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用于汽油发动机废气处理的改进的TWC催化剂制造技术

技术编号:40504970 阅读:6 留言:0更新日期:2024-03-01 13:19
本发明专利技术涉及一种催化剂组合物,其包含第一铂族金属(PGM)组分和第一载体材料,其中该第一PGM组分包含铂(Pt)和钯(Pd)并且承载在该第一载体材料上;并且其中该第一PGM组分的Pt:Pd摩尔比为约5:95至约95:5。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种可用于处理来自汽油发动机的废气排放物的催化制品,并且具体地涉及催化剂组合物、催化剂制品、排放物处理系统、处理废气的方法和制造催化剂制品的方法。


技术介绍

1、内燃机产生废气,该废气包含多种污染物,包括烃(hc)、一氧化碳(co)、和氮氧化物(“nox”)。包含废气催化转化催化剂的排放控制系统被广泛用于减少排放到大气中的这些污染物的量。用于汽油发动机排放处理的常用催化剂是twc(三效催化剂)。twc执行三个主要功能:(1)co的氧化;(2)未燃烧hc的氧化;以及(3)nox的还原。

2、钯(pd)和铑(rh)已广泛用于twc制剂中以减少汽油车辆中的有害排放。事实上,目前的twc技术高度依赖于pd/rh系统。然而,近年来,由于市场需求日益增加,这些贵金属价格已经攀升到甚至更贵。另一方面,世界范围内越来越严格的环境法规已经迫使汽车行业将甚至更多的贵金属放入它们的催化转化器中。因此,存在由于近期pd需求超过pd供应而导致的潜在市场风险。

3、与此同时,铂(pt)已经由于其相对便宜的价格而成为用于汽油应用的更有吸引力的候选物。在最近12个月(从2021年7月开始,根据http://www.platinum.matthey.com)中,pt和pd的平均价格分别为约1085美元/盎司和2660美元/盎司。因此,对于如何将pt引入到催化剂制剂中以在希望维持相当的催化剂性能的同时至少部分地替换pd存在巨大的经济激励。

4、因此,希望提供一种用于twc应用的更便宜的催化剂,该催化剂与目前使用的常规twc催化剂相比仍然可具有相当的或改进的活性。


技术实现思路

1、本公开的一个方面涉及一种催化剂组合物,该催化剂组合物包含第一铂族金属(pgm)组分和第一载体材料,其中该第一pgm组分包含铂(pt)和钯(pd)并且承载在该第一载体材料上;并且其中该第一pgm组分的pt:pd摩尔比为约5:95至约95:5。

2、本公开的另一个方面涉及一种用于处理废气的催化剂制品,该催化剂制品包含:基底;以及第一催化区域,该第一催化区域包含第一铂族金属(pgm)组分和第一载体材料,其中该第一pgm组分包含铂(pt)和钯(pd)并且承载在该第一载体材料上;并且其中该第一pgm组分的pt:pd摩尔比为约5:95至约95:5。

3、本专利技术还涵盖包含本文所述的催化剂组合物或催化剂制品的排放物处理系统。

4、本公开的另一个方面涉及一种处理废气的方法,该方法包括:提供本文所述的催化剂组合物或催化剂制品;以及使该催化剂组合物或催化剂制品与废气接触。

5、本公开的另一个方面涉及一种制造催化剂制品的方法,该方法包括:提供浆料,该浆料包含:摩尔比为约5:95至约95:5的铂(pt)和钯(pd)离子以及载体材料;将所述浆料设置在基底上;以及加热该浆料以在该载体材料上形成该pt和pd的纳米粒子。

6、本专利技术还涵盖如本文所述的催化剂制品,其中该催化剂制品通过或能够通过本文所述的制造催化剂制品的方法获得。

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【技术保护点】

1.一种催化剂组合物,包含第一铂族金属(PGM)组分和第一载体材料,其中所述第一PGM组分包含铂(Pt)和钯(Pd)并且承载在所述第一载体材料上;并且

2.根据权利要求1所述的催化剂组合物,其中所述Pt:Pd摩尔比为约5:95至约75:25。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的催化剂组合物,其用于三效催化。

