具有挥发的铂的捕获区域的用于压缩点火发动机的排气系统技术方案

用于处理由压缩点火发动机产生的废气的氧化催化剂，其包括：基材；设置在所述基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和包括捕获材料的区域，其中所述捕获材料包括设置或负载在难熔氧化物上的Pt合金化金属，其中所述难熔氧化物包括至少65重量％的氧化锆，其中布置所述区域以在所述废气已接触和/或穿过所述催化材料之后接触所述废气。

Exhaust system for compression ignition engine with capture region of volatile platinum

An oxidation catalyst for treating exhaust gas generated by a compression ignition engine includes: a substrate; a catalytic material provided on the substrate, wherein the catalytic material includes platinum (Pt); and an area comprising a capture material, wherein the capture material includes Pt alloyed metals mounted or supported on refractory oxides, wherein the refractory oxides comprise at least 65 wt%. \u7684\u6c27\u5316\u9506\uff0c\u5176\u4e2d\u5e03\u7f6e\u6240\u8ff0\u533a\u57df\u4ee5\u5728\u6240\u8ff0\u5e9f\u6c14\u5df2\u63a5\u89e6\u548c/\u6216\u7a7f\u8fc7\u6240\u8ff0\u50ac\u5316\u6750\u6599\u4e4b\u540e\u63a5\u89e6\u6240\u8ff0\u5e9f\u6c14\u3002

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有挥发的铂的捕获区域的用于压缩点火发动机的排气系统
本专利技术涉及用于处理由压缩点火发动机产生的废气的氧化催化剂和排气系统。本专利技术另外涉及氧化催化剂、排气系统和用于捕获挥发的铂(Pt)的区域的方法和用途。本专利技术还涉及包括氧化催化剂或排气系统的车辆。
技术介绍
压缩点火发动机产生含有作为世界各地环境的主题的各种污染物的废气。这些污染物包括一氧化碳(CO)、未燃烧的烃(HC)、氮氧化物(NOx)和颗粒物质(PM)。为了满足法规所设定的可以排放入大气的污染物的可容许水平，用于处理由压缩点火产生的废气的排气系统通常包含几个排放控制装置。在这样的排气系统中，通常将废气引导至第一排放控制装置，所述装置能够氧化气体中存在的一氧化碳(CO)和未燃烧烃(HC)。第一排放控制装置可以为例如柴油氧化催化剂(DOC)、催化烟灰过滤器(CSF)、NOx储存催化剂(NSC)、被动NOx吸附剂(PNA)、柴油放热催化剂(DEC)或冷启动概念(CSCTM)催化剂。对于NOx排放而言，用于压缩点火发动机的排气系统可以包含用于NOx的选择性催化还原的催化剂，如选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。NOx的选择性催化还原(SCR)主要通过以下三个反应发生：(1)4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O；(2)4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O；和(3)8NH3+6NO→7N2+12H2O。在进入SCR催化剂或SCRFTM催化剂的废气中NO2:NO的比例可以影响其性能。通常，当NO2:NO的比例为约1:1时，SCR催化剂或SCRFTM催化剂显示最优性能。这可能有问题，因为由压缩点火发动机在正常使用期间产生的废气通常包含对于SCR催化剂或SCRFTM催化剂的最优性能而言不足的NO2(即NO2:NO的比例比1:1低得多)。为了补偿这样的低水平的NO2，第一排放控制装置往往包含已被配制成将一氧化氮(NO)氧化至二氧化氮(NO2)的催化材料，因此提高废气中NO2:NO的比例。SCR催化剂或SCRFTM催化剂通常布置在排气系统中第一排放控制装置的下游，使得废气将穿过第一排放控制装置然后穿过SCR催化剂或SCRFTM催化剂。用于将NO氧化至NO2的催化材料通常包括铂(Pt)。当第一排放控制装置暴露于相对高的温度足够长时段时，低水平的铂(Pt)可以从催化材料挥发并且可以变得捕集在SCR/SCRFTM催化剂上。这种相对高的温度可以在正常使用期间出现，尤其是在重型柴油应用中，或在过滤器再生期间，如当第一排放控制装置是CSF时或当存在上游柴油颗粒过滤器(DPF)时。捕集在SCR催化剂或SCRFTM催化剂上的Pt可以具有对催化剂性能的高度有害影响，因为它可以氧化氨(NH3)。捕集的Pt可以消耗用于选择性催化还原NOx的NH3(因此降低NOx转化率)，并且可以产生不期望的二次排放。Pt挥发的问题论述于我们的公开文件WO2013/088133、WO2013/088132、WO2013/088128、WO2013/050784以及国际专利申请号PCT/GB2016/050285中。
技术实现思路
本专利技术提供了用于处理由压缩点火发动机产生的废气的氧化催化剂，其包括：基材；设置在基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和包括捕获材料的区域，其中捕获材料包括设置或负载在难熔氧化物上的Pt合金化金属，和难熔氧化物包括至少65重量％的氧化锆，其中布置所述区域以在废气已接触和/或穿过催化材料之后接触废气。包括捕获材料的区域为用于捕获挥发的铂(Pt)的区域。在废气已与催化材料接触和/或穿过催化材料之后，废气可以含有挥发的Pt，尤其是当废气是相对热的时候，如当发动机已在重负载下长时段运行时或当发动机是重型发动机时。布置所述区域以在废气已接触或穿过催化材料之后接触废气。本领域中已发现在捕获挥发的Pt上有效的材料可以降低NO2的量(以及NO2:NO的比例)，特别是在对NO2:NO的比例敏感的下游排放控制装置的温度区域中，从而导致下游装置的性能的潜在降低，尤其是当所述装置是SCR催化剂或SCRFTM催化剂时。现有捕获材料可以使在用于产生NO2的排放控制装置的催化材料中所包括的任何Pt的益处无效。本专利技术人已开发了不影响(即减少)废气中NO2的量(例如NO2:NO的比例)的用于捕集挥发的Pt的捕获材料。所述捕获材料将不会减少由氧化催化剂的催化材料中的Pt氧化NO所产生的任何NO2的量。因此，与一开始由压缩点火发动机产生的废气相比，已穿过氧化催化剂的催化材料和捕获材料二者的废气将含有更高比例的NO2:NO，从而使得可以获得下游SCR/SCRFTM催化剂的最优性能。用于捕集挥发的Pt的一些捕获材料描述于我们的国际专利申请号PCT/GB2016/050285中。这些捕获材料含有(a)Pt合金化金属的相对大的颗粒(例如具有≥约10nm的平均粒度和/或≤约10％的分散度)和(b)具有低表面积的难熔氧化物的颗粒(例如≤约50m2/g的平均比表面积)的至少一种。为了制造具有期望的性质的捕获材料，便利地热处理难熔氧化物和/或Pt合金化金属，然后分离粉末形式的所得的材料。然后可以使用常规载体涂布技术在氧化催化剂上形成包含捕获材料的区域，其中通过将粉末溶解或分散在溶液中而形成载体涂层。该制造方法的不利之处在于其是耗时和高成本的。可以以简单的成本有效的方法制造本专利技术的捕获材料。通常在载体涂层的制备期间由难熔氧化物和Pt合金化金属的一种或更多种盐原位形成捕获材料。通常将难熔氧化物和Pt合金化金属盐分散在载体涂料中，然后将所述载体涂料涂覆至基材的表面上并且粘合至基材的表面。然后通常干燥和煅烧经涂覆的基材，这将Pt合金化金属盐转变成Pt合金化金属或其氧化物，并且将其固定至难熔氧化物的表面上。本专利技术还提供捕获砖。所述捕获砖适合于捕获来自用于压缩点火发动机的排气系统中的包含铂(Pt)的催化材料的挥发的铂(Pt)。捕获砖包括：基材和设置在基材上的捕获材料，其中捕获材料包括设置或负载在难熔氧化物上的Pt合金化金属，其中难熔氧化物包括至少65重量％的氧化锆。本专利技术进一步提供用于处理由压缩点火发动机产生的废气的排气系统。所述排气系统包括：(i)用于处理废气的氧化催化剂，其中所述氧化催化剂包括基材和设置在基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和(ii)包括捕获材料的区域，其中所述捕获材料包括设置或负载在难熔氧化物上的Pt合金化金属，和难熔氧化物包括至少65重量％的氧化锆；其中布置所述区域以在废气已接触和/或穿过催化材料之后接触废气。布置包含捕获材料的区域以在废气已接触和/或穿过催化材料之后接触废气。用于捕获挥发的铂(Pt)的区域可以为氧化催化剂的组成部分(integralpart)。另外或替代地，用于捕获挥发的铂(Pt)的区域可以为捕获砖的部分。包含捕获材料的区域由捕获砖提供，其经布置以在废气已穿过氧化催化剂时，在废气已接触和/或穿过催化材料之后接触废气。本专利技术的排气系统可以包括：(i)用于处理废气的氧化催化剂，其中所述氧化催化剂包括第一基材和设置在第一基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和(ii)用于捕获来自催化材料的挥发的铂(Pt)的捕获砖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于处理由压缩点火发动机产生的废气的氧化催化剂，其包括：基材；设置在所述基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和包括捕获材料的区域，其中所述捕获材料包括设置或负载在难熔氧化物上的Pt合金化金属，其中所述难熔氧化物包括至少65重量％的氧化锆，其中布置所述区域以在所述废气已接触和/或穿过所述催化材料之后接触所述废气。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.12 GB 1613849.71.用于处理由压缩点火发动机产生的废气的氧化催化剂，其包括：基材；设置在所述基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和包括捕获材料的区域，其中所述捕获材料包括设置或负载在难熔氧化物上的Pt合金化金属，其中所述难熔氧化物包括至少65重量％的氧化锆，其中布置所述区域以在所述废气已接触和/或穿过所述催化材料之后接触所述废气。2.根据权利要求1所述的氧化催化剂，其中所述难熔氧化物包括小于20重量％的氧化铈。3.根据权利要求1或2所述的氧化催化剂，其中所述捕获材料包括具有≥约50m2/g的平均比表面积的所述难熔氧化物的颗粒。4.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述Pt合金化金属包括金属和/或其氧化物，其中所述金属选自钯(Pd)；金(Au)；铜(Cu)；Pd和Au的混合物；Pd和Cu的混合物；Au和Cu的混合物；Pd、Au和Cu的混合物；Pd和Au的双金属合金；Pd和Cu的双金属合金；Au和Cu的双金属合金；和Pd、Au和Cu的三金属合金。5.根据权利要求4所述的氧化催化剂，其中所述金属选自钯(Pd)、Pd和Au的混合物以及Pd和Au的双金属合金。6.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料包括设置或负载在载体材料上的铂(Pt)。7.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料包括(i)铂(Pt)，和(ii)钯(Pd)和/或铑(Rh)。8.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料包括≥1:1的Pt比Pd的质量比例的Pt和Pd。9.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料包括≥1:1的Pt比Rh的质量比例的Pt和Rh。10.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述捕获区域设置或负载在所述催化区域上。11.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述捕获区域直接设置在所述基材上。12.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述捕获区域接触所述催化区域。13.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述捕获区域为捕获区，和所述催化区域设置或负载在所述捕获区的上游。14.根据权利要求1至12中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化区域为催化层和所述捕获区域为捕获区，和其中所述捕获区设置或负载在所述催化层上。15.根据权利要求1至12中任一项所述的氧化催化剂，其中所述基材具有入口端表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·比达尔，A·奇菲，F·莫罗，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB