催化制品和制造催化制品的方法技术

当前要求保护的发明专利技术提供一种催化制品和排出气体处理系统。所述催化制品包含承载在包含含有二氧化铈的金属氧化物组分的第一载体上的铂；承载在选自耐火氧化铝组分、储氧组分或其组合的第二载体上的铑；和基材，其中所述催化制品基本上不含钯。所述当前要求保护的发明专利技术还提供一种用于制备所述催化制品的方法以及所述催化制品和所述排出气体处理系统的用途，其用于纯化包含烃、一氧化碳和氮氧化物的气态排出物流。气态排出物流。气态排出物流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化制品和制造催化制品的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年6月27日提交的美国临时申请第62/867351号和2019年7月12日提交的欧洲申请第19185912.3号的全部的优先权益。


[0003]当前要求保护的专利技术涉及一种用于处理排出气体以减少其中所含污染物的催化制品。特别地，当前要求保护的专利技术涉及基于铂的催化制品、制备所述催化制品的方法及其作为排放控制催化剂的用途。

技术介绍

[0004]三元转化(TWC)催化剂(以下可互换地称为三元转化催化剂、三元催化剂、TWC催化剂和TWC)多年来一直用于处理内燃机的排出气体流。通常，为了处理或净化含有污染物如烃、氮氧化物和一氧化碳的排出气体，在内燃机的排出气体管线中使用含有三元转化催化剂的催化转化器。三元转化催化剂通常已知用于氧化未燃烧的烃和一氧化碳并且还原氮氧化物。
[0005]通常，在用于汽油应用的排出气体处理系统中，使用两种催化剂整体系统。前块，密耦催化剂(CC1)，具有较高的PGM载量，主要用于处置冷启动和高速驾驶排放。第二块，清洁催化剂(CC2)，具有较低的PGM载量，以处置由如加速、上坡等的驾驶任务引起的额外排放。目前，排放处理系统仅由Pd/Rh技术提供服务，其中钯与少量铑一起用作主要的铂族金属组分。
[0006]由于大量钯用于制造有助于减少排出气体污染物量的催化转化器，因此未来几年市场可能会出现钯供应短缺。目前，钯比铂贵得多。同时，由于铂的需求减少，因此预计铂价格将会下跌。原因之一可能是柴油驱动车辆的生产量下降。
[0007]因此，需要在TWC催化剂中用铂代替一部分钯，以便显著降低催化剂的成本。铂已广泛用于柴油氧化催化剂(DOC)和稀NOx捕集器(LNT)以控制柴油燃料车辆的排放，但其在汽油燃料车辆中的使用受到限制。由于需要维持或提高催化剂的期望功效，这可能无法通过简单地用铂代替一部分钯来实现，因此所提出用铂代替一部分钯的方法变得复杂。现有技术还提到发现钯的性能优于铂，并且这种差异在如高速驱动或宽扰动幅度等压力更大的条件下显得更大。原因之一是铂与钯相比稳定性较差，并且不同的载体为Pd或Pt提供不同的键能。铂在长时间的高温老化条件下易于烧结。此外，车辆的保修期也变得更长，例如从100,000英里/10年到150,000英里/15年，并且因此OEM有义务使用更严格的老化协议(即，根据OEM和车辆，将老化温度从850℃峰值温度提高到950℃、1050℃、1000℃和1050℃)。众所周知，沉积在常规耐火氧化铝上的铂颗粒可经由公认的Oswald成熟机制生长成亚微米尺寸。因此，需要更多地研究使用合适的载体材料来稳定铂。因此，当前要求保护的专利技术的一个目的是提供一种基于铂
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铑的催化剂，它基本上不含钯并且在>950℃的老化温度下表现出高温水热稳定性，并且与基于钯
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铑的催化剂相比，其具有在控制汽车排放方面具有相同
或改进的功效。
附图说明
[0008]为了提供对本专利技术的实施例的理解，参考附图，其未必按比例绘制，并且其中参考数字是指本专利技术的示例性实施例的组分。图式仅为示例性，并且不应理解为限制本专利技术。结合附图考虑以下详细描述，当前要求保护的专利技术的上述和其它特征、其性质以及各种优点将变得更加显而易见：
[0009]图1为根据当前要求保护的专利技术的一个实施例的示例性配置的催化制品设计的示意图。
[0010]图2为示出本专利技术催化剂和参考催化剂的THC、NO和CO转化的比较测试结果的图。
[0011]图3A说明承载在二氧化铈
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氧化铝上的Pt催化剂和承载在二氧化铈
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氧化锆上的Pt催化剂的比较NO转化。
[0012]图3B说明承载在二氧化铈
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氧化铝上的Pt催化剂和承载在二氧化铈
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氧化锆上的Pt催化剂的比较HC起燃。
[0013]图4A说明承载在二氧化铈
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氧化铝上的Pt催化剂和承载在二氧化铈
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氧化锆上的Pt催化剂的比较λ扫描NO转化。
[0014]图4B说明承载在二氧化铈
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氧化铝上的Pt催化剂和承载在二氧化铈
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氧化锆上的比较λ扫描HC转化。
[0015]图5A、5B和5C说明承载在二氧化铈
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氧化铝上的Pt催化剂和承载在氧化铝上的Pt催化剂的比较稳定性研究。
[0016]图6A是蜂窝型基材载体的透视图，所述蜂窝型基材载体可包含根据当前要求保护的专利技术的一个实施例的催化剂组合物。
[0017]图6B是相对于图6A放大且沿平行于图6A的基材载体的端面的平面截取的局部横截面视图，其示出了图6A中所示出的多个气流通道的放大视图。
[0018]图7是相对于图6A放大的部分的剖视图，其中图6A中的蜂窝型基材表示壁流式过滤器基材整体。

