本发明专利技术描述了催化剂组合物、催化制品、利用所述催化制品的废气处理系统和方法。所述催化剂组合物包括载体涂料，所述载体涂料包含沸石、耐熔金属氧化物载体粒子和负载在所述耐熔金属氧化物载体粒子上的铂族金属。大于90％的负载PGM的所述耐熔金属氧化物粒子具有大于1μm的粒度和小于40微米的d50。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于用于减少来自内燃机废气的污染物的催化剂组合物和催化制品领 域。具体实施方案涉及用于稀燃发动机的催化组合物，其包含沸石、耐熔金属氧化物载体 (support)粒子和负载所述在耐恪金属氧化物粒子上的钼族金属。 专利技术背景 稀燃发动机（例如，柴油发动机和稀燃汽油发动机）的运行为使用者提供优异的 燃料经济性，原因是它们在稀燃料条件下以高空气/燃料比运行。尤其是，柴油发动机还提 供与汽油发动机相比在其耐用性及其在低速下产生高扭矩的能力方面的显著优点。 然而，从排放的观点来看，柴油发动机存在比其对应的火花点火发动机更严重的 问题。排放问题涉及颗粒物（PM)、氮氧化物（NOx)、未燃碳氢化合物（HC)和一氧化碳（CO)。 NOx是用于描述氮氧化物的各种化学物质尤其包括一氧化氮（NO)和二氧化氮（NO2)的术语。 包含分散在耐熔金属氧化物载体上的铂族金属的氧化催化剂已知用于处理柴油 发动机的废气，以便通过催化碳氢化合物和一氧化碳气态污染物氧化成二氧化碳和水而使 这些污染物均得到转化。此类催化剂一般包含在称为柴油氧化催化剂（DOC)或更简单地称 为催化转化器的单元中，所述单元被置于柴油动力发动机的废气流路中，以在废气排至大 气之前处理该废气。通常，柴油氧化催化剂在陶瓷或金属基底担体（carrier)(诸如流通式 整料担体）上形成，在所述载体上沉积一种或多种催化剂涂料组合物。除了转化气态HC、 CO和颗粒物的SOF成分外，包含铂族金属（其通常分散在耐熔氧化物载体上）的氧化催化 剂促进一氧化氮（NO)氧化成NO2。 用于处理内燃发动机废气的催化剂在温度相对低的运行期间诸如发动机运行的 初始冷启动期间不太有效，因为发动机废气的温度不够高，而不能有效地催化废气中有毒 组分的转化。为此，吸附剂材料（其可以为分子筛，例如沸石）可以作为催化处理系统的一 部分而提供，以便吸附气态污染物，通常为碳氢化合物，并在初始冷启动期间保持它们。随 着废气温度的升高，吸附的碳氢化合物被从吸附剂中驱出，并在更高的温度下接受催化处 理。 -种从稀燃发动机（诸如汽油直喷式和部分稀燃发动机）以及从柴油机的废气中 还原NOx的有效方法要求在稀燃发动机运行条件下捕集并储存NO x，并且在化学计量或富燃 发动机运行条件或在废气中注入有外部燃料而引发富燃条件的稀燃发动机运行下还原所 捕集的NOx。稀燃运行循环通常在1分钟和20分钟之间，而富燃运行循环通常较短（1至10 秒）以尽可能多地保存燃料。为提高NOxR化效率，短且频繁的再生优于长但不太频繁的 再生。因此，稀燃NOx捕集催化剂通常必须提供NO x捕集功能和三效转化功能。 -些稀燃NOx捕集器（LNT)系统包括碱土元素。例如，NOxK附剂组分包括碱土金 属氧化物，诸如Mg、Ca、Sr和Ba的氧化物。其它稀燃LNT系统可包括稀土金属氧化物，诸如 Ce、La、Pr和Nd的氧化物。叽吸附剂可与分散在氧化铝载体上的铂族金属催化剂诸如铂 相结合用于纯化来自内燃发动机的废气。 常规的LNT通常包括用于^^/诸存的基本吸附剂组分（如，BaO/BaCO3和/或CeO 2) 和用于催化^,氧化和还原的铂族金属（PGM，即Pt、Pd和Rh)。LNT催化剂在循环稀燃（捕 集模式）和富燃（再生模式）排气条件下工作，在此期间发动机排出的NO转化成N2，如方 程1-6中所不： 稀燃条件：2N0+02-2N〇2 (I) (捕集模式）4N02+2MC03+02- 2M (NO 3) 2+2C02 (2) 富燃条件：]\1(勵3)2+2〇) - ]\?