專利名稱：用于汽車尾氣處理的陶磁催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于廢氣處理的環(huán)保材料，特別是涉及一種用于汽車尾氣處理的陶磁催化劑，屬于催化劑制備技術(shù)，適于安放在汽車、摩托車、機(jī)動(dòng)船和發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料箱、進(jìn)氣口、冷卻水中。
背景技術(shù)：
目前，汽車尾氣的排放已經(jīng)是污染城市空氣的主要原因之一，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，控制汽車尾氣排放的法規(guī)正日益完善，各種減少汽車尾氣排放的凈化技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生過(guò)去，有利用磁石的磁氣進(jìn)行分化燃料的方法和利用粘和劑將產(chǎn)生放射電離波的物體卷貼到燃料輸油管上和進(jìn)氣管的外側(cè)的方法，但是利用磁氣的方法常因?yàn)榇艢獾木壒十a(chǎn)生計(jì)算器、電腦等誤操作的故障。而用黏合劑、粘接膠帶的方法因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)溫度高，容易產(chǎn)生脫落。另外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)高溫，放射電磁波容易發(fā)生變化，很難保持在固定的范圍，黏合劑、粘接膠帶因高溫性能容易發(fā)生劣化，使用有效期短、容易脫落。
現(xiàn)在，催化轉(zhuǎn)化技術(shù)是減少汽車尾氣污染的主流技術(shù)之一，國(guó)外普遍使用的催化轉(zhuǎn)化器以整體式蜂窩狀結(jié)構(gòu)為主.其載體有陶瓷載體和金屬載體之分，常用的催化劑主要是PtPdRh等貴金屬和稀土元素過(guò)渡金屬.三元催化劑一般含有0.1％～0.15％的貴金屬，Pt/Rh為5∶1，還有10％～20％的EeO2等.而蜂窩狀陶瓷載體表面則遍涂Y-Al2o3涂層，其中含有1％～2％的La2O3作為其增加穩(wěn)定性的物質(zhì)，但其成本較高.而且由于貴金屬資源有限，價(jià)格高昂，而不利于該種催化劑的推廣應(yīng)用，所以減少貴金屬的用量，用低成本組分取代部分貴金屬組分已成為汽車尾氣凈化催化劑的發(fā)展趨勢(shì)之一。
近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)也開發(fā)出許多用于汽車尾氣處理的催化劑例如，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)03120993.9號(hào)給出了一種《用于汽車尾氣處理的催化劑及制備方法》，它是以堇青石載體上原位合成分子篩作為復(fù)合載體，負(fù)載金屬Cu、Cu-La或Ag活性成分制成，所述的活性組分Cu在整體式催化劑上的負(fù)載量為0.01％～2％，La或Ag在整體式催化劑上的負(fù)載量為0.01～2％。該催化劑可以利用汽車尾氣中一氧化碳和碳?xì)浠衔?