[發明專利]一種提升低溫性能的稀燃NOx捕集催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010893624.6
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111974389A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 王秀庭;朱云;金煒陽;王剛;張元;柯峰;楊金;邱祎源;李晨鼎;郝士杰;岳軍;賈莉偉;徐峴;王家明
• 申請（專利權）人: 無錫威孚環保催化劑有限公司
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01J37/02;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

本發明提供一種提升低溫性能的稀燃NO_x捕集催化劑，包括基體和涂覆在基體上的涂層，涂層包括涂覆在基體上的第一涂層和涂覆在第一涂層上的第二涂層；第一涂層包括40?60%鈰鋇復合氧化物、0.5?1.5%第一貴金屬、40?60%鎂鋁復合氧化物，第二涂層包含0.8?5%第二貴金屬和95?99.2%鈰鋁復合氧化物。本發明提升低溫性能的稀燃NOx捕集催化劑具有優秀的低溫NOx轉化性能，拓寬LNT催化劑低溫段活性窗口，能夠有效減少柴油車冷啟動階段NOx的排放；當發動機在稀燃條件下運行時，將發動機尾氣中的NO_x存儲在催化劑涂層上，當發動機切換到富燃條件下運行時，將NO_x還原成N₂，低溫稀燃NO_x捕集催化劑在與發動機尾氣中的NO_x接觸時，低溫NO_x轉化效率較高。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，尤其涉及一種提升低溫性能的稀燃NOx捕集催化劑及其制備方法。

背景技術

稀燃發動機，特別是柴油發動機，具有燃油經濟性較高且CO₂排放量低的優點，使柴油車的使用得到普及，但是與化學計量比汽油發動機相比，柴油車尾氣污染物的排放較高，使其因為碳煙和NO_x的排放而受到指責。但是目前實行的國VI排放標準再次強制要求大幅度減少NO_x的排放。柴油車發動機在富氧條件下運行，尾氣中的空燃比遠大于14.7，這種情況下三效催化技術的凈化效果無法滿足要求，目前應用于柴油車尾氣中NO_x催化凈化的主流技術有選擇性催化還原技術(SCR)、稀燃NO_x捕集技術(LNT)等。

對于輕型柴油發動機，LNT被認為是具有研究前景的一種的NO_x催化凈化后處理技術。與其它技術相比，LNT技術最大的優點是不需要額外添加還原劑，利用吸附存儲技術很好地解決了低溫尤其是冷啟動和怠速行駛時污染物NO_x以及未燃燒的HC和CO的排放問題，LNT是一個周期循環的過程，在實際系統中稀燃階段通常為1-2min，富燃階段為3-5s，在較長的稀燃階段(λ1)，NO_x首先吸附在催化劑表面，然后以亞硝酸鹽或者硝酸鹽的形式存儲在催化劑上，當反應氣氛切換到短暫的富燃階段(λ1)，NO_x被H₂、CO、HC等還原性氣體還原為N₂等氣體，催化劑得到再生，然后繼續進行下一輪的循環。

為滿足輕型柴油車國六尾氣NO_x排放標準限值，需要聯合使用LNT和SCR脫硝技術，LNT主要用于解決尾氣溫度未達到SCR催化劑工作溫度窗口前的NO_x排放問題。

如CN102614875A公開了一種用于組合LNT-SCR應用的LNT催化劑，LNT催化劑以螢石結構的質子傳導氧化物，即Ca(Sr)-La-Ce(Zr，Pr)混合氧化物為基礎，并進一步與Pt-Pd或Pt-Pd-Rh貴金屬組分結合，但是，這些催化劑即使在低空速(體積空速為10,000h^-1)下，低溫NO_x轉化率也不高。

如CN102688691A公開了一種錳基氧化物促進的LNT催化劑，使用含MnO_x^-的賤金屬氧化物混合物(例如MnO_x-CeO₂)代替LNT系統中的鉑，與NO_x存儲材料和NO_x還原材料組合使用，但是，這些催化劑同樣存在NO_x轉化效率低的問題。

因此，稀燃NO_x捕集催化劑的低溫NO_x凈化性能仍然需要改進。

發明內容