CN104117357B - 包含镍和铜的混合物的三元催化剂 - Google Patents

包含镍和铜的混合物的三元催化剂 Download PDF

Info

Publication number
CN104117357B
CN104117357B CN201410174183.9A CN201410174183A CN104117357B CN 104117357 B CN104117357 B CN 104117357B CN 201410174183 A CN201410174183 A CN 201410174183A CN 104117357 B CN104117357 B CN 104117357B
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
nickel
copper
carrier
weight percent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410174183.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104117357A (zh
Inventor
洪温·珍
伊娃·塔纳丘
杰弗里·斯科特·赫本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN104117357A publication Critical patent/CN104117357A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104117357B publication Critical patent/CN104117357B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76—Iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/755—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
    • B01J23/8933—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/894—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
    • B01J23/8933—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/8946—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali or alkaline earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20753—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20761—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/902—Multilayered catalyst
    • B01D2255/9022—Two layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/908—O2-storage component incorporated in the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/78—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0244—Coatings comprising several layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

本发明提供一种包括镍和铜的混合物的三元催化剂，其用于减少来自发动机尾气的一氧化碳、碳氢化合物排放、和氮氧化物。该催化剂浸渍在与镍和铜不反应的载体基体上。当用于车辆尾气处理系统时，相对于使用传统三元催化剂，该镍‑铜催化剂提供在减少CO、HC、和NOX方面的提升的效率，并且提供增强的储氧能力(OSC)和水煤气转化(WGS)作用。

Description

包含镍和铜的混合物的三元催化剂
技术领域
本发明描述的实例涉及三元催化剂在减少车辆尾气中一氧化碳、氮氧化物(NOX)和碳氢化合物的排放的应用，并且具体涉及一种包含镍和铜的混合物的三元催化剂。
背景技术
近年来，美国的政府法规已经限制了车辆发动机尾气中一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOX)的排放。这使得在汽油和柴油动力车辆中使用作用于促进HC和CO的氧化反应以及NOX的还原的催化剂成为必需。这些催化剂通常被称为三元转化(TWC)催化剂，由于他们在将NOX还原成氮的同时将CO和HC氧化成CO2和水。三元转化催化剂通常包括具有储氧能力(OSC)的材料，即，在富空燃比下提供氧化尾气中的一氧化碳和碳氢化合物所需的额外的氧的材料。在随后的贫空燃比运行过程中，尾气中多余的氧然后补充之前富空燃比运行中使用的OSC材料的消耗的氧，这增强了尾气流中NOX的总体还原。这些OSC材料典型地包含铈基氧化物，例如二氧化铈(CeO2)、铈-锆混合氧化物(CexZryO2)、和铈-镨混合氧化物(CexPryO2)。
然而，在具有长期及富空燃比变化范围(excursion)的一些车辆运行中，传统的铈基氧化物不能产生HC和CO氧化所需的足够量的氧。在共同转让的的申请序列号为13/367,692的专利文献中，描述了一种镍基催化剂，其向传统的三元催化剂后处理系统提供额外的OSC功能以及水煤气转化活性(water-gas-shift activity)。
然而，可行的是提供增强的OSC和WGS功能以提升一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物排放物的减少。
相应地，技术上需要一种提供车辆尾气中一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物排放减少的三元催化剂，以及一种具有增强的储氧能力和通过催化剂水煤气转化反应增强的减少一氧化碳或碳氢化合物的催化剂。
发明内容
本发明的实施例通过提供一种用于车辆尾气的三元催化剂满足那些需求，该催化剂包含镍和铜的混合物(在此也被称为镍-铜催化剂)。当放置在车辆废气中时，催化剂能够为贫空燃比到富空燃比转变过程中一氧化碳和碳氢化合物的氧化以及富空燃比到贫空燃比转变过程中氮氧化物的还原提供补充的储氧能力。在储氧能力耗尽之后，该三元催化剂通过催化剂水煤气转化(WGS)和蒸汽重整作用提供一氧化碳和碳氢化合物的脱除。