，在不加任何其他物質(zhì)的情況下，將污染物質(zhì)氮氧化合物進(jìn)行選擇性還原，達(dá)到氮氧化合物，一氧化碳，碳?xì)浠衔锏木C合處理；中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)02150066.5號(hào)給出了一種《汽車尾氣凈化催化劑及其制備方法》，該催化劑以堇青石蜂窩陶瓷為第一載體、以氧化鋁-富鑭混合稀土(攙雜Zr#+[4+]、Ba#+[2+]等)涂層為第二載體、以含有過(guò)渡金屬、稀土元素、堿土金屬和微量貴金屬為活性組分涂層，其特征是利用富鑭混合稀土研制出稀土-過(guò)渡金屬-堿土金屬-微量貴金屬型汽車尾氣凈化催化劑，并采用了含稀土及摻雜劑的超細(xì)鋁膠粒子(0.5μ)混合物，貴金屬含量低(貴金屬含量低于萬(wàn)分之八)，具有活性高，價(jià)格低，使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)以及氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化效率高；中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)99121139.1號(hào)則給出了一種《高效節(jié)油凈化超能量生化勁石材料及其設(shè)備》，主要由數(shù)種天然礦物質(zhì)材料，即由花崗巖粉末、磁鐵礦粉末、炭粉末、沸石粉末、銀粉末及其它如石灰石、石膏、煤、蒙莫利輕石等數(shù)種輔助性礦物質(zhì)材料，粉碎研磨成一特定直徑的粉粒，混合后配制成糕泥狀，然后再在其專用設(shè)備下燒結(jié)制成一種表面開有數(shù)條油槽的、專用于發(fā)動(dòng)機(jī)高效節(jié)油凈化的產(chǎn)品。它具有產(chǎn)生類似于高變磁場(chǎng)的微量活性化分子共有的振動(dòng)頻率改變?nèi)加头肿咏Y(jié)構(gòu)，使燃油在流向發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室前即處在燃燒臨界狀態(tài)的超功能，從而達(dá)到加快活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，增大發(fā)動(dòng)機(jī)馬力，清除發(fā)動(dòng)機(jī)自由加速時(shí)產(chǎn)生的黑煙，降低排廢量，以及省油，降低噪音等功能。上述這些技術(shù)方案豐富了處理汽車尾氣的催化劑產(chǎn)品品種，都具有一定的清除發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的黑煙，降低排廢量以及省油、降低噪音等功能，但其組成物較多、制備工藝也較復(fù)雜。為適應(yīng)我國(guó)逐步向汽車生產(chǎn)大國(guó)發(fā)展的需要，消費(fèi)者正迫切需要市場(chǎng)推出更多更好的處理汽車尾氣的催化劑產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于凈化排放廢氣、減少殘留率、減少一氧化碳、二氧化碳、炭化氫NOx，Sox等有害物質(zhì)，減少不完全燃燒、提高燃燒率以及減少大氣污染，通過(guò)研究改進(jìn)后給出了一種用于汽車尾氣處理的陶磁催化劑。這種主要由多種天然礦物質(zhì)材料粉碎研磨后混合，再經(jīng)燒結(jié)制成的陶磁催化劑，可以投放到普通汽車、拖拉機(jī)、大型卡車、工程車、船舶發(fā)電機(jī)、汽油、輕油、C重油、重油、重油燃油鍋爐、農(nóng)業(yè)機(jī)械、坦克等的燃料箱、進(jìn)氣口、冷卻水中，通過(guò)陶磁催化劑產(chǎn)生的放射電離波β----線細(xì)化燃料汽油、輕油的分子，使燃料呈完全燃燒的狀態(tài)。如果在進(jìn)氣口處安裝該產(chǎn)品，放射電離波β---線可以調(diào)整空氣的流動(dòng)，增加氧氣含量，使燃料達(dá)到完全燃燒的狀態(tài)。在冷卻水中加入陶磁觸媒粉末，產(chǎn)生的放射電離波β---線和遠(yuǎn)紅外線可將潤(rùn)滑油和燃料細(xì)分化，使?jié)櫥妥兊眉?xì)膩，并具有防止氧化，提高潤(rùn)滑油持久性的作用。同時(shí)，燃料也可以通過(guò)放射電離波β-線和原紅外線的作用細(xì)化，達(dá)到完全燃燒的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
