[发明专利]用于钝化选择性催化还原的催化烟灰过滤器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种催化烟灰过滤器，其包括多孔壁流基材、用于选择性催化还原(SCR)的催化剂、钯组分和铂组分，所述壁流基材包括入口端，出口端，在入口端和出口端之间延伸的基材轴向长度以及由壁流基材的内壁限定的多个通道，其中多个通道包括具有开放入口端和封闭出口端的入口通道以及具有封闭入口端和开放出口端的出口通道；其中所述SCR催化剂提供于入口通道壁的整个表面上以及涂覆有SCR催化剂的通道壁的表面下方的通道壁内的孔的表面的至少一部分上。

技术领域

本发明涉及一种用于处理来自内燃机的排放物的催化烟灰过滤器及其制备方法。此外，本发明还涉及一种可由该制备方法获得的催化烟灰过滤器以及一种用于处理来自内燃机的排放物的方法以及根据本发明的催化烟灰过滤器的用途。

背景技术

引言

正如DiGiulio等在Catalysis Today 2014，231，第33-45页中所概述，稀燃发动机比传统化学计量燃烧发动机更具燃料效率并产生更少二氧化碳。然而，稀燃发动机的全面商业化实施需要开发能够在稀燃排放条件下满足目前排放物法规的成本有效的催化剂，这仍然是一个主要的技术挑战。自二十世纪七十年代后期以来，已经将三元催化剂(TWC)用于同时还原氮氧化物(NOx)和氧化化学计量燃烧发动机排气中存在的未燃烧的烃和一氧化碳(CO)。然而，如果在接近化学计量燃烧方案的非常窄的区域中操作，这些TWC仅能充分地处理污染物，并且如果在稀燃发动机排气中遇到的高得多的O₂浓度下操作，则显示非常低的NOx转化率。在这种情况下，用于还原NOx的两种现有方案包括贫NOx捕集器(LNT)和NH₃选择性催化还原(NH₃-SCR)催化剂。然而，LNT和NH₃-SCR技术均具有不同但显著的缺点。例如，LNT催化剂要求高铂族金属负载量，导致每催化剂的显著成本。NH₃-SCR催化剂较便宜，但是将脲输送至排气料流所需的剂量体系增加了排气体系的总成本。

如DiGiuglio等在Catalysis Today 2014，231，第33-45页中所报道，近来已经论述称作“被动氨(passive-ammonia)”或“较少脲(urea-less)”SCR方法的新技术。如在LNT体系的情况下一样，被动NH₃方法基于周期性贫富循环，但不包括LNT催化剂。而是将TWC用于在富操作期间产生NH₃。随后将由此产生的NH₃存储在下游底架下的SCR催化剂上。在储存了足量NH₃后，发动机切换回贫燃操作，并且将储存的NH₃用于还原由上游TWC泄露的未反应的NOx。

除了所述技术之外，已经努力将SCR催化剂技术结合到烟灰过滤器中以提高排气处理的效率，特别是在涉及使用柴油内燃机的应用中。因此，WO 2012/135871A1涉及用于排放物控制的多组分过滤器，尤其是催化制品，其包括具有透气性壁的壁流过滤器、水解催化剂和任选地烟灰氧化催化剂、渗透过壁的选择性催化还原催化剂、氨氧化催化剂和氧化催化剂以氧化CO和烃。另一方面，WO 2011/140251 A2涉及集成的SCR和氨氧化(ANOX)催化剂体系，尤其是包括通过选择性催化还原来消除氮氧化物的第一区域、氧化氨的第二区域以及氧化一氧化碳和烃的第三区域的催化剂体系。WO 20011/041769 A2涉及用于同时处理柴油发动机排气料流中存在的一氧化碳、氮氧化物、颗粒状物质和气态烃的四元柴油催化剂。

除此之外，在提供高效排气处理体系的尝试中，还提出了多组分体系。因此，WO2010/114873 A2涉及一种排放物处理体系，其具有氨生成催化剂和SCR催化剂，例如NOx存储还原(NSR)催化剂或贫NOx捕集催化剂，以及设置于氨生成催化剂的下游的SCR催化剂。

尽管如此，仍然需要提供一种高效排放物处理体系，其分别使用最小可能数量的组分和少量的其中包含的铂族金属操作，但提供相对于还原排气中的NOx和CO的高效率。

发明内容

详述