廢氣氧化催化劑的制作方法
【專(zhuān)利摘要】廢氣氧化催化劑，其特征在于廢氣氧化催化劑包含催化劑基底——其中已形成多個(gè)廢氣通道，和在催化劑基底中的廢氣通道表面上形成的催化劑層；其中提供由底催化劑層、暴露在廢氣通道中的頂催化劑層和位于底催化劑層與頂催化劑層之間的中間催化劑層構(gòu)成的催化劑層以覆蓋不小于25%的廢氣通道表面，且其中底催化劑層至少含有氧吸留劑作為催化劑組分但不含烴吸附劑，中間催化劑層至少含有負(fù)載在金屬氧化物載體上的催化劑金屬和烴吸附劑作為催化劑組分，頂催化劑層至少含有氧吸留劑和烴吸附劑作為催化劑組分。
【專(zhuān)利說(shuō)明】廢氣氧化催化劑
[0001]本發(fā)明涉及用于凈化內(nèi)燃機(jī)、尤其是柴油機(jī)排放的廢氣的廢氣氧化催化劑。
[0002]廢氣凈化催化劑用于防止內(nèi)燃機(jī)排放的廢氣造成的污染，為柴油機(jī)開(kāi)發(fā)的催化劑包括氧化催化劑和氮氧化物吸留還原催化劑。
[0003]氧化催化劑使廢氣中的有毒物質(zhì)，如一氧化碳(CO)、未燃烴(HC)和可溶有機(jī)成分(SOF)通過(guò)分解成二氧化碳、水等變無(wú)害。美國(guó)專(zhuān)利n0.5627124和5491120公開(kāi)了使用在帶有許多廢氣通道的蜂窩形式的基底的廢氣通道中形成的催化劑層的氧化催化劑，其中所述催化劑層含有金屬氧化物，如氧化鈰、氧化鋁、氧化鈦和氧化鋯及其絡(luò)合物并進(jìn)一步含有貴金屬，如鉬和鈀。由于在廢氣溫度低(如在低速行進(jìn)中)時(shí)氧化催化劑的氧化有毒物質(zhì)如HC的功能不足，已設(shè)計(jì)出各種手段以在低溫下吸附HC，然后在廢氣達(dá)到足夠高的溫度時(shí)氧化釋放的HC ;提出的一種手段是構(gòu)造催化劑層以提高HC吸附量(參見(jiàn)例如美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)N0.2010/0180582)。
[0004]為了提高在低廢氣溫度下吸留的HC量，在美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)N0.2010/0180582中公開(kāi)的氧化催化劑中的廢氣通道中提供的催化劑層由三層構(gòu)成:含有至少分子篩的底層、含有負(fù)載在耐火金屬氧化物上的貴金屬但不含分子篩的中間層和含有至少分子篩的頂層。但是，盡管美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)N0.2010/0180582中公開(kāi)的氧化催化劑提供改進(jìn)的在低速行進(jìn)中的HC吸附，但這種催化劑的問(wèn)題在于，HC吸附效力在低溫連續(xù)行進(jìn)中(如在空轉(zhuǎn)中)傾向于變差，且CO脫除水平幾乎不令人滿意，因?yàn)榇呋瘎牧蛑卸?由于廢氣中的硫化合物)中復(fù)原的能力被認(rèn)為不足。為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的廢氣氧化催化劑的問(wèn)題而設(shè)計(jì)出本發(fā)明，其目標(biāo)是提供可借以解決現(xiàn)有問(wèn)題的廢氣催化劑。
[0005]根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供廢氣氧化催化劑，其特征在于包含催化劑基底——其中已形成多個(gè)廢氣通道，和在催化劑基底中的廢氣通道表面上形成的催化劑層；其中提供由底催化劑層、暴露在廢氣通道中的頂催化劑層和位于底催化劑層與頂催化劑層之間的中間催化劑層構(gòu)成的催化劑層以覆蓋不小于25%的廢氣通道表面，且其中底催化劑層至少含有氧吸留劑作為催化劑組分但不含烴吸附劑，中間層至少含有負(fù)載在金屬氧化物載體上的催化劑金屬和烴吸附劑作為催化劑組分，頂催化劑層至少含有氧吸留劑和烴吸附劑作為催化劑組分。
[0006]在一個(gè)實(shí)施方案中，中間催化劑層包含不少于兩層一具有不同催化劑組分和/或催化劑含量。
[0007]在進(jìn)一步實(shí)施方案中，除氧吸留劑和烴吸附劑外，頂催化劑層還含有負(fù)載在金屬氧化物載體上的催化劑金屬。
[0008]在進(jìn)一步實(shí)施方案中，烴吸附劑是沸石。
