改进的NOx捕集阱制造技术

公开了NOx捕集阱，及其在用于内燃机的排气系统中的用途。该NOx捕集阱包括基底和该基底上的三个层。第一层包含第一铂族金属、第一NOx储存组分和第一载体；第二层包含第二铂族金属、第二NOx储存组分和第二载体；和第三层包含铑和第三载体。第一层中的铂族金属负载量为第二层中的铂族金属负载量的1至40％。另外，第一NOx储存组分与第二NOx储存组分相同，并且第一载体与第二载体相同。该NOx捕集阱经过多次脱硫酸盐/NOx捕集阱再生循环而不易于失活。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的NOx捕集阱专利
本专利技术涉及用于内燃机用排气系统的NOx捕集阱，和用于处理内燃机废气的方法。专利技术背景内燃机产生含有多种污染物的废气，包括烃、一氧化碳、氮氧化物(“N0X “)、硫氧化物和颗粒物质。越来越严格的国家和地区法规已经降低了可以从这些柴油机或汽油机排放的污染物的量。已经对排气系统施用了许多不同的技术来在废气进入大气之前对其进行净化。一种用来净化废气的这种技术是NOx捕集阱(或称“N0X吸附器催化剂”)。NOx捕集阱是在贫燃废气条件下吸附N0X，在富燃条件下释放吸附的N0X，并且还原释放的NOx形成N2的装置。NOx捕集阱通常包括用于储存NOx的NOx吸附剂和氧化/还原催化剂。NOx吸附剂组分通常为碱土金属(如Ba、Ca、Sr和Mg)、碱金属(如K、Na、Li和Cs)、稀土金属(如La、Y、Pr和Nd)或其组合。这些金属通常以氧化物的形式存在。氧化/还原催化剂通常为一种或多种贵金属，优选钼、钯和/或铑。通常，包括钼以实现氧化功能，包括铑以实现还原功能。氧化/还原催化剂NOx吸附剂通常负载在载体材料如无机氧化物上，用于排气系统。NOx捕集阱实现三种功能。首先，在氧化催化剂存在下一氧化氮与氧反应生成N02。然后，NO2以无机硝酸盐的形式(例如，BaO或BaCO3在NOx吸附剂上转化为Ba (NO3) 2)由NOx吸附剂吸附。最后，当发动机运行在富燃条件下时，储存的无机硝酸盐分解形成NO或NO2,其然后在还原催化剂存在下通过与一氧化碳、氢和/或烃反应而还原形成N2。通常，在废物流中的热、一氧化碳和烃存在下，氮氧化物转化为氮、二氧化碳和水。不幸的是，柴油或汽油燃料中存在的硫化合物对NOx捕集阱有害，因为硫化合物的氧化产生废气中的硫氧化物废气。在NOx捕集阱中，二氧化硫在氧化催化剂氧化为三氧化硫，NOx吸附剂与三氧化硫反应生成表面硫酸盐(例如，氧化钡或碳酸钡与三氧化硫反应形成硫酸钡)。这些硫酸盐比硝酸盐更稳定，需要更高的温度(>650°C)脱硫酸盐。但是，脱硫酸盐和NOx捕集阱再生所需的极端条件会导致NOx捕集阱较长时间失活并可能导致N0x捕集阱寿命缩短。美国申请公布2010/0215557描述了用于还原废气中的NOx的抗老化三效催化剂。该三效催化剂优选包含三层:(I)底部“蚀刻涂覆”层，其不含钼族金属；(2)中间(第一催化)层，其包含不含氧化铈的氧储存组分上的Pd和难熔金属氧化物上的Pt ;和(3)第二催化层，其形成于第一催化层上，且包含氧储存组分上的Pt和氧化锆涂覆的或氧化钇涂覆的氧化铝上的Rh。美国申请公布2010/0215557未描述硫对该催化剂的影响。对于任何汽车系统和过程，需要在废气处理系统中取得更进一步的改进。已经发现新的NOx捕集阱，其经过多次脱硫酸盐/NOx捕集阱再生循环而不易于失活。专利技术概述本专利技术是用于内燃机排气系统的NOx捕集阱。该NOx捕集阱包括基底和该基底上的三个层。第一层包含第一钼族金属、第一 NOx储存组分和第一载体；第二层包含第二钼族金属、第二 NOx储存组分和第二载体；和第三层包含错和第三载体。第一层中的钼族金属负载量为第二层中的钼族金属负载量的I至40%。另外，第一 NOx储存组分与第二 NOx储存组分相同，并且第一载体与第二载体相同。该NOx捕集阱经过多次脱硫酸盐/NOx捕集阱再生循环而不易于失活。专利技术详述本专利技术的NOx捕集阱包括基底和该基底上的三个层。该基底优选为陶瓷基底或金属基底。陶瓷基底可以由任何适合的难溶材料制成，例如氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈、氧化锆、氧化镁、沸石、氮化硅、碳化硅、硅酸锆、硅酸镁、硅铝酸盐和金属硅铝酸盐(如堇青石和锂辉石)或者其任意两种或更多种的混合物或混合氧化物。特别优选堇青石、硅铝酸镁和碳化硅。金属基底可以由任何适合的金属制成，特别是耐热金属和金属合金如钛和不锈钢以及含有铁、镍、铬和/或铝以及其他痕量金属的铁素体合金。基底优选为流通式基底或过滤器基底。最优选基底为流通式基底。具体地，流通式基底为优选具有蜂窝状结构的流通式整料，该蜂窝状结构具有许多轴向穿过该基底和延伸遍及该基底的小的、平行的薄壁通道。基底的通道横截面可以为任何形状，但优选为正方形、正弦曲线形、三角形、矩形、六角形、梯形、圆形或椭圆形。