[发明专利]包含高掺杂载体的改善TWC催化剂

说明书

本发明公开了三元催化剂制品以及其在用于内燃式引擎的排气系统中的用途。用于处理废气的催化剂制品包含：基底；以及所述基底上的第一催化区域；其中所述第一催化区域包含第一PGM组分和第一无机氧化物(Pd在La‑稳定的氧化铝上)，其中在标准CO吸附规程下，所述PGM组分上的桥CO与顶CO的IR强度比小于3:1。

技术领域

本发明涉及可用于处理来自汽油引擎的废气排放物的催化制品。

背景技术

内燃式引擎产生废气，该废气包含多种污染物，包括烃(HC)、一氧化碳(CO)、和氮氧化物(“NO_x”)。包含废气催化剂的排放控制系统被广泛用于减少排放到大气中的这些污染物的量。用于汽油引擎应用的常用催化剂为TWC。TWC执行三个主要功能：(1)CO的氧化；(2)未燃烧HC的氧化；以及(3)NO_x至N₂的还原。

在大多数催化转化器中，铂族金属(PGM)(例如Pt、Pd和Rh)已广泛用作具有用于承载体的其他无机化合物(例如氧化铝和氧化铈-氧化锆混合氧化物)的催化转化的活性位点。由于TWC的温度将达到约1000℃，特别是在汽油车的高负载操作下，承载体通常由掺杂元素稳定。就氧化铝材料而言，例如，掺杂的镧(La)显著改善了热耐久性，并且通常已将低于5重量％的较低含量La用于TWC的氧化铝中，因为在约1至2重量％时氧化铝材料的热稳定性达到最大并且至高达5重量％时也几乎未改变(例如，参见Thevenin等人，Journal ofCatalysis《催化杂志》，2002,207,139-149；Shinjoh,Journal of Alloys and Compounds《合金和化合物杂志》,2006,408-412,1061-1064)。这种改善的承载体的热稳定性有助于PGM粒子的更高分散，以使TWC具有更高的催化性能。

另一方面，在汽油引擎的废气中，CO的浓度显著高于HC和NO_x的其他有害气体的浓度，使得PGM通常被高浓度CO毒害，即，被强烈吸附的CO覆盖PGM活性位点，从而导致失活的催化性能。PGM中毒的对策是保持PGM活性位点并在高浓度CO气体的存在下促进催化转化的另一种技术方法。本发明解决了这些减少CO中毒对改善的TWC性能的影响的需求。

发明内容

本公开的一个方面一种催化剂组合物，该催化剂组合物包含铂族金属(PGM)组分和无机氧化物，其中在标准CO吸附规程下，所述PGM组分上的桥CO与顶CO的红外(IR)强度比小于3:1。

本公开的另一方面涉及一种催化剂组合物，该催化剂组合物包含铂族金属(PGM)组分和无机氧化物，其中在标准CO吸附规程下，所述PGM组分上的偕二羰基CO与顶CO的红外(IR)强度比小于5:1。

本公开的另一个方面涉及一种用于处理废气的催化剂制品，该催化剂制品包含：基底；以及所述基底上的第一催化区域；其中所述第一催化区域包含第一PGM组分和第一无机氧化物，其中在标准CO吸附规程下，所述PGM组分上的桥CO与顶CO的IR强度比小于3:1。

本公开的另一个方面涉及一种用于处理废气的催化剂制品，该催化剂制品包含：基底；以及所述基底上的第一催化区域；其中所述第一催化区域包含第一PGM组分和第一无机氧化物，其中在标准CO吸附规程下，所述PGM组分上的偕二羰基CO与顶CO的IR强度比小于5:1。

本公开的另一个方面涉及一种用于处理废气的催化剂制品，该催化剂制品包含：基底；所述基底上的第一催化区域，其中所述第一催化区域包含第一PGM组分和第一无机氧化物；以及所述基底上的第二催化区域，其中所述第二催化区域包含第二PGM组分和第二无机氧化物；其中所述第一无机氧化物和所述第二无机氧化物中的至少一者掺杂有10至30％的掺杂物。

本发明还包括一种用于内燃式引擎的排气系统，该排气系统包含本发明的三元催化剂组分。