CN105013482A - 用于减少氮氧化物的催化剂、其制备方法和用于减少氮氧化物的催化剂体系 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于减少氮氧化物的催化剂，包括：包含用单元障壁划分的多个单元通道的蜂窝状基底；以及位于单元通道内侧上的涂层。涂层包括：包含Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)、二氧化铈(Ce)和复合二氧化铈的载体；以及负载在载体上的Ba和选自Pt、Pd、Rh及其组合的贵金属催化剂。还提供包括上述涂层的用于减少氮氧化物的催化剂体系。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求2014年4月24日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2014-0049302号的优先权和权益，在此将其全部内容并入作为参考。
发明领域
本发明公开了用于减少氮氧化物的催化剂、该催化剂的制备方法和包括该催化剂的用于减少氮氧化物的催化剂体系。
背景技术
用于减少NOx的嵌入型(intercalation-type)催化剂例如贫NOx阱(LNT)和NOx储存催化剂(NSC)将Nox作为硝酸盐嵌入到载体上的基础嵌入材料例如Ba、Ce等中。因此，其中因尾气中相对于理论空燃比而言较高的氧浓度导致NOx不容易受贵金属上的反应抑制的所有柴油车中贫操作区(lean operating area)中的NOx排放可以通过嵌入型催化剂得到抑制。当NOx嵌入预定长的时间例如数分钟至数十分钟时，催化剂达到NOx嵌入能力的极限，因此，当尾气中的氧浓度通过后注射(post injection)而降低，而还原组分例如CO/HC等增加时，嵌入的硝酸盐发生脱嵌(deintercalate)，且基本上通过例如HC、CO、H2等的还原剂还原成N2。
LNT催化剂基于催化剂温度在大约100℃至大约400℃的温度范围内具有NOx嵌入性能，而且还在大于或等于大约250℃的温度下具有NOx还原性能。具体地，通过在传统的NOx嵌入材料Ba之外还额外地包括Ce，用于柴油机的LNT催化剂因其低排气温度而在低催化剂温度下也可具有NOx嵌入性能。在富集条件下NOx主要在Pt和Rh上还原，但由于用于柴油机的LNT催化剂保持在小于或等于大约250℃的催化剂温度，因此NOx还原可能不会被活化。例如，在速度小于大约60km/h的城市驾驶模式中，可排放相当大量的NOx。
发明内容
在优选的方面，本发明提供通过提高氮氧化物的嵌入而减少氮氧化物的催化剂，从而抑制氮氧化物的排放。
在进一步优选的方面，本发明提供用于减少氮氧化物的催化剂体系，且该催化剂体系可以包括用于减少氮氧化物的催化剂。
在示例性的实施方式中，贵金属催化剂可以包括：基底，包括用单元障壁(cell barrier rib)划分的多个单元通道(cell passage)；以及涂层，位于单元通道的内侧上。涂层可以包括：包含镁(Mg)-置换氧化铝(MgAl2O4)、二氧化铈(Ce)和复合二氧化铈的载体；以及可以负载在载体上的钡(Ba)和选自铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)及其组合的一种。
Ba可以基于Ba的总量以大约50wt％至大约70wt％的量负载在Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)上，并且Ba总量的小于或等于大约20wt％可以负载在复合二氧化铈上。
贵金属催化剂基于贵金属催化剂的总重量可以包括大约80wt％至大约90wt％量的Pt、大约5wt％至大约10wt％量的Pd、和大约5wt％至大约10wt％量的Rh。
Pt可以负载在二氧化铈上，并且Pt的负载量基于Pt总量可以在大约10wt％至大约25wt％的范围内。Pt/Pd合金贵金属催化剂可以负载在Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)上，并且贵金属催化剂可以基于Pt总量以大约30wt％至大约50wt％的量、且基于Pd总量以大约80wt％至大约100wt％的量负载。
