[发明专利]用于柴油机颗粒过滤器的催化剂,其制备方法,以及包含其的柴油发动机的煤烟降低装置

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求2010年7月9日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2010-0066378的优先权和权益，在此引入其全部内容作为参考用于所有目的。 

技术领域

本发明涉及用于柴油机颗粒过滤器的催化剂、其制备方法以及包含其的柴油发动机的煤烟降低装置。更特别地，本发明涉及用于柴油机颗粒过滤器的催化剂，其制备方法以及包含其的柴油发动机的煤烟降低装置，其中所述用于柴油机颗粒过滤器的催化剂尽管在高温或硫化条件下长时间使用，但是仍可保持高催化活性并实现高的一氧化氮(NO)转化效率。 

背景技术

通常，尽管柴油发动机由于燃烧在空气过量比例高的状态下(其由于柴油发动机的特性)进行而具有优良的燃料效率或输出，一氧化碳(CO)或碳氢化合物的排放量在废气中较少，不像在汽油发动机那样，但是氮氧化物(下文称作“NOx”)和颗粒物质(PM)以大量排放。 

就颗粒物质(PM)的排放而言，大的降低通过燃烧控制确保，但由于颗粒物质(PM)和NOx具有反比关系，若NOx降低，则颗粒物质(PM)增加，且若颗粒物质(PM)降低，则NOx增加，这使得难以控制两者同时降低。 

特别地，最近报导了颗粒物质(PM)是在各种介质中污染大气的最重要的主要因素，且已知其有害地影响人体。作为降低颗粒物质(PM)的方法，将柴油机颗粒过滤器(DPF)安装在柴油车辆中。在 柴油机颗粒过滤器在过滤器中物理收集自柴油发动机排放的颗粒物质(PM)之后，通过后喷射将废气的温度增加至预定的温度或更高的温度，从而使得在过滤器中收集的颗粒物质(PM)燃烧，由此去除颗粒物质(PM)。最近，为了应对全世界增强的废气规定，降低排放的NOx含量的方法为在柴油机颗粒过滤器(DPF)的前端提供用于分解或还原NOx的装置。 

然而，由于用于分解或还原NOx的装置的安装，流入柴油机颗粒过滤器(DPF)的二氧化氮的含量大大降低，使得自然再生效应被在DPF中收集的煤烟与二氧化氮的反应大大恶化。因此，需要开发用于柴油发动机车辆并完全去除由柴油发动机排放的废气和细粉尘的满足废气规定的方法。 

在该背景技术部分公开的信息仅用于提高对本发明的一般背景的理解，而不应作为对该信息形成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。 

发明内容

本发明努力提供用于柴油机颗粒过滤器的催化剂，尽管所述催化剂在高温或硫化条件下长时间使用，其仍可保持高催化活性并实现高的一氧化氮(NO)转化效率。 

此外，本发明努力提供用于柴油机颗粒过滤器的催化剂的制备方法。 

而且，本发明努力提供包含用于柴油机颗粒过滤器的催化剂的柴油发动机的煤烟降低装置。 

本发明的各个方面提供了一种用于柴油机颗粒过滤器的催化剂，该催化剂包含负载于二氧化硅中的铂(Pt)-钕(Nd)合金。 

本发明的其他方面提供了一种用于柴油机颗粒过滤器的催化剂的制备方法，该方法包括在水性溶液中混合铂(Pt)前体和钕(Nd)前体，将铂(Pt)前体和钕(Nd)前体的混合物负载于二氧化硅中，并煅烧负载于二氧化硅中的铂(Pt)前体和钕(Nd)前体的混合物。 

本发明的其他方面提供了一种包含柴油机颗粒过滤器的柴油发动机的煤烟降低装置，所述柴油机颗粒过滤器包含所述催化剂。 

在下文将详细描述根据本发明的各个方面的用于柴油机颗粒过滤器的催化剂、其制备方法和包含其的用于柴油发动机的煤烟降低装置。 

本发明的各个方面提供了一种用于柴油机颗粒过滤器的催化剂，该催化剂包含负载于二氧化硅中的铂(Pt)-钕(Nd)合金。 

在用于柴油发动机的煤烟降低装置中，特别地在柴油机颗粒过滤器中，由于高温条件和连续流入硫，催化剂的活性易于恶化，使得柴油机颗粒过滤器的再生循环被缩短。此外，由于用于分解或还原NOx的装置安装在柴油机颗粒过滤器的前端，通过过滤器中的煤烟与废气的NO₂的反应造成的煤烟的自然再生效应恶化。 

因此，本发明进行了用于柴油机颗粒过滤器中的催化剂的研究，并确定若负载于二氧化硅中的铂(Pt)-钕(Nd)合金在用于柴油机颗粒过滤器的催化剂中使用，尽管其在测试中长时间暴露于高温或硫化条件下，其仍可保持高催化活性并实现高的一氧化氮(NO)转化效率，由此实现本发明。