根据本发明的一个方面，提供一种用于车辆尾气的三元催化剂，其包含在载体上含有镍和铜的混合物的催化剂，其中载体对镍和铜是不反应的。对于“对镍和铜是不反应的”，意味着载体不包含像氧化铝或铝酸镁这些能够与铜或镍发生不利反应并且降低催化剂作用或引起催化剂钝化的材料。
该载体优选地包含选自氧化锆、堇青石、碳化硅、硅胶和非活性的氧化铝组成的群组的材料。对于“非活性的氧化铝”，表示一种不会与镍或铜反应以降低它们各自功能的像δ氧化铝这样的氧化铝。该载体可以是蜂窝基体形式或粉末形式。当载体是蜂窝基体形式时，镍和铜混合物可以直接加载到该蜂窝基体上。在载体是粉末形式的实施例中，加载有镍和铜的载体粉末可以直接涂覆在例如蜂窝基体这样的载体上。
镍-铜催化剂以大约2到大约20重量百分比的加载量包含在载体上，并且优选地，以大约8到大约15重量百分比的加载量。催化剂混合物的镍组分优选地以大约4到大约20重量百分比的加载量包含在载体上，并且催化剂混合物的铜组分优选地以大约0.4到大约10重量百分比的加载量包含在载体上。通常以催化剂应用之前和之后的载体重量增加的百分比计算加载量。
混合物中镍和铜的重量比从大约99:1到大约20:80，并且优选地，从大约99:1到大约50:50。最优选的比例是从大约99:1到75:25。
在一个优选实施例中，镍-铜催化剂不含贵金属。然而，在其他实施例中，该催化剂可能包含少量的选自铂、钯或铑的贵金属。多至包括5重量百分比的量的这些贵金属。
在一个实施例中，镍-铜催化剂进一步包括催化助剂，其选自氧化锆、二氧化铈、氧化铝、氧化镨、氧化镧和氧化钡组成的群组。
在本发明的另一实施例中，提供作为镍-铜三元催化剂上的独立层的外层三元催化剂，其中外层三元催化剂与镍和铜是不反应的。外层三元催化剂可以包括选自铂、钯或铑组成的群组的贵金属。
在本发明的另一实施例中，提供一种车辆尾气处理系统，其包含三元催化剂，该三元催化剂包含在与镍和铜不反应的载体基体上的镍和铜混合物。镍-铜催化剂位于在车辆排气通道中。在一个实施例中，外层三元催化剂可以位于镍-铜催化剂上面，其中外层三元催化剂与镍和铜是不反应的。一种第二传统三元催化剂也可以位于镍-铜催化剂的下游。
在另一实施例中，处理系统可以进一步包括位于镍-铜催化剂上游的密耦三元催化剂(close-coupled three-way catalyst)。
在本发明的又一实施例中，提供一种在载体基体上配备镍-铜三元催化剂的方法，该方法包含配备与镍和铜不反应的载体基体，以及用包含镍化合物和铜化合物的混合物的溶液浸渍载体基体，该镍化合物选自硝酸镍、乙酸镍、碳酸镍、硫酸镍以及他们的组合，并且铜化合物选自硝酸铜、乙酸铜、碳酸铜、硫酸铜和他们的组合。载体基体优选地选自氧化锆、堇青石、碳化硅或硅胶。
在本发明的另一实施例中，提供一种用于处理发动机尾气的方法，该方法包含在与镍和铜不反应的载体基体上提供包含镍和铜的三元催化剂；将催化剂放置在发动机的排气通道中；以及将催化剂暴露在包含一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和NOX的发动机尾气排放物中，这样至少部分排放物在大约250℃到1000℃之间的温度下被转化成CO2，H2O和N2。
在该实施例中，当发动机尾气经历富氧循环时，在大约250℃到1000℃之间的温度下，三元催化剂提供至少50％的CO和HC转化效率。该三元催化剂还提供大约2摩尔O/ft3到大约50摩尔O/ft3的补充储氧能力。在250℃到1000℃之间的温度下，该催化剂还提供50％到100％平衡转化率的水煤气转化活性。
在富空燃比到贫空燃比条件转化过程中，当发动机尾气经历贫空燃比循环时，在大约250℃到1000℃之间的温度下，催化剂提供至少60％的NOX转化效率。通过与Ni-Cu催化剂耗尽的储氧能力反应、或者通过与由水煤气转化作用产生的氢反应来提供NOX转化。优选地，在富空燃比到贫空燃比条件转化过程中，该三元催化剂提供大约2摩尔O/ft3到大约50摩尔O/ft3的补充储氧能力，该储氧能力可以在富空燃比或贫空燃比条件下被消耗或补充。
相应地，本发明实施例的特征是提供一种包含镍和铜混合物的三元催化剂，该催化剂对降低来自车辆尾气的一氧化碳、碳氢化合物排放物、和氮氧化物是有效的。镍-铜催化剂的另一特征是，通过水煤气转化(WGS)反应和蒸汽重整反应的催化作用提供增强的储氧能力(OSC)以及一氧化碳和碳氢化合物脱除。
通过下面的所明书、附图以及所附的权利要求，本发明的其他特征和优点将更加明显。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例包括浸渍到载体表面的镍和铜的混合物的催化剂的示意图；
图2是根据本发明的另一实施例的载体上的包括外层TWC水涂层(washcoat)的镍-铜催化剂的示意图；
图3是根据本发明的一个实施例放置在尾气处理系统中的镍-铜催化剂的示意图；
图4是根据本发明的另一实施例放置在尾气处理系统中的镍基催化剂的示意图；
图5A和5B是说明采用根据本发明的一个实施例的镍-铜催化剂的发动机尾气中CO减少的图表；
图6A、6B和6C是说明采用根据本发明的另一实施例的镍-铜催化剂的发动机尾气中CO减少的图表；
图7是说明发动机尾气中作为温度函数的不同镍-铜催化剂的CO转化率的图表；
图8是说明老化后作为温度函数的不同镍-铜催化剂的CO转化率的图表；
图9是说明作为温度函数的不同镍-铜催化剂的储氧能力(OSC)的图表；
图10是说明老化后作为温度函数的不同镍-铜催化剂的储氧能力(OSC)的图表；
图11是说明根据本发明的一个实施例的不同镍-铜催化剂的NO转化率的图表；
图12是说明根据本发明的一个实施例的不同镍-铜催化剂的NO转化率的图表；以及
图13是使用传统密耦TWC催化剂和使用根据本发明的一个实施例的镍-铜催化剂的汽油发动机的尾气排放物的对比的图表。
具体实施方式
用于降低车辆尾气排放物的包含镍和铜三元催化剂的使用提供了超过传统三元催化剂(TWC)的优势，由于镍-铜催化剂提供更强的储氧能力(OSC)，并且在富空燃比的变化范围中具有更高的CO和HC转化率。
另外，在储氧能力消耗之后，镍-铜催化剂能够通过起催化作用的水煤气转化(WGS)和蒸汽重整反应进一步提供一氧化碳和/或碳氢化合物的降低。例如，在长期富空燃比情况下，当OSC消耗时，镍-铜催化剂能够催化水和一氧化碳(通过WGS反应)的反应，或者水和碳氢化合物的反应(蒸汽重整)以在发动机尾气中形成二氧化碳和氢。
尽管镍基催化剂的使用已经显示出向传统TWC后处理系统提供OSC和WGS的功能，我们已经发现通过将一定量的铜与镍混合，相比单独的镍基催化剂，OSC和WGS功能显著提高，导致较低操作温度下的增加的反应速率。因此，镍-铜催化剂的使用为尾气系统中的使用提供更好的灵活性，并且提供减少一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物排放的更高的效率。
