汽车尾气催化剂载体用氧化铝的研制

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1、2566功能材料2004年增刊（35）卷汽车尾气催化剂载体用氧化铝的研制∗1,2122陈玮，尹周澜，马艳红，蒋覃(1.中南大学化学化工学院，湖南长沙410083；2.中国铝业股份有限公司郑州研究院，河南郑州450041)摘要：主要论述了汽车尾气催化剂载体用氧化铝的影响动力，使用周期短等。第二代产品是将吸附有贵制备方法，对影响汽车尾气催化剂载体用氧化铝性能重金属的活性氧化铝涂附于堇青石蜂窝陶瓷表面，从的因素进行了探讨。温度是影响汽车尾气催化剂载体而制备出性能优良的汽车尾气催化剂载体。这种催化用氧化铝相态及比表面积最重要的影响因素；900℃剂载体对汽车尾气排放所造成的压力大为减小，安

2、装为最佳的焙烧温度，900℃焙烧后，氧化铝的相态为简洁方便，只须在原有排气管的基础上稍加改进即γ-Al2O3；在焙烧的过程中加入合理的添加剂，可以可，同时不影响汽车本身的使用性能和燃料损耗。本提高氧化铝的比表面积及热稳定性。文将就汽车尾气催化剂载体用氧化铝制备过程中所关键词：汽车尾气；催化剂载体；氧化铝涉及的一些问题进行讨论。中图分类号：TQ426.65文献标识码：A2实验文章编号：1001-9731（2004）增刊将添加剂与拟薄水铝石混合后，控制一定的温度1引言制度焙烧；扫描电子显微镜测定氧化铝晶体形貌，汽车尾气所排放的主要污染物为：CO、NOx、X-ray测定氧化铝晶体相态，

3、自动吸附仪测定比表面CxHy和Pb等，NOx和碳氢化合物受强紫外线照射后，积及孔径分布。然后和Pt、稀土氧化物（如CeO）等还会产生新的二次污染——光化学烟雾，这些污染物催化剂主体混合研磨，涂附于堇青石蜂窝陶瓷表面，对人体和动植物都非常有害。进行车驾实验，测定CO起燃温度等多项技术指标。中国汽车保有量虽不及世界先进国家，但由于发3结果与讨论动机质量差，单车排放污染物比国外先进机动车高3～10倍。因此一些大城市如北京、上海、广州等地，3.1焙烧温度对氧化铝吸水率及比表面积的影响机动车排气污染量已接近甚至超过国外一些大城市。不同焙烧温度下活性氧化铝比表面积及吸水率而且，随着我国国民经

4、济水平的提高，人均拥有汽车的变化如图1所示：的数量在未来的几年内肯定会大幅增加，随之而来的环境问题也将日益严重。因此，汽车尾气的治理，是关系到我国城市品位及人民身体健康的重大问题，应该提前治理，防患于未然。氧化铝由于具有很好的化学稳定性，低温氧化铝具有较大的比表面积，优良的机械性能、良好的耐热震性能等优点，而广泛应用于催化剂载体。由氧化铝所制备的第一代汽车尾气催化剂载体是将活性氧化铝制备成球状或丸状的小颗粒，然后在这些小颗粒的毛细孔中吸附一些贵重金属，从而起到催化作用。由图1焙烧温度对氧化铝饱和吸水率和比表面积的影响于工艺本身的原因，第一代催化剂的成本较高，同时Fig1Influ

5、enceofsinteringtemperaturetothewater也给汽车带来一些负面影响，如汽车尾气排放不畅，absorptionandspecificarea收稿日期：2004-05-23通讯作者：陈玮作者简介：陈玮（1972－），男，河南省新乡县人，1995年本科毕业于中南工业大学，在读博士，主要从事化学品氧化铝的开发研究工作。（E-mail:chenw@rilm.com.cn），Tel;0371-8918396,Fax:0371-8923396陈玮等：汽车尾气催化剂载体用氧化铝的研制2567从图1可以看出，焙烧后的氧化铝的吸水率在3.4晶体形貌分析400℃达到最大(

6、约40%)，在400~900℃之间缓慢减图3和图4为氧化铝的扫描电子显微图片，从电少，在1000~1100℃之间急速下降。在1200℃时，吸子扫描电子显微镜图上可以看出，这种氧化铝的晶体水率很小(约1%)，而比表面积的变化与吸水率稍有不发育不是十分完整，它的二次晶粒是由大量微小的一同，比表面积在500℃达到最大，这是因为在400℃次晶粒团聚而成。焙烧的活性氧化铝时可以与水发生化学反应(3-1)；氧化铝在1000~1100℃之间发生相转变，转变为α相，因此比表面积和吸水率都急剧下降。汽车尾气的出口温度大致在800~900℃左右，汽车尾气催化剂载体用氧化铝的焙烧温度最好略高于其使用温

7、度，因此选用900℃作为焙烧温度，以保证其使用时的连续稳定性。Al2O3+3H2O=2Al(OH)3（3-1）3.2添加剂对氧化铝性能的影响表1为几种添加剂对氧化铝性能的影响图3放大6000倍的SEM表1添加剂对氧化铝性能的影响Fig3SEManalysis(60000times)Table1Influenceofadditivestobtheperformanceofalumina添加剂—ABCA+BB+CA+CA+B+C吸水率18.918.613.620.217.419.21