、醋酸钡、草酸钡、硝酸钡而制备催化剂活性组分(I)。更优选使 用氢氧化钡、碳酸钡、醋酸钡、草酸钡、硝酸钡。从催化剂活性的观点来看,最优选使用氢氧 化钡、醋酸钡、草酸钡。而且,本发明的上述钡源可以是一种物质,或者可以是两种以上的混 合物。
[0031] 另外,对耐火性无机氧化物(A)的Ba负载量,优选为对于上述钯(Pd),以规定的摩 尔比存在的量,但对于耐火性无机氧化物(A)的重量,优选为0.05~30重量%,更优选为0.1 ~25重量%。
[0032] 将耐火性无机氧化物(A)浸渍于如上所制的含有钯源和钡源的水溶液或水性浆液 中。此时,浸渍条件是,只要能够将钯源和钡源与耐火性无机氧化物(A)进行充分地均匀混 合,在其后的干燥?煅烧工序中,将这些Pd和Ba充分地负载于耐火性无机氧化物(A)上,就 对其没有特别限制。例如,将耐火性无机氧化物(A)浸渍于含有钯源和钡源的水溶液或水性 浆液中,在100~150°C进行干燥。此时,为了能将Pd和Ba均匀地浸渍/负载于耐火性无机氧 化物(A)上,例如,优选每隔10分钟搅拌水溶液或水性浆液。然后,将除去水分的干燥粉末原 封不动地干燥一天后,在350~600°C煅烧1~2个小时而可以制备催化剂活性组分(I)。 [0033] 2.催化剂活性组分(II)
[0034]催化剂活性组分(II),是由在耐火性无机氧化物(B)上,负载至少一种的铑(Rh)和 铂(Pt)而构成。此时,催化剂活性组分(II)优选为,至少将铑(Rh)负载于耐火性无机氧化物 (B)而构成。
[0035] 在本发明中,使用铑时,对铑的负载量没有特别限制,根据催化剂的使用条件、同 时使用铂时铂的含量等而不一样。一般,对每一升本发明的废气净化用催化剂,铑的负载量 优选为〇. 〇 1~5g,更优选为0.1~Ig。在此范围内使用铑时,就能够达到充分的废气净化性 能、特别是NOx净化性能。
[0036] 使用铂时,对铂的负载量没有特别限制,根据催化剂的使用条件、同时使用铑时铑 的含量等而不一样。一般,对每一升本发明的废气净化用催化剂,铂的负载量优选为〇.〇1~ IOg,更优选为ο. 02~2g。在此范围内使用铂时,就能够达到充分的废气净化性能。
[0037] 另外,混合使用铑和铂时,对铑和铂的混合比例没有特别限制,根据催化剂的使用 条件和所希望的废气净化性能等而不一样。对于铑的铂比例(Pt/Rh的质量比)优选为小于 等于5,更优选为小于等于3,最优选为小于等于I Wt/Rh大于5时,由于铑而有不能充分发挥 催化剂作用的可能性。对于铑的铂比例(Pt/Rh的质量比)的下限值没有特别限制,但如果考 虑铂引起的催化性能,通常优选为大于等于1/5,更优选为大于等于1/3。
[0038] 在本发明中,对铂和铑的形状、大小等没有特别限制。铂和铑例如可以采用粒状、 微粒状、粉末状、圆柱状、圆锥状、棱柱状、立方体状、棱锥状、不定形状等的形状。铂和铑优 选为粒状、微粒状、粉末状。对铂和铑为粒状、微粒状、粉末状时铂和铑的平均粒径,没有特 别限制,但优选足够量的铂和铑能够被负载于耐火性无机氧化物(B)的量。而且在本发明 中,铂和铑的形状以及平均粒径,可以各自相同也可以不相同。
[0039] 负载铂和铑的耐火性无机氧化物(B),通常能够使用用于废气处理的耐火性无机 氧化物,并对其没有特别限制。例如该耐火性无机氧化物(B)包括活性氧化铝、二氧化硅、氧 化锆、二氧化钛、二氧化铈等表面积大的物质,或者这些物质的复合氧化物等。在这些物质 中,优选活性氧化铝、氧化错、二氧化铺,特优选氧化错。而且,耐火性无机氧化物(B ),可以 单独使用或者两种以上混合使用。另外,耐火性无机氧化物(B),可以是与耐火性无机氧化 物(A)相同的物质,或者可以是不相同的物质。
