在此披露的是被分离为一个前部和一个后部的一种层状三效催化系统，该层状三效催化系统具有同时催化烃类和一氧化碳的氧化以及氮氧化物的还原的能力。提供了一种催化剂复合物，该催化剂复合物包括与基底相结合的一个单前一催化层以及两个后催化层，其中该单前一催化层以及该后底层包括Pd成分，该后顶层包括Rh成分，并且该后底层基本上不含储氧成分（OSC）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及用于处理含有烃类、一氧化碳以及氮氧化物的气态蒸汽的层状催化剂。更确切地说，本专利技术是针对具有一种上游单层催化剂和一种下游多层催化剂的三效转化催化剂(TWC)。背景和现有技术当前的TWC催化剂用于来自奥托(Otto)四冲程循环发动机的移动排放控制。技术已经得到了很好地开发，使得在加热至工作温度大于250摄氏度之后，对C0、HC (烃类)以及NOx (氮氧化物)的减少排放能力大于99%。典型的TWC催化器构型由机动车辆排气管线中的单块或多块系统组成。如果使用多于一种催化剂，这些催化剂可以位于一个单转化器中，对接在一起，或者被分离的转化器中限定的空间分离。用于大且较冷的发动机的常见的设计是在一个热的紧密耦合(CC)位置(接近歧管)具有一个转化器并且在该冷却器底座(UB)位置有第二转化器。由于几乎所有移动排放控制系统在本质上是被动的，如EP1900416中披露的加热至催化剂工作温度是关键的，以其为依据并且通过引用以其全文结合于此。因此，CC催化剂设计经常由利于快速加热的特征如轻型、小型的基底(低热惯性)、高泡孔密度(改进的质量和热转移)以及高的钼族金属(PGM ;如钼、钮、错、铼、钌和铱)负载组成。另一方面，该UB催化剂可以是大容量和低泡孔密度的(低压降)，并且更经常地是包含低PGM负载。对于在高RPM下运行的小型机动车辆，通常仅使用一个转化器，经常定位在该CC位置内。接近该歧管来定位催化剂的一个缺点是增加的热降解以及更快的活性损失，尤其是在高负载/高速条件下，这些条件导致载体表面积或孔体积的损失以及该PGM的快速烧结。现代TWC催化剂使用多种策略来限制或者减慢热降解，如用于这些PGM的高度表面积稳定的氧化铝载体，添加提高性能并且以较慢速率降解的促进剂以及稳定剂以及先进的储氧成分(OSC)(例如参见US5672557，以其为依据并且通过引用以其全文结合于此)。在本领域中，已经使用某些设计策略来平衡性能与相关联的成本。这些策略包括选择PGM类型以及分布、基底体积、泡孔密度、WC分层以及不同WC层的组合。如果使用多块系统，一种用于TWC技术的重要的设计特征由以下组成:在分离的WC层和/或分离的块中该PGM和载体涂料(WC)成分的适当的分离以及构造。大多数现代TWC催化剂可以具有一个至多个WC层，最常见的是2层系统。例如参见EP1541220、US5981427、W009012348、W008097702、W09535152、US7022646、US5593647,以其为依据并且通过引用以其全文结合于此。对于这些PGM，最常见的策略是将Rh和任选地Pt成分定位在顶部或第二 WC层，而Pd优选地定位在底部或第一 WC层(例如，参见US5593647)。这些WC成分和PGM的分离还可以通过单块的分区实现，由此一个WC层的前或后区或区段可以由不同的载体成分或不同的PGM成分或更多通常不同浓度的给定的PGM如Pd组成。PGM在层或区内分离的一个优点是可以使用对每个PGM更适宜的载体和促进剂以便使整体性能最佳化。在本专利技术之前，研究人员已经被某些WC组合物构型吸引，这些WC组合物构型作为代表最佳性能的优选的构型而被传授。因此，对于双层UB催化剂来说，Rh不变地定位在该顶(第二)层，可任选地Pt也存在，而Pd定位在该第一或底层(例如，参见US5593647)。此夕卜，该顶(第二 )层和底(第一)层理论上包含一种高表面积的耐高温(refraction)氧化物载体，如具有更多添加的促进剂、稳定剂以及一种适合的储氧成分(OSC)的一种Y或Υ/Θ/δ氧化铝。