[发明专利]一种以类水滑石为前驱物的氮氧化物储存催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种以类水滑石为前驱物的氮氧化物储存催化剂。

本发明还涉及上述氮氧化物储存催化剂的制备方法。

本发明还涉及上述氮氧化物储存催化剂的用途。

背景技术

具有较高燃油经济性的稀燃汽油机和柴油机已被广泛应用。然而稀燃汽油机和柴油机排放尾气中的NO_x已成为大气污染的重要来源。大气中过量NO_x会造成严重的环境污染，引起光化学烟雾，导致酸雨的形成，对人体和其它生物危害极大。因此减少机动车污染物排放的研究，特别是尾气中NO_x控制技术的研究，已成为国际上环境催化领域的研究热点。传统的三效催化剂是一种比较成熟的汽油车尾气净化技术，能够在理论空燃比(14.7)的操作条件下较好的催化转化NO_x为N₂。但稀燃汽油机和柴油机均在富氧条件下运行，发动机排气中含有过量氧。在富氧条件下传统三效催化剂对NO_x催化净化能力显著下降。NO_x储存还原技术已被证明是一种能够在富氧条件下有效去除NO_x排放的实用技术，该技术中使用一种NO_x储存还原催化剂。NO_x储存还原催化剂一般以贵金属作为催化活性成分，使用碱和/或碱土金属氧化物作为NO_x储存剂。NO_x储存还原催化剂操作原理如下：在发动机稀燃运转条件下，将排气中NO氧化成NO₂并以硝酸盐及亚硝酸盐的形式储存；在NO_x储存到一定量时，通过发动机控制或者向NO_x储存还原催化剂上游气流中加入还原剂，使发动机排气处于理论空燃比或者富燃条件，此时储存的NO_x快速释放，并被气流中的HC和CO等还原剂还原为N₂，同时催化剂的NO_x储存能力得到恢复。因为碱金属、碱土金属氧化物，一些稀土金属氧化物和过渡金属氧化物具有很好的与NO_x形成硝酸盐的能力，在NO_x储存还原催化剂中使用的NO_x储存催化剂多含有以上这些氧化物。目前研究较为广泛的NO_x储存催化剂体系包括负载型催化剂，如：Pt/BaO/Al₂O₃，Fe/BaO/Al₂O₃，Rh/BaO/Al₂O₃；钙钛矿型和尖晶石型复合氧化物催化剂，如：BaFeO₃、BaSnO₃、BaZrO₃、BaAl₂O₄等；固溶体复合氧化物催化剂，如：CuO-CeO₂、CeO₂-MnO₂等。现有的NO_x储存催化剂普遍存在储氮性能(储量与寿命)差、脱附性能差、抗硫性能弱、水热稳定性差及贵金属成本高等不足。人们进行了大量研究工作试图克服这些不足，开发高效、低成本氮氧化物储存催化剂。