[0009]根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供柴油內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)，其包含根據(jù)任一前述權(quán)利要求的廢氣氧化催化劑。
[0010]本發(fā)明的廢氣氧化催化劑具有出色的除CO和HC效力，防止低速行進(jìn)中HC吸附的下降，從催化劑的硫中毒中快速?gòu)?fù)原并可有效氧化廢氣中的有毒物質(zhì)以使它們無(wú)害。
[0011]為了更充分理解本發(fā)明，參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中:[0012]圖1是顯示本發(fā)明的廢氣氧化催化劑的一個(gè)實(shí)施方案的縱剖面視圖；
[0013]圖2是顯示催化劑層的構(gòu)造的放大剖視圖；且
[0014]圖3是顯示本發(fā)明的廢氣氧化催化劑的另一實(shí)施方案中的催化劑層的構(gòu)造的放大剖視圖。
[0015]圖1顯示本發(fā)明的廢氣氧化催化劑的一個(gè)實(shí)施方案；所示廢氣氧化催化劑具體體現(xiàn)了一種構(gòu)造:其中在含有多個(gè)廢氣通道2的催化劑基底3中的廢氣通道2的壁4上提供如圖2中所示的催化劑層5。所用催化劑基底3包含堇青石、金屬、碳化硅、氮化硅、氮化鋁等。盡管通?？梢允褂镁哂袕脑搱A柱體的一面貫穿至另一面的多個(gè)廢氣通道2的蜂窩圓柱形式的催化劑基底3，但該基底也可以是纖維形式、片形式、陶瓷形式等等的多孔體。
[0016]如圖2中所示，催化劑層5由三層構(gòu)成:至少含有氧吸留劑但不含烴吸附劑作為催化劑組分的底催化劑層6、至少含有作為催化劑組分的負(fù)載在金屬氧化物載體上的催化劑金屬和烴吸附劑的中間催化劑層7和至少含有氧吸留劑和烴吸附劑作為催化劑組分的頂催化劑層8。提供底催化劑層6以覆蓋廢氣通道2的壁4，頂催化劑層8暴露在廢氣通道2內(nèi)，中間催化劑層7位于底催化劑層6與頂催化劑層8之間。
[0017]可通過(guò)施加催化劑層成形漿料(其中已將催化劑組分分散在水中)的涂層、然后干燥和煅燒來(lái)形成各催化劑層。對(duì)催化劑基底3施加漿料涂層的方法可列為包括將催化劑基底3浸在該漿料中或?qū)⒃摑{料灌入催化劑基底3的廢氣通道2中。在該漿料已涂布在催化劑基底3上并干燥后，其通常在700°C或更低的溫度下煅燒以形成催化劑層。
[0018]可以使用分散在水中的氧吸留劑的催化劑組分作為用于形成底催化劑層6的漿料。盡管可以使用氧化鈰、鈰和鋯的復(fù)合氧化物和已將La、Pr或Nd之類(lèi)的元素添加到所述氧化物中的化合物的任一種作為氧吸留劑，但鈰和鋯的復(fù)合氧化物是優(yōu)選的。由于使用不含烴吸附劑或催化劑金屬的漿料形成底催化劑層6，在底催化劑層6中不含烴吸附劑，但其中可能含有已從在底催化劑層6上形成的中間催化劑層7遷移來(lái)的催化劑金屬。如果在底催化劑層6中含有已從中間催化劑層7遷移來(lái)的催化劑金屬，其比例通常不大于總催化劑金屬含量的5重量％。
[0019]可通過(guò)在其上已形成底催化劑層6的催化劑基底3上的底催化劑層6上涂布分散在水中的催化劑金屬化合物、用于負(fù)載該催化劑金屬的金屬氧化物載體和烴吸附劑的漿料或分散在水中的其上已負(fù)載催化劑金屬的金屬氧化物載體和烴吸附劑的漿料、然后干燥和煅燒來(lái)形成中間催化劑層7。中間催化劑層7中的催化劑金屬作為負(fù)載在金屬氧化物上的催化劑金屬存在。使用鉬、鈀、銥、金或銀之類(lèi)金屬的硝酸鹽、乙酸鹽、鹽酸鹽、氨合物鹽等作為用于形成中間催化劑層7的漿料中的催化劑金屬化合物；硝酸鉬、氨合鉬和硝酸鈀是優(yōu)選的。使用氧化招，如a-氧化招或Y-氧化招、氧化錯(cuò)、氧化娃、氧化鈦、它們的混合物和它們的復(fù)合氧化物作為金屬氧化物載體；氧化鋁和含有氧化鋁的混合物或復(fù)合氧化物是優(yōu)選的，Y-氧化鋁和含有Y-氧化鋁的混合物或復(fù)合氧化物尤其優(yōu)選。含有Y-氧化鋁的混合物或復(fù)合氧化物中其它金屬氧化物的比例優(yōu)選落在1-30重量％的范圍內(nèi)。優(yōu)選使用平均粒度為1-10微米的粉末作為金屬氧化物載體。對(duì)于其中分散著催化劑金屬化合物和催化劑氧化物載體的漿料，催化劑金屬化合物與金屬氧化物載體的比例優(yōu)選落在金屬氧化物化合物占兩者總重量的0.2-5.0重量％的范圍內(nèi)?？捎玫臒N吸附劑包括介孔材料或微孔材料，如沸石或結(jié)構(gòu)為其沸石晶格中的硅或鋁被過(guò)渡金屬替代的金屬硅酸鹽，盡管沸石是優(yōu)選的?？闪信eBEA、FAU、MF1、FER、CHA等類(lèi)型的沸石作為沸石，其中一種或兩種或更多種可以一起使用，盡管具有三維孔隙率的沸石是優(yōu)選的。具有與廢氣中所含的烴類(lèi)相配的捕獲功能的烴吸附劑優(yōu)選被選用作烴吸附劑。
[0020]可通過(guò)在中間催化劑層7上涂布含有氧吸留劑和烴吸附劑的漿料、干燥和燒制來(lái)形成頂催化劑層8?？捎玫难跷魟┖蜔N吸附劑與底催化劑層6和中間催化劑層7中相同。
[0021]如果必要，在用于形成底催化劑層6、中間催化劑層7和頂催化劑層8的漿料中可摻入粘合劑、無(wú)機(jī)纖維等。也充當(dāng)金屬氧化物載體的氧化鋁常用作粘合劑，盡管也可以使用氧化鈦、氧化硅等?？梢允褂媚獊?lái)石纖維、二氧化鈦纖維、二氧化硅纖維、纖維狀勃姆石等作為無(wú)機(jī)纖維。
[0022]上述實(shí)例例示通過(guò)在催化劑基底3中的廢氣通道2的壁4上涂布含有催化劑金屬化合物和金屬氧化物載體(或負(fù)載催化劑金屬的金屬氧化物載體)、然后干燥和煅燒來(lái)形成底催化劑層6的情況，但也可以通過(guò)將底催化劑層漿料模制到例如蜂窩圓柱體中、然后干燥和煅燒來(lái)整體形成催化劑基底3和底催化劑層6。
[0023]盡管上述實(shí)例例示作為單層構(gòu)造中間催化劑層7的情況，但中間催化劑層7也可以如圖3中所示作為兩層——第一層7a和第二層7b或多個(gè)兩層或更多層構(gòu)造。當(dāng)作為多個(gè)兩層或更多層構(gòu)造中間催化劑層7時(shí)，各層(第一層7a、第二層7b，以此類(lèi)推)可以由具有不同催化劑金屬及其含量、不同金屬氧化物載體等的漿料或由不同含量的相同催化劑金屬的漿料形成。通過(guò)作為其催化劑金屬、金屬氧化物載體及其含量等不同的多個(gè)層構(gòu)造中間催化劑層7，可以增強(qiáng)在處理含有不同比例有毒物質(zhì)的廢氣中的多用性。
[0024]本發(fā)明的廢氣氧化催化劑I可以在頂催化劑層8中含有催化劑金屬以及氧吸留劑和烴吸附劑。當(dāng)如此包含催化劑金屬時(shí)，其負(fù)載在金屬氧化物載體上。在頂催化劑層8中包含催化劑金屬不僅改進(jìn)抑制低速行進(jìn)過(guò)程中HC捕獲功能下降的性能，其還可以改進(jìn)DPF強(qiáng)制再生過(guò)程中的燃料燃燒性質(zhì)。
[0025]相對(duì)于廢氣氧化催化劑I的體積(L)，上述氧吸留劑、烴吸附劑和催化劑金屬在本發(fā)明的廢氣氧化催化劑I中的含量?jī)?yōu)選為10-20g/L氧吸留劑、5-30g/L烴吸附劑和0.1-5.0g/L催化劑金屬。氧吸留劑的含量?jī)?yōu)選使得總氧吸留劑含量的20-50重量％包含在底催化劑層6中，總氧吸留劑含量的50-80重量％包含在頂催化劑層8中。烴吸附劑的含量?jī)?yōu)選使得總烴吸附劑含量的30-50重量％包含在中間催化劑層7中，總烴吸附劑含量的50-70重量％包含在頂催化劑層8中。如果頂催化劑層8中另外含有催化劑金屬，其中所含的催化劑金屬的比例優(yōu)選設(shè)定為總催化劑金屬含量的1-10重量％。
[0026]不需要在從廢氣入口端到廢氣出口端的整個(gè)廢氣通道2上提供本發(fā)明的廢氣氧化催化劑I中的包含底催化劑層6、中間催化劑層7和頂催化劑層8的催化劑層5:盡管其可以連續(xù)或非連續(xù)提供，只要其在廢氣通道2總長(zhǎng)度的表面的不小于25%上提供，但其優(yōu)選在廢氣通道2總長(zhǎng)度的表面的不小于30%，更優(yōu)選不小于40%，特別優(yōu)選不小于50%上提供。催化劑層5優(yōu)選在從廢氣通道2的廢氣入口端到廢氣出口端的廢氣通道2總長(zhǎng)度的表面的不小于25%上提供，特別優(yōu)選在其上連續(xù)提供。如果在從廢氣通道2的廢氣入口端到廢氣出口端的廢氣通道2總長(zhǎng)度的不到100%長(zhǎng)度上提供催化劑層5，通?？梢栽诓粠в写呋瘎?的那部分廢氣通道2上提供此前已知的催化劑層，在這種情況下允許催化劑層5中的中間催化劑層延伸到不帶有包含底催化劑層6、中間催化劑層7和頂催化劑層8的催化劑層5的那部分上。
