[发明专利]双金属三元催化剂材料及附属装置和系统

说明书

双金属三元催化剂装置包括载体主体、设置在载体主体上的一个或多个Rh块体沉积物、以及设置在每个Rh块体沉积物的表面上的多个Pt原子团。基本上没有Pt沉积在载体主体上。按重量计至少85%的Pt原子团包含高达10个原子，并且最大Pt原子团尺寸为200个Pt原子。Rh和Pt的组合负载量相对于载体主体重量可以按重量计小于1.5%。在块体Rh沉积物中的Rh与设置在该沉积物表面上的Pt的摩尔比是至少5:1。

背景技术

铂族金属(PGM)催化剂，特别是包括铑、铂和钯的那些催化剂，通常用于汽油和柴油汽车排放物后处理系统中以转化(例如，氧化、还原)排气的各种成分，例如一氧化碳(CO)、未燃烧和部分燃烧的烃(HC)和氮氧化物。这种催化剂通常包括设置在高表面积载体(例如，氧化铝)上的双金属和三金属合金(例如，Pt-Pd、Pt-Rh和Pt-Pd-Rh合金)。

发明内容

提供了催化装置，其可包括：载体主体；一个或多个Rh块体沉积物，其设置在载体主体上；以及多个Pt原子团，其设置在至少一个Rh块体沉积物的表面上。按重量计至多10%的Pt原子团可以直接设置在载体主体上。通过使载体主体和一个或多个Rh块体沉积物与包含络合的Pt离子的溶液或浆料接触，Pt原子团可沉积到一个或多个Rh块体沉积物的表面上。在将Pt原子团沉积到一个或多个Rh块体沉积物的表面上之前，可以调节载体主体的pH以呈现排斥浆料或溶液中的Pt离子的电荷。一个或多个Rh块体沉积物可具有约0.2纳米至约3纳米的直径。按重量计至少85%的Pt原子团可以是高达10个原子。载体主体可以由金属氧化物和/或陶瓷材料制成。载体主体可以是Al₂O₃、ZrO₂及其组合。所述载体主体可以掺杂La和Nd中的一种或多种。在块体Rh沉积物中的Rh与设置在该沉积物表面上的Pt的摩尔比可以是至少5:1。催化装置可以包括三元催化剂。

提供了催化装置，其可包括：载体主体；设置在载体主体上的一个或多个Rh块体沉积物；以及设置在至少一个Rh块体沉积物上的多个Pt原子团。按重量计至少85%的Pt原子团可以是高达10个Pt原子，并且最大的Pt原子团尺寸可以是200个Pt原子。按重量计至少85%的Pt原子团可以是高达5个Pt原子。Pt原子团的最大尺寸可以是50个原子。按重量计小于10%的Pt原子团可以直接设置在载体主体上。在块体Rh沉积物中的Rh与设置在该沉积物表面上的Pt的摩尔比可以是至少5:1。内燃机可以为车辆提供动力。

提供了一种双金属三元催化装置(TWC)，其被配置为处理由汽油内燃机产生的排气，并且可包括罐、设置在罐内的非金属载体主体、设置在载体主体上的多个Rh块体沉积物、以及设置在至少一个Rh块体沉积物上的多个Pt原子团。按重量计至少85%的Pt原子团可以是高达10个Pt原子，并且最大的Pt原子团尺寸可以是200个Pt原子。Rh和Pt的组合负载量相对于载体主体重量可以按重量计小于1.5%。汽油内燃机可以为车辆提供动力。在块体Rh沉积物中的Rh与设置在该沉积物表面上的Pt的摩尔比可以是至少5:1。

本发明还可包括下列方案。

1. 一种催化装置，所述装置包括：

载体主体；

设置在所述载体主体上的一个或多个Rh块体沉积物；以及

设置在所述Rh块体沉积物中的至少一个的表面上的多个Pt原子团，其中按重量计至多10%的所述Pt原子团直接设置在所述载体主体上。

2. 根据方案1所述的催化装置，其中，通过使所述载体主体和所述一个或多个Rh块体沉积物与包含络合的Pt离子的溶液或浆料接触而将所述Pt原子团沉积到所述一个或多个Rh块体沉积物的表面上。

3. 根据方案2所述的催化装置，其中，在将Pt原子团沉积到所述一个或多个Rh块体沉积物的表面上之前，调节所述载体主体的pH以呈现排斥所述浆料或溶液中的Pt离子的电荷。

4. 根据方案1所述的催化装置，其中，所述一个或多个Rh块体沉积物包括约0.2纳米至约3纳米的直径。