用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂及其制备方法

摘要

本发明提供了一种用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂，以重量计，其由以下百分含量的组分混合而成，纳米三氧化二铝，20-30%；铝胶，3-7%；纳米二氧化钛，3-7%；纳米氧化铈，5-8%；纳米氧化锆，5-10%；纳米氧化镧，2-5%；硝酸铂，0.5-1.5%；硝酸铑，0.5-1%；硝酸钯，0.5-1.5%；甘草提取液，2.5-5%；水，余量。本发明的抗硫中毒催化剂中的纳米二氧化钛和甘草提取液可起到良好的抗硫中毒作用，特别是，甘草提取液还能起到自洁和超强固化载体的作用，不仅能够保证催化剂中成分的稳定，还能将载体牢牢地固化在基体上，保证催化效果。本发明的抗中毒催化剂具有低温起燃、抗硫中毒的性质，具有长效及优良的催化作用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，更特别涉及一种用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂及其制备方法。

背景技术

随着汽车行业的蓬勃发展和人们生活质量的不断提高，汽车尾气已成为大气环境的主要污染源之一。发动机工作过程中，会产生一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和硫氧化物等，将催化剂应用于汽车尾气净化系统可使得一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物转化为二氧化碳、水汽和氮气等无害气体，而其中的硫氧化物会转变成二氧化硫、三氧化硫等，各种硫化物成分的共同作用会导致催化剂失活、中毒，使得催化剂对尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等污染物的转化能力下降，大大影响尾气处理效果，现有的催化剂通常存在成分复杂、价格昂贵、抗硫中毒能力弱或起燃温度高等缺点。

发明内容

为了克服现有技术中的上述问题，本发明提供了一种用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂及其制备方法，其具有良好的抗硫中毒性，可以保证催化剂的活性，且能够低温起燃。

本发明采用的技术方案是：

在一方面，本发明提供了一种用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂，以用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂的总重量为基准，其由以下百分含量的组分混合而成：

纳米三氧化二铝，20-30%；

铝胶，3-7%

纳米二氧化钛，3-7%；

纳米氧化铈，5-8%；

纳米氧化锆，5-10%；

纳米氧化镧，2-5%；

硝酸铂，0.5-1.5%；

硝酸铑，0.5-1%；

硝酸钯，0.5-1.5%；

甘草提取液，2.5-5%；

水，余量。

进一步地，上述用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂，包括以下百分含量的组分：

纳米三氧化二铝，23-27%；

铝胶，4-5%

纳米二氧化钛，5-6%；

纳米氧化铈，6-7%；

纳米氧化锆，6-9%；

纳米氧化镧，2-5%；

硝酸铂，0.5-1.5%；

硝酸铑，0.5-1%；

硝酸钯，0.5-1.5%；

甘草提取液，2.5-5%；

水，余量。

在一具体实施例中，上述用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂，包括以下百分含量的组分：

纳米三氧化二铝，25%；

铝胶，5%

纳米二氧化钛，5%；

纳米氧化铈，6%；

纳米氧化锆，8%；

纳米氧化镧，3%；

硝酸铂，1%；

硝酸铑，0.5%；

硝酸钯，1.5%；

甘草提取液，4%；

水，41%。

在另一具体实施例中，上述用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂，包括以下百分含量的组分：

纳米三氧化二铝，20%；

铝胶，3%

纳米二氧化钛，7%；

纳米氧化铈，5%；

纳米氧化锆，10%；

纳米氧化镧，2%；

硝酸铂，1.5%；

硝酸铑，0.5%；

硝酸钯，0.5%；

甘草提取液，5%；

水，45.5。

在又一具体实施例中，上述用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂，包括以下百分含量的组分：

纳米三氧化二铝，30%；

铝胶，7%

纳米二氧化钛，3%；

纳米氧化铈，8%；

纳米氧化锆，10%；

纳米氧化镧，5%；

硝酸铂，0.5%；

硝酸铑，1%；

硝酸钯，1.5%；

甘草提取液，2.5%；

水，31.5。

进一步地，上述纳米二氧化钛的粒径为3-20nm，优选5-10nm，更优选5nm。纳米二氧化钛的添加，能够起到良好的抗硫中毒作用。在本发明中，特别是二氧化钛和甘草提取液能够使得催化剂具有良好的抗硫中毒性。

优选地，甘草提取液是将甘草浸泡在无水酒精中得到的甘草提取液。

更优选地，甘草与无水酒精以1:8-1:12的质量比，浸泡24-48小时后，过滤得到甘草提取液。

再优选，甘草与无水酒精以1:10的质量比，浸泡36小时后，过滤得到甘草提取液。

更进一步地，纳米三氧化二铝的粒径为30-100nm，优选40-70nm，更优选40-50nm。纳米三氧化二铝能够扩大载体的比表面积，防止载体在高温下变性。

更进一步地，纳米氧化铈、纳米氧化锆和纳米氧化镧的粒径分别为30-100nm，优选40-70nm，更优选40-50nm。稀土元素纳米氧化铈、纳米氧化锆和纳米氧化镧的添加能够防止催化剂的变性。

再进一步地，硝酸铂中铂的含量、硝酸铑中铑的含量、硝酸钯中钯的含量分别为15g/mL。其中硝酸铂、硝酸铑和硝酸钯是分别将铂、铑和钯溶解在硝酸中而得到的硝酸铂、硝酸铑和硝酸钯溶液。

