本发明提出一种贵金属含量低并含稀土以及过渡金属的混合催化剂及其制备方法。
本发明的内容为:
1、贵金属活性组份为Pt,Pd中至少一种,占催化剂比例为0.01~0.09wt%,其中Pt∶Pd=7~9∶3~1。
2、稀土元素,甘肃稀土公司提供的工业稀土化合物,以氯化物或硝酸盐形式提供,水解后锻烧分析成分(wt%)为:La2O328;CeO240~45;Pr6O115~6;Al2O315~18;重稀土(主要是Nd、Sm等)1~2;Fe、Si余量。在催化剂中占的比例为10~12wt%。
3、过渡金属Co+Cu+Ni,其中Cu∶Co∶Ni=1∶1∶1,在催化剂中占的比例为4~5wt%。
4、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,其中金马瓷土的成分为(wt%)为:SiO270~71;Al2O320~21;Fe2O30.4~0.5;CaO 0.8~0.9;MgO 0.4~0.5;TiO20.03~0.04;余量为K2O,Na2O。
云南工业氧化铝的成分(wt%)为: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。
5、制作工艺包括以下步骤:
(1)载体制作方法
采用“水叠法”将按比例混匀的载体粉料(100目)形成Φ5mm左右(4.7≤d≤4.8mm)的小球。
(2)稀土及过渡金属的载入
将稀土盐及过渡金属盐(氯化物或硝酸盐)按比例称量,溶于水,在PH=7~8条件下水解,过滤洗涤、烘干,500℃锻炼2小时,稀土及过渡金属呈金属氧化物形式,自然冷却后取出磨细到≤100目备用。
当催化剂载体成型到直径约为5mm时,停止加入载体粉料,改加已制备好的稀土及过渡金属氧化物粉末,用“水叠法”使载体表面包裹上一层稀土及过渡金属氧化物,厚度约为0.3~0.4mm。
(3)贵金属活性组份载入:
将活性贵金属组分Pt,Pd分别制成相应的氯络合物(氯铂酸、氯钯酸)按所需的量配制成相应水溶液,然后采用快速浸渍(1分钟),快速干燥的方法,使贵金属组分迅速固定在载体表面。
(4)将上述催化剂在600℃温度下,H2气氛中还原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,不仅能使载体的成份均匀,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、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型,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。
4、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%活性组份量分布在不超过0.2毫米的表面,以利于最大限度发挥贵金属活性组分的作用。
5、在催化剂中加入稀土元素以及过渡金属元素,使催化剂的成本下降,同时使催化剂的抗铅毒能力增强。
6、净化效果好,CO净化效果达90~98%,CH的净化效果85~95%。
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、不仅适用汽车,柴油车的排气净化,而且适用于装载,采矿运输等机械,具有广泛适应性。