具有含硫杂质的捕获区域的柴油氧化催化剂制造技术

描述了氧化催化剂用于处理由柴油发动机产生的废气。氧化催化剂包括：基材；用于捕获由柴油发动机产生的废气中的至少一种含硫杂质的捕获材料；其中所述捕获材料包含用于与废气中的硫的氧化物反应的金属和难熔氧化物的颗粒，和其中所述难熔氧化物的颗粒具有≤50m

Catalysts for diesel oil oxidation with sulphur-containing impurities capture region

The oxidation catalyst is described for the treatment of exhaust gases from diesel engines. The oxidation catalyst includes: a base material; a capture material for capturing at least one sulfur-containing impurity in the exhaust gas generated by a diesel engine; the capture material comprises particles of metals and refractory oxides for reacting with sulfur oxides in the exhaust gas, and the particles of refractory oxides have a size less than 50m.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有含硫杂质的捕获区域的柴油氧化催化剂
本专利技术涉及用于处理由柴油发动机产生的废气的氧化催化剂和排气系统。本专利技术另外涉及用于捕获由柴油发动机产生的废气中的至少一种含硫杂质的氧化催化剂的方法或用途。本专利技术还涉及包括氧化催化剂或排气系统的车辆。
技术介绍
柴油发动机产生含有作为世界各地环境法规的主题的各种污染物的废气。这些污染物包括一氧化碳(CO)、未燃烧的烃(HC)、氮氧化物(NOx)和颗粒物质(PM)。为了满足法规所设定的可以排放入大气的污染物的可容许水平，用于处理由柴油发动机产生的废气的排气系统通常含有几个排放控制装置。在这样的排气系统中，通常将废气引导至第一排放控制装置，所述装置能够氧化存在于气体中的一氧化碳(CO)和未燃烧的烃(HC)。除了上述污染物之外，废气可能含有源自已使用的特定类型的燃料的杂质。柴油燃料通常包含含硫杂质。在用于在柴油发动机中燃烧的贫条件下，含硫杂质通常形成硫的氧化物。这些硫的氧化物可以毒害排气系统的排放控制装置中的一些催化活性金属。此外，硫的氧化物可以形成颗粒物质，或者在进入大气时有助于形成酸雨。许多国家已经实施法规来限制柴油燃料中允许的最大硫含量。除了环境效益以外，这种法规还促进了新的排放控制技术的使用，这些技术不能容忍柴油废气中的先前的高硫水平。尽管硫含量降低，但一些排放控制装置的活性仍可能由于被硫的氧化物毒害而劣化。
技术实现思路
本专利技术提供了用于处理由柴油发动机产生的废气的氧化催化剂。所述氧化催化剂包括：基材；用于捕获由柴油发动机产生的废气中的至少一种含硫杂质的捕获材料；其中捕获材料包含用于与废气中的硫的氧化物反应的金属和难熔氧化物的颗粒，优选其中难熔氧化物的颗粒具有≤50m2/g的平均比表面积；和设置在基材上的催化区域；其中催化区域包含催化材料，所述催化材料包含选自铂(Pt)、钯(Pd)以及铂(Pt)和钯(Pd)的组合的铂族金属(PGM)。本专利技术人已开发了成本有效的捕获材料用于捕集或捕获由柴油发动机产生的废气中的至少一种含硫杂质。捕获材料降低或防止氧化催化剂例如针对一氧化碳(CO)、未燃烧的烃(HC)和/或一氧化氮(NO)的氧化活性的劣化。捕获材料还可以通过将杂质捕集在DOC内而防止任何含硫杂质使在DOC下游的排放控制装置，如选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂的性能劣化。本专利技术还涉及用于处理由柴油发动机产生的废气的排气系统。排气系统包括本专利技术的氧化催化剂和任选的(即另外的)排放控制装置。本专利技术还提供车辆。