氧化催化剂制造技术

催化烟尘过滤器包括置于壁流式过滤器整块基质上的氧化NO为NO2和/或氧化CO为CO2和/或氧化HC为CO2和H2O的氧化催化剂，所述氧化催化剂包含铂族金属组分和包含镁铝金属氧化物混合物的预煅烧载体材料，所述镁铝金属氧化物混合物的镁含量按Mg计为15wt％Mg或更小。

Oxidation catalyst

The catalytic smog filter includes oxidation NO on the substrate of a wall flow filter, NO2 and / or oxidizing CO as CO2 and / or HC as CO2 and H2O, and the oxidation catalyst includes a platinum group metal component and a pre calcined carrier material containing a mixture of magnesium aluminum oxide, the magnesium aluminum metal oxide mixture. The content of magnesium is 15wt%Mg or smaller by Mg.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化催化剂本专利技术涉及含氧化催化剂的整块催化剂、用于内燃机(优选为压燃式发动机)的排气系统、包括内燃机和这种排气系统的车辆、处理内燃机排出废气的方法以及制备所述整块催化剂的方法。内燃机是潜在的污染物来源。在包括欧盟和美国在内的整个世界已颁布了越来越严格的环境法规来减少多个来源(特别是内燃机)进入大气的污染物排放。针对减少内燃机排放的问题，已提出了多个解决方案。发动机排放气体中有四大类需要减排的污染物：一氧化碳(CO)、未燃烃(HC)、氮氧化物(NOx)和通常包含烟灰的颗粒物(PM)。车辆排放气体中许可排放的污染物的法律标准日益严苛。因此需要提供能够满足这些标准并且成本有效的改进催化剂。通常在排气系统中应用多种独立的催化组件来减少污染物。每种组件可以直接减少污染物，有些组件产生的产品可能形成后续(下游)组件的反应物。因此，例如上游组件可以包括用氧化催化剂涂覆的蜂窝状流通式整块基质；和下游组件可以包括用SCR催化剂涂覆的蜂窝状流通式整块基质。GB-A-2481057公开了一种应用包含锰氧化物和至少一种铂族金属的催化剂处理氮氧化物、颗粒物或两者的方法。对于压燃式发动机如柴油发动机，经常应用的一种催化组件是催化烟尘过滤器(CSF)。CSF通常催化：(1)HC氧化为二氧化碳(CO2)和水(H2O)，(2)一氧化碳(CO)氧化为二氧化碳(CO2)，和(3)氧化由排放气体过滤的PM(特别是烟灰)。在CSF上可能发生的更重要的烟灰氧化反应在氧气中氧化：O2+2C→2CO(1)或O2+C→CO2(2)和重要地，在二氧化氮中氧化：NO2+C→NO+CO(3)反应(3)的二氧化氮可以衍生自发动机的排放气体以及上游柴油机氧化催化剂(DOC)或CSF上的氧化催化剂氧化的低氧氮氧化物(包括一氧化氮)。WO-A-2014/080202公开了用于处理压燃式发动机的排放气体的催化烟尘过滤器，和WO-A-2014/080200公开了用于压燃式发动机的排气系统。这些文献公开了铂族金属组分、包含结合了杂原子的改性氧化铝的载体材料和碱土金属组分的应用。据认为二氧化氮对健康有短期和长期影响，其影响肺功能并且暴露于其中会强化敏感个体对过敏源的响应。US-A-2003/125202公开了用于减少贫燃发动机排放的贫废气中NOx量的催化剂，所述催化剂含有氧化铝、氧化镁、铂族金属和至少一种氮氧化物贮存材料。