用于从汽油内燃机的废气中减排氨的催化剂制造技术

本发明专利技术涉及一种催化剂，该催化剂包括具有在第一端面和第二端面之间延伸的长度

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从汽油内燃机的废气中减排氨的催化剂
[0001]本专利技术涉及一种用于从汽油内燃机的废气中减排氨的催化剂，该催化剂包括若干材料区
。
[0002]在燃烧式发动机领域中众所周知，燃料燃烧是不完全的，并产生污染物排放，如未燃烧的碳氢化合物
(HC)、
一氧化碳
(CO)、
氮氧化物
(NO
x
)
和颗粒物
(PM)。
为了改善空气质量，制定了排放限制法规，以实现来自固定应用和移动源的污染物低排放
。
就客车这样的移动源来说，主要措施能够实现污染物排放减少
。
改进燃料
‑
空气混合作为主要措施大幅减少了污染物
。
然而，由于这些年以来推行更为严格的法规，使用非均相催化剂已变得在所难免
。
[0003]对于汽油发动机，所谓的三元催化剂
(TWC)
能够消除
HC、CO
和
NO
x
。
在
λ
＝
1+/
‑
0.005
附近，即空燃比等于
14.56
的情况下，
TWC
的使用最佳
。
高于这些值，废气被称为稀薄，并且
CO
和
HC
被催化氧化成二氧化碳和水
。
低于该值，废气称作富集，并且
NO
x
主要使用例如
CO
作为还原剂而被还原成氮气
N2。
[0004]在
λ
＝1时实现
HC、CO
和
NO
x
的最佳转化率
。
然而，汽油发动机在振荡条件下运行，即处于略微稀薄和略微富集的条件之间
。
在纯富集的条件下，碳氢化合物的转化率迅速下降
。
为了拓宽
TWC
的最佳运行，在
TWC
的配方中包括了呈
Ce
混合氧化物形式的储氧材料
(OSM)。
[0005]在某些操作条件下，氨可在
TWC
催化剂上形成，导致氨存在于废气料流中
。
考虑到其毒性作用，这是不期望的，因此在废气法规中氨排放越来越受到限制
。
[0006]为了避免氨排放，已经开发了所谓的氨逃逸催化剂
(ASC)
并且主要用于现代柴油发动机的废气中
。ASC
催化剂通常含有铂族金属
(PGM)
组分，特别是铂，以在尽可能低的温度下进行氨的氧化
。
然而，
PGM
基材料不仅将氨氧化成氮气，而且还可以形成氮氧化物，特别是
N2O、NO
和
NO2。
为了改进氨氧化组分的选择性，通常将其与
SCR
催化剂组合，该
SCR
催化剂用于再还原所形成的氮氧化物
。
可使用的
SCR
催化剂例如是不同空间布局的沸石基或钒基
。
在分层布局的情况下，
SCR
层通常覆盖含
PGM
的层
。
[0007]这种概念不能简单地引申到汽油发动机的废气上，因为氨不能在由汽油发动机排出的富集废气中被氧化
。
因此，在将
ASC
催化剂应用于汽油发动机的废气的情况下需要不同的工作模式
。
在富集阶段操作期间，
SCR
层充当缓冲区，储存由上游
TWC
产生的氨
。
在稀薄阶段操作期间，当氧存在于废气料流中时，氨可被
PGM
层氧化
。
[0008]此种操作模式具有以下限制
。
首先，可储存的氨的量受限于
SCR
层的氨储存容量
。
一旦达到容量，将发生氨排放
。
该问题在催化剂老化后可能甚至更严重，老化通常导致氨储存容量的损失
。
第二，在给定温度下储存在
SCR
层上的氨可以在温度升高之后的任何时间解吸
。
若在富集操作期间时发生这样的温度上升，则氨不会被
ASC
催化剂转化，从而导致氨排放
。
[0009]因此，需要一种解决方案来克服这些限制并且进一步降低在汽油发动机的废气中氨排放的可能性
。
[0010]GB1453456A
公开了将氨分解成氮气和氢气的催化剂
。
此类催化剂包括
NiO
和含
NiO
的材料
。
据说含有大量
NiO(
约超过
50
摩尔％
)
的催化剂对氨的分解表现出显著的催化作用
。
[0011]EP0723805A2
