[发明专利]被动NOx吸附剂

说明书

一种用于处理贫燃发动机废气的NO_x吸收剂催化剂。该NO_x吸收剂催化剂包含：包含贵金属和分子筛的分子筛催化剂，其中该分子筛含有该贵金属；用于保护该分子筛催化剂的储氧材料；和具有入口端和出口端的基底。

发明领域

本发明涉及一种用于贫燃发动机的NO_x吸收剂催化剂，和涉及用于包含该NO_x吸收剂催化剂的贫燃发动机的排气系统。本发明还涉及一种使用该NO_x吸收剂催化剂来处理贫燃发动机废气的方法。

发明背景

贫燃发动机例如柴油机产生废气排放物，其总体上包含至少四类被全球政府间组织立法反对的污染物：一氧化碳(CO)，未燃烧的烃 (HC)，氮氧化物(NO_x)和颗粒物质(PM)。

存在多种用于处理氮氧化物(NO_x)的排放物控制装置。这些装置包括例如选择性催化还原(SCR)催化剂、选择性催化还原过滤器 (SCRF^TM)催化剂、贫NO_x催化剂[例如烃(HC)SCR催化剂]、贫NO_x阱(LNT)[也称作NO_x储存催化剂(NSC)或NO_x吸收剂催化剂(NAC)] 和被动NO_x吸收剂(PNA)。

SCR催化剂或SCRF^TM催化剂一旦已经达到它们的有效运行温度，则典型地通过还原来实现高效率处理NO_x。但是，这些催化剂或装置在低于它们的有效运行温度时，例如当该发动机已经从寒冷开始起动(“冷起动”期间)或者已经长时间空转时，会相对低效。

用于减少或防止NO_x排放的另一常用类型排放物控制装置是贫 NO_x阱(LNT)。在正常运行过程中，贫燃发动机产生具有“贫”组成的废气排放物。LNT能够储存或捕集“贫”废气排放物中存在的氮氧化物 (NO_x)。LNT通过NO_x与LNT的NO_x储存组分之间的化学反应来形成无机硝酸盐，从而储存或捕集废气排放物中存在的NO_x。能通过 LNT储存的NO_x的量受限于存在的NO_x储存组分的量。最后，理想地当下游SCR或SCRF^TM催化剂已经达到它的有效运行温度时，必需从LNT的NO_x储存组分释放所储存的NO_x。从LNT释放所储存的 NO_x典型地通过将贫燃发动机在富条件下运行而产生具有“富”组成的废气排放物来实现。在这些条件下，NO_x储存组分的无机硝酸盐分解以重新形成NO_x。这种在富条件下吹扫LNT的要求是这类排放物控制装置的不足，因为它影响车辆的燃料经济性，并且它因燃烧另外的燃料而使二氧化碳(CO₂)的量增加。LNT还倾向于在低温表现出差的 NO_x储存效率。

一种用于NO_x的相对新类型的排放物控制装置是被动NO_x吸附剂(PNA)。PNA能够在相对低的废气温度(例如低于200℃)储存或吸附 NO_x，通常通过吸附来进行，并且在更高的温度释放NO_x。PNA的 NO_x储存和释放机理是热控制的，这不同于需要富吹扫来释放所储存的NO_x的LNT。

发明内容

本发明涉及一种被动NO_x吸附剂(PNA)，其包含分子筛催化剂。已经发现，这种类型的PNA能够在低温，典型地在远低于LNT的NO_x储存温度的温度储存NO_x。在贫燃发动机已经从寒冷开始起动(“冷起动”期间)或者已经长时间空转时，这样的低温NO_x储存是有利的。