另外，通过将镍和铜一同应用到不包含与镍和铜可反应的材料的载体上，不存在镍和铜与诸如铝这样的可反应材料之间潜在的负面相互作用。相对于先前的包含已经浸渍镍的铝的TWC水涂层来说这是一个改进。众所周知，镍和铜都将与铝反应形成铝酸镍和铝酸铜。尽管不愿被理论约束，人们相信在老化过程中出现的目前商业上的镍加载三元催化剂的钝化作用归因于铝酸镍的形成。在严苛的老化情况下铜也能够与铝反应。
因此，通过在不包含活性铝或其他活性组分的载体上使用镍-铜催化剂，最小化车辆老化过程中镍或铜的钝化。
镍-铜催化剂可以被用作传统三元催化剂的替代品，或者可以与这些催化剂结合使用。在提供外层TWC为镍-铜催化剂上的水涂层的实施例中，水涂层材料也不包含像铝的活性组分，因此避免了车辆老化过程中镍-铜混合物和外层TWC材料的组分之间的负面相互作用，该副作用可能危害TWC功能。
催化剂中镍和铜的优选的比例是从99:1到50:50，并且最优选的是从大约99:1到75:25。可以根据期望的车辆应用以及尾气后处理系统中催化剂的位置调整Cu:Ni的比例，这能够影响其分解环境(degradation environment)。
通常，催化剂中铜的含量越高，低温下的活性越高，但是高温下的耐用性越低。铜与镍的比例是由催化剂在尾气系统中的位置以及具体的车辆应用所确定的的催化剂运行环境的函数。通常，随着镍-铜催化剂和发动机排气口之间距离的增加，可以增加铜与镍的比例。
现在参照图1和2，示出了镍-铜三元催化剂10的实施例。如图1所示，镍-铜催化剂12加载到载体表面14上。尽管镍-铜催化剂示为独立的层，应该想到的是催化剂也可以存在/渗透于所有载体本体的孔。
适合使用的载体基质包括堇青石、氧化锆、碳化硅或硅胶。通过形成包含镍和铜混合物的溶液制备镍-铜催化剂。镍和铜化合物溶解在水中并且混合以获得均匀混合物。优选地以大约0.05-0.3gNi每克溶液的量配备镍，并且优选地大约0.105gNi每克溶液。适合使用的的镍化合物包括硝酸镍、乙酸镍、碳酸镍、硫酸镍或者他们的组合。适合的铜化合物包括硝酸铜、乙酸铜、碳酸铜、硫酸铜以及他们的组合。根据期望的镍和铜的比例或镍-铜的总的最终加载量，优选地以大约0.001到0.105gCu每克溶液的量配备铜。应该理解的是，可以基于载体上镍和铜的最终加载量和润湿载体所需的溶液的量来确定Ni和Cu的浓度。
然后均匀的镍和铜溶液直接浸渍到载体中。一种方法是使用初始润湿浸渍法，该方法中催化剂溶液通过毛细管作用进入到载体基体的孔中。载体可以以蜂巢式基体形式提供。可替换地，镍和铜溶液可以浸渍到涂覆在蜂巢式基体上的粉末上。
然后在使用之前对浸渍的载体进行干燥和焙烧。浸渍的载体基体优选地在大约100℃到250℃之间的温度下干燥1小时，然后在大约350℃到650℃之间的温度下焙烧1小时。镍和铜混合物的总量可以在一个步骤中加载或者重复浸渍、干燥、和焙烧步骤以构建期望的催化剂加载水平。
为了增强镍和铜的性能，催化剂助剂也可以加入到浸渍的载体。适合的助剂包括氧化锆、二氧化铈、氧化铝、氧化镨、氧化镧以及氧化钡。助剂可以通过润湿浸渍在溶液中加入到浸渍的载体。
镍-铜催化剂优选地不含贵金属，但是在一些实施例中可以可选择地包括多至5重量百分比的少量贵金属——例如铂、钯或铑——来增强催化剂的性能。然而，应该理解的是该增强依赖于催化剂的运行条件。在高温下严苛的老化条件下，已经发现由贵金属的加入导致的增强显著降低。
镍-铜催化剂还可以包括应用到镍-铜催化剂上的外层三元催化剂(TWC)。可以配备诸如包含像铂、钯或铑的贵金属的传统水涂层这样的外层TWC催化剂，但是不应该包含任何可与镍或铜反应的材料。外层TWC催化剂优选地以大约1到5g/in3的加载量施加。该外层TWC水涂层还可以包括如上所述的催化剂助剂。
现在参照图2，示出了催化剂10，其包括浸渍到载体表面14的镍-铜催化剂12，以及在镍-铜催化剂12上的外层三元催化剂(TWC)层16。
现在参照图3-4，描述了包括镍-铜催化剂的尾气处理系统20的实施例。应该理解的是，镍-铜催化剂可以用于汽油或柴油发动机的尾气处理系统。还应该理解的是，可以根据车辆运行过程中目标催化剂的温度改变镍-铜催化剂的在尾气处理系统中的具体位置。如图3所示，尾气处理系统20耦接到发动机的排气歧管22，并且包括放置在尾气流中的镍-铜催化剂10。在所示实施例中，第二TWC催化剂24放置在镍-铜催化剂的下游。该第二TWC催化剂可以是车底TWC(under-body TWC)、选择性催化还原(SCR)催化剂、或可以放置在Ni-Cu催化剂下游的碳氢化合物捕集器。
此外，传统TWC催化剂的外层可以配备在图2所示的镍-铜催化剂上。
如图4所示，尾气处理系统20包括放置在密耦催化剂26下游的镍-铜催化剂10。对于“密耦催化剂”，其指的是在紧接排气歧管之后安装的催化剂。密耦催化剂可以包含传统水涂层组分，例如活性金属、氧化铝、沸石、和含铈OSC材料，并且配置为在车辆冷启动过程中，在低的点火温度下消除一氧化碳、碳氢化合物、或氮氧化物。密耦催化剂可以包含一定加载量的贵金属。
当位于所示密耦催化剂的下游时，镍-铜催化剂起作用以执行图5A所描述的氧化还原以及水煤气转化和蒸汽重整。在该应用中，Ni-Cu催化剂增加储氧能力或脱除HC、CO、和NOX的活性。Ni-Cu催化剂还可以取代部分TWC系统来降低尾气系统的成本。
运行过程中，随着车辆发动机产生的尾气经过排气歧管22，其经过镍-铜催化剂10，因此发生未燃烧的HC和CO的转化。还发生NOX的转化，尤其当车辆运行经历富空燃比到贫空燃比转变时。该转化还可以由具有传统TWC功能的密耦催化剂辅助。尤其在发动机尾气的缺氧条件下，镍-铜催化剂通过提供比传统TWC催化剂更强的OSC能力、以及通过WGS和蒸汽重组作用提供用于进一步脱除一氧化碳或碳氢化合物的催化活性来增强这些转化的效率。
这些反应如下所示：
2CO+O2→2CO2 O2来自发动机尾气或OSC
4HC+3O2→2CO2+2H2O O2来自发动机尾气或OSC
2NO+2Ni→N2+2NiO NO被还原来氧化Ni
2HC+2H2O→2CO+3H2 蒸汽重整反应
CO+H2O→CO2+H2 WGS反应
为了使本发明更加容易理解，参照以下示例，这些示例旨在解释本发明的实施例，但是不限定本发明的范围。
示例1
通过在剧烈震动情况下将Ni化合物和Cu化合物溶解到蒸馏水中保证Ni和Cu均匀混合，来制备三元催化剂。该催化剂(催化剂III)制备为具有94:6的Ni/Cu重量比，并且包含9.517x10-2g Ni和5.936x10-3g Cu每克溶液(由硝酸镍和硝酸铜形成)的均匀混合物。该溶液以每立方英寸蜂巢载体2.14g溶液施加于蜂窝堇青石。润湿的堇青石样品在150℃下干燥约1小时并且然后在600℃下焙烧约1小时。润湿、干燥、和焙烧过程重复两次。获得的催化剂III包含Ni/Cu比例为94:6的11重量百分比的(Ni+Cu)。