描述了一种方法，该方法包括在还原气氛中
(
例如经由三元催化剂
)
将
NOx
组分转化为氨，并且当催化剂的温度在预先确定的温度范围内时在氧化气氛中经由
NH3分解催化剂将氨分解
。
[0012]现已发现下文描述和定义的催化剂解决了上述问题
。
[0013]本专利技术涉及一种催化剂，其包括具有在第一端面和第二端面之间延伸的长度
L
的载体主体以及布置在所述载体主体上的不同组成的材料区
A、
材料区
B
和材料区
C
，其中
[0014]‑
材料区
A
包含铑和
/
或镍和
/
或铈，
[0015]‑
材料区
B
包含铂，并且
[0016]‑
材料区
C
包含能够储存氨并催化
NOx
的选择性催化还原的沸石
。
[0017]在材料区
A
包含铑的情况下，铑优选以铑金属的形式存在
。
在材料区
A
包含镍的情况下，镍优选以氧化镍的形式存在，特别是以
NiO
的形式存在
。
在材料区
A
包含铈的情况下，铈优选以二氧化铈的形式存在，特别是
CeO2。
[0018]在材料区包含铑的情况下，基于载体主体的体积并以铑金属计算，铑通常以
0.01g/l
至
1g/l
的量存在
。
[0019]在材料区包含镍的情况下，基于载体主体的体积并以
NiO
计算，镍通常以
1g/l
至
100g/l
的量存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种催化剂，所述催化剂包括具有在第一端面和第二端面之间延伸的长度
L
的载体主体以及布置在所述载体主体上的不同组成的材料区
A、
材料区
B
和材料区
C
，其中
‑
材料区
A
包含铑和
/
或镍和
/
或铈，
‑
材料区
B
包含铂，并且
‑
材料区
C
包含能够储存氨并催化
NOx
的选择性催化还原的沸石
。2.
根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，基于所述载体主体的体积并以铑金属计算，材料区
A
包含
0.01g/l
至
1g/l
的量的铑
。3.
根据权利要求1和
/
或2所述的催化剂，其特征在于，基于所述载体主体的体积并以
NiO
计算，材料区
A
包含
1g/l
至
100g/l
的量的镍
。4.
根据权利要求1至3中的一项或多项所述的催化剂，其特征在于，基于所述载体主体的体积并以
CeO2计算，所述材料区
A
包含
1g/l
至
100g/l
的量的铈
。5.
根据权利要求1至4中的一项或多项所述的催化剂，其特征在于，材料区
B
包含负载在氧化铝上的铂
。6.
根据权利要求1至5中的一项或多项所述的催化剂，其特征在于，材料区
C
包含
Cu
‑
AEI、Cu
‑
CHA
或
Fe
‑
BEA。7.
根据权利要求1至6中的一项或多项所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括材料区
D
，所述材料区
D
包含能够储存氨并且能够催化
NOx
的选择性催化还原的沸石
。8.
根据权利要求7所述的催化剂，其特征在于，材料区
C
和材料区
D
含有相同量的相同组分
。9.
根据权利要求1至8中的一项或多项所述的催化剂，其特征在于，如果存在材料区
D
的话，所述材料区
A、
材料区
B、
材料区
C
和材料区
D
以涂层的形式存在于所述载体主体上
。10.
根据权利要求9所述的催化剂，其特征在于，
‑
材料区
A
从所述载体主体的所述第一端面开始在长度
L
的
10
％至
90
％上延伸，
‑
材料区
B
从所述载体主体的所述第二端面开始在长度
L
的
10
％至
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：优美科股份公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：