金屬蜂窩載體催化劑的制備及其應(yīng)用

金屬蜂窩載體催化劑的制備及其應(yīng)用摘要：研究了金屬蜂窩載體催化劑的制備方法，制備了貴金屬型催化劑，活性測(cè)試結(jié)果表明該催化劑具有較好的三元催化活性和抗老化性。將所制備的金屬蜂窩載體催化劑應(yīng)用于某摩托車尾氣治理工作中，使排放達(dá)到了歐洲二號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)，取得了較好的治理效果。關(guān)鍵詞：金屬蜂窩載體催化劑，制備，摩托車1前言車用尾氣催化劑載體有兩種形式即蜂窩陶瓷載體和金屬蜂窩載體，金屬蜂窩載體由于具有阻力小、升溫快、抗振性好的優(yōu)點(diǎn)，在快速起燃催化劑、摩托車尾氣催化劑等方面應(yīng)用廣泛[1][2][3]。目前國(guó)內(nèi)使用的金屬蜂窩載體催化劑產(chǎn)品都是由國(guó)外公司壟斷，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有成熟的制備技術(shù)，針對(duì)與此，我們進(jìn)行了金屬蜂窩載體催化劑制備技術(shù)的研究，并開(kāi)展了應(yīng)用工作。2金屬蜂窩載體催化劑的制備催化劑原料的制備：采用溶膠凝膠法制備出以γ－Al2O3為基質(zhì)，以CeO2、La2O3、ZrO2為助催化劑，以貴金屬Pt、Rh、Pd為主活性組分的貴金屬型催化劑。催化劑的涂布：催化劑的涂布過(guò)程見(jiàn)圖1示。金屬蜂窩載體預(yù)處理浸漬涂涂布金屬蜂窩載體預(yù)處理浸漬涂涂布烘干焙燒金屬載體催化劑焙燒金屬載體催化劑圖1.金屬蜂窩載體催化劑制備過(guò)程所制備的金屬蜂窩載體催化劑成品照片見(jiàn)圖2。圖2.空白載體與催化劑成品的照片3催化劑活性測(cè)試以往催化劑的活性測(cè)試多在微型反應(yīng)器中進(jìn)行，為了能更為真實(shí)地評(píng)價(jià)金屬蜂窩載體催化劑的活性，開(kāi)發(fā)了整體式催化劑活性測(cè)試裝置，見(jiàn)圖3，尾氣分析采用英國(guó)產(chǎn)MultigasPro型五氣分析儀，在測(cè)試系統(tǒng)中增加了空氣補(bǔ)充管路，以調(diào)節(jié)過(guò)量空氣系數(shù)，催化劑的入口溫度采用電加熱爐調(diào)節(jié)，空速由羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)。圖3.金屬蜂窩載體催化劑活性測(cè)試裝置對(duì)催化劑進(jìn)行了新鮮狀態(tài)和老化（在900℃下焙燒10h）后的活性測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1。表1.金屬蜂窩載體催化劑老化前后的活性催化劑狀態(tài)實(shí)驗(yàn)條件：過(guò)量空空氣系數(shù)λ=1,TT入口＝360℃起燃溫度/℃CO凈化率(%)HC凈化率(%)NOx凈化率(%%)新鮮99.60855.9982.677208老化后97.32755.8673.466265從表1可以看出新鮮態(tài)催化劑具有較好的三元催化活性，經(jīng)過(guò)老化處理后，催化劑的起燃溫度有所上升，對(duì)CO、HC和NOx仍具有較好的凈化效果。4金屬蜂窩載體催化劑在某摩托車中的應(yīng)用4.1催化劑的安裝布置將制備的金屬蜂窩載體催化劑應(yīng)用于某踏板式125cc四沖程摩托車的尾氣治理中，根據(jù)該車型排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，決定采用直徑35mm、長(zhǎng)度60mm、孔密度100cpsi的金屬蜂窩載體催化劑，貴金屬Pt含量為50g/foot3，催化劑在安裝在消音器內(nèi)，安裝結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。圖4催化劑在消音器中的安裝位置4.2排放測(cè)試結(jié)果目前我國(guó)已對(duì)摩托車采用歐洲二號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試方法采用ECER40工況，以綜合評(píng)判車輛在不同運(yùn)行狀況下的排放水平。首先將車輛在轉(zhuǎn)鼓上進(jìn)行了工況運(yùn)行，測(cè)量了原車與安裝催化劑后的排氣濃度，結(jié)果分別見(jiàn)圖5－圖7。原車 安裝催化劑后圖5CO排放濃度原車 安裝催化劑后圖6HC排放濃度原車 安裝催化劑后圖7NOx排放濃度從以上結(jié)果可見(jiàn)，安裝催化劑后，尾氣濃度得到較大幅度的降低，隨后將該車輛運(yùn)至上海摩托車檢測(cè)中心進(jìn)行了工況法排放測(cè)試，順利達(dá)到歐洲二號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果見(jiàn)下圖。排放數(shù)值(g/km)排放數(shù)值(g/km)圖8工況法測(cè)試結(jié)果5結(jié)論研究了金屬蜂窩載體催化劑的制備方法，制備了貴金屬型催化劑，活性測(cè)試結(jié)果表明該催化劑具有較好的三元催化活性和抗老化性能。將所制備的金屬蜂窩載體催化劑應(yīng)用于某摩托車尾氣治理工作中，達(dá)到了歐洲二號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)，取得了較好的治理效果。參考文獻(xiàn)1.肖霞,何新秀.我國(guó)汽車尾氣污染的催化凈化.環(huán)境科學(xué)研究,vol.11,1998(5)：26－332.周仁賢,蔣曉原,周烈華等.三效汽車凈化催化劑性能研究.中