[发明专利]钯柴油机氧化催化剂

说明书

提供了一种用于减少稀燃发动机的废气排放的氧化催化剂复合材料，所述催化剂复合材料包括具有长度、入口端和出口端的支承基底和涂布在所述支承基底上的氧化催化剂材料。所述氧化催化剂材料可包括第一层和第二层。第一层可包括包含二氧化铈并被钯(Pd)组分和包含镁(Mg)、铑(Rh)和铂(Pt)中的一种或多种的第二组分浸渍的第一储氧组分。第二层可包括被铂(Pt)和钯(Pd)浸渍的耐火金属氧化物组分，其中Pt/Pd比为大约0:10至大约10:0。

发明领域

本发明涉及包含被钯(Pd)组分和至少一种第二组分浸渍的多孔储氧组分的柴油机氧化催化剂组合物、这样的催化剂组合物的制备方法和用途、和使用这样的催化剂组合物的催化剂制品和系统。

发明背景

柴油机的排放物包括颗粒物(PM)、氮氧化物(NO_x)、未燃烃(HC)和一氧化碳(CO)。NO_x是用于描述氮氧化物的各种化学物类的术语，尤其包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)。排气颗粒物的两种主要组分是可溶有机成分(SOF)和烟炱成分。SOF成层凝结在烟炱上，并通常源自未燃柴油燃料和润滑油。SOF可以根据排气的温度以蒸气或以气溶胶(即液体冷凝物的微滴)形式存在于柴油机排气中。烟炱主要由碳粒子构成。排气的HC含量可随发动机类型和运行参数而变，但通常包括各种短链烃，如甲烷、乙烯、乙炔、丙烯等。

铂族金属(PGM)基催化剂可用于处理柴油机的排气，以通过催化这些污染物氧化成二氧化碳和水而转化烃和一氧化碳。此外，含有铂的氧化催化剂促进NO氧化成NO₂。对于重型柴油机系统，此类催化剂通常包含在再生柴油机氧化催化剂(DOC)系统、催化剂滤烟器(CSF)系统或综合DOC-CSF系统内。将这些催化剂系统置于来自柴油机动力系统的排气流径中以在其排放到大气中之前处理所得排气。通常，柴油机氧化催化剂沉积在陶瓷或金属基底上。为了另外还原NO_x物类，这些系统还通常包括在DOC催化剂下游的至少一种选择性催化还原(SCR)催化剂。在轻型和中型应用中，该系统可含有稀燃NOx捕集器(LNT)，其有助于储存和还原NO_x以及从排气料流中除去一氧化碳和未燃烃。

催化剂通常通过它们的起燃(light-off)温度或达到50％转化的温度(也称作T₅₀)定义。用于处理内燃机排气的催化剂在相对低温运行期间，如发动机运行的初始冷启动期间不太有效，因为发动机排气没有在足够高以发生高效催化转化的温度下。下游催化剂组件，如SCR催化剂特别如此，其要花费几分钟才能达到合适的运行温度。

在本领域中仍然需要提供具有低起燃温度的催化剂。这样的催化剂有时具有催化剂内的PGM的硫中毒问题。因此，希望提供具有比传统PGM催化剂低的起燃温度以及抗硫中毒的催化剂。

发明概述

本发明提供一种柴油机氧化催化剂(DOC)组合物，所述组合物包含与可用于稳定PGM材料的掺杂剂结合的至少一种铂族金属(PGM)材料。在各种实施方案中，提供了一种用于减少稀燃发动机的废气排放的氧化催化剂复合材料，所述催化剂复合材料包含具有长度、入口端和出口端的支承基底和涂布在所述支承基底上的氧化催化剂材料。所述氧化催化剂材料可包含第一层和第二层，其中第一层包含被钯(Pd)组分和被第二组分浸渍的第一储氧组分，所述第二组分包含镁(Mg)、铑(Rh)和铂(Pt)中的一种或多种，且其中第二层包含被铂(Pt)和钯(Pd)浸渍的耐火金属氧化物组分，其中Pt/Pd比在大约0:10至大约10:0范围内(例如1:1、2:1、4:1、1:2、1:4、1:10等)。在各种实施方案中，所述支承基底可选自流通型整料、壁流式整料、泡沫或网。