[发明专利]对于BaAl2

说明书

本发明涉及用于生产用于氮氧化物储存组分的载体材料的方法，其适用于处理来自贫燃发动机的废气的催化剂，以及按照所述方法制造的载体材料，其对于与钡化合物反应以形成BaAl₂O₄是稳定的。

技术领域

本发明涉及用于生产用于氮氧化物储存组分的载体材料的方法，其适用于处理来自贫燃发动机(lean-burn engine)的废气(exhaust gas)的催化剂，以及按照所述方法可获得的载体材料，其对于与钡化合物的反应以形成 BaAl₂O₄是稳定的。

背景技术

为了减少在贫燃汽油发动机和尤其是柴油发动机的废气中的NOx含量，需要指定的NOx后处理系统(NOx after-treatment system)。在三路催化(three-way catalysis)中，在几乎化学计量条件下，NOx到N₂的还原是可能的。在稀燃发动机的氧化条件下，这种还原是不可能的。因此，已开发了特殊的废气后处理催化剂，其含有在贫燃条件下能够储存NOx(例如作为硝酸盐)的材料。通过施加较少的化学计量(short stoichiometric)或较多的操作条件(rich operation condition)，那么可以将储存的NOx转化成氮气并再生储存材料。这种催化剂通常被称为(贫)NOx捕获催化剂((lean) NOx-trap catalyst)并且例如描述在EP 1317953 A1中。

如在EP 1317953 A1中所描述的，NOx捕获催化剂含有氮氧化物储存材料，其由存储成分组成，所述存储成分以高度分散的方式沉积在适宜的载体材料(support material)上，以产生与废气相互作用的大面积。能够以硝酸盐的形式储存氮氧化物的材料是例如碱土金属，尤其是钡的氧化物、碳酸盐或氢氧化物。

适宜的载体材料必须提供高比表面积和高热稳定性以确保最终催化剂的长期耐久性。此外，载体材料的化学成分和性能会影响NOx捕获催化剂的氮氧化物转化效率和温度操作窗口。

关于在本领域中被充分描述的用作载体材料的之前提到的特性的有益材料是均匀的Mg/Al混合氧化物，其中，基于氧化物的总重量，镁氧化物浓度为1至40wt.％。

术语Mg/Al混合氧化物描述在原子尺度上两种氧化物的混合物，因此排除通过用镁氧化物前体溶液来浸渍铝氧化物所制备的两种单独的氧化物以及材料的物理混合物。优选通过Mg/Al混合氧化物前体的锻烧来获得这种类型的Mg/Al混合氧化物，所述Mg/Al混合氧化物前体是通过醇盐 (alkoxide)的混合物的水解来获得，例如详细描述于DE19503522A1(＝US 6517795)。

通过利用均匀的Mg/Al混合氧化物载体材料(其进一步掺杂有基于铈的氧化物，例如通过用铈氧化物和/或镨氧化物来涂布Mg/Al混合氧化物)，来进一步改善NOx捕获催化剂的活性和耐久性。WO 2005/092481 A1要求保护，当与Mg/Al混合氧化物和铈氧化物的物理混合物相比时，在催化剂性能中观察到的益处与用铈氧化物来掺杂Mg/Al混合氧化物密切相关。

然而，结果表明，当用作现有技术(state-of-the-art)的载体材料的铈氧化物掺杂的均匀的Mg/Al混合氧化物与适宜的作为氮氧化物储存组分的钡化合物结合时，热老化处理(在850℃下，4小时)导致形成BaAl₂O₄。众所周知的是(例如，Jang et.al,CatalysisLetters 77(2001)21)，通过存储成分与部分的载体材料的反应形成BaAl₂O₄导致储存材料的NOx捕获效率的恶化，这是由于这种化合物没有以硝酸盐的形式来储存氮氧化物的能力。因此，为了进一步增强NOx捕获催化剂的热耐久性，需要这样的载体材料，其对于无活性(inactive)BaAl₂O₄的形成具有改善的稳定性。