本發(fā)明給出的技術(shù)解決方案是這種用于汽車尾氣處理的陶磁催化劑，由多種天然礦物質(zhì)混合配制而成，其組分及其含量為(重量％)磷鈰鑭礦粉體 30～70％電氣石粉體20～70％陶土 0～10％為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，也可向上述組成中加入其它天然礦物質(zhì)材料，例如鐳礦石、鈦礦石、鍺礦石等，其較好的組成為(重量％)磷鈰鑭礦50％，電氣石20％，鈦礦石10％，鐳礦石5％，鍺礦石5％，陶土10％。
上述組成中的磷鈰鑭礦又名獨(dú)居石(Monazite)是一種天然礦物質(zhì)材料，其化學(xué)式為(Ce，La，Y，Th)[PO4]，礦物成分中稀土氧化物含量可達(dá)50～68％，其物理性質(zhì)呈黃褐色、棕色、紅色，間或有綠色。半透明至透明。條痕白色或淺紅黃色。具有強(qiáng)玻璃光澤。硬度5.0～5.5。性脆。比重4.9～5.5。電磁性中弱。在X射線下發(fā)綠光。在陰極射線下不發(fā)光。
上述組成中的電氣石也是一種天然礦物質(zhì)材料，其化學(xué)通式為NaR3Al6[Si6O18][BO3]3(OH，F(xiàn))4，晶體屬三方晶系的一族環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物的總稱。式中R代表金屬陽(yáng)離子，當(dāng)R為Mg2+、Fe2+或(Li++Al3+)時(shí)，分別構(gòu)成鎂電氣石、黑電氣石和鋰電氣石三個(gè)端員礦物種。電氣石晶體呈近三角形的柱狀，兩端晶形不同，柱面具縱紋，常呈柱狀、針狀、放射狀和塊狀集合體。顏色多變，摩氏硬度7-7.5，比重2.98-3.20。有壓電性。
上述組成中的陶土、鐳礦石、鈦礦石、鍺礦石均屬天然礦物質(zhì)材料，各自的化學(xué)組成符合國(guó)家產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，屬于現(xiàn)有技術(shù)，可從現(xiàn)有技術(shù)手冊(cè)上得到。
本發(fā)明給出的這種用于汽車尾氣處理的陶磁催化劑的制備方法是
1，先將各組成物的礦石分別經(jīng)粗粉碎及細(xì)粉碎工序加工后待用，其粒度磨至為300～1000目；2，將研磨后的各組成物的礦物粉體按照預(yù)定配制的比率混合攪拌均勻后，再裝入模具內(nèi)翻造成型；3，將脫模后具有一定形狀的陶磁催化劑坯料輸送至焙燒爐內(nèi)焙燒，溫度為1150～1250度，焙燒時(shí)間為0.5～1小時(shí)；4.焙燒后的陶磁催化劑即為成品，檢驗(yàn)合格后再裝入金屬做成的容器里內(nèi)，最終將投放至汽車油箱、進(jìn)氣口、冷卻水中里。
由于放至汽車油箱、進(jìn)氣口、冷卻水中里的本陶磁催化劑，通過(guò)產(chǎn)生的放射電離波β---線和遠(yuǎn)紅外線，可以細(xì)化油箱中燃料汽油、輕油的分子，達(dá)到完全燃燒的狀態(tài)；也可以調(diào)整進(jìn)氣口處空氣的流動(dòng)，增加氧氣含量，使燃料達(dá)到完全燃燒的狀態(tài)；還可以將潤(rùn)滑油和燃料細(xì)分化，使?jié)櫥妥兊眉?xì)膩，并具有防止氧化，提高潤(rùn)滑油持久性的作用。
