用于紧耦合发动机应用的含铂三元催化剂制造技术

本发明专利技术涉及用于处理包含氮氧化物

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于紧耦合发动机应用的含铂三元催化剂
专利

[0001]本专利技术涉及用于处理汽车应用中生成的排气料流的催化剂
。
本专利技术的催化剂是三元转化催化剂
(TWC)。
本专利技术还涉及用三元转化催化剂处理排气料流的方法以及三元转化催化剂的用途
。
[0002]专利技术背景
[0003]已经开发出用于汽车的有效排气处理系统，并且如今广泛使用
。
来自燃料发动机的三种主要污染物包括氮氧化物
(NOx)、
未燃烃
(HC)
和一氧化碳
(CO)。
通过使用所谓的三元转化催化剂
(TWC)
从排气料流中清除这三种污染物
。
[0004]三元转化催化剂
(TWC)
通常需要高温以从排气料流中高效和完全除去污染物
。
但是，高温可不利地影响催化剂稳定性和性能
。
例如，高温可导致烧结过程，其减少催化剂的表面积
。
这会导致催化剂性能的劣化
。
[0005]解决这一问题的一种方式是通过选择铂族金属
(PGM)
和载体材料的特定组合，以便能够随时间保持催化剂的功能并提高催化剂对暴露于高温的稳定性
。
例如，大多数常规紧耦合三元转化催化剂
(TWC)
几乎仅含有钯和铑作为铂族金属
(PGM)。
[0006]铂族金属
(PGM)
是贵金属，并且只能以高成本获得
。
特别地，钯的成本比铂的成本高
50
％
。
因此，现有催化剂配方中已经用铂对钯的部分替代具有巨大的成本节省潜力
。
但是，由于在高发动机温度下观察到的烧结过程，铂尤其已知在三元转化催化剂中仅具有非常有限的稳定性
。
[0007]因此，目的是设计在高温下具有改进的稳定性的三元转化催化剂
(TWC)
，其中可以使用更大量的铂作为铂族金属
(PGM)
并且可以避免或至少部分用铂替代其它更昂贵的铂族金属
(PGM)。
[0008]专利技术概述
[0009]本专利技术通过提供用于三元转化催化剂
(TWC)
的改进的配方解决这一问题，其中包括相对高量的铂以替代其它更昂贵的铂族金属
(PGM)
，而本专利技术的三元转化催化剂
(TWC)
在高发动机温度下表现出非常好的稳定性和优异的性能
。
[0010]本专利技术的第一个方面涉及一种用于处理包含氮氧化物
(NOx)、
一氧化碳
(CO)
和烃
(HC)
的排气料流的三元转化催化剂
(TWC)
，其包含铂族金属
(PGM)、
耐火金属氧化物载体
(support)
和支承体
(carrier)
，其特征在于所述铂族金属
(PGM)
包含铂
、
钯和铑
。
[0011]在一个优选实施方案中，所述三元转化催化剂
(TWC)
处于紧耦合位置
。
[0012]在另一优选实施方案中，所述三元转化催化剂
(TWC)
包含多个洗涂层
(washcoat layer)
，包括底部洗涂层和顶部洗涂层
。
[0013]在另一优选实施方案中，所述多个洗涂层由两个洗涂层组成，一个底部洗涂层和一个顶部洗涂层
。
[0014]在另一优选实施方案中，所述底部洗涂层包含铂和钯的组合作为铂族金属
(PGM)。
[0015]在另一优选实施方案中，所述顶部洗涂层包含钯和铑的组合作为铂族金属
(PGM)。
[0016]在另一优选实施方案中，所述底部洗涂层包含铂和钯作为仅有的铂族金属
(PGM)
，
和
/
或所述顶部洗涂层包含铑，优选钯和铑，更优选铂
、
钯和铑作为仅有的铂族金属
(PGM)。
[0017]在另一优选实施方案中，所述耐火金属氧化物载体选自二氧化铈和氧化铝的混合物或混合氧化物，或包含基于氧化镧掺杂氧化铝的总重量计最多
