NOx吸附剂催化剂制造技术

公开了一种NOx吸附剂催化剂组合物、NOx吸附剂催化剂及其在内燃机排放气处理系统中的用途。所述NOx吸附剂催化剂组合物包含载体材料和在载体材料上放置的一种或多种铂族金属，其中所述载体材料包含混合掺杂剂NOx贮存强化剂。

NOx adsorbent catalyst

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】NOx吸附剂催化剂
本专利技术涉及NOx吸附剂催化剂组合物、包含所述组合物的NOx吸附剂催化剂和包含NOx吸附剂催化剂的内燃机排放系统。
技术介绍
内燃机产生包含各种污染物(包括氮氧化物(“NOx”)、一氧化碳和未燃烧烃)的排放气，该排放气受政府法规调控。越来越严格的国家和地区法规已经降低了可以从柴油或汽油发动机排放的污染物的量。广泛应用排放控制系统来降低排放至大气的这些污染物的量，和一旦达到它们的操作温度(通常为200℃或更高)，它们通常表现出非常高的效率。但低于它们的操作温度(“冷启动”期间)时，这些系统则相对效率很低。一种用于清洁排放气的排放气处理组分为NOx吸附剂催化剂(或“NOx捕集阱”)。NOx吸附剂催化剂为在贫排放气条件下吸附NOx、在富条件下释放所吸附的NOx和还原所释放的NOx形成N2的设备。NOx吸附剂催化剂通常包括用于贮存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、碱金属、稀土金属或它们的组合。这些金属通常以氧化物的形式存在。所述氧化/还原催化剂通常为一种或多种贵金属，优选为铂、钯和/或铑。通常包含铂来实施氧化功能和包含铑来实施还原功能。氧化/还原催化剂和NOx吸附剂通常负荷于在排放气系统中应用的载体材料如无机氧化物上。NOx吸附剂催化剂实施三种功能。首先，一氧化氮在氧化催化剂的存在下与氧反应产生NO2。其次，NO2以无机硝酸盐的形式被NOx吸附剂吸附(例如BaO或BaCO3在NOx吸附剂上转化为Ba(NO3)2)。最后，当发动机在富条件下运行时，所贮存的无机硝酸盐分解为NO或NO2，然后它们在还原催化剂的存在下与一氧化碳、氢和/或烃反应而还原(或通过NHx或NCO中间体)形成N2。通常，氮氧化物在排放气物流中的热、一氧化碳和烃的存在下转化为氮气、二氧化碳和水。通常，NOx吸附剂材料包含用至少一种铂族金属涂覆的无机氧化物如氧化铝、二氧化硅、二氧化铈、二氧化锆、二氧化钛或混合氧化物。PCT国际申请WO2008/047170公开了其中在温度低于200℃下吸附贫排放气中的NOx并随后在高于200℃下使其热脱附的系统。教导的是NOx吸附剂包含钯和铈氧化物或含铈的混合氧化物或复合氧化物和至少一种其它过渡金属。PCT国际申请WO2004/076829公开了包含设置在SCR催化剂上游的NOx贮存催化剂的排放气净化系统。NOx贮存催化剂包括用至少一种铂族金属(Pt、Pd、Rh或Ir)涂覆或活化的至少一种碱、碱土或稀土金属。据教导特别优选的NOx贮存催化剂包括在基于氧化铝的载体上用铂涂覆的铈氧化物和附加的铂作为氧化催化剂。EP1027919公开了包含多孔载体材料如氧化铝、沸石、二氧化锆、二氧化钛和/或氧化镧和至少0.1wt％贵金属(Pt、Pd和/或Rh)的NOx吸附剂材料。例举了在氧化铝上载带的铂。NOx吸附剂催化剂通常暴露于循环的氧化和还原条件。在氧化循环中，将NOx贮存于催化剂上。而在还原循环中，释放和/或还原NOx(例如为N2)。本领域公知的是某些催化剂如在二氧化铈上的铂(Pt-CeO2)可以通过还原预处理活化(AppliedCatalysisB:Environmental5(1995)367-376)。但这种活化只能在相对高温度下实现，并在再次氧化预处理后逆转。在低温(通常低于约200℃)下，这些催化剂的NOx贮存功能不足和继续成为需要改进的催化剂开发领域。对于催化剂来说，还希望开发在比具体温度更高的温度下具有较少或不具NOx贮存特性的催化剂，以控制当NOx释放后例如随后通过更下游催化剂转化。对于任何汽车系统和过程，希望达到排放气处理系统的更进一步改进。我们发现一种新的NOx吸附剂催化剂组合物具有改进的低温NOx贮存特性和改进的NOx释放性能。已经令人惊奇地发现，在载体上掺杂某些金属或金属氧化物的混合物的含铂族金属的NOx吸附剂催化剂组合物具有改进的低温NOx贮存特性，和在某些实施方案中，其更易于通过还原预处理活化，且在暴露于氧化条件后仍保持活化状态。
技术实现思路
