用于燃油切断NO制造技术

本发明专利技术涉及催化剂组合物，用于净化废气排放的催化制品及其制备和使用方法。特别地，本发明专利技术涉及包括在基材上的催化材料的催化剂，其中该催化材料具有第一层和第二层。第一层提供有效的贫NO

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于燃油切断NOx控制的TWC系统专利
本专利技术总体上涉及三效转化催化剂及其在排放气体处理系统中用于减少烃，一氧化碳和氮氧化物的用途。专利技术背景汽油发动机驱动的车辆的废气通常用一种或多种三效转化(TWC)汽车催化剂处理，这些催化剂可有效减少中发动机废气的氮氧化物(NOx)，一氧化碳(CO)和烃(HC)污染物。例如，典型的汽油发动机废气后处理系统由两种TWC催化剂组成，即，安装在废气歧管和发动机室附近的位置(紧密耦合(close-coupled)位置CC)的第一/上游TWC催化剂，和放置在紧邻第一TWC催化剂的位置(第二紧密耦合位置CC2)或车身下方(地板下位置UF)的第二/下游TWC催化剂。TWC催化剂通常包括负载在储氧组分(OSC)和/或耐火金属氧化物载体上的一种或多种铂族金属(PGM)，例如铂，钯和/或铑。现代汽油发动机配备了电子燃油喷射和进气系统，其可供给不断变化的空气-燃料混合物，该混合物可在贫(低燃料/高空气)和富(高燃料/低空气)废气之间快速连续地振荡。在计算机辅助发动机控制单元(ECU)和车载λ传感器的控制下，这种类型的振荡会在化学计量空燃比附近以相对较小的幅度发生，从而为TWC催化剂提供最佳的反应条件，从而达到同时将NOx，CO和HC几乎完全转化。在市场需求和法规要求的推动下，提高内燃机的燃油经济性非常重要。作为节省燃料的措施之一，在不加速或高速巡航行驶条件下切断燃油喷射对于校准汽油发动机变得越来越普遍。典型的燃油切断事件将燃油喷射减少基本或甚至到零，而进气量却大为保留。这样的操作产生了非常贫废气混合物，其氧化后处理系统中的TWC催化剂。燃油切断后，当发动机切换回化学计量空燃比附近的振荡模式时，经常会发生来自TWC催化剂的NOx穿透。NOx泄漏是由TWC催化剂中存在的活性PGM组分的再生延迟导致的。由于排放法规变得越来越严格，因此迫切需要开发出具有改善的催化性能的TWC催化剂，该催化剂可用于汽油发动机的发动机废气后处理系统，尤其是即使在定期切断燃油事件的情况下也能有效发挥作用。
技术实现思路
本专利技术涉及具有三效转化和NOx捕集功能的催化材料(本文称为TWC/NT催化剂)，并且涉及包括TWC/NT催化剂的催化剂复合物以减轻燃油切断事件期间NOx穿透。TWC/NT催化剂复合物通常包括含有至少两层的催化材料。一层可有效提供贫NOx捕集功能，一层可有效转化一氧化碳(CO)，烃(HC)和氮氧化物(NOx)。此类TWC/NT催化剂复合物可用于汽油发动机的废气处理系统中，从而允许燃油切断事件增加燃料热效率。在特定的实施方案中，本文公开的TWC/NT催化剂组合物和相关的催化复合物可有效地处理通常与在燃油切断事件期间富和贫条件之间的转变有关的NOx泄漏。在一些实施方案中，与常规TWC催化剂相比，TWC-NT催化剂组合物提供较低的N2O尾气排放。在一个方面，本专利技术提供一种层状催化剂复合物，其包括在基材上的催化材料，该催化材料包括：第一层，其有效提供贫NOx捕集功能，其中第一层包括铂组分，第一耐火金属氧化物和NOx储存组分，所述NOx储存组分选自碱土金属氧化物组分，稀土金属氧化物组分或其组合；和第二层，其有效提供一氧化碳(CO)，烃(HC)和氮氧化物(NOx)的三效转化(TWC)，其中第二层包括铑组分，储氧组分(OSC)和第二耐火金属氧化物；其中层状催化剂复合物在基材上具有约1g/ft3至约50g/ft3的铂族金属负载量。在某些实施方案中，负载量为约2g/ft3至约40g/ft3或约5g/ft3至约30g/ft3。在一些实施方案中，层状催化剂复合物在基材上的负载量为约0.1g/in3至约5.0g/in3。