低温CO氧化催化剂制造技术

本公开涉及一种用于减少来自稀燃发动机的尾气排放的低温一氧化碳(LT

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低温CO氧化催化剂


[0001]本专利技术涉及适合于处理稀燃内燃机的尾气流以减少一氧化碳(CO)排放的催化组合物、制品、系统和方法。

技术介绍

[0002]用于内燃机排放的环境法规在全世界变得愈加严格。例如柴油发动机的稀燃发动机的操作由于其在贫燃条件下以高空气/燃料比操作而为用户提供优异的燃料经济性。然而，柴油发动机还发出含有颗粒物质(PM)、未燃烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO
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)的尾气排放，其中NO
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描述了氮氧化物的各种化学物质，包含一氧化氮和二氧化氮等。尾气颗粒物质的两种主要组分是可溶性有机部分(SOF)和不可溶含碳烟尘部分。SOF以层的形式凝结在烟尘上并且通常来自未燃烧的柴油和润滑油。取决于尾气的温度，SOF可以以蒸气或气溶胶(即液体冷凝物的细小液滴)的形式存在于柴油尾气中。烟尘主要由碳颗粒构成。
[0003]已知包括分散在如氧化铝等难熔金属氧化物载体上的如一种或多种铂族金属(PGM)等贵金属的氧化催化剂用于处理柴油发动机的尾气，以通过催化烃和一氧化碳气体污染物两者氧化为二氧化碳和水来转化这些污染物。此类催化剂通常含有在称为柴油氧化催化剂(DOC)的单元中，所述DOC被放置在来自柴油发动机的尾气流路径中以在尾气排放到大气之前对尾气进行处理。通常，柴油氧化催化剂在陶瓷或金属基材上形成，在所述基材上沉积有一种或多种催化剂涂料组合物。除了转化气态HC和CO排放以及颗粒物质(SOF部分)，含有一种或多种PGM的氧化催化剂还促进NO氧化为NO2。催化剂通常由其起燃温度或达到50％转化率的温度(也称为T
50
)来定义。
[0004]在汽车尾气流的处理中遇到的一个主要问题是所谓的“冷启动”期，即处理过程开始时的时间段，此时尾气流和尾气处理系统处于低温(即低于150℃)。在这些低温下，尾气处理系统通常不会显示足够的催化活性来有效处理烃(HC)、氮氧化物(NO
x
)和/或一氧化碳(CO)排放。随着车辆制造商寻求满足长期的全球燃油经济性标准，预计发动机尾气温度将显著下降，由此挑战催化剂在越来越低的温度下有效地氧化CO、HC并减少NO
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的功能。因此，将需要具有较低CO和HC起燃温度的氧化催化剂。因此，仍然需要具有较低起燃温度的催化剂以改善冷启动性能。

技术实现思路

[0005]本公开总体上提供了低温一氧化碳(LT
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CO)氧化催化剂组合物、催化制品以及包括此类催化制品的催化剂体系，所述催化剂体系在如在冷启动期间遇到条件等低温条件下表现出增强的HC和CO氧化。具体地，此类LT
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CO氧化催化剂组合物、制品和系统包括储氧组分(OSC)、铂族金属(PGM)组分以及促进剂金属，其中OSC浸渍有PGM组分和促进剂金属。令人惊讶地发现，用PGM和促进剂金属两者浸渍OSC为催化剂组合物提供改善的冷启动性能，如将在本文中进一步详细描述的。
[0006]因此，在一方面提供了一种用于减少来自稀燃发动机的尾气排放的LT
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CO氧化催
化剂组合物，所述LT
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CO氧化催化剂组合物包括储氧组分(OSC)、第一铂族金属(PGM)组分以及第一促进剂金属；其中所述OSC浸渍有所述第一PGM组分和所述第一促进剂金属；并且其中所述LT
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CO氧化催化剂组合物可在冷启动条件下有效氧化一氧化碳和烃。
[0007]在一些实施例中，第一PGM组分(浸渍在OSC中)以仅OSC(即，在浸渍有第一PGM组分和促进剂金属之前的OSC)的约1重量％到约10重量％的量存在。在一些实施例中，所述第一PGM组分以仅所述OSC的约1重量％到约4重量％的量存在。在一些实施例中，第一PGM组分包括钯(Pd)，例如，第一PGM组分可以为Pd。在一些实施例中，第一PGM组分包括铂(Pt)，例如，第一PGM组分可以为Pt。在一些实施例中，按仅所述OSC的总重量计，所述OSC包括在约0.1重量％到约100重量％的范围内的量的稀土金属氧化物。在一些实施例中，所述稀土金属氧化物为二氧化铈。
[0008]在一些实施例中，所述LT
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CO氧化催化剂组合物进一步包括选自由以下组成的组的第一难熔金属氧化物：氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛、氧化钇和其组合。
[0009]在一些实施例中，所述LT
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CO氧化催化剂组合物进一步包括沸石。在一些实施例中，所述第一沸石包括具有6到8元环结构的一种或多种小孔沸石。在一些实施例中，所述一种或多种小孔沸石选自由菱沸石(CHA)、沸石A(LTA)和其组合组成的组。在一些实施例中，所述第一沸石包括具有10到12元环结构的一种或多种中孔或大孔沸石。在一些实施例中，所述一种或多种中孔或大孔沸石选自由以下组成的组：镁碱沸石(FER)、ZSM
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5(MFI)、β沸石(BEA)、Y沸石(FAU)和其组合。
[0010]在一些实施例中，所述LT
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CO氧化催化剂组合物进一步包括碱土金属组分。在一些实施例中，所述碱土金属组分是镁、钙、锶、钡或其组合的氧化物。
[0011]在一些实施例中，按金属氧化物计算，所述第一促进剂金属(浸渍在OSC中)以仅所述OSC的约0.1重量％到约10重量％的量存在。在一些实施例中，按金属氧化物计算，所述第一促进剂金属以仅所述OSC的约0.5重量％到约4重量％的量存在。在一些实施例中，按金属氧化物计算，所述第一促进剂金属以仅所述OSC的约2重量％到约4重量％的量存在。在一些实施例中，所述第一促进剂金属为锡(Sn)。在一些实施例中，所述OSC包括二氧化铈(例如，可以基本上由二氧化铈组成)；所述第一PGM组分为Pd、Pt或其组合；并且所述第一促进剂金属为Sn。在特定实施例中，按仅所述OSC的总重量计，所述第一PGM组分以约2wt％存在，并且所述Sn以约1wt％存在。
[0012]在一些实施例中，提供了一种催化制品，其包括基材，所述基材具有限定总长度的入口端和出口端；以及第一洗涂层，所述第一洗涂层包括本公开的安置在所述基材的至少一部分上的LT
‑
CO氧化催化剂组合物。在一些实施例中，所述催化制品进一步包括柴油氧化催化剂(DOC)组合物，所述DOC组合物包括第二洗涂层，所述第二洗涂层包括第二沸石，其中所述第二沸石浸渍有第二PGM组分；以及第三洗涂层，所述第三洗涂层包括第三沸石和第二难熔金属氧化物，其中第三沸石或所述第二难熔金属氧化物或两者浸渍有第三PGM组分。
[0013]在一些实施例中，所述第二难熔金属氧化物浸渍有促进剂金属。
[0014]在一些实施例中，所述第二PGM组分包括Pt、Pd或其组合。在一些实施例中，所述第二PGM组分包括Pt。在一些实施例中，所述第二PGM组分包括Pt和Pd。在一些实施例中，所述Pt和所述Pd以约1:10到约10:1Pt:Pd的重量比存在。在一些实施例中，所述第三PGM组分包括Pt、Pd或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于减少来自稀燃发动机的尾气排放的低温一氧化碳(LT
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CO)氧化催化剂组合物，所述LT
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CO氧化催化剂组合物包括：储氧组分(OSC)；第一铂族金属(PGM)组分；以及第一促进剂金属；其中所述OSC浸渍有所述第一PGM组分和所述第一促进剂金属；并且其中所述LT
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CO氧化催化剂组合物能在冷启动条件下有效氧化一氧化碳和烃。2.根据权利要求1所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述第一PGM组分以仅所述OSC的约1重量％到约10重量％的量存在。3.根据权利要求1所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述第一PGM组分以仅所述OSC的约1重量％到约4重量％的量存在。4.根据权利要求1到3中任一项所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述第一PGM组分为钯(Pd)。5.根据权利要求1到3中任一项所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述第一PGM组分为铂(Pt)。6.根据权利要求1到5中任一项所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中按仅所述OSC的总重量计，所述OSC包括在约0.1重量％到约100重量％的范围内的量的稀土金属氧化物。7.根据权利要求6所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述稀土金属氧化物为二氧化铈。8.根据权利要求1到7中任一项所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中按金属氧化物计算，所述第一促进剂金属以仅所述OSC的约0.1重量％到约10重量％的量存在。9.根据权利要求1到8中任一项所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中按金属氧化物计算，所述第一促进剂金属以仅所述OSC的约0.5重量％到约4重量％的量存在。10.根据权利要求1到9中任一项所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述第一促进剂金属为锡(Sn)或其氧化物。11.根据权利要求1到10中任一项所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述OSC为二氧化铈；所述第一PGM组分为Pd、Pt或其组合；并且所述第一促进剂金属为Sn或其氧化物。12.根据权利要求11所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述第一PGM组分以约2wt％存在，并且所述Sn以约1wt％存在。％。13.根据权利要求1到12中任一项所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其进一步包括选自由以下组成的组的第一难熔金属氧化物：氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛、氧化钇和其组合。14.根据权利要求1到13中任一项所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其进一步包括第一沸石。15.根据权利要求14所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述第一沸石包括具有6到8元环结构的一种或多种小孔沸石。16.根据权利要求15所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述一种或多种小孔沸石选自由菱沸石、沸石A和其组合组成的组。17.根据权利要求14所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述第一沸石包括具有10到12元环结构的一种或多种中孔或大孔沸石。
18.根据权利要求17所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述一种或多种中孔或大孔沸石选自由以下组成的组：β沸石、Y沸石、镁碱沸石、ZSM
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5和其组合。19.根据权利要求1到18中任一项所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其进一步包括碱土金属组分。20.根据权利要求19所述的LT
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CO氧化催化剂组合物，其中所述碱土金属组分是镁、钙、锶、钡或其组合的氧化物。21.一种催化制品，其包括：基材，所述基材具有限定总长度的入口端和出口端；以及第一洗涂层，所述第一洗涂层包括安置在所述基材的至少一部分上的根据权利要求1到20中任一项所述的LT
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CO氧化催化剂组合物。22.根据权利要求21所述的催化制品，其进一步包括柴油氧化催化剂(DOC)组合物，所述DOC组合物包括：第二洗涂层，所述第二洗涂层包括第二沸石，其中所述第二沸石浸渍有第二PGM组分；以及第三洗涂层，所述第三洗涂层包括第三沸石和第二难熔金属氧化物，其中第三沸石、所述第二难熔金属氧化物或两者浸渍有第三PGM组分。23.根据权利要求22所述的催化制品，其中所述第二难熔金属氧化物浸渍有第二促进剂金属。24.根据权利要求22或23所述的催化制品，其中所述第二PGM组分包括Pt、Pd或其组合。25.根据权利要求24所述的催化制品，其中所述第二PGM组分包括以约1:10到约10:1Pt:Pd的重量比存在的Pt和Pd。26.根据权利要求22到25中任一项所述的催化制品，其中所述第三PGM组分包括Pt、Pd或其组合。27....

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：