當(dāng)然，也可以只將各組成的礦石粉碎、研磨并混合攪拌均勻后，直接涂抹在布、樹脂薄膜、金屬板、輕金屬板上，厚度在0.5～1mm，加工成條形或板形的產(chǎn)品。放入空氣濾清器中，空氣在遠(yuǎn)紅外線和放射電磁波β----線的作用下成為極其微小的單位。使燃燒裝置中的燃料汽油的燃燒率得到提高?？諝庵械姆肿颖怀⒘Ｗ踊螅剂夏艹浞秩紵?，可提高燃燒率。
當(dāng)然，還可以只將各組成的礦石粉碎、研磨并混合攪拌均勻后，直接將礦石粉末放入散熱器中，在遠(yuǎn)紅外線和放射電磁波β----線的作用下，使?jié)櫥统食⒓?xì)化狀態(tài)，可防止?jié)櫥脱趸?，通過(guò)發(fā)電機(jī)區(qū)域，將燃燒裝置內(nèi)的混合氣在遠(yuǎn)紅外線和放射電磁波β----線的作用下，成超微粒子化，以便提高燃燒率。
將本發(fā)明給出的這種陶磁催化劑投放到汽車油箱后，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下不同行車速度時(shí)尾氣排放濃度(普通轎車每10臺(tái)的平均數(shù))行車速度 安裝前 安裝后km/h CO(％) HC(ppm) CO(％) HC(ppm)10 3.3260 2.720020 2.8260 2.26 20030 3.0280 2.722040 1.56 200 1.34 17250 0.8195 0.714160 0.6161 0.5111
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是這種用于汽車尾氣處理的陶磁催化劑的組成簡(jiǎn)單，制備容易，使用方便，可以減少汽車尾氣中NOx排放量，減少一氧化碳、炭化氫的殘留率?？商岣呷剂系娜紵俣?，提高燃燒率20-30％。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1首先將磷鈰鑭礦和電氣石的礦石分別經(jīng)粗粉碎及細(xì)粉碎工序加工至粒度為300～1000目，再將研磨后的各組成物的礦物粉體按照磷鈰鑭礦60％、電氣石40％的比率(重量％)混合攪拌均勻，在混合時(shí)適當(dāng)?shù)募尤胨?，使之?dāng)嚢杈鶆?，再裝入模具內(nèi)翻造成具有一定形狀的陶磁催化劑坯料，然后將脫模后的陶磁催化劑坯料輸送至焙燒爐內(nèi)焙燒，溫度為1150～1250度，焙燒時(shí)間為0.5～1小時(shí)，焙燒后的陶磁催化劑即為成品，檢驗(yàn)合格后再裝入金屬做成的容器里內(nèi)出售，將其投放至汽車油箱、進(jìn)氣口、冷卻水中，可取得減少汽車尾氣中NOx排放量，減少一氧化碳、炭化氫的殘留率，提高燃料的燃燒速度，提高燃燒率20-30％的效果。
實(shí)施例2首先將磷鈰鑭礦和電氣石的礦石分別經(jīng)粗粉碎及細(xì)粉碎工序加工至粒度為300～1000目，陶土也相應(yīng)加工至300～1000目，再將研磨后的各組成物的礦物粉體按照磷鈰鑭礦30％、電氣石60％、陶土10％的比率(重量％)混合攪拌均勻，在混合時(shí)適當(dāng)?shù)募尤胨怪當(dāng)嚢杈鶆?，再裝入模具內(nèi)翻造成具有一定形狀的陶磁催化劑坯料，然后將脫模后的陶磁催化劑坯料輸送至焙燒爐內(nèi)焙燒，溫度為1150～1250度，焙燒時(shí)間為0.5～1小時(shí)，焙燒后的陶磁催化劑即為成品，檢驗(yàn)合格后再裝入金屬做成的容器里內(nèi)出售，將其投放至汽車油箱、進(jìn)氣口、冷卻水中，可取得減少汽車尾氣中NOx排放量，減少一氧化碳、炭化氫的殘留率，提高燃料的燃燒速度，提高燃燒率20-30％的效果。
實(shí)施例3首先將磷鈰鑭礦和電氣石的礦石分別經(jīng)粗粉碎及細(xì)粉碎工序加工至粒度為300～1000目，陶土也相應(yīng)加工至300～1000目，再將研磨后的各組成物的礦物粉體按照磷鈰鑭礦60％、電氣石30％、陶土10％的比率(重量％)混合攪拌均勻，在混合時(shí)適當(dāng)?shù)募尤胨?，使之?dāng)嚢杈鶆?，再裝入模具內(nèi)翻造成具有一定形狀的陶磁催化劑坯料，然后將脫模后的陶磁催化劑坯料輸送至焙燒爐內(nèi)焙燒，溫度為1150～1250度，焙燒時(shí)間為0.5～1小時(shí)，焙燒后的陶磁催化劑即為成品，檢驗(yàn)合格后再裝入金屬做成的容器里內(nèi)出售，將其投放至汽車油箱、進(jìn)氣口、冷卻水中，可取得減少汽車尾氣中NOx排放量，減少一氧化碳、炭化氫的殘留率，提高燃料的燃燒速度，提高燃燒率20-30％的效果。
實(shí)施例4首先將磷鈰鑭礦和電氣石的礦石分別經(jīng)粗粉碎及細(xì)粉碎工序加工至粒度為300～1000目，陶土、鐳礦石、鈦礦石、鍺礦石也相應(yīng)加工至300～1000目，再將研磨后的各組成物的礦物粉體按照磷鈰鑭礦50％、電氣石20％、鈦礦石10％、鐳礦石5％、鍺礦石5％、陶土10％的比率(重量％)混合攪拌均勻，在混合時(shí)適當(dāng)?shù)募尤胨?，使之?dāng)嚢杈鶆颍傺b入模具內(nèi)翻造成具有一定形狀的陶磁催化劑坯料，然后將脫模后的陶磁催化劑坯料輸送至焙燒爐內(nèi)焙燒，溫度為1150～1250度，焙燒時(shí)間為0.5～1小時(shí)，焙燒后的陶磁催化劑即為成品，檢驗(yàn)合格后再裝入金屬做成的容器里內(nèi)出售，將其投放至汽車油箱、進(jìn)氣口、冷卻水中，可取得減少汽車尾氣中NOx排放量，減少一氧化碳、炭化氫的殘留率，提高燃料的燃燒速度，提高燃燒率20-30％的效果。
本發(fā)明及所給出的實(shí)施例中所采用的磷鈰鑭礦石也可用其它的天然稀土礦物或含有稀土元素的礦物代替，在組成本發(fā)明的各天然礦物質(zhì)中，稀土元素、堿土金屬及鐳、鈦、鍺元素的含量越高越好。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車尾氣處理的陶磁催化劑，其特征在于該陶磁催化劑由多種天然礦物質(zhì)混合配制而成，其組分及其含量為(重量％)磷鈰鑭礦粉體 30～70％，電氣石粉體20～70％，陶土 0～10％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于汽車尾氣處理的陶磁催化劑，其特征在于該陶磁催化劑中還加入有鐳礦石、鈦礦石和鍺礦石，其較好的組成為(重量％)磷鈰鑭礦 50％，電氣石 20％，鈦礦石 10％，鐳礦石 5％，鍺礦石 5％，陶土 10％。
全文摘要
用于汽車尾氣處理的陶磁催化劑，屬于催化劑制備技術(shù)，由天然礦物質(zhì)混合而成，其中磷鈰鑭礦粉體30～70％，電氣石粉體20～70％，陶土0～10％。制備時(shí)，先將各組成物的礦石分別加工至粒度為300～1000目，再將研磨后的礦物粉體按配制的比率混合攪拌均勻翻造成坯料，最后將陶磁催化劑坯料焙燒，焙燒溫度為1150～1250攝氏度，焙燒時(shí)間為0.5～1小時(shí)，焙燒后的陶磁催化劑即為成品，再裝入容器內(nèi)投放至汽車的油箱、進(jìn)氣口、冷卻水中。本發(fā)明的組成簡(jiǎn)單，制備容易，使用方便，可以減少汽車尾氣中NOx排放量，減少一氧化碳、碳化氫的殘留率?？商岣呷剂系娜紵俣?，提高燃燒率20－30％。
文檔編號(hào)B01J27/14GK1597108SQ20041002155
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月27日
發(fā)明者徐玉茹 申請(qǐng)人:徐玉茹