[发明专利]柴油机氧化催化剂复合材料

说明书

本发明公开了用于处理排气排放物，诸如减少未燃烧的烃(HC)和一氧化碳(CO)并将NO氧化成NO₂的氧化催化剂复合材料。所述催化剂复合材料包括两个洗覆层，所述洗覆层含有两种不同的铂族金属组合物以优化离开所述催化剂复合材料的NO₂。改良NO氧化的关键在于具有一个含有Pt而基本上不含Pd的催化剂层。还公开了利用所述催化剂复合材料的方法和系统。

本申请是申请号为201380052815.8、申请日为2013年8月28日、发明名称为“柴油机氧化催化剂复合材料”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及用于处理含有烃、一氧化碳和氮氧化物的气态流的层状催化剂。更具体地说，本发明涉及具有多层(例如两层)材料的贫燃氧化催化剂复合材料。

背景技术

贫燃发动机，例如柴油发动机和贫燃汽油发动机的操作由于其在贫油条件下在高空气/燃料比下操作而为使用者提供了优良燃油经济性并且具有非常低的气相烃和一氧化碳排放。贫燃发动机的排放物包括颗粒物(PM)、氮氧化物(NO_x)、未燃烧的烃(HC)和一氧化碳(CO)。NO_x是用来描述氮氧化物的各种化学种类的术语，包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)等等。

已知包括分散在难熔金属氧化物支撑物上的贵金属的氧化催化剂用于处理柴油发动机的排气，以便通过催化烃和一氧化碳气态污染物的氧化反应而将这些污染物转化成二氧化碳和水。这样的催化剂一般容纳在称为柴油机氧化催化剂(DOC)或更简单地称为催化转换器的单元中，所述单元被放在来自柴油动力发动机的排气流动路径中以便在排气排到大气之前对其进行处理。典型地，柴油机氧化催化剂是形成在上面沉积有一种或多种催化剂涂布组合物的陶瓷或金属基材载体(诸如流过型整体载体，如下文所描述)上。除了转化气态HC、CO和颗粒物以外，含有铂族金属(其典型地分散在难熔氧化物支撑物上)的氧化催化剂促进一氧化氮(NO)向NO₂转化。

在DOC设计中的一个重要因素是催化剂在高温暴露后钝化。热诱导的DOC钝化可能由于催化组分或载体烧结而发生。催化组分的烧结涉及最初良好分散的催化位点的聚结或微晶生长。这种聚集导致表面对体积比损失，从而降低催化性能。替代地，DOC暴露于高温会导致催化剂载体烧结。这涉及载体孔隙结构损失，从而导致催化活性位点可达性损失。

随着排放法规越来越严格，需要不断开发可提供改良的性能(例如改良的DOC处的NO₂形成)的柴油机氧化催化剂(DOC)系统，从而改良贫燃发动机排放系统的整体性能。

发明内容