Способ приготовления автомобильного трехмаршрутного катализатора

Изобретение относится к способу приготовления катализатора для очистки выхлопных газов автомобилей с бензиновыми двигателями с повышенной эффективностью конверсии загрязняющих веществ, которые образуются в результате сгорания бензинового топлива. В результате сгорания бензинового топлива образуется три основные группы токсичных веществ: несгоревшие углеводороды, оксид углерода и оксиды азота. Для конверсии указанных ваше токсичных веществ в менее токсичные соединения используют катализатор, который обеспечивает одновременное протекание трех реакций: окисление угарного газа, окисление углеводородов и восстановление оксидов азота. Такой тип катализатора называют трехмаршрутный катализатор (здесь и далее TWC). Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, - это необходимость повышения каталитической активности и кислородной емкости, которая является индикатором ресурса катализатора при его эксплуатации в составе автомобиля. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении термической стабильности композиции на основе оксида церия и циркония, как следствие происходит повышение каталитической активности в реакциях конверсии угарного газа, углеводородов и оксидов азота, а также в повышение кислородной емкости. Заявленный способ производства автомобильных трехмаршрутных катализаторов с повышенной каталитической активностью и кислородной емкостью предполагает формирование двухслойного каталитически активного покрытия и включает в себя следующие стадии: - приготовление суспензии для внутреннего слоя каталитически активного покрытия, которое заключается в введении в реакционный объем водной среды, введения порошка оксида алюминия в реакционный объем с получением суспензии, размола суспензии; введения солей драгоценных металлов в суспензию, добавки к суспензии соли модификатора; - приготовление суспензии для внешнего слоя каталитически активного покрытия, которое заключается в введении в реакционный объем водной среды, введении порошка композиции на основе оксида церия и циркония в реакционный объем с получением суспензии, введении солей драгоценных металлов в суспензию, добавки к суспензии соли модификатора; - формирование двухслойного покрытия на кордиеритовом субстрате, которое заключается в последовательном нанесении суспензий для внутреннего и внешнего слоя с промежуточными сушкой и обжигом субстрата. Заявленный технический результат достигается за счет избирательного модифицирования компонентов каталитически активного покрытия путем разделения слоя, содержащего композицию на основе оксида церия и циркония с добавкой лантана как модификатора, и слоя, содержащего оксид алюминия с добавкой бария как модификатора. Авторы изобретения исходили из того, что взаимодействие бария и композиции на основе оксида церия и циркония приводит к снижению кислородной емкости и термической стабильности последней. Таким образом, изолирование бария от композиции на основе оксида церия и циркония путем формирования двухслойного покрытия приводит к сохранению высокой кислородной емкости и термической стабильности композиции на основе оксида церия и цирокния. Кроме того, добавка лантана в качестве модификатора в суспензию композиции на основе оксида церия и циркония, предназначенную для формирования внешнего слоя каталитически активного покрытия, также способствует повышению кислородной емкости. Положительный эффект от введения бария в состав катализатора сохраняется за счет введения бария в суспензию оксида алюминия, которая предназначена для формирования внутреннего слоя каталитически активного покрытия. Организация-разработчик: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU). Разработка защищена патентом RU 2 756 178 C2 Источник информации: https://fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2756178&TypeFile=html