[发明专利]包含组合PGM和OSC的催化制品

说明书

本发明提供了催化材料和由其制成的催化制品。该催化材料特别可包括包含至少一种铂族金属和至少一种稀土金属氧化物的固溶体的储氧组分。在一个或多个实施方案中，催化材料可包括铂族金属(例如钯)和混合金属氧化物(例如二氧化铈/氧化锆)的固溶体。

发明领域

本发明涉及催化材料和由其制成的催化制品。本发明特别涉及至少一种铂族金属和至少一种稀土金属氧化物的固溶体和由其形成的催化制品。背景

三效转化(TWC)催化剂在发动机排气料流中用于催化排气料流中的未燃烃(HCs)和一氧化碳(CO)的氧化以及催化氮氧化物(NOx)还原成氮。储氧组分(OSC)在TWC催化剂中的存在允许氧气在稀燃条件过程中储存以促进吸附在催化剂上的NOx的还原，并在富燃条件过程中释放以促进吸附在催化剂上的HCs和CO的氧化。TWC催化剂通常包含位于载体，如高表面积耐火氧化物载体，例如高表面积氧化铝或复合载体，如二氧化铈-氧化锆复合材料上的一种或多种铂族金属(例如铂、钯、铑和/或铱)。该载体承载在合适的支承体或基底，如包含耐火陶瓷或金属蜂窝结构的整料支承体、或耐火粒子，如合适的耐火材料的球体或短挤出片段上。

TWC的高转化效率只能在极窄的空燃比“工作窗口”内实现。在实践中，由于发动机的运行模式改变，空燃比必定在一定程度上(通常1±0.05)围绕理论值波动。因此，TWC不能同时清除所有三种污染物(HCs、CO和NOx)。因此对优异的TWC而言非常基本和必要的是甚至在反复暴露于实际汽车排气环境后也具有大工作窗口。将储氧剂添加到TWC中扩大工作窗口，因此实现在稀燃和富燃条件下的最佳工作效率。

由于OSCs的巨大成本，希望提供可在TWCs中提供效力的其它材料。因此，在本领域中仍然需要热稳定并有效利用其成分的催化材料。

发明概述

本发明提供催化材料和催化制品。在一个或多个实施方案中，本发明特别涉及可用作如三效催化剂中的储氧组分的材料。考虑到在固溶体中提供的铂族金属(PGM)和稀土金属之间的改进的相互作用，本材料可表现出改进的性质。例如，所述材料可以共沉淀以形成固溶体。PGM可与单一金属组合或可在与混合金属氧化物(例如至少两种金属的氧化物，如氧化铈和氧化锆)的固溶体中。

在一些实施方案中，本发明特别可涉及以固溶体形式包含至少一种PGM和至少一种稀土金属氧化物的复合材料。在进一步实施方案中，所述复合材料可相对于一项或多项下列叙述定义，它们可以以任何数量和顺序组合。

PGM可以是钯，可以是不同的PGM，或可以是Pd和一种或多种其它PGM的混合物。

稀土金属氧化物可以是二氧化铈，可以是不同的稀土金属氧化物，或可以是二氧化铈和一种或多种其它稀土金属氧化物的混合物。

复合材料可进一步包含不同金属(例如非稀土金属)的氧化物，如氧化锆。

复合材料可进一步包含镧、钇、钕、钆或镨的一种或多种氧化物。

复合材料可进一步包含铌、铁、镍、银、钴、锰、铜和钨的一种或多种氧化物。

复合材料可进一步包含负载所述固溶体的载体材料。

用于所述固溶体的载体材料可以是氧化铝。

用于所述固溶体的载体材料可以是OSC(例如二氧化铈/氧化锆或类似材料)。

可将所述至少一种PGM和所述至少一种稀土金属的固溶体浸渍在载体材料上。

固溶体可以是所述至少一种PGM和所述至少一种稀土金属氧化物的共沉淀物。

复合材料可包括不是所述固溶体的一部分(即与所述固溶体分开添加到复合材料中)的至少一种其他PGM。

复合材料可包括不是所述固溶体的一部分(即与所述固溶体分开添加到复合材料中)的至少一种其他稀土金属氧化物。