[发明专利]钌浸渍的二氧化铈催化剂

说明书

本公开整体上提供用于处理含NO_x的排气料流的低温氮氧化物(NO_x)吸附剂及其制备和使用方法。特别地，所述NO_x吸附剂组合物包含活性金属和金属氧化物载体，其中所述金属氧化物载体包含基于NO_x吸附剂组合物的总重量计大于50重量％二氧化铈，且其中所述活性金属包含基于NO_x吸附剂组合物的总重量计大约0.01重量％至大约5重量％钌。

发明领域

本发明总体上涉及用于处理含NO_x的排气料流的氮氧化物(NO_x)吸附剂(adsorbers)领域及其制备和使用方法。

发明背景

在汽车排气料流的处理中遇到的主要问题是所谓的“冷启动”期，这是在处理过程开始的时期，此时排气料流和排气处理系统处在低温(即低于150℃)。在这些低温下，排气处理系统通常没有表现出有效处理烃(HC)、氮氧化物(NO_x)和/或一氧化碳(CO)排放物的充分催化活性。因此，已经进行大量努力缓解这一问题。例如，已经开发出新的捕集系统，其可在低温下储存这些废气排放物并随后在较高温度下在该处理系统的其余催化组分已达到充分催化活性时释放它们(即HC、CO和NO_x气体)。

例如，沸石常用作催化处理系统中的吸附剂材料以在初始冷启动期间吸附和留住气态烃污染物。随着排气温度提高，吸附的烃从吸附剂中驱出并在较高温度下经受催化氧化。但是，NO_x吸附剂技术仅限用于稀燃NO_x捕集(LNT)用途，其中NO_x(NO和NO₂)在稀燃条件下吸附在贱金属氧化物(BaO、MgO、CeO₂等)上，然后在瞬态富燃条件下释放和还原。NO转化成NO₂是高效NO_x捕集的必要条件，但是当温度低于200℃时反应速率极慢，这使传统LNT催化剂不适用于捕集冷启动NO_x排放物。

由于排放法规变得越来越严格，非常希望提供改进的NO_x储存组分以捕集冷启动NO_x排放物。由于>80％的冷启动NO_x排放物由NO构成，先进的NO_x吸附材料必须具有高NO吸附效率。

发明概述

一般而言，催化组分，如SCR催化剂在200℃以上的温度下非常有效地将NO_x转化成N₂，但在更低温度区域(<200℃)，如在冷启动或长时间低速城市驾驶期间存在的温度区域，没有表现出足够活性。因此，非常需要能够捕集和储存这样的低温NO_x排放物并且能够在更高温度(>200℃)下在催化组分(即SCR催化剂)变得有效时将其释放的催化组分。

因此，本公开大体上提供这样的催化剂、催化剂制品和包含这样的催化剂制品的催化剂系统。具体地，这样的制品和系统包含适合在低温下吸附NO_x和在升高的温度下释放捕集的NO_x的NO_x吸附剂。特别地，与在蒸汽和CO₂存在下表现出较低吸附容量的传统NO_x吸附剂相比，本发明的NO_x吸附剂组合物甚至在水蒸气(蒸汽)和二氧化碳(CO₂)存在下也保持吸附性质。本发明的NO_x吸附剂组合物的独特之处在于其在低温下吸附NO，而之前的LNT催化剂主要吸附NO₂。