[发明专利]三效催化剂及耐磷催化剂涂层结构

说明书

公开了一种耐磷或抗磷的三效催化剂(TWC)。TWC可以包括限定多个通道的基底。TWC可以包括覆盖基底并分别具有第一涂层负载量和第二涂层负载量的前涂层部分和后涂层部分，第一涂层负载量至多为2.0g/in³且少于第二涂层负载量。前涂层部分可以包括负载在载体材料上的催化剂材料，载体材料包括诸如氧化铈或CZO的铈氧化物或者诸如AlPO₄或CePO₄的预磷化材料。在一个实施例中，载体材料可以包括至少85wt％的铈氧化物或至少85wt％的含磷酸盐材料。前涂层部分及其下方的基底可以包括三效催化剂的3体积％至25体积％，或者前涂层部分可以覆盖多达基底的初始轴向长度的15％。

技术领域

本公开涉及例如用于车辆排气系统的耐磷催化剂涂层结构。

背景技术

在冷启动条件下，大多数汽油和柴油车辆在排气催化剂已经达到起燃温度(light-off temperature)之前(例如，在其完全起作用之前)排放碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物(NO_x)排放物。因为较少的排气热量对三效催化剂(TWC)可以是可用的，从而增加使催化剂达到起燃温度所消耗的时间，所以增大发动机效率和增加涡轮增压的使用会使该问题恶化。TWC通常由负载到诸如堇青石基底的载体材料上的涂层组成。基底和涂层两者对催化剂的总热质量做出贡献。减少基底热质量已经被用作减少催化剂的热容的方法，这可能导致催化剂起燃更快。

发明内容

在至少一个实施例中，提供了一种三效催化剂(TWC)。TWC可以包括：基底，限定多个通道；前涂层部分和后涂层部分，覆盖基底并分别具有第一涂层负载量和第二涂层负载量，第一涂层负载量至多为2.0g/in³且小于第二涂层负载量，其中，前涂层部分包括负载在载体材料上的催化剂材料，载体材料包括至少85wt％的铈氧化物。

在一个实施例中，载体材料包括至少95wt％的铈氧化物。铈氧化物可以包括CeO₂和氧化铈锆(CZO)中的至少一种。载体材料可以不包括氧化铝。在一个实施例中，前涂层部分和基底的覆盖有前涂层部分的部分包括三效催化剂的3体积％至25体积％。在另一实施例中，前涂层部分覆盖多达基底的轴向长度的15％。催化剂材料可以包括铂族金属(PGM)。在一个实施例中，第一涂层负载量至多为1.5g/in³，第二涂层负载量至少为3.0g/in³。前涂层部分与后涂层部分可以一起基本上覆盖基底的整个轴向长度。

在至少一个实施例中，提供了一种TWC。TWC可以包括：基底，限定多个通道；前涂层部分和后涂层部分，覆盖基底并分别具有第一涂层负载量和第二涂层负载量，第一涂层负载量至多为2.0g/in³且小于第二涂层负载量，其中，前涂层部分包括负载在载体材料的表面上的催化剂材料，载体材料包括至少85wt％的含磷酸盐材料。

含磷酸盐材料可以包括AlPO₄、ZrP₂O₇、CePO₄和LaPO₄中的一种或更多种。在一个实施例中，在前涂层部分中至少75wt％的催化剂材料负载在含磷酸盐材料的表面上。第一涂层负载量可以至多为1.5g/in³，第二涂层负载量可以至少为3.0g/in³。前涂层部分可以覆盖多达基底的轴向长度的15％。在一个实施例中，前涂层部分包括：底涂层，接触基底并包括负载在所述载体材料的所述表面上的所述催化剂材料；顶涂层，覆盖底涂层并包括负载在包括至少85wt％的铈氧化物的载体材料上的催化剂材料。底涂层和顶涂层可以均具有0.2g/in³至1.0g/in³的涂层负载量。

在至少一个实施例中，提供了一种TWC。TWC可以包括：基底，限定多个通道；涂层，覆盖多达基底的初始轴向长度的15％并具有至多2.0g/in³的涂层负载量，其中，涂层包括负载在载体材料上的催化剂材料，载体材料包括至少85wt％的铈氧化物或至少85wt％的含磷酸盐材料。