这个WC设计被Sung等(US6087298)以及Hu等(US6497851)详细地描述，出于参考的目的特此包括。Sung等和Hu等还描述了用于在该排气流入口处的这些CC催化剂或区的优选的WC组合物以及构型。因此，对于该入口 CC或入口(前)区，该WC设计优选地不含OSC并且由一种高表面积耐高温氧化物载体，如具有适合的稳定剂和添加剂的一种Y或θ/δ氧化铝组成。另一方面，优选地是具有存在于底或顶层的一种OSC的后催化剂、区或UB催化剂。这些或其他特征被Hu等作为实例以及引用于其中的参考文献来进行描述。在该TWC催化剂领域内，需要新的技术与WC构型和系统来满足越来越严格的排放标准以及对减慢催化剂钝化的需求，并且在低PGM负载下实现不断增加的性能。专利技术概述本专利技术涉及根据彼此相对的位置而具有不同的WC组成的TWC催化剂，以及它们在排放控制系统中的用途。确切地说，根据本专利技术的这些TWC催化剂包括至少一个前(上游)块或区以及一个后(下游)块或区。该后块或区包括至少两层，其中OSC不存在于该第一(较低)催化层中。在某些实施例中，一个或多个块或区可以被放置在这些前和后块或区之间。在某些实施例中，这些区或块定位在一个单一转化器中，对接在一起或者被一个限定的空间分离。在某些实施例中，这些块被定位在分离的转化器中。在某些实施例中，提供两个或更多个转化器，并且至少一个转化器包含一个后区或块，该后区的块具有至少两层并且在第一催化层中不存在0SC。在包括多于一个分离的转化器的某些实施例中，最远的下游转化器包含一个后区或块，该后区的块具有至少两层并且在第一催化层中不存在0SC。在某些实施例中，本专利技术针对用于基本上在化学计量条件下运行的内燃机的排气净化的一种催化剂复合物，该催化剂复合物按顺序逐一包括:在一个基底上的一个前单催化层；以及在一个基底上、具有一个第一(较低)催化层以及一个第二 (较高)催化层的一个后双层；其中该第二催化层包括一种钼族金属化合物(PGM)，如铑；并且其中该前单催化层以及该第一催化层包括另一种钼族金属化合物(PGM)，如钯；并且其中该第一催化层基本上不含储氧成分(OSC)。参照第一和第二催化层，在排气流的方向上看，在该层的定位上没有设置限制。在排气流的方向上看，这些层的定位更倾向通过前(上游)以及后(下游)层描述。一个第一催化层被沉积在一个基底或者一个已经被沉积在基底上的底层上来形成一个下涂层。一个第二催化层被沉积在第一催化层上并且与该第一催化层具有物理接触来形成该上涂层。换句话说，首先与该排气进行接触的该前(上游)区或块最接近该发动机。该后(下游)区或块是:在该排气与一个之前的区或块接触之后与该排气进行接触的区或块。该后区或块可以具有一个底(第一)催化层以及一个顶(第二)催化层。该前和后区或块可以在相同的转化器内，并且可以彼此接触或分离一段距离，如大约一英寸上下。可替代地，该前和后区或块可以在分离的转化器内，这些分离的转化器可以被大距离地分离，如大约1-6英尺。术语“基本上不含储氧成分(0SC)”指的是例如在一个给定的层中具有很低量值，或者优选地不含0SC。很低量值的OSC被理解为意味着在一个给定的层中按重量计小于或等于大约1%、优选大约0.5%、更优选大约0.25%并且最优选大约0.1%的0SC。在某些实施例中，提供一种包括该催化剂复合物的排气处理系统。该排气处理系统可以进一步包括一个或多个排气处理装置，这些排气处理装置选自由汽油颗粒过滤捕捉器(GPT)、HC捕捉器以及NOx吸附器催化器组成的组中。在某些实施例中，本专利技术提供一种用于处理排气的方法，该方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·努南，R·克林曼，R·J·安德森，D·O·克拉克，D·H·莫泽尔，
申请(专利权)人：尤米科尔股份公司及两合公司，
类型：
国别省市：
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