[发明专利]以脱硫温度降低为特征的氮氧化物存储催化剂

说明书

本发明涉及用降低的脱硫温度制备氮氧化物存储催化剂的方法，和脱 硫温度降低的氮氧化物存储催化剂。

氮氧化物存储催化剂用于除去主要在稀燃条件(lean condition)下工作 的内燃机的废气中存在的氮氧化物。它们的工作模式详细描述于SAE文献 SAE 950809。氮氧化物存储催化剂的清洁作用基于下述事实：在内燃机的 稀燃工作阶段，氮氧化物通过存储催化剂的存储材料存储，主要以硝酸盐 的形式，且之前形成的硝酸盐在发动机后续的富燃工作阶段(rich operating phase)中分解，再次释放的氮氧化物在存储催化剂上与还原性废气组分反 应，以产生氮气、二氧化碳和水。主要在稀燃条件下工作的内燃机包括在 气缸中形成层状混合物的直接注入式汽油发动机，还特别包括柴油发动机。

氮氧化物存储催化剂经常由催化剂材料组成，其通常以涂层的形式涂 布于由陶瓷或金属组成的惰性支持体上。

氮氧化物存储催化剂的催化剂材料包含至少一种氮氧化物存储材料和 催化活性组分。氮氧化物存储材料则实际由氮氧化物存储组分组成，所述 氮氧化物存储组分以高度分散的形式沉积在支持体材料上。

所使用的存储组分主要是与二氧化氮反应产生相应的硝酸盐的碱金 属、碱土金属和稀土金属的碱性氧化物。已知这些材料在空气下主要以碳 酸盐和氢氧化物的形式存在。这些化合物同样适合用于存储氮氧化物。因 此当在本发明的上下文中提到碱性存储氧化物时，也包括相应的碳酸盐和 氢氧化物。

用于存储组分的合适的支持体材料是具有超过10m²/g的高表面积的 热稳定金属氧化物，其可使存储组分进行高度分散的沉积。合适的实例是 氧化铈和含铈混合氧化物、氧化铝、氧化镁、镁-铝混合氧化物、稀土和一 些三元氧化物。

在氮氧化物存储催化剂的催化剂材料中存在的催化活性成分具有将稀 燃废气中存在的一氧化碳和碳氢化合物污染气体转化成二氧化碳和水的任 务。此外，它们用于将废气中存在的一氧化氮氧化成二氧化氮，以便它可 以和碱性存储材料反应以产生硝酸盐。为此目的，通常使用铂族的贵金属， 特别是铂，其通常与存储组分分开而沉积在单独的支持体材料上。在氮氧 化物存储催化剂中用于铂族金属的支持体材料经常是高表面积的氧化物， 其可具有不同的碱性。

例如，申请人的EP 1 317 953 A1描述了氮氧化物存储催化剂，其除了 氮氧化物存储组分外，还包含支持体材料上的氧化活性组分，例如铂。在 该申请中描述的氮氧化物存储催化剂关于温度窗口的宽度、存储效率和老 化稳定性的优异性质基本上基于由用于铂的均匀的Mg/Al混合氧化物组成 的支持体材料，基于Mg/Al混合氧化物的总重量，所述支持体材料含有1 到40重量％的浓度的氧化镁，且在进一步有利的构造中，可另外掺有氧化 铈或氧化镨。申请人的WO 2005/092481描述了具有改进的氮氧化物存储材 料的进一步的氮氧化物存储催化剂，不同于EP 1 317 953 A1中描述的氮氧 化物存储催化剂。

EP 1 016 448 B1描述了用于清洁稀燃废气的催化剂，其包含由碱土金 属氧化物和氧化铝组成的复合支持体氧化物，其上涂布有铂结构层，铂簇 均匀地分散在由碱土金属氧化物组成的基质中。

EP 1 321 186 B1描述了氮氧化物存储催化剂，其中可将催化活性贵金 属(例如铂)涂布于氧化支持体材料，或直接涂布于NO_x吸附剂。