Pt和Rh组合的贵金属催化剂可以负载在复合二氧化铈上，并且贵金属催化剂可以基于Pt总量以大约40wt％至大约60wt％的量、且基于Rh总量以大约80wt％至大约100wt％的量负载。
涂层可以包括：基于涂层的总重量，大约20wt％至大约40wt％量的Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)；大约20wt％至大约40wt％量的二氧化铈(Ce)；大约20wt％至大约40wt％量的复合二氧化铈；大约5wt％至大约15wt％量的Ba；以及小于或等于大约1.5wt％量的贵金属催化剂。
还提供了本发明的涂层，其基本上由本文所述的组分组成，或者由本文所述的组分组成。例如，催化剂中包括的涂层基本上由以下组成或者由以下组成：基于涂层的总重量，大约20wt％至大约40wt％量的Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)；大约20wt％至大约40wt％量的二氧化铈(Ce)；大约20wt％至大约40wt％量的复合二氧化铈；大约5wt％至大约15wt％量的Ba；以及小于或等于大约1.5wt％量的贵金属催化剂。
Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)可以形成为尖晶石结构。
复合二氧化铈可以是CeO2和选自Al、Si、La、Pr、Zr、Nd及其组合的至少一种金属的氧化物的混合物。
复合二氧化铈基于复合二氧化铈的总重量可以包括大约60wt％至大约90wt％量的CeO2和大约10wt％至大约40wt％量的选自Al、Si、La、Pr、Zr、Nd及其组合的至少一种金属的氧化物。
Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)的平均粒径范围可以是大约7μm至大约15μm。二氧化铈(Ce)的平均粒径范围可以是大约2μm至大约7μm。复合二氧化铈的平均粒径范围可以是大约2μm至大约7μm。
在进一步优选的方面，提供了用于减少氮氧化物的催化剂体系。氮氧化物可以是，但不限于，尾气中的氮氧化物，上述催化剂可以通过嵌入氮氧化物而用于减少氮氧化物。
用于减少氮氧化物的催化剂体系可以在理论空燃(A/F)比大于或等于大约14.7:1的稀燃发动机中工作。
因此，优选的用于减少氮氧化物的催化剂可以提供改进的用于减少氮氧化物的嵌入性能，并且可以得到包括本文所述的催化剂的优选的用于减少氮氧化物的催化剂体系。
进一步提供了包括汽车的车辆，其包括具体用于减少尾气中氮氧化物的本文公开的催化剂。
以下公开本发明的其他方面。
附图说明
图1显示根据本发明示例性实施方式的示例性涂层的组分和组分分布。
图2-4显示根据本发明示例性实施方式的用于减少氮氧化物的示例性催化剂的扫描电镜(SEM)照片图。
图5是评估当氮氧化物达到富集状态时的20秒期间滑脱(slipped)NOx的量的示例性图。
图6是提供通过使用根据本发明示例性实施方式的用于减少氮氧化物的示例性催化剂的氮氧化物净化率的示例性图。
图1-6中的附图标记包括对下文所进一步讨论的以下元件的参考：
10：Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)
20：二氧化铈(Ce)
30：复合二氧化铈
具体实施方式
应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。
本文所用的术语仅仅是出于描述具体实施方式的目的，而并无意于对发明加以限定。如本文所用，除非上下文明确另外指出，单数形式的“一”、“一个”和“该”意在也包括复数形式。应进一步理解到，当用于本说明书时，术语“包括”和/或“包含”说明存在有所述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组分，但并不排除存在或添加一种或多种其他的特征、整数、步骤、操作、元素、组分和/或其组合。如本文所用，术语“和/或”包括一种或多种所列关联项的任何和全部组合。
除非明确说明或从上下文很明显，如本文所用，术语“大约”理解成在本领域的正常容许误差范围内，例如，在平均值的2标准偏差内。“大约”可以理解成在所述数值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非另外由上下文很明显，本文提供的所有数值均由术语“大约”修饰。
