[发明专利]一种满足国六排放标准的汽油机尾气净化三效催化剂

说明书

一种满足国六排放标准的汽油机尾气净化三效催化剂，包括主要成分为改性氧化铝、铈/锆混合氧化物、贵金属活性组分的主催化剂和预催化剂，其中预催化剂包括基础层Ⅰ、中间层Ⅱ和外层Ⅲ，每层都设置有前区及后区，前区为贵金属活性组分含量较多的上游，后区为比前区贵金属活性组分含量低的下游，主催化剂包括基础层A、中间层B和外层C，中间层的贵金属活性组分含量大于基础层A和外层C的贵金属组分含量，且主催化剂中的贵金属活性组分含量低于预催化剂中的贵金属活性组分含量，实现贵金属活性组分的有效利用以及催化剂热稳定性的显著提高，从而降低催化剂的起燃温度、提高催化剂的耐久性。

技术领域

本发明属于汽油发动机尾气净化技术领域，具体涉及一种满足国六排放标准的汽油机尾气净化三效催化剂。

背景技术

利用催化转化技术实现汽油机尾气的排放控制，是汽油机尾气治理最行之有效的方式，2016年12月23日，国家环保部公布GB18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》，2020年7月1日起，所有销售和注册登记的轻型汽车应符合该标准要求，其中Ⅰ型试验应符合6a限值要求；自2023年7月1日起，所有销售和注册登记的轻型汽车应符合标准要求，其中Ⅰ型试验应符合6b限值要求。

而许多整车企业，考虑到新车开发周期长、开发费用高，都选择直接开发满足国六b排放标准的车型；这也意味着，配套的汽油机尾气净化器必须采用满足国六b排放标准的三效催化剂。

相对于国五排放标准，国六排放标准对于污染物允许排放值显著降低，这意味着配套的催化剂需要具有更高的转化效率和更低的起燃温度；国六排放标准采用更加瞬态的WLTC循环，需要配套的催化剂具有更加优异的储放氧性能；且国六排放标准对催化剂使用时效的规定为20万公里，对于催化剂的热稳定性提出了更高的要求。

授权号为CN104334255B的文件公开了一种三效催化体系，包括在惰性催化剂载体上的一种第一三效催化剂和位于该第一三效催化剂上游的一种第二三效催化剂，该第一三效催化剂是一种双层催化剂，包括第一层和第二层，第一层包括活性氧化铝、铈/锆混合氧化物和钯，第二层包括活性氧化铝和铑且不含有铈及含铈材料，该技术方案只是将催化剂虽然将催化剂进行了分类和分区，但是其高温热稳定性的提升并不明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种满足国六排放标准的汽油机尾气净化三效催化剂，其根据不同的分区所吸附沉积的贵金属的类型和浓度不同来实现贵金属活性组分的高度分散从而整体提高催化剂的高温热稳定性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种满足国六排放标准的汽油机尾气净化三效催化剂，包括主要成分为改性氧化铝、铈/锆混合氧化物、贵金属活性组分的主催化剂和预催化剂，其中预催化剂包括基础层Ⅰ、中间层Ⅱ和外层Ⅲ，每层都设置有前区及后区，前区为贵金属活性组分含量较多的上游，后区为比前区贵金属活性组分含量低的下游。

进一步地，主催化剂包括基础层A、中间层B和外层C，中间层的贵金属活性组分含量大于基础层A和外层C的贵金属组分含量，且主催化剂中的贵金属活性组分含量低于预催化剂中的贵金属活性组分含量。

在本方案设计中，设置了包括主催化剂和预催化剂的双层催化剂，为了提高贵金属活性组分在催化剂中的分散度及有效利用，起到主要催化作用的预催化剂由上到下、从上游到下游分为至少六个区，通过该布局方式，可以调配不同层级、不同区域间改性氧化物和稀土复合氧化物的比例，从而调配贵金属的类型和浓度，且根据尾气的流向贵金属活性成分主催化剂含量低于预催化剂含量，贵金属活性成分含量由上游至下游逐渐降低，基础层、中间层、外层三层中间层向两边含量降低的特点分布，实现贵金属活性组分的有效利用以及催化剂热稳定性的显著提高，从而降低催化剂的起燃温度、提高催化剂的耐久性。