[發明專利]用于汽車尾氣處理的NOx儲存－還原催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200610137929.4
• 申請日: 2006-11-01
• 公開（公告）號: CN101172229A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 劉武略;歐玲;丁大勇;王勝杰
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: B01J23/40
• 分類號: B01J23/40;B01J21/16;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;顧映芬

技術領域

本發明涉及一種汽車尾氣凈化催化劑及其制備方法，具體地說，涉及一種具有NO_x儲存-還原功能的汽車尾氣凈化催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著汽車數量的急劇增加，汽車排放的尾氣成為大氣的主要污染源之一，汽車排放尾氣中的CO、HC、NO_x等成分嚴重危害公共環境和人類健康。為了凈化來自常規汽油發動機的大部分尾氣，目前大都使用三元催化劑。上述三元催化劑對污染物的凈化效率受空燃比影響很大，其中對NO_x的凈化效率會隨空燃比的增加而急劇降低，所以柴油機、貧燃汽油機等產生的尾氣中過量氧的存在使上述三元催化劑對NO_x的凈化幾乎不起作用。但是，由于貧燃發動機具有常規發動機無法比擬的優點：燃料燃燒完全，CO、HC等有害物的排放量少，燃燒最高溫度低，燃燒效率高，同時還可減少CO₂的排放，因此貧燃條件(λ＞1)下NO_x的凈化是當今世界環保領域具有挑戰性的課題。歐美和日本已經廣泛開展了對貧燃發動機尾氣凈化的研究，且主要集中在選擇催化還原(SCR)、直接催化分解、儲存-還原和多元多功能催化等技術方面。其中NO_x儲存-還原(NSR)催化凈化技術由于其凈化效率高、溫度窗口寬、操作費用低等諸多優點而日益受到重視。

NO_x儲存-還原催化劑作為一種貧燃條件下有效消除NO_x的催化劑，其基本原理是在貧燃條件下催化劑載體將NO_x吸附儲存起來，然后在富燃條件(λ＜1)下釋放出NO_x，使NO_x在催化劑作用下與還原劑發生氧化還原反應轉化為N₂。但NO_x儲存-還原催化劑極易受硫中毒、熱劣化、表面碳沉積等因素影響而失活，尤其是前兩種因素，這在一定程度上限制了NO_x儲存-還原催化劑的應用。

NO_x儲存-還原催化劑中的NO_x吸附儲存組分多為強堿性的堿金屬及堿土金屬?，F有技術一般將堿(土)金屬分散在Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂等氧化物上或用含有堿(土)金屬的鈣鈦礦、水滑石等作為NO_x吸附儲存組分。

另外，NO_x儲存-還原催化劑表面由于堿金屬和堿土金屬的存在，當它暴露在少量的SO₂氣體中時很容易產生硫酸鹽。由于硫溢流到Pt周圍的NO_x吸附儲存活性位，造成活性位的大量快速損失；SO₂在Pt位被氧化為SO₃，SO₃強烈吸附在鄰近的堿(土)金屬上，并形成硫酸鹽，特別是穩定的硫酸鋇。隨著硫酸鹽的累積增加，會阻塞NO_x從Pt到鄰近吸附位的表面擴散和脫附-再吸附通道，導致催化劑的NO_x吸附儲存功能的喪失。因此，提高催化劑的抗硫中毒能力也是開發NO_x儲存-還原催化劑要重點考慮的問題。

CN1479648A公開了一種用于在富氧氣氛中凈化廢氣的NO_x儲存-還原催化劑，該催化劑主要由負載于載體材料上的催化促進涂層和支撐催化促進涂層的陶瓷基材組成，所述催化促進涂層包含鉑等貴金屬催化劑和NO_x存儲組分，所述NO_x存儲組分包含堿金屬并且可以含有堿土金屬、稀土金屬等，所述載體材料可以為多孔性鋁酸鈣、鋁酸鉀、鈦酸鋯等。

日本特開平8-117597號公報公開了一種利用膨潤土(蒙脫石)作為載體的NO_x儲存-還原催化劑。該催化劑是以層間含有氧化鈦的層狀粘土礦物(膨潤土)作為載體，在由上述粘土礦物和氧化鈦形成的載體的細孔內表面負載催化活性成分釩或銅，得到具有微細孔多的高比表面積結構的高活性催化劑。該催化劑不含貴金屬活性組分。

因此，目前希望開發出用于凈化汽車尾氣的吸附儲存能力強、催化活性高且抗硫中毒能力強的NO_x儲存-催化劑。

發明內容

本發明的目的是提供一種NO_x儲存-還原能力強、催化活性高的用于凈化汽車尾氣的NO_x儲存-還原催化劑及其制備方法。