在另一方面，本发明还提供了一种用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将预定量的纳米三氧化二铝、纳米二氧化钛、纳米氧化铈、纳米氧化锆、纳米氧化镧、铝胶、甘草提取液和水相混合均匀，形成浆液；

（2）将预定量的硝酸铂、硝酸铑和硝酸钯添加到步骤（1）中得到的浆液中，搅拌均匀，得到所述用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂。

预定量是指根据需要预先确定的量。

优选地，在该制备方法中，纳米二氧化钛的粒径为3-20nm。

优选地，在该制备方法中，纳米三氧化二铝、纳米氧化铈、纳米氧化锆和纳米氧化镧的粒径分别为30-100nm。

优选地，硝酸铂中铂的含量、硝酸铑中铑的含量、硝酸钯中钯的含量分别为15g/mL。其中硝酸铂、硝酸铑和硝酸钯是分别将铂、铑和钯溶解在硝酸中而得到的硝酸铂、硝酸铑和硝酸钯溶液。

优选地，本发明中的水采用蒸馏水。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供了一种用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂，其制备和使用都比较简便。其中，甘草提取液和纳米二氧化钛的添加使得催化剂具有良好的抗硫中毒作用，另外，甘草提取液具有自洁功能，能够保证催化剂的成分稳定。甘草提取液还具有超强固化载体的作用，能够将催化剂中的载体牢牢地固化在基体上，保证了催化剂的催化效果。其次，该催化剂中的铂、铑和钯贵金属使得催化剂可以有效地恢复。此外，本发明的催化剂具有低温起燃的性质。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

一种用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂，其由以下组分混合而成：50nm纳米三氧化二铝，25g；铝胶，5g；5nm纳米二氧化钛，5g；50nm纳米氧化铈，6g；50nm纳米氧化锆，8g；40nm纳米氧化镧，3g；硝酸铂，1g；硝酸铑，0.5g；硝酸钯，1.5g；甘草提取液，4g；蒸馏水，41g。其中，甘草与无水酒精以1:10的质量比，浸泡36小时后，过滤得到甘草提取液。

实施例2

一种用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂，其由以下组分混合而成：30nm纳米三氧化二铝，20g；铝胶，3g；3nm纳米二氧化钛，7g；30nm纳米氧化铈，5g；30nm纳米氧化锆，5g；40nm纳米氧化镧，2g；硝酸铂，1.5g；硝酸铑，0.5g；硝酸钯，0.5g；甘草提取液，5g；蒸馏水，50.5g。其中，甘草与无水酒精以1:8的质量比，浸泡48小时后，过滤得到甘草提取液。

实施例3

一种用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂，其由以下组分混合而成：100nm纳米三氧化二铝，30g；铝胶，7g；20nm纳米二氧化钛，3g；100nm纳米氧化铈，8g；100nm纳米氧化锆，10g；100nm纳米氧化镧，5g；硝酸铂，0.5g；硝酸铑，1g；硝酸钯，1.5g；甘草提取液，2.5g；蒸馏水，31.5g。其中，甘草与无水酒精以1:12的质量比，浸泡24小时后，过滤得到甘草提取液。

上述实施例1-3中，硝酸铂中铂的含量、硝酸铑中铑的含量、硝酸钯中钯的含量分别为15g/mL。硝酸铂、硝酸铑和硝酸钯是分别将铂、铑和钯溶解在硝酸中而得到的硝酸铂、硝酸铑和硝酸钯溶液。

上述实施例中的用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂的制备方法如下：

（1）根据需要将预定量的纳米三氧化二铝、纳米二氧化钛、纳米氧化铈、纳米氧化锆、纳米氧化镧、铝胶、甘草提取液和水相混合均匀，形成浆液；

（2）将预定量的硝酸铂、硝酸铑和硝酸钯溶液添加到步骤（1）中得到的浆液中，搅拌均匀，得到所述用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂。

其中，还包括先分别将铂、铑和钯添加到硝酸中形成硝酸铂、硝酸铑和硝酸钯溶液的步骤。硝酸铂，硝酸铑和硝酸钯溶液中铂、铑和钯的含量分别为15g/mL。不同实施例的主要区别在于所添加物质的质量和纳米化合物的粒径的不同。

例如，实施例1中的用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂的制备方法包括：

（1）按照上述具体描述制备硝酸铂、硝酸铑和硝酸钯溶液；

（2）将25g纳米三氧化二铝、5g纳米二氧化钛、6g纳米氧化铈、8g纳米氧化锆、3g纳米氧化镧、5g铝胶、4g甘草提取液和41g蒸馏水相混合均匀，形成浆液；

（3）1g硝酸铂、0.5g硝酸铑和1.5g硝酸钯溶液添加到步骤（2）中得到的浆液中，搅拌均匀，得到用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂。

经试验证明，本发明的用于处理汽车尾气的抗硫中毒催化剂具有良好的抗硫中毒和低起燃温度的性质。

例如，实施例1的催化剂的具体检测结果如下表1和2：

检测环境：温度28.5℃，大气压100.3kpa，相对湿度62.5。

表1

表2

从上述表1和表2可以看出，经过本发明的抗硫中毒催化剂处理后，汽车尾气中的碳氢化合物、碳氧化合物及氮氧化合物的含量显著降低，可以长久有效地保证三元催化器的催化功能，处理后的尾气从不合格转变为了合格，达到了尾气排放标准，满足了环境保护的要求。

以上对本发明的特定实施例进行了说明，但本发明的保护内容不仅仅限定于以上实施例，在本发明的所属技术领域中，只要掌握通常知识，就可以在其技术要旨范围内进行多种多样的变更。