10
重量％的量的氧化镧的氧化镧掺杂
(L
‑
掺杂
)
氧化铝
。
[0018]在另一优选实施方案中，所述耐火金属氧化物载体选自具有
10:90
至
90:10
的重量比的二氧化铈和氧化铝的混合物或混合氧化物
。
[0019]在另一优选实施方案中，所述铂是预处理的
。
[0020]在另一优选实施方案中，所述三元转化催化剂
(TWC)
进一步包含储氧组分
(OSC)
和
/
或促进剂组分
。
[0021]在另一优选实施方案中，所述三元转化催化剂
(TWC)
具有低于
1:1
的铂
/
钯重量比
。
[0022]本专利技术的第二个方面涉及一种处理来自汽油发动机的排气料流的方法，其包含以下步骤：提供包含氮氧化物
(NOx)、
一氧化碳
(CO)
和烃
(HC)
的来自汽油发动机的排气料流，和使所述排气料流与本专利技术的三元转化催化剂
(TWC)
接触
。
[0023]本专利技术的第三个方面涉及本专利技术的三元转化催化剂
(TWC)
用于从汽油发动机的排气料流中净化氮氧化物
(NOx)、
一氧化碳
(CO)
和烃
(HC)
的用途
。
[0024]在本专利技术的第三个方面的一个优选实施方案中，所述三元转化催化剂
(TWC)
的用途包括净化包含大于
1000℃
的发动机床温度的汽油发动机的排气料流
。
[0025]如本文所用，术语如“催化剂”、“催化功能”、“催化剂组分”、“催化剂材料”等是指促进反应或若干反应的材料
。
[0026]最重要地，排气处理系统必须能够除去由典型的汽油发动机生成的三种主要污染物，包括氮氧化物
(NOx)、
烃
(HC)
和一氧化碳
(CO)。
因此，在本专利技术中通过三元转化催化剂
(TWC)
实现这三种最重要污染物的除去
。
[0027]术语“三元转化催化剂”(TWC)
是指三元转化功能，其中烃
(HC)、
一氧化碳
(CO)
和氮氧化物
(NOx)
基本同时转化
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
用于处理包含氮氧化物
(NOx)、
一氧化碳
(CO)
和烃
(HC)
的排气料流的三元转化催化剂
(TWC)
，其包含铂族金属
(PGM)、
耐火金属氧化物载体和支承体，其特征在于所述铂族金属
(PGM)
包含铂
、
钯和铑
。2.
根据权利要求1的三元转化催化剂
(TWC)
，其中所述三元转化催化剂
(TWC)
处于紧耦合位置
。3.
根据权利要求1或2的三元转化催化剂
(TWC)
，其中所述三元转化催化剂
(TWC)
包含多个洗涂层，包括底部洗涂层和顶部洗涂层
。4.
根据权利要求3的三元转化催化剂
(TWC)
，其中所述多个洗涂层由两个洗涂层组成，一个底部洗涂层和一个顶部洗涂层
。5.
根据权利要求3或4的三元转化催化剂
(TWC)
，其中所述底部洗涂层包含铂和钯的组合作为铂族金属
(PGM)。6.
根据权利要求3至5之一的三元转化催化剂
(TWC)
，其中所述顶部洗涂层包含钯和铑的组合作为铂族金属
(PGM)。7.
根据权利要求3至6之一的三元转化催化剂
(TWC)
，其中所述底部洗涂层包含铂和钯作为仅有的铂族金属
(PGM)
，和
/
或所述顶部洗涂层包含铑，优选钯和铑，更优选铂
、
钯和铑作为仅有的铂族金属
(PGM)。8.
根据前述权利要求1至7之一的三元转化催化剂
(TWC)
，其中所述耐火金属氧化物载体选自二氧化铈和氧化铝的混合物或混合氧化物，或包含基于氧化镧掺杂氧化铝的重量计最多
10
重量％的量的氧化镧的氧化镧掺杂氧...

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