本发明专利技术公开了一种贫燃NOx捕集催化剂及其在内燃机的排放处理系统中的用途。该贫燃NOx捕集催化剂包含：第一层，所述第一层用于在贫燃废气条件下储存氮氧化物(NOx)并且在富燃废气条件下释放和/或还原所储存的NOx；和第二层，所述第二层包含用于氧化一氧化碳(CO)和/或碳氢化合物(HC)的第一区，以及用于氧化一氧化氮(NO)的第二区；以及具有入口端和出口端的基底。基底。基底。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】贫燃NO
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捕集催化剂
[0001]本专利技术涉及贫燃NO
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捕集催化剂、处理来自内燃机的废气的方法、以及包含该贫燃NO
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捕集催化剂的内燃机的排放系统。
技术介绍
[0002]内燃机产生含有多种污染物(包括氮氧化物(“NO
x”)、一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物)的废气，这些污染物是政府法规的对象。国家和地区越来越严格的法律降低了可从此类柴油机或汽油机排放的污染物的量。排放控制系统广泛用于减少排放到大气中的这些污染物的量，并且一旦它们达到其操作温度(通常为200℃和更高)，通常就实现非常高的效率。
[0003]用于清洁废气的一种废气处理组分是贫燃NO
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捕集催化剂(LNT)，在本领域中也称为NO
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吸附剂催化剂(NAC)。NO
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吸附剂催化剂被设计成在贫燃废气条件下吸附NO
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，在富燃条件下释放所吸附的NO
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并且还原所释放的NO
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以形成N2。NO
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吸附剂催化剂通常包含用于储存NO
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的NO
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吸附剂和氧化/还原催化剂。
[0004]NO
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吸附剂组分通常为碱土金属、碱金属、稀土金属、或者它们的组合。这些金属通常以氧化物的形式存在。氧化/还原催化剂通常为一种或多种贵金属，优选地铂、钯和/或铑。通常，包含铂以执行氧化功能，并且包含铑以执行还原功能。氧化/还原催化剂和NO
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吸附剂通常负载在载体材料上，诸如用于排气系统的无机氧化物。
[0005]NO
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吸附剂催化剂执行三个功能。首先，在存在氧化催化剂的情况下，一氧化氮与氧气反应产生NO2。其次，NO2以无机硝酸盐形式被NO
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吸附剂吸附(例如，在NO
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吸附剂上BaO或BaCO3转化成Ba(NO3)2)。最后，当发动机在富燃条件下运行时，所储存的无机硝酸盐分解形成NO或NO2，然后它们在存在还原催化剂的情况下通过与一氧化碳、氢气和/或碳氢化合物(或经由NH
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或NCO中间体)反应而还原形成N2。通常，氮氧化物在废气流中存在热、一氧化碳、氢气和碳氢化合物的情况下转化成氮气、二氧化碳和水。
[0006]PCT国际申请WO 2004/076829公开了一种废气净化系统，其包括布置在SCR催化剂上游的NO
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储存催化剂。该NO
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储存催化剂包含被至少一种铂族金属(Pt、Pd、Rh或Ir)涂覆或活化的至少一种碱金属、碱土金属或稀土金属。特别优选的NO
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储存催化剂被教导为包括涂覆有铂的氧化铈以及附加地铂作为基于氧化铝的载体上的氧化催化剂。EP 1027919公开了一种NO
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吸附材料，其包括多孔载体材料(诸如氧化铝、沸石、氧化锆、二氧化钛和/或镧)以及至少0.1重量％的贵金属(Pt、Pd和/或Rh)。承载在氧化铝上的铂是示例性的。
[0007]US 2015/0336085描述了一种氮氧化物储存催化剂，其由处于载体主体上的至少两个催化活性涂层构成。下涂层包含氧化铈以及铂和/或钯。设置在下涂层上方的上涂层包含碱土金属化合物、混合氧化物、以及铂和钯。据说氮氧化物储存催化剂特别适于在介于200℃和500℃之间的温度下转化来自贫燃发动机(例如柴油机)的废气中的NO
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。
[0008]虽然贫燃NOx捕集催化剂的主要功能是控制NOx排放，但贵金属或铂族金属的存在意味着它们也可具有氧化其他废气组分(诸如碳氢化合物和一氧化碳)的附加功能。在有利
的是减少离散废气催化剂的数量的系统中，这种类型的多功能催化剂可能是期望的。此外，在贫燃NOx捕集催化剂中使用的贵金属或铂族金属是昂贵的，因此希望这些材料尽可能有效地用于处理废气排放。另选地，期望减少这些昂贵材料的量(称为“节约”)作为降低与这些催化剂相关联的成本的方法。
[0009]与任何汽车系统和方法一样，希望在废气处理系统方面获得进一步改善。我们发现了具有改善的CO氧化活性的新型NO
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吸附剂催化剂组合物。已惊讶地发现，这些改善的催化剂特性在不增加所需贵金属或铂族金属的量的情况下是可实现的。
技术实现思路
[0010]在本专利技术的第一方面，提供了一种贫燃NOx捕集催化剂，其包含：
[0011]第一层，所述第一层用于在贫燃废气条件下储存氮氧化物(NOx)并且在富燃废气条件下释放和/或还原所储存的NOx，所述第一层包含一种或多种铂族金属、NOx储存材料和第一无机氧化物；
[0012]设置在所述第一层上的第二层，所述第二层包含用于氧化一氧化碳(CO)和/或碳氢化合物(HC)的第一区，以及用于氧化一氧化氮(NO)的第二区；以及
[0013]具有入口端和出口端的基底，其中所述第一层与所述基底直接接触；
[0014]所述第一区包含一种或多种贵金属、第二无机氧化物和沸石；
[0015]所述第二区基本上不含沸石并且包含载体材料以及铂、钯、或铂和钯的混合物或合金；
[0016]其中所述NOx储存材料包括掺杂有至少一种掺杂物的二氧化铈，所述至少一种掺杂物选自镧、钕、或者它们的金属氧化物。
[0017]在本专利技术的第二方面，提供了一种用于处理燃烧废气流的排放处理系统，其包括如上文所定义的贫燃NO
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捕集催化剂以及内燃机。
[0018]在本专利技术的第三方面，提供了一种处理来自内燃机的废气的方法，该方法包括使所述废气与如上文所定义的贫燃NO
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捕集催化剂接触。
附图说明
[0019]图1示出了具有第一层(3)的贫燃NOx捕集催化剂。第一层用作NOx储存层。第一层(3)设置在具有入口端和出口端的基底(4)上。该催化剂还包含第二层，所述第二层包含第一区(1)和第二区(2)。第一区(1)用作氧化一氧化碳(CO)和/或碳氢化合物(HC)的氧化区。第二区(2)用作氧化一氧化氮(NO)的区。
[0020]定义
[0021]术语“载体涂层”是本领域熟知的，并且是指通常在催化剂生产期间施加到基底的粘附涂层。
[0022]如本文所用，首字母缩略词“PGM”是指“铂族金属”。术语“铂族金属”一般是指选自钌、铑、钯、锇、铱和铂的金属，优选地为选自钌、铑、钯、铱和铂的金属。一般来讲，术语“PGM”优选地是指选自铑、铂和钯的金属。
[0023]如本文所用，术语“贵金属”一般是指选自钌、铑、钯、银、锇、铱、铂和金的金属。一般来讲，术语“贵金属”优选是指选自铑、铂、钯和金的金属。
[0024]如本文所用，术语“混合氧化物”一般是指呈单相形式的氧化物混合物，如本领域通常已知的那样。如本文所用，术语“复合氧化物”一般是指具有多于一个相的氧化物的组合物，如本领域通常已知的那样。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种贫燃NO
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捕集催化剂，包含：第一层，所述第一层用于在贫燃废气条件下储存氮氧化物(NOx)并且在富燃废气条件下释放和/或还原所储存的NOx，所述第一层包含一种或多种铂族金属、NOx储存材料和第一无机氧化物；设置在所述第一层上的第二层，所述第二层包含用于氧化一氧化碳(CO)和/或碳氢化合物(HC)的第一区，以及用于氧化一氧化氮(NO)的第二区；以及具有入口端和出口端的基底，其中所述第一层与所述基底直接接触；所述第一区包含一种或多种贵金属、第二无机氧化物和沸石；所述第二区基本上不含沸石并且包含载体材料以及铂、钯、或铂和钯的混合物或合金；其中所述NOx储存材料包括掺杂有至少一种掺杂物的二氧化铈，所述至少一种掺杂物选自镧、钕、或者它们的金属氧化物。2.根据权利要求1所述的贫燃NO
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捕集催化剂，其中所述NOx储存材料包括掺杂有钕或其金属氧化物的二氧化铈。3.根据权利要求1或权利要求2所述的贫燃NO
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捕集催化剂，其中所述一种或多种铂族金属为铂和钯的混合物或合金。4.根据前述权利要求中任一项所述的贫燃NO
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捕集催化剂，其中所述第一无机氧化物为选自下列的难熔金属氧化物：氧化铝、二氧化铈、氧化镁、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铌、氧化钽、氧化钼、氧化钨、以及它们的混合氧化物或复合氧化物。5.根据前述权利要求中任一项所述的贫燃NO
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捕集催化剂，其中所述第一层中的所述一种或多种铂族金属以约10至约110g/ft3的载量存在。6.根据前述权利要求中任一项所述的贫燃NO
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捕集催化剂，其中所述第一层中的所述一种或多种铂族金属以约35至约90g/ft3，优选地约40至约75g/ft3，更优选地约50至约70g/ft3的载量存在。7.根据前述权利要求中任一项所述的贫燃NO
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捕集催化剂，其中所述第二无机氧化物包括选自下列的难熔金属氧化物：氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈、以及它们中的两者或更多者的混合氧化物或复合氧化物。8.根据前述权利要求中任一项所述的贫燃NO
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捕集催化剂，其中所述第一区还包含碱土金属，优选地钡。9.根据前述权利要求中任一项所述的贫燃NOx捕集催化剂，其中所述沸石选自小孔沸石、中孔沸石和大孔沸石。10.根据权利要求9所述的贫燃NOx捕集催化剂，其中所述沸石是骨架...
【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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