[0040] 对耐火性无机氧化物(B)的形状和比表面积等没有特别限制,但优选高分散性负 载Pt和Rh。耐火性无机氧化物(B)例如能够采用粒状、微粒状、粉末状、圆柱状、圆锥状、棱柱 状、立方体状、棱锥状、不定形状等的形状。耐火性无机氧化物(B)优选为粒状、微粒状、粉末 状。对耐火性无机氧化物(B)为粒状、微粒状、粉末状时的耐火性无机氧化物(B)的平均粒 径,没有特别限制。例如,优选为1~20μηι,更优选为1~1 Ομπι,最优选为3~6μηι的范围内。只 要在此范围内,就能容易地负载足够量的Pt和Rh。而且,在本发明中,耐火性无机氧化物(B) 的"平均粒径",通过根据分级等公知方法所测量的耐火性无机氧化物(B)的粒径的平均值 而可以测量。
[0041] 另外,耐火性无机氧化物(B)的BET比表面积,只要可以高分散性负载Pt和/或Rh并 有足够的比表面积就可以,优选为50~300m 2/g,更优选为100~250m2/g。上述比表面积如果 在上述范围内,足够量的Pt和/或Rh就能够负载于耐火性无机氧化物(B)上。
[0042] 催化剂活性组分(II),是将铂和/或铑负载于耐火性无机氧化物(B)上而获得的。 对在耐火性无机氧化物(B)上Pt和/或Rh的负载方法没有特别限制,可以根据制备催化剂的 常用方法,使用与公知的负载方法相同的或者适当改进后的方法。下面,将记载在耐火性无 机氧化物(B)上负载Pt和Rh的优选方法,但本发明不限定于下面的方法。
[0043] 例如,能够使用与上述催化剂活性组分(I)的制备方法相同的方法。即、将耐火性 无机氧化物(B)浸渍于具有适当的铂源、铑源的水溶液或水性浆液中,通过干燥、煅烧而能 够获得。此时,铂源和铑源可以用各自的水溶液或水性浆液制备,或者用相同的水溶液或水 性浆液制备。
[0044] 在上述方法中,对作为起始原料的铂源没有特别限制,能够使用用于废气净化领 域的原料。具体包括:铂;溴化铂、氯化铂等卤化物;铂的硝酸盐、二硝基二氨盐、硫酸盐、铵 盐、胺盐、碳酸盐、重碳酸盐、亚硝酸盐、草酸盐等无机盐类;甲酸盐等的羧酸盐;以及氢氧化 物、醇盐、氧化物等。优选为硝酸盐、二硝基二氨盐。更优选为二硝基二氨盐(二硝基二氨合 铂)。而且,本发明的上述铂源可以是一种物质,或者可以是两种以上的混合物。
[0045] 另外,Pt对耐火性无机氧化物(B)的负载量,优选为每1升上述催化剂的量,但对于 耐火性无机氧化物(B)的重量,优选为0.005~25重量%,更优选为0.01~5重量%。
[0046] 另外,对作为起始原料的铑源也没有特别限制,能够使用用于废气净化领域的原 料。具体包括:铑;氯化铑等卤化物;铑的硝酸盐、硫酸盐、铵盐、胺盐、碳酸盐、重碳酸盐、亚 硝酸盐、草酸盐等无机盐类;甲酸盐等的羧酸盐;以及氢氧化物、醇盐、氧化物等。优选为硝 酸盐、铵盐、胺盐、碳酸盐。更优选为硝酸盐(硝酸铑)。
[0047]而且,对耐火性无机氧化物(B)的Rh负载量,优选为每1升上述催化剂的量,但对于 耐火性无机氧化物(B)的重量,优选为0.005~12重量%,更优选为0.1~3重量%。
[0048] 并且,组合使用铂和铑时,对铂和铑的组成没有特别限制,但优选为,各个金属以 上述的负载量且以上述的混合比例负载于耐火性无机氧化物(B)上。
[0049] 将耐火性无机氧化物(B),浸渍于如上所制的含有铂源和/或铑源的水溶液或水性 浆液中。此时,浸渍条件是,将铂源和/或铑源与耐火性无机氧化物(B)进行充分地均匀混 合,在其后的干燥?煅烧工序中,只要能够将这些Pt和/或Rh充分地负载于耐火性无机氧化 物(B)上,就对其没有特别限制。例如,将耐火性无机氧化物(B),浸渍于含有铂源和/或铑源 的水溶液或水性浆液中,在100~150°C进行干燥。此时,为了能将Pt和/或Rh均匀地浸渍/负 载于耐火性无机氧化物(B)上,例如优选为,每隔10分钟搅拌水溶液或水性浆液。然后,将除 去水分的干燥粉末原封不动地干燥一天后,在350~600°C煅烧1~2个小时而可以制备催化 剂活性组分(II)。