所述车辆包括柴油发动机和本专利技术的氧化催化剂或排气系统。本专利技术还涉及捕获材料或包含捕获材料的捕获区域(例如在氧化催化剂中或作为氧化催化剂的一部分)用于捕获或捕集由柴油发动机产生的废气中的至少一种含硫杂质的用途。捕获材料包含用于与废气中的硫的氧化物反应的金属和难熔氧化物的颗粒，优选其中难熔氧化物的颗粒具有≤50m2/g的平均比表面积。氧化催化剂包含捕获材料或捕获区域；基材；和设置在基材上的催化区域，其中催化区域包含催化材料，所述催化材料包含选自铂(Pt)、钯(Pd)以及铂(Pt)和钯(Pd)的组合的铂族金属(PGM)。本专利技术另外涉及捕获或捕集由柴油发动机产生的废气中的至少一种含硫杂质的方法。所述方法包括使由柴油发动机产生的废气穿过包含本专利技术的氧化催化剂的排气系统的步骤。附图说明图1至8、10和11是本专利技术的氧化催化剂的示意图。图1显示了具有设置在催化层(3)上的捕获层(2)的氧化催化剂。催化层(3)设置在基材(1)上。图2显示了具有设置在催化区域上的捕获层(2)的氧化催化剂。催化区域具有设置在基材(1)上的第一催化区(3)和第二催化区(4)。图3显示了具有在氧化催化剂的入口端处设置在基材(1)上的捕获区(2)的氧化催化剂。在氧化催化剂的出口端处存在催化区(3)。图4显示了具有在基材(1)的入口端处设置的捕获区(2)的氧化催化剂。存在设置在第二催化区(4)上的第一催化区(3)，所述第二催化区设置在基材的出口端处。图5显示了具有设置在基材(1)上的催化层(3)的氧化催化剂。存在在基材的入口端处的捕获区(2)，其设置在催化层(3)上。图6显示了具有在入口端处设置在基材上的捕获区(2)的氧化催化剂。捕获区域(2)叠覆催化区(3)。催化区(3)设置在基材的出口端处。图7显示了具有设置在第二催化层(4)上的捕获区(2)和第一催化区(3)的氧化催化剂。第二催化层(4)设置在基材(1)上。图8显示了具有设置在第一催化层(3)上的捕获区(2)的氧化催化剂。第一催化层(3)设置在第二催化层(4)上。第二催化层(4)设置在基材(1)上。图9是显示本专利技术的排气系统布置的示意图。废气(20)穿过本专利技术的氧化催化剂(1)，其具有设置在基材的出口端表面处的捕获材料(2)。在废气(20)已穿过氧化催化剂(1)之后，其可以穿过第二排放控制装置(10)，如催化烟灰过滤器(CSF)、柴油颗粒过滤器(DPF)、选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。如果第二排放控制装置(10)为SCR或SCRFTM催化剂并且要进行主动SCR，则排气系统可以包括用于引入废气中的氨的来源(30)。对于被动SCR，氨的来源(30)可以不存在。图10显示了具有设置在基材(1)上的催化区域(3)的氧化催化剂。存在设置或负载在基材(1)的入口端表面处的捕获面(2)。图11显示了具有设置在基材(1)上的催化区域(3)的氧化催化剂。存在设置或负载在基材的入口端表面上的捕获面和区(2)，其部分地叠覆催化区域(3)。图12是显示在一系列测试运行之后在实施例1和2的催化剂出口处NOx的NO2的百分比的图，其中将所述催化剂暴露至硫。具体实施方式现在将进一步描述本专利技术。以下部分涉及本专利技术的特征，特别是本专利技术的氧化催化剂的特征，并且更详细地定义每个特征。除非明确相反地指明，否则氧化催化剂的每个部分或方面(例如捕获材料、催化区域、氧化催化剂布置、基材等)可以与氧化催化剂的任意其它部分或方面组合。特别是，指明为优选或有利的任意特征可以与指明为优选或有利的一个或多个任意其它特征组合。本专利技术涉及用于捕获或捕集由柴油发动机产生的废气中的至少一种含硫杂质的捕获材料。可以包括捕获材料作为捕获区域的部分，其可以以各种方式布置以捕集或捕获至少一种含硫杂质。措辞“用于捕获由柴油发动机产生的废气中的至少一种含硫杂质的捕获材料”在下文中称为缩写术语“捕获材料”。捕获材料包含或基本上由用于与废气中的硫的氧化物反应的金属和难熔氧化物的颗粒组成。措辞“用于与废气中的硫的氧化物反应的金属”在下文中称为缩写术语“S-捕获性金属”。S-捕获性金属通常设置或负载在难熔氧化物上。S-捕获性金属可以直接设置于难熔氧化物上或直接由难熔氧化物负载(例如S-捕获性金属与难熔氧化物之间不存在介于其间的载体材料)。