元素掺杂对贵金属三效催化剂催化活性的影响及深度净化曹洪杨，王继民（广州有色金属研究院稀有金属研究所，广州510650）摘要：采用浸渍—涂敷技术制备掺杂的贵金属三效催化剂，研究Cu、Ni、Co、Pb、Sn和Bi含量对三效催化剂催化活性的影响，初步探讨了掺杂条件下催化剂失活机理，并考察了P204含量、皂化率、相比、溶液酸度、萃取级数等因素对深度脱除贵金属溶液中杂质元素的影响。结果表明，Cu、Ni、Co、Pb、Sn和Bi杂质含量低于10×10-6时，对制备的催化剂活性影响不明显；皂化率为30%的P204在pH=2.0、萃取时间20min的条件下，Cu、Co、Sn和Bi的单级萃取率达99%以上，而Ni和Pb经三级逆流萃取后，萃余液中Ni、Pb含量可降到10×10-6以下，萃取率分别达96.37%和96.59%。关键词：贵金属三效催化剂；掺杂；P204；萃取；皂化；净化中图分类号：TF83；TF111.3文献标志码：A文章编号：1007-7545（2014）09-0000-00EffectofElementDopingonCatalyticActivityofPreciousMetalThree-wayCatalystsandDeepPurificationCAOHong-yang,WANGJi-min（ResearchDepartmentofRareMetals,GuangzhouResearchInstituteofNonferrousMetals,Guangzhou510650,China）Abstract:Dopedpreciousmetalthree-waycatalystswerepreparedbytechnologyofimpregnation-coating.TheeffectsofdopingcontentofCu,Ni,Co,Pb,SnandBioncatalyticactivitywereinvestigated.Thecatalystdeactivationmechanismwaspreliminarilyexploredunderdoping.TheeffectsofP204contentandsaponificationrate,phaseratio,pH,andextractionseriesondeepremovalofimpurityelementsfrompreciousmetalsolutionwerediscussed.TheresultsshowthatthereisnoobviousinfluenceoncatalystactivitywhendopinglevelsofCu,Ni,Co,Pb,SnandBiimpuritycontentsarebelow10×10-6.Thesingle-stageextractionratesofCu、Co、Sn、Biare99%aboveundertheconditionsofpH=2.0andextractiondurationof20minwith30%saponatedP204,whilecontentofNiandPbinsolutioncanbereducedto10×10-6belowafterthree-stagecountercurrentextractionwithextractionrateof96.37%and96.59%respectively.Keywords：preciousmetalthree-waycatalyst;doping;P204;extraction;saponification;purification汽车尾气中的CO、HC、NOx等污染物已成为城市空气污染的主要源头之一，三效汽车尾气净化催化剂是减少汽车尾气排放污染的有效手段之一，Pt、Pd、Rh贵金属三效催化剂以其优越的净化催化性能，成为汽车尾气净化催化剂的主要产品[1-2]。汽车三效催化剂使用寿命是衡量催化剂性能的重要指标，催化剂失活主要包括机械失活、热力学失活和化学失活，其中机械失活和热失活的研究报道很多[3-6]，化学失活主要为化学中毒，是指杂质在活性位上的化学吸附而导致催化剂活性下降。目前，被深入研究的杂质成分包括焦炭、Pb、S、P、Mn及卤化物等[7-11]，而在贵金属浸渍液中可能存在的杂质如Cu、Sn、Ni、Bi、Fe等对催化剂活性的影响却鲜有报道。贵金属分离主要采用溶剂萃取法，萃取剂在萃取贵金属时也会萃取部分贱金属如铜、铁、镍等[12-17]，需多次提取才能得到较为纯净的贵金属。而贵金属离子在盐酸介质中均以络阴离子形式存在[18]，这种络离子难以被P204萃取，这一特征为擅长萃取贱金属的P204在贵金属溶液提纯方面创造了条件。本文以浸渍—涂敷工艺制备贵金属三效尾气净化催化剂，并在浸渍液中掺入一定含量的杂质元素，研究掺杂元素对贵金属三效催化剂催化活性的影响，并研究P204、皂化P204萃取脱除贱金属提纯贵金属浸渍液的行为，考察萃取剂组成、相比、酸度等因素对除杂效果影响。1试验1.1试验原料贵金属溶液以分析纯氯化钯、氯化铑、氯铂酸为原料，掺杂物氯化铁、氯化铜、氯化镍、氯化铅、氯化亚锡等均为分析纯试剂。收稿日期：2014-03-07基金项目：“十一五”国家科技支撑计划资助项目（2008BAB32B10）作者简介：曹洪杨﹙1980-﹚，男，辽宁辽阳县人，博士，工程师.1.2试验设备与仪器doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2014.09.018试验在卧式还原气氛炉中进行，采用Shi-madenSR-53可编程程序控温仪和R型热电...