[0027]僅作為舉例說(shuō)明，下面用實(shí)施例更詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0028]實(shí)施例1
[0029]制備用于形成各催化劑層的下列漿料。
[0030]1)底催化劑層:含有作為氧吸留劑的氧化鈰-氧化鋯絡(luò)合物和氧化鋁的漿料(氧吸留劑63重量％，氧化鋁37重量％)。
[0031]2)中間催化劑層漿料:含有@ -沸石作為烴吸附劑、鉬和鈀作為催化劑金屬(作為硝酸鉬和硝酸鈕加入)和氧化招的衆(zhòng)料(烴吸附劑11.2重量％,鉬1.6重量％, IE0.8重量％,氧化鋁86.4重量％)。
[0032]3)頂催化劑層漿料:含有氧化鈰-氧化鋯絡(luò)合物作為氧吸留劑、鉬作為催化劑金屬(作為硝酸鉬加入)、(6-沸石作為烴吸附劑和氧化鋁的漿料(氧吸留劑27重量％，(6-沸石烴吸附劑45重量％，鉬0.1重量％，氧化鋁27.9重量％)。
[0033]將蜂窩催化劑基底(NGK產(chǎn)品，1L)浸在底催化劑層漿料中，其涂布產(chǎn)生干燥時(shí)為49g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成底催化劑層。然后在底催化劑層上涂布中間催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為110g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成中間催化劑層。然后在中間催化劑層上涂布頂催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為50g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成頂催化劑層，以提供具有三催化劑層的廢氣氧化催化劑(作為廢氣通道表面的比例，三催化劑層覆蓋率100%)。
[0034]實(shí)施例2
[0035]制備用于形成各催化劑層的下列漿料。
[0036]I)底催化劑層:含有作為氧吸留劑的氧化鈰-氧化鋯絡(luò)合物和氧化鋁的漿料(氧吸留劑63重量％，氧化鋁37重量％)。
[0037]2)中間催化劑層漿料:含有P -沸石和ZSM5沸石作為烴吸附劑、鉬和鈀作為催化劑金屬(作為硝酸鉬和硝酸鈀加入)和氧化鋁的漿料(P -沸石5重量％和ZSM5沸石5重量％作為烴吸附劑，鉬1.1重量％，鈀0.5重量％，氧化鋁88.4重量％)。
[0038]3)頂催化劑層漿料:氧化鈰-氧化鋯絡(luò)合物作為氧吸留劑、鉬作為催化劑金屬(作為硝酸鉬加入)、^ -沸石和ZSM5沸石作為烴吸附劑和氧化鋁的漿料(氧吸留劑27.4重量％，^ -沸石22.5重量％和ZSM5沸石22.5重量％作為烴吸附劑，鉬0.1重量％，氧化鋁27.5重量％)。
[0039]將蜂窩催化劑基底(NGK產(chǎn)品，1L)浸在底催化劑層漿料中，其涂布產(chǎn)生干燥時(shí)為49g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成底催化劑層。然后在底催化劑層上涂布中間催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為110g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成中間催化劑層。然后在中間催化劑層上涂布頂催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為60g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成頂催化劑層，以提供具有三催化劑層的廢氣氧化催化劑(作為廢氣通道表面的比例，三催化劑層覆蓋率100%)。
[0040]實(shí)施例3
[0041]制備用于形成各催化劑層的下列漿料。
[0042]I)底催化劑層:含有作為氧吸留劑的氧化鈰-氧化鋯絡(luò)合物和氧化鋁的漿料(氧吸留劑63重量％，氧化鋁37重量％)。[0043]2)中間催化劑層漿料:含有@ -沸石作為烴吸附劑、鉬和鈀作為催化劑金屬(作為硝酸鉬和硝酸鈀加入)和氧化鋁的漿料(P -沸石9重量％作為烴吸附劑，鉬1.1重量％，鈀
