排气净化方法技术

排气净化催化剂，具有角部分为锐角的单元的金属载体；以及负载于上述金属载体上、含有贵金属、耐火性无机氧化物以及ＮＯｘ捕集剂具有通过添加空孔形成促进剂而形成的空孔的催化剂层。上述ＮＯｘ捕集催化剂，在排气空燃比为稀燃状态时吸收排气中的ＮＯｘ，当排气空燃比为理论空燃比或过燃状态时放出.还原所吸收的ＮＯｘ。在所述排气净化方法中，是将上述ＮＯｘ捕集催化剂设置于内燃机的排气道，此外，通过排气空燃比在稀燃状态和过燃状态间的变动来净化ＮＯｘ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于对内燃机排出的排气中的N0x进行净化的。
技术介绍
作为有利于减少燃料消耗的内燃机，已知的有，将空燃比控制在比理论空燃比偏 向稀薄侧的稀薄燃烧内燃机、通过向燃烧室直接喷射燃料进行稀薄燃烧的直喷型内燃机 (以下总称为稀薄燃烧引擎)。以稀燃侧的空燃比运转(稀燃运转)而提高行驶里程的稀 薄燃烧引擎中，具备有用于净化排气中的NOx(氮氧化物)的排气净化催化剂(N0x捕集催 化剂)。 NOx捕集催化剂的特征是，在还原成分浓度较低的氧化环境(稀燃空燃比)中吸收 作为硝酸盐X-N03的排气中的N0x，在C0(—氧化碳)或HC(烃)等还原成分大量存在的还 原环境(理论空燃比或过燃空燃比)中，将吸收的NOx还原为N2。 此种NOx捕集催化剂中，通过稀燃空燃比的运转吸收排气中的NOx、防止向大气排 放的同时，定期将空燃比控制在过燃一侧，放出，还原吸收的NOx。为了得到此种功能，NOx 捕集催化剂，例如在由陶瓷材料形成的蜂巢结构的载体上，负载有含有铂(以下称为Pt)、 钯(以下称为Pd)、铑(以下称为Rh)等的贵金属、碱金属或碱土类金属等的NOx捕集剂、以 及氧化铝等的耐火性无机氧化物。 近年来，稀薄燃烧引擎中，为了充分发挥燃费的优势，稀燃运转的领域得到扩大。 因此，即使是在理论空燃比或过燃空燃比的运转的加速时，也会实施稀燃运转。由于加速时 燃料消耗量较大，通过加速时进行稀燃运转，可大幅提高行驶里程。 在扩大了稀燃领域的现状下，对于NOx捕集催化剂的性能要求也越来越高，要求 在高温下具有较高的NOx净化性能。相关技术的NOx捕集催化剂，是在堇青石等的陶瓷材 料的载体上，负载碱金属或碱土类金属(NOx捕集剂)。 稀燃运转领域扩大的话，催化剂温度变高，高温的NOx吸收剂容易移动，而移动了 的NOx捕集剂会与堇青石的成分结合。NOx捕集剂与堇青石的成分结合的话，催化剂层的 NOx捕集剂会减少，可能降低NOx的净化性能。因此，作为负载催化剂层的载体，研究了在高 温时也不会与NOx捕集剂结合的金属载体的使用。 金属载体，由平板和波板构成的板材巻曲，构成多个单元。因此，使用了金属载体 的NOx捕集催化剂，单个单元中的角为锐角，不可避免，锐角部分的催化剂层较厚。催化剂 层出现厚度不均时，在催化剂层较厚部位可能出现排气的扩散性下降，目前的现状是无法 充分提高排气净化性能(特别是NOx)。 此外，作为NOx捕集催化剂的关联技术，有人提出具备了含碱金属或碱土类 金属的催化剂活性成分和载体，载体间含有氧化镁或氧化钙粒子的技术(例如，参照 W02002/62468号公报)。W02002/62468号公报所记载的关联技术，是通过含有氧化镁或氧 化钙粒子，物理性，结构性地抑制高温时催化剂层的碱金属或碱土类金属的移动，使用了金 属载体时也可抑制热劣化的技术。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供使用了金属载体时也可提高NOx净化性能的。 为了达成上述目的，通过本专利技术可提供一种，即， 在内燃机的排气道设置有NOx捕集催化剂， 上述NOx捕集催化剂， 具备有具有角部分为锐角的单元的金属载体；以及 负载于上述金属载体上、含有贵金属、耐火性无机氧化物以及NOx捕集剂、具有通 过添加空孔形成促进剂而形成的空孔的催化剂层， 上述NOx捕集催化剂，在排气空燃比为稀燃状态时吸收排气中的NOx，当排气空燃 比为理论空燃比或过燃状态时放出 还原所吸收的NOx，通过排气空燃比在稀燃状态和过 燃状态间的变动来净化NOx。 上述空孔形成促进剂可为粒径0. 1 ii m 3. 0 ii m的氧化镁(MgO)。 上述NOx捕集剂可为碱金属或碱土类金属。 上述碱金属或碱土类金属可为钾(K)。 上述催化剂层中可添加稳定上述K的沸石。 上述贵金属为Pt，上述催化剂层中可含有氧化铈(Ce02)。 上述催化剂层中，可含有抑制硫(S)中毒的二氧化钛(Ti02)。 上述内燃机可为将燃料直接喷射在燃料室、令燃料稀薄燃烧的直喷型内燃机，上 述NOx捕集催化剂的下游还可配置有三元催化剂，上述三元催化剂中，NOx捕集剂的捕捉剂 可包含在催化剂层。附图说明[图1]本专利技术的一个实施形态例相关的实施的具备了 NOx捕集催化剂的内燃机的概略构成图。[图2]排气通路的概念图。[图3]金属载体的说明图。[图4]金属载体的单元截面图。[图5]本专利技术的一个实施形态例相关的实施的NOx捕集催化剂的催化剂层的模式说明图。[图6]空孔的形成概念图。[图7]表示空孔的容积(纵轴)和空孔的直径(横轴指数)的关系图表。 [图8]表示NOx净化率与催化剂温度的关系图表。[图9]表示NOx净化率(纵轴)与氧化镁(MgO)的粒径(横轴指数)的关系图表。[图10]表示HC净化率(纵轴)与氧化镁(MgO)的粒径(横轴指数)的关系图表。[图11]表示NOx净化率(％ )与催化剂入口温度的关系图表。[图12]表示NOx净化率(%)与催化剂入口温度的关系图表。[图13]表示NOx净化率(%)与催化剂入口温度的关系图表。[图14]表示HC净化率(1o与催化剂入口温度的关系图表。[图15]表示HC净化率(1o与催化剂入口温度的关系图表。[图16]表示HC净化率(1o与催化剂入口温度的关系图表。[图17]表示钾(K)量的变化的图表。[图18]表示NOx净化率(%)与催化剂入口温度的关系图表。[图19]表示NOx净化率(%)与过燃时间的关系图表。[图20]表示NOx净化率(%)与催化剂入口温度的关系图表。[图21]表示车辆连续低速在城市道路行驶的距离与NOx净化性能变化的图表。[图22]表示NOx净化率(%)与催化剂入口温度的关系图表。[图23]硫(s)净化特性的时间表。[图24]表示NOx捕集催化剂的净化性能的时间表。具体实施例方式图1为本专利技术的一个实施形态例相关的实施的内燃机的概略构成， 图2为排气通路的概念，图3为金属载体的说明，图4为金属载体的单元截面，图5为本发 明的一个实施形态例相关的实施的NOx捕集催化剂的催化剂层的模式说明， 图6为空孔的形成概念。 根据图1、图2，概略说明本专利技术的一个实施形态例相关的实施的内 燃机的构成。 如图l所示，内燃机(引擎)l为缸内喷射型火花点火式的串联多气缸汽油引擎。 引擎1的气缸盖上，每个气缸上设置有火花塞2以及燃料喷射阀3，由燃料喷射阀3向燃烧 室内直接喷射燃料。气缸盖上，每个气缸的略直立方向形成有进气道4，进气道4通过吸气 管与节流阀5连接。 如图1、图2所示。气缸盖上，略水平方向形成有排气道6，排气道6通过排气接头 与上游侧排气道7连接。下游侧排气道7的上游一侧配置有上游催化剂8，下游侧排气道7 的下游一侧配置有N0x捕集催化剂9。 N0x捕集催化剂9，在金属载体上，负载有含有Pt、 Pd、 Rh等贵金属、氧化铝等耐火 性无机氧化物、以及碱金属、碱土类金属等N0x捕集剂的催化剂层。作为N0x捕集剂，优选 使用碱金属K。 N0x捕集催化剂9发挥的作用是，在排气空燃比为稀燃空燃比时吸收作为硝酸盐 X-N03的排气中的NOx，在还原成分大量存在的排气空燃比为理论空燃比或过燃空燃比时 排出吸收的N0x、还原为N2。 N0x捕集催化剂9的下游配置有三元催化剂10。三元催化10含有P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气净化方法，其特征在于，　　在内燃机的排气道设置有ＮＯ↓［ｘ］捕集催化剂，　　上述ＮＯ↓［ｘ］捕集催化剂，　　具备有：具有角部分为锐角的单元的金属载体；以及　　负载于上述金属载体上、含有贵金属、耐火性无机氧化物以及ＮＯ↓［ｘ］捕集剂、具有通过添加空孔形成促进剂而形成的空孔的催化剂层，　　上述ＮＯ↓［ｘ］捕集催化剂，在排气空燃比为稀燃状态时吸收排气中的ＮＯ↓［ｘ］，当排气空燃比为理论空燃比或过燃状态时放出.还原所吸收的ＮＯ↓［ｘ］，通过排气空燃比在稀燃状态和过燃状态间的变动来净化ＮＯ↓［ｘ］。

【技术特征摘要】
JP 2008-10-29 2008-278900一种排气净化方法，其特征在于，在内燃机的排气道设置有NOx捕集催化剂，上述NOx捕集催化剂，具备有具有角部分为锐角的单元的金属载体；以及负载于上述金属载体上、含有贵金属、耐火性无机氧化物以及NOx捕集剂、具有通过添加空孔形成促进剂而形成的空孔的催化剂层，上述NOx捕集催化剂，在排气空燃比为稀燃状态时吸收排气中的NOx，当排气空燃比为理论空燃比或过燃状态时放出·还原所吸收的NOx，通过排气空燃比在稀燃状态和过燃状态间的变动来净化NOx。2. 权利要求1所述的排气净化方法，其中，上述空孔形成促进剂为粒径0. 1 m 3. 0 ii m的氧化镁(MgO)。3. 权利要求l所述的排气净化方法，其中，上述NOx捕集剂为碱金属或碱土类金属。4. 如权利要求3所述的排气净化方法，其中，上述碱金属或碱土类金属为钾(K)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩知道均一，田边健，小野寺孝之，井手正德，大原弘明，小野真理子，奥村显久，堀正雄，
申请(专利权)人：三菱自动车工业株式会社，株式会社ICT，国际催化剂技术公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]