示例性实施方式将在下文加以详述，并且其很容易由具有相关领域常识的人实施。
但是，本公开内容可以以许多不同的方式实施，不应理解成局限于在此所述的示例性实施方式。
如本文所用，铂系金属(PGM)可以是包括Pt、Pd、Rh等的贵金属。
在说明书中，“其组合”包括至少两种金属的合金，例如，选自Pt、Pd、Rh及其混合物的贵金属的合金。
如本文所用，高温区是指其中NO的氧化由铂系金属(PGM)活化、并且嵌入材料中的Ba/MgAl2O4有助于NOx嵌入的区域。一般而言，高温区可以是基于催化剂的温度大于或等于大约250℃的温度区。此外，在高温下，在氮氧化物(NOx)的富集条件的控制过程中嵌入的氮氧化物(NOx)的还原可以被活化。
如本文所用，低温区是指其中相当多量的NO由PGM氧化、并且NOx主要通过嵌入材料中的Ba/CeO2而嵌入的区域。一般而言，低温区可以是基于催化剂温度小于或等于大约250℃的温度区，用于在通过CeO2和复合二氧化铈氧化和吸附NO之后通过BaNO3嵌入NO。此外，在低温区中，可以排放大量的氮氧化物，而氮氧化物(NOx)富集状态的控制过程中嵌入的氮氧化物(NOx)的还原不被活化。
本文中，贫乏状态(lean state)是指空燃比(空气/燃料比)较大的状态(即，燃料浓度较低的状态)，且富集状态(rich state)是指空燃比(空气/燃料比)较小的状态(即，燃料浓度较高的状态)。
用于减少氮氧化物的催化剂可以包括蜂窝状基底，该蜂窝状基底包括多个用单元障壁划分的单元通道，使得涂层可以置于单元通道的内侧上。
在下文中，参考图1对根据本发明示例性实施方式的用于减少氮氧化物的催化剂中包括的涂层进行说明。
图1示出根据本发明示例性实施方式的涂层的组分及其分布。
涂层可以包括包含Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)10、二氧化铈(Ce)20和复合二氧化铈30的载体，且Ba和选自Pt、Pd、Rh及其组合的贵金属可以负载在载体上。
可以使用Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)代替氧化铝。当使用氧化铝时，氧化铝与Ba反应并形成BaAl2O4，因此Ba的氮氧化物(NOx)嵌入性能可能劣化。换言之，Ba-氧化铝化合物的形成可以通过用Mg置换氧化铝而受到抑制。
Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)通过在合成过程中加入以MgO总量为基准的大约25wt％至大约33wt％的Mg，可以具有理想的尖晶石结构。
具体地，负载在Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)上的Ba可以在相当高的温度区涉及氮氧化物嵌入性能。
另一方面，负载在二氧化铈上的Ba可以在相当低的温度区涉及氮氧化物嵌入性能。
与二氧化铈相比较，复合二氧化铈可以在低温区提高耐热性、抗硫性和CO/HC/NOx氧化性能。
特别地，耐热性提高可以保持PGM的分散，且抗硫性提高可以在硫中毒之后保持PGM活化。
与二氧化铈相比较，复合二氧化铈在低温区可以具有大大降低的NOx嵌入性能，但其在低温区可以具有提高的CO/HC/NO氧化性能，因此可以在低温区促进NOx嵌入性能，并补偿低温区NOx嵌入性能的劣化。
基于Ba总量大约50wt％至大约70wt％量的Ba可以负载在Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)上，Ba总量的大约30wt％至大约50wt％可以负载在二氧化铈(Ce)上，且Ba总量的小于或等于20wt％可以负载在复合二氧化铈上。
当通过将Ba总量的大约50wt％至大约70wt％的量负载在Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)上而使用Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)作为Ba的主要载体时，在大于或等于大约300℃的中高温度区的氮氧化物嵌入性能可得以提高。
低温区的氮氧化物嵌入性能可以通过将上述范围内的最佳量的Ba负载在二氧化铈上而得到保证。