4.根据任一前述权利要求所述的催化剂组合物,其中所述第一PGM组分由Pt和Pd组成。

5.根据任一前述权利要求所述的催化剂组合物,其中所述Pt和Pd至少部分地合金化,优选基本上合金化。

6.根据权利要求5所述的催化剂组合物,其中所述第一PGM组分由Pt和Pd的合金组成。

7.根据任一前述权利要求所述的催化剂组合物,其中所述第一载体材料包含无机氧化物。

8.根据权利要求7所述的催化剂组合物,其中所述无机氧化物选自氧化铈、二氧化铈-氧化锆混合氧化物、氧化铝-二氧化铈-氧化锆混合氧化物、氧化铝、氧化镁、二氧化硅、镧、钕、镨、氧化钇、以及它们的混合氧化物或复合氧化物、或沸石中的一者或多者。

<p>9.根据权利要求8所述的催化剂组合物,其中所述第一载体材料选自氧化铝,优选γ-氧化铝,二氧化铈-氧化锆混合氧化物,或它们的组合。

10.根据权利要求9所述的催化剂组合物,其中所述氧化铝和/或二氧化铈-氧化锆混合氧化物是掺杂的。

11.根据权利要求10所述的催化剂组合物,其中所述氧化铝和/或二氧化铈-氧化锆混合氧化物掺杂有以下项的氧化物:镧、钕、钇、铌、镨、铪、钼、钛、钒、锌、镉、锰、铁、铜、钙、钡、锶、铯、镁、钾和钠中的一者或多者,优选地镧、钕、镨和钇中的一者或多者,更优选地镧。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的催化剂组合物,其中所述掺杂物以0.001重量%至20重量%、优选地0.5重量%至10重量%的量存在于所述氧化铝和/或二氧化铈-氧化锆混合氧化物中。

13.根据任一前述权利要求所述的催化剂组合物,还包含第二PGM组分和第二载体材料。

14.根据权利要求13所述的催化剂组合物,其中所述第二PGM组分包含铑(Rh)、Rh合金、Pt、Pt合金、Rh-Pt合金或它们的混合物。

15.一种用于处理废气的催化剂制品,包含:

16.根据权利要求15所述的催化剂制品,其中所述Pt:Pd摩尔比为约5:95至约25:75,优选约7:93至约20:80,更优选约9:91至约15:85,甚至更优选约9:91至约12:88,并且最优选约10:90。

17.根据权利要求15或权利要求16所述的催化剂制品,其用于三效催化。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的催化剂制品,其中所述第一PGM组分由Pt和Pd组成。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的催化剂制品,其中所述Pt和Pd至少部分地合金化,优选基本上合金化。

20.根据权利要求19所述的催化剂制品,其中所述第一PGM组分由Pt和Pd的合金组成。

21.根据权利要求15至20中任一项所述的催化剂制品,其中所述第一载体材料包含无机氧化物。

22.根据权利要求21所述的催化剂制品,其中所述无机氧化物选自氧化铈、二氧化铈-氧化锆混合氧化物、氧化铝-二氧化铈-氧化锆混合氧化物、氧化铝、氧化镁、二氧化硅、镧、钕、镨、氧化钇、以及它们的混合氧化物或复合氧化物、或沸石中的一者或多者。

23.根据权利要求22所述的催化剂制品,其中所述第一载体材料选自氧化铝,优选γ-氧化铝,二氧化铈-氧化锆混合氧化物,或它们的组合。

24.根据权利要求23所述的催化剂制品,其中所述氧化铝和/或二氧化铈-氧化锆混合氧化物是掺杂的。

25.根据权利要求24所述的催化剂制品,其中所述氧化铝和/或二氧化铈-氧化锆混合氧化物掺杂有以下项的氧化物:镧、钕、钇、铌、镨、铪、钼、钛、钒、锌、镉、锰、铁、铜、钙、钡、锶、铯、镁、钾和钠中的一者或多者,优选地镧、钕、镨和钇中的一者或多者,更优选地镧。

26.根据权利要求24或权利要求25所述的催化剂制品,其中所述掺杂物以0.001重量%至20重量%、优选地0.5重量%至10重量%的量存在于所述氧化铝和/或二氧化铈-氧化锆混合氧化物中。

27.根据权利要求15至26中任一项所述的催化剂制品,还包含第二催化区域。

28.根据权利要求27所述的催化剂制品,其中所述第二催化区域包含第二PGM组分和第二载体材料。

29.根据权利要求28所述的催化剂制品,其中所述第二PG...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种催化剂组合物,包含第一铂族金属(pgm)组分和第一载体材料,其中所述第一pgm组分包含铂(pt)和钯(pd)并且承载在所述第一载体材料上;并且