相同的过程用于使用不同Ni和Cu浓度的溶液制备具有不同的Ni/Cu比例的其他Cu促进的Ni催化剂。如表1所示，一些Cu促进的Ni催化剂具有的Ni/Cu重量比范围从99:1到50:50。该表还包括供参考的只包含Ni或只包含Cu的催化剂的数据。所有具有Ni和Cu的催化剂直接加载到蜂窝堇青石上。
表1具有加载到蜂窝堇青石载体上的Ni和Cu的Cu促进的Ni催化剂
示例2
由用于Ni基催化剂的Cu促进的CO脱除
测试示例1中包含铜和镍的三元催化剂的CO脱除，并且与只包含镍的催化剂进行比较。为了评估用于比较的效率，1”L x3/4”D大小的催化剂放置在总流量为3l/min包含10％的水的流动反应器系统的石英反应器中。在评估之前该催化剂样品在600℃下0.5％的O2中被氧化。在测试温度下，1％CO的脉冲添加到通过催化剂的气体混合物中。10％的水中CO向CO2和/或H2的转化是确定的。600℃下催化剂I上的CO脉冲的结果(如图5A所示)示为100％的CO转化。催化剂II上的结果(图5B)也示为100％的CO转化，但是具有较短的初始期(initiation period)。可以看出，少量Cu加入到镍基催化剂(具有99:1的Ni/Cu比的催化剂II)导致CO脱除的改善。
在相同的测试条件下，只包含Ni不包含Cu的催化剂I在400℃时没有显示出脱除CO的显著效率(图6A)，然而具有94:6的Ni/Cu重量比的催化剂III在400℃时显示100％脱除CO(图6B)。镍基催化剂中6％的Cu的加入降低了脱除CO的温度，增强了减少车辆尾气中CO排放的效率。图6C显示400℃时接近100％的CO脱除以及由WGS反应产生的显著水平的H2，这表明添加Cu除了改善OSC性能还促进WGS反应的活性。在图6C中，暴露在1％的CO中3分钟之后，只包含Cu的催化剂VI显示在400℃时42％的CO未被转化，这表明单独的Cu比催化剂III具有更低的WGS反应活性。可以看出，当OSC已经耗尽，在延长的富空燃比条件下运行期间，在低温下WGS反应中，向Ni中添加Cu提供脱除车辆尾气中CO的好处。
表2列出了包含Ni和/或Cu的催化剂的CO脱除效率，显示通过Cu的加入在小于等于500℃时提升的CO脱除。包含Cu和Ni的催化剂产生的H2的量大于只含Ni或只含Cu的催化剂产生的H2的量。H2的产生是CO与H2O反应生成CO2和H2的WGS反应的结果。Cu和Ni的结合提升了WGS反应的活性，导致低温时改进的CO脱除。
表2暴露在1％的CO中3分钟(总共使用30mlCO)期间，用于Ni基催化剂的Cu对CO脱除和H2生成的影响
示例3
模拟车辆尾气中(Ni-Cu)催化剂上的CO或NO的脱除
进一步评估了表2中的示例脱除脉冲火焰燃烧室(脉动器)上的车辆尾气中的污染物的速率。
评估0.40立方英尺大小的催化剂在洁净条件下以及随后在脉动器上的模拟车辆老化条件下的CO转化效率和储氧能力(OSC)，该脉动器燃烧燃料以产生模拟的车辆尾气。老化周期设计为模拟用于该技术(与发动机紧密耦接)的最严苛的车辆使用环境。通过将样品放置在脉动器产生的尾气流中的密耦传统三元催化剂的后面实现脉动器老化。为了加速老化过程，脉动器尾气在910℃指数加权温度下在贫乏的和富集的空燃比条件之间连续循环。模拟120,000车辆英里的加速老化时间是100小时。分别如图7和8所示，脉动器用于测试老化前和老化后样品的CO转化效率。富燃料尾气环境用于产生尾气流中过量的5％CO的7秒脉冲，该尾气流以10升每秒(LPM)流动导致100,000hr-1(/小时)的空速。根据入口气体温度测量氧化的催化剂样品上的CO转化率。催化剂的氧化在与CO转化效率测试温度相同的温度下、4％的过量氧中进行。分别如图9和10所示，在脉动器老化之前和之后测量催化剂的储氧能力(OSC)。通过将催化剂还原6分钟紧接着4％过量氧的6分钟脉冲确定催化剂的OSC。在指示温度下在测试的贫空燃比部分计算OSC。
CO经过含Ni催化剂通过水煤气转化和与金属氧化物的氧化反应被转化。图7示出增加Ni催化剂中Cu的比例提升了测试的低温部分(400℃-500℃)CO的转化。在120,000英里车辆模拟老化后，相比于纯Ni，99:1的Ni-Cu催化剂的低温CO转化保持更好(相比于500℃下的10％，大约是40％)，然而在超过550℃的温度下，94:6的Ni-Cu催化剂的CO转化效率比任一样品都差(图8)。图9显示，向Ni催化剂中添加较低水平的Cu增加其OSC，尤其在较低运行温度下。图10显示，在继模拟的密耦催化剂的车辆老化环境下，99:1的Ni-Cu样品比94:6的Ni-Cu样品保持更高的OSC。
对于不同Ni:Cu比的催化剂，还确定了老化严重程度对催化剂退化的影响。如上所述制备具有三个不同比例的Ni-Cu催化剂(催化剂II＝99:1Ni-Cu，催化剂III＝94:6Ni-Cu，以及催化剂V＝50:50Ni-Cu)。在甑式炉中890℃下100小时对催化剂进行老化、评估，然后在960℃下额外老化15小时并进行再评估。在老化过程中，样品暴露在脉动器产生的尾气中。上述脉动器7秒CO脉冲测试用于确定不同催化剂通过WGS+OSC进行的CO转化效率。样品在包含5％的过量CO的燃烧废气流中还原五分钟后确定催化剂的WGS活性。下表3显示在890℃下温和烘箱老化100小时后，6:94的Cu-Ni具有通过WGS+OSC进行的最好的CO转化以及最好的WGS性能。在960℃下将这些样品老化额外的15小时颠倒了94:6的Ni-Cu和99:1的Ni-Cu的性能顺序，即，最低的99:1的Ni-Cu比显示出最好的CO转化活性(表4)。
表3在甑式炉中890℃下100小时之后，随着评估温度变化的Ni:Cu比例对通过OSC+WGS和WGS进行的CO转化的影响
表4在甑式炉中890℃下100小时+960℃下15小时后，随着评估温度变化的Ni:Cu比例对通过OSC+WGS进行的CO转化的影响
可以看出，向Ni催化剂中添加低水平的Cu增加其在较低运行温度下的洁净的CO转化活性和OSC。然而，应该添加到Ni催化剂中的Cu的量由车辆模拟老化过程中的热分解的影响限定。在此描述的相对严苛的车辆模拟老化环境中，具有较高的Cu:Ni比的催化剂的还原/氧化作用更大的范围地降低。
在脉动器上测试具有不同Ni:Cu比的3个脉动老化样品(100Ni(催化剂I)，99:1的Ni-Cu(催化剂II)，以及94:6的Ni-Cu(催化剂III))的随着lambda(实际空燃比/理论空燃比)变化的CO和NO(一氧化氮)的转化效率。该测试在35000hr-1的空速及630℃的尾气进气温度下进行。在不包含储氧(OSC)材料的单钯Pd催化剂之后评估所有样品。在lambda扫描测试之前，每个样品在空气中700℃下氧化20分钟。图11显示99:1的Ni-Cu样品转化的NO比其他样品更接近理论值(lambda＝1)，这说明了低量的Cu的加入对老化后还原速率的有利影响。图12显示在该相对较低的SV(空速)的lambda扫描测试过程中，随着Cu百分率的增加CO转化增加。
可以得出结论，为了保持老化后的储氧能力以及用于NO转化的更高的空燃运行范围，低的Cu:Ni比是理想的。为了增加CO转化，包括通过使用大量气体氧(lambda扫描的贫空燃比部分)的氧化过程，可能期望较高的Cu:Ni比。
示例4
车辆上镍-铜催化剂的评估
长度为2.15英寸(5.5cm)直径为4.66英寸(11.8cm)的堇青石圆柱形蜂窝基体的一端浸泡在35ml Ni和Cu溶液中。然后基体的另一端浸泡在32ml Ni和Cu溶液中。该溶液由每克溶液0.109g Ni和1.10x10-3g Cu组成。两端均在溶液中浸泡之后，润湿的载体在150℃下干燥0.5小时并且在600℃下焙烧1小时。浸泡、干燥、和焙烧过程重复两次以上。所得的具有1:99的Cu:Ni重量比的催化剂块(催化剂VII)包含11.6重量百分比的镍和铜。
生产TWC系统的一部分被替换为更便宜的过渡金属催化剂(催化剂VII)，并在2LGTDI(涡轮汽油直接喷射)车辆上测试。在FTP和US06循环工况中，在车辆上测试在底盘作用测功机(chassis-roles dynamometer)上运行的镍基催化剂系统和基准生产TWC系统的排放。FTP(联邦测试程序)循环工况用于确定催化剂系统是否能够满足具体车辆上规定的排放标准。US06循环工况是一种用于描述高速路行车的测试循环，其中，车辆在相比不太强劲的循环工况下所通常具有的速度和负载更高的速度和负载条件下运行。用于该2L GTDI车辆的产品处理后系统(基准)由两个密耦三元催化剂组成：TWC(1)+TWC(2)。
在对照催化剂系统中第二密耦催化剂TWC(2)被替换为催化剂VII。在车辆上进行测试之前，这两个催化剂系统均在甑式炉中910℃下老化100小时。测试循环过程中总的克/英里排放量汇总在图13中。包括催化剂VII的系统的FTP nm HC+NOX总和等于基准TWC系统。当把第二密耦TWC替换为催化剂VII时，FTP和US06的CO排放量降低40％。当在催化剂系统中将TWC(2)替换为催化剂VII时，US06的nm HC降低75％，US06的NOX降低45％。
已经参照其优选实施例详细描述了本发明，很明显的是，在不脱离本发明范围的情况下，修改和变型是可能的。

Claims (20)

1.一种用于车辆尾气的三元催化剂，其特征在于，包含：
催化剂，其包含位于载体上的镍和铜的混合物，其中所述的载体对镍和铜是不反应的，所述镍以大约4到大约20重量百分比之间的加载量包含在所述载体上，所述铜以大约0.04到大约10重量百分比之间的加载量包含在所述载体上，并且所述催化剂不含贵金属。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述载体包含选自由氧化锆、堇青石、碳化硅、硅胶、或非活性铝组成的群组的材料。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述载体是蜂窝基体形式。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述载体是粉末状形式。
5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述镍和铜混合物以大约2-20重量百分比之间的加载量包含在所述载体上。
6.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述镍和铜混合物以大约8-15重量百分比之间的加载量包含在所述载体上。
7.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，镍和铜的重量比从大约99:1到20:80。
8.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，镍和铜的重量比从大约99:1到50:50。
9.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，包含催化剂助剂，其选自氧化锆、二氧化铈、氧化铝、氧化镨、氧化镧、和氧化钡。
10.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，包含外层三元催化剂，其配备为镍-铜三元催化剂上的独立层，其中所述外层三元催化剂与镍和铜是不反应的。
11.一种车辆尾气处理系统，其特征在于，包含：
三元催化剂，其包含位于载体基体上的镍和铜的混合物，该载体基体与镍和铜是不反应的，所述催化剂位于车辆排气通道中，所述镍以大约4到大约20重量百分比之间的加载量包含在所述载体基体上，所述铜以大约0.04到大约10重量百分比之间的加载量包含在所述载体基体上，并且所述催化剂不含贵金属。
12.根据权利要求11所述的处理系统，其特征在于，进一步包括在所述镍-铜催化剂上的外层三元催化剂，其中所述外层三元催化剂与镍和铜是不反应的。
13.根据权利要求11所述的处理系统，其特征在于，进一步包括密耦三元催化剂，其位于所述镍-铜催化剂的上游。
14.根据权利要求11所述的处理系统，其特征在于，进一步包括第二三元催化剂，其位于所述镍-铜催化剂的下游。
15.一种在载体基体上配备镍-铜三元催化剂的方法，其特征在于，包含：
配备载体基体，其与镍和铜是不反应的；以及
将所述载体基体与镍溶液和铜溶液的混合物浸渍，该镍溶液选自硝酸镍、乙酸镍、碳酸镍、硫酸镍、以及他们的组合；该铜溶液选自硝酸铜、乙酸铜、碳酸铜、硫酸铜、以及他们的组合；
其中，所述镍以大约4到大约20重量百分比之间的加载量包含在所述载体基体上，所述铜以大约0.04到大约10重量百分比之间的加载量包含在所述载体基体上，并且所述催化剂不含贵金属。
16.一种用于处理发动机尾气的方法，其特征在于，包含：
配备三元催化剂，其包含载体上的镍和铜的混合物，该载体与镍和铜是不反应的，其中，所述镍以大约4到大约20重量百分比之间的加载量包含在所述载体上，所述铜以大约0.04到大约10重量百分比之间的加载量包含在所述载体上，并且所述催化剂不含贵金属；
将所述催化剂放置在发动机的排气管道中；
将所述催化剂暴露在发送机尾气排放物中，该排放物包含一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和NOX，因此至少部分所述排放物在大约250℃到1000℃之间的温度下被转化成CO2，H2O和N2。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，当所述发送机尾气经过富空燃比循环时，在大约250℃到大约1000℃之间的温度下，所述催化剂提供至少50％的CO和HC转化效率。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，当所述发送机尾气经过贫空燃比循环时，在大约250℃到大约1000℃之间的温度下，所述催化剂提供至少60％的NOX转化效率。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述催化剂提供每立方英尺大约2摩尔O到大约50摩尔O的补充储氧能力。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在250℃到1000℃下，所述催化剂提供50％到100％平衡转化率的水煤气转化活性。
CN201410174183.9A 2013-04-29 2014-04-28 包含镍和铜的混合物的三元催化剂 Active CN104117357B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/872,621 2013-04-29
US13/872,621 US9403157B2 (en) 2013-04-29 2013-04-29 Three-way catalyst comprising mixture of nickel and copper

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104117357A CN104117357A (zh) 2014-10-29
CN104117357B true CN104117357B (zh) 2019-08-20

Family

ID=51685196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410174183.9A Active CN104117357B (zh) 2013-04-29 2014-04-28 包含镍和铜的混合物的三元催化剂

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9403157B2 (zh)
CN (1) CN104117357B (zh)
BR (1) BR102014007747A2 (zh)
DE (1) DE102014105697A1 (zh)
RU (1) RU2632877C2 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2017012029A (es) * 2015-03-19 2018-02-19 Basf Corp Catalizadores para automotores con soporte de paladio en una capa exenta de alumina.
CN104959144B (zh) * 2015-06-30 2018-01-02 苏磊 一种用于汽车尾气净化的催化剂及其涂层材料、制备方法与应用
US9987626B2 (en) * 2015-08-20 2018-06-05 Ford Global Technologies, Llc Use of transition metals to reduce cold start emissions
US11073061B2 (en) 2018-09-26 2021-07-27 Ford Global Technologies, Llc Multicomponent exhaust treatment system including an oxygen storage catalyst
BR112021006517A2 (pt) * 2018-12-13 2021-07-06 Johnson Matthey Plc composição catalisadora de três vias, artigo catalisador para tratamento de gás de escape, e, método para tratamento de um gás de escape
BR112021011904A2 (pt) * 2018-12-19 2021-08-31 Basf Corporation Artigo catalítico, processos para a preparação de um artigo catalítico, sistema de exaustão para motores de combustão interna, método para reduzir níveis de hidrocarbonetos e uso do artigo catalítico
BR112021011920A2 (pt) * 2018-12-19 2021-08-31 Basf Corporation Artigo catalítico em camadas, processo para a preparação do artigo catalítico em camadas, sistema de exaustão para motores de combustão interna, método para reduzir níveis de hidrocarbonetos e uso do artigo catalítico em camadas
US11167272B2 (en) 2019-07-15 2021-11-09 Ford Global Technologies, Llc Exhaust treatment system including nickel-containing catalyst
JPWO2021045230A1 (zh) * 2019-09-06 2021-03-11
US11358128B2 (en) 2019-12-30 2022-06-14 Saudi Arabian Oil Company High activity reforming catalyst formulation and process for low temperature steam reforming of hydrocarbons to produce hydrogen
JP2023510673A (ja) * 2020-08-26 2023-03-15 ヒンドゥスタン ペトロリアム コーポレーション リミテッド 水素の生成のための触媒組成物
CN115445627A (zh) * 2022-09-29 2022-12-09 武汉工程大学 一种铈镍铜复合氧化物脱硝催化剂及其制备方法与应用

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL134684C (zh) 1960-05-04
US4111849A (en) 1972-05-03 1978-09-05 Gould Inc. Low copper NOx reduction catalyst
JPS53755B2 (zh) * 1973-02-14 1978-01-11
US4012485A (en) 1973-02-27 1977-03-15 Standard Oil Company Process for treating exhaust gas from internal combustion engine over catalyst comprising nickel, rhodium, and monolithic ceramic support
US4006103A (en) 1973-02-27 1977-02-01 Standard Oil Company (Indiana) Catalyst for treating exhaust gas from internal combustion engine
US3985683A (en) 1973-11-24 1976-10-12 Hoechst Aktiengesellschaft Catalyst for reducing the toxic contaminants of combustion engine exhaust gas
GB1519343A (en) * 1974-09-03 1978-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gas purifying devices
US4654319A (en) 1983-01-26 1987-03-31 W. R. Grace & Co. Doubly promoted platinum group metal catalysts for emission control and method for making the catalysts
CN1060793A (zh) 1990-10-22 1992-05-06 华东化工学院 非贵金属三效催化剂
US5179053A (en) * 1991-11-08 1993-01-12 Ford Motor Company Treating exchaust from a compressed natural gas-fueled engine
US5534475A (en) 1994-03-02 1996-07-09 Instituto Mexicano Del Petroleo Catalytically active ceramic monoliths for the reduction of leaded gasoline fueled engine pollutants and the production thereof
US5688740A (en) 1996-04-30 1997-11-18 Ard Co., Pte. Ltd. Three-way catalyst for treating exhaust gases
US5795553A (en) 1996-07-03 1998-08-18 Low Emmissions Technologies Research And Development Partnership Nitrogen oxide adsorbing material
TW442324B (en) * 1996-12-06 2001-06-23 Engelhard Corp Catalytic metal plate
US6143261A (en) 1997-12-15 2000-11-07 Exxon Research And Engineering Company Catalytic reduction of nitrogen oxide emissions with MCM-49 and MCM-56
JPH11169668A (ja) 1997-12-15 1999-06-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 排ガス浄化装置及びその製造方法
US6074973A (en) 1998-03-20 2000-06-13 Engelhard Corporation Catalyzed hydrocarbon trap material and method of making the same
US6841512B1 (en) 1999-04-12 2005-01-11 Ovonic Battery Company, Inc. Finely divided metal catalyst and method for making same
RU2162011C2 (ru) * 1999-04-26 2001-01-20 Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского Катализатор для очистки газа от оксидов азота и углерода
US6167696B1 (en) 1999-06-04 2001-01-02 Ford Motor Company Exhaust gas purification system for low emission vehicle
CN1091396C (zh) * 2000-06-21 2002-09-25 中国科学院兰州化学物理研究所 用于净化废气的催化剂
US6887438B2 (en) 2000-12-21 2005-05-03 Delphi Technologies, Inc. NOx control
US6779338B1 (en) 2001-02-14 2004-08-24 Ford Global Technologies, Llc System and method for purging a hydrocarbon trap
EP1866083B1 (en) 2005-03-24 2021-06-30 University of Regina Nickel on Ceria/Zirconia catalyst
RU2008126392A (ru) 2005-12-01 2010-01-10 Басф Каталистс Ллк (Us) Гидротермически устойчивые ag-цеолитные ловушки для небольших молекул олефиновых углеводородов
EP1960089B1 (en) 2005-12-01 2013-10-23 BASF Corporation Test methods for simulating fcc regenerator catalysis and catalyst deactivation
US7758834B2 (en) 2006-08-21 2010-07-20 Basf Corporation Layered catalyst composite
