[发明专利]NOx存储和还原催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及包含具有通式G/AO/L_xM_yQO_z的材料的NO_x存储和还原催化剂、催化剂的制备方法及其用途，其中L_xM_yQO_z为底物并且G和A₂O沉积在L_xM_yQO_z底物的表面上；其中G为贵金属，A为来自元素周期表的第I族或第II族的元素，L和M独立地选自二价阳离子并且L和M不选择作为相同的二阶阳离子，Q为至少一种三价阳离子，O为氧，x为0至6，y为0至6，x+y为1至6，并且选择z以使x和y的值化学计量平衡，其中G的量为0.5至6wt％，优选0.5至4wt％，A₂O的量为5至30wt％，并且L_xM_yQO_z的量平衡G和A₂O的量以达到100wt％。

技术领域

本发明涉及NO_x存储和还原催化剂。本发明还涉及制备这种催化剂的方法。

背景技术

汽车废气和烟道气所释放的NO_x对于环境保护和人体健康两者均是巨大的麻烦。

NO_x存储-还原催化剂(NSR)在贫燃料与富燃料环境的循环条件下工作。丰田实验室在二十世纪九十年代中期提出了NSR这一概念。在正常驾驶期间使用交替的贫/富燃料条件。在发动机的贫燃料条件下，当氧处于过量时，NO_x吸附在催化剂上，而在富燃料条件下，当还原剂出现时，发生NO_x还原。因此，在原理上，NSR催化剂应具有用于NO_x吸附的位点(碱金属或碱土金属化合物)以及用于NO_x氧化/还原的位点(贵金属)。常规NSR催化剂为Pt-BaO/Al₂O₃，其在250-400℃下操作，这适合于车辆排放。表1总结了全部NSR。

表1.文献中所报道的NSR催化剂

尽管在过去几十年已对NSR催化剂的合成做了大量工作，但是目前每种催化剂仍具有其自身的缺陷和限制，这阻碍了这些NO_x存储和还原催化剂的广泛应用。由于其独特的化学和结构性质，LDH衍生的NSR催化剂吸引了大量注意。例如，由LDH高温煅烧所产生的混合金属氧化物具有表面积大、碱性性质、高金属分散体和相对于烧结稳定的特点。然而，对于LDH-衍生的催化剂，一个主要问题在于它们的NO_x存储能力仍相对较低。另外，NO_x的存储温度也过高(250-400℃)，这不可以用于烟道气。例如，来自石脑油裂解器的烟道气的温度通常在110℃左右。

发明内容

因此，本发明的目标为提供克服现有技术缺点的NO_x存储和还原催化剂，具体地，不仅具有较高NO_x存储能力，而且还具有更宽泛的NO_x存储温度范围的新型NO_x存储和还原催化剂。