NOx吸附剂催化剂制造技术

公开了一种NOx吸附剂催化剂组合物，NOx吸附剂催化剂及其在内燃机的排放处理系统中的用途。该NOx吸附剂催化剂组合物包含载体材料和位于该载体材料上的一种或多种铂族金属，其中该载体材料包含NOx储存增强剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】NOx吸附剂催化剂
本专利技术涉及一种NOx吸附剂催化剂组合物，包含该组合物的NOx吸附剂催化剂，和用于包含该NOx吸附剂催化剂的内燃机的排放系统。
技术介绍
内燃机产生含有多种污染物的废气，包括氮氧化物(“NOx”)、一氧化碳和未燃烧的烃，它们是政府立法的对象。越来越苛刻的国家和地区法律已经降低了可以从这样的柴油机或汽油机排放的污染物的量。排放控制系统广泛用于减少排放到大气的这些污染物的量，并且典型地一旦它们达到操作温度(典型地为200℃和更高)，则实现非常高的效率。但是，这些系统在低于它们的操作温度时(“冷启动”期间)是相对低效的。一种用于净化废气的废气处理部件是NOx吸附剂催化剂(或“NOx阱”)。NOx吸附剂催化剂在贫排气条件下吸附NOx，在富条件下释放吸附的NOx，和还原释放的NOx来形成N2的装置。NOx吸附剂催化剂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、碱金属、稀土金属或其组合。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吸附剂催化剂起到三个功能。第一，一氧化氮与氧气在氧化催化剂存在下反应以产生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、氢气和/或烃反应(或经由NHx或NCO中间体)来还原以形成N2。典型地，氮氧化物在废气流中在热、一氧化碳和烃存在下被转化成氮气、二氧化碳和水。典型地，NOx吸附剂材料由无机氧化物例如氧化铝、二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛或混合氧化物组成，该无机氧化物涂覆有至少一种铂族金属。PCT国际申请WO2008/047170公开了一种系统，其中来自于贫废气的NOx在低于200℃的温度被吸附，随后在高于200℃热解吸。据教导，该NOx吸附剂由钯和二氧化铈或者含有铈和至少一种其他过渡金属的混合氧化物或复合氧化物组成。PCT国际申请WO2004/076829公开了一种废气净化系统，其包含布置在SCR催化剂上游的NOx储存催化剂。NOx储存催化剂包含至少一种碱金属、碱土金属或稀土金属，其用至少一种铂族金属(Pt、Pd、Rh或Ir)涂覆或活化。据教导，一种特别优选的NOx储存催化剂包含涂覆有铂的二氧化铈和在基于氧化铝的载体上作为氧化催化剂的另外的铂。EP1027919公开了一种NOx吸附剂材料，其包含多孔载体材料例如氧化铝、沸石、氧化锆、二氧化钛和/或氧化镧，和至少0.1重量％的贵金属(Pt、Pd和/或Rh)。示例了负载于氧化铝上的铂。NOx吸附剂催化剂典型地暴露于循环氧化和还原条件。在氧化周期过程中，NOx储存在催化剂上。在还原周期过程中，NOx释放和/或还原(例如成为N2)。本领域公知(AppliedCatalysisB:Environmental5(1995)367-376)，某些催化剂例如二氧化铈上的铂(Pt-CeO2)可以通过还原预处理来活化。但是，这样的活化仅会在高于相对高的温度实现，并且在再次氧化预处理之后逆转。在低温(典型地低于约200℃)，这些催化剂的NOx储存功能是低效的，并且一直是需要改进的催化剂研发领域。还期望开发这样的催化剂，其在大于具体温度时具有很少或没有NOx储存性能，以允许控制何时释放NOx来用于随后通过例如另外的下游催化剂来转化。使用任何汽车系统和方法，期望在废气处理系统中获得仍然进一步的改进。已经发现一种新的NOx吸附剂催化剂组合物，其具有改进的低温NOx储存特性和改进的NOx释放性能。已经令人惊讶地发现，包含在用某些金属或金属氧化物掺杂的载体上的铂族金属的NOx吸附剂催化剂组合物具有改进的低温NOx储存性能，并且在某些实施方案中其更容易通过还原预处理来活化，并且在暴露于氧化条件之后保持这种活化。
技术实现思路