US7767175B2 (en) 2007-01-09 2010-08-03 Catalytic Solutions, Inc. Ammonia SCR catalyst and method of using the catalyst
EP1970118A1 (en) 2007-03-14 2008-09-17 Ford Global Technologies, LLC Oxidation catalyst, method of making such catalyst and IC engine using such catalyst
EP3981502A1 (en) 2007-04-26 2022-04-13 Johnson Matthey Public Limited Company Transition metal/zeolite scr catalysts
US7913672B2 (en) 2007-11-12 2011-03-29 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining and purging system
US8112985B2 (en) 2007-11-12 2012-02-14 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining system configuration for combustion engine
US20090324468A1 (en) * 2008-06-27 2009-12-31 Golden Stephen J Zero platinum group metal catalysts
US8161733B2 (en) 2009-03-03 2012-04-24 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining and purging system
US8522536B2 (en) * 2009-05-21 2013-09-03 Southwest Research Institute Exhaust aftertreatment systems for gasoline and alternative-fueled engines, with reduction of HC, CO, NOx, and PM
DE102009039929B4 (de) 2009-09-04 2013-06-13 Audi Ag Verfahren zum Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität
US8978360B2 (en) 2009-09-15 2015-03-17 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon and NOx trap
US8635852B2 (en) 2009-09-29 2014-01-28 Ford Global Technologies, Llc Exhaust treatment system for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014105697A1 (de) 2014-10-30
US9403157B2 (en) 2016-08-02
RU2014117284A (ru) 2015-11-10
BR102014007747A2 (pt) 2015-11-03
RU2632877C2 (ru) 2017-10-11
CN104117357A (zh) 2014-10-29
US20140322114A1 (en) 2014-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104117357B (zh) 包含镍和铜的混合物的三元催化剂
Twigg Roles of catalytic oxidation in control of vehicle exhaust emissions
CN102015075B (zh) 用于贫燃内燃机的包含Pd-Au催化剂的排气系统
US8397488B2 (en) Method for cleaning internal combustion engine exhaust gases
CN100455352C (zh) 催化还原氮氧化物的蜂窝状金属丝网载体催化剂及其制法
CN101912730B (zh) 降低稀燃碳氢化合物燃料动力源的nox排放的方法和设备
CN103097682A (zh) 用于从柴油机的废气中去除氮氧化物的催化剂
JP2001234737A (ja) 排気ガス浄化システム
CN103240090A (zh) 包括镍基催化剂的废气处理系统
CN101489670A (zh) 排气净化用催化剂
Zheng et al. A comparative study of Rh-only, Pd-only and Pd/Rh catalysts
CN107081156B (zh) 钙钛矿基储氧材料
EP1970118A1 (en) Oxidation catalyst, method of making such catalyst and IC engine using such catalyst
CN107081065B (zh) 废气净化催化装置、废气净化系统和废气净化催化装置的劣化检测方法
JP6348110B2 (ja) 触媒組成物
JP2000176249A (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置，排ガス浄化方法及び排ガス浄化触媒
AU664884B2 (en) Catalytic vessel
CN101628235B (zh) 用于柴油排气清洁应用的多功能催化剂及其制备方法
CN108472630A (zh) 用于压缩天然气燃烧系统废气的氧化催化剂
Lanza et al. NOx selective catalytic reduction over supported metallic catalysts
CN112675845B (zh) 一种用于天然气车尾气净化的Pd-Rh单涂层催化剂及其制备方法
JP2003290629A (ja) 排ガス浄化システム
CN114904520A (zh) 一种低nh3生成量三效催化剂及其制备方法
JP3764760B2 (ja) リーンバーンエンジンからの排気ガスを浄化するための触媒および浄化方法
US20180106172A1 (en) Exhaust purification apparatus for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant