[发明专利]用于柴油机废气的氧化催化剂

说明书

描述了一种用于处理柴油机产生的废气的氧化催化剂，其包含催化区和基底，其中该催化区包含催化材料，该催化材料包含：铋(Bi)、锑(Sb)或其氧化物；铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)，(ii)钯(Pd)，和(iii)铂(Pt)和钯(Pd)；和载体材料，其是难熔氧化物；其中该铂族金属(PGM)负载于该载体材料上；和其中该铋(Bi)、锑(Sb)或其氧化物负载于该载体材料上，和/或该难熔氧化物包含该铋、锑或其氧化物。

发明领域

本发明涉及一种用于处理柴油机产生的废气的氧化催化剂和排气系统。本发明进一步涉及一种包含所述氧化催化剂或排气系统的车辆。

发明背景

总的来说，存在四类被全世界政府间组织立法反对的污染物：一氧化碳(CO)，未燃烧的烃(HC)，氮氧化物(NO_x)和颗粒物质(PM)。随着车辆发动机废气中的污染物可允许排放的排放标准变得日益收紧，需要提供改进的催化剂，其能够满足这些标准，并且成本有效。

对于柴油机，氧化催化剂(经常称作柴油氧化催化剂(DOC))典型地用于处理这种发动机产生的废气。柴油氧化催化剂通常催化(1)一氧化碳(CO)到二氧化碳(CO₂)的氧化，和(2)HC到二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)的氧化。柴油机，特别是轻型柴油机车辆的废气温度相对低(例如约400℃)，因此一个挑战是开发具有低“起燃”温度的耐久的催化剂配制物。

氧化催化剂例如DOC的活性经常以它的“起燃”温度来测量，“起燃”温度是催化剂开始进行特定的催化反应或者将该反应进行到某个水平时的温度。通常，“起燃”温度以反应物转化例如一氧化碳转化的具体水平来给出。因此，T50温度经常被引述为“起燃”温度，因为它代表了催化剂以50％效率催化反应物转化时的最低温度。

柴油机的排气系统可以包括几个排放物控制装置。每个排放物控制装置具有专门的功能，并且负责处理废气中的一类或多类污染物。上游排放物控制装置例如氧化催化剂的性能会影响下游排放物控制装置的性能。这是因为来自于上游排放物控制装置的出口的废气被送入下游排放物控制装置的入口。排气系统中每个排放物控制装置之间的相互作用对于该系统的总效率是重要的。

氧化催化剂还可以经配制以将存在于废气中的一些一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO₂)。即使二氧化氮(NO₂)本身是污染物，但是NO转化成NO₂会是有益的。产生的NO₂可以用于再生已经被例如下游柴油机颗粒过滤器(DPF)或下游催化型烟灰过滤器(CSF)捕集的颗粒物质(PM)。通常，氧化催化剂产生的NO₂使来自于氧化催化剂出口的废气中的NO₂:NO之比与入口的废气相比增加。这种增加的比率对于包含下游选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRF^TM)催化剂的排气系统会是有利的。由柴油机直接产生的废气中的NO₂:NO之比对于最优的SCR或SCRF催化剂性能来说可能过低。

发明内容

本发明提供一种用于处理柴油机产生的废气的氧化催化剂，其包含催化带和基底，其中该催化区包含催化材料，该催化材料包含：

铋(Bi)、锑(Sb)或其氧化物；

选自(i)铂(Pt)，(ii)钯(Pd)和(iii)铂(Pt)和钯(Pd)的铂族金属(PGM)；和

作为难熔氧化物的载体材料；

其中该铂族金属(PGM)负载于该载体材料上；和其中该铋(Bi)、锑(Sb)或其氧化物负载于该载体材料上，和/或该难熔氧化物包含该铋(Bi)、锑(Sb)或其氧化物。

本发明人惊讶地发现：