[发明专利]具有改进的水热稳定性和NOX转化率的NOX储存催化剂

说明书

本发明公开一种用于处理废气排放，诸如氧化未燃尽的烃类(HC)和一氧化碳(CO),以及捕集并还原氮氧化物(NO_x)的贫NO_x捕集器。氮氧化物储存催化剂可包括在基底上的层，所述层包括具有氧化铈相的氧化铈‑氧化铝粒子，所述氧化铈相以基于氧化物计占复合物约20重量％到约80重量％的范围存在，支撑在所述氧化铈‑氧化铝粒子上的碱土金属组分，其中所述CeO₂是以水热稳定的微晶形式存在且在2％O₂和10％N₂中的蒸汽中在950℃下老化5小时后具有小于的平均微晶尺寸。

技术领域

本发明是针对氮氧化物储存材料以及其使用方法。更特定来说，本发明是关于耐热老化的NO_x储存材料和使用该材料的方法。氮氧化物储存材料可为用于处理废气流，尤其那些从贫燃汽油发动机排出的废气流的催化捕集器的一部分。

发明背景

必须还原从贫燃发动机排放的氮氧化物(NO_x)以满足排放法规标准。常规三路转化(TWC)汽车催化剂适合用于去除以化学计量或接近化学计量的空气/燃料条件下操作的发动机废气中的NO_x、一氧化碳 (CO)和烃(HC)污染物。会产生化学计量条件的空气对燃料的精确比例随燃料中的碳和氢的相对比例而变化。14.65:1的空气对燃料(A/F)比 (空气重量比燃油重量)是对应于燃烧具有平均式CH_l.88的烃燃料(例如汽油)的化学计量比。由此符号λ用于表示给定燃料的特定A/F比除以化学计量A/F比的结果，从而使；λ＝1是化学计量混合物，λ>1是贫燃料混合物，且λ<1是富燃料混合物。

发动机，特别是用于载客汽车之类的汽油燃料发动机被设计为在贫条件下操作来作为一种燃料经济措施。这类未来发动机被称为“贫燃发动机”。也就是说，将供给到这种发动机的燃烧混合物中的空气对燃料的比例保持在化学计量比相当以上(例如，以18:1的空气对燃料的重量比)，使得所得的废气是“贫”，即，废气的氧含量相对较高。尽管贫燃发动机提供先进的燃油经济性，但是它们具有的缺点，即常规TWC催化剂因为在废气中过量的氧气而不能有效地还原此类发动机的NO_x排放。尝试克服此问题包括使用NO_x捕集器。这类发动机的废气用催化剂/NO_x吸附剂进行处理，其在贫(富氧)操作期间储存 NO_x，并在富(富燃料)操作期间释放所储存的NO_x。富(或化学计量) 操作期间，催化剂/NO_x吸附剂的催化剂组分促进NO_x通过NO_x(包括从NO_x吸附剂释放的NO_x)与存在于废气中的HC、CO和或/氢气反应还原为氮气。

柴油发动机提供比汽油发动机更好的燃油经济性，且通常是在贫条件下操作100％时间，其中由于过量氧气的存在下，NO_x的还原是困难的。在这种情况下，催化剂/NO_x的吸附剂是有效用于储存NO_x。如在汽油部分贫燃应用的情况下，NO_x储存模式后，必须利用瞬态富条件以释放/还原所储存的NO_x为氮气。在柴油发动机的情况下，此瞬态还原条件将需要独特的发动机标定或喷射柴油燃料进入废气以创建下一还原环境。