[发明专利]用于汽车排放物控制的催化剂

说明书

本公开涉及用于汽车排放物控制的催化剂。一种利用三元催化转化器的方法，所述三元催化转化器具有由多个颗粒形成的催化剂，所述颗粒中的每个包括第一金属氧化物中心、第二金属氧化物单层和催化活性金属，以在化学计量条件、富条件和稀条件期间降低废气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物的浓度，其中，单层中的金属与中心中的金属的摩尔比在大约0.01与0.2之间。

技术领域

本公开涉及一种汽车催化剂、一种操作该催化剂的方法以及一种生产该催化剂的方法。

背景技术

减少尾气排放是汽车行业中具有挑战性的目标。随着尾气排放的可接受值不断下降，技术必须不断提高才能达到标准。许多努力集中在减少各种碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)以及单氮氧化物NO和NO₂(NOx)的排放。已经开发了能够转化HC类、CO和NOx的各种催化剂。然而，提供能够在相对低的温度下以及在发动机的各种操作条件下进行转化的催化剂仍然是一个挑战。

发明内容

在至少一个实施例中，公开了一种方法。所述方法利用三元催化转化器，所述三元催化转化器具有由多个颗粒形成的催化剂，所述多个颗粒中的每个包括第一金属氧化物中心、第二金属氧化物单层和催化活性金属，以在化学计量条件、富条件(rich condition)和稀条件(lean condition)下降低废气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物的浓度，其中，单层中的金属与中心中的金属的摩尔比在大约0.01与0.2之间。中心与单层之间的界面、单层或者界面和单层两者包括催化活性金属。一些单层可以是连续的。中心可以包括过渡型的氧化铝、氧化钡、氧化镧、氧化硅、氧化钛、氧化锆或它们的组合。单层可以包括氧化铈、氧化钴、氧化铁、氧化铪、氧化锰、氧化铌、氧化钽、氧化钛、氧化锆或它们的组合。基于催化剂的总重量，可以用大约1wt.％至15wt.％的钡、镧、硅或它们的组合来使中心稳定。基于催化剂的总重量，催化活性金属的负载量可以是大约2.0wt.％的钯和大约0.5wt.％的铑。催化剂可以涂覆到限定流通通道或壁流构造的陶瓷的或金属的整体基底上。所述方法还可以包括在冷启动期间捕集并氧化烟灰。所述方法还可以包括在大约150℃与250℃之间的温度下转化至少90％的CO，在大约200℃与270℃之间的温度下转化至少90％的NO，在大约200℃与270℃之间的温度下转化至少90％的C₂H₄，在大约200℃与270℃之间的温度下转化至少90％的C₃H₆，在大约230℃与350℃之间的温度下转化至少90％的C₃H₈，或者它们的组合。

在另一实施例中，公开了一种形成催化转化器催化剂的方法。所述方法可以包括通过以第二金属氧化物中的金属与第一金属氧化物中的金属的大约0.01至0.2的摩尔比使中心与第二金属氧化物的一种或更多种元素的可溶性复合物接触，布置第一金属氧化物和第二金属氧化物以形成颗粒，每个颗粒具有第一金属氧化物的中心和位于中心上的第二金属氧化物的单层。所述方法还可以包括将催化活性金属沉积到每个单层上、沉积到第一金属氧化物与第二金属氧化物之间的界面处或者沉积到单层上和界面处两者。可溶性复合物可以包括一个或更多个醇盐基团。可溶性复合物可以包括具有式M_x(OR)_v(I)的金属醇盐，其中，M是Ti、Zr、Hf、Ni或Ta，R是具有式C_nH_2n+1的直链或支链烷基，其中，n是1至6，x是1或2，并且v是4、5、8或10。所述方法还可以包括将形成的催化剂施用到陶瓷或金属的整体基底上。