0.5重量％，氧化鋁89.4重量％)。
[0044]3)頂催化劑層漿料:含有氧化鈰-氧化鋯絡(luò)合物作為氧吸留劑、鉬作為催化劑金屬(作為硝酸鉬加入)、^ -沸石作為烴吸附劑和氧化鋁的漿料(氧吸留劑31重量％，作為烴吸附劑的P -沸石36重量％，氧化鋁33重量％)。
[0045]將蜂窩催化劑基底(NGK產(chǎn)品，1L)浸在底催化劑層漿料中，其涂布產(chǎn)生干燥時(shí)為55g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成底催化劑層。然后在底催化劑層上涂布中間催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為110g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成中間催化劑層。然后在中間催化劑層上涂布頂催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為60g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成頂催化劑層，以提供具有三催化劑層的廢氣氧化催化劑(作為廢氣通道表面的比例，三催化劑層覆蓋率100%)。
[0046]對(duì)比例I
[0047]制造廢氣氧化催化劑，不形成含有氧吸留劑的底催化劑層，使用下列漿料形成催化劑金屬層和頂催化劑層。
[0048]I)用于形成含催化劑金屬的層的漿料:含有鉬和鈀作為催化劑金屬(作為硝酸鉬和硝酸鈀加入)和氧化鋁的漿料(鉬1.0重量％，鈀0.5重量％，無(wú)機(jī)載體98.5重量％)。
[0049]2)頂催化劑層漿料:含有P -沸石作為烴吸附劑、鉬作為催化劑金屬(作為硝酸鉬加入)和氧化鋁的漿料(作為烴吸附劑的P -沸石63.9重量％，鉬0.1重量％，氧化鋁36重
量％x
[0050]將蜂窩催化劑基底(NGK產(chǎn)品`，1L)浸在用于形成含催化劑金屬的層的漿料中，其涂布產(chǎn)生干燥時(shí)為178g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成含催化劑金屬的層。然后在含催化劑金屬的層上涂布頂催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為60g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成頂催化劑層，以提供具有雙催化劑層的廢氣氧化催化劑(作為廢氣通道表面的比例，雙催化劑層覆蓋率100%)。
[0051]對(duì)比例2
[0052]在蜂窩催化劑基底(NGK產(chǎn)品，1L)上涂布含有P -沸石作為烴吸附劑、鉬和鈀作為催化劑金屬(作為硝酸鉬和硝酸鈀加入)和氧化鋁的漿料(作為烴吸附劑的P -沸石47.72重量％，鉬1.44重量％和鈀0.72重量％作為催化劑金屬，氧化鋁50.12重量％)以產(chǎn)生干燥時(shí)為180g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成催化劑層；由此獲得具有含催化劑金屬的單催化劑層的廢氣氧化催化劑(作為廢氣通道表面的比例，單催化劑層覆蓋率100%)。
[0053]對(duì)比例3
[0054]制備下列漿料以形成各催化劑層。
[0055]I)底催化劑層漿料:含有氧化鋁100重量％ (不含氧吸留劑)的漿料。
[0056]2)中間催化劑層漿料:含有@ -沸石作為烴吸附劑、鉬和鈀作為催化劑金屬(作為硝酸鉬和硝酸鈀加入)和氧化鋁的漿料(P -沸石11.2重量％作為烴吸附劑，鉬1.6重量％，鈀0.8重量％，氧化鋁86.4重量％)。
[0057]3)頂催化劑層漿料:含有P -沸石作為烴吸附劑、鉬作為催化劑金屬(作為硝酸鉬加入)和氧化鋁的漿料(不含氧吸留劑；作為烴吸附劑的P -沸石63.9重量％，鉬0.1重量％，氧化鋁36重量％)。
