用于柴油机废气的氧化催化剂制造技术

描述了一种用于处理由柴油机产生的废气的氧化催化剂，所述氧化催化剂包括催化区域和基底，其中所述催化区域包含催化材料，所述催化材料包含：铋(Bi)或其氧化物；碱金属或其氧化物；铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)、(ii)钯(Pd)以及(iii)铂(Pt)和钯(Pd)；以及载体材料，所述载体材料包含氧化铝和二氧化硅的混合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的混合氧化物、氧化铝和二氧化硅的复合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的复合氧化物、掺杂有二氧化硅的氧化铝、或掺杂有难熔氧化物的二氧化硅。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于柴油机废气的氧化催化剂
本专利技术涉及用于处理由柴油机产生的废气的氧化催化剂和排气系统。本专利技术还涉及包含氧化催化剂或排气系统的车辆。
技术介绍
一般来讲，全世界有四类污染物受政府间组织立法制约：一氧化碳(CO)、未燃烧的烃(HC)、氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)。随着允许排放来自车辆发动机的废气中的污染物的排放标准逐渐变得越来越严格，需要提供能够满足这些标准并且成本有效的改善的催化剂。对于柴油机而言，氧化催化剂(通常称为柴油机氧化催化剂(DOC))通常用于处理由此类发动机产生的废气。柴油机氧化催化剂通常催化(1)一氧化碳(CO)氧化成二氧化碳(CO2)，以及(2)HC氧化成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。柴油机，具体地讲轻型柴油车的废气温度相对较低(例如，约400℃)，因此一个挑战是开发具有低“起燃”温度的耐用催化剂制剂。氧化催化剂诸如DOC的活性通常以其“起燃”温度来测量，所述“起燃”温度是催化剂开始执行特定催化反应或将该反应执行至特定程度时的温度。通常，“起燃”温度根据反应物转化(诸如一氧化碳的转化)的特定程度给出。因此，T50温度通常被称为“起燃”温度，因为它表示催化剂以50％效率催化反应物的转化时的最低温度。柴油机的排气系统可包含若干排放控制装置。每个排放控制装置具有专门功能，并且负责处理废气中的一类或多类污染物。上游排放控制装置诸如氧化催化剂的性能可影响下游排放控制装置的性能。这是因为来自上游排放控制装置的出口的废气进入下游排放控制装置的入口。排气系统中的每个排放控制装置之间的相互作用对于系统的总效率而言是重要的。JP2009-195891A公开了一种用于燃烧和去除柴油机废气中所含颗粒物的废气清洁材料(该废气清洁材料包含能够使颗粒物以低温燃烧的清洁催化剂组分)，以及一种用于通过吸附废气中的含硫酸性气体来改善废气清洁材料的硫耐受性的共存材料，以及一种废气清洁过滤器。除了别的以外，清洁催化剂组分可为铋，并且共存材料可为碱金属诸如钾或铯。
技术实现思路
专利技术人已经惊奇地发现，在载体材料上包含铋组分和碱金属组分与铂族金属的组合的催化材料对一氧化碳(CO)的氧化具有高度活性。有利的是，此类催化材料的CO起燃温度非常低，并且可获得优异的CO转化率。催化材料还可具有优异的烃(HC)转化活性。本专利技术提供一种用于处理由柴油机产生的废气的氧化催化剂，所述氧化催化剂包括催化区域和基底，其中所述催化区域包含催化材料，所述催化材料包含：铋(Bi)或其氧化物；碱金属或其氧化物；铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)、(ii)钯(Pd)以及(iii)铂(Pt)和钯(Pd)；以及载体材料，所述载体材料包含氧化铝和二氧化硅的混合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的混合氧化物、氧化铝和二氧化硅的复合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的复合氧化物、掺杂有二氧化硅的氧化铝、或掺杂有难熔氧化物的二氧化硅。本专利技术涉及用于处理由柴油机产生的废气的排气系统。排气系统包含本专利技术的氧化催化剂以及任选地排放控制装置。本专利技术还提供了一种车辆。该车辆包含柴油机以及本专利技术的氧化催化剂或排气系统。本专利技术还涉及氧化催化剂用于处理由柴油机产生的废气的用途。该氧化催化剂为根据本专利技术的氧化催化剂。本专利技术还提供了处理由柴油机产生的废气的方法。该方法包括使由柴油机产生的废气通过包含本专利技术的氧化催化剂的排气系统的步骤。在本专利技术的用途和方法方面，优选废气由以燃料，优选地柴油燃料运行的柴油机产生，其包含≤50ppm的硫，更优选地≤15ppm的硫，诸如≤10ppm的硫，并且甚至更优选地≤5ppm的硫。附图说明图1至5为本专利技术的氧化催化剂的示例的示意图。在每个附图中，左手侧表示基底的入口端，并且右手侧表示基底的出口端。图1示出具有第一催化层(2)的氧化催化剂，所述第一催化层含有铋或其氧化物以及碱金属或其氧化物。第一催化层(2)设置在第二催化层(3)上。第二催化层(3)设置在基底(1)上。图2示出具有第一催化区(2)的氧化催化剂，所述第一催化区含有铋或其氧化物以及碱金属或其氧化物。还存在设置在基底(1)上的第二催化区(3)。图3示出具有第一催化区(2)的氧化催化剂，所述第一催化区含有铋或其氧化物以及碱金属或其氧化物。第一催化区(2)设置或承载在基底(1)的入口端处或附近的第二催化层(3)上。第二催化层(3)设置在基底(1)上。图4示出具有第一催化区(2)的氧化催化剂，所述第一催化区含有铋或其氧化物以及碱金属或其氧化物。第一催化区(2)设置在基底(1)和第二催化区(3)两者上。图5示出具有第一催化层(2)的氧化催化剂，所述第一催化层含有铋或其氧化物以及碱金属或其氧化物。第一催化层(2)设置在基底(1)和第二催化区(3)两者上。图6示出具有第一催化区(2)的氧化催化剂，所述第一催化区含有铋或其氧化物以及碱金属或其氧化物。第一催化区(2)和第二催化区(3)设置在第三催化层(4)上。第三催化层(4)设置在基底(1)上。具体实施方式本专利技术的氧化催化剂包括催化区域。催化区域包含或基本上由催化材料组成。如本文所用，术语“区域”是指基底上的区域，其通常通过干燥和/或煅烧载体涂层来获得。例如，“区域”可以“层”或“区”的形式设置或承载在基底上。一般在将载体涂层施加到基底的过程中来控制基底上的区域或布置。“区域”通常具有不同的边界或边缘(即，可使用常规的分析技术将一个区域与另一个区域进行区分)。通常，“区域”具有均匀的长度。每个“区域”具有均匀的组成(即，当将区域的一部分与该区域的另一部分进行比较时，载体涂层的组成没有显著差异)。如本文所用，表达“基本上由......组成”将特征的范围限制为包括指定的材料，以及不实质性影响该特征或受权利要求书保护的专利技术的一个或多个基本且新型特性的任何其他材料或步骤，例如微量杂质。本专利技术的基本且新型特性在于氧化催化剂表现出改善的柴油机废气中催化一氧化碳氧化，所述氧化催化剂包括催化区域和基底，其中所述催化区域包含催化材料，所述催化材料包含：铋(Bi)或其氧化物；碱金属或其氧化物；铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)、(ii)钯(Pd)以及(iii)铂(Pt)和钯(Pd)；以及载体材料，所述载体材料包含氧化铝和二氧化硅的混合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的混合氧化物、氧化铝和二氧化硅的复合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的复合氧化物、掺杂有二氧化硅的氧化铝、或掺杂有难熔氧化物的二氧化硅。表达“基本由......组成”涵盖表达“由......组成”。催化材料可包含或基本上由以下物质组成：(a)铋或其氧化物；(b)碱金属或其氧化物；(c)铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)、(ii)钯(Pd)以及(iii)铂(Pt)和钯(Pd)；以及(d)载体材料。与具有单个铋或碱金属促进剂的氧化催化剂或者不具有促进剂的氧化催化剂相比，在氧化催化剂中包含铋促进剂和碱金属促进剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理由柴油机产生的废气的氧化催化剂，所述氧化催化剂包括催化区域和基底，其中所述催化区域包含催化材料，所述催化材料包含：/n铋(Bi)或其氧化物；/n碱金属或其氧化物；/n铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)、(ii)钯(Pd)以及(iii)铂(Pt)和钯(Pd)；以及/n载体材料，所述载体材料包含氧化铝和二氧化硅的混合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的混合氧化物、氧化铝和二氧化硅的复合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的复合氧化物、掺杂有二氧化硅的氧化铝、或掺杂有难熔氧化物的二氧化硅。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171221 GB 1721521.11.一种用于处理由柴油机产生的废气的氧化催化剂，所述氧化催化剂包括催化区域和基底，其中所述催化区域包含催化材料，所述催化材料包含：
铋(Bi)或其氧化物；
碱金属或其氧化物；
铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)、(ii)钯(Pd)以及(iii)铂(Pt)和钯(Pd)；以及
载体材料，所述载体材料包含氧化铝和二氧化硅的混合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的混合氧化物、氧化铝和二氧化硅的复合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的复合氧化物、掺杂有二氧化硅的氧化铝、或掺杂有难熔氧化物的二氧化硅。


2.根据权利要求1所述的氧化催化剂，其中所述载体材料包含以0.5至15重量％氧化铝的总量掺杂有二氧化硅的氧化铝。


3.根据权利要求1或2所述的氧化催化剂，其中所述铋或其氧化物承载在所述载体材料上。


4.根据权利要求1、2或3所述的氧化催化剂，其中所述碱金属或其氧化物设置或承载在所述载体材料上。


5.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述碱金属为铯(Cs)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料包含总负载为15至40gft-3的铋。


7.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料以0.1至5.0重量％载体材料的量包含铋。


8.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料包含总负载为15至40gft-3的碱金属。


9.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料以0.1至5.0重量％载体材料的总量包含碱金属。


10.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述铂族金属(PGM)为铂(Pt)。


11.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化区域还包含烃吸附材料，优选地所述烃吸附材料为沸石。


12.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化区域设置在所述基底上。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化区域为第一催化区域，并且所述氧化催化剂还包括第二催化区域。


14.根据权利要求13所述的氧化催化剂，其中所述第一催化区域为第一催化层并且所述第二催化区域为第二催化层，并且所述第一催化层设置在所述第二催化层上。


15.根据权利要求13所述的氧化催化剂，其中所述第一催化区域为第一催化层并且所述第二催化区域为第二催化层，并且所述第二催化层设置在所述第一催化层上。


16.根据权利要求13所述的氧化催化剂，其中所述第一催化区域为第一催化区并且所述第二催化区域为第二催化区，并且其中所述第一催化区设置在所述第二催化区的上游。


17.根据权利要求13所述的氧化催化剂，其中所述第一催化区域为第一催化区并且所述第二催化区域为第二催化区，并且所述第二催化区设置在所述第一催化区的上游。


18.根据权利要求13所述的氧化催化剂，其中所述第一催化区域设置在所述第二催化区域上。


19.根据权利要求18所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶山友治，
申请(专利权)人：庄信万丰日本合同会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP