[發(fā)明專利]碳氫化合物捕集器催化劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980033090.5
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN112135686A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·G·努南;D·H·莫澤;C·埃爾泰澤爾
• 申請（專利權(quán)）人: 優(yōu)美科股份公司及兩合公司
• 主分類號: B01J21/08
• 分類號: B01J21/08;B01J21/04;B01J23/89;B01J29/40;B01J29/76;B01J29/74;B01J29/18;B01J29/08;B01J29/65;B01J35/04;B01J35/00;B01J37/02;B01J37/03;B01D53/9
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 劉學媛

本發(fā)明涉及一種催化劑，該催化劑包括在基材端部a和b之間延伸的長度L的載體基材以及兩個洗涂層區(qū)A和B，其中洗涂層區(qū)A包含具有至少0.4nm的最小下部通道寬度的沸石并且從基材端部a開始在長度L的一部分上延伸，并且洗涂層區(qū)B包含與洗涂層A相同的組分和鈀并且從基材端部b在長度L的一部分上延伸，其中L＝L_A+L_B，其中L_A是洗涂層區(qū)A的長度并且L_B是基材長度B的長度。

本發(fā)明涉及一種用于在冷啟動以主要化學計量的空氣/燃料比運行的燃燒式發(fā)動機期間捕集碳氫化合物的碳氫化合物捕集器催化劑。

在燃燒式發(fā)動機領(lǐng)域中眾所周知，燃料燃燒是不完全的，并會產(chǎn)生污染物排放，如未燃燒的碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_x)和顆粒物(PM)。為了改善空氣質(zhì)量，制定了排放限制法規(guī)，以實現(xiàn)來自固定應(yīng)用和移動源的污染物低排放。就客車這樣的移動源來說，主要措施能夠?qū)崿F(xiàn)污染物排放減少。改進燃料-空氣混合作為主要措施大幅減少了污染物。然而，由于這些年以來推行更為嚴格的法規(guī)，使用非均相催化劑在所難免。

對于汽油發(fā)動機，所謂的三元催化劑(TWC)能夠消除HC、CO和NO_x。在λ＝1+/-0.005附近，即空氣/燃料比等于14.56的情況下，TWC的使用最佳。高于這些值，廢氣被稱為稀薄，并且CO和HC被催化氧化成二氧化碳和水。低于該值，廢氣稱作富集，并且NOx主要使用例如CO作為還原劑而被還原成氮氣。

在λ＝1時實現(xiàn)HC、CO和NOx的最佳轉(zhuǎn)化率。然而，汽油發(fā)動機在振蕩條件下，即在略微稀薄和略微富集條件之間運行。在純富集條件下，碳氫化合物的轉(zhuǎn)化率迅速下降。為了拓寬TWC的最佳運行，在TWC的配方中包括了呈Ce混合氧化物形式的儲氧材料(OSM)。

像其它催化劑一樣，三元催化劑在它們達到一定溫度(所謂的起燃溫度，其通常為約200℃)之前是非活性的。低于該溫度，例如在冷啟動期間，需要采取其它措施以便避免污染物經(jīng)由尾管滲漏。這在碳氫化合物的情況下特別重要，因為它們主要在冷啟動期間產(chǎn)生。

這種情況導(dǎo)致所謂的碳氫化合物捕集器的發(fā)展。HC捕集器基本上是在廢氣冷卻并且三元催化劑尚非活性(例如在冷啟動期間)時吸附碳氫化合物，并且當廢氣溫度較高并且三元催化劑已達到其起燃溫度時解吸并釋放它們的儲存材料。

用于儲存碳氫化合物的材料通常是沸石材料或所謂的分子篩。示例是絲光沸石(MOR)、Y-沸石(FAU)、ZSM-5(MFI)、β-沸石(BEA)以及它們的混合物。這些沸石優(yōu)選地以H形式或NH₄形式或與過渡金屬進行交換使用。

催化型HC捕集器將氧化功能整合到儲存功能中并且優(yōu)選地由包含沸石材料的吸附劑材料和例如呈單獨層形式的三元催化劑組成，該三元催化劑包含儲氧組分和鉑族金屬(如鉑、鈀和銠)。這允許直接氧化被吸附材料解吸和釋放的碳氫化合物。

氧化可通過存在于氣相中的氧氣或來自捕集器洗涂層(washcoat)中的“氧載體”的氧氣來實現(xiàn)。后一種組分可包含氧化還原活性堿金屬，諸如衍生自過渡金屬(諸如Fe、Mn、Co和Cu)、稀土元素(諸如Ce、Pr、Sm、Tb)或P區(qū)元素(諸如Sn和In)的氧化物的那些。

常規(guī)上，將鉑族金屬均勻地分布在HC捕集器基材的全長上，或者相對于廢氣流的方向在催化劑入口處定位高度濃縮的鉑族金屬區(qū)。