在本专利技术的第一方面中，提供了一种NOx吸附剂催化剂组合物，其包含载体材料和位于该载体材料上的一种或多种铂族金属；其中该载体材料包含NOx储存增强剂；该一种或多种铂族金属是铂和钯的混合物或合金；和其中该NOx储存增强剂选自钪、钇、镨、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、锶或其金属氧化物。在本专利技术的第二方面中，提供了一种NOx吸附剂催化剂，其包含负载于金属或陶瓷基材上的前述NOx吸附剂催化剂组合物。在本专利技术的第三方面中，提供了一种NOx吸附剂催化剂，其包含前述NOx吸附剂催化剂组合物，其中该催化剂组合物经挤出来形成流通式或滤过式基材。在本专利技术的第四方面中，提供了一种包含前述NOx吸附剂催化剂的用于内燃机的排放处理系统。在本专利技术的第五方面中，提供了一种处理内燃机废气的方法，其包括使该废气与前述NOx吸附剂催化剂接触。在本专利技术的第六方面中，提供了NOx储存增强剂的用途，其用于相对于不含该NOx储存增强剂的等价载体材料来改进载体材料的低温NOx储存能力。在本专利技术的第七方面中，提供了NOx储存增强剂的用途，其用于相对于不含该NOx储存增强剂的等价载体材料来改进载体材料在富吹扫过程中的NOx还原活性。在本专利技术的第八方面中，提供了NOx储存增强剂的用途，其用于相对于不含该NOx储存增强剂的等价载体材料来改进载体材料在富吹扫过程中的N2选择性。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材的粘附涂层。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，如本领域中公知的。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，如本领域中公知的。作为本文使用的，就材料而言的表述“基本上不含”表示少量的材料，例如≤5重量％，优选≤2重量％，更优选≤1重量％。表述“基本上不含”囊括表述“不含”。具体实施方式本专利技术涉及一种NOx吸附剂催化剂组合物，其包含载体材料和位于该载体材料上的一种或多种铂族金属；其中该载体材料包含NOx储存增强剂；该一种或多种铂族金属是铂和钯的混合物或合金；和其中该NOx储存增强剂选自钪、钇、镨、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、锶或其金属氧化物。在本专利技术的一些优选的组合物中，NOx吸附剂催化剂组合物基本上由或者由载体材料，位于该载体材料上的一种或多种铂族金属，和NOx储存增强剂组成；其中该一种或多种铂族金属是铂和钯的混合物或合金；和其中NOx储存增强剂选自钪、钇、镨、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、锶或其金属氧化物。“基本上由……组成”表示可以存在具体的其他组分，即不实质性影响NOx吸附剂催化剂组合物的基本特性的那些。在这样的组合物中，排除了其他NOx储存增强剂，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.NOx吸附剂催化剂组合物，其包含载体材料和位于该载体材料上的一种或多种铂族金属；其中该载体材料包含NOx储存增强剂；该一种或多种铂族金属是铂和钯的混合物或合金；和其中该NOx储存增强剂选自钪、钇、镨、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、锶或其金属氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.04 GB 1616811.41.NOx吸附剂催化剂组合物，其包含载体材料和位于该载体材料上的一种或多种铂族金属；其中该载体材料包含NOx储存增强剂；该一种或多种铂族金属是铂和钯的混合物或合金；和其中该NOx储存增强剂选自钪、钇、镨、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、锶或其金属氧化物。2.根据权利要求1所述的NOx吸附剂催化剂组合物，其中该NOx储存增强剂选自镨、钐、钆或钬或者其金属氧化物。3.根据前述权利要求中任一项所述的NOx吸附剂催化剂组合物，其中该载体材料选自二氧化铈、二氧化铈-氧化锆混合氧化物、二氧化铈-氧化镁-氧化铝混合氧化物和氧化铝-二氧化铈-氧化锆混合氧化物。4.根据权利要求3所述的NOx吸附剂催化剂组合物，其中该载体材料是二氧化铈。5.根据前述权利要求中任一项所述的NOx吸附剂催化剂组合物，其进一步包含钡。6.根据权利要求1-4中任一项所述的NOx吸附剂催化剂组合物，其中该NOx吸附剂催化剂组合物基本上不含钡。7.NOx吸附剂催化剂，其包含负载于金属或陶瓷基材上的根据权利要求1-6中任一项所述的NOx吸附剂催化剂组合物。8.根据权利要求8所述的NOx吸附剂催化剂，其中该基材是流通式整料或滤过式整料。9.NOx吸附剂催化剂，其包含根...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·杜兰马丁，R·R·拉什拉姆，
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