技术实现思路

[0019]根据当前要求保护的专利技术，提供一种催化制品，其包含承载在包含含有二氧化铈的金属氧化物组分的第一载体上的铂；承载在选自耐火氧化铝组分、储氧组分或其组合的第二载体上的铑；和基材，其中所述催化制品基本上不含钯。
[0020]根据当前要求保护的专利技术的另一个方面，提供一种用于制备根据当前要求保护的专利技术的催化制品的方法，其中所述方法包含制备包含承载在包含含有二氧化铈的金属氧化物组分的第一载体上的铂和承载在选自耐火氧化铝组分、储氧组分或其组合的第二载体上的铑的浆料；将浆料沉积在基材上以获得催化制品，接着在400℃至700℃的范围内的温度下煅烧，其中制备浆料的步骤包含选自初始润湿浸渍、初始润湿共浸渍和后添加的技术。
[0021]根据当前要求保护的专利技术的另一个方面，提供一种用于内燃机的排出气体处理系统，所述系统包含根据当前要求保护的专利技术的催化制品。
[0022]根据当前要求保护的专利技术的另一个方面，提供一种处理包含烃、一氧化碳和氮氧
化物的气态排出物流的方法，所述方法包含使排出物流与根据当前要求保护的专利技术的催化制品接触。
[0023]根据当前要求保护的专利技术的另一个方面，提供一种降低气态排出物流中烃、一氧化碳和氮氧化物水平的方法，所述方法包含使气态排出物流与根据当前要求保护的专利技术的催化制品或根据当前要求保护的专利技术的排出气体处理系统接触，以降低排出气体中烃、一氧化碳和氮氧化物的水平。
[0024]根据当前要求保护的专利技术的另一个方面，提供根据当前要求保护的专利技术的催化制品或根据当前要求保护的专利技术的排出气体处理系统的用途，其用于纯化包含烃、一氧化碳和氮氧化物的气态排出物流。
具体实施方式
[0025]现在将在下文更充分地描述当前要求保护的专利技术。当前要求保护的专利技术可以许多不同的形式体现并且不应被解释为限制于本文所述的实施例；而是这些实施例被提供为使得当前要求保护的专利技术更完全和完整，并且将本专利技术的范围完全地转达给所属领域技术人员。本说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种催化制品，其包含：承载在包含含有二氧化铈的金属氧化物组分的第一载体上的铂；承载在选自耐火氧化铝组分、储氧组分或其组合的第二载体上的铑；和基材，其中所述催化制品基本上不含钯。2.根据权利要求1所述的催化制品，其中所述第一载体还包含耐火氧化铝组分。3.根据权利要求1所述的催化制品，其中所述含有二氧化铈的金属氧化物组分包含二氧化铈
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氧化铝、二氧化铈
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钇
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氧化铝、二氧化铈
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二氧化硅
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氧化铝、二氧化铈
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锡
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氧化铝、二氧化铈
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锰氧化铝、二氧化铈
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铁
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氧化铝、二氧化铈
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镍
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氧化铝、二氧化铈
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铱
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氧化铝、二氧化铈
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钌
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氧化铝、二氧化铈
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铟
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氧化铝、二氧化铈
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二氧化钛