可以使复合二氧化铈上负载的Ba的量最小化，使得复合二氧化铈可以用作PGM载体，从而促进CO、HC、NO等的氧化。
贵金属催化剂基于贵金属催化剂总重量可以包括大约80wt％至大约90wt％量的Pt、大约5wt％至大约10wt％量的Pd和大约5wt％至大约10wt％量的Rh。
具体地，Pt可以以Pt总量大约10wt％至大约25wt％的量负载在二氧化铈上。贵金属催化剂Pt/Pd合金可以负载在Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)上，并且Pt可以以Pt总量大约30wt％至大约50wt％的量负载，而Pd可以以Pd总量大约80wt％至大约100wt％的量负载。
当Pt/Pd合金贵金属催化剂负载在Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)上时，耐热性和多分散性可以提高。
此外，当贵金属催化剂Pt和Rh的组合负载在复合二氧化铈上时，可以在其上负载Pt总量大约40wt％至大约60wt％量的Pt和Rh总量大约80wt％至大约100wt％量的Rh。
当高浓度的Pt和Rh负载在复合二氧化铈上时，CO、HC、NO等的氧化可得以促进。具体地，通过在复合二氧化铈上负载Pt总量的大于或等于大约40wt％，分散效率可得以最大化，并且通过在复合二氧化铈上负载Rh总量的大于或等于大约80wt％，分散效率和耐热性可得以提高。
涂层基于涂层总重量可以包括大约20wt％至大约40wt％的Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)、大约20wt％至大约40wt％的二氧化铈(Ce)、大约20wt％至大约40wt％的复合二氧化铈、大约5wt％至大约15wt％的Ba和小于或等于大约1.5wt％的贵金属催化剂。
Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)可以形成为尖晶石结构。由于Mg-置换氧化铝形成为尖晶石结构，因此当在高温区中传统的Al2O3与Ba反应并生成BaAl2O4时Ba的NOx嵌入性能的损失可得以防止。
复合二氧化铈可以是CeO2与选自Al、Si、La、Pr、Zr、Nd及其组合的至少一种金属的氧化物的混合物。
基于复合二氧化铈的总重量，可以以大约60wt％至大约90wt％的量包括CeO2，且可以以大约10wt％至大约40wt％的量包括选自Al、Si、La、Pr、Zr、Nd及其组合的至少一种金属的氧化物。氧化物可以是，但不限于，ZrO2、Pr5O11及其组合。
具体地，根据本发明一示例性实施方式，复合二氧化铈中可以包括包含大约85wt％量的CeO2并置换有大约10wt％量的ZrO2和大约5wt％量的Pr5O11的材料。
Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)的平均粒径范围可为大约7μm至大约15μm，二氧化铈(Ce)的平均粒径范围可为大约2μm至大约7μm，并且复合二氧化铈的平均粒径范围可为大约2μm至大约7μm。
当包括载体的各个组分的平均粒径均在上述范围内时，在颗粒之间可以形成间隙，因此尾气可以在因大量活化涂层(washcoat)而具有相当厚涂层的LNT催化剂中基本上扩散。
用于减少氮氧化物的催化剂还可以包括粘合剂和/或分散剂。粘合剂可以是，但不限于，聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚氨酯(PU)、聚醚氨酯(polyetherurethane)、聚氨酯共聚物、醋酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚丙烯酸共聚物(polyacryl copolymer)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚醋酸乙烯酯共聚物、聚糠基醇(PPFA)、聚苯乙烯(PS)、聚苯乙烯共聚物、聚氧化乙烯(PPO)、聚氧化乙烯共聚物、聚氧化丙烯共聚物、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚己酸内酯(PCL)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚偏二氟乙烯共聚物和聚酰胺，并且分散剂可以是，但不限于，聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、焦磷酸、柠檬酸、聚苹果酸、聚甲基丙烯酸铵、苯甲酸、儿茶酚、焦棓酚等。
