[发明专利]冷起动催化剂和它在排气系统中的应用

说明书

公开了一种冷起动催化剂。该冷起动催化剂包含沸石催化剂和负载的铂族金属催化剂。该沸石催化剂包含贱金属、贵金属和沸石。该负载的铂族金属催化剂包含一种或多种铂族金属和一种或多种无机氧化物载体。本发明还包括一种排气系统，其包括该冷起动催化剂。该冷起动催化剂和该方法得到了在冷起动期间改进的NO_x储存和NO_x转化，改进的烃储存和转化，和改进的CO氧化。

本申请是基于申请号为201280031306.2、申请日为2012年5月31日、发明名称为“冷起动催化剂和它在排气系统中的应用”的中国专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及一种冷起动催化剂和它在内燃机排气系统中的应用。

发明背景

内燃机产生了含有多种污染物的废气，包括氮氧化物(“NO_x”)、一氧化碳和未燃烧的烃，其是政府立法的主题。排放控制系统被广泛用于降低这些污染物排放到大气中的量，并且一旦它们达到了它们的运行温度(典型地为200℃和更高)，则通常实现非常高的效率。但是这些系统在低于它们的运行温度，例如在“冷起动”期间是相对低效的。

因为甚至更严格的国家和地区立法降低了可以从柴油机或者汽油机排放的污染物的量，因此降低冷起动期的排放正在变成一个主要的挑战。因此，持续开发了用于降低在冷起动条件过程中NO_x和烃的排放水平的方法。

对于冷起动烃控制来说，已经研究了基于沸石的烃捕集组分。在这些系统中，沸石在起动期间吸收和储存烃，并且当废气温度高到足以解吸烃时则释放出所储存的烃。随后当下游催化组分达到它们的运行温度时，该解吸的烃被转化。

对于冷起动NO_x控制来说，特别是在贫燃条件下，已经研究了NO_x储存和释放催化剂。该催化剂在预热期间吸附NO_x和在更高的废气温度热解吸NO_x。下游催化剂(例如选择性催化还原(“SCR”)或者NO_x吸附剂催化剂(“NAC”))有效地将解吸的NO_x还原成氮。

典型地，NO_x吸附剂材料由无机氧化物组成，例如氧化铝、二氧化硅、氧化铈、氧化锆、二氧化钛或者混合氧化物，其涂覆有至少一种铂族金属。PCT国际申请WO 2008/047170公开了一种系统，其中来自贫燃废气的NO_x在低于200℃的温度被吸附，随后在高于200℃热解吸。据教导，该NO_x吸附剂的组成为钯和氧化铈或者混合氧化物或复合氧化物，其含有铈和至少一种其他的过渡金属。

PCT国际申请WO 2004/076829公开了一种废气净化系统，其包括排列在SCR催化剂上游的NO_x储存催化剂。该NO_x储存催化剂包括至少一种碱金属、碱土金属或者稀土金属，其用至少一种铂族金属(Pt、Pd、Rh或者Ir)涂覆或者活化。据教导，一种特别优选的NO_x储存催化剂包括用铂涂覆的氧化铈，和基于氧化铝的载体上作为氧化催化剂的另外的铂。EP1027919公开了一种NO_x吸附剂材料，其包含多孔载体材料，例如氧化铝、沸石、氧化锆、二氧化钛和/或氧化镧，和至少0.1wt％的贵金属(Pt，Pd和/或Rh)。一个例子是负载在氧化铝上的铂。