氧化催化剂制造技术

技术编号:8048651 阅读:128 留言:0更新日期:2012-12-07 00:40
包括挤出固体主体的氧化催化剂,该挤出固体主体包括:10-100%重量的至少一种粘结剂/基质组分;5-90%重量的沸石型分子筛,非沸石型分子筛或它们的任何两种或多种的混合物;和0-80%重量的任选稳定化的二氧化铈,该催化剂包括至少一种贵金属和任选的至少一种非贵金属,其中:(i)大部分的该至少一种贵金属位于该挤出固体主体的表面上;(ii)至少一种贵金属被承载于该挤出固体主体的表面上的一个或多个涂层中;(iii)至少一种金属存在于整个挤出固体主体中并且还以更高的浓度存在于该挤出固体主体的表面上;(iv)至少一种金属存在于整个的挤出固体主体中并且还以一个或多个涂层存在于该挤出固体主体的表面上;或(v)至少一种金属存在于整个的挤出固体主体中,以更高的浓度存在于挤出固体主体的表面上并且还以一个或多个涂层存在于该挤出固体主体的表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化催化剂本专利技术涉及包括挤出固体主体的氧化催化剂,其用于处理来自于静止来源和移动即车辆(汽车)应用的的内燃机中的废气排放物。汽车工程师学会(SAE)技术论文2007-01-0658的题目是“Fundamental Studyand Possible Application of New Concept Honeycomb Substrate for EmissionControl"并且公开了包括被分散在催化载体上的钼催化剂的柴油氧化催化剂(DOC),该催化载体包括许多的由粘合剂粘结成全尺寸模块(full size block)的Y -氧化招、无机纤维和(未命名的)粘结材料的挤出片段。钼通过常规的浸溃方法以I. 0-2. 7g/每升的量施加于催化载体上。EP 1739066公开了蜂窝状结构,它包括具有许多通孔的许多蜂窝单元;和经由蜂窝单元(其中通孔没有打开)的各封闭外表面将蜂窝单元彼此连在一起的密封层。该蜂窝单元包括至少无机颗粒,无机纤维和/或晶须(whisker)。例举的无机颗粒是氧化铝,二 氧化钛,硅石和二氧化锆;例举的无机纤维是硅石氧化铝纤维;和例举的无机粘结剂是氧化硅溶胶,氧化铝溶胶,海泡石和凹凸棒石。催化剂组分可承载于蜂窝状结构上。该催化剂组分可以包括选自贵金属(包括钼、钯和铑),碱金属如钾和钠,碱土金属例如钡和氧化物类中的至少一种类型。该蜂窝状结构可用作用于车辆废气的转化的催化转化器例如三效尾气净化催化剂或NOx贮存催化剂。我们现在已经开发了包括挤出固体主体和至少一种金属的氧化催化剂,该催化剂特别可用于内燃机废气的废气后处理领域中。此类废气可来源于静止来源排放物,但是它们已经被开发来尤其用于处理移动的排放物源如轿车、卡车和公共汽车。根据一个方面,本专利技术提供包括挤出固体主体的氧化催化剂,所述挤出固体主体包括10-100%重量的至少一种粘结剂/基质组分;5-90%重量的沸石型分子筛,非沸石型分子筛或它们的任何两种或多种的混合物;和0-80%重量的任选稳定化的二氧化铈,所述催化剂包括至少一种贵金属和任选的至少一种非贵金属,其中(i)大部分的所述至少一种贵金属位于所述挤出固体主体的表面上;(ii)所述至少一种贵金属承载于所述挤出固体主体的表面上的一个或多个涂层中;(iii)至少一种金属存在于整个挤出固体主体中并且还以更高的浓度存在于所述挤出固体主体的表面上;(iv)至少一种金属存在于整个挤出固体主体中并且还承载于所述挤出固体主体的表面上的一个或多个涂层中;或(V)至少一种金属存在于整个挤出固体主体中,以更高的浓度存在于所述挤出固体主体的表面上并且还承载于所述挤出固体主体的表面上的一个或多个涂层中。本专利技术的优点是通过除去常常用于催化涂层中的催化组分,涂层的数量可减少,例如从两层到单层;或单个层可一起被除去并且催化金属可承载于挤出固体主体本身的表面上。这具有降低排气系统中的回压、提高发动机的效率的益处。此外,通过提供未涂布催化剂的可能性,挤出固体主体可在更高的泡孔密度下、提高强度和降低泡孔壁的厚度的情况下制造,这些泡孔壁可改进熄火特性和通过传质提高活性。也有可能的是,相对于在惰性基底整块上的涂层而言,提高在挤出固体主体中活性组分的体积。