[发明专利]用于净化柴油发动机废气的催化剂

说明书

本发明涉及一种催化剂，所述催化剂包括具有长度L的载体主体，所述载体主体在第一端面“a”和第二端面“b”之间延伸，以及布置在所述载体主体上的不同组成的催化活性材料区A、B和C，其中–材料区A包含铂或者重量比Pt:Pd≥1的铂和钯，并且从端面“a”开始或从端面“b”开始，沿着所述长度L的70％至100％延伸，并且–材料区B包含钯或者铂和钯，并且从端面“b”开始，沿着所述长度L的一部分延伸，并且–材料区C包含SCR活性材料，并且从端面“a”开始，沿着所述长度L的一部分延伸，其中材料区C被布置在材料区A上方。

本发明涉及用于净化柴油发动机废气的催化剂，所述催化剂具有若干材料区。

除一氧化碳CO、烃HC和氮氧化物NO_x之外，柴油发动机的原始废气还包含高达15体积％的相对高的氧含量。还包含了主要由烟尘残余物和可能的有机附聚物组成的并从发动机的气缸中部分地不完全的燃料燃烧产生的颗粒排放物。

虽然具有和不具有催化活性涂层的柴油微粒过滤器适用于去除颗粒排放物，但是氮氧化物可在存在氧气的情况下在SCR催化剂上通过氨转化为氮气和水。

用作还原剂的氨可通过将氨前体化合物诸如例如脲、氨基甲酸铵或甲酸铵进料到废气流中并且随后热解和水解而变得可用。

SCR催化剂在文献中有广泛的描述。它们一般是所谓的混合氧化物催化剂(其具体地包含钒、钛和钨)，或所谓的沸石催化剂(其包含金属交换的—具体地为细孔的沸石)。SCR催化活性材料可承载在流通式基底或壁流式过滤器上。

一氧化碳和烃通过在合适的氧化催化剂上氧化而变得无害。氧化催化剂在文献中也有广泛的描述。这些氧化催化剂为例如流通式基底，其将贵金属(诸如铂和钯)作为原发性的催化活性组分承载在大面积、多孔、高熔点的氧化物(诸如氧化铝)上。

还已经描述了在废气的流动方向上具有不同组成的材料区的分区氧化催化剂，废气与这些分区氧化催化剂相继地接触。

例如，US2010/257843、US2011/099975和WO2012/079598 A1描述了包含铂和钯的分区氧化催化剂。WO2011/057649 A1也描述了氧化催化剂，其中这些氧化催化剂可用于分层和分区的实施方案中。在分区的实施方案的情况下，第二区—即与流出的废气直接接触的区比前区—与流入的废气直接接触的区具有更高的贵金属含量。根据WO2011/057649 A1的氧化催化剂具体地具有为位于下游的SCR催化剂设定NO和NO₂的最佳比率的目的。

在大多数情况下，各种催化剂被组合在废气净化系统中，使得氧化催化剂被布置成靠近发动机，然后微粒过滤器和SCR催化剂紧随在废气的流动方向上，其中SCR催化剂也可以承载在微粒过滤器上的方式存在。

欧盟排放法规6和6+规定下的当前和未来的柴油发动机的废气温度由于节省燃料导致的CO₂排放减少而变得越来越低。因此，已在若干场合提出，废气中包含的氮氧化物的至少一部分可借助于靠近发动机布置的SCR催化剂转化，然后该废气首先被引导通过氧化催化剂、微粒过滤器，并且在适用的情况下被引导通过另一SCR催化剂。

具体地讲，在该催化剂布置中，重要的是具有产生很少的氧化亚氮但是为随后的SCR催化剂提供足够的二氧化氮的可用柴油氧化催化剂。

现已发现，下文描述并限定的柴油氧化催化剂满足这些条件。

本发明涉及催化剂，该催化剂包括具有长度L的载体主体，该载体主体在第一端面“a”和第二端面“b”之间延伸，以及

布置在载体主体上的不同组成的催化活性材料区A、B和C，其中

–材料区A包含铂或者重量比Pt:Pd≥1的铂和钯，并且从端面“a”开始或从端面“b”开始，沿着长度L的70％至100％延伸，并且

–材料区B包含钯或者铂和钯，并且从端面“b”开始，沿着长度L的一部分延伸，并且