以钙钛矿型氧化物ABO3提高钯催化剂性能的方法 【技术领域】
本发明涉及一种以钙钛矿型氧化物ABO3提高钯催化剂性能的方法。背景技术
随着世界环保意识的抬头，人们对于环境品质的要求也日益提高，为了避免生活环境的空气品质受到污染，现在各国如台湾、日本、欧洲及印度等国家针对机车的废气排放污染的问题，均制定了一套严格的废气排放标准。其中欧洲对50c.c.摩托车的废气排放管制，从1999年起实施机车一期法规，CO及HC+NOx排放标准分别须低于6g/km及3g/km以下，而2002年起实施更严格的二期法规，CO及HC+NOx排放标准分别须低于1.0g/km及1.2g/km。
然而，对于50c.c.二行程摩托车而言，因进排气的效率不如4行程引擎，尤其是在怠速，加减速及全油门阶段，引擎燃烧效率不佳导致污染排放量高，再加上欧洲摩托车有限速规定，使得如何降低二行程引擎50c.c摩托车排气污染为一项挑战。
并且，就催化剂转化器而言，为能加速催化剂起燃、提高废气净化率，势必将催化剂置于接近引擎排气歧管处。而催化剂长期在高温环境下容易劣化，必须具有良好的热稳定性，才能维持较长的使用寿命。
在工作间，常使用铂(Pt)、钯(Pd)及铑(Rh)等活性金属来制造催化剂转化器，而目前商业化机车催化剂转化器所使用的贵重金属仍以铂(Pt)、铑(Rh)较佳、且钯(Pd)催化剂拥有较佳的耐热性质。
但是，钯(Pd)催化剂也有缺点待克服，首先是钯(Pd)在高温氧化碳氢化合物(HC)时，易产生不完全氧化反应形成大量的一氧化碳(CO)，钯(Pd)对于一氧化碳氧化选择性不如铂(Pt)、铑(Rh)催化剂，特别是在氧气不足的条件下。
因此，若能提高钯(Pd)的催化活性，并增进钯(Pd)的耐热性，将有助于强化钯(Pd)催化剂实用化的可能性，不仅可以延长催化剂转化器的寿命，也可适应未来冷车启动测试法规。发明内容
由以上所述可知，现有钯催化剂技术存在的问题是其催化活性，尤其是对CO的催化活性不高，且其耐热性不高。
为能适应随着世界环保意识升高，而日益严格的废气排放标准，本发明人集多年专门从事催化剂转化器制造地经验，针对这一困扰特已研发出一种以钙钛矿型氧化物ABO3)提高钯(Pd)催化剂性能的方法，以解决上述问题。
本发明为解决上述问题，其是通过下述技术方案实现的：
一种以钙钛矿型氧化物ABO3)提高钯(Pd)催化剂性能的方法，主要是利用钙钛矿型氧化物ABO3)与钯(Pd)催化剂结合，以提高钯(Pd)催化剂的性能，其特征在于：
该钙钛矿型氧化物ABO3)主要是由La1-xSrxCo1-yMnyO3组成，将其与钯(Pd)催化剂结合，其化学元素组成系统为LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3。
其中，该LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3的元素组成比例介于LaCo0.88Pd0.02Mn0.1O3/Al2O3至LaCo0.80Pd0.10Mn0.1O3/Al2O3之间。
通过上述技术方案，本发明促进了钯(Pd)催化剂对一氧化碳(CO)催化活性，并提高了钯(Pd)催化剂的性能，并利用钙钛矿型氧化物ABO3)结构热稳定性高的特性，提高了钯(Pd)催化剂的耐热性，进而能够提高钯(Pd)催化剂的使用寿命。
为能详细说明本发明的特点及其达成的功效，现列举本发明的实验数据详细说明如下：具体实施方式
本发明一种以钙钛矿型氧化物ABO3)提高钯(Pd)催化剂性能的方法，主要是利用钙钛矿型氧化物ABO3)与钯(Pd)催化剂结合，以提高钯(Pd)催化剂的性能，其中，
该钙钛矿型氧化物ABO3)其主要是由La1-xSrxCo1-yMnyO3组成，将其与钯(Pd)催化剂结合，其化学元素组成系统为LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3。
表1铂(Pt)-铑(Rh)催化剂、钯(Pd)催化剂及利用钙钛矿型氧化物ABO3)与钯(Pd)结合的催化剂，三者对于HC及CO氧化的T50温度比较
如表1所示，其揭示了本发明LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3与Pd-CeO2/Al2O3及Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂在不同反应条件下对于丙烯及CO的氧化能力，以及各催化剂耐热性质的实验数据，以不同反应条件(S＞1、S＝1及S＜1)模拟不同空燃比的机车废气。实验目的在于了解以钙钛矿型氧化物ABO3)结合钯(Pd)催化剂，是否对其反应特性有所促进。
该Pd-CeO2/Al2O3为钯(Pd)催化剂的代表。
该Pt-Rh/CeO2/Al2O3为铂(Pt)-铑(Rh)催化剂的代表。
首先，在氧过量(S＞1)的反应条件下，LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3及Pd-CeO2/Al2O3催化剂对于从CO及HC氧化的起燃温度(T50)相同，略比Pt-Rh/CeO2/Al2O3的起燃温度低。当催化剂经过1000℃高温劣化之后，Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂对于CO及HC氧化的T50温度，明显提高40℃以上，但LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3及Pd-CeO2/Al2O3催化剂仅仅上升了15～20℃，显而易见LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3及Pd-CeO2/Al2O3催化剂对于CO及HC氧化活性受高温处理的影响轻微，如表1所示。