粘合剂可以提高涂层对基底的粘合性，且分散剂可以基本上分散粘合剂颗粒。
在进一步优选的方面，用于减少氮氧化物的催化剂体系可以包括尾气中存在的氮氧化物和通过嵌入氮氧化物而减少氮氧化物的催化剂。
用于减少氮氧化物的催化剂体系可以在理论空燃(A/F)比大于或等于大约14.7:1的稀燃发动机中工作。
此外，根据本发明的用于减少氮氧化物的催化剂可以通过将催化剂组分氧化物和贵金属封涂(wash-coating)在多孔蜂窝状物上而制备。对本发明催化剂的制备不加限制，可以使用本领域通常使用的封涂方法。
在下文中，将更详细地参考实施例对实施方式进行说明。但是，这些实施例是示例性的，本公开内容并不限于此。
实施例
制备LNT催化剂
实施例1
通过基于封闭涂层的总重量使用大约25wt％量的Mg-置换氧化铝、大约35wt％量的二氧化铈(CeO2)、大约32wt％量的复合二氧化铈、以BaO为基准的大约7wt％量的NOx-嵌入材料Ba、以及大约1wt％量的PGM(Pt、Pd和Rh)，制造LNT催化剂。
Ba作为醋酸酯类前体布置，且在此，Ba总量大约40wt％的量置于二氧化铈上，Ba总量大约50wt％的量置于Mg-置换氧化铝上，且Ba总量大约10wt％的量置于复合二氧化铈上，然后使用一般的浸渍法将Pt、Pd和Rh分别分散负载在Mg-置换氧化铝、二氧化铈和复合二氧化铈上。
Pt、Pd和Rh以大约85:10:5的重量比使用，Pt总量大约10wt％的量浸渍在二氧化铈上，Pt总量和Pd总量的大约40wt％的量浸渍在Mg-置换氧化铝上，而Pt总量和Rh总量的大约50wt％的量浸渍在复合二氧化铈上。
对于Mg-置换氧化铝，使用置换有30wt％MgO的原料；对于二氧化铈，使用纯的二氧化铈；且基于复合二氧化铈的总重量，复合二氧化铈包括大约85wt％量的CeO2以及置换于其中的大约10wt％量的ZrO2和大约5wt％量的Pr5O11。
将原料和嵌入材料/贵金属浸渍在粉末中，将粉末制成浆料，并将大约400g/L浆料涂覆在蜂巢状载体中，然后在大约500℃的温度下干燥/焙烧，从而得到LNT催化剂。
将得到的催化剂在大约770℃的温度下水热老化大约48小时，然后对其活化性能进行评价。
比较例1：
通过基于封闭涂层的总重量使用大约40wt％量的Mg-置换氧化铝、大约45wt％量的二氧化铈(CeO2)、以BaO为基准的大约14wt％量的嵌入NOx的Ba以及大约1wt％量的包括Pt、Pd和Rh的PGM，制造LNT催化剂。
Ba作为醋酸酯类前体布置，且在此，Ba总量大约50wt％的量置于二氧化铈上，且Ba总量大约50wt％的量置于Mg-置换氧化铝上，然后以一般的浸渍法将前体状态的Pt、Pd和Rh分别分散负载在Mg-置换氧化铝和二氧化铈上。
Pt、Pd和Rh以大约85:10:5的重量比使用，且在此，Pt总量和Rh总量的大约30wt％的量浸渍在二氧化铈上，而Pt总量和Pd总量的大约70wt％的量浸渍在Mg-置换氧化铝上。
对于Mg-置换氧化铝，使用置换有20wt％量的MgO的原料，且对于二氧化铈，使用纯的二氧化铈。
将原料和嵌入原料/贵金属浸渍在粉末中，并使用该粉末根据与实施例1中所述相同的方法制造LNT催化剂。
比较例2：
基于封闭涂层的总量，使用大约40wt％量的普通耐热氧化铝(Al2O3)、大约45wt％量的二氧化铈(CeO2)、以BaO为基准的大约14wt％量的NOx嵌入材料Ba、以及大约1wt％量的包括Pt、Pd和Rh的PGM。
Ba作为醋酸酯类前体布置，且在此，Ba总量大约50wt％的量置于二氧化铈上，而Ba总量大约50wt％的量置于氧化铝上，然后以一般的浸渍法将前体状态的Pt、Pd和Rh分别分散负载在Mg-置换氧化铝和二氧化铈上。
Pt、Pd和Rh以大约85:10:5的重量比使用，且在此，Pt总量和Rh总量的大约30wt％的量浸渍在二氧化铈上，而Pt总量和Pd总量的大约70wt％的量浸渍在氧化铝上。
