本发明专利技术提供了用于处理柴油机废气排放物的柴油机氧化催化剂和处理柴油机废气流的方法，该方法包括提供柴油机氧化催化剂并使所述柴油机废气流与所述用于处理废气排放物的柴油机氧化催化剂接触。更特别地，本发明专利技术涉及包含三个有区别的层的催化剂结构；其中包含贵金属组分(例如钯)的层位于两个包含分子筛(例如沸石)的烃存储层之间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于处理柴油机废气排放物的分层的柴油机氧化催化剂复合材料和处理柴油机废气流的方法。更特别地，本专利技术涉及包含三个有区别的层的催化剂结构；其中含催化活性的贵金属组分的层，例如，含钯的层，位于两个含有例如一种或多种沸石的烃存储层之间。
技术介绍
稀燃发动机(例如柴油机和稀燃汽油机)的运行为使用者提供了优异的燃料经济性，并由于它们在稀燃料条件下在高的空/燃比下运行而具有非常低的气相烃和一氧化碳排放。柴油机还特别在其燃料经济性、耐久性及其在低速下产生高扭矩的能力方面提供优于汽油机的显著优点。但是，从排放物的角度看，柴油机存在比它们的火花点火的对手更严重的问题。排放物问题涉及颗粒物(PM)、氮氧化物(NOx)、未燃烃(HC)和一氧化碳(CO)。NOx是用于描述各种化学类型的氮氧化物的术语，尤其包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),等等。包含分散在耐火金属氧化物载体上的贵金属(例如钼族金属，PGM)的氧化催化剂已知用于处理柴油机废气，以通过催化这些污染物的氧化将烃和一氧化碳气态污染物转化成二氧化碳和水。此类催化剂通常包含在被称作柴油机氧化催化剂(DOC)或更简单称作催化转化器的单元中，所述单元位于以柴油为动力的发动机的废气流径中，以便在废气排放到大气中之前处理该废气。通常，该柴油机氧化催化剂在陶瓷或金属基底载件上形成，在其上沉积一种或多种催化剂涂料组合物。除转化气态HC、CO和颗粒物的SOF馏分外，含有钼族金属(其通常分散在耐火金属氧化物载体上)的氧化催化剂还促进氧化一氮(NO)氧化成 NO2。例如，US 5，491，120公开了含有二氧化铈和本体第二金属氧化物的氧化催化剂，所述第二金属氧化物可以是二氧化钛、氧化锆、二氧化铈-氧化锆、二氧化硅、氧化铝-二氧化硅和α-氧化铝中的一种或多种。US 5，627，IM公开了含有二氧化铈和氧化铝的氧化催化剂。该专利公开了它们各自具有至少大约10平方米/克的表面积。二氧化铈与氧化铝的重量比据公开为1.5 1 至1 1.5。进一步公开了任选包括钼。氧化铝据公开优选为活性氧化铝。US 5，491，120 公开了含有二氧化铈和本体第二金属氧化物的氧化催化剂，所述第二金属氧化物可以是二氧化钛、氧化锆、二氧化铈-氧化锆、二氧化硅、氧化铝-二氧化硅和α -氧化铝中的一种或多种。现有技术还表明认识到了使用沸石、包括金属掺杂的沸石处理柴油机废气。US2008/045405公开了用于处理废气排放物(例如未燃烃和一氧化碳氧化，以及氮氧化物的还原)的柴油机氧化催化剂。更特别地，US2008/04M05涉及包含两个不同洗涂层的洗涂组合物，所述两个不同洗涂层含有两种截然不同的Pt Pd重量比。如本领域中公知的那样，用于处理内燃机废气的催化剂在相对低温运行期间(例如发动机运行的初始冷启动期间)不那么有效，因为发动机废气的温度不足以有效地使废气中的有害组分催化转化。为此，本领域中已知包括吸附剂材料，其可以是沸石，作为催化处理系统的一部分以吸附气态污染物(通常为烃)，并在初始冷启动期间留住它们。随着废气温度提高，吸附的烃从吸附剂中被驱出，并在较高温度经受催化处理。在这方面，参看例如US 5，125，231，其公开了使用钼族金属掺杂的沸石作为低温烃吸附剂以及使用氧化催化剂。如上所述述，包含分散在耐火金属氧化物载体上的钼族金属(PGM)的氧化催化剂已知用于处理来自柴油机的废气排放物。在稀燃条件下和在燃料硫存在下的高温老化后， 钼(Pt)是在DOC中将CO和HC氧化的最有效的钼族金属。但是，使用钯(Pd)基催化剂的主要优点之一是Pd比Pt低的成本。但是，Pd基DOCs通常表现出较高的用于CO和HC氧化的点燃温度，尤其是在与HC存储材料一起使用时，可能造成HC和或CO烧除的延迟。但是，为使发动机冷启动阶段中吸收的烃的量最大化，最好提高烃存储容量。此外，提高烃存储容量可防止覆盖贵金属吸收位点，由此提高可供CO吸收和转化的催化活性位点的量。除更好的烃转化率外，这种机制还造成改进的一氧化碳转化率。随着排放规章变得更为严格，始终存在的目标是开发一种提供改进的性能(例如烧除性能)的柴油机氧化催化剂(DOC)系统。因此，本专利技术涉及具有层设计的柴油机氧化催化剂，以使烃存储容量最大化而不牺牲该催化剂的催化活性。目标还在于尽可能有效地利用DOCs的组分，例如沸石和钯。专利技术概要本专利技术提供了使用负载在载体上的柴油机氧化催化材料的排气系统和部件及其使用方法。所述载体可以是用于柴油机氧化催化剂(DOC)的流通型设计或用于催化滤烟器 (CSF)的壁流设计。本专利技术涉及用于处理柴油机废气排放物的分层的柴油机氧化催化剂复合材料，其包含载件基底；涂布在所述载件基底上的底层，其包含至少一种第一分子筛； 涂布在所述底层上的中层，其包含负载在耐火金属氧化物载体上的至少一种贵金属组分； 和涂布在所述中层上的顶层，其包含至少一种第二分子筛。另一方面，本专利技术提供了处理柴油机的气态废气流的方法，该废气流包括烃、一氧化碳和其它废气组分，该方法包括使所述废气流与根据本专利技术实施方案的分层的柴油机氧化催化剂复合材料接触。另一些方法可以进一步包括将柴油机废气流一次或多次送往位于所述柴油机氧化催化剂复合材料下游的滤烟器和位于该催化滤烟器(CSF)上游或下游的选择性催化还原(SCR)催化制品。再一方面，本专利技术提供了柴油机废气流的处理系统，该柴油机废气流包括烃、一氧化碳和其它废气组分，该排放物处理系统包括经排气歧管与柴油机流体连通的排气管道； 根据本专利技术的实施方案的柴油机氧化催化剂复合材料，其中所述载件是流通型基底或壁流基底；和与该复合材料流体连通的下述一项或多项滤烟器、选择性催化还原(SCR)催化制5品和NOx存储和还原(NSR)催化制品。在一个或多个实施方案中，所述柴油机氧化催化材料具有基本不含分子筛的催化剂中层。附图简述附图说明图1提供了烃转化数据图。专利技术详述具体而言，本专利技术提供了柴油机排气系统和部件，其中沸石位于下述层中所述层在含贵金属组分(例如钯)的层的两面上。因此，本专利技术的柴油机氧化催化剂的底层和顶层包含可充当烃(HC)存储组分的微孔材料，例如沸石，以在传动周期的冷启动期间存储HCs。 在该催化剂升温后，该烃(HC)存储组分释放存储的HCs，其然后在催化剂的作用下被转化。本专利技术的柴油机氧化催化剂在载件基底上包含至少三个独立的层，其中底层和顶层包含至少一种微孔材料，中层包含至少一种催化活性的PGM组分。底层和顶层具有高的烃存储容量，并由于层的分立，中层具有高的转化效率而没有至少一种催化活性的PGM组分和至少一种微孔材料之间的不利干扰。本专利技术的柴油机氧化催化剂具有改进的烃转化率。本专利技术的柴油机氧化催化剂还可包含其它层。这些层可以以任何次序排列，并还可以是上文公开的任何层或载件基底之间的中间层。根据本专利技术，附加层可包含任何合适的材料，例如多孔材料，例如贱金属氧化物和过渡金属氧化物，或微孔材料。优选地，本专利技术的柴油机氧化催化剂的中层基本不含微孔材料。所述催化剂复合材料是指催化制品，其包括载件基底，例如蜂窝基底，具有一个或多个含有催化组分(例如有效催化HC、CO和/或NOx氧化的贵金属组分)的洗涂层。所述“基本无”、“基本不含”和“大体不含本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．用于处理柴油机废气排放物的分层的柴油机氧化催化剂复合材料，包含：（ａ）载件基底；（ｂ）涂布在所述载件基底上的底层，其包含至少一种第一分子筛；（ｃ）涂布在所述底层上的中层，其包含负载在耐火金属氧化物载体上的至少一种贵金属组分并基本不含分子筛；和（ｄ）涂布在所述中层上的顶层，其包含至少一种第二分子筛。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·T·穆勒斯塔奇，T·纽鲍尔，H·A·蓬克，G·格鲁贝特，A·斯阿尼，C·弗赖塔格，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：US
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