在另一方面，本专利技术提供一种层状催化剂复合物，其包括在基材上的催化材料，该催化材料包括：第一层，其有效提供贫NOx捕集功能，其中第一层包括铂组分，第一耐火金属氧化物和NOx储存组分，所述NOx储存组分选自碱土金属氧化物组分，稀土金属氧化物组分或其组合；和第二层，其有效提供一氧化碳(CO)，烃(HC)和氮氧化物(NOx)的三效转化(TWC)，其中第二层包括铑组分，储氧组分(OSC)和第二耐火金属氧化物；其中层状催化剂复合物在基材上具有约0.1g/in3至约5.0g/in3的催化材料负载量。在某些实施方案中，修补基面涂层(washcoat)的负载量为约1.0g/in3至约4.5g/in3或约2.0g/in3至约4.2g/in3。在所公开的催化剂复合物中第一层的组成可以变化。在本专利技术的一些实施方案中，铂组分浸渍在第一耐火金属氧化物上，并且其中铂组分浸渍的耐火金属氧化物包括约0.01重量％至约10重量％的铂组分，基于耐火金属氧化物。在一些实施方案中，NOx储存组分选自氧化钡，氧化镁，氧化钙，氧化锶，二氧化铈，氧化钆，氧化镧，氧化钕，氧化镨，氧化钐，氧化钪，氧化镱，氧化钇及其组合。在一些实施方案中，NOx储存组分包括碱土金属氧化物组分，并且其中第一层包括约1重量％至约30重量％的量的碱土金属氧化物组分。在某些实施方案中，第一层包括：浸渍在第一耐火金属氧化物上的铂组分，其中第一耐火金属氧化物包括氧化铝-二氧化铈；和氧化钡。在某些实施方案中，NOx储存组分和第一耐火金属氧化物为包括NOx储存-耐火金属氧化物的预混合物的形式。例如，在一些实施方案中，NOx储存-耐火金属氧化物选自氧化钡-氧化铝，氧化钡-二氧化铈，氧化钡-氧化铝-二氧化铈及其组合。任选地，第一层可以进一步包括选自钯，铑及其组合的铂族金属(PGM)组分。在所公开的催化剂复合物中第二层的组成也可以变化。在一些实施方案中，铑组分被浸渍在OSC上，并且铑浸渍的OSC包括基于OSC为约0.01重量％至约10重量％的铑组分。在一些实施方案中，OSC包括二氧化铈。例如，在某些实施方案中，OSC包括基于OSC的重量为约1重量％至约80重量％的二氧化铈。在一些实施方案中，OSC包括二氧化铈与氧化锆(ZrO2)，氧化铪(HfO2)，二氧化钛(TiO2)，氧化镨(Pr6O11)，氧化钇(Y2O3)，氧化钕(Nd2O3)，氧化镧(La2O3)，氧化钆(Gd2O3)或其组合的组合。在某些实施方案中，第二层包括：浸渍在OSC上的铑组分，其中OSC包括二氧化铈；和氧化铝。任选地，第二层可以进一步包括选自钯，铂及其组合的PGM组分。在一些实施方案中，在本文公开的层状催化剂复合物中，催化材料包括铂，钯和铑，并且其中铂与钯的重量比为1/5至20/1，并且铂与铑的重量比为1/2至20/1。在一些实施方案中，所公开的层状催化剂复合物的基材是壁流式过滤器基材或流通式基材。在一些实施方案中，第一层直接设置在基材上，而第二层设置在第一层的顶部。在一些实施方案中，第二层直接设置在基材上，而第一层设置在第二层的顶部。在另一方面，本专利技术提供一种用于在燃油切断事件期间降低废气流中的NOx水平的方法，该方法包括使废气流与如本文所公开的层状催化剂复合物在足以降低废气流中的NOx水平的温度下接触一段时间。在另一方面，本专利技术提供一种用于降低尾管废气中的N2O水平的方法，该方法包括使废气流与相对于比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层状催化剂复合物，其包括在基材上的催化材料，所述催化材料包括：/n第一层，其有效提供贫NO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180612 US 62/684,0701.一种层状催化剂复合物，其包括在基材上的催化材料，所述催化材料包括：
第一层，其有效提供贫NOx捕集功能，其中第一层包括铂组分，第一耐火金属氧化物和NOx储存组分，所述NOx储存组分选自碱土金属氧化物组分，稀土金属氧化物组分或其组合；和
第二层，其有效提供一氧化碳(CO)，烃(HC)和氮氧化物(NOx)的三效转化(TWC)，其中第二层包括铑组分，储氧组分(OSC)和第二耐火金属氧化物；
其中层状催化剂复合物在基材上具有约1g/ft3至约50g/ft3的铂族金属负载量。


