[发明专利]三元催化剂材料及附属装置和系统

说明书

三元催化剂装置（TWC）包括第一催化剂砖（FCB）和位于FCB下游的第二催化剂砖（SCB）。FCB具有施加到第一支撑体上的包括陶瓷和/或金属氧化物颗粒、Pd颗粒和Rh颗粒的第一载体涂层，并且具有至多35 g/ft³的Pd和至多7.5g/ft³的Rh。SCB具有施加到第二支撑体上的包括陶瓷和/或金属氧化物颗粒、Pt颗粒和Rh颗粒的第二载体涂层，并且具有至多35 g/ft³ Pt的Pt装填量和至多7.0 g/ft³ Rh的Rh装填量。FCB可具有25 g/ft³至35 g/ft³的Pd和5.5 g/ft³至7.5 g/ft³的Rh，并且SCB可具有25 g/ft³至35 g/ft³的Pt和5.0 g/ft³至7.0 g/ft³的Rh。TWC可以从为车辆提供动力的内燃发动机接收废气。

技术领域

本发明涉及三元催化剂材料及附属装置和系统。

背景技术

铂族金属（PGM）催化剂，特别是那些包括铑、铂和钯的催化剂，通常用于汽油和柴油汽车尾气排放后处理系统中，以转化（例如氧化、还原）废气的各种成分，诸如一氧化碳（CO）、未燃烧和部分燃烧的碳氢化合物（HC）以及氮氧化物。此类催化剂通常包括设置于高表面积载体（例如氧化铝、氧化锆、二氧化铈）上的双金属和三金属合金（例如Pt-Pd、Pt-Rh和Pt-Pd-Rh合金）。

发明内容

提供了三元催化剂装置（TWC），其包括具有限定废气流动路径的入口和出口的罐，在罐内设置在罐入口下游的第一催化剂砖和在罐内设置在第一催化剂砖下游的第二催化剂砖。第一催化剂砖可包括施加至第一支撑体的第一载体涂层，该第一载体涂层包括陶瓷和/或金属氧化物颗粒、Pd颗粒和Rh颗粒，并且具有至多35 g/ft³的Pt装填量，以及至多7.5g/ft³的Rh装填量。第二催化剂砖可包括施加至第二支撑体的第二载体涂层，该第二载体涂层包括陶瓷和/或金属氧化物颗粒、Pt颗粒和Rh颗粒，并且可具有至多35 g/ft³的Pt装填量，以及至多7.0 g/ft³的Rh的Rh装填量。第一催化剂砖可具有约25 g/ft³至约35 g/ft³的Pd装填量和约5.5 g/ft³至约7.5 g/ft³的Rh装填量，并且第二催化剂砖可具有约25 g/ft³至约35 g/ft³的Pt装填量和约5.0 g/ft³至约7.0 g/ft³的Rh装填量。第一催化剂砖可具有约29 g/ft³至约31 g/ft³的Pd装填量和约6.25 g/ft³至约6.75 g/ft³的Rh装填量，并且第二催化剂砖可具有约29 g/ft³至约31 g/ft³的Pt装填量和约5.75 g/ft³至约6.25 g/ft³的Rh装填量。第一支撑体和第二支撑体可以是共同的整体件。第一载体涂层中的Pd颗粒可以具有约3 nm至约30 nm的平均粒径，并且第一载体涂层中的Rh颗粒可以具有约5 nm至约30nm的平均粒径。第二载体涂层中的Pt颗粒可以具有约3 nm至约15 nm的平均粒径，并且第二载体涂层中的Rh颗粒可以具有约5 nm至约30 nm的平均粒径。第一催化剂砖和第二催化剂砖可以是离散的邻接体。第一载体涂层和第二载体涂层中的一个或多个载体涂层的陶瓷和/或金属氧化物颗粒可包括氧化铝、二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、氧化镧、沸石及其组合。第二催化剂砖可具有小于1g/ft³的Pd。第二催化剂砖可具有第一催化剂砖的体积的约50％至约150％的体积。