[发明专利]用于燃油切断NOx

说明书

本发明涉及催化剂组合物，用于净化废气排放的催化制品及其制备和使用方法。特别地，本发明涉及包括在基材上的催化材料的催化剂，其中该催化材料具有第一层和第二层。第一层提供有效的贫NO_x捕集功能，第二层提供有效的一氧化碳，烃和氮氧化物(NO_x)的三效转换。

发明领域

本发明总体上涉及三效转化催化剂及其在排放气体处理系统中用于减少烃，一氧化碳和氮氧化物的用途。

发明背景

汽油发动机驱动的车辆的废气通常用一种或多种三效转化(TWC)汽车催化剂处理，这些催化剂可有效减少中发动机废气的氮氧化物(NO_x)，一氧化碳(CO)和烃(HC)污染物。例如，典型的汽油发动机废气后处理系统由两种TWC催化剂组成，即，安装在废气歧管和发动机室附近的位置(紧密耦合(close-coupled)位置CC)的第一/上游TWC催化剂，和放置在紧邻第一TWC催化剂的位置(第二紧密耦合位置CC2)或车身下方(地板下位置UF)的第二/下游TWC催化剂。TWC催化剂通常包括负载在储氧组分(OSC)和/或耐火金属氧化物载体上的一种或多种铂族金属(PGM)，例如铂，钯和/或铑。

现代汽油发动机配备了电子燃油喷射和进气系统，其可供给不断变化的空气-燃料混合物，该混合物可在贫(低燃料/高空气)和富(高燃料/低空气)废气之间快速连续地振荡。在计算机辅助发动机控制单元(ECU)和车载λ传感器的控制下，这种类型的振荡会在化学计量空燃比附近以相对较小的幅度发生，从而为TWC催化剂提供最佳的反应条件，从而达到同时将NO_x，CO和HC几乎完全转化。

在市场需求和法规要求的推动下，提高内燃机的燃油经济性非常重要。作为节省燃料的措施之一，在不加速或高速巡航行驶条件下切断燃油喷射对于校准汽油发动机变得越来越普遍。典型的燃油切断事件将燃油喷射减少基本或甚至到零，而进气量却大为保留。这样的操作产生了非常贫废气混合物，其氧化后处理系统中的TWC催化剂。燃油切断后，当发动机切换回化学计量空燃比附近的振荡模式时，经常会发生来自TWC催化剂的NO_x穿透。NO_x泄漏是由TWC催化剂中存在的活性PGM组分的再生延迟导致的。由于排放法规变得越来越严格，因此迫切需要开发出具有改善的催化性能的TWC催化剂，该催化剂可用于汽油发动机的发动机废气后处理系统，尤其是即使在定期切断燃油事件的情况下也能有效发挥作用。

发明内容

本发明涉及具有三效转化和NO_x捕集功能的催化材料(本文称为TWC/NT催化剂)，并且涉及包括TWC/NT催化剂的催化剂复合物以减轻燃油切断事件期间NO_x穿透。TWC/NT催化剂复合物通常包括含有至少两层的催化材料。一层可有效提供贫NO_x捕集功能，一层可有效转化一氧化碳(CO)，烃(HC)和氮氧化物(NO_x)。此类TWC/NT催化剂复合物可用于汽油发动机的废气处理系统中，从而允许燃油切断事件增加燃料热效率。在特定的实施方案中，本文公开的TWC/NT催化剂组合物和相关的催化复合物可有效地处理通常与在燃油切断事件期间富和贫条件之间的转变有关的NO_x泄漏。在一些实施方案中，与常规TWC催化剂相比，TWC-NT催化剂组合物提供较低的N₂O尾气排放。