[發明專利]鈀/鉑/沸石基催化劑作為用于凈化廢氣的被動氮氧化物吸附劑的用途

在審

• 申請號: 201880038995.7
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN110740810A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: C·亨斯特;M·蘭那特茲;F-W·施烏特茲
• 申請（專利權）人: 優美科股份公司及兩合公司
• 主分類號: B01J29/74
• 分類號: B01J29/74;B01J29/44;B01J29/67;B01J29/068;B01J29/56;B01J29/76;B01J29/54;B01J35/04;B01J37/02;B01D53/94;B01J29/83;B01J29/85;B01J37/08
• 代理公司: 11038 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 劉學媛

本發明涉及催化劑作為被動氮氧化物吸附劑的用途，所述催化劑具有載體基材、沸石、鈀和鉑，其中所述鈀基于沸石、鉑和鈀的重量的和計并按鈀金屬計算以0.01重量％至10重量％的量提供，所述鉑基于所述鈀的重量計并按鉑金屬計算以0.1重量％至10重量％的量提供。本發明還涉及所述催化劑結合SCR催化劑在廢氣系統中的用途。

本發明涉及涂覆有鈀和鉑的沸石作為用于被動地儲存來自內燃機的廢氣的氮氧化物的被動氮氧化物吸附劑的用途。

用稀燃內燃機(諸如柴油發動機)操作的機動車輛的廢氣除一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)之外還含有因燃料在氣缸的燃燒室中不完全燃燒而產生的組分。除了其中大多也是氣態的殘余烴(HC)之外，這些組分還包括顆粒排放物，該顆粒排放物也被稱為″柴油炭煙″或″炭煙顆粒″。這些顆粒排放物是主要來自含碳顆粒物和粘附液相的復雜團聚體，通常主要包含長鏈烴縮合物。粘附到固體組分的液相也被稱為″可溶性有機餾分SOF″或″揮發性有機餾分VOF″。

為了清潔此類廢氣，必須將指定組分盡可能完全地轉化為無害化合物，這只有通過使用合適的催化劑才有可能。

借助顆粒過濾器可非常有效地從廢氣中除去炭煙顆粒。由陶瓷材料制成的壁流式過濾器已經被證明是特別成功的。這些壁流式過濾器由多孔壁所形成的多個平行通道形成。通道在過濾器的一端處交替地閉合，使得形成：第一通道，該第一通道在過濾器的第一端處敞開而在過濾器的第二端處閉合；以及第二通道，該第二通道在過濾器的第一端處閉合而在過濾器的第二端處敞開。例如，流入第一通道中的廢氣只能通過第二通道再次離開過濾器，并且為此目的必須流過介于第一通道和第二通道之間的多孔壁。當廢氣穿過壁時，顆粒保持不變。

已知可以為顆粒過濾器提供催化活性涂層。例如，EP1820561 A1描述了具有催化劑層的柴油顆粒過濾器的涂層，其有助于過濾的炭煙顆粒的燃燒。

用于在存在氧的情況下從廢氣中去除氮氧化物的熟知的工藝是在合適的催化劑上使用氨的選擇性催化還原(SCR工藝)。利用該工藝，使用氨作為還原劑將廢氣中的待去除的氮氧化物轉化為氮和水。

可以使用SCR催化劑，例如鐵交換的并特別是銅交換的沸石；參見例如WO2008/106519 A1、WO2008/118434A1和WO2008/132452 A2。

用于用氨轉化氮氧化物的SCR催化劑不合有任何貴金屬，特別是不包含鉑和鈀。在此類金屬的存在下，優選用氧將氨氧化成氮氧化物，并且SCR反應(氨與氮氧化物的轉化)將落在之后進行。在文獻中有時將鉑交換或鈀交換的沸石稱為″SCR催化劑″的情況下，這不是指NH₃SCR反應，而是指借助烴進行的氮氧化物的還原。然而，后一種轉化不是非常選擇性的，并且因此被稱為″HC-DeNOx反應″而不是″SCR反應″。

用作還原劑的氨可以通過將氨前體化合物諸如尿素、氨基甲酸銨或甲酸銨按計量加入廢氣系統中并隨后水解而可用。

SCR催化劑的缺點是，它們只能在高于約180℃至200℃的廢氣溫度下工作，并且因此不能轉化在發動機的冷起動階段形成的氮氧化物。

對于從廢氣中去除氮氧化物，所謂的″氮氧化物儲存催化劑″也是已知的，其通常也使用術語″稀燃NOx捕集器″或″LNT″指稱。它們的清潔效果基于以下事實：在發動機的稀燃操作階段中，氮氧化物主要地以硝酸鹽的形式被儲存催化劑的儲存材料儲存，并且此類氧化物在發動機的后續的富燃操作階段中再次分解，并且以此方式釋放的氮氧化物用儲存催化劑中的還原廢氣組分轉化為氮、二氧化碳和水。例如SAE 950809中描述了該操作模式。