CN103375231A - 组合式碳氢化合物捕集器和催化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于降低冷启动碳氢化合物排放物的组合式碳氢化合物捕集器/氧化催化剂系统。碳氢化合物捕集器包括整体式载体,整体式载体包含沸石和包括浸渍在载体中或涂覆到载体上的镍和铜的混合物的催化剂。碳氢化合物捕集器可以设置在车辆的尾气通路中,使得碳氢化合物在捕集器中吸附和存储,直到发动机和尾气达到足以解吸和氧化碳氢化合物的温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以与氧化催化剂组合使用的碳氢化合物捕集器(hydrocarbon trap),其中,该捕集器改善冷启动发动机排放物的留烃(hydrocarbon retention)以及催化剂达到其起燃温度时这样的排放物的氧化。更具体地,本发明涉及一种利用包含整体式载体(monolith substrate)上的铜和镍的混合物的催化剂的碳氢化合物捕集器。
背景技术
近年来,已经做出了相当多的努力来降低车辆发动机的碳氢化合物(HC)排放水平。像三效催化剂这样的传统尾气处理催化剂实现将碳氢化合物氧化为CO2和水并帮助阻止来自车辆的未燃烧或部分燃烧的碳氢化合物排放物的逃逸。然而,在发动机冷启动过程中,在尾气的潜热允许催化剂起作用之前,即,在催化剂达到其“起燃”温度之前,这些排放物含量很高。
已经开发出了碳氢化合物捕集器用于通过在低温时捕集/吸附碳氢化合物(HC)排放物并且在对于在催化剂上氧化来说足够高的温度下将它们从捕集器中释放/解吸,从而降低冷启动过程中的排放物。这样的催化剂典型地是包含例如铂、钯或铑这样的贵金属的三效催化剂。目前,沸石已广泛地用作碳氢化合物捕集器的吸附材料。沸石典型地与三效催化剂结合并且涂覆在整体式载体上。然而,包含贵金属的三效催化剂的使用相对昂贵。
此外,即使利用碳氢化合物捕集器,在三效催化剂起作用之前,存储的HC依然会解吸,并且该问题随捕集器的老化而加重。例如,车辆运行过程中的高温老化导致存储的HC在较低温度时从沸石中解吸并且需要较高的温度才能实现对释放的HC的氧化。尽管已经通过在车辆的车身底部转换器总成中放置沸石HC捕集器实现了较低的氧化温度,但将捕集器的HC转换为CO2和水所需要的尾气氧在该位置有限,原因在于仅在转换器总成上游对氧气的控制进行监测。
需要通过提高冷启动过程中HC种类的保留以及在减少催化剂中昂贵的贵金属的使用的情况下通过实现存储的HC排放物的氧化来改善整体碳氢化合物捕集器功能。
发明内容
本发明的实施例提供一种组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统,该系统利用包含沸石并包括催化剂的整体式载体,用以存储并氧化碳氢化合物排放物,其中催化剂包含铜和镍金属的混合物。碳氢化合物捕集器可以可选择地进一步包括三效催化剂,由于在系统中利用镍-铜催化剂实现碳氢化合物的氧化,三效催化剂的贵金属用量减少。
根据本发明的一方面,提供一种用于降低冷启动车辆尾气排放物的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统,该系统包含含有沸石的整体式载体和催化剂,其中催化剂包含浸渍在载体中或涂覆在载体上的铜(Cu)和镍(Ni)的混合物。在一个实施例中,整体式载体包含挤出的沸石载体。在另一个实施例中,整体式载体包含已经用沸石涂覆的陶瓷载体。
最好以按重量计50%的Cu和按重量计50%的Ni的比率使用Cu-Ni混合物,并且该混合物最好占整体式载体总重量的约1至20wt%,最好是约6至7wt%。
