[发明专利]用于柴油机废气的氧化催化剂

说明书

描述了一种用于处理由柴油机产生的废气的氧化催化剂，所述氧化催化剂包括催化区域和基底，其中所述催化区域包含催化材料，所述催化材料包含：铋(Bi)或其氧化物；碱金属或其氧化物；铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)、(ii)钯(Pd)以及(iii)铂(Pt)和钯(Pd)；以及载体材料，所述载体材料包含氧化铝和二氧化硅的混合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的混合氧化物、氧化铝和二氧化硅的复合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的复合氧化物、掺杂有二氧化硅的氧化铝、或掺杂有难熔氧化物的二氧化硅。

技术领域

本发明涉及用于处理由柴油机产生的废气的氧化催化剂和排气系统。本发明还涉及包含氧化催化剂或排气系统的车辆。

背景技术

一般来讲，全世界有四类污染物受政府间组织立法制约：一氧化碳(CO)、未燃烧的烃(HC)、氮氧化物(NO_x)和颗粒物(PM)。随着允许排放来自车辆发动机的废气中的污染物的排放标准逐渐变得越来越严格，需要提供能够满足这些标准并且成本有效的改善的催化剂。

对于柴油机而言，氧化催化剂(通常称为柴油机氧化催化剂(DOC))通常用于处理由此类发动机产生的废气。柴油机氧化催化剂通常催化(1)一氧化碳(CO)氧化成二氧化碳(CO₂)，以及(2)HC氧化成二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)。柴油机，具体地讲轻型柴油车的废气温度相对较低(例如，约400℃)，因此一个挑战是开发具有低“起燃”温度的耐用催化剂制剂。

氧化催化剂诸如DOC的活性通常以其“起燃”温度来测量，所述“起燃”温度是催化剂开始执行特定催化反应或将该反应执行至特定程度时的温度。通常，“起燃”温度根据反应物转化(诸如一氧化碳的转化)的特定程度给出。因此，T50温度通常被称为“起燃”温度，因为它表示催化剂以50％效率催化反应物的转化时的最低温度。

柴油机的排气系统可包含若干排放控制装置。每个排放控制装置具有专门功能，并且负责处理废气中的一类或多类污染物。上游排放控制装置诸如氧化催化剂的性能可影响下游排放控制装置的性能。这是因为来自上游排放控制装置的出口的废气进入下游排放控制装置的入口。排气系统中的每个排放控制装置之间的相互作用对于系统的总效率而言是重要的。

JP 2009-195891A公开了一种用于燃烧和去除柴油机废气中所含颗粒物的废气清洁材料(该废气清洁材料包含能够使颗粒物以低温燃烧的清洁催化剂组分)，以及一种用于通过吸附废气中的含硫酸性气体来改善废气清洁材料的硫耐受性的共存材料，以及一种废气清洁过滤器。除了别的以外，清洁催化剂组分可为铋，并且共存材料可为碱金属诸如钾或铯。

发明内容

发明人已经惊奇地发现，在载体材料上包含铋组分和碱金属组分与铂族金属的组合的催化材料对一氧化碳(CO)的氧化具有高度活性。有利的是，此类催化材料的CO起燃温度非常低，并且可获得优异的CO转化率。催化材料还可具有优异的烃(HC)转化活性。

本发明提供一种用于处理由柴油机产生的废气的氧化催化剂，所述氧化催化剂包括催化区域和基底，其中所述催化区域包含催化材料，所述催化材料包含：

铋(Bi)或其氧化物；

碱金属或其氧化物；

铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)、(ii)钯(Pd)以及(iii)铂(Pt)和钯(Pd)；以及

载体材料，所述载体材料包含氧化铝和二氧化硅的混合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的混合氧化物、氧化铝和二氧化硅的复合氧化物、二氧化硅和难熔氧化物的复合氧化物、掺杂有二氧化硅的氧化铝、或掺杂有难熔氧化物的二氧化硅。

本发明涉及用于处理由柴油机产生的废气的排气系统。排气系统包含本发明的氧化催化剂以及任选地排放控制装置。