将原料和嵌入原料/贵金属浸渍在粉末中，且使用该粉末以与实施例1中所述相同的制造方法制造LNT催化剂。
比较例3：
基于总的封闭涂层使用大约30wt％量的普通耐热氧化铝(Al2O3)、大约59wt％量的二氧化铈(CeO2)、以BaO为基准的大约10wt％量的NOx嵌入材料Ba、以及大约1wt％量的包括Pt、Pd和Rh的PGM。
Ba作为醋酸酯类前体布置，且在此，Ba总量大约50wt％的量置于二氧化铈上，而Ba总量大约50wt％的量置于氧化铝上，然后以一般的浸渍法将前体状态的Pt、Pd和Rh分别分散负载在Mg-置换氧化铝和二氧化铈上。
Pt、Pd和Rh以大约85:10:5的重量比使用，且在此，Pt总量和Rh总量的大约30wt％的量浸渍在二氧化铈上，而Pt总量和Pd总量的大约70wt％的量浸渍在氧化铝上。
将原料和嵌入原料/贵金属通过浸渍制备到粉末中，并使用该粉末以与实施例1中所述相同的方法制造LNT催化剂。
评价例1：涂层的表面检定
通过使用场发射扫描电镜(FESEM,S-4700,Hitachi,Tokyo,Japan)，对根据实施例1的用于减少氮氧化物的催化剂的单位通道内侧上的涂层表面加以检定，结果提供于图2-4中。
图2-4显示根据本发明示例性实施方式的用于减少氮氧化物的示例性催化剂的截面表面状态的扫描电镜(SEM)照片。
如图2所示，用于减少氮氧化物的催化剂在蜂窝状基底的内表面上包括涂层。
如图3和图4所示，显示为灰色颗粒的Mg-置换氧化铝颗粒和显示为白色颗粒的二氧化铈颗粒形成大小为若干微米的网状结构。
评价例2：富集条件下的NOx滑脱(slip)评价
当氮氧化物处于富集状态时对根据实施例1和比较例1-3的用于减少氮氧化物的催化剂进行NOx滑脱评价，结果示于图5中。
图5是显示当氮氧化物处于富集状态时大约20秒内从催化剂滑脱的NOx的量的图。
通过在贫乏条件下嵌入大约30mg NOx，在富集条件下将催化剂控制大约8秒，然后合并在大约20秒内未被还原和去除但从催化剂释放出的NOx的量，进行NOx滑脱评价，其中在贫乏条件包括大约1000ppm CO、大约800ppm C1丙烯、大约200ppmC1丙烷、大约200ppm NO、大约5％CO2、大约8％O2、大约5％H2O、余量的N2，在富集条件中包括大约20,000ppm CO、大约6500ppm C1丙烯、大约1500ppm C1丙烷、大约200ppm NO、大约5％CO2、大约0.7％O2、大约5％H2O、余量的N2。
如图5所示，根据本发明一示例性实施方式的用于减少氮氧化物的催化剂释放出急剧降低量的氮氧化物，并显示出NOx滑脱区段。
评价例3：因NOx还原导致的氮氧化物净化率
对根据实施例1和比较例1-3的用于减少氮氧化物的催化剂的氮氧化物净化率进行评价，结果提供于图6中。
图6是显示用于减少氮氧化物的催化剂的氮氧化物净化率的图。
氮氧化物净化率计算如下：在贫瘠条件下在大约180秒内使大约200ppm NOx流入催化剂中，然后将催化剂在NOx富集条件下控制大约8秒(在与NOx滑脱评价中相同的贫乏/富集条件下)，测量贫乏/富集区段中大约188秒内释放的NOx的合并量，并使用以下计算等式1。
[计算等式1]
氮氧化物净化率＝
(催化剂入口NOx累积量–催化剂出口NOx累积量)/催化剂
参照图6可知，根据本发明一实施例的用于减少氮氧化物的催化剂在250～350℃的温度区内与比较例1～3相比显示出更优异的氮氧化物净化率。
尽管本发明已结合目前所认为的各种示例性实施方式进行了说明，但应当理解到，本发明并不限于所公开的实施方式，相反，本发明是要涵盖所附权利要求的构思和范围内包括的各种修改方式和等同方式。
Claims (17)
1.一种用于减少氮氧化物的催化剂，其包括：
蜂窝状基底，包括用单元障壁划分的多个单元通道；以及
涂层，位于所述单元通道的内侧上，
其中所述涂层包括，
包含Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)、二氧化铈(Ce)和复合二氧化铈的载体；以及负载在所述载体上的Ba和选自Pt、Pd、Rh及其组合的贵金属催化剂。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其中Ba总量的50～70wt％的量负载在所述Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)上，Ba总量的30～50wt％的量负载在所述二氧化铈(Ce)上，并且Ba总量的小于或等于20wt％的量负载在所述复合二氧化铈上。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述贵金属催化剂包括：