第一层包含第一钼族金属(“PGM”)、第一 NOx储存组分和第一载体。第一 PGM优选为钼、钯、金或其混合物；最优选地，第一 PGM为钼、钯或其混合物。第一 NOx储存组分优选包括碱土金属(如钡、钙、锶和镁)、碱金属(如钾、钠、锂和铯)、稀土金属(如镧、钇、镨和钕)或其组合。最优选地，第一 NOx储存组分包括钡、铈或其混合物。这些金属通常以氧化物的形式存在，但是也可以负载在载体如氧化铝或二氧化铈上。第一载体优选为无机氧化物，更优选包括第2、3、4、5、13和14族元素的氧化物。最优选地，第一载体为氧化招、二氧化娃、二氧化钛、氧化错、氧化镁、二氧化铺、氧化银、钽氧化物、钥氧化物、钨氧化物、其任意两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物(例如二氧化硅-氧化铝、氧化镁-氧化铝、二氧化铈-氧化锆或氧化铝-二氧化铈-氧化锆)及其混合物。有用的无机氧化物优选表面积为10至1500m2/g,孔体积为0.1至4mL/g,和孔径为约10至1000埃。特别优选表面积大于80m2/g的高表面积载体。NOx捕集阱的第二层包含第二钼族金属、第二 NOx储存组分和第二载体。第二 PGM优选为钼、钯、金或其混合物；最优选地，第二 PGM为钼、钯或其混合物。第二 NOx储存组分优选包含碱土金属(如钡、钙、锶和镁)、碱金属(如钾、钠、锂和铯)、稀土金属(如镧、钇、镨和钕)或其组合。最优选地，第二 NOx储存组分包括钡、铈或其混合物。这些金属通常以氧化物的形式存在，但是也可以负载在载体如氧化铝或二氧化铈上。第二载体优选为无机氧化物，更优选包括第2、3、4、5、13和14族元素的氧化物。最优选地，第二载体为氧化招、二氧化娃、二氧化钛、氧化错、氧化镁、二氧化铺、氧化银、钽氧化物、钥氧化物、钨氧化物、其任意两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物(例如二氧化硅-氧化铝、氧化镁-氧化铝、二氧化铈-氧化锆或氧化铝-二氧化铈-氧化锆)及其混合物。有用的无机氧化物优选表面积为10至1500m2/g,孔体积为0.1至4mL/g,和孔径为约10至1000埃。特别优选表面积大于80m2/g的高表面积载体。第一层的第一 NOx储存组分与第二层的第二 NOx储存组分相同。因此，如果氧化钡是用于第一层的NOx储存组分，则氧化钡也用于第二层。第一层的第一载体与第二层的第二载体相同。因此，如果氧化铝用作第一层中的载体，则氧化铝也用于第二层。另外，第一层中的钼族金属负载量(按PGM的质量/第一层的体积计，例如g/L或g/ft3)为第二层中的钼族金属负载量的I至40%。更优选地，第一层中的钼族金属负载量为第二层中的钼族金属负载量的5至30%。因此，量少得多的PGM位于基底上的第一层中。优选地，第二层中的PGM负载量将为20至300g/ft3，第一层中的PGM负载量将为0.3至90g/ft3。NOx捕集阱的第三层包含铑和第三载体。第三载体最优选为氧化铈、铈-锆混合氧化物、或者稀土金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
NOx捕集阱，其包括基底和：(a)第一层，其包含第一铂族金属、第一NOx储存组分和第一载体；(b)第二层，其包含第二铂族金属、第二NOx储存组分和第二载体；和(c)第三层，其包含铑和第三载体，其中第一层中的铂族金属负载量为第二层中的铂族金属负载量的1至40％，第一NOx储存组分与第二NOx储存组分相同，并且第一载体与第二载体相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.22 US 61/578,9521.NOx捕集阱，其包括基底和: (a)第一层，其包含第一钼族金属、第一NOx储存组分和第一载体； (b)第二层，其包含第二钼族金属、第二NOx储存组分和第二载体；和 (C)第三层，其包含铑和第三载体， 其中第一层中的钼族金属负载量为第二层中的钼族金属负载量的I至40%，第一 NOx储存组分与第二 NOx储存组分相同，并且第一载体与第二载体相同。2.根据权利要求1所述的NOx捕集阱，其中该基底为流通式整料。3.根据权利要求1所述的NOx捕集讲,其中第一层位于该基底上,第二层位于第一层上，第三层位于第二层上。4.根据权利要求1所述的NOx捕集阱，其中第一钼族金属选自钯、钼、金及其混合物。5.根据权利要求1所述的NOx捕集阱，其中第二钼族金属选自钯、钼、金及其混合物。6.根据权利要求1所述的NOx捕集阱，其中第一钼族金属与第二钼族金属相同。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·斯瓦洛，P·R·菲利普斯，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB