[發明專利]用于汽車排放物控制的催化劑

有效

• 申請號: 201810110348.4
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108393086B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 安德魯·格雷戈瑞·格索安;約瑟夫·羅伯特·泰斯;克里斯汀·凱·蘭伯特
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46;B01J23/648;B01J23/44;B01J23/63;B01J23/656;B01J23/89;B01D53/94;B01D53/62;B01D53/72;B01D53/56
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉燦強;陳曉博

本公開涉及用于汽車排放物控制的催化劑。一種利用三元催化轉化器的方法，所述三元催化轉化器具有由多個顆粒形成的催化劑，所述顆粒中的每個包括第一金屬氧化物中心、第二金屬氧化物單層和催化活性金屬，以在化學計量條件、富條件和稀條件期間降低廢氣中的碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化物的濃度，其中，單層中的金屬與中心中的金屬的摩爾比在大約0.01與0.2之間。

技術領域

本公開涉及一種汽車催化劑、一種操作該催化劑的方法以及一種生產該催化劑的方法。

背景技術

減少尾氣排放是汽車行業中具有挑戰性的目標。隨著尾氣排放的可接受值不斷下降，技術必須不斷提高才能達到標準。許多努力集中在減少各種碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)以及單氮氧化物NO和NO₂(NOx)的排放。已經開發了能夠轉化HC類、CO和NOx的各種催化劑。然而，提供能夠在相對低的溫度下以及在發動機的各種操作條件下進行轉化的催化劑仍然是一個挑戰。

發明內容

在至少一個實施例中，公開了一種方法。所述方法利用三元催化轉化器，所述三元催化轉化器具有由多個顆粒形成的催化劑，所述多個顆粒中的每個包括第一金屬氧化物中心、第二金屬氧化物單層和催化活性金屬，以在化學計量條件、富條件(rich?condition)和稀條件(lean?condition)下降低廢氣中的碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化物的濃度，其中，單層中的金屬與中心中的金屬的摩爾比在大約0.01與0.2之間。中心與單層之間的界面、單層或者界面和單層兩者包括催化活性金屬。一些單層可以是連續的。中心可以包括過渡型的氧化鋁、氧化鋇、氧化鑭、氧化硅、氧化鈦、氧化鋯或它們的組合。單層可以包括氧化鈰、氧化鈷、氧化鐵、氧化鉿、氧化錳、氧化鈮、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋯或它們的組合。基于催化劑的總重量，可以用大約1wt.％至15wt.％的鋇、鑭、硅或它們的組合來使中心穩定。基于催化劑的總重量，催化活性金屬的負載量可以是大約2.0wt.％的鈀和大約0.5wt.％的銠。催化劑可以涂覆到限定流通通道或壁流構造的陶瓷的或金屬的整體基底上。所述方法還可以包括在冷啟動期間捕集并氧化煙灰。所述方法還可以包括在大約150℃與250℃之間的溫度下轉化至少90％的CO，在大約200℃與270℃之間的溫度下轉化至少90％的NO，在大約200℃與270℃之間的溫度下轉化至少90％的C₂H₄，在大約200℃與270℃之間的溫度下轉化至少90％的C₃H₆，在大約230℃與350℃之間的溫度下轉化至少90％的C₃H₈，或者它們的組合。

在另一實施例中，公開了一種形成催化轉化器催化劑的方法。所述方法可以包括通過以第二金屬氧化物中的金屬與第一金屬氧化物中的金屬的大約0.01至0.2的摩爾比使中心與第二金屬氧化物的一種或更多種元素的可溶性復合物接觸，布置第一金屬氧化物和第二金屬氧化物以形成顆粒，每個顆粒具有第一金屬氧化物的中心和位于中心上的第二金屬氧化物的單層。所述方法還可以包括將催化活性金屬沉積到每個單層上、沉積到第一金屬氧化物與第二金屬氧化物之間的界面處或者沉積到單層上和界面處兩者。可溶性復合物可以包括一個或更多個醇鹽基團。可溶性復合物可以包括具有式M_x(OR)_v(I)的金屬醇鹽，其中，M是Ti、Zr、Hf、Ni或Ta，R是具有式C_nH_2n+1的直鏈或支鏈烷基，其中，n是1至6，x是1或2，并且v是4、5、8或10。所述方法還可以包括將形成的催化劑施用到陶瓷或金屬的整體基底上。