[发明专利]用于处理压缩点火发动机废气的氧化催化剂

说明书

一种用于压缩点火发动机的排气系统，其包括氧化催化剂，用于处理来自于压缩点火发动机的废气中的一氧化碳(CO)和烃(HC)，其中该氧化催化剂包含：选自铂(Pt)组分、钯(Pd)组分及其组合的铂族金属(PGM)组分；碱土金属组分；包含掺入了杂原子组分的改性氧化铝的载体材料；和基底，其中该铂族金属(PGM)组分、该碱土金属组分和该载体材料位于该基底上。

发明领域

本发明涉及用于压缩点火发动机的排气系统，其包括氧化催化剂，特别是柴油氧化催化剂，和涉及包括该排气系统的车辆。本发明还涉及制备该氧化催化剂的方法，该氧化催化剂本身和它的用途。本发明进一步涉及处理压缩点火发动机废气的方法。

发明背景

通常，存在着四类被全球政府间组织立法控制的污染物：一氧化碳(CO)、未燃烧的烃(HC)、氮的氧化物(NO_x)和颗粒物质(PM)。随着对于来自车辆发动机废气的可允许排放污染物的排放标准变得日益收紧，需要提供改进的催化剂，其能够满足这些标准，并且成本有效。

对于压缩点火发动机例如柴油发动机来说，氧化催化剂(称作柴油氧化催化剂(DOC))典型地被用于处理这种发动机产生的废气。柴油氧化催化剂通常催化(1)一氧化碳(CO)到二氧化碳(CO₂)的氧化，(2)HC到二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)的氧化。用于压缩点火发动机例如柴油发动机，特别是轻型柴油车辆的废气温度相对低(例如约400℃)，和因此一个挑战是开发具有低的“点火”温度的耐久的催化剂配方。

氧化催化剂例如DOC的活性经常在它的“点火”温度方面来度量的，其是该催化剂开始进行具体的催化反应或者进行该反应到某个水平的温度。通常，“点火”温度在反应物的具体转化率水平方面给出，例如一氧化碳的转化率。因此，T₅₀温度经常称作“点火”温度，因为它代表了催化剂以50％的效率催化反应物转化时的最低温度。

EP2000639描述了一种增加内燃机，特别是柴油发动机的废气温度的方法。EP2000639关注增加废气温度，因为它会帮助再生位于所述催化剂下游的颗粒过滤器。EP2000639中所述的方法包括将烃(HC)以1,000-40,000ppm体积的量，按转化成甲烷计，引入到催化剂上游的废气。该催化剂如下来获得：将由(a)铂、(b)选自镁、碱土金属和碱金属的至少一种金属的氧化物和(c)选自钯和铑的至少一个成员组成的催化活性组分(A)，负载到难熔无机氧化物粉末(B)上，和将该无机氧化物负载到难熔三维结构体上。

发明内容

用于氧化压缩点火发动机排放的废气中的一氧化碳(CO)、烃(HC)和有时候还有氮的氧化物(NO_x)的催化剂通常包含至少一种铂族金属，例如铂或钯。铂在催化压缩点火发动机废气中的CO和HC的氧化方面的活性大于钯，并且通常避免在这种催化剂中包含钯，这是因为它易于硫中毒。但是，超低硫燃料的使用，钯相对于铂的成本和催化剂耐久性的改进(其可以通过包含钯来获得)已经使得含钯的催化剂配方，特别是包含钯和铂二者的配方变得有利。

即使通常钯的成本在历史上低于铂，但是钯和铂都是昂贵的金属。令人期望的是这样的氧化催化剂，其表现出改进的催化活性，而不增加铂和钯的总量，或者表现出与现有的氧化催化剂类似的催化活性，具有较低量的铂和钯。

在第一方面，本发明提供一种用于压缩点火发动机的排气系统，其包括氧化催化剂，典型地用于处理来自于压缩点火发动机废气中的一氧化碳(CO)和烃(HC)，其中该氧化催化剂包含：选自铂(Pt)组分、钯(Pd)组分及其组合的铂族金属(PGM)组分；碱土金属组分；包含掺入了杂原子组分的改性氧化铝的载体材料；和基底，其中该铂族金属(PGM)组分、碱土金属组分和载体材料位于该基底上。