[发明专利]用于汽车排放控制的催化器

说明书

一种汽车催化转化器，包括：具有Rh作为唯一贵金属的三元催化器，所述三元催化器被配置为前部区域；以及具有Rh和Pd、Pt或两者的混合物的三元催化器，所述三元催化器被配置为后部区域，使得来自内燃机的排气穿过所述前部区域，之后穿过所述后部区域，以使所述催化转化器的硫中毒最小化。

技术领域

本公开涉及一种汽车三元催化器(three-way catalyst，TWC)及其生产方法。

背景技术

减少排气尾管排放是汽车行业的挑战性目标。随着排气尾管排放的可接受值的持续降低，必须不断提高技术以达到标准。已集中于减少各种碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和单氮氧化物NO和NO₂(NOx)排放做出了许多努力。已经开发出能够转化HC物质、CO和NOx的各种催化器。但是，提供具有成本效益的能够有效转化的TWC仍然是一项挑战。

发明内容

在至少一个实施例中，公开了一种汽车催化转化器。所述催化转化器包括：包含Rh作为唯一贵金属的三元催化器，所述三元催化器被配置为前部区域；以及包含Rh和Pd、Pt或两者的混合物的三元催化器，所述三元催化器被配置为后部区域，使得来自内燃机的排气穿过所述前部区域，之后穿过所述后部区域，以减轻所述催化转化器的硫中毒。基于每整体式基材体积的总PGM装载量，所述前部区域中的Rh装载量可为约4至45g/ft³(克/英尺³)(0.14至1.59g/dm³(克/分米³))。所述前部区域中的Rh装载量可以是所述后部区域中的Rh装载量的5倍高。所述转化器还可包括另外区域，所述另外区域包括包含Rh作为唯一贵金属的三元催化器，所述另外区域被布置成使得所述后部区域夹在所述前部区域与所述另外区域之间。所述前部区域与所述后部区域的长度/体积比可为约100至1，但不同于50/50。所述前部区域可形成总转化器体积的约5％，并且所述后部区域可形成所述总转化体积的约95％。所述转化器可以是紧密耦接式转化器。所述转化器可包括孔隙率为约50％-80％的支撑件。

在替代实施例中，公开了一种汽车催化转化器。所述转化器可包括包含Rh作为唯一贵金属的三元催化器，所述三元催化器被布置为顶层。所述转化器还可包括包含Rh、Pd、Pt、Ru或其组合的混合物的三元催化器，所述三元催化器被配置为底层。所述顶层和所述底层可被配置为离散层，使得来自内燃机的排气穿过所述顶层，之后穿过所述底层，以减轻所述催化转化器的硫中毒。所述转化器还包括包含铝和CZO的支撑件，所述CZO具有Ce和Zr，Ce:Zr的比为约0至100。基于每整体式基材体积的总PGM装载量，所述顶层中的Rh装载量可为约4至45g/ft³(0.14至1.59g/dm³)。所述底层可包含Rh，所述底层中的Rh装载量是所述顶层中的Rh装载量的约五分之一。所述顶层、所述底层或两者都可具有至少第一区域和第二区域，这些区域是具有不同PGM装载量的离散区域。基于每整体式基材体积的总PGM装载量，所述顶层的第一区域可具有约4至45g/ft³(0.14至1.59g/dm³)的Rh装载量，并且所述顶层的第二区域具有是所述第一区域的约五分之一的Rh装载量。所述底层除了Pd之外可不包括其他贵金属。

在又另一实施例中，公开了一种汽车催化转化器。所述转化器可包括：包含布置在支撑件的单一贵金属的第一三元催化器，所述第一三元催化器作为顶层；以及包含至少Rh作为贵金属的第二三元催化器，所述第二三元催化器被配置为底层。所述顶层和所述底层可被配置成使得来自内燃机的排气穿过所述顶层，之后穿过所述底层，以减轻所述催化转化器的硫中毒。所述顶层和所述底层可包含Rh作为唯一贵金属，使得所述顶层中的Rh装载量不同于所述底层中的Rh装载量。所述单一贵金属可以是Rh。所述底层可包含Rh、Pd、Pt、Ru或其组合。所述转化器还可包括包含Rh作为唯一贵金属的第三三元催化器，所述第三三元催化器形成离散层，所述离散层被配置成使得所述第一三元催化器和所述第三三元催化器将所述第二三元催化器夹在其间。所述顶层与所述底层的长度/体积比为约100至1，但不同于50/50。