[发明专利]柴油机尾气净化系统的稀燃NOx

说明书

本发明涉及一种柴油机尾气净化系统的稀燃NO_x捕集催化剂，在催化剂载体的表面涂覆有底层催化剂涂层，在底层催化剂涂层的表面涂覆有上层催化剂涂层；对应每升催化剂载体，在底层催化剂涂层中包含200~300g的复合氧化物、10~30g的氧化钡、1.0~3.0g的贵金属Pt和0.4~0.7g的贵金属Pd；对应每升催化剂载体，在上层催化剂涂层中包含30~60g的复合氧化物、0.6~1.0g的贵金属Pt和0.15~0.25g的贵金属Rh；复合氧化物包含二氧化铈、氧化铝与其他氧化物；且其他氧化物为氧化镁、氧化锆或者氧化镧中的至少一种。本发明不仅能够氧化燃烧不完全产生的烃类（HC）和一氧化碳（CO），还能捕集和还原氮氧化物（NO_x）。

技术领域

本发明公开了一种柴油机尾气净化系统的稀燃NO_x捕集催化剂，本发明还公开了一种稀燃NO_x捕集催化剂的制备方法，本发明属于柴油发动机尾气净化催化剂技术领域。

背景技术

柴油发动机作为一种贫燃发动机，具有燃油经济性较高且CO₂排放量低的优点，使柴油车在大多数发达国家，特别是在欧洲越来越普及。但是与化学计量比汽油发动机相比，柴油车排放的碳烟和NO_x较多，因此受到广大舆论的指责。柴油车发动机在贫燃条件下运行，尾气中的空燃比远大于14.7，这种情况下三效催化技术的净化效果无法满足要求。目前应用于柴油车尾气中NO_x催化净化的主流技术有选择性催化还原技术(SCR)、稀燃NOx捕集技术(LNT)等。

另一方面，即将实施的国VI排放标准再次大幅度减少NOx的排放限值，这对于柴油发动机减排工作构成了极大的挑战。对于轻型小排量柴油发动机，由于冷启动和怠速等低温下排放的NO_x无法被SCR催化剂处理，因此LNT 被认为是具有研究前景的一种的NO_x催化净化后处理技术。与其它技术相比， LNT技术最大的优点是不需要额外添加还原剂，利用吸附存储技术很好地解决了低温NO_x以及未燃烧的HC的排放问题。LNT是一个周期循环的过程，在实际系统中稀燃阶段通常为1–2min，富燃阶段为3–5s。在较长的稀燃阶段(λ1)，NO_x首先吸附在催化剂表面，然后以亚硝酸盐或者硝酸盐的形式存储在催化剂上，当反应气氛切换到短暂的富燃阶段(λ1)，催化剂脱附的 NO_x被H₂、CO、HC等还原性气体还原为N₂等气体，并使催化剂得到再生，然后继续进行下一轮的循环。

如CN102614875A公开了一种用于组合LNT-SCR应用的LNT催化剂， LNT催化剂以萤石结构的质子传导氧化物，即Ca(Sr)-La-Ce(Zr，Pr)混合氧化物为基础，并进一步与Pt-Pd或Pt-Pd-Rh贵金属组分结合。但是，这些催化剂即使在低空速(体积空速为10,000h-1)下，NOx未被完全转化。

如CN102688691A公开了一种锰基氧化物促进的LNT催化剂，使用含 MnO_x-的贱金属氧化物混合物(例如MnO_x-CeO₂)代替LNT系统中的铂，与NO_x存储材料和NO_x还原材料组合使用。但是，这些催化剂同样存在NO_x转化效率低的问题。

因此，稀燃NO_x捕集催化剂的NOx净化性能仍然需要改进，以实现高 NO_x转化效率。

发明内容

本发明的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种能够氧化燃烧不完全产生的烃类(HC)和一氧化碳(CO)并能捕集和还原氮氧化物(NO_x) 的柴油机尾气净化系统的稀燃NO_x捕集催化剂。

本发明的另一目的是提供一种柴油机尾气净化系统的稀燃NO_x捕集催化剂的制备方法。