2.根据权利要求1所述的层状催化剂复合物，其中所述负载量为约2g/ft3至约40g/ft3。


3.根据权利要求1所述的层状催化剂复合物，其中所述负载量为约5g/ft3至约30g/ft3。


4.根据前述权利要求中任一项所述的层状催化剂复合物，其中所述层状催化剂复合物在基材上具有约0.1g/in3至约5.0g/in3的催化材料负载量。


5.一种层状催化剂复合物，其包括在基材上的催化材料，所述催化材料包括：
第一层，其有效提供贫NOx捕集功能，其中第一层包括铂组分，第一耐火金属氧化物和NOx储存组分，所述NOx储存组分选自碱土金属氧化物组分，稀土金属氧化物组分或其组合；和
第二层，其有效提供一氧化碳(CO)，烃(HC)和氮氧化物(NOx)的三效转化(TWC)，其中第二层包括铑组分，储氧组分(OSC)和第二耐火金属氧化物；
其中层状催化剂复合物在基材上具有约0.1g/in3至约5.0g/in3的催化材料负载量。


6.根据权利要求5所述的层状催化剂复合物，其中修补基面涂层负载量为约1.0g/in3至约4.5g/in3。


7.根据权利要求5所述的层状催化剂复合物，其中修补基面涂层负载量为约2.0g/in3至约4.2g/in3。


8.根据权利要求1所述的层状催化剂复合物，其中所述铂组分浸渍在第一耐火金属氧化物上，并且其中铂组分浸渍的耐火金属氧化物包括约0.01重量％至约10重量％的铂组分，基于耐火金属氧化物。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的层状催化剂复合物，其中所述NOx储存组分选自氧化钡，氧化镁，氧化钙，氧化锶，二氧化铈，氧化钆，氧化镧，氧化钕，氧化镨，氧化钐，氧化钪，氧化镱，氧化钇及其组合。


10.根据权利要求1所述的层状催化剂复合物，其中所述NOx储存组分包括碱土金属氧化物组分，并且其中所述第一层包括量为约1重量％至约30重量％的碱土金属氧化物组分。


11.根据前述权利要求中任一项所述的层状催化剂复合物，其中所述第一层包括：
浸渍在第一耐火金属氧化物上的铂组分，其中第一耐火金属氧化物包括氧化铝-二氧化铈；和
氧化钡。


12.根据前述权利要求中任一项所述的层状催化剂复合物，其中所述NOx储存组分和所述第一耐火金属氧化物为包括NOx储存-耐火金属氧化物的预混合物的形式。


13.根据权利要求12所述的层状催化剂复合物，其中所述NOx储存-...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓来，P·L·伯克，宋晋雨，李埈，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，喜星触媒株式会社，
类型：发明
国别省市：美国;US