沸石最好具有约20至100的Si/Al2比。沸石可以包含β-沸石或包含金属的沸石,例如Fe-离子交换β-沸石。碳氢化合物捕集器可以具有约2至8g/in3的沸石含量。在一个实施例中,碳氢化合物捕集器具有约4g/in3至约5g/in3的沸石含量。
组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统可以可选择地进一步包括选自铂、钯、铑和它们的组合的三效催化剂。三效催化剂最好以约0.1g/in3至约3.0g/in3的担载量(loading)包含在其中。
根据本发明的另一方面,提供一种用于降低冷启动碳氢化合物排放物的方法,其中将组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统放置在车辆的尾气通路中。当尾气经过尾气通路时,碳氢化合物捕集器吸附碳氢化合物排放物并保留碳氢化合物直到达到镍和铜混合物足以进行催化转换的温度,即,约200°C至约600°C。
因此,本发明的实施例的特征是,提供用于降低冷启动车辆尾气排放物和用于实现这样的排放物的氧化的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统。通过以下说明、附图和权利要求,本发明的其它特征和优点将显而易见。
附图说明
图1A和1B是根据本发明的实施例的组合式碳氢化合物捕集器/催化剂系统的剖视图;以及
图2是包括根据本发明的实施例的组合式碳氢化合物捕集器/催化剂系统的尾气处理系统的示意图;
图3是表示与不含Cu-Ni催化剂的捕集器相比,具有组合式碳氢化合物捕集器/催化剂系统的碳氢化合物解吸的图表;以及
图4是表示与不含Cu-Ni催化剂的捕集器相比,碳氢化合物捕集器/催化剂系统的碳氢化合物转换效率的图表;
图5是表示80%的存储的碳氢化合物在包含具有不同的Si/Al2比的沸石的碳氢化合物捕集器中释放时的温度(°C)的图表;
图6是表示对于新的和老化(50小时)的捕集器,80%的存储的碳氢化合物在包含不同的Cu:Ni比的碳氢化合物捕集器中释放时的温度(°C)的图表;
图7是表示对于新的和老化(50小时)的捕集器,包含不同的Cu:Ni比的碳氢化合物捕集器的吸附的HC转换效率的图表;以及
图8是表示碳氢化合物捕集器上担载的Cu对温度达到600°C的丙烯解吸的影响图表。
具体实施方式
这里说明的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统的实施例利用添加到含沸石的整体式载体中的镍(Ni)和铜(Cu)金属的混合物。我们已经发现Cu-Ni混合物的添加提供例如乙醇、甲苯和丙烯这样的碳氢化合物的有效氧化。此外,我们已经发现,Cu-Ni混合物的使用,与不含这样的混合物的相同的挤出的沸石整料相比,对烯烃和芳烃种类的留烃有100°C的提高,即,HC种类在比没有这样的混合物的沸石捕集器高100°C的温度下保留/吸附在载体上,并且在催化剂达到起燃温度之前不会过早地解吸。
我们还发现Cu-Ni混合物的使用,与不含Cu-Ni催化剂混合物的相同的碳氢化合物捕集器相比,促进焦炭(即,在600°C解吸之后保留的残留的存储的HC种类)在较低温度(至少低50°C)的氧化。Cu-Ni催化剂混合物的使用还减少三效催化剂需要的铂、钯和铑金属的用量,同时与包含较高用量的这些金属的沸石整料相比,依然提供碳氢化合物种类的有效氧化。随着捕集器/催化剂系统老化,有效留烃和氧化也得到保留。
尽管不希望受理论的束缚,但相信是铜和镍的混合物提供了协同效应,因为其显示出优于单独利用镍或铜的氧化还原/水煤气变换(WGS)活性,因此增加CO转换。
除非另有说明,本说明书和权利要求书中任何范围的公开应当理解为包括该范围本身和纳入其中的任何范围,以及端点。
用在碳氢化合物捕集器中的优选沸石材料包括β-沸石或Fe-离子交换β-沸石。其它适合的沸石材料包括Cu-离子交换β-沸石。沸石载体最好具有约20至100的Si/Al2比。
整体式载体可以包含例如堇青石这样的涂覆的陶瓷载体或挤出的沸石载体。其中沸石载体通过挤出制成,沸石材料和粘合剂最好以包含按重量计约60至80%沸石的浆液的形式通过配置为生产具有约40至60%的开口率(OFA)的整料(monolith)的挤压模具挤出。对于“开口率”,其意思是气体流动可用的总载体横截面积的部分。OFA表示为占总载体横截面的百分比或载体空隙率。
产生的沸石整料具有约200和400cpsi之间的孔道密度(cell density),并且最好是400cpsi,以及具有约10至25密耳(mil)的壁厚。载体的沸石含量为按重量计约60至80%。
在沸石涂覆在例如堇青石这样的陶瓷载体上时,薄涂层(washcoat)包括浆液,其中浆液包含按重量计约50至90%的期望的沸石以及按重量计约10至50%的包括用于薄涂层黏附的粘合剂材料的其它化学品。在使用堇青石陶瓷整料时,整料将具有约70%至90%的开口率。整料可以具有正方形或六边形孔道密度,并且最好是六边形孔道密度,以提供均一的涂层从而使角落处的薄涂层堆积最小化。产生的涂覆整料将显示出约200和600cpsi之间的孔道密度以及约20至10密耳的壁厚。
Cu:Ni混合物的比可以由25:75变化至75:25,但最好使用按重量计50%的Cu和按重量计50%的Ni的比。尽管不希望受理论的束缚,但相信是铜提供了对丙烯和甲苯的良好吸附,而镍在老化过程中帮助使铜稳定并对铜提供抗烧结性。单独使用铜没有效果,原因在于在老化过程中铜严重地破坏载体并且随着老化提供差的性能。单独使用镍也是没有效果的。混合物的范围提供抗烧结、HC氧化活性和高温HC贮存之间的良好平衡。
Cu-Ni混合物最好基于整料载体的总重量以约3wt%的Cu和约3wt%的镍(共6wt%),或者约3.5wt%的Cu和约3.5wt%的镍(共7wt%)的配比存在于整体式载体中或整体式载体上。铜和镍中的每一个理论上将以至少约1%和3.5%之间的量存在,从而防止低于200°C的碳氢化合物解吸。
Cu-Ni混合物最好通过湿浸渍法(wet impregnation)(作为镍和铜硝酸盐)结合到载体中并且可以在挤出或涂覆之前添加至沸石浆液中。
碳氢化合物捕集器中包括三效催化剂时,最好以单独的薄涂层的形式施加在整体式载体上。作为选择地,三效催化剂可以在挤出或涂覆之前与沸石浆液结合。
现在参照图1A,所示为组合式碳氢化合物捕集器/氧化催化剂10的实施例。如图所示,捕集器10包括整体式载体12,其中整体式载体12包含沸石并包括浸渍在整体式载体中的Cu-Ni混合物14,以及可选择地,捕集器10包括在沸石载体上的三效催化剂材料16的分离层。图1B表示捕集器10包含陶瓷载体20的实施例,其中陶瓷载体20包含Cu-Ni混合物14和三效催化剂材料16的薄涂层。
现在参照图2,尾气处理系统22包括处在车辆的车身底部位置(未示出)的碳氢化合物捕集器/催化剂10。如图所示,尾气处理系统联接到发动机的排气歧管24。系统除了碳氢化合物捕集器之外还可以包括额外的催化剂或过滤器(未示出)。
在运行过程中,发动机产生的尾气经过碳氢化合物捕集器/催化剂系统10时,乙醇和例如丙烯和乙烯这样的其它小分子碳氢化合物的冷启动排放物被吸附并存储在捕集器中,而发动机/催化剂是冷的。碳氢化合物和乙醇保留在捕集器中直到发动机和由此产生的尾气达到足以加热捕集器并导致解吸的提高的温度,即,达到约200°C至400°C的捕集器温度。然后碳氢化合物由Cu-Ni氧化催化剂和捕集器中或捕集器上的可选的三效催化剂转换为CO或CO2。
为了能够更容易地理解本发明,可以参照以下实施例,这些实施例的目的是为了说明本发明,并不是用来限制其范围。
实施例1
根据本发明的实施例准备两个碳氢化合物捕集器。第一个捕集器包含由挤出机以400cpsi的孔道密度和14密耳的壁厚挤出按重量计80%的H-β-40(H-BEA)沸石制成的挤出的沸石整料。产生的沸石含量为5.4g/in3。第二个捕集器包含由挤出机以400cpsi的孔道密度和11密耳的壁厚挤出按重量计65%的Fe-离子交换沸石制成的挤出的沸石整料。产生的沸石含量为3.9g/in3。两个捕集器都用7wt%的Cu-Ni混合物浸渍。
为了对比,准备两个与上述捕集器相同但不含Cu-Ni混合物的挤出的沸石-捕集器。图3表示包含Cu-Ni催化剂的捕集器实现的解吸温度,其与不含Cu-Ni的捕集器对比。在包含10%的H2O的惰性原料气体和平衡N2中以30,000/hr的气体空速评估样品。
测试条件包括在650°C时在2%的氧气和氮气中对样品进行预处理,接着在氮气中在0.2%的CO、0.08%的H2中还原5分钟,接着在氮气中冷却至30°C。为了模拟汽油冷启动排放,在30,000/hr的空气和30°C时,将每一个样品暴露于0.18%的HC种类(5%的乙醛、27%的乙醇、40%的丙烯、16%异戊烷和12%的甲苯)、0.2%的CO、0.8%的H2和10%的水蒸气的担载量(E40原料)中30秒。30秒之后,从原料流中移除HC并且运载气体由氧气转换为氮气。此外,在程序升温脱附(TPD)过程中使用以下原料条件:
- 惰性TPD(λ=1.000)氮气中含有10%的水蒸气
- 化学计量TPD(λ=1.007)500ppm CO,188ppm H2,700ppm O2,氮气中含有10%的水蒸气
将原料再引入到样品中,并且以100°C/分钟的方式启动样品烘箱从30°C渐变至600°C。转换的吸附的HC是在600°C前没有由FID分析器检测到的从样品中解吸的存储的HC的量,因为FID分析器不检测CO或CO2(积分HC解吸面积/积分吸附面积)。可以看出,与不含Cu-Ni催化剂的碳氢化合物捕集器相比,对于包含Cu-Ni催化剂的碳氢化合物捕集器,更多的碳氢化合物保留在捕集器中然后在较高的温度时解吸。
连同包含具有以100g/ft3(Pt:Pd:Rh)担载的TWC覆盖层的挤出的H-β-40沸石的额外的样品一起,进一步评估以上样品的HC转换效率。在化学计量原料中评估样品,每一个以30,000hr的气体空速的方式。结果如图4所示。如图所示,挤出的H-β沸石(不具有Cu-Ni)无论是在新的状态或是完整的使用寿命老化之后都没有表现出对存储的HC的可测量的氧化。挤出的Fe-β沸石(不具有Cu-Ni)在新的状态表现出17%的存储的HC的氧化,但完整的使用寿命老化之后没有对存储的HC的可测量的氧化。可以看出,对挤出的β沸石样品(H-和Fe-)添加Cu-Ni催化剂将存储的HC的氧化提高至大约新的45%和老化的14%的相同水平。具有以100g/ft3(Pt:Pd:Rh)担载的TWC覆盖层的挤出的H-β沸石表现出对存储的HC的氧化至40%(新的),然后在老化之后胜过具有Cu-Ni催化剂的捕集器,具有24%的存储的HC的氧化。从这些结果可以得出,Cu-Ni催化剂应当与TWC覆盖层联合使用,但应当能够对未改良的沸石改型(unmodified zeoliteversion)减少贵金属,因为Cu-Ni催化剂能够氧化存储的HC并保留HC至更高的温度。
实施例2
实施例1的两个H-β-40(H-BEA)沸石捕集器(具有和不具有Cu-Ni)经历包含进气混合物的模拟的生物燃料混合汽油(40%的乙醇/60%的汽油)排放物,其中进气混合物包括乙醛、乙醇、丙烯、异戊烷和甲苯。在程序升温脱附过程中使用惰性原料(氮气中包含10%的水)。表1和2表示两个捕集器的吸附的和解吸的碳氢化合物的量。
表1
不具有Cu-Ni催化剂的H-β-40沸石(400/14)
进气 HC吸附(%) 吸附的HC 温度-50% 温度-80%
解吸(%) 解吸(°C) 解吸(°C)
乙醛 | C2H4O | 93.6+/-0.4 | 49.1+/-24.8 | 193+/-34 | 272+/-2 |
乙醇 | C2H5OH | 94.3+/-0.2 | 4.8+/-4.5 | 327+/-56 | 389+/-9 |
丙烯 | C3H6 | 92.5+/-0.4 | 38.3+/-2.4 | 276+/-16 | 400+/-28 |
异戊烷 | C5H12 | 94.1+/-0.1 | 171.9+/-4.6 | 299+/-0 | 348+/-9 |
甲苯 | C7H8 | 94.5+/-0.4 | 103.2+/-4.2 | 363+/-12 | 406+/-7 |
加权总计
表2
具有7wt% 的Cu-Ni 的H-β-40(400/14)
进气 HC吸附(%) 吸附的HC解 温度-50% 温度-80%
吸(%) 解吸(°C) 解吸(°C)
乙醛 | C2H4O | 93.2+/-1.0 | 109.1+/-7.5 | 299+/-9 | 445+/-10 |
乙醇 | C2H5OH | 94.3+/-0.6 | 3.0+/-4.0 | 384+/-9 | 437+/-5 |
丙烯 | C3H6 | 94.2+/-0.1 | 81.0+/-2.3 | 451+/-3 | 515+/-2 |
异戊烷 | C5H12 | 94.3+/-0.1 | 102.7+/-5.5 | 267+/-4 | 307+/-6 |
甲苯 | C7H8 | 94.5+/-0.6 | 14.5+/-7.6 | 501+/-10 | 545+/-14 |
加权总计
可以看出,不具有Cu-Ni的HC捕集器将吸附的乙醇转换为乙烯,将吸附的丙烯转换为异戊烷、环己烷和异丁烯。两块整料都表现出对进气排放物的有效吸附,但包含Cu-Ni催化剂的碳氢化合物捕集器表现更高的转换,原因在于吸附的甲苯、丙烯和乙醇转换为苯、乙烯和CO2。此外,对于不具有Cu-Ni的捕集器而言,由存储的碳氢化合物生成的CO2仅为0.8%,相比之下,包含Cu-Ni催化剂的捕集器为23.9%。
进一步注意到,两个捕集器中,对于不具有Cu-Ni的沸石捕集器,吸附的(焦结的)丙烯需要600°C烧掉,但对于组合式沸石捕集器/Cu-Ni催化剂仅需要550°C。因此,组合式捕集器/催化剂系统降低了焦结氧化需要的温度。
尽管不希望受理论的束缚,但从数据中可以推导出的是:不具有Cu-Ni的捕集器中,吸附的丙烯在200°C以上的保留由质子酸化学作用(Bronstedacid chemistry)通过齐聚反应出现,因为丙烯像其它裂化的低聚物产品(即,异戊烷、环己烷和异丁烯)一样首先释放。然而,随着Cu-Ni催化剂的添加,丙烯保留通过化学吸附或与碱金属位点的C=Cπ-键键合出现,因为捕集器中的丙烯在200°C以上仅释放为丙烯或氧化的CO2。甲苯也会出现类似的化学吸附,因为只有在高于500°C的温度、在添加Cu-Ni催化剂的情况下才能观察到甲苯裂化为苯和甲烷。
实施例3
根据本发明的实施例准备四个碳氢化合物捕集器。第一个捕集器包含由挤出机以400cpsi的孔道密度和14密耳的壁厚挤出按重量计80%的H-β-40(H-BEA)沸石制成的挤出的沸石整料。第二个捕集器包含用7wt%的Cu-Ni混合物(50/50的比率)浸渍的相同的H-β-40沸石。第三个捕集器包含由挤出机以400cpsi的孔道密度和11密耳的壁厚挤出按重量计80%的H-β-100沸石制成的挤出的沸石整料。第四个捕集器制成包含相同的H-β-100沸石的,但第四个捕集器用7wt%的Cu-Ni混合物(50/50的比率)浸渍。对捕集器的存储的碳氢化合物释放进行测试。结果如图5所示。可以看出,包含Cu-Ni催化剂的H-β-40和H-β-100沸石捕集器得到较高存储的HC解吸温度。包含H-β-40沸石的捕集器显示出最佳的解吸温度。结果还提示,基于Cu-Ni催化剂的存在或缺失,HC保留机制是不同的(即,质子酸vs.化学吸附)。
实施例4
与实施例1的不含Cu-Ni催化剂的挤出的H-β-40沸石整料相比,实施例1的碳氢化合物捕集器/Cu-Ni催化剂经历高温老化环境(完整的使用寿命老化过程)。老化环境包括以150K英里加速50小时,并在四种不同的模式下利用脉冲燃烧反应器(脉动器):
1)化学计量燃烧(λ=1)
2)富集燃烧(Rich combustion)(λ=0.92)
3)添加二次空气的富集燃烧(λ=1.1)
4)利用二次空气进行化学计量燃烧(λ=1.3)
样品温度在老化过程中维持在740°C至840°C之间,以实现760°C的指数加权有效温度。在程序升温脱附过程中使用惰性原料(氮气中包含10%的水)。表3和4表示每一个捕集器的吸附和解吸量。
表3
H-β-40沸石(不具有Cu-Ni催化剂)脉动器老化760°C/50h4模式
进气 HC吸附(%) 吸附的HC解 温度 –50% 温度-80%
吸(%) 解吸(°C) 解吸(°C)
乙醛 | C2H4O | 93.8+/-0.2 | 80.0+/-21.5 | 149+/-2 | 247+/-33 |
乙醇 | C2H5OH | 94.3+/-0.9 | 45.4+/-1.5 | 324+/-4 | 377+/-6 |
丙烯 | C3H6 | 87.1+/-2.8 | 43.0+/-1.8 | 40+/-0 | 293+/-87 |
异戊烷 | C5H12 | 94.7+/-0.4 | 148.2+/-1.8 | 262+/-2 | 329+/-20 |
甲苯 | C7H8 | 94.7+/-0.2 | 100.4+/-5.7 | 315+/-7 | 369+/-1 |
加权总计
表4
具有6wt%(Cu+Ni)的H-β-40沸石 脉动器老化 760°C/50h4-模式
进气 HC吸附(%) 吸附的HC解 温度-50% 温度-80%
吸(%) 解吸(°C) 解吸(°C)
加权总计
可以看出,不具有Cu-Ni的HC捕集器将吸附的乙醇转换为乙烯,并将吸附的丙烯转换为异戊烷、环己烷和异丁烯。还可以看出,与不具有Cu-Ni的捕集器相比,组合式碳氢化合物捕集器/Cu-Ni催化剂系统对丙烯、乙醇和甲苯的吸附更强。此外,Cu-Ni催化剂显示出对吸附的甲苯和乙醇向苯、乙烯和CO2的转换提高。例如,对于不具有Cu-Ni的HC捕集器而言,由存储的碳氢化合物产生的CO2仅2.0%,相比之下,具有组合式HC捕集器/Cu-Ni催化剂系统的捕集器为7.6%。
因此,使用组合式HC捕集器/Cu-Ni催化剂系统为提高HC保留提供超过使用不具有Cu-Ni催化剂的碳氢化合物捕集器的强吸附,尤其对于丙烯、乙醇和甲苯,甚至在高温老化环境下也是如此。老化的捕集器都保持它们的质子酸化学作用(通过由乙醇转换为乙烯或由丙烯转换为其它HC种类来表征)。但对于沸石含量低于4g/in3的HC捕集器整料通常并非如此,因为一开始就存在较少的沸石和被这样的老化环境除去的活性位点。
实施例5
实施例1所述的包含挤出的沸石整料的碳氢化合物捕集器由包含7wt%的Cu-Ni并具有400cpsi的孔道密度和14密耳的壁厚的H-β沸石制成。准备具有不同的铜和镍比率的捕集器,并且利用乙醛、乙醇、丙烯、异戊烷和甲苯(E40原料)的5-HC混合物对捕集器的存储的碳氢化合物释放和吸附的HC转换进行测试。
样品经历如实施例3所述的老化环境(760°C/50小时)。样品在550°C下CO/H2混合物中预还原,在氮气中冷却至30°C,然后在30°C、1大气压的条件下利用30-秒脉冲加载5-HC混合物(乙醛、乙醇、丙烯、异戊烷和甲苯)。
结果如图6和7所示。在程序升温脱附过程中利用惰性原料(氮气中包含10%的水)得到图6的结果。在程序升温脱附过程中利用化学计量原料得到图7的结果。
可以看出,50:50的Cu:Ni比在老化之后提供最佳的存储的HC释放和吸附的HC转换的总体结合。
实施例6
利用以下样品测试铜金属担载量对碳氢化合物解吸的影响:
1)包含3.5%的Cu(和3.5%的Ni)的Cu-Ni浸渍沸石挤出的整料;
2)包含1.2wt%Cu的催化涂覆沸石整料,其中在涂上三效催化剂层之前,将Cu-Ni混合物添加到沸石薄涂层中;
3)包含1.1wt%Cu的涂有铜离子-交换沸石的整料。
样品经历实施例3所描述的老化条件(760°C/50小时)。样品在550°C下CO/H2混合物中预还原,在氮气中冷却至30°C,然后在30°C、1大气压的条件下利用30-秒脉冲加载5-HC混合物(乙醛、乙醇、丙烯、异戊烷和甲苯)。在程序升温脱附过程中利用惰性原料(氮气中包含10%的水)。图8表示样品的存储的丙烯的解吸(附图表示仅对于丙烯的解吸,因为丙烯与还原的铜之间存在强烈地相互作用)。可以看出,包含少于2wt%的Cu的样品在30°C时具有丙烯的大的解吸峰。所有样品在50°C和400°C时表现出解吸峰。浸渍的样品在250°C时表现出Cu离子-交换样品未呈现出的解吸峰。结果表明,50/50比率的Ni和Cu的量应当在约1%和3.5%之间,从而阻止200°C以下的解吸峰。可以看出,具有3.5wt%的Cu的浸渍的样品具有均一的解吸轮廓,其将大多数吸附的丙烯移至200°C以上的电位氧化窗。
已经参照本发明的优选实施例对本发明进行详细说明,显而易见的是在不背离本发明的范围的情况下可以存在修改和变体。
Claims (10)
1.一种用于降低冷启动车辆尾气排放物的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统,其特征在于,包含:
包含沸石的整体式载体;以及
包含浸渍在所述载体中或涂覆在所述载体上的铜和镍的混合物的催化剂。
2.根据权利要求1所述的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统,其特征在于,所述整体式载体包含挤出的沸石载体。
3.根据权利要求1所述的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统,其特征在于,所述整体式载体包含涂覆有沸石的陶瓷载体。
4.根据权利要求1所述的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统,其特征在于,所述混合物包含按重量计约50%的铜和按重量计约50%的镍。
5.根据权利要求1所述的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统,其特征在于,所述催化剂占所述整体式载体总重量的约1至20wt%。
6.根据权利要求5所述的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统,其特征在于,所述催化剂占所述整体式载体总重量的约6至7wt%。
7.根据权利要求1所述的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统,其特征在于,所述沸石具有约20至100的Si/Al2比率。
8.根据权利要求1所述的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统,其特征在于,所述沸石包含β-沸石。
10.根据权利要求1所述的组合式碳氢化合物捕集器和催化剂系统,其特征在于,所述沸石包含Fe离子-交换β-沸石。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |