改进的NOx阱制造技术

公开了一种NOx阱催化剂。该NOx阱催化剂包含贵金属、NOx储存组分、载体和第一含二氧化铈材料。第一含二氧化铈材料在引入该NOx阱催化剂之前进行预老化，并且表面积可以小于80m

Modified NOx trap

A NOx trap catalyst is disclosed. The NOx trap catalyst comprises precious metals, NOx storage components, supports and the first cerium dioxide-containing material. The first cerium dioxide-containing material is pre-aged before the introduction of the NOx trap catalyst, and the surface area can be less than 80m.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的NOx阱专利
本专利技术涉及一种用于内燃机的排气系统的NOx阱，和一种处理内燃机废气的方法。专利技术背景内燃机产生含有多种污染物的废气，污染物包括烃、一氧化碳、氮氧化物(“NOx”)、硫氧化物和颗粒物质。日益严格的国家和地区法律已经降低了可以从这种柴油机或汽油机排放的污染物的量。已经有许多不同的技术用于排气系统来在废气排至大气之前清洁该废气。一种这样的用于清洁废气的技术是NOx吸附剂催化剂(或“NOx阱”)。NOx阱是在贫排气条件下吸附NOx，在富条件下释放所吸附的NOx，和还原所释放的NOx来形成N2的装置。NOx阱典型地包含用于储存NOx的NOx吸附剂和氧化/还原催化剂。NOx吸附剂组分典型地是碱土金属(例如Ba、Ca、Sr和Mg)、碱金属(例如K、Na、Li和Cs)、稀土金属(例如La、Y、Pr、和Nd)或其组合。这些金属典型地以氧化物形式存在。氧化/还原催化剂典型地是一种或多种贵金属，优选铂、钯和/或铑。典型地，包含铂来起到氧化功能，和包含铑来起到还原功能。氧化/还原催化剂和NOx吸附剂典型地负载于载体材料例如无机氧化物上，来用于排气系统。NOx阱起到了三个功能。第一，一氧化氮与氧在氧化催化剂存在下反应来产生NO2。第二，NO2被无机硝酸盐形式的NOx吸附剂吸附(例如BaO或BaCO3在NOx吸附剂上被转化成Ba(NO3)2)。最后，当发动机在富条件下运行，储存的无机硝酸盐分解来形成NO或NO2，其然后通过在还原催化剂存在下与一氧化碳、氢和/或烃反应，来还原形成N2。典型地，氮氧化物在废气流中的热、一氧化碳和烃存在下被转化成氮气、二氧化碳和水。在NOx阱再生过程中，来自于发动机的还原剂在还原催化剂中储存的NOx和储存的O2时被消耗。新鲜NOx阱的储氧能力(OSC)的水平与老化的NOx阱相比高得多，这使得新鲜阱需要长得多的再生时间。使用任何汽车系统和方法时，令人期望地是在废气处理系统中获得更进一步的改进。已经发现一种新的NOx阱，其当在发动机上测试时表现出OSC的显著减少，但是具有相同的NOx活性。
技术实现思路
在本专利技术的第一方面中，提供一种NOx阱催化剂，其包含基底、第一层和第二层；其中第一层包含NOx阱组合物，其包含一种或多种贵金属、NOx储存组分、第一载体材料和第一含二氧化铈材料，其中第一含二氧化铈材料在引入第一层之前进行预老化；和第二层包含铑、第二含二氧化铈材料和第二载体材料，其中第二含二氧化铈材料在引入第二层之前未进行预老化。在本专利技术的第二方面中，提供一种包含如上定义的NOx阱催化剂的用于处理燃烧废气流的排放处理系统。在本专利技术的第三方面中，提供一种处理内燃机废气的方法，其包括将该废气与如上定义的NOx阱催化剂接触。在本专利技术的第四方面中，提供一种降低NOx阱催化剂中的第一含二氧化铈材料的储氧能力的方法，其包括在第一含二氧化铈材料引入该NOx阱催化剂之前对其进行预老化。在本专利技术的第五方面中，提供预老化的含二氧化铈材料的用途，其用于降低NOx阱催化剂的储氧能力。定义术语“载体涂层(washcoat)”是本领域公知的，指的是通常在催化剂生产过程中施涂到基底的粘附涂层。作为本文使用的，首字母缩写“PGM”指的是“铂族金属”。术语“铂族金属”通常指的是选自Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt的金属，优选选自Ru、Rh、Pd、Ir和Pt的金属。通常，术语“PGM”优选指的是选自Rh、Pt和Pd的金属。作为本文使用的，术语“混合氧化物”通常指的是单相氧化物的混合物，如本领域公知的。作为本文使用的，术语“复合氧化物”通常指的是具有多于一相的氧化物的组合物，如本领域公知的。具体实施方式本专利技术的NOx阱催化剂包含基底、第一层和第二层；其中第一层包含NOx阱组合物，其包含一种或多种贵金属、NOx储存组分、第一载体材料和第一含二氧化铈材料，其中第一含二氧化铈材料在引入第一层之前进行预老化；和第二层包含铑、第二含二氧化铈材料和第二载体材料，其中第二含二氧化铈材料在引入第二层之前未进行预老化。优选地，第一含二氧化铈材料的表面积小于80m2/g。更优选地，第一含二氧化铈材料的表面积是40-75m2/g。贵金属优选是铂、钯、金、铑或其混合物；最优选地，贵金属是铂、钯或其混合物，即铂和钯的混合物。优选地，NOx阱组合物中的贵金属负载量是40-250g/ft3。NOx阱组合物优选包含0.1-10重量％的贵金属，更优选0.5-5重量％的贵金属，最优选1-3重量％的贵金属。载体优选是无机氧化物，更优选包括第2、3、4、5、13和14族元素的氧化物。最优选地，载体是氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化铌、氧化钽、氧化钼、氧化钨，其任意两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物(例如二氧化硅-氧化铝、氧化镁-氧化铝、二氧化铈-氧化锆或氧化铝-二氧化铈-氧化锆)及其混合物。特别优选的是氧化镁-氧化铝载体。氧化镁-氧化铝优选是尖晶石、氧化镁-氧化铝混合金属氧化物、水滑石或水滑石类材料及其两种或更多种的组合。更优选地，氧化镁-氧化铝载体是尖晶石。优选的载体材料优选的表面积是10-1500m2/g，孔体积是0.1-4mL/g，和孔直径是约10-1000埃。特别优选表面积大于80m2/g的高表面积载体，例如高表面积二氧化铈或氧化铝。其他优选的载体材料包括氧化镁/氧化铝复合氧化物，其任选地进一步包括含铈组分例如二氧化铈。在这样的情况中，二氧化铈可以例如作为涂层存在于氧化镁/氧化铝复合氧化物的表面上，或者可以作为掺杂剂存在。NOx储存组分优选包含碱土金属(例如钡、钙、锶和镁)、碱金属(例如钾、钠、锂和铯)、稀土金属(例如镧、钇、镨和钕)或其组合。最优选地，NOx储存组分包含钡。这些金属典型地以氧化物形式存在。优选地，NOx储存组分沉积在载体(例如氧化镁-氧化铝)上。NOx储存组分可以通过任何已知的手段负载于载体上，添加方式不被认为是特别关键的。例如，钡化合物(例如醋酸钡)可以通过浸渍、吸附、离子交换、初始润湿、沉淀、喷雾干燥等添加到氧化镁-氧化铝中。优选地，如果NOx储存组分沉积到载体上，则该载体含有至少0.5重量％的NOx储存组分。第一含二氧化铈材料优选是二氧化铈、二氧化铈-氧化锆、二氧化铈-氧化锆-氧化铝或其混合物。更优选地，第一含二氧化铈材料是二氧化铈，特别是粒状二氧化铈。第一含二氧化铈材料的表面积小于80m2/g，更优选小于75m2/g。第一含二氧化铈材料的表面积可以是40-75m2/g，优选50-70m2/g。第一含二氧化铈材料可以以产生表面积小于80m2/g的方式来制造，或者可以是已经进行了处理(例如预老化)的更高表面积的含二氧化铈材料，来产生小于80m2/g的表面积。在引入NOx阱组合物之前预老化第一含二氧化铈材料将优选地将该NOx阱组合物的储氧能力与不含预老化的含二氧化铈材料的新鲜NOx阱组合物相比降低大于40％。第二含二氧化铈材料优选的表面积大于80m2/g。第二含二氧化铈材料优选地储氧能力高于第一含二氧化铈材料。第二含二氧化铈材料可以在本领域通常称作“高表面积”二氧化铈。本专利技术的NOx阱催化剂可以包含本领域技术人员已知的另外的组分。例如，本专利技术的催化剂可以进一步包含至少一种粘结剂和/或至少一种表面活性剂。当存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.NOx阱催化剂，其包含基底、第一层和第二层；其中第一层包含NOx阱组合物，该NOx阱组合物包含一种或多种贵金属、NOx储存组分、第一载体材料和第一含二氧化铈材料，其中第一含二氧化铈材料在引入第一层之前进行预老化；和第二层包含铑、第二含二氧化铈材料和第二载体材料，其中第二含二氧化铈材料在引入第二层之前未进行预老化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.02 GB 1614923.91.NOx阱催化剂，其包含基底、第一层和第二层；其中第一层包含NOx阱组合物，该NOx阱组合物包含一种或多种贵金属、NOx储存组分、第一载体材料和第一含二氧化铈材料，其中第一含二氧化铈材料在引入第一层之前进行预老化；和第二层包含铑、第二含二氧化铈材料和第二载体材料，其中第二含二氧化铈材料在引入第二层之前未进行预老化。2.根据权利要求1所述的NOx阱催化剂，其中第一含二氧化铈材料的表面积小于80m2/g。3.根据权利要求1或2的NOx阱催化剂，其中第一含二氧化铈材料的表面积是40-75m2/g。4.根据前述权利要求中任一项所述的NOx阱催化剂，其中该一种或多种贵金属选自钯、铂、金、铑及其混合物。5.根据前述权利要求中任一项所述的NOx阱催化剂，其中该NOx储存组分包含碱土金属、碱金属、稀土金属或其混合物。6.根据前述权利要求中任一项所述的NOx阱催化剂，其中该NOx储存组分包含钡、钕、镧或其混合物。7.根据前述权利要求中任一项所述的NOx阱催化剂，其中该NOx储存组分包含钡。8.根据前述权利要求中任一项所述的NOx阱催化剂，其中第一载体材料选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化铌、氧化钽、氧化钼、氧化钨及其任意两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物。9.根据前述权利要求中任一项所述的NOx阱催化剂，其中第一载体材料是氧化镁-氧化铝。10.根据前述权利要求中任一项所述的NOx阱催化剂，其中第一含二氧化铈材料选自氧化铈、铈-锆混合氧化物和二氧化铈-氧化锆-氧化铝混合氧化物。11.根据前述权利要求中任一项所述的NOx阱催化剂，其中第二含二氧化铈材料的表面积大于80m2/g。12.根据前述权利要求中任一项所述的NOx阱催化剂，其中第二含二氧化铈材料选自氧化铈、铈-锆混合氧化物和二氧化铈-氧化锆-氧化铝混合氧化物。13.根据前述权利要求中任一项所述的NOx阱催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·R·钱德勒，P·R·菲利浦斯，S·D·瑞德，W·斯特雷劳，D·斯瓦洛，
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