專利名稱：機(jī)動(dòng)車尾氣凈化催化劑及其與金屬載體結(jié)合的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬一種機(jī)動(dòng)車尾氣凈化催化劑及其與金屬載體結(jié)合的制作工藝。
機(jī)動(dòng)車尾氣中所含的有害成分主要是CO、HC及氮氧化物等，一般的機(jī)外凈化器主要是將這些尾氣經(jīng)過凈化裝置中的催化劑燃燒變成水和二氧化碳，現(xiàn)有的催化劑有的燃點(diǎn)較高，凈化不夠充分，有的用貴金屬降低燃點(diǎn)，成本又太高。此外，催化劑需要附著在一定的載體上發(fā)揮作用，附著在金屬載體上比傳統(tǒng)附著在陶瓷載體上有氣流阻力小，強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但存在附著在金屬上的活性氧化鋁底層及催化劑易脫落等不足。
本發(fā)明旨在提供一種燃點(diǎn)低，對CO、HC等有害氣體凈化效果好的機(jī)動(dòng)車尾氣凈化催化劑，同時(shí)提供一種能將該催化劑與金屬載體牢固結(jié)合的制作工藝。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是設(shè)本催化劑的代號(hào)為ABO3，則A位置主要包含鑭系氧化物氧化鑭La2O3、氧化鈰CeO2、氧化鐠Pr6O11、氧化釹Nd2O3、氧化鍶SrO2中的至少兩種的組合，該位置組合占催化劑總重量的40-60％，A位置氧化物組合中至少有兩種的重量不少于該組合總重量的10％；B位置至少包含賤金屬氧化物氧化鈷Co2O3和不同原子價(jià)的氧化錳的組合，其中氧化鈷占二者組合的60-70％，氧化錳占二者組合的30-40％，而整個(gè)B位置組合又占催化劑總重量的40-60％。
將本發(fā)明催化劑與金屬載體結(jié)合的制作工藝是采用分層浸漬燒結(jié)的方法，具體過程是1、選用金屬片作載體；2、將γ-Al2O3的乳狀混合液浸漬在金屬載體上，γ-Al2O3重量相當(dāng)于AB位置催化劑氧化物的總重量，將其置于電爐內(nèi)升溫至400-600℃，保溫2-6小時(shí)，隨爐冷卻至200℃以下，取出空冷；3、將前述重量配比的催化劑A位置組分溶于酸或堿溶液，以能充分溶解為度，再配蒸餾水稀釋至易于浸涂為度，然后浸涂在金屬載體上，用與2相同的方法燒結(jié)后冷卻；
4、將前述重量配比的催化劑B位置組分溶于酸或堿溶液，以能充分溶解為度，用蒸餾水稀釋至易于浸涂為度，然后浸涂在經(jīng)第3步驟加工過的金屬載體上，用與第2步驟相同的方法燒結(jié)后冷卻；用上述方法可使本發(fā)明催化劑以分層結(jié)構(gòu)的形式與金屬載體牢固結(jié)合。
其中第2步驟在金屬載體上附著的活性氧化鋁層是為催化劑提供一個(gè)富氧化鋁的底基表面，以增加催化劑的活性。
本發(fā)明提供的催化劑在135℃的溫度條件下即可對尾氣中有害氣體起作用，到185℃的溫度條件下即可完全起作用，因此凈化效果好，而且成本低，易于推廣使用。
用本發(fā)明方法將上述催化劑及活性氧化鋁分層燒結(jié)在金屬載體上，經(jīng)過多次高溫處理，可使催化劑滲透植入金屬載體表層內(nèi)，所以與金屬載體結(jié)合牢固，不易脫落，延長了催化劑的使用壽命。


圖1、實(shí)施例7將本發(fā)明催化劑與金屬載體結(jié)合所采用金屬片的結(jié)構(gòu)示意圖1-金屬片2-帶毛刺的微孔圖2、圖1帶毛刺的微孔放大示意圖3-毛刺圖3、實(shí)施例7兩面帶毛刺的金屬片載體示意圖催化劑組分實(shí)施例1A位置組分La2O380gCeO280gSrO210gB位置組分Co2O380gMnO340gZnO 35gNiO 25g
實(shí)施例2 實(shí)施例3 實(shí)施例4實(shí)施例5A位置組合 La2O3140g La2O390gNd2O320g La2O3150gPr6O1120g CeO250g CeO2130g Nd2O320gNd2O320gSrO220g Pr6O1120gNd2O310gB位置組合 Co2O390gCo2O3105g Co2O3100g Co2O3120gMnO350g MnO355g MnO355g MnO360gZnO15gNiO20g ZnO25gNiO30g在上述實(shí)施例中，A位置組分所采用的鑭系氧化物中氧化鑭和氧化鈰較便宜，所以一般所占比例較大，該位置還可加入占A位置組分重量3-5％的Ba和/或Na和/或K作促進(jìn)劑。
B位置組分中加入適量氧化鋅可強(qiáng)化對HC的凈化，加入適量氧化鎳可加強(qiáng)催化劑的活性。一般所加氧化鋅和/或氧化鎳占B位置組合重量的10-30％。
本發(fā)明催化劑與金屬載體結(jié)合的制作工藝實(shí)施例實(shí)施例66-1 取3公斤OCr19Al5材質(zhì)的鋼帶作金屬載體；6-2 取γ-Al2O3450g，配225mlHNO3，混合后呈乳狀液；6-3 取A位置組分La2O380g配65％HNO3110mLCeO280g配65％HNO3120mLSrO210g配65％HNO350mL取B位置組分Co2O380g配10％HNO3600mLMnO340g配10％HNO3450mLZnO 35g配65％HNO390mLNiO 25g配65％HNO395mL6-4 將前述的γ-Al2O3乳狀液浸涂在OCr19A/5金屬帶上，置于電爐內(nèi)升溫至400-600℃，經(jīng)2-5小時(shí)后，隨爐冷卻至200℃以下，取出空冷；6-5 浸涂A位置組分，再重復(fù)用6-4的方法燒結(jié)；6-6 浸涂B位置組分，用6-4的方法燒結(jié)。
用上述方法使本催化劑以分層的結(jié)構(gòu)與金屬載體牢固結(jié)合。
經(jīng)用100倍顯微鏡觀察，直接浸涂在金屬帶上的γ-Al2O3層已滲入到金屬表層的晶格里，由于二者的親和性強(qiáng)，膨脹系數(shù)相近，能自動(dòng)吻合裂紋，所以結(jié)合非常牢固，底層結(jié)合牢固，燒結(jié)于其上的催化劑層也就非常牢固，不易脫落，使用壽命長。
實(shí)施例77-1 取OCr25Al5材質(zhì)，厚度為0.1mm的金屬片作金屬載體；7-2 用針刺的方法在金屬片上扎出若干直徑為0.1-0.2mm，周邊帶突起毛刺的微孔，微孔的密度為100孔/平方厘米；7-3 用與6-2至6-6相同的方法將活性氧化鋁和A位置催化劑組分及B位置催化劑組分分層燒結(jié)在金屬載體上；7-4 將占整個(gè)催化劑(包含活性氧化鋁在內(nèi))重量千分之一的貴金屬鉑鹽溶解后浸漬在附著有催化劑的金屬載體外層，用相同的方法放入電爐燒結(jié)，冷卻；最外層附著一層貴金屬鉑(也可是鈀、銠)能進(jìn)一步降低燃點(diǎn)。
金屬片選OCr25Al5材質(zhì)同選OCr19Al5材質(zhì)一樣可使其與活性氧化鋁層牢固結(jié)合，同時(shí)金屬片上所設(shè)帶突起毛刺的微孔可進(jìn)一步提高催化劑在金屬片上的附著力。
權(quán)利要求
1.機(jī)動(dòng)車尾氣凈化催化劑，設(shè)本催化劑的代號(hào)為ABO3，則A位置主要包含鑭系氧化物氧化鑭La2O3、氧化鈰CeO2、氧化鐠Pr6O11、氧化釹Nd2O3、氧化鍶SrO2中的至少兩種的組合，該位置組合占催化劑總重量的40-60％，A位置氧化物組合中至少有兩種的重量不少于該組合總重量的10％；B位置至少包含賤金屬氧化物氧化鈷Co2O3和不同原子價(jià)的氧化錳的組合，其中氧化鈷占二者組合的60-70％，氧化錳占二者組合的30-40％，而整個(gè)B位置組合又占催化劑總重量的40-60％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車尾氣凈化催化劑，其特征在于所述B位置組合中還包含氧化鋅和/或氧化鎳，氧化鋅和/或氧化鎳的重量占催化劑中B位置組合重量的10-30％。
3.權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車尾氣凈化催化劑與金屬載體結(jié)合的制作工藝，其特征在于所述工藝是采用分層浸漬繞結(jié)的方法，具體過程是3-1、選用金屬片作載體3-2、將γ-Al2O3的乳狀混合液浸漬在金屬載體上，γ-Al2O3重量相當(dāng)于A.B位置催化劑氧化物的總重量，將其置于電爐內(nèi)升溫至400-600℃，保溫2-6小時(shí)，隨爐冷卻至200℃以下，取出空冷；3-3、將前述重量配比的催化劑A位置組分溶于酸或堿溶液，以能充分溶解為度，再配蒸餾水稀釋至易于浸涂為度，然后浸涂在金屬載體上，用與3-2相同的方法燒結(jié)后冷卻；3-4、將前述重量配比的催化劑B位置組分溶于酸或堿溶液，以能充分溶解為度，用蒸餾水稀釋至易于浸涂為度，然后浸涂在經(jīng)第3-3步驟加工過的金屬載體上，用與第3-2步驟相同的方法燒結(jié)后冷卻；用上述方法可使本發(fā)明催化劑以分層結(jié)構(gòu)的形式與金屬載體牢固結(jié)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于所述3-1步驟所選用的金屬片是鉻鋁鋼片OCr25Al5或OCr19Al5材質(zhì)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的工藝，其特征在于所述的金屬片上設(shè)有若干周邊帶突起毛刺的微孔。
全文摘要
機(jī)動(dòng)車尾氣凈化催化劑及其與金屬載體結(jié)合的制作工藝,現(xiàn)有同類催化劑有的點(diǎn)火溫度高,凈化效果不理想,有的價(jià)格昂貴,本發(fā)明采用鑭系氧化物,如氧化鑭氧化鈰等與賤金屬氧化物氧化鈷,氧化錳等組成的催化劑點(diǎn)火溫度低,造價(jià)便宜,易于推廣。本發(fā)明還提供了用分層浸漬燒結(jié)的方法使活性氧化鋁和催化劑分層牢固地附著在金屬載體上,增加了催化劑的活性和使用壽命。
文檔編號(hào)B01J23/76GK1226463SQ9910111
公開日1999年8月25日 申請日期1999年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月7日
發(fā)明者馬建煒, 吳澤賢 申請人:馬建煒, 吳澤賢