而在化学当量点(S＝1)反应条件下，LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3、Pd-CeO2/Al2O3及Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂对于HC氧化的T50温度都相近均为195℃，但是在对于CO的催化活性的比较下，以Pd-CeO2/Al2O3催化剂较差，其T50温度为185℃最高，而以Pt-Rh/CeO2/Al2O3及LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3为最佳，其T50温度仅为160℃及159℃，如表1所示。
当催化剂经1100℃高温劣化之后，同样是Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂催化活性劣化最严重，且其活性劣化程度又明显高于S＞1状况下，经高温劣化后的Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂，氧化CO及HC所需的T50温度明显提高幅度最大，在80℃以上。由此可知，LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3及Pd-CeO2/Al2O3催化剂的耐热性仍优于Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂。而特别值得注意的是，LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3催化剂活性受高温老化的影响最小，因其经高温劣化处理之后，LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3催化剂对于CO或HC氧化的T50温度上升程度最小，仅仅只有上升14～16℃，显而易见LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3催化剂具有较佳的耐热性质，如表1所示。
而在氧化不足(S＜1)的状况下，LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3、Pd-CeO2/Al2O3及Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂对于HC氧化的T50温度都相近，但是Pd-CeO2/Al2O3催化剂对于CO的催化活性较差，因其T50温度最高为187℃，如表1所示。
当催化剂经1000℃高温劣化之后，同样是Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂催化活性劣化最严重，且其活性劣化程度又明显高于S＝1状况，经高温劣化后的Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂，氧化CO及HC所需的T50温度明显提高幅度最大，在80℃以上。而LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3及Pd-CeO2/Al2O3催化剂活性因高温老化处理而劣化程度相近，但是经高温劣化后的LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3催化剂对于HC及CO氧化反应的T50温度最低，显而易见LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3催化剂即是催化活性最佳的催化剂，如表1所示。
就上述实验数据显示，Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂对于HC及CO氧化能力受反应条件影响最轻微，但是Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂的耐热性最差，一旦经过高温老化后，Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂对于HC及CO氧化的起燃温度最高会上升100℃左右。相对地，LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3及Pd-CeO2/Al2O3催化剂具有较佳的耐热性，经高温老化后LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3及Pd-CeO2/Al2O3催化剂对于HC及CO氧化的T50温度，明显比Pt-Rh/CeO2/Al2O3催化剂低了50℃以上，如表1所示。
同时，LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3比Pd-CeO2/Al2O3催化剂，具有较佳的催化活性及耐热性，可能是因钙钛矿型氧化物ABO3)热稳定性高，可抑制Pd金属在高温状况时烧结的速度，而减缓LaCo0.84Pd0.06Mn0.1O3/Al2O3催化剂催化活性的劣化程度，如表1所示。
此外，钙钛矿型氧化物ABO3)具有良好的储氧能力，即使在氧气不足的条件下，仍可促进钯(Pd)的氧化活性。
另外，本发明钙钛矿型氧化物ABO3)，为便利说明仅以La1-xSrxCo1-yMnyO3作为实施例，当不能以此限制本发明意义，即大凡根据申请专利范围所作的各种变换设计，均应包含在本发明专利范围内。
综上所述，本发明一种以钙钛矿型氧化物ABO3)提高钯(Pd)催化剂性能的方法，不仅可提高钯(Pd)催化剂对于一氧化碳(CO)的催化活性，也可提高钯(Pd)催化剂的使用寿命，确已具备专利法所要求的新颖性、进步性与实用性，现依法提出发明专利申请，恳请早日授权，将不胜感激。