[发明专利]用于内燃机废气处理的氧化催化剂

说明书

本发明提供了废气清洁氧化催化剂，特别是用于清洁压缩点火型内燃机(特别是柴油发动机)排出的废气的氧化催化剂。本发明进一步涉及用于处理贫燃内燃机排放的废气的包含在基底整料上的氧化催化剂的催化基底整料。特别地，本发明涉及包括第一活化涂层和第二活化涂层的催化基底整料，其中第二活化涂层位于第一活化涂层之上的层中。

本申请是申请日为2012年10月5日、申请号为201280049001.4、发明名称为“用于内燃机废气处理的氧化催化剂”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及废气清洁氧化催化剂，且特别涉及用于清洁由压缩点火型内燃机(特别是柴油发动机)排出的废气的氧化催化剂。本发明进一步涉及用于处理由贫燃内燃机排放出的废气的包括在基底整料上的氧化催化剂的催化基底整料。特别地，本发明涉及包括第一活化涂层(washcoat coating)和第二活化涂层的催化基底整料，其中第二活化涂层位于第一活化涂层之上的层中。本发明还涉及该催化基底整料在贫燃内燃机(特别是车辆贫燃内燃机)的排气系统中的用途。

发明背景

通常，有四类污染物被全世界的政府间组织立法限制：一氧化碳 (CO)、未燃烧的烃(HC)、氮氧化物(NO_x)和颗粒物(PM)。

氧化催化剂已用于清理由压缩点火型内燃机中燃料燃烧生成的废气中的烃(HC)、一氧化碳(CO)以及可溶性有机成分(SOF)(参见日本专利公开号9-271674)。最近注意力又集中在处理由压缩点火型内燃机中燃料燃烧生成的颗粒物(PM)和能够收集PM的过滤器(柴油颗粒过滤器(DPF))。氧化催化剂已位于DPF的上游部分中以提高对DPF中PM 的处理效能(参见日本专利公开号2006-272064)。

较重质的燃料包含较多的硫成分。在使用柴油作为燃料的压缩型内燃机中，在燃料燃烧和催化过程中释放出硫氧化物(SO_x)，氧化催化剂的活性受到SO_x存在的抑制(硫中毒)。为处理这一问题，已经提出了抗硫中毒的氧化催化剂，其具有作为包含特定重量比例的ZSM-5 和β-沸石的混合物的沸石(参见日本专利公开号2007-229679)。此外，为了更有效地清洁废气，已经提出了具有双层结构的NO_x清洁催化剂，其包括两个不同的催化剂层，即NO_x氧化催化剂层和NO_x选择性还原催化剂层(参见日本专利公开号2008-279352)。

随着对来自车辆发动机的废气中污染物的可容许排放的排放标准越来越严格，提出并开发了发动机管理和多重催化剂废气后处理系统的组合以满足这些排放标准。对于包括颗粒过滤器的排气系统，通常定期(例如每隔500km)进行发动机管理以提高过滤器中的温度以燃烧掉保持在该过滤器上的基本上所有剩余的烟灰，由此将该系统返回基线水平。这些经过发动机管理的烟灰燃烧事件通常称作“过滤器再生”。尽管过滤器再生的主要焦点是燃烧保持在该过滤器上的烟灰，但未曾预期的结果是根据该系统中发动机管理的水平，排气系统中存在的一个或多个催化剂涂层(例如过滤器(所谓的催化烟灰过滤器(CSF))本身的过滤涂层)、位于过滤器上游或下游的氧化催化剂(例如柴油氧化催化剂(DOC))或NO_x吸附催化剂(NAC)(例如第一DOC之后是柴油颗粒过滤器，之后又是第二DOC，最后是SCR催化剂)能够定期暴露于高废气温度。这些条件也可能经历未曾预期的偶然的发动机不正常模式 (upset mode)或不受控制或控制较差的再生事件。然而，一些柴油发动机(特别是以高负荷操作的重型柴油发动机)甚至可以在正常操作条件下将催化剂暴露于高温(例如600℃)。