[发明专利]用于将排气流中的NO氧化成NO2的耐老化催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种含铂沸石。本发明还涉及制备本发明所述的含铂 沸石的方法，所述沸石作为氧化催化剂和油气藏的用途以及包含本发 明沸石的催化剂组分。

背景技术

在早期的内燃机排气的净化中，只有来自汽油机的排气可以用三 效催化剂(TWC)净化。氮氧化物用还原烃(HC)和一氧化碳(CO) 还原。

在约15年内，也试图用催化剂后处理来自柴油机的排气。来自柴 油机的废气包含一氧化碳、未燃烃、氮氧化物和作为空气污染物的烟 灰颗粒。未燃烃包括烷烃、烯烃、醛和芳烃。

柴油内燃机的排气系统通常包含下列组件：

●用于氧化烃和作为冷起动油气藏的柴油机氧化催化剂(DOC)；

●用于减少颗粒排放的柴油机颗粒过滤器(DPF)；

●任选用于分解尿素的水解催化剂；

●用于还原氮氧化物的SCR(选择性催化还原)催化剂；

●作为氨氧化催化剂的阻隔(barrier)催化剂。

对于DOC(柴油机氧化催化剂)本领域技术人员理解为优选作为 冷起动油气藏并且在常规操作中氧化未燃烃的催化剂。用催化剂处理 来自柴油内燃机的排气需要改变催化剂材料的设计，因为不像汽油机， 柴油机通常在氧过量下运行并且因此催化剂从不经历还原状态。

因为颗粒物的问题成为讨论的主题，颗粒过滤器仍然连接至DOC 的下游。将颗粒过滤器(DPF，柴油机颗粒过滤器)用于过滤出来自内 燃机、特别是柴油机排气的烟灰颗粒，并且由此减少其释放入环境中。 使用各种过滤器的设计，例如所谓的“壁流式过滤器”或由陶瓷或金 属泡沫制成的过滤器。然而，真正的问题不是烟灰颗粒的过滤，而是 所用过滤器的再生。取决于操作控制的颗粒的组成，炭黑仅在500℃和 700℃之间的温度下自燃。

新生的颗粒过滤器必须是活性再生的。这意味着必须在DOC上重 复产生该高温从而使下游DPF上的烟灰着火并烧除。因此，目前DOC 的热老化就起到了十分重要的作用。

新生的柴油机动车目前在柴油机颗粒过滤器的下游安装有可以借 助于所谓的SCR催化剂影响氮氧化物选择性催化还原的组件。SCR(选 择性催化还原)是指来自内燃机排气以及粉末状态的氮氧化物的选择 性催化还原。只有氮氧化物NO和NO₂(通常被称为NO_X)用SCR催化剂 选择性还原，其中通常混合NH₃(氨)用于反应。因此，只有无害物质 水和氮气作为反应产物形成。

因此，除了烃的氧化，NO到NO₂的氧化目前在柴油机氧化催化剂 中特别重要。NO₂使得下列柴油机颗粒过滤器的再生、即烟灰燃尽更容 易(例如参见J.Choo等人，Science of the total environment(2008) 396-401；M.Jeguirim等人，Applied Catalysis B：Environmental，76(2007)， 235-240或K.Yamamoto等人，Proceedings of the Combustion institute， 付印的文章(article in press))。另外，NO/NO₂混合物可以比纯NO 更快地通过用氨选择性催化还原(SCR)而分解成氮气和空气(例如参 见A.Grossale等人，Journal of Catalysis，256(2008)，312至322或M. Schwidder等人，Journal of Catalysis，259(2008)，96至103)，因此在催化 剂老化之后，对于NO到NO₂的氧化，DOC的活性仍然必须非常高。

因此，在后处理柴油机排气的操作条件下，具有比到目前为止在 现有技术中已可能的老化趋势更低的老化趋势的催化剂是必须的。

除了Pt基催化剂，包含Pt和Pd的催化剂也在现有技术中也是已知 的。另外，DOC通常包含当冷时(冷起动情况)用于储存烃的沸石， 从而减少烃的冷起动释放。