[0058]將蜂窩催化劑基底(NGK產(chǎn)品，1L)浸在底催化劑層漿料中，其涂布產(chǎn)生干燥時(shí)為49g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成底催化劑層。然后在底催化劑層上涂布中間催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為110g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成中間催化劑層。然后在中間催化劑層上涂布頂催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為50g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成頂催化劑層，以提供具有三催化劑層的廢氣氧化催化劑(作為廢氣通道表面的比例，三催化劑層覆蓋率100%)。
[0059]對(duì)比例4
[0060]制備下列漿料以形成各催化劑層。
[0061]I)底催化劑層漿料:含有作為氧吸留劑的氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物和氧化鋁的漿料(氧吸留劑63重量％，氧化鋁37重量％)。
[0062]2)中間催化劑層漿料:含有(6-沸石作為烴吸附劑、鉬和鈀作為催化劑金屬(作為硝酸鉬和硝酸鈀加入)和氧化鋁的漿料(P -沸石11.2重量％作為烴吸附劑，鉬1.6重
量％，鈀0.8重量％，氧化鋁86.4重量％)。
[0063]3)頂催化劑層漿料:含有P -沸石作為烴吸附劑、鉬作為催化劑金屬(作為硝酸鉬加入)和氧化鋁的漿料(不含氧吸留劑；作為烴吸附劑的P -沸石63.9重量％，鉬0.1重
量％，氧化鋁36重量％)。
[0064]將蜂窩催化劑基底(NGK產(chǎn)品，1L)浸在底催化劑層漿料中，其涂布產(chǎn)生干燥時(shí)為49g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成底催化劑層。然后在底催化劑層上涂布中間催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為110g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成中間催化劑層。然后在中間催化劑層上涂布頂催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為50g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成頂催化劑層，以提供具有三催化劑層的廢氣氧化催化劑(作為廢氣通道表面的比例，三催化劑層覆蓋率100%)。
[0065]對(duì)比例5
[0066]制備用于形成各催化劑層的下列漿料。
[0067]I)底催化劑層:含有氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物作為氧吸留劑、氧化鋁、鉬作為催化劑金屬(作為硝酸鉬加入)和沸石作為烴吸附劑的漿料(作為烴吸附劑的(6-沸石47重量％，氧吸留劑29重量％，氧化鋁23.9重量％，鉬0.1重量％)。
[0068]2)中間催化劑層漿料:含有鉬和鈀作為催化劑金屬(作為硝酸鉬和硝酸鈀加入)和氧化鋁的漿料(鉬2.4重量％，鈀1.2重量％，氧化鋁96.4重量％)。
[0069]3)頂催化劑層漿料:含有P -沸石作為烴吸附劑、氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物作為氧吸留劑、鉬作為催化劑金屬(作為硝酸鉬加入)和氧化鋁的漿料(氧吸留劑37.5重量％，作為烴吸附劑的P -沸石37.5重量％，鉬0.1重量％，氧化鋁24.9重量％)。
[0070]將蜂窩催化劑基底(NGK產(chǎn)品，1L)浸在底催化劑層漿料中，其涂布產(chǎn)生干燥時(shí)為52g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成底催化劑層。然后在底催化劑層上涂布中間催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為72g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成中間催化劑層。然后在中間催化劑層上涂布頂催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為81g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成頂催化劑層，以提供具有三催化劑層的廢氣氧化催化劑(作為廢氣通道表面的比例，三催化劑層覆蓋率100%)。[0071]對(duì)比例6
[0072]制備下列漿料以形成各催化劑層。
[0073]I)底催化劑層漿料:含有作為氧吸留劑的氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物和氧化鋁的漿料(氧吸留劑63重量％，氧化鋁37重量％)。
[0074]2)中間催化劑層漿料:含有鉬和鈀作為催化劑金屬(作為硝酸鉬和硝酸鈀加入)和氧化鋁的漿料(鉬1.1重量％，鈀0.5重量％，氧化鋁98.4重量％)。
[0075]3)頂催化劑層漿料:含有P -沸石和ZSM-5作為烴吸附劑、氧化鈰-氧化鋯復(fù)合氧化物作為氧吸留劑、鉬作為催化劑金屬(作為硝酸鉬加入)和氧化鋁的漿料(氧吸留劑27.4重量％ ; P -沸石25重量％和ZSM5沸石20重量％作為烴吸附劑，鉬0.1重量％，氧化鋁27.5重量％)。
[0076]將蜂窩催化劑基底(NGK產(chǎn)品，1L)浸在底催化劑層漿料中，其涂布產(chǎn)生干燥時(shí)為49g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成底催化劑層。然后在底催化劑層上涂布中間催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為110g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成中間催化劑層。然后在中間催化劑層上涂布頂催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為67g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成頂催化劑層，以提供具有三催化劑層的廢氣氧化催化劑(作為廢氣通道表面的比例，三催化劑層覆蓋率100%)。
[0077]對(duì)比例7
[0078]制備下列漿料以形成各催化劑層。
[0079]I)底催化劑層漿料:含有氧化鋁100重量％作為粘合劑(不含氧吸留劑)的漿料。
[0080]2)中間催化劑層漿料:含有鉬作為催化劑金屬(作為硝酸鉬加入)和氧化鋁的漿料(不含烴吸附劑；鉬3.3重量％，氧化鋁97.9重量％)。
[0081]3)頂催化劑層漿料:含有100重量％氧化鋁(不含氧吸留劑和不含烴吸附劑)的漿料。
[0082]將蜂窩催化劑基底(NGK產(chǎn)品，1L)浸在底催化劑層漿料中，其涂布產(chǎn)生干燥時(shí)為73g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成底催化劑層。然后在底催化劑層上涂布中間催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為55g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成中間催化劑層。然后在中間催化劑層上涂布頂催化劑層漿料以產(chǎn)生干燥時(shí)為47g/L的沉積物，干燥，然后在500°C下煅燒形成頂催化劑層，以提供具有三催化劑層的廢氣氧化催化劑(作為廢氣通道表面的比例，三催化劑層覆蓋率100%)。
[0083]將實(shí)施例1-2和對(duì)比例1-6的廢氣氧化催化劑在爐中在700°C下熱處理50小時(shí)，然后安裝在直列式4氣缸柴油機(jī)的排氣管中。使用添加了 500ppm有機(jī)硫化合物的輕燃料油在300°C下進(jìn)行硫中毒試驗(yàn)。硫的吞吐量設(shè)定為4.6g/L。然后通過(guò)使用商業(yè)輕油(JIS2)在60(TC下強(qiáng)制再生15分鐘復(fù)原該催化劑。
[0084]然后進(jìn)行模擬EC模式試驗(yàn)并評(píng)估催化劑性能。結(jié)果顯示在表I中。
[0085]表I
[0086]
【權(quán)利要求】