[0050] 3.废气净化用催化剂
[0051] 本发明的废气净化用催化剂,作为必要组分包含上述催化剂活性组分(I)以及催 化剂活性组分(II)。
[0052]对上述催化剂活性组分(I)的用量(负载量)没有特别限制,根据以下详细说明的 耐火性三维结构体和催化剂活性组分(II)的种类及数量、所希望的废气净化性能,而进行 适当地选择。优选为对每1升废气净化用催化剂,催化剂活性组分(I)的用量(负载量)是10 ~300g,更优选为15~200g,最优选为30~150g。此时,催化剂活性组分(I)的负载量不足 IOg时,就不能充分发挥催化剂活性组分(I)的效果,也有可能不会获得所希望的废气净化 性能。相反,即使催化剂活性组分(I)的负载量超过300g,也不能获得与该负载量相符的催 化性能。
[0053] 对上述催化剂活性组分(II)的用量(负载量)也没有特别限制,根据以下详细说明 的耐火性三维结构体和催化剂活性组分(I)的种类及数量、所希望的废气净化性能,而进行 适当地选择。优选为对每1升废气净化用催化剂,催化剂活性组分(II)的用量(负载量)是10 ~300g,更优选为15~200g,最优选为30~150g。此时,催化剂活性组分(II)的负载量不足 IOg时,就不能充分发挥催化剂活性组分(I I)的效果,也有可能不会获得所希望的废气净化 性能。相反,即使催化剂活性组分(II)的负载量超过300g,也有可能不会获得与该负载量相 符的催化性能。
[0054] 在本发明中,对催化剂活性组分(I)和催化剂活性组分(II)的混合比例也没有特 别限制。根据以下详细说明的耐火性三维结构体的种类和数量、催化剂活性组分(I)和(II) 的种类、所希望的废气净化性能,而进行适当地选择。优选为,催化剂活性组分(I)和催化剂 活性组分(II)的质量比(催化剂活性组分(I):催化剂活性组分(II)的质量比)是1:30~30: 1,更优选为3:40~40:3,最优选为1:5~5:1。此时,混合比例如果在上述范围以外,就有可 能发生催化剂活性组分(I)和(II)的不平衡,以及不能充分发挥作为目标的废气净化特性。
[0055] 本发明的废气净化用催化剂,作为必要组分包含上述催化剂活性组分(I)和(II), 但加入这些物质以外,还能再添加其他组分(添加组分)。添加组分包括钪(Sc)、钇(Y)、镧 (La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)等稀土类金属;错(Zr)、铁(Fe)、钴(Co)和镍(Ni)等金属;上述 金属的氧化物;上述金属的复合氧化物等。其中,优选为Zr、Ce、La、Y、Nd、Pr的氧化物,或这 些物质的复合氧化物,更优选为Zr、Ce、La的氧化物或这些物质的复合氧化物。这些添加组 分可以单独使用,或者两种以上混合使用。而且,这些添加组分的添加量只要不阻碍催化剂 活性组分(I)和(II)的作用,就对其没有特别限制。对于本发明的1升废气净化用催化剂,添 加组分优选为1~100g,更优选为5~70g。
[0056] 存在于本发明的废气净化用催化剂中的催化剂活性组分(I)和催化剂活性组分 (II)的形态(废气净化用催化剂的结构),只要含有作为必要组分的上述催化剂活性组分 (I)和催化剂活性组分(II),就对其没有特别限制。各组分(I)和(II)可以分别存在于各自 的层中,也可存在于相同的层中。具体而言,本发明的废气净化用催化剂优选包括:(a)具有 含催化剂活性组分(I)的表层以及含催化剂活性组分(II)的底层的两层结构;(b)具有含催 化剂活性组分(II)的表层以及含催化剂活性组分(I)的底层的两层结构;以及(c)具有含催 化剂活性组分(I)和催化剂活性组分(II)的层的单层结构的废气净
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1