：03+勵2+勵+〇)2 (3) (再生模式）N02+C0 - N0+C02 (4) 2N0+2C0 - N2+2C02 (5) 2N0+2H2-N 2+2H20 (6) 分子筛诸如沸石用在柴油氧化催化剂（DOC)中，并且如上所述，在稀燃NOx捕集器 (LNT)应用中，目的是在车辆启动期间当催化剂温度较低且不能将碳氢化合物氧化成0)2时 (冷启动）从发动机废气中吸附碳氢化合物（HC)。当废气的温度增大到催化剂中的铂族金 属变成具有活性的时候，碳氢化合物从分子筛中释放并随后氧化成C02。 有许多策略和方法用来将沸石和铂族金属组合在DOC或LNT催化剂配方中。例如， 分子筛可以与铂族金属组合在同一个层中，或分成不同的层。对于DOC应用，Pt和Pd是氧 化存在于柴油发动机废气中的一氧化碳（CO)和碳氢化合物（HC)的常用铂族金属。这些活 性金属的选择是由于性能（即，Pt和Pd的混合物与单独的Pt和Pd相比时具有改善的性 能）和成本（即，Pd的价格明显低于Pt的价格）的组合。 在柴油应用中用于HC吸附的常用沸石为β沸石，这是因为其储存通常存在于柴 油废气中的碳氢化合物的高容量。然而，当将可得自大部分商业供应商的β沸石与Pt/Pd DOC催化剂在相同的浆料和涂料层中组合时，催化剂的CO氧化性能与不添加沸石时Pt/Pd DOC催化剂的性能相比显著降低。虽然HC性能因沸石的HC储存功能而改善，但是CO性能 因 Pt/Pd/氧化铝催化剂和沸石之间的负相互作用而降低。一种避免该负相互作用的方法 是将Pt/Pd和沸石分成不同的涂料层。然而，希望简化浆料制备并得到整料涂层以将Pt/Pd 和沸石组合在单一浆料和/或涂料层中。为了实现这一点，必须找到克服Pt/Pd与沸石之 间对CO氧化性能的负相互作用的新方法。 专利技术概要 本专利技术的第一方面的实施方案涉及催化剂组合物。在一个或多个实施方案中，催 化剂组合物包括载体涂料（washcoat)，其包含沸石、耐恪金属氧化物载体粒子和负载在所 述耐熔金属氧化物载体粒子上的铂族金属。根据一个或多个实施方案，大于90%的负载 PGM的耐恪金属氧化物粒子具有大于1 μ m的粒度和小于40微米的d5。。 在具体实施方案中，大于95%的负载PGM的耐熔金属氧化物粒子具有大于1 μπι的 粒度和小于60微米的d5。。在一个更具体的实施方案中，大于98%的负载PGM的耐恪金属 氧化物粒子具有大于I ym的粒度和小于40微米的d5。。 在一个或多个实施方案中，耐熔金属氧化物载体粒子选自氧化铝、二氧化硅-氧 化铝、二氧化钛、二氧化钛-氧化铝、二氧化娃-二氧化钛、二氧化铺-氧化铝、二氧化铺-二 氧化硅-氧化铝、锰-氧化铝和氧化镧-氧化铝。在具体实施方案中，耐熔金属氧化物载体 粒子选自氧化铝和二氧化娃-氧化铝。 根据一个或多个实施方案，在800°C下老化后催化剂组合物的CO起燃温度比包含 耐熔金属氧化物载体粒子和负载在耐熔金属氧化物载体粒子上的铂族金属的对比催化剂 组合物的起燃温度低至少3°C，其中低于90%的负载PGM的对比催化剂组合物的耐熔金属 氧化物载体粒子具有大于I ym的粒度。 在一个或多个实施方案中，在800°C下老化后催化剂组合物的CO起燃温度比包含 耐熔金属氧化物载体粒子和负载在耐熔金属氧化物载体粒子上的铂族金属的对比催化剂 组合物的起燃温度低至少5°C，其中低于90%的负载PGM的对比催化剂组合物的耐熔金属 氧化物载体粒子具有大于I ym的粒度。 在一个具体实施方案中，在800°C下老化后催化剂组合物的CO起燃温度比包含耐 熔金属氧化物载体粒子和负载在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包括载体涂料的催化剂组合物，所述载体涂料包含沸石、耐熔金属氧化物载体粒子和负载在所述耐熔金属氧化物载体粒子上的铂族金属，其中大于90％的负载PGM的所述耐熔金属氧化物粒子具有大于1μm的粒度和小于40微米的d50。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：O·格拉克，A·桑德曼，J·B·霍克，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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