[發明專利]用于NO氧化的催化劑材料

有效

• 申請號: 201480010795.2
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN105188919B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: J·B·霍克;O·格拉克
• 申請（專利權）人: 巴斯夫公司
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J23/44;B01J23/63;B01D53/94;F01N3/20
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張蓉珺;林柏楠

描述了用于氧化NO的催化劑材料，其包含催化劑載體，所述催化劑載體包括具有分散在支撐物上的鉑和任選的鈀的二氧化鈰?氧化鋁支撐物。當存在鈀時，鉑與鈀的重量比是至少1：1。所述支撐物中二氧化鈰的量在1重量％至12重量％的范圍內。所述催化劑材料適用于減少來自稀燃發動機的汽車廢氣的污染物的方法和系統。

技術領域

本發明涉及適用于廢氣流中NO氧化的催化劑材料。具體來說，所述催化劑材料包含催化劑載體，所述催化劑載體包括具有有效氧化稀燃發動機廢氣中NO的分散在支撐物上的鉑和任選的鈀的二氧化鈰-氧化鋁支撐物。

背景

稀燃發動機例如柴油發動機和稀燃汽油發動機的操作向使用者提供優異的燃料經濟性，并且因其在貧油條件下以高空氣/燃料比操作而具有相對低的氣相烴和一氧化碳排放。就耐久性和在低速下產生高轉矩的能力來說，柴油發動機尤其也提供明顯的優于汽油發動機的優勢。

然而從排放的觀點來看，柴油發動機呈現的問題比其火花點火式對應物更嚴重。排放問題涉及微粒物質(PM)、氮氧化物(NO_x)、未燃烴(HC)和一氧化碳(CO)。NO_x是用于描述氮氧化物的各種化學種類，尤其包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)的術語。因為據信NO和NO₂在日光和烴存在下通過一系列反應來參與光化學煙霧形成，所以NO和NO₂受到關注。此外，NO₂是酸雨的重要貢獻者，其具有高的成為氧化劑的潛能，并且是強力肺部刺激劑。微粒(PM)也與呼吸問題相關。然而，隨著對發動機操作進行修改以減少來自柴油發動機的微粒和未燃烴，NO和NO₂排放傾向于增加。

因為高的NO_x轉化率典型地需要富燃料(即高還原劑)條件，所以難以實現有效減少來自稀燃發動機的NO_x。廢氣流的NO_x組分轉化成無害組分通常需要專業化NO_x減少策略以便在燃料貧乏條件下操作

將包含分散在耐火金屬氧化物支撐物上的貴金屬的氧化催化劑用于處理柴油發動機的廢氣以將烴和一氧化碳氣態污染物都轉化成二氧化碳和水。典型地，在其上沉積有一種或多種催化劑涂覆組合物的陶瓷或金屬襯底載體(如流過型單片載體)上形成柴油氧化催化劑(DOC)。除氣態HC、CO和微粒物質的可溶性有機部分(SOF)轉化成二氧化碳和水以外，含有鉑族金屬(其典型地分散在耐火氧化物支撐物上)的氧化催化劑會促進NO氧化成NO₂。

通常將高表面積耐火金屬氧化物用作許多催化組分的支撐物。例如，與氧化催化劑一起使用的高表面積氧化鋁材料，也稱為“γ氧化鋁”或“活性氧化鋁”，典型地顯示超過60m²/g并且通常高達約200m²/g或更大的BET表面積。這種活性氧化鋁通常是氧化鋁的γ與δ相的混合物，但是還可以含有大量的η、κ和θ氧化鋁相。除活性氧化鋁以外的耐火金屬氧化物也可以用作給定催化劑中的至少一些催化組分的支撐物。例如，大塊二氧化鈰、氧化鋯、α氧化鋁和其它材料已知可具有這種用途。雖然這些材料中的許多的BET表面積小于活性氧化鋁，但是所述缺點傾向于為所得催化劑的較大耐久性或與沉積在支撐物上的貴金屬的有利相互作用所抵銷。

用于處理內燃發動機廢氣的催化劑在相對低溫操作階段如發動機操作的初始冷起動階段期間不太有效，因為發動機廢氣未處于足以有效催化轉化廢氣中的有毒組分的足夠高的溫度。