在US-A-2003/125202中重要的是氧化镁和氧化铝形成均相混合氧化物，其中镁离子占据了铝离子的晶格位，从而不能区分所述材料的X-射线结构与纯氧化铝的X-射线结构。US-A-2012/055141公开了处理排放气体、特别是处理含氮氧化物的排放气体的催化剂，所述催化剂包含流通式基质(即基本不起过滤作用的基质)和两层或更多层催化剂涂层(每层中含有Pt或Pd)以及颗粒载体材料、一种或多种氧贮存材料和一种或多种氮氧化物贮存材料。已经开发了主动和被动选择性催化还原(SCR)方法，一般尝试通过转化NOx为氮气和水来减少NOx排放。主动SCR应用添加到排放气体物流中并且被吸附到催化剂上的还原剂(例如含氮还原剂如氨或脲)。通常，含氮还原剂转化为氨和在SCR催化剂存在下发生多个反应，结果是NOx转化为元素氮和水。被动SCR不需要独立的系统向排放气体物流中添加还原剂，和可以应用贫NOx捕集器(LNT)和下游的选择性催化还原催化剂。当排放气体在贫条件(低燃料/氧比)中产生时，NOx被吸附在LNT上。通过间歇使其与富排放气体(高燃料/氧比)(在发动机管理系统控制下产生)接触而使LNT再生。这种富集促进了LNT中吸附的NOx脱附以及NOx在存在的还原催化剂上还原。所述富排放气体也由NOx产生氨(NH3)，其可能被吸附到下游的SCR催化剂上，和可用于还原在贫排放气体条件下滑流过LNT的NOx。SCR催化剂的效率取决于NO2/NOx比(NOx为50:50NO2:NO的混合物可促进更快反应)和温度。压燃式发动机如柴油发动机(特别是轻型柴油车)的排放气体温度相对较低(例如在正常操作条件下至多约400℃)。另外，随着车辆CO2目标改变，要求柴油机(特别是轻型发动机)后处理系统工作温度降低。因此，需要在较低温度下产生NO2的排放气体处理系统，从而为下游SCR催化剂提供合适的NO2/NOx比。另外，在CSF中重要的是NO2的浓度适合于PM的有效氧化。因此，需要具有较低引燃温度的氧化催化剂，特别是对于NO氧化的较低引燃温度。本专利技术的一个目的是提供改进的氧化催化剂，特别是但不排它的用于催化烟尘过滤器的催化剂。因此，在第一方面，本专利技术提供一种催化烟尘过滤器，其括含置于壁流式过滤器整块基质上的氧化NO为NO2和/或氧化CO为CO2和/或氧化HC为CO2和H2O的氧化催化剂，所述氧化催化剂包含铂族金属组分和包含镁铝金属氧化物混合物的预煅烧载体材料，所述镁铝金属氧化物混合物的镁含量按Mg计为15wt％Mg或更小。针对可能的分案申请，申请人提供了本专利技术第一方面的如下替代方案：一种柴油机氧化催化剂，其包括置于流通式蜂窝状整块基质上的用于氧化NO为NO2和/或氧化CO为CO2和/或HC为CO2和H2O的氧化催化剂，所述氧化催化剂包含铂族金属组分和包含镁铝金属氧化物混合物的预煅烧载体材料，所述镁铝金属氧化物混合物的镁含量按Mg计为15wt％Mg或更小。从属权利要求的所有其它特征和这里有关第一方面的催化烟尘过滤器的相应描述同样适用于第一方面的柴油机氧化催化剂。优选地，煅烧后载体材料(特别是镁铝金属氧化物混合物)的比表面积(按77K(-196℃)下氮的物理吸附确定)为250m2g-1或更小，更优选的比表面积为225m2g-1或更小，和最优选的比表面积为220m2g-1或更小。按77K(-196℃)下氮的物理吸附确定的煅烧后载体材料(特别是镁铝金属氧化物混合物)的比表面积的优选范围为10-250m2g-1，优选为10-225m2g-1,更优选为10-220m2g-1，和最优选为10-215m2g-1。煅烧后载体材料(特别是镁铝金属氧化物混合物)在处理特性方面已经令人惊讶地表现出很大优势(例如在含水涂层中良好的润湿和混合)。之前假定载体材料较高的表面积(大于约250m2g-1)将更有利，这是由于其应用领域的催化性质的缘故。