[發明專利]用于還原氮氧化物的催化劑

有效

• 申請號: 201480004233.7
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN104902997B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: R·豪伊爾;A·舒勒;E·米勒;T·厄謝格;G·杰斯克
• 申請（專利權）人: 優美科股份公司及兩合公司
• 主分類號: B01J37/02
• 分類號: B01J37/02;B01J21/10;B01J23/63;B01D53/92;B01J35/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 汪宇偉

本發明涉及一種氮氧化物存儲催化劑，其由在一個載體上的至少兩個催化活性涂層組成，一個下涂層(A)，該下涂層(A)除了鉑和/或鈀之外包含氧化鈰并且沒有堿土金屬化合物，以及一個上涂層(B)，該上涂層(B)被安排在涂層(A)上方，除了鉑和鈀之外包含一種堿土金屬化合物和一種堿性鎂鋁混合氧化物。本發明還涉及一種用于轉化在使用稀燃發動機運行的機動車輛的排氣中的NO_x的方法。

本發明涉及一種用于還原存在于稀燃內燃發動機的排氣中的氮氧化物的催化劑。

使用稀燃內燃發動機例如使用柴油發動機運行的機動車輛的排氣不僅包含一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)，而且還包含來源于在汽缸燃燒室中燃料的不完全燃燒的多種成分。這些不僅包含也主要呈氣體形式的殘余的烴類(HC)，而且包含也被稱為“柴油炭煙”或者“炭煙顆?！钡奈⒘Ｅ欧盼?。這些是主要地含碳的固體顆粒以及主要由較長鏈的烴縮合物組成的一種粘附液相的復合團聚體。粘附到這些固體成分上的液相也被稱為可溶的有機部分(SOF)或者揮發性的有機部分(VOF)。

為了處理這些排氣，所述成分必須非常實質性地轉化為無害的化合物，這僅僅使用適合的催化劑是可能的。

已知的是用于去除氮氧化物的所謂的氮氧化物存儲催化劑，其中術語“貧NOx捕捉器”或LNT也是常規的。在其上的處理作用是基于通過主要呈硝酸鹽形式的該存儲催化劑的存儲材料在該發動機的一個貧工作階段中對氮氧化物的存儲，以及其在該發動機的一個隨后的富工作階段的分解，以及由此釋放的氮氧化物與這些還原性的排氣組分在該存儲催化劑上轉化以便產生氮氣、二氧化碳以及水。這種工作方式例如在SAE文件SAE 950809中進行了描述。

有用的存儲材料尤其包括鎂、鈣、鍶、鋇、堿金屬、稀土金屬的氧化物、碳酸鹽或氫氧化物或其混合物。因為它們的堿性特性，這些化合物能夠與排氣中的酸性氮氧化物形成硝酸鹽并且以此方式儲存它們。為了產生與該排氣的高的相互作用面積，將 它們以最高的分散度(dispersion)沉積在適合的載體材料上。氮氧化物存儲催化劑總體上附加地包含貴金屬如鉑、鈀和/或銠作為催化活性組分。它們的第一任務是在貧條件下將NO氧化為NO₂，并且將CO和HC氧化為CO₂，并且它們的第二任務是將在其中氮氧化物存儲催化劑再生的富工作階段過程中釋放的NO₂還原為氮氣。

隨著在根據Euro 6的排氣法規中的變化，未來的排氣系統在以下兩者下將必須具有足夠的NO_x轉化，在一個民用(town)循環中的低溫下以及在如在高負載下發生的高溫下。但是已知的氮氧化物存儲催化劑展現了或者在低溫下或者在高溫下的顯著的NO_x存儲。迄今為止，沒有可能實現在200℃至450℃的溫度下的>60％的NO_x轉化率，為了滿足未來的排氣法規這是不可缺少的。

EP 0 885 650 A2描述了一種用于內燃發動機的具有在載體上的兩個催化活性層的排氣處理催化劑。存在于該載體上的層包含一種或多種精細分散的堿土金屬氧化物、至少一種鉑族金屬、以及至少一種精細分散的氧存儲材料。在此使這些鉑族金屬與這個第一層的所有成分密切接觸。該第二層直接地與該排氣接觸并且包含至少一種鉑族金屬、以及至少一種精細分散的氧存儲材料。只有一部分在第二層中的微細固體用作一種用于這些鉑族金屬的載體。

US2009/320457披露了一種包含在一個載體基底上兩個疊加的催化劑層的氮氧化物存儲催化劑。直接在該載體基底頂上的下層包含一種或多種貴金屬、以及一種或多種氮氧化物存儲組分。該上層包含一種或多種貴金屬和氧化鈰，并且沒有堿金屬或堿土金屬的組分。