在本专利技术的第一个方面，提供一种NOx吸附剂催化剂组合物，包含载体材料和在载体材料上放置的一种或多种铂族金属；其中所述一种或多种铂族金属选自钯、铂或铂和钯的混合物或合金；其中所述载体材料包括氧化铝、二氧化铈、二氧化铈/氧化锆混合或复合氧化物、或氧化镁/氧化铝混合或复合氧化物；和其中所述载体材料包含混合掺杂剂NOx贮存强化剂，其中所述混合掺杂剂NOx贮存强化剂包含选自如下的多种元素：钪、钇、镧、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铍、镁、钙、锶和镭或它们的金属氧化物。在本专利技术的第二个方面，提供一种NOx吸附剂催化剂，其包含上文定义的在金属或陶瓷基质上载带的NOx吸附剂催化剂组合物。在本专利技术的第三个方面，提供一种NOx吸附剂催化剂，其包含上文定义的NOx吸附剂催化剂组合物，其中将所述催化剂组合物挤出形成流通式或滤过式基质。在本专利技术的第四个方面，提供一种用于内燃机的排放气处理系统，其包括上文定义的NOx吸附剂催化剂。在本专利技术的第五个方面，提供一种内燃机废气的处理方法，包括使所述废气与上文定义的NOx吸附剂催化剂接触。在本专利技术的第六个方面，提供混合掺杂剂NOx贮存强化剂改进载体材料的低温NOx贮存能力的用途，所述低温NOx贮存能力相对于不含混合掺杂剂NOx贮存强化剂的等价载体材料而言。在本专利技术的第七个方面，提供混合掺杂剂NOx贮存强化剂改进富排放期间载体材料的NOx还原活性的用途，所述NOx还原活性相对于不含混合掺杂剂NOx贮存强化剂的等价载体材料而言。在本专利技术的第八个方面，提供混合掺杂剂NOx贮存强化剂改进富排放期间载体材料N2选择性的用途，所述N2选择性相对于不含混合掺杂剂NOx贮存强化剂的等价载体材料而言。附图说明图1给出了在样品的循环贫-富条件试验中250℃下的NOx浓度，所述样品在800℃下老化。图2给出了在样品的循环贫-富条件试验中150℃下的NOx浓度，所述样品在800℃下老化和随后在300℃下还原。定义术语“载体涂层”是本领域公知的，指的是通常在催化剂生产过程中施涂到基质上的粘合涂层。正如此处使用的，首字母缩写“PGM”指的是“铂族金属”。术语“铂族金属”通常指的是选自Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt的金属，优选选自Ru、Rh、Pd、Ir和Pt的金属。通常，术语“PGM”优选指的是选自Rh、Pt和Pd的金属。正如此处使用的，术语“混合氧化物”通常指的是单相氧化物的混合物，如本领域公知的。正如此处使用的，术语“复合氧化物”通常指的是多相氧化物的复合物，如本领域公知的。正如此处使用的，涉及材料的表述“基本上不含”表示该材料含量很少，例如≤5重量％，优选≤2重量％，更优选≤1重量％。表述“基本上不含”包括表述“不包含”。具体实施方式本专利技术涉及提供一种NOx吸附剂催化剂组合物，包含载体材料在载体材料上放置的一种或多种铂族金属；其中所述一种或多种铂族金属选自钯、铂或铂和钯的混合物或合金；其中所述载体材料包括氧化铝、二氧化铈、二氧化铈/氧化锆混合或复合氧化物、或氧化镁/氧化铝混合或复合氧化物；和其中所述载体材料包含混合掺杂剂NOx贮存强化剂，其中所述混合掺杂剂NOx贮存强化剂包含选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NOx吸附剂催化剂组合物，包含载体材料和在载体材料上放置的一种或多种铂族金属，其中所述一种或多种铂族金属选自钯、铂或铂和钯的混合物或合金，其中所述载体材料包括氧化铝、二氧化铈、二氧化铈/氧化锆混合或复合氧化物或氧化镁/氧化铝混合或复合氧化物，和其中所述载体材料包含混合掺杂剂NOx贮存强化剂，其中所述混合掺杂剂NOx贮存强化剂包含选自如下的多种元素：钪、钇、镧、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铍、镁、钙、锶和镭或它们的金属氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.04 GB 1616812.21.一种NOx吸附剂催化剂组合物，包含载体材料和在载体材料上放置的一种或多种铂族金属，其中所述一种或多种铂族金属选自钯、铂或铂和钯的混合物或合金，其中所述载体材料包括氧化铝、二氧化铈、二氧化铈/氧化锆混合或复合氧化物或氧化镁/氧化铝混合或复合氧化物，和其中所述载体材料包含混合掺杂剂NOx贮存强化剂，其中所述混合掺杂剂NOx贮存强化剂包含选自如下的多种元素：钪、钇、镧、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铍、镁、钙、锶和镭或它们的金属氧化物。2.权利要求1的NOx吸附剂催化剂组合物，其中所述混合掺杂剂NOx贮存强化剂选自钕和钐、钆和镨、镧和钐、镧和锶、钐和锶、钙和锶或镁和锶或它们的金属氧化物的混合物。3.权利要求1或2的NOx吸附剂催化剂组合物，其中所述混合掺杂剂NOx贮存强化剂包括钕和钐或它们的金属氧化物的混合物。4.前述权利要求任一项的NOx吸附剂催化剂组合物，其中所述载体材料选自二氧化铈、二氧化铈-氧化锆的混合氧化物、二氧化铈-氧化镁-氧化铝的混合氧化物和氧化铝-二氧化铈-氧化锆的混合氧化物。5.前述权利要求任一项的NOx吸附剂催化剂组合物，进一步包含钡。6.权利要求1-4任一项的NOx吸附剂催化剂组合物，其中所述NOx吸附剂催化剂组合物基本不含钡。7.一种NOx吸附剂催化剂，包含载带于金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·杜兰马丁，R·马克西莫维茨，J·莱德克里菲，R·R·拉贾拉姆，
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