S-捕获性金属通过分散在难熔氧化物的表面上方，更优选通过分散在难熔氧化物的表面上方和/或固定在难熔氧化物的表面上而负载在难熔氧化物上。S-捕获性金属的至少一个颗粒可以设置或负载在难熔氧化物的至少一个颗粒上。优选地，S-捕获性金属的多个颗粒设置或负载在难熔氧化物的至少一个颗粒上。更优选地，存在难熔氧化物的多个颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于处理由柴油发动机产生的废气的氧化催化剂，其中所述氧化催化剂包括：基材；用于捕获由柴油发动机产生的废气中的至少一种含硫杂质的捕获材料；其中所述捕获材料包含用于与所述废气中的硫的氧化物反应的金属和难熔氧化物的颗粒，和任选地其中所述难熔氧化物的颗粒具有≤50m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.05 GB 1613502.21.用于处理由柴油发动机产生的废气的氧化催化剂，其中所述氧化催化剂包括：基材；用于捕获由柴油发动机产生的废气中的至少一种含硫杂质的捕获材料；其中所述捕获材料包含用于与所述废气中的硫的氧化物反应的金属和难熔氧化物的颗粒，和任选地其中所述难熔氧化物的颗粒具有≤50m2/g的平均比表面积；和设置在所述基材上的催化区域；其中所述催化区域包含催化材料，所述催化材料包含选自铂(Pt)、钯(Pd)以及铂(Pt)和钯(Pd)的组合的铂族金属(PGM)。2.根据权利要求1所述的氧化催化剂，其中所述用于与所述废气中的硫的氧化物反应的金属选自钯(Pd)、镁(Mg)、铈(Ce)和其任意两种或更多种的组合。3.根据权利要求2所述的氧化催化剂，其中用于与所述废气中的硫的氧化物反应的金属是钯(Pd)。4.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述捕获材料包含具有≥约10nm的平均粒度的用于与所述废气中的硫的氧化物反应的金属的颗粒。5.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述难熔氧化物的颗粒具有≤约50m2/g的平均比表面积。6.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述难熔氧化物是氧化铝。7.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述铂族金属(PGM)是铂(Pt)。8.根据权利要求1至6中任一项所述的氧化催化剂，其中所述铂族金属(PGM)是钯(Pd)。9.根据权利要求1至6中任一项所述的氧化催化剂，其中所述铂族金属(PGM)是铂(Pt)和钯(Pd)的组合。10.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料进一步包含载体材料，和其中所述铂族金属(PGM)负载在所述载体材料上。11.根据权利要求10所述的氧化催化剂，其中所述载体材料包含难熔氧化物，所述难熔氧化物选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铈、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛-氧化铝、氧化锆-氧化铝、氧化铈-氧化铝、二氧化钛-二氧化硅、氧化锆-二氧化硅、氧化锆-二氧化钛、氧化铈-氧化锆和氧化铝-氧化镁。12.根据权利要求11所述的氧化催化剂，其中所述难熔氧化物是氧化铝、二氧化硅或二氧化硅-氧化铝。13.根据权利要求11所述的氧化催化剂，其中所述难熔氧化物是二氧化钛。14.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其进一步包括捕获区域，其中所述捕获区域包含所述捕获材料。15.根据权利要求14所述的氧化催化剂，其中所述捕获区域是捕获层。16.根据权利要求14或15所述的氧化催化剂，其中所述催化区域是催化层，和其中所述捕获层设置在所述催化层上，和所述催化层设置在所述基材上...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·科尔，L·霍福曼，C·罗伯逊，
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