2.根据权利要求1所述的催化剂组合物,其中所述pt:pd摩尔比为约5:95至约75:25。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的催化剂组合物,其用于三效催化。

4.根据任一前述权利要求所述的催化剂组合物,其中所述第一pgm组分由pt和pd组成。

5.根据任一前述权利要求所述的催化剂组合物,其中所述pt和pd至少部分地合金化,优选基本上合金化。

6.根据权利要求5所述的催化剂组合物,其中所述第一pgm组分由pt和pd的合金组成。

7.根据任一前述权利要求所述的催化剂组合物,其中所述第一载体材料包含无机氧化物。

8.根据权利要求7所述的催化剂组合物,其中所述无机氧化物选自氧化铈、二氧化铈-氧化锆混合氧化物、氧化铝-二氧化铈-氧化锆混合氧化物、氧化铝、氧化镁、二氧化硅、镧、钕、镨、氧化钇、以及它们的混合氧化物或复合氧化物、或沸石中的一者或多者。

9.根据权利要求8所述的催化剂组合物,其中所述第一载体材料选自氧化铝,优选γ-氧化铝,二氧化铈-氧化锆混合氧化物,或它们的组合。

10.根据权利要求9所述的催化剂组合物,其中所述氧化铝和/或二氧化铈-氧化锆混合氧化物是掺杂的。

11.根据权利要求10所述的催化剂组合物,其中所述氧化铝和/或二氧化铈-氧化锆混合氧化物掺杂有以下项的氧化物:镧、钕、钇、铌、镨、铪、钼、钛、钒、锌、镉、锰、铁、铜、钙、钡、锶、铯、镁、钾和钠中的一者或多者,优选地镧、钕、镨和钇中的一者或多者,更优选地镧。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的催化剂组合物,其中所述掺杂物以0.001重量%至20重量%、优选地0.5重量%至10重量%的量存在于所述氧化铝和/或二氧化铈-氧化锆混合氧化物中。

13.根据任一前述权利要求所述的催化剂组合物,还包含第二pgm组分和第二载体材料。

14.根据权利要求13所述的催化剂组合物,其中所述第二pgm组分包含铑(rh)、rh合金、pt、pt合金、rh-pt合金或它们的混合物。

15.一种用于处理废气的催化剂制品,包含:

16.根据权利要求15所述的催化剂制品,其中所述pt:pd摩尔比为约5:95至约25:75,优选约7:93至约20:80,更优选约9:91至约15:85,甚至更优选约9:91至约12:88,并且最优选约10:90。

17.根据权利要求15或权利要求16所述的催化剂制品,其用于三效催化。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的催化剂制品,其中所述第一pgm组分由pt和pd组成。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的催化剂制品,其中所述pt和pd至少部分地合金化,优选基本上合金化。

20.根据权利要求19所述的催化剂制品,其中所述第一pgm组分由pt和pd的合金组成。

21.根据权利要求15至20中任一项所述的催化剂制品,其中所述第一载体材料包含无机氧化物。

22.根据权利要求21所述的催化剂制品,其中所述无机氧化物选自氧化铈、二氧化铈-氧化锆混合氧化物、氧化铝-二氧化铈-氧化锆混合氧化物、氧化铝、氧化镁、二氧化硅、镧、钕、镨、氧化钇、以及它们的混合氧化物或复合氧化物、或沸石中的一者或多者。

23.根据权利要求22所述的催化剂制品,其中所述第一载体材料选自氧化铝,优选γ-氧化铝,二氧化铈-氧化锆混合氧化物,或它们的组合。

24.根据权利要求23所述的催化剂制品,其中所述氧化铝和/或二氧化铈-氧化锆混合氧化物是掺杂的。

25.根据权利要求24所述的催化剂制品,其中所述氧化铝和/或二氧化铈-氧化锆混合氧化物掺杂有以下项的氧化物:镧、钕、钇、铌、镨、铪、钼、钛、钒、锌、镉、锰、铁、铜、钙、钡、锶、铯、镁、钾和钠中的一者或多者,优选地镧、钕、镨和钇中的一者或多者,更优选地镧。

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【专利技术属性】
技术研发人员:P·米林顿尼科莱塔·莫雷桑A·E·帕斯崔M·C·瓦拉丘
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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