这种提高的催化剂密度对于长期耐久性和催化剂性能具有优点,这对于车载诊断(on-board diagnostics)是重要的。在机动车辆的领域中的“车载诊断”(OBD)是用于描述由连接到合适的电子管理系统上的探测器的网络所提供的车辆系统的自诊断和报告能力的通用术语。如果检测到问题的话,OBD系统的早期例子会简单地照亮故障指示灯,但是对于问题的本质却没有提供信息。更现代的OBD系统使用标准化数字连接口并且可提供关于标准化诊断故障代码的信息和实时数据的选择,这使得车辆的系统能快速识别和解决问题。当前的OBD要求都要求在排放系统的故障或劣化(将引起排放物超过强制性的阈值)时司机必须得到通知。因此,例如,Euro 4 : 98/69/EC对柴油客车(由70/156/EEC定义的M类车辆)的OBD限制是一氧化碳(CO) -3. 2g/km ;烃类(HC) -0. 4 g/km ;氮氧化物(NOx) -1.2 g/km ;和颗粒物质(PM) 0. 18 g/km。未来车辆排放物法规,特别在美国和欧洲,要求在诊断功能上的较高敏感性,以便 连续地监测排气系统后处理催化剂满足排放法规的能力。例如,Euro 5 :715/2007/EC对于压缩点火(柴油)客车的目前草案OBD限制是C0-1. 9 g/km ;非甲烷烃类(NMHC)-O. 25 g/km ;N0x~0. 54 g/km ;PM_0. 05 g/km。在美国,认为用于汽油/火花点火发动机的催化剂监测的OBD II法规(Title 13,California Code Regulations, Section 1968. 2, Malfunction and Diagnostic SystemRequirements for 2004 and Subsequent Model-Year Passenger Cars, Light-DutyTrucks and Medium-Duty Vehicles and Engines)要求当催化剂体系的监测部分的 NMHC转化效率的平均联邦试验规程(the average Federal Test Procedure) (FTP)测试值降低到低于50%时有故障信号。本专利技术的挤出固体主体一般包括蜂窝形式的单一结构,后者具有从它的第一端延伸到第二端的均匀尺寸和平行的通道。一般,这些通道在第一端和第二端都是开通的一所谓的“穿流式”构型。界定这些通道的通道壁是多孔性的。典型地,外部“皮”包围该挤出固体主体的许多通道。挤出固体主体可从任何所需的横截面(如圆形、正方形或椭圆形)所形成。在许多通道中的各个通道可是正方形,三角形,六边形,圆形的等等。在第一上游末端的通道可被例如合适的陶瓷水泥封闭,并且在第一上游末端上没有被封闭的通道也可在第二下游末端上被封闭以形成所谓的壁流式过滤器。典型地,在第一上游末端上封闭通道的排列类似于具有封闭和开通的下游通道末端的类似排列的方格板(chequer board)。很显然,公开在EP 1739066中的蜂窝状结构具有太低的热震参数(TSP)而不能用于单个单一挤出物中,因为该蜂窝状结构包括被粘结在一起的单独蜂窝单元的组装体。这一排列(在商购的碳化硅蜂窝中也会看到)被设计来避免灾难性的催化剂基底破坏,所述破坏尤其归因于由于挤出材料的较高热膨胀系数(CTE)所引起的热冲击。然而,从单独蜂窝单元制造蜂窝状结构是复杂的、费力的、费时和费钱的并且提高了例如在粘结上的可能的物理破坏模式的数量(与单件挤出相比较)。TSP和CTE的更完整解释可见于“CatalyticAir Pollution Control - Commercial Technology”,第二版,R. M. Heck 等人,JohnWiley & Sons, Inc. , New York, 2002,第7章(相对于穿流式整块)和第9章(对于壁流式过滤器)。因此,优选的是,当用于处理来自静止或移本文档来自技高网...

【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:PJ安德森T巴林格D伯吉尔张晓岚陈海鹰J考西R多特泽R勒佩特JW梅奇H舍德DJW温特博恩
申请(专利权)人:约翰逊马西有限公司
类型:发明
国别省市:

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