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氧化铝、二氧化铈
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二氧化钛或其任何组合。4.根据权利要求1所述的催化制品，其中所述含有二氧化铈的金属氧化物组分包含二氧化铈
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氧化铝或二氧化铈
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钇
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氧化铝。5.根据权利要求1所述的催化制品，其中所述含有二氧化铈的金属氧化物组分包含二氧化铈
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氧化铝。6.根据权利要求1所述的催化制品，其中所述含有二氧化铈的金属氧化物组分包含二氧化铈
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氧化锆。7.根据权利要求1所述的催化制品，其中所述第二载体为耐火氧化铝组分和储氧组分的组合。8.根据权利要求1所述的催化制品，其中所述催化制品为单层催化制品，并且在>950℃的老化温度下表现出水热稳定性。9.根据权利要求1至7中任一项所述的催化制品，其中所述催化制品为双层制品，其包含第一层、第二层和基材，其中所述第一层包含承载在含有二氧化铈的金属氧化物组分和耐火氧化铝组分上的铂，沉积在所述基材上，并且所述第二层包含承载在选自耐火氧化铝组分、储氧组分或其组合的载体上的铑，沉积在所述第一层上。10.根据权利要求1至7中任一项所述的催化制品，其中所述催化制品为双层制品，其包含第一层、第二层和基材，其中所述第一层包含承载在选自耐火氧化铝组分、储氧组分或其组合的载体上的铑，沉积在所述基材上，并且所述第二层包含承载在含有二氧化铈的金属氧化物组分和耐火氧化铝组分上的铂，沉积在所述第一层上。11.根据权利要求1至10中任一项所述的催化制品，其中以所述第一载体的总重量计，所述铂的量在0.1wt％至10.0wt％的范围内，并且以第二载体的总重量计，所述铑的量在0.1wt％至10.0wt％的范围内。12.根据权利要求1至11中任一项所述的催化制品，其中以所述含有二氧化铈的金属氧化物组分的总重量计，所述含有二氧化铈的金属氧化物组分的所述二氧化铈含量在1.0wt％至80wt％的范围内。13.根据权利要求1至11中任一项所述的催化制品，其中以所述含有二氧化铈的组分的总重量计，所述含有二氧化铈的金属氧化物组分的所述二氧化铈含量在5.0wt％至50wt％的范围内。14.根据权利要求1至11中任一项所述的催化制品，其中以所述含有二氧化铈的组分的
总重量计，所述含有二氧化铈的金属氧化物组分的所述二氧化铈含量在5.0wt％至30wt％的范围内。15.根据权利要求1至14中任一项所述的催化制品，其中所述耐火氧化铝组分包含氧化铝、氧化镧
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氧化铝、二氧化铈
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氧化铝、二氧化钛
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氧化铝、二氧化铈
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氧化锆
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氧化铝、氧化锆
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氧化铝、氧化镧
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氧化锆
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氧化铝、氧化钡
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氧化铝、氧化钡
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氧化镧
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氧化铝、氧化钡
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氧化镧
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氧化钕
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氧化铝或其任何组合。16.根据权利要...

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