1.廢氣氧化催化劑，其特征在于包含催化劑基底，其中已形成多個(gè)廢氣通道，和在催化劑基底中的廢氣通道表面上形成的催化劑層；其中設(shè)有由底催化劑層、暴露在廢氣通道中的頂催化劑層和位于底催化劑層與頂催化劑層之間的中間催化劑層構(gòu)成的催化劑層以覆蓋不小于25%的廢氣通道表面，且其中底催化劑層至少含有氧吸留劑作為催化劑組分但不含烴吸附劑，中間催化劑層至少含有負(fù)載在金屬氧化物載體上的催化劑金屬和烴吸附劑作為催化劑組分，頂催化劑層至少含有氧吸留劑和烴吸附劑作為催化劑組分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的廢氣氧化催化劑，其中中間催化劑層由具有不同催化劑組分和/或含量的兩個(gè)或更多個(gè)層構(gòu)成。
3.權(quán)利要求1或2的廢氣氧化催化劑，其中除氧吸留劑和烴吸附劑外，頂催化劑層還含有負(fù)載在金屬氧化物載體上的催化劑金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的廢氣氧化催化劑，其中總催化劑金屬含量的1-10重量％包含在頂催化劑層中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的廢氣氧化催化劑，其中所述催化劑金屬是鉬、鈀、銥、金、銀或、鉬和鈀的混合物。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的廢氣氧化催化劑，其中中間催化劑層和頂催化劑層各自含有占催化劑金屬和金屬氧化物的總重量的0.2-5.0重量％的催化劑金屬。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的廢氣氧化催化劑，其中頂催化劑層或中間催化劑層中的烴吸附劑是沸石或沸石晶格中的硅或鋁被過(guò)渡金屬替代的金屬硅酸鹽結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的廢氣氧化催化劑，其中所述沸石是BEA、FAU、MF1、FER或CHA類(lèi)型或其中任何兩種或更多種的混合物。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的廢氣氧化催化劑，其中頂催化劑層和底催化劑層中的氧吸留劑是氧化鈰、鈰和鋯的復(fù)合氧化物、或其中已添加了鑭、鐠或釹的氧化鈰或鈰和鋯的復(fù)合氧化物。
10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的廢氣氧化催化劑，其包含10-20g/L氧吸留劑、5-30g/L烴吸附劑和0.1-5.0g/L催化劑金屬。
11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的廢氣氧化催化劑，其中總氧吸留劑含量的20-50重量％包含在底層中。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的廢氣氧化催化劑，其中總烴吸附劑含量的30-50重量％包含在頂催化劑層中。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的廢氣氧化催化劑，其中所述催化劑基底是蜂窩圓柱體形式，其中廢氣通道從所述圓柱體的一面貫穿至另一面；或纖維形式、片形式或陶瓷形式的多孔體。
14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的廢氣氧化催化劑，其中催化劑基底和底催化劑層作為蜂窩圓柱體整體形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)的廢氣氧化催化劑，其中在催化劑基底上由漿料涂料形成底層。
16.柴油內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)，其包含根據(jù)任一前述權(quán)利要求的廢氣氧化催化劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的排氣系統(tǒng),其包含柴油機(jī)微粒過(guò)濾器。
【文檔編號(hào)】F01N3/28GK103561850SQ201280024838
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月25日
【發(fā)明者】角野健史, 角屋聰, 汪利峰 申請(qǐng)人:莊信萬(wàn)豐股份有限公司