还令人惊奇和特别有利的是，本专利技术的载体材料提供明显更低的氧化引燃温度，特别是对于氧化NO为NO2和/或氧化CO为CO2和/或氧化HC为CO2和H2O来说。因此，所述催化剂优选用于氧化NO为NO2和/或氧化CO为CO2和/或氧化HC为CO2和H2O。所述基质优选由陶瓷如堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)、碳化硅(SiC)或金属如Fe-Cr-Al合金、Ni-Cr-Al合金或不锈钢合金制成或组成。优选地，所述镁铝金属氧化物混合物的镁含量按Mg计为0.1-15wt％Mg、优选为0.1-12wt％Mg、更优选为0.1-10wt％Mg、甚至更优选为0.1-9wt％Mg、仍更优选为1-7wt％Mg、最优选为1-5wt％Mg。煅烧后载体材料通常已经在700℃或更高、优选750℃或更高、更优选775℃或更高和最优选800℃或更高的温度下煅烧。优选包含镁铝金属氧化物混合物的煅烧后载体材料包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化烟尘过滤器，其包括置于壁流式过滤器整块基质上的氧化NO为NO2和/或氧化CO为CO2和/或氧化HC为CO2和H2O的氧化催化剂，所述氧化催化剂包含铂族金属组分和包含镁铝金属氧化物混合物的预煅烧载体材料，所述镁铝金属氧化物混合物的镁含量按Mg计为15wt％Mg或更小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.02 GB 1519335.21.一种催化烟尘过滤器，其包括置于壁流式过滤器整块基质上的氧化NO为NO2和/或氧化CO为CO2和/或氧化HC为CO2和H2O的氧化催化剂，所述氧化催化剂包含铂族金属组分和包含镁铝金属氧化物混合物的预煅烧载体材料，所述镁铝金属氧化物混合物的镁含量按Mg计为15wt％Mg或更小。2.权利要求1的催化烟尘过滤器，其中预煅烧载体材料的比表面积为250m2g-1或更低。3.权利要求1或2的催化烟尘过滤器，其中所述镁铝金属氧化物混合物的镁含量按Mg计为0.1-12wt％Mg。4.权利要求1、2或3的催化烟尘过滤器，其中包含镁铝金属氧化物混合物的煅烧后载体材料包含缺镁尖晶石。5.前述权利要求任一项的催化烟尘过滤器，其中所述壁流式过滤器整块基质的孔隙率为40％或更大。6.前述权利要求任一项的催化烟尘过滤器，其中壁流式过滤器整块基质的孔的平均直径为10-25μm。7.前述权利要求任一项的催化烟尘过滤器，其中壁流式过滤器整块基质包含在其入口端的入口通道和在其出口端的出口通道，和其中所述氧化催化剂置于至少入口通道壁的上面或内部。8.前述权利要求任一项的催化烟尘过滤器，其中所述氧化催化剂置于壁流式过滤器整块基质上，从而延伸经过过滤用整块基质轴向长度的10-90％。9.前述权利要求任一项的催化烟尘过滤器，其中所述铂族金属组分包括铂、钯、铑或其中任意两种或更多种的混合物。10.前述权利要求任一项的催化烟尘过滤器，其中所述铂族金属组分包含Pt:Pd重量比为20:1-2:1的铂和钯的混合物。11.前述权利要求任一项的催化烟尘过滤器，其中氧化催化剂中铂族金属总负载为5-50gft-3。12.前述权利要求任一项的催化烟尘过滤器，其中氧化催化剂的涂层负载量为0.1-2.0gin-3。13.一种用于内燃机的排气系统，所述排气系统包括前述权利要求任一项的催化烟尘过滤器。14.权利要求13的排气系...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·布朗，A·驰菲，J·莱德克里菲，
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