基于所述贵金属催化剂的总重量为80～90wt％的量的Pt；
基于所述贵金属催化剂的总重量为5～10wt％的量的Pd；以及
基于所述贵金属催化剂的总重量为5～10wt％的量的Rh。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其中Pt总量的10～25wt％的量负载在所述二氧化铈上。
5.根据权利要求1所述的催化剂，其中负载在所述Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)上的贵金属催化剂是Pt/Pd合金，并且所述Pt/Pd合金以Pt总量的30～50wt％的量并且以Pd总量的80～100wt％的量负载。
6.根据权利要求1所述的催化剂，其中负载在所述复合二氧化铈上的贵金属催化剂是Pt和Rh的组合，并且所述Pt和Rh的组合以Pt总量的40～60wt％的量并且以Rh总量的80～100wt％的量负载。
7.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述涂层包括：
基于所述涂层的总重量为20～40wt％的量的Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)；
基于所述涂层的总重量为20～40wt％的量的二氧化铈(Ce)；
基于所述涂层的总重量为20～40wt％的量的复合二氧化铈；
基于所述涂层的总重量为5～15wt％的量的Ba；以及
基于所述涂层的总重量小于或等于1.5wt％的量的所述贵金属催化剂。
8.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述涂层基本上由以下组成：
基于所述涂层的总重量为20～40wt％的量的Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)；
基于所述涂层的总重量为20～40wt％的量的二氧化铈(Ce)；
基于所述涂层的总重量为20～40wt％的量的复合二氧化铈；
基于所述涂层的总重量为5～15wt％的量的Ba；以及
基于所述涂层的总重量小于或等于1.5wt％的量的所述贵金属催化剂。
9.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)形成为尖晶石结构。
10.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述复合二氧化铈是CeO2和选自Al、Si、La、Pr、Zr、Nd及其组合的至少一种金属的氧化物的混合物。
11.根据权利要求10所述的催化剂，其中所述复合二氧化铈包括：
基于所述复合二氧化铈的总重量，60～90wt％的量的CeO2，以及10～40wt％的量的选自Al、Si、La、Pr、Zr、Nd及其组合的至少一种金属的氧化物。
12.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述Mg-置换氧化铝(MgAl2O4)的平均粒径范围为7～15μm。
13.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述二氧化铈(Ce)的平均粒径范围为2～7μm。
14.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述复合二氧化铈的平均粒径范围为2～7μm。
15.一种用于减少氮氧化物的催化剂体系，其包括尾气中的氮氧化物和用于嵌入所述氮氧化物的权利要求1所述的用于减少氮氧化物的催化剂。
16.根据权利要求15所述的催化剂体系，其在理论空燃(A/F)比大于或等于14.7:1的稀燃发动机中工作。
17.一种车辆，其包括用于减少尾气中的氮氧化物的权利要求1所述的催化剂。
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