RU2721563C2 - Катализатор окисления для двигателя с воспламенением от сжатия - Google Patents
Катализатор окисления для двигателя с воспламенением от сжатия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721563C2 RU2721563C2 RU2015153825A RU2015153825A RU2721563C2 RU 2721563 C2 RU2721563 C2 RU 2721563C2 RU 2015153825 A RU2015153825 A RU 2015153825A RU 2015153825 A RU2015153825 A RU 2015153825A RU 2721563 C2 RU2721563 C2 RU 2721563C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- porous oxide
- coating
- oxidation catalyst
- region
- oxide coating
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 404
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 264
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 264
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 401
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 390
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 351
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 262
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 209
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 113
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 104
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 claims abstract description 82
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 82
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 72
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 55
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 55
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 54
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 90
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 claims description 72
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 44
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 43
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 claims description 23
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 22
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 20
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 17
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 10
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 45
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 abstract description 45
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 17
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 86
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 58
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 58
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 43
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 43
- 239000002585 base Substances 0.000 description 32
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 24
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 20
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 14
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 13
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 12
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 12
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 9
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 9
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- -1 platinum metals Chemical class 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 7
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 7
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003445 palladium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 229910001657 ferrierite group Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 241000269350 Anura Species 0.000 description 1
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020203 CeO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002060 Fe-Cr-Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002061 Ni-Cr-Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NUNTWTCLCRXIIP-UHFFFAOYSA-N [N].[O-][N+]#N Chemical compound [N].[O-][N+]#N NUNTWTCLCRXIIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N ammonium carbamate Chemical compound [NH4+].NC([O-])=O BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N ammonium formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012013 faujasite Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002085 irritant Substances 0.000 description 1
- 231100000021 irritant Toxicity 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- HBEQXAKJSGXAIQ-UHFFFAOYSA-N oxopalladium Chemical compound [Pd]=O HBEQXAKJSGXAIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N oxoplatinum Chemical compound [Pt]=O MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003446 platinum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003319 supportive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
-
- 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
-
- 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
- B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
-
- 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
- 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
- B01D53/9463—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 one brick
- B01D53/9468—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 one brick in different layers
-
- 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
- B01D53/9463—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 one brick
- B01D53/9472—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 one brick in different zones
-
- 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
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/04—Alumina
-
- 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
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/42—Platinum
-
- 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
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/44—Palladium
-
- 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
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/58—Platinum group metals 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
- 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
- B01J29/7007—Zeolite Beta
-
- 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
- B01J29/74—Noble metals
- B01J29/7415—Zeolite Beta
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- B01J37/0246—Coatings comprising a zeolite
-
- 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
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
- F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
-
- 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
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
-
- 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
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
- F01N3/2842—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration specially adapted for monolithic supports, e.g. of honeycomb type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1021—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1023—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/204—Alkaline earth metals
- B01D2255/2042—Barium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
- B01D2255/2065—Cerium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/209—Other metals
- B01D2255/2092—Aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/30—Silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/50—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/50—Zeolites
- B01D2255/502—Beta zeolites
-
- 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
- B01D2255/903—Multi-zoned catalysts
- B01D2255/9032—Two zones
-
- 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
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/91—NOx-storage component incorporated in the catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/01—Engine exhaust gases
- B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
-
- 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
- B01J37/0215—Coating
- B01J37/0225—Coating of metal substrates
-
- 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
- B01J37/0234—Impregnation and coating simultaneously
-
- 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
- F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
- F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
- F01N2370/04—Zeolitic material
-
- 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
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Изобретение относится к катализатору окисления для применения в качестве пассивного абсорбера оксидов азота NOx при обработке выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия. Данный катализатор окисления содержит: подложку, которая представляет собой проточный монолит; область первого покрытия из пористого оксида, содержащего палладий (Pd) в количестве от 0,25 до 1,9 мас.%, нанесенный непосредственно на оксид церия в качестве первого материала-носителя; и область второго покрытия из пористого оксида, содержащего платину (Pt) и второй материал-носитель, причем данная область второго покрытия из пористого оксида также дополнительно содержит палладий (Pd). Также изобретение относится к системе выпуска отработавших газов, транспортному средству, применению катализатора в качестве пассивного абсорбера NOx, а также способу регулирования содержания оксидов азота. Предлагаемый катализатор обладает выгодной окислительной активностью к монооксиду углерода и углеводородам. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 пр., 3 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное изобретение относится к катализатору окисления для двигателя с воспламенением от сжатия, в частности, дизельного двигателя, и видам его применения. Данное изобретение также относится к способам, включающим применение катализатора окисления. Данное изобретение дополнительно относится к системе выпуска отработавших газов, содержащей катализатор окисления, и к транспортному средству, содержащему катализатор окисления или систему выпуска отработавших газов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ ДАННОМУ ИЗОБРЕТЕНИЮ
Двигатели с воспламенением от сжатия, такие как дизельные двигатели, производят выброс отработавших газов, который обычно содержит по меньшей мере четыре класса загрязняющих веществ, которые запрещены в законодательном порядке межправительственными организациями во всем мире: монооксид углерода (CO), несгоревшие углеводороды (HC), оксиды азота (NOx) и твердые частицы (PM). Поскольку нормы выбросов для допустимого содержания загрязняющих веществ от двигателей с воспламенением от сжатия, в особенности от двигателей транспортных средств, становятся все более жесткими, имеет место потребность в разработке улучшенных катализаторов и систем выпуска отработавших газов, которые могут отвечать этим стандартам, и которые являются низкозатратными.
Для обработки монооксида углерода (CO) и углеводородов (HC), включающих летучую органическую фракцию (VOF) твердых частиц (PM), в выбросах отработавших газов, произведенных двигателями с воспламенением от сжатия использовали катализаторы окисления, содержащие металлы платиновой группы. Такие катализаторы обрабатывают монооксид углерода (CO) посредством окисления его до диоксида углерода (CO2), и обрабатывают углеводороды (HC) посредством окисления их до воды (H2O) и диоксида углерода (CO2). Некоторые металлы платиновой группы, особенно, когда они нанесены на огнеупорный оксид, могут также промотировать окисление оксида азота (NO) до диоксида азота (NO2).
Было найдено, что каждый металл из платины (Pt) и палладия (Pd) способен окислять монооксид углерода (CO) и углеводороды (HC) в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия. Палладий обычно дешевле, чем платина, однако он является менее активным по отношению к CO и углеводородам (HC) (например, Pd имеет более высокую температуру зажигания для CO и HC, чем Pt). Палладий является также более восприимчивым к отравлению серой, содержащейся в топливе, по сравнению с платиной. Однако было найдено, что катализаторы окисления на основе платины образуют закись азота (N2O) посредством восстановления NOx (Catalysis Today 26 (1995) 185-206).
Действующее законодательство для регулирования выбросов двигателей не ограничивает закись азота (N2O), поскольку она регулируется отдельно в качестве парниковых газов (GHG). Тем не менее, желательно, чтобы выбросы содержали минимальное количество закиси азота (N2O). Агентство по защите окружающей среды США установило, что влияние 1 фунта закиси азота (N2O) на потепление атмосферы более чем в 300 раз превышает влияние 1 фунта диоксида углерода (CO2). Закись азота (N2O) является также озоноразрушающим веществом (ODS). Было оценено, что молекулы закиси азота (N2O) остаются в атмосфере в течение примерно 120 лет перед тем, как они удаляются или распадаются.
Как правило, выхлопные газы от двигателя с воспламенением от сжатия обрабатывают при применении системы выпуска отработавших газов, где катализатор окисления объединен с по меньшей мере одним другим устройством регулирования выбросов. Как правило, устройство регулирования выбросов не будет удалять любую закись азота (N2O), образованную катализатором окисления, даже когда устройство регулирования выбросов принимает обработанные выхлопные газы от выпускного конца катализатора окисления (т.е. устройство регулирования выбросов расположено ниже по потоку по отношению к катализатору окисления).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью данного изобретения является разработка катализатора окисления для обработки выхлопных газов, образованных двигателем с воспламенением от сжатия, таким как дизельный двигатель, при этом такой катализатор обладает выгодной окислительной активностью по отношению к монооксиду углерода (CO) и/или углеводородам (HC). В частности, катализатор окисления по данному изобретению обладает превосходной окислительной активностью по отношению к CO при низких температурах (т.е. низкой температурой зажигания для CO (например, низкой T50)).
Катализатор окисления по данному изобретению может, дополнительно или в качестве альтернативы, обеспечивать следующие преимущества: (i) он при применении не образует и не производит существенного количества закиси азота (N2O); (ii) он может действовать как пассивный поглотитель (адсорбер) NOx (PNA); и/или (iii) он может регулировать содержание NOx в выхлопных газах для устройства регулирования выбросов ниже по течению потока.
Данное изобретение предлагает катализатор окисления для обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия, где данный катализатор окисления содержит: подложку; область первого покрытия из пористого оксида «washcoat», содержащего палладий (Pd) и первый материал-носитель, содержащий оксид церия; и область второго покрытия из пористого оксида «washcoat», содержащего платину (Pt) и второй материал-носитель.
Данное изобретение также предлагает систему выпуска отработавших газов для двигателя с воспламенением от сжатия, где данная система выпуска отработавших газов содержит катализатор окисления и устройство регулирования выбросов, при этом катализатор окисления содержит: подложку; область первого покрытия из пористого оксида «washcoat», содержащего палладий (Pd) и первый материал-носитель, содержащий оксид церия; и область второго покрытия из пористого оксида «washcoat», содержащего платину (Pt) и второй материал-носитель.
Также посредством данного изобретения предлагается транспортное средство, содержащее двигатель с воспламенением от сжатия и катализатор окисления по данному изобретению или систему выпуска отработавших газов по данному изобретению.
Данное изобретение также предлагает несколько видов применения катализатора окисления и способов, включающих катализатор окисления.
Первый аспект способа по данному изобретению относится к способу обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия, данный способ включает контактирование выхлопных газов с катализатором окисления, содержащим: подложку; область первого покрытия из пористого оксида «washcoat», содержащего палладий (Pd) и первый материал-носитель, содержащий оксид церия; и область второго покрытия из пористого оксида «washcoat», содержащего платину (Pt) и второй материал-носитель. Как правило, способ обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия является способом обработки (например, окисления) монооксида углерода (CO) и углеводородов (HC) в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия, предпочтительно без образования существенного количества закиси азота (N2O).
Второй аспект способа по данному изобретению относится к способу регулирования содержания ΝOx в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия для устройства регулирования выбросов, данный способ включает: (a) регулирование содержания NOx в выхлопных газах посредством контактирования выхлопных газов с катализатором окисления, чтобы образовывать обработанные выхлопные газы; и (b) пропускание обработанных выхлопных газов в устройство регулирования выбросов; при этом катализатор окисления содержит: подложку; область первого покрытия из пористого оксида типа «washcoat», содержащего палладий (Pd) и первый материал-носитель, содержащий оксид церия; и область второго покрытия из пористого оксида типа «washcoat», содержащего платину (Pt) и второй материал-носитель. Обычно, способ является также способом обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия и регулирования содержания NOx в выхлопных газах для устройства регулирования выбросов. Способ может дополнительно относиться к способу обработки (например, окисления) монооксида углерода (CO) и углеводородов (HC) в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия и регулирования содержания NOx в выхлопных газах для устройства регулирования выбросов, предпочтительно без образования существенного количества закиси азота (N2O).
Первый аспект применения данного изобретения относится к применению катализатора окисления для обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия, необязательно в комбинации с устройством регулирования выбросов, при этом катализатор окисления содержит: подложку; область первого покрытия из пористого оксида типа «washcoat», содержащего палладий (Pd) и первый материал-носитель, содержащий оксид церия; и область второго первого покрытия из пористого оксида типа «washcoat», содержащего платину (Pt) и второй материал-носитель. Как правило, катализатор окисления применяют, чтобы обрабатывать (например, окислять) монооксид углерода (CO) и углеводороды (HC) в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия, предпочтительно без образования существенного количества закиси азота (N2O), необязательно в комбинации с устройством регулирования выбросов. Соответственно, катализатор окисления может быть применен, чтобы обрабатывать (например, окислять) монооксид углерода (CO) и углеводороды (HC) в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия и образовывать обработанные выхлопные газы, по существу не содержащие закиси азота (N2O). Обычно, обработанные выхлопные газы затем пропускают в устройство регулирования выбросов.
Второй аспект применения данного изобретения относится к применению катализатора окисления в качестве пассивного абсорбера NOx (PNA) в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия необязательно в комбинации с устройством регулирования выбросов, при этом катализатор окисления содержит: подложку; область первого покрытия из пористого оксида «washcoat», содержащего палладий (Pd) и первый материал-носитель, содержащий оксид церия; и область второго покрытия из пористого оксида «washcoat», содержащего платину (Pt) и второй материал-носитель. Как правило, катализатор окисления применяют в качестве пассивного абсорбера NOx (PNA) и чтобы обрабатывать (например, окислять) монооксид углерода (CO) и углеводороды (HC) в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия, предпочтительно без образования существенного количества закиси азота (N2O), необязательно в комбинации с устройством регулирования выбросов.
В третьем аспекте применения, данное изобретение относится к применению катализатора окисления, чтобы регулировать содержание NOx в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия для устройства регулирования выбросов, при этом катализатор окисления содержит подложку, область первого покрытия из пористого оксида «washcoat» и область второго покрытия из пористого оксида «washcoat», где область первого покрытия из пористого оксида «washcoat» содержит палладий (Pd) и первый материал-носитель, содержащий оксид церия, и где область второго покрытия из пористого оксида «washcoat» содержит платину (Pt) и второй материал-носитель.
Четвертый аспект относится к применению катализатора окисления при регенерации устройства регулирования выбросов, имеющего фильтрующую подложку, при этом катализатор окисления содержит монолитную подложку, область первого покрытия из пористого оксида «washcoat» и область второго покрытия из пористого оксида «washcoat», где область первого покрытия из пористого оксида «washcoat» содержит палладий (Pd) и первый материал-носитель, содержащий оксид церия, и где область второго покрытия из пористого оксида «washcoat» содержит платину (Pt) и второй материал-носитель.
В пятом аспекте применения, данное изобретение относится к применению области первого покрытия из пористого оксида «washcoat» в катализаторе окисления (например, в катализаторе окисления, содержащем область первого покрытия из пористого оксида «washcoat»), чтобы уменьшить или предотвратить образование N2O в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия, при этом катализатор окисления содержит подложку, область первого покрытия из пористого оксида «washcoat» и область второго покрытия из пористого оксида «washcoat», где область первого покрытия из пористого оксида «washcoat» содержит палладий (Pd) и первый материал-носитель, содержащий оксид церия, и где область второго покрытия из пористого оксида «washcoat» содержит платину (Pt) и второй материал-носитель. Как правило, катализатор окисления применяют, чтобы уменьшить или предотвратить образование N2O из NOx (например, посредством области второго покрытия из пористого оксида «washcoat», которое содержит платину) в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает график количества N2O (млн-1) в выхлопных газах, которые были пропущены над катализатором (Пример 1 = пунктирная линия; Пример 2 = сплошная линия) и которые были образованы двигателем на протяжении ездового испытательного цикла MVEG (MVEG - рабочая группа Европейской комиссии, отвечающая за разработку мероприятий, связанных с улучшением экологических характеристик автомобилей).
Фиг. 2 представляет собой график, показывающий влияние загрузки палладия на количество аккумулированных NOx в г⋅л-1 (ось y) при различных температурах в °C (ось x). Палладий наносили в количестве 1 масс.% (■), 2 масс.% (▲) или 4 масс.% (●) на оксид церия, который был загружен в количестве 2,7 г⋅дюйм-3 (165 мг⋅см-3) на основу.
Фиг. 3 представляет собой график, показывающий влияние изменения загрузки как палладия, так и церия на количество аккумулированных NOx в г⋅л-1 (ось y) при различных температурах в °C (ось x). Палладий и церий загружали в количествах 1 масс.% Pd и 2,7 г⋅дюйм-3 (165 мг⋅см-3) оксида церия (▲); 2 масс.% Pd и 1,35 г⋅дюйм-3 (82 мг⋅см-3) оксида церия (●); 3 масс.% Pd и 0,9 г⋅дюйм-3 (55 мг⋅см-3) оксида церия (♦); и 4 масс.% Pd и 0,675 г⋅дюйм-3 (41 мг⋅см-3) оксида церия (■).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Катализатор окисления по данному изобретению, как было найдено, обладает превосходной окислительной активностью по отношению к CO, особенно для двигателей с воспламенением от сжатия, которые образуют выхлопные газы, содержащие CO в сравнительно высокой концентрации. Катализатор по данному изобретению содержит как платину (Pt), так и палладий (Pd), поскольку комбинация этих металлов платиновой группы предоставляет выгодную окислительную активность. Например, платина может окислять оксид азота (NO) до диоксида азота (NO2) при определенных условиях, которые могут быть выгодными для устройств регулирования выбросов ниже по течению потока. Также было найдено, что включение платины в отдельную область покрытия из пористого оксида по отношению к области покрытия из пористого оксида, содержащего как палладий, так и оксид церия, может уменьшать или предотвращать образование закиси азота (N2O).
Катализатор окисления по данному изобретению содержит область первого покрытия из пористого оксида. Область первого покрытия из пористого оксида
содержит или состоит по существу из палладия (Pd) и первого материала-носителя, содержащего оксид церия. Палладий (Pd) обычно размещают или поддерживают на первом материале-носителе. Например, палладий (Pd) может быть диспергирован на первом материале-носителе и/или импрегнирован в первый материал-носитель.
Палладий обычно размещают непосредственно на первом материале-носителе или непосредственно поддерживают первым материалом-носителем (например, без размещения промежуточного материала-носителя между палладием и первым материалом-носителем). Предпочтительным является, чтобы палладий находился в непосредственном контакте с оксидом церия.
Обычно, первый материал-носитель содержит или состоит по существу из оксида церия (CeO2) или оксида церия-диоксида циркония (CeO2-ZrO2), при этом оксид церия или оксид церия-диоксид циркония является необязательно легированным. Оксид церия-диоксид циркония может быть твердым раствором оксида церия-диоксида циркония.
Включение легирующей примеси может термически стабилизировать первый материал-носитель. Следует иметь в виду, что любая ссылка на «легированный» в этом контексте относится к материалу, в котором объемная или основная кристаллическая решетка оксида церия или оксида церия-диоксида циркония легирована посредством замещения или внедрения легирующей примесью. В ряде случаев, небольшие количества легирующей примеси могут присутствовать на поверхности оксида церия или оксида церия-диоксида циркония. Однако большинство легирующей примеси будет обычно присутствовать в объеме оксида церия или оксида церия-диоксида циркония.
Когда первый материал-носитель содержит оксид церия-диоксид циркония, тогда обычно оксид церия-диоксид циркония содержит по меньшей мере 45 масс.% оксида церия, предпочтительно по меньшей мере 50 масс.% оксида церия, более предпочтительно по меньшей мере 55 масс.% оксида церия, например, по меньшей мере 70 масс.% оксида церия. Оксид церия-диоксид циркония может дополнительно содержать суммарно от 1 до 15 масс.%, предпочтительно 2 до 12,5 масс.% (например, от 5 до 10 масс.%), оксида или оксидов другого редкоземельного металла (например, другого редкоземельного металла, не являющегося церием). Другой редкоземельный металл обычно выбирают из группы, состоящей из лантана (La), празеодима (Pr) и их комбинаций.
Как правило, оксид церия-диоксид циркония состоит по существу из от 20 до 95 масс.% оксида церия и от 5 до 80 масс.% диоксида циркония (например, от 50 до 95 масс.% оксида церия и от 5 до 50 масс.% диоксида циркония), предпочтительно от 35 до 80 масс.% оксида церия и от 20 до 65 масс.% диоксида циркония (например, от 55 до 80 масс.% оксида церия и от 20 до 45 масс.% диоксида циркония), еще более предпочтительно от 45 до 75 масс.% оксида церия и от 25 до 55 масс.% диоксида циркония.
Когда оксид церия или оксид церия-диоксида циркония легирован, тогда общее количество легирующей примеси составляет от 0,1 до 5 масс.% (т.е. масс.% в расчете на оксида церия или оксида церия-диоксида циркония). Предпочтительным является, чтобы общее количество легирующей примеси составляло от 0,25 до 2,5 масс.%, более предпочтительно от 0,5 до 1,5 масс.% (например, примерно 1 масс.%). Оксид церия может быть легирован одной или несколькими легирующими примесями, выбранными из группы, состоящей из циркония (Zr), титана (Ti), кремния (Si), иттрия (Y), лантана (La), празеодима (Pr), самария (Sm), неодима (Nd) и их оксидов. Оксид церия-диоксид циркония может быть легирован одной или несколькими легирующими примесями, выбранными из группы, состоящей из титана (Ti), кремния (Si), иттрия (Y), лантана (La), празеодима (Pr), самария (Sm), неодима (Nd) и их оксидов.
Предпочтительным является, чтобы оксид церия или оксид церия-диоксид циркония имел большую площадь поверхности. Обычно, оксид церия или оксид церия-диоксид циркония имеет площадь поверхности от 30 до 300 м2/г, предпочтительно от 60 до 200 м2/г. Площадь поверхности измеряют при применении обычных методов физической адсорбции азота.
Предпочтительным является, чтобы первый материал-носитель содержал или состоял по существу из оксида церия (CeO2) или оксида церия-диоксида циркония (CeO2-ZrO2), который не является легированным. Включение легирующей примеси в первый материал-носитель может уменьшать каталитическую активность области первого покрытия из пористого оксида.
Предпочтительным является, чтобы первый материал-носитель состоял по существу из оксида церия. Более предпочтительно, первый материал-носитель состоит по существу из оксида церия в микропористой форме или мезопористой форме.
Обычно, область первого покрытия из пористого оксида содержит первый материал-носитель в количестве от 0,1 до 4,5 г⋅дюйм-3 (6-275 мг⋅м-3) (например, от 0,25 до 4,2 г⋅дюйм-3 (15-256 мг⋅см-3)), предпочтительно от 0,3 до 3,8 г⋅дюйм-3 (18-232 мг⋅см-3), еще более предпочтительно от 0,5 до 3,0 г⋅дюйм-3 (30-183 мг⋅см-3), и даже еще более предпочтительно от 0,6 до 2,5 г⋅дюйм-3 (37-152 мг⋅см-3) (например, 0,75 до 2,3 г⋅дюйм-3 (46-140 мг⋅см-3)).
Обычно, область первого покрытия из пористого оксида содержит палладий (Pd) в количестве от 0,2 до 15 масс.% (например, от 11,5 до 14 масс.% или от 12 до 15 масс.%), предпочтительно от 0,5 до 10 масс.%, более предпочтительно от 1 до 9 масс.% (например, от 1,5 до 8 масс.%), таком как от 2 до 7 масс.% (например, 4 до 6 масс.%). Количество в масс.% в этом контексте является количеством по отношению к количеству первого материала-носителя.
Обычно, область первого покрытия из пористого оксида содержит палладий (Pd) в количестве от 5 до 300 г⋅фут-3 (0,177-10,594 кг⋅м-3), более предпочтительно от 10 до 250 г⋅фут-3 (0,353-8,829 кг⋅м-3), например от 20 до 200 г⋅фут-3 (0,706-7,063 кг⋅м-3), еще более предпочтительно от 25 до 175 г⋅фут-3 (0,883-6,180 кг⋅м-3), и даже еще более предпочтительно от 35 до 150 г⋅фут-3 (1,236-5,297 кг⋅м-3) (например, от 50 до 125 г⋅фут-3 (1,766-4,414 кг⋅м-3)).
Например, область первого покрытия из пористого оксида может содержать палладий (Pd) в количестве от 50 до 300 г⋅фут-3 (1,766-10,594 кг⋅м-3), предпочтительно от 100 до 275 г·фут-3 (3,531-9,712 кг⋅м-3), например от 150 до 250 г⋅фут-3 (5,297-8,829 кг⋅м-3), более предпочтительно от 175 до 200 г⋅фут-3 (6,180-7,063 кг⋅м-3). В некоторых случаях, сравнительно высокая загрузка палладия является выгодной (например, для окислительной активности по отношению к CO).
Обычно, область первого покрытия из пористого оксида имеет отношение по массе палладия (Pd) к церию (Ce) от 1:1000 до 1:10, предпочтительно от 1:500 до 1:15, более предпочтительно от 1:250 до 1:25.
Было найдено, что катализаторы окисления, содержащие палладий, размещенный или поддерживаемый на оксиде церия, может обладать активностью в качестве пассивного адсорбера NOx (PNA). Термины «пассивный абсорбер NOx» или «пассивный адсорбер NOx» (PNA), как использовано в данном документе (и как понимается в данной области техники), используются взаимозаменяемым образом и относятся к способности катализатора (a) поглощать (т.е. адсорбировать) NOx из выхлопных газов (например, от двигателя с воспламенением от сжатия) в первом температурном интервале и (b) высвобождать NOx во втором температурном интервале, при этом второй температурный интервал расположен выше, чем первый температурный интервал (например, средняя точка второго температурного интервала находится выше, чем средняя точка первого температурного интервала). Предпочтительным является, чтобы второй температурный интервал не перекрывался с первым температурным интервалом.
В отличие от катализаторов, являющихся ловушками обедненных NOx, (иногда называемых как адсорбер-катализатор NOx (NAC), катализатор-ловушка для NOx (DNT), катализатор для сохранения NOx, ловушка обедненного NOx (LNT) или катализатор для сохранения/восстановления NOx), не является необходимым изменять отношение воздуха к восстановителю (например, углеводороду, монооксиду углерода или водороду) в выхлопных газах (например, от обедненного состояния до обогащенного), например, посредством изменения режима функционирования двигателя, чтобы высвобождать сохраненные NOx из PNA. Пассивные адсорберы NOx (PNA) могут быть использованы, чтобы сохранять NOx, когда температуры выхлопных газов являются сравнительно низкими, такими как непосредственно после пуска двигателя с воспламенением от сжатия. Сохранение NOx и обычно также высвобождение NOx происходит при температурах, которые ниже, чем температура, при которой происходит значительное окисление оксида азота (NO) до диоксида азота (NO2) посредством платины.
Как правило, как предполагается, активность пассивного адсорбера NOx (PNA) будет возрастать, когда число активных центров на катализаторе увеличено (например, посредством увеличения количества палладия или относительного количества палладия к оксиду церия), до тех пор, пока не начнут конкурировать или доминировать другие эффекты, которые препятствуют контакту NOx с активными центрами катализатора. Однако неожиданно было найдено, что высокая активность пассивного адсорбера NOx (PNA) может быть получена, когда количество палладия, поддерживаемого на оксиде церия, является сравнительно низким. Фактически, неожиданно ограниченное дополнительное преимущество (в отношении активности пассивного адсорбера NOx (PNA)) получают, когда загрузка палладия на материал-носитель (например, оксид церия) составляет более чем 2 масс.%. Это открытие является выгодным, поскольку как палладий, так и оксид церия являются дорогими материалами. Активность пассивного адсорбера NOx (PNA) может быть достигнута, когда катализатор окисления имеет относительно высокую загрузку первого материала-носителя (например, оксида церия или оксида церия-диоксида циркония), особенно по отношению к загрузке палладия.
Область первого покрытия из пористого оксида предпочтительно содержит количество первого материала-носителя от 0,5 до 3,5 г⋅дюйм-3 (30-213 мг⋅см-3), более предпочтительно от 1 до 3,25 г⋅дюйм-3 (61-198 мг⋅см-3), еще более предпочтительно от 1,1 до 3,0 г⋅дюйм-3 (67-183 мг⋅см-3) (например, от 1,25 до 2,75 г⋅дюйм-3 (76-168 мг⋅см-3) или от 1,5 до 2,75 г⋅дюйм-3 (92-168 мг⋅см-3)) и еще более предпочтительно от 1,25 до 2,5 г⋅дюйм-3 (76-153 мг⋅см-3).
Область первого покрытия из пористого оксида может содержать палладий (Pd) в количестве от 0,25 до 4 масс.% (например, от 0,4 до 3,5 масс.%), предпочтительно от 0,5 до 3,0 масс.% (например, от 0,75 до 2,5 масс.% или от 1 до 1,75 масс.%) и еще более предпочтительно от 0,75 до 1,5 масс.%.
Выгодно, если область первого покрытия из пористого оксида содержит палладий в количестве менее чем 2 масс.%. Предпочтительным является, чтобы область первого покрытия из пористого оксида содержала палладий в количестве от 0,25 до 1,9 масс.%, более предпочтительно от 0,4 до 1,8 масс.%, например от 0,5 до 1,75 масс.%, и еще более предпочтительно от 0,75 до 1,5 масс.%.
Предпочтительным является, чтобы область первого покрытия из пористого оксида имела отношение по массе палладия (Pd) к церию (Ce) от 1:1000 до 1:10, предпочтительно от 1:500 до 1:15, более предпочтительно от 1:200 до 1:20.
Область первого покрытия из пористого оксида может содержать палладий (Pd) в количестве от 5 до 120 г⋅фут-3 (0,177-4,238 кг⋅м-3), предпочтительно от 10 до 100 г⋅фут-3 (0,353-3,531 кг⋅м-3), например, от 25 до 85 г⋅фут-3 (0,882-3,002 кг⋅м-3), еще более предпочтительно от 35 до 80 г⋅фут-3 (1,236-2,825 кг⋅м-3), и еще более предпочтительно от 50 до 75 г⋅фут-3 (1,766-2,649 кг⋅м-3).
Область первого покрытия из пористого оксида может содержать 95% или менее от общей массы палладия в катализаторе окисления, предпочтительно 80% или менее, более предпочтительно 60% или менее.
Низкая загрузка палладия может быть выгодной для активности пассивного абсорбера NOx или в видах применения, в которых катализатор окисления является каталитическим сажевым фильтром (CSF).
В общем, возможно модифицировать активность катализатора окисления посредством включения других металлов, таких как каталитически активные металлы, в область первого покрытия из пористого оксида, область второго покрытия из пористого оксида или в одно или несколько областей дополнительных покрытий (например, область третьего покрытия из пористого оксида или область четвертого покрытия из пористого оксида.
Например, область первого покрытия из пористого оксида может дополнительно содержать первый каталитически активный металл, выбранный из группы, состоящей из платины (Pt), золота (Au), рутения (Ru), родия (Rh), иридия (Ir), серебра (Ag) и комбинации двух или более этих металлов.
Если первый каталитически активный металл присутствует в области первого покрытия из пористого оксида, то предпочтительно первым каталитически активным металлом является платина (Pt) или золото (Au), более предпочтительно первым каталитически активным металлом является платина (Pt). Когда металлом является золото (Au), тогда палладий (Pd) и золото (Au) могут быть сплавом палладий-золото. Катализаторы, содержащие золото (Au), могут быть приготовлены при применении способа, описанного в заявке WO 2012/120292 данного Заявителя.
Когда область первого покрытия из пористого оксида содержит первый каталитически активный металл, тогда обычно область первого покрытия из пористого оксида содержит общее количество первого каталитически активного металла от 2 до 150 г⋅фут-3 (0,071-5,297 кг⋅м-3), более предпочтительно от 5 до 125 г⋅фут-3 (0,177-4,414 кг⋅м-3), например, от 10 до 110 г⋅фут-3 (0,353-3,885 кг⋅м-3), еще более предпочтительно от 25 до 100 г⋅фут-3 (0,882-3,531 кг⋅м-3) и еще более предпочтительно от 30 до 75 г⋅фут-3 (1,059-2,649 кг⋅м-3) (например, от 40 до 125 г⋅фут-3 (1,413-4,414 кг⋅м-3)).
Когда область первого покрытия из пористого оксида содержит первый каталитически активный металл, предпочтительным является, чтобы область первого покрытия из пористого оксида содержала общее молярное количество первого каталитически активного металла, которое меньше, чем молярное количество палладия (Pd). Соответственно, область первого покрытия из пористого оксида имеет отношение общего молярного количества палладия (Pd) к общему молярному количеству первого каталитически активного металла >1:1 (например, Pd:M1 от 20:1 до 1,1:1; от 10:1 до 1,25:1; от 7,5:1 до 2:1; от 5:1 до 2,5:1; где M1 представляет первый каталитически активный металл).
Область первого покрытия из пористого оксида может дополнительно содержать адсорбент углеводородов. Адсорбент углеводородов может быть выбран из цеолита, активированного угля, пористого графита и комбинации двух или более таких адсорбентов. Предпочтительно, чтобы адсорбентом углеводородов являлся цеолит.
Когда область первого покрытия из пористого оксида содержит адсорбент углеводородов, тогда обычно общее количество адсорбента углеводородов составляет от 0,05 до 3,00 г⋅дюйм-3 (3-183 мг⋅см-3), предпочтительно от 0,10 до 2,00 г⋅дюйм-3 (6-122 мг⋅см-3), более предпочтительно от 0,2 до 0,8 г⋅дюйм-3 (12-49 мг⋅см-3).
Когда адсорбентом углеводородов является цеолит, тогда предпочтительно цеолит является цеолитом со средним размером пор (например, цеолитом, имеющим максимальный размер кольца восьми тетраэдрически координированных атомов) или цеолитом с большим размером пор (например, цеолитом, имеющим максимальный размер кольца десяти тетраэдрически координированных атомов).
Примеры подходящих цеолитов или видов цеолита включают фожазит, клиноптилолит, морденит, силикалит, ферриерит, цеолит X, цеолит Y, ультрастабильный цеолит Y, цеолит AEI, цеолит ZSM-5, цеолит ZSM-12, цеолит ZSM-20, цеолит ZSM-34, цеолит CHA, цеолит SSZ-3, цеолит SAPO-5, оффретит, бета-цеолит или медьсодержащий цеолит CHA. Цеолит является предпочтительно цеолитом ZSM-5, бета-цеолитом или цеолитом Y.
Как правило, предпочтительным является, чтобы область первого покрытия из пористого оксида не содержала цеолита, более предпочтительно область первого покрытия из пористого оксида не содержит адсорбент углеводородов. Соответственно, область первого покрытия из пористого оксида может по существу не содержать адсорбент углеводородов или цеолит. Если катализатор окисления содержит адсорбент углеводородов, такой как цеолита, то предпочтительно область второго покрытия из пористого оксида и/или область третьего покрытия из пористого оксида содержит адсорбент углеводородов или цеолит.
Обычно, область первого покрытия из пористого оксида состоит по существу из палладия (Pd), первого каталитически активного металла, первого материала-носителя и необязательно адсорбента углеводородов. Более предпочтительно, область первого покрытия из пористого оксида состоит по существу из палладия (Pd), первого каталитически активного металла и первого материала-носителя.
Обычно, область первого покрытия из пористого оксида не содержит первый каталитически активный металл, как описано в данном документе, (т.е. лишь палладий является активным металлом для катализа в области первого покрытия из пористого оксида). Первый материал-носитель может, однако, включать один или несколько других материалов, однако обычно такие материалы включают, чтобы стабилизировать первый материал-носитель (например, они образуют часть объемной композиции материала-носителя), и они не являются сами по себе каталитически активными. Предпочтительно, область первого покрытия из пористого оксида по существу не содержит или совсем не содержит платину. Более предпочтительно, область первого покрытия из пористого оксида состоит по существу из палладия (Pd) и первого материала-носителя.
Функция пассивного адсорбера NOx (PNA) отличается от катализатора, являющегося ловушкой обедненных NOx. Поэтому отсутствует необходимость включения в катализатор окисления материалов, которые функционируют в качестве адсорбера ΝOx. Такие материалы, являющиеся адсорбером NOx, сохраняют NOx, когда выхлопные газы являются обедненными, и высвобождают NOx, когда выхлопные газы являются обогащенными.
Как правило, предпочтительным является, чтобы область первого покрытия из пористого оксида по существу не содержала или совсем не содержала материала, являющегося адсорбером NOx, для катализатора, являющегося ловушкой обедненных NOx. Материалы, являющиеся адсорбером NOx, для катализатора, являющегося ловушкой обедненных NOx, обычно содержат щелочной металл (например, Li, Na, K), щелочноземельный металл (например, Mg, Ca, Sr, Ba) и/или редкоземельный металл.
Область первого покрытия из пористого оксида обычно по существу не содержит или совсем не содержит щелочной металл (например, Li, Na, K), щелочноземельный металл (например, Mg, Ca, Sr, Ba) и/или редкоземельный металл, в частности, редкоземельный металл, выбранный из группы, состоящей из лантана (La), иттрия (Y) и их комбинации. Общее исключение в отношении редкоземельного металла не применяется к оксиду церия или оксиду церия-диоксиду циркония, который является частью первого материала-носителя.
Как правило, область первого покрытия из пористого оксида по существу не содержит или совсем не содержит родий (Rh).
Обычно предпочтительным является, что область первого покрытия из пористого оксида не содержит родия (Rh), адсорбент углеводородов, щелочной металл (например, Li, Na, K), щелочноземельный металл (например, Mg, Ca, Sr, Ba) и редкоземельный металл, в частности, редкоземельный металл, выбранный из группы, состоящей из лантана (La), иттрия (Y) и их комбинации.
Область второго покрытия из пористого оксида по данному изобретению содержит платину (Pt) и второй материал-носитель. Область второго покрытия из пористого оксида и область первого покрытия из пористого оксида обычно имеют разные составы. Было найдено, что образование N2O посредством области покрытия из пористого оксида, содержащей Pt, (например, области второго покрытия из пористого оксида) может быть уменьшено или предотвращено, когда она объединена с областью первого покрытия из пористого оксида.
Область второго покрытия из пористого оксида обычно содержит платину, размещенную или поддерживаемую на втором материале-носителе. Платина может быть диспергирована на втором материале-носителе и/или импрегнирована во второй материал-носитель.
Как правило, область второго покрытия из пористого оксида содержит платину (Pt) в количестве от 0,2 до 15 масс.%, предпочтительно от 0,5 до 10 масс.%, более предпочтительно от 1 до 9 масс.% (например, от 1,5 до 8 масс.%), таком как от 2 до 7 масс.% (например, 4 до 6 масс.%). Количество в масс.% в этом контексте является количеством по отношению к количеству второго материала-носителя.
Область второго покрытия из пористого оксида обычно содержит платину (Pt) в количестве от 5 до 300 г⋅фут-3 (0,177-10,594 кг⋅м-3), более предпочтительно от 10 до 250 г⋅фут-3 (0,353-8,829 кг⋅м-3), например от 20 до 200 г⋅фут-3 (0,706-7,063 кг⋅м-3), еще более предпочтительно от 25 до 175 г⋅фут-3 (0,883-6,180 кг⋅м-3), и даже еще более предпочтительно от 35 до 150 г⋅фут-3 (1,236-5,297 кг⋅м-3) (например, от 50 до 125 г⋅фут-3 (1,766-4,414 кг⋅м-3)).
Область второго покрытия из пористого оксида (washcoat) может содержать 50% или более от общей массы платины в катализаторе окисления, предпочтительно 70% или более, более предпочтительно 90% или более.
В области второго покрытия из пористого оксида платина может быть единственным каталитически активным металлом. Соответственно, например, область второго покрытия из пористого оксида не включает второй каталитически активный металл, как описано ниже.
Однако, активность катализатора окисления может быть модифицирована посредством включения других металлов, таких как второй каталитически активный металл, во вторую область покрытия из пористого оксида. Соответственно, область второго покрытия из пористого оксида может дополнительно содержать второй каталитически активный металл, выбранный из группы, состоящей из палладия (Pd), золота (Au), рутения (Ru), родия (Rh), иридия (Ir), серебра (Ag) и комбинации двух или более этих металлов. Предпочтительно, чтобы вторым каталитически активным металлом являлся палладий (Pd).
Второй каталитически активный металл может быть размещен или поддерживаться на втором материале-носителе. Соответственно, второй каталитически активный металл может диспергирован на втором материале-носителе и/или импрегнирован во второй материал-носитель.
Когда область второго покрытия из пористого оксида (washcoat) содержит второй каталитически активный металл, тогда обычно область второго покрытия из пористого оксида (washcoat) содержит общее количество второго каталитически активного металла от 2 до 150 г⋅фут-3 (0,071-5,297 кг⋅м-3), более предпочтительно от 5 до 125 г⋅фут-3 (0,177-4,414 кг⋅м-3), например, от 10 до 110 г⋅фут-3 (0,353-3,885 кг⋅м-3), еще более предпочтительно от 20 до 100 г⋅фут-3 (0,706-3,531 кг⋅м-3) и еще более предпочтительно от 30 до 75 г⋅фут-3 (1,059-2,649 кг⋅м-3) (например, от 40 до 125 г⋅фут-3 (1,413-4,414 кг⋅м-3)).
Когда область второго покрытия из пористого оксида (washcoat) содержит второй каталитически активный металл, то предпочтительным является, чтобы область второго покрытия из пористого оксида (washcoat) содержала общее молярное количество второго каталитически активного металла (или металлов), которое меньше, чем молярное количество платины (Pt). Соответственно, область второго покрытия из пористого оксида (washcoat) имеет отношение молярного количества платины (Pt) к общему молярному количеству второго каталитически активного металла >1:1 (например, Pt:M2 от 20:1 до 1,1:1; от 10:1 до 1,25:1; от 7,5:1 до 2:1; от 5:1 до 2,5:1; где M2 представляет второй каталитически активный металл).
Как правило, предпочтительным является, чтобы область второго покрытия из пористого оксида содержала или состояла по существу из платины (Pt), палладия (Pd) и второго материала-носителя. Как правило, область второго покрытия из пористого оксида имеет отношение по массе платины (Pt) к палладию (Pd) от 10:1 до 1:3, более предпочтительно от 8,5:1 до 1:2,5, например от 7,5:1 до 1:2 (например, 7:1 до 1:1,5), еще более предпочтительно от 6:1 до 1:1,25 (например, от 5:1 до 1:1).
В области второго покрытия из пористого оксида масса платины (Pt) обычно больше, чем масса палладия (Pd). Выгодная окислительная активность может быть получена, когда имеется больше платины, чем палладия в области второго покрытия из пористого оксида. Соответственно, область второго покрытия из пористого оксида предпочтительно имеет отношение по массе платины (Pt) к палладию (Pd) от 10:1 до 1,25:1, более предпочтительно от 8:1 до 1,5:1, например от 7:1 до 1,75:1, и еще более предпочтительно от 6:1 до 2:1.
Как правило, второй материал-носитель содержит или состоит по существу из огнеупорного оксида металла. Огнеупорные оксиды металлов, подходящие для применения в качестве каталитического компонента катализатора окисления для двигателя с воспламенением от сжатия, хорошо известны в данной области техники.
Огнеупорный оксид металла предпочтительно выбирают из группы, состоящей из глинозема, кремнезема, диоксида титана, диоксида циркония, оксида церия и смешанных или сложных оксидов двух или более этих оксидов. Более предпочтительно, огнеупорный оксид металла выбирают из глинозема, кремнезема и их смешанных или сложных оксидов. Еще более предпочтительно, огнеупорный оксид металла выбирают из глинозема, кремнезема-глинозема и смеси глинозема и оксида церия.
Если огнеупорный оксид металла является смешанным или сложным оксидом глинозема, таким как кремнезем-глинозем или смесью глинозема и оксида церия, то предпочтительно смешанный или сложный оксид глинозема содержит по меньшей мере от 50 до 99 масс.% глинозема, более предпочтительно от 70 до 95 масс.% глинозема, еще более предпочтительно от 75 до 90 масс.% глинозема.
Во избежание неопределенности, глинозем или смешанный или сложный оксид, содержащий глинозем, не является модифицированным глиноземом, включающим гетероатомный компонент, в частности, модифицированным глиноземом, включающим гетероатомный компонент, который содержит или состоит по существу из глинозема, легированного гетероатомным компонентом, или алюминатом щелочноземельного металла. В этом контексте, гетероатомный компонент включает кремний, магний, барий, лантан, церий, титан или цирконий или же комбинацию двух или более этих элементов.
Предпочтительно, чтобы огнеупорным оксидом металла являлся глинозем. Глинозем может быть α-Al2O3, β-Al2O3 или γ-Al2O3. Предпочтительно, глинозем содержит или состоит по существу из γ-Al2O3. Более предпочтительно, область второго покрытия из пористого оксида содержит или состоит по существу из платины, палладия и второго материала-носителя, при этом второй материал-носитель содержит или состоит по существу из глинозема.
Как правило, область второго покрытия из пористого оксида содержит второй материал-носитель в количестве от 0,1 до 3,5 г⋅дюйм-3 (6-214 мг⋅см-3), предпочтительно от 0,2 до 2,5 г⋅дюйм-3 (12-152 мг⋅см-3), еще более предпочтительно от 0,3 до 2,0 г⋅дюйм-3 (18-122 мг⋅см-3), и еще более предпочтительно от 0,5 до 1,75 г⋅дюйм-3 (30-107 мг⋅см-3) (например, от 0,75 до 1,5 г⋅дюйм-3 (46-92 мг⋅см-3)).
Область второго покрытия из пористого оксида (washcoat) может дополнительно содержать адсорбент углеводородов. Адсорбент углеводородов может быть выбран из цеолита, активированного угля, пористого графита и комбинаций двух или более таких адсорбентов. Предпочтительно, чтобы адсорбентом углеводородов являлся цеолит, более предпочтительно цеолит, определенный выше.
Область второго покрытия из пористого оксида обычно содержит адсорбент углеводородов в количестве от 0,05 до 3,00 г⋅дюйм-3 (3-183 мг⋅см-3), предпочтительно от 0,10 до 2,00 г⋅дюйм-3 (6-122 мг⋅см-3), более предпочтительно от 0,2 до 0,8 г⋅дюйм-3 (12-49 мг⋅см-3).
Область второго покрытия из пористого оксида может дополнительно содержать материал для хранения кислорода. Такие материалы хорошо известны в данной области техники. Область второго покрытия из пористого оксида может содержать материал для хранения кислорода в общем количестве от 0,1 до 10% (например, от 0,25 до 2,5%, или от 0,5 до 1%) в расчете на общее количество второго материала-носителя.
Материал для хранения кислорода может быть выбран из оксида церия (CeO2) и оксида церия-диоксида циркония (CeO2-ZrO2), такого как твердый раствор оксида церия-диоксида циркония. Когда материал для хранения кислорода выбирают из оксида церия и оксида церия-диоксида циркония, то предпочтительно материал для хранения кислорода является либо (a) оксидом церия, если первый материал-носитель содержит или состоит по существу из оксида церия-диоксида циркония, либо (b) оксидом церия-диоксидом циркония, если первый материал-носитель содержит или состоит по существу из оксида церия.
Как правило, предпочтительно, чтобы область второго покрытия из пористого оксида состояла по существу из платины, палладий, второго материала-носителя и необязательно цеолита.
Предпочтительным является, чтобы область второго покрытия из пористого оксида или катализатор окисления сам по себе по существу не содержали или совсем не содержали материалов, являющихся адсорбером NOx, для катализатора, являющегося ловушкой обедненных NOx. Материалы, являющиеся адсорбером NOx, для катализатора, являющегося ловушкой обедненных NOx, обычно содержат щелочной металл (например, Li, Na, K), щелочноземельный металл (например, Mg, Ca, Sr, Ba) и/или редкоземельный металл. Церий и оксид церия не рассматриваются как материал, являющийся адсорбером NOx, в этом контексте.
Область второго покрытия из пористого оксида обычно по существу не содержит или совсем не содержит щелочной металл (например, Li, Na, K), щелочноземельный металл (например, Mg, Ca, Sr, Ba) и/или редкоземельный металл, в частности, редкоземельный металл, выбранный из группы, состоящей из лантана (La), иттрия (Y) и их комбинации.
Как правило, область второго покрытия из пористого оксида или катализатор окисления по данному изобретению по существу не содержит или совсем не содержит родий (Rh).
Обычно предпочтительным является, что область второго покрытия из пористого оксида не содержит родия (Rh), адсорбент углеводородов, щелочной металл (например, Li, Na, K), щелочноземельный металл (например, Mg, Ca, Sr, Ba) и редкоземельный металл, в частности, редкоземельный металл, выбранный из группы, состоящей из лантана (La), иттрия (Y) и их комбинации.
Как правило, первый материал-носитель и/или второй материал-носитель находятся в виде твердых частиц. Каждый материал-носитель может иметь размер частиц d90 ≤20 мкм (при определении обычными методами дифракции лазерного излучения. Распределение частиц по размерам материала-носителя выбирают, чтобы способствовать адгезии к основе. Частицы обычно получают измельчением.
Как правило, катализатор окисления содержит общее количество (по массе) платины и палладия от 1,0 до 10,0 г. Используемое общее количество платины и палладия зависит, помимо прочего, от размера основы и предполагаемого применения катализатора окисления.
Как правило, отношение общего количества платины в области первого покрытия из пористого оксида и области второго покрытия из пористого оксида к общему количеству палладия в области первого покрытия из пористого оксида и области второго покрытия из пористого оксида составляет (по массе) от 20:1 до 1:20. Соответственно, отношение по массе платины к палладию, содержащихся как в области первого покрытия из пористого оксида, так и в области второго покрытия из пористого оксида, может составлять от 20:1 до 1:20. Предпочтительно, отношение составляет от 10:1 до 1:10 (например, от 8:1 до 1:8), более предпочтительно отношение составляет от 7,5:1 до 1:7,5, например от 5:1 до 1:5, еще более предпочтительно отношение составляет от 4:1 до 1:4 (например, от 3:1 до 1:3), такое, как 2,5:1 до 1:2,5 (например, 2:1 до 1:2).
Как правило, катализатор окисления содержит общее количество платины (Pt) и общее количество палладия (Pd) при отношении (по массе) ≥1:3,5. Предпочтительным является, чтобы отношение (по массе) составляло ≥1:2,5, более предпочтительно ≥ 1:2, особенно ≥1:1,5, например ≥1:1.
Катализаторы окисления по данному изобретению, в которых общее количество (по массе) палладия (Pd) меньше, чем общее количество (по массе) платины (Pt), обычно, когда каждое общее количество относится к суммарному количеству палладия или платины в областях первого и второго покрытий из пористого оксида или в катализаторе окисления в целом, могут обладать выгодной активностью.
Отношение (по массе) платины (Pt) к палладию (Pd) составляет обычно от 20:1 до 1,1:1 (например, от 15:1 до 1,2:1), предпочтительно отношение составляет от 10:1 до 1,3:1 (например, от 9:1 до 1,4:1), более предпочтительно от 8:1 до 1,5:1, еще более предпочтительно от 7,5:1 до 1,75:1, например, от 6:1 до 2:1, и еще более предпочтительно от 5,5:1 до 2,5:1 (например, от 5:1 до 3:1).
Катализатор окисления по данному изобретению обычно содержит общее количество первого материала-носителя и второго материала-носителя от 0,2 до 8 г⋅дюйм-3 (12-488 мг⋅см-3), предпочтительно от 0,4 до 7 г⋅дюйм-3 (24-427 м⋅см-3) (например, 0,5 до 6 г⋅дюйм-3 (30-366 мг⋅см-3)), более предпочтительно от 0,75 до 5 г⋅дюйм-3 (46-305 мг⋅см-3) (например, от 0,8 до 4 г⋅дюйм-3 (49-244 мг⋅см-3)), еще более предпочтительно от 1,0 до 3 г⋅дюйм-3 (61-183 мг⋅см-3).
Область первого покрытия из пористого оксида и область второго покрытия из пористого оксида размещены или поддерживаются на одной и той же основе. Способы формирования областей покрытий из пористого оксида с различным расположением известны в данной области техники (см., например, заявку WO 99/47260 данного Заявителя). Однако следует понимать, что определенные расположения области первого покрытия из пористого оксида и области второго покрытия из пористого оксида на основе могут быть особенно выгодными для окисления CO, чтобы снижать или предотвращать образование закиси азота (N2O), или для активности пассивного абсорбера NOx.
Как правило, область первого покрытия из пористого оксида может быть размещена непосредственно на основе (т.е. область первого покрытия из пористого оксида находится в контакте с поверхностью основы). Область второго покрытия из пористого оксида может быть (a) размещена или поддерживаться на области первого покрытия из пористого оксида, (b) размещена непосредственно на основе (т.е. область второго покрытия из пористого оксида находится в контакте с поверхностью основы), и/или (c) в контакте с областью первого покрытия из пористого оксида. В качестве альтернативы, область второго покрытия из пористого оксида может быть размещена непосредственно на области дополнительного покрытия из пористого оксида (например, области третьего покрытия из пористого оксида).
Когда область второго покрытия из пористого оксида размещают или поддерживают на области первого покрытия из пористого оксида, область второго покрытия из пористого оксида может быть размещена непосредственно на области первого покрытия из пористого оксида (т.е. область второго покрытия из пористого оксида находится в контакте с поверхностью области первого покрытия из пористого оксида) или область второго покрытия из пористого оксида может быть размещена непосредственно на области дополнительного покрытия из пористого оксида (например, области третьего покрытия из пористого оксида), при этом область дополнительного покрытия из пористого оксида размещают (например, непосредственно или иным образом) или поддерживают на области первого покрытия из пористого оксида. Когда область второго покрытия из пористого оксида размещают непосредственно на основе, область второго покрытия из пористого оксида может находиться в контакте с областью первого покрытия из пористого оксида, или область первого покрытия из пористого оксида и область второго покрытия из пористого оксида могут быть разделены (например, посредством размещения области промежуточного третьего покрытия из пористого оксида или посредством зазора).
Как правило, область второго покрытия из пористого оксида размещают непосредственно на основе (т.е. область второго покрытия из пористого оксида находится в контакте с поверхностью основы). Область первого покрытия из пористого оксида может быть (i) размещена или поддерживаться на области второго покрытия из пористого оксида, (ii) размещена непосредственно на основе (т.е. область первого покрытия из пористого оксида находится в контакте с поверхностью основы), и/или (iii) в контакте с областью второго покрытия из пористого оксида. В качестве альтернативы, область первого покрытия из пористого оксида может быть размещена непосредственно на области дополнительного покрытия из пористого оксида (например, области третьего покрытия из пористого оксида).
Когда область первого покрытия из пористого оксида размещают или поддерживают на области второго покрытия из пористого оксида, область первого покрытия из пористого оксида может быть размещена непосредственно на области второго покрытия из пористого оксида (т.е. область первого покрытия из пористого оксида находится в контакте с поверхностью области второго покрытия из пористого оксида) или область первого покрытия из пористого оксида может быть размещена непосредственно на области дополнительного покрытия из пористого оксида (например, области третьего покрытия из пористого оксида), при этом область дополнительного покрытия из пористого оксида размещают (например, непосредственно или иным образом) или поддерживают на области второго покрытия из пористого оксида. Когда область первого покрытия из пористого оксида размещают непосредственно на основе, область первого покрытия из пористого оксида может находиться в контакте с областью второго покрытия из пористого оксида, или область второго покрытия из пористого оксида и область первого покрытия из пористого оксида могут быть разделены (например, посредством размещения области промежуточного третьего покрытия из пористого оксида или посредством зазора).
Как правило, возможно, что как область первого покрытия из пористого оксида, так и область второго покрытия из пористого оксида не расположены непосредственно на основе (т.е. ни область первого покрытия из пористого оксида, ни область второго покрытия из пористого оксида не находится в контакте с поверхностью основы). Соответственно, по меньшей мере одну из области первого покрытия из пористого оксида и области второго покрытия из пористого оксида размещают или поддерживают на области дополнительного покрытия из пористого оксида (например, области третьего покрытия из пористого оксида). Как область первого покрытия из пористого оксида, так и область второго покрытия из пористого оксида могут быть размещены или поддерживаться на одной и той же области дополнительного покрытия из пористого оксида (например, области третьего покрытия из пористого оксида).
Некоторые катализаторы окисления по данному изобретению описаны ниже, при этом область первого покрытия из пористого оксида и область второго покрытия из пористого оксида имеют «зональное» расположение. Во избежание неопределенности, эти расположения являются общими признаками катализатора окисления по данному изобретению и могут быть объединены с расположениями областей первого и второго покрытий из пористого оксида, описанными выше.
В первом расположении катализатора окисления область первого покрытия из пористого оксида является зоной первого покрытия из пористого оксида, расположенной или поддерживаемой на впускном конце основы или вблизи него. Область второго покрытия из пористого оксида может быть расположена или поддерживаться выше по течению потока или ниже по течению потока по отношению к зоне первого покрытия из пористого оксида, предпочтительно ниже по течению потока. Предпочтительно, область второго покрытия из пористого оксида является зоной второго покрытия из пористого оксида. Более предпочтительно, зона второго покрытия из пористого оксида расположена или поддерживается ниже по течению потока по отношению к зоне первого покрытия из пористого оксида.
Во втором расположении катализатора окисления область первого покрытия из пористого оксида является зоной первого покрытия из пористого оксида, расположенной или поддерживаемой на выпускном конце основы. Область второго покрытия из пористого оксида может быть расположена или поддерживаться выше по течению потока или ниже по течению потока по отношению к зоне первого покрытия из пористого оксида, предпочтительно выше по течению потока. Предпочтительно, область второго покрытия из пористого оксида является зоной второго покрытия из пористого оксида. Более предпочтительно, зона второго покрытия из пористого оксида расположена или поддерживается выше по течению потока по отношению к зоне первого покрытия из пористого оксида.
В третьем расположении катализатора окисления область второго покрытия из пористого оксида является второй зоной покрытия из пористого оксида, расположенной или поддерживаемой на впускном конце основы. Область первого покрытия из пористого оксида может быть расположена или поддерживаться выше по течению потока или ниже по течению потока по отношению к зоне второго покрытия из пористого оксида, предпочтительно ниже по течению потока. Предпочтительно, область первого покрытия из пористого оксида является зоной первого покрытия из пористого оксида. Более предпочтительно, зона первого покрытия из пористого оксида расположена или поддерживается ниже по течению потока по отношению к зоне второго покрытия из пористого оксида.
В четвертом расположении катализатора окисления область второго покрытия из пористого оксида является зоной второго покрытия из пористого оксида, расположенной или поддерживаемой на выпускном конце основы. Область первого покрытия из пористого оксида может быть расположена или поддерживаться выше по течению потока или ниже по течению потока по отношению к зоне второго покрытия из пористого оксида, предпочтительно выше по течению потока. Предпочтительно, область первого покрытия из пористого оксида является зоной первого покрытия из пористого оксида. Более предпочтительно, зона первого покрытия из пористого оксида расположена или поддерживается выше по течению потока по отношению к зоне второго покрытия из пористого оксида.
Зона первого покрытия из пористого оксида может прилегать к зоне второго покрытия из пористого оксида. Более предпочтительно, зона первого покрытия из пористого оксида контактирует с зоной второго покрытия из пористого оксида. Когда зона первого покрытия из пористого оксида прилегает к зоне второго покрытия из пористого оксида, или зона первого покрытия из пористого оксида находится в контакте с зоной второго покрытия из пористого оксида, зона первого покрытия из пористого оксида и зона второго покрытия из пористого оксида могут быть размещены или поддерживаться на основе в качестве слоя, такого как одиночный слой (например, в виде одиночного слоя). Соответственно, слой может быть сформирован на основе, когда зоны первого и второго покрытий из пористого оксида прилегают друг к другу или находятся в контакте один с другим.
Зона первого покрытия из пористого оксида может быть отделена от зоны второго покрытия из пористого оксида. Соответственно, может иметься и промежуточная зона или область дополнительного покрытия из пористого оксида (например, зона или область третьего покрытия из пористого оксида) между зоной первого покрытия из пористого оксида и зоной второго покрытия из пористого оксида, и/или может иметься зазор (например, пространство) между зоной первого покрытия из пористого оксида и зоной второго покрытия из пористого оксида.
Зона первого покрытия из пористого оксида может частично накладываться на зону второго покрытия из пористого оксида. Соответственно, конечная часть зоны первого покрытия из пористого оксида может быть размещена или поддерживаться на зоне второго покрытия из пористого оксида. Зона первого покрытия из пористого оксида может быть полностью или частично наложена на зону второго покрытия из пористого оксида. Когда зона первого покрытия из пористого оксида полностью наложена на зону второго покрытия из пористого оксида, то обычно поверхность зоны второго покрытия из пористого оксида (обычно поверхность в продольной плоскости катализатора, т.е. плоскости, которая перпендикулярна плоскости впускного и выпускного концов основы) полностью покрыта зоной первого покрытия из пористого оксида.
В качестве альтернативы, зона второго покрытия из пористого оксида может частично накладываться на зону первого покрытия из пористого оксида. Соответственно, конечная часть зоны второго покрытия из пористого оксида может быть размещена или поддерживаться на зоне первого покрытия из пористого оксида. Зона второго покрытия из пористого оксида может быть полностью или частично наложена на зону первого покрытия из пористого оксида. Когда зона второго покрытия из пористого оксида полностью наложена на зону первого покрытия из пористого оксида, то обычно поверхность зоны первого покрытия из пористого оксида (обычно поверхность в продольной плоскости катализатора, т.е. плоскости, которая перпендикулярна плоскости впускного и выпускного концов основы) полностью покрыта зоной второго покрытия из пористого оксида.
Как правило, зона первого покрытия из пористого оксида имеет длину от 10 до 90% длины основы (например, от 10 до 45%), предпочтительно от 15 до 75% длины основы (например, от 15 до 40%), более предпочтительно от 20 до 65% (например, от 25 до 45%) длины основы, еще более предпочтительно от 25 до 50%.
Зона второго покрытия из пористого оксида обычно имеет длину от 10 до 90% длины основы (например, от 10 до 45%), предпочтительно от 15 до 75% длины основы (например, от 15 до 40%), более предпочтительно от 20 до 65% (например, от 25 до 45%) длины основы, еще более предпочтительно от 25 до 50%.
Катализаторы окисления по данному изобретению описаны ниже, при этом область первого покрытия из пористого оксида и область второго покрытия из пористого оксида имеют «слоистое» расположение. Во избежание неопределенности, эти расположения являются общими признаками катализатора окисления по данному изобретению и могут быть объединены с любыми расположениями областей первого и второго покрытий из пористого оксида, описанными выше.
Область первого покрытия из пористого оксида может быть первым слоем из пористого оксида, и область второго покрытия из пористого оксида может быть вторым слоем из пористого оксида. Первый слой из пористого оксида и второй слой из пористого оксида могут иметь разную длину, или же первый слой из пористого оксида и второй слой из пористого оксида могут иметь приблизительно одну и ту же длину. Как правило, длина первого слоя из пористого оксида и длина второго слоя из пористого оксида является каждая по существу неизменной.
Как правило, по меньшей мере один из первого слоя из пористого оксида и второго слоя из пористого оксида протянут по существу на всю длину основы, в частности, на всю длину каналов монолитной основы. Более предпочтительно, первый слой из пористого оксида и второй слой из пористого оксида протянуты каждый по существу на всю длину основы.
В пятом расположении катализатора окисления первый слой из пористого оксида размещают или поддерживают на втором слое из пористого оксида. Первый слой из пористого оксида может быть размещен непосредственно на втором слое из пористого оксида (т.е. первый слой из пористого оксида находится в контакте с поверхностью второго слоя из пористого оксида), или же первый слой из пористого оксида может быть размещен непосредственно на области или слое дополнительного покрытия из пористого оксида (например, области или слое третьего покрытия из пористого оксида), при этом область или слой дополнительного покрытия из пористого оксида размещают или поддерживают на втором слое из пористого оксида. Предпочтительно, первый слой из пористого оксида размещают или поддерживают по всей длине на втором слое из пористого оксида. Соответственно, длина первого слоя из пористого оксида меньше, чем длина второго слоя из пористого оксида или равна ей. Более предпочтительно, конец первого слоя из пористого оксида не протянут за пределы конца второго слоя из пористого оксида (т.е. концы или границы первого слоя из пористого оксида находятся в пределах концов или краев второго слоя из пористого оксида).
В пятом расположении катализатора окисления первый слой из пористого оксида может быть размещен или поддерживаться на области дополнительного покрытия из пористого оксида (например, на области третьего или четвертого покрытия из пористого оксида), в частности, на дополнительном слое или зоне из пористого оксида. Область дополнительного покрытия из пористого оксида может быть размещена непосредственно на основе.
Предпочтительным в пятом расположении катализатора окисления является то, чтобы второй слой из пористого оксида был размещен непосредственно на основе (т.е., чтобы второй слой из пористого оксида находился в контакте с поверхностью основы).
В пятом расположении катализатора окисления область дополнительного покрытия из пористого оксида (например, область третьего, четвертого или пятого покрытия из пористого оксида), в частности, дополнительный слой или зона из пористого оксида, может быть размещена непосредственно на втором слое из пористого оксида (т.е. область дополнительного покрытия из пористого оксида находится в контакте с поверхностью второго слоя из пористого оксида).
В шестом расположении катализатора окисления второй слой из пористого оксида размещают или поддерживают на первом слое из пористого оксида. Второй слой из пористого оксида может быть размещен непосредственно на первом слое из пористого оксида (т.е. второй слой из пористого оксида находится в контакте с поверхностью первого слоя из пористого оксида), или же второй слой из пористого оксида может быть размещен непосредственно на области или слое дополнительного покрытия из пористого оксида (например, на третьей области или слое из пористого оксида), при этом область или слой дополнительного покрытия из пористого оксида размещают или поддерживают на первом слое из пористого оксида. Предпочтительно, второй слой из пористого оксида размещают или поддерживают по всей длине на первом слое из пористого оксида. Соответственно, длина второго слоя из пористого оксида меньше, чем длина первого слоя из пористого оксида или равна ей. Более предпочтительно, конец второго слоя из пористого оксида не протянут за пределы конца первого слоя из пористого оксида (т.е. концы или границы второго слоя из пористого оксида находятся в пределах концов или краев первого слоя из пористого оксида).
В шестом расположении катализатора окисления второй слой из пористого оксида может быть размещен или поддерживаться на области дополнительного покрытия из пористого оксида (например, на области третьего или четвертого покрытия из пористого оксида), в частности, на дополнительном слое или зоне из пористого оксида. Область дополнительного покрытия из пористого оксида может быть размещена непосредственно на основе.
Предпочтительным в шестом расположении катализатора окисления является то, чтобы первый слой из пористого оксида был размещен непосредственно на основе (т.е., чтобы первый слой из пористого оксида находился в контакте с поверхностью основы).
В шестом расположении катализатора окисления область дополнительного покрытия из пористого оксида (например, область третьего, четвертого или пятого покрытия из пористого оксида), в частности, дополнительный слой или зона из пористого оксида, может быть размещена непосредственно на первом слое из пористого оксида (т.е. область дополнительного покрытия из пористого оксида находится в контакте с поверхностью первого слоя из пористого оксида).
Катализатор окисления по данному изобретению может содержать множество областей покрытий из пористого оксида, в дополнение к области первого покрытия из пористого оксида и области второго покрытия из пористого оксида.
Как правило, предпочтительным является, чтобы катализатор окисления содержал лишь три или четыре области покрытия из пористого оксида (включая область первого покрытия из пористого оксида и область второго покрытия из пористого оксида). Соответственно, катализатор окисления может дополнительно содержать область третьего покрытия из пористого оксида (например, третий слой или зону из пористого оксида) и область четвертого покрытия из пористого оксида (например, четвертый слой или зону из пористого оксида). Более предпочтительно, катализатор окисления содержит лишь три области покрытия из пористого оксида (включая область первого покрытия из пористого оксида и область второго покрытия из пористого оксида). Соответственно, катализатор окисления дополнительно содержит третью область покрытия из пористого оксида. Еще более предпочтительно, катализатор окисления содержит лишь две области покрытия из пористого оксида, данные области покрытия из пористого оксида являются областью первого покрытия из пористого оксида и областью второго покрытия из пористого оксида.
Определенные расположения катализатора окисления являются особенно выгодными для уменьшения количества образуемой закиси азота (N2O). Было найдено, что расположения катализатора окисления, при которых большинство или все выхлопные газы приходят в контакт с областью первого покрытия из пористого оксида перед областью второго покрытия из пористого оксида, образуют меньше N2O.
Предпочтительным является, чтобы область первого покрытия из пористого оксида было расположена таким образом, чтобы контактировать с впускаемыми выхлопными газами перед областью второго покрытия из пористого оксида, а именно, в любом из от первого до пятого расположений катализатора окисления, и при этом в любом от первого до пятого расположении катализатора окисления область второго покрытия из пористого оксида размещают или поддерживают ниже по течению потока по отношению к области первого покрытия из пористого оксида. Более предпочтительно, катализатор окисления имеет первое расположение катализатора окисления или пятое расположение катализатора окисления, при этом в первом расположении катализатора окисления область второго покрытия из пористого оксида размещают или поддерживают ниже по течению потока по отношению к области первого покрытия из пористого оксида.
Выгодная окислительная активность может быть получена, и/или образование закиси азота (N2O) катализатором окисления может быть уменьшено или предотвращено, когда катализатор окисления содержит подложку, и:
(a) зону первого покрытия из пористого оксида, содержащего палладий (Pd) и первый материал-носитель, содержащий оксид церия; и зону второго покрытия из пористого оксида, содержащего платину (Pt) и второй материал-носитель; при этом зона второго покрытия из пористого оксида размещена или поддерживается на подложке ниже по течению потока зоны первого покрытия из пористого оксида ; или
(b) первый слой из пористого оксида, содержащий палладий (Pd) и первый материал-носитель, содержащий оксид церия; и второй слой из пористого оксида, содержащий платину (Pt) и второй материал-носитель; при этом первый слой из пористого оксида размещен или поддерживается на втором слое из пористого оксида.
Как правило, катализатор окисления кроме того содержит область дополнительного покрытия из пористого оксида (например, область третьего покрытия из пористого оксида), при этом область дополнительного покрытия из пористого оксида расположена таким образом, что контактирует с впускаемыми выхлопными газами перед областью первого покрытия из пористого оксида и областью второго покрытия из пористого оксида, и при этом область дополнительного покрытия из пористого оксида содержит адсорбент углеводородов. Соответственно, область дополнительного покрытия из пористого оксида может быть размещена ниже по течению потока по отношению как к области первого покрытия из пористого оксида, так и к области второго покрытия из пористого оксида, и/или область дополнительного покрытия из пористого оксида может быть размещена или поддерживаться как на области первого покрытия из пористого оксида, так и на области второго покрытия из пористого оксида (например, область дополнительного покрытия из пористого оксида может быть самым верхним слоем). Адсорбент углеводородов может присутствовать в области дополнительного покрытия из пористого оксида в количестве, определенном выше для области первого покрытия из пористого оксида или области второго покрытия из пористого оксида. Предпочтительно, адсорбентом углеводородов является цеолит, такой как цеолит, определенный выше.
Подложки для поддержания катализаторов окисления для обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия хорошо известны в данной области техники. Подложка обычно имеет множество каналов (например, для протекания через нее выхлопных газов). Как правило, основа является керамическим материалом или металлическим материалом.
Предпочтительным является, чтобы подложка была сделана или состояла из кордиерита (SiO2-Al2O3-MgO), карбида кремния (SiC), сплава Fe-Cr-Al, сплава Ni-Cr-Al или нержавеющей стали.
Как правило, подложка является монолитом (также называемой в данном документе монолитной подложкой). Такие монолиты хорошо известны в данной области техники. Монолитная подложка может быть проточным монолитом или фильтрующим монолитом.
Проточный монолит обычно выполнен в виде сотового монолита (например, металлического или керамического сотового монолита), имеющего множество каналов, вытянутых через него, данные каналы открыты на обоих концах. Когда подложка является проточным монолитом, тогда катализатор окисления по данному изобретению является обычно катализатором окисления дизельного топлива (DOC) и/или пассивным абсорбером NOx (PNA) или применяется в качестве катализатора окисления дизельного топлива (DOC) и/или в качестве пассивного абсорбера NOx (PNA).
Фильтрующий монолит обычно содержит множество впускных каналов и множество выпускных каналов, при этом впускные каналы открыты на конце выше по течению потока (т.е. на стороне впускного отверстия для выхлопных газов) и закупорены или закрыты на конце ниже по течению потока (т.е. на стороне выпускного отверстия для выхлопных газов), выпускные каналы закупорены или закрыты на конце выше по течению потока и открыты на конце ниже по течению потока, и при этом каждый впускной канал отделен от выпускного канала пористой структурой. Когда подложка является фильтрующим монолитом, тогда катализатор окисления по данному изобретению является обычно каталитическим сажевым фильтром (CSF) или применяется в качестве каталитического сажевого фильтра (CSF).
Когда монолит является фильтрующим монолитом, предпочтительно, чтобы фильтрующий монолит являлся фильтром с протеканием через стенки. В фильтре с протеканием через стенки каждый впускной канал поочередным образом отделен от выпускного канала стенкой пористой структуры и наоборот. Предпочтительным является, чтобы впускные каналы и выпускные каналы были расположены в виде сотовой структуры. При расположении в виде сотовой структуры предпочтительным является, чтобы каналы, смежные в вертикальном и в боковом направлении с впускным каналом были закупорены на конце выше по течению потока и наоборот (т.е. каналы, смежные в вертикальном и в боковом направлении с выпускным каналом закупорены на конце ниже по течению потока). Если смотреть со стороны любого из двух концов, поочередно закрытые и открытые концы каналов имеют вид шахматной доски.
В принципе, подложка может иметь любую форму или размер. Однако форма и размер подложки обычно выбирают, чтобы оптимизировать воздействие каталитически активных материалов в катализаторе на выхлопные газы. Основа может, например, иметь трубчатую форму, волокнистую форму или находиться в виде твердых частиц. Примеры подходящих поддерживающих основ включают монолитную кордиеритовую подложку с сотовой структурой, монолитную подложку из SiC с сотовой структурой, слоистую волокнистую подложку или подложку из тканого материала, подложку из пеноматериала, подложку с перекрестным потоком, сетчатую подложку из металлической проволоки, подложку из пористого металлического материала и подложку из керамических частиц.
Как правило, катализатор окисления по данному изобретению применяется в качестве (i) пассивного абсорбера NOx (PNA) и/или (ii) катализатора окисления дизельного топлива (DOC) или каталитического сажевого фильтра (CSF). На практике, композиции катализаторов, применяемые в катализаторах окисления дизельного топлива (DOC) и каталитических сажевых фильтрах (CSF), являются сходными. Как правило, однако, принципиальное различие между применением катализатором окисления дизельного топлива (DOC) и каталитическим сажевым фильтром (CSF) является основа, которую покрывает композиция катализатора, и общее количество платины, палладия и любых других каталитически активных металлов, которые нанесены на подложку.
Данное изобретение также предоставляет систему выпуска отработавших газов, содержащую катализатор окисления и устройство регулирования выбросов. Как правило, устройство регулирования выбросов отделено от катализатора окисления (например, устройство регулирования выбросов имеет подложку, отдельную от основы катализатора окисления), и предпочтительно катализатор окисления находится выше по течению потока по отношению к устройству регулирования выбросов.
Система выпуска отработавших газов по данному изобретению может дополнительно содержать устройство для удаления серы, содержащейся в топливе. Устройство для удаления серы, содержащейся в топливе, может быть расположено выше по течению потока или ниже по течению потока по отношению к катализатору окисления. Предпочтительно, устройство для удаления серы, содержащейся в топливе, находится выше по течению потока по отношению к катализатору окисления. Устройства для удаления серы, содержащейся в топливе, известны в данной области техники. Катализатор окисления по данному изобретению может быть восприимчив к деактивации серой. Деактивация катализатора окисления серой, содержащейся в топливе, может быть уменьшено или предотвращено, когда устройство для удаления серы, содержащейся в топливе, находится выше по течению потока по отношению к катализатору окисления. Катализаторы окисления, содержащие платину, часто окисляют серу, содержащуюся в топливе, до SO2 или могут увеличивать выбросы сульфатных частиц, особенно при более высоких температурах выхлопных газов.
Устройство регулирования выбросов может быть выбрано из фильтра твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF), адсорбера-катализатора NOx (NAC), катализатора для обедненных NOx (LNC), катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), катализатора окисления дизельного топлива (DOC), каталитического сажевого фильтра (CSF), фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™), и комбинаций их двух или более. Устройства регулирования выбросов, представленные терминами «фильтры твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF), адсорберы-катализаторы NOx (NAC), катализаторы для обедненных NOx (LNC), катализаторы селективного каталитического восстановления (SCR), катализаторы окисления дизельного топлива (DOC), каталитические сажевые фильтры (CSF) и катализаторы фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™)», все хорошо известны в данной области техники.
Примеры устройств регулирования выбросов для применения с катализатором окисления по данному изобретению или для включения в систему выпуска отработавших газов по данному изобретению предоставлены ниже.
Фильтр твердых частиц выхлопа дизельного двигателя является устройством регулирования выбросов, имеющим фильтрующую подложку. Фильтр твердых частиц выхлопа дизельного двигателя предпочтительно содержит подложку, при этом основа является фильтрующим монолитом или проточным монолитом, как описано выше, предпочтительно фильтрующим монолитом. Основа может быть покрыта композицией катализатора.
Композиция катализатора фильтра твердых частиц выхлопа дизельного двигателя может быть применима для окисления (i) твердых частиц (PM) и/или (ii) монооксида углерода (CO) и углеводородов (HC). Когда композиция катализатора применима для окисления твердых частиц (PM), тогда результирующее устройство регулирования выбросов известно как катализированный сажевый фильтр (CSF). Каталитический сажевый фильтр (CSF) является также устройством регулирования выбросов, имеющим фильтрующую подложку. Как правило, композиция катализатора каталитического сажевого фильтра (CSF) содержит благородный металл, как описано выше, и/или платину и/или палладий.
Композиция катализатора фильтра твердых частиц выхлопа дизельного двигателя может быть композицией адсорбера NOx. Когда композиция катализатора является композицией адсорбера NOx, устройство регулирования выбросов представляет собой пример адсорбера-катализатора NOx (NAC) (например, является композицией адсорбера NOx на фильтре). Устройства регулирования выбросов, где композиция катализатора является композицией адсорбера NOx, была описана (см., например, EP 0766993). Композиции адсорбера NOx хорошо известны в данной области техники (см., например, EP 0766993 и US 5473887). Композиции адсорбера NOx предназначены, чтобы адсорбировать NOx из обедненных выхлопных газов (лямбда >1) и десорбировать NOx, когда концентрация кислорода в выхлопных газах уменьшается. Десорбированные NOx могут затем быть восстановлены до N2 подходящим восстановителем (например, моторным топливом) и промотированы каталитическим компонентом, таким как родий, в композиции адсорбера NOx самой по себе или расположенным ниже по течению потока по отношению к композиции адсорбера NOx.
Как правило, адсорберы-катализаторы NOx, содержащиеся в виде покрытия на проточных монолитных основах с сотовой структурой, обычно расположены многослойным образом. Однако, множество слоев, нанесенных на подложку фильтра, могут создавать проблемы с противодавлением. Весьма предпочтительно, поэтому, если абсорбер-катализатор NOx для применения в данном изобретении является «одиночным слоем» абсорбера-катализатора NOx. Особенно предпочтительные абсорберы-катализаторы NOx в виде «одиночного слоя» содержат первый компонент родия, поддерживаемый на смешанном оксиде оксида церия-диоксида циркония или необязательно стабилизированном глиноземе (например, стабилизированном кремнеземом или оксидом лантана или другим редкоземельным элементом), в комбинации со вторыми компонентами, которые поддерживают платину и/или палладий. Вторые компоненты содержат платину и/или палладий, поддерживаемые на носителе на базе глинозема с большой площадью поверхности и компоненте оксида церия (CeO2) в виде «массы» частиц, т.е. нерастворимого оксида церия, поддерживаемого на носителе в виде частиц, однако «масса» оксида церия способна к поддержанию Pt и/или Pd в таковом качестве. Оксид церия в виде частиц содержит компонент абсорбера NOx и поддерживает щелочноземельный металл и/или щелочной металл, предпочтительно барий, в дополнение к платине и/или палладию. Носителем на базе глинозема с большой площадью поверхности может являться, например, алюминат магния, например, MgAl2O4.
Предпочтительный «одиночный слой» композиции катализатора адсорбции NOx (NAC) содержит смесь компонентов, поддерживающих родий и платину и/или палладий. Эти компоненты могут быть приготовлены по отдельности, т.е. предварительно сформированы перед их объединением в виде смеси, или соли родия, платины и палладия и материалы-носители и другие компоненты могут быть объединены и компоненты родия, платины и палладия гидролизованы предпочтительным образом для осаждения на желательный носитель.
Как правило, композиция адсорбера NOx содержит компонент щелочного металла, компонент щелочноземельного металла или компонент редкоземельного металла или комбинацию двух или более этих компонентов, при этом компонент редкоземельного металла содержит лантан или иттрий. Предпочтительным является, чтобы компонент щелочного металла содержал калий или натрий, более предпочтительно калий. Предпочтительным является, чтобы компонент щелочноземельного металла содержал барий или стронций, более предпочтительно барий.
Композиция адсорбера ΝOx может дополнительно содержать материал-носитель и/или компонент каталитического металла. Материал-носитель может быть выбран из глинозема, оксида церия, диоксида титана, диоксида циркония и их смесей. Компонент каталитического металла может содержать металл, выбранный из платины (Pt), палладия (Pd), родия (Rh) и комбинаций двух или более этих металлов.
Катализаторы для обедненных NOx (LNC) хорошо известны в данной области техники. Предпочтительные катализаторы для обедненных NOx (LNC) содержат (a) платину (Pt), поддерживаемую на глиноземе, или (b) цеолит с замещением медью, особенно ZSM-5 с замещением медью.
Катализаторы селективного каталитического восстановления (SCR) также хорошо известны в данной области техники. Когда система выпуска отработавших газов по данному изобретению содержит катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), тогда система выпуска отработавших газов может дополнительно содержать инжектор для инжекции азотсодержащего восстановителя, такого как аммиак, или предшественника аммиака, такого как мочевина или формиат аммония, предпочтительно мочевины, в выхлопные газы ниже по течению потока по отношению к катализатору для окисления монооксида углерода (CO) и углеводородов (HC) и выше по течению потока по отношению к катализатору селективного каталитического восстановления (SCR). Такой инжектор соединен с возможностью протекания текучей среды с источником такого предшественника азотсодержащего восстановителя, например, резервуаром для него, и дозирование с дроссельным регулированием предшественника в поток отработавших газов регулируют посредством средства управления работой двигателя, запрограммированного подходящим образом, и закрытого контура или открытого контура обратной связи, снабженного датчиками, контролирующими релевантный состав выхлопных газов. Аммиак может также быть образован нагреванием карбамата аммония (твердотельного), и образованный аммиак может быть инжектирован в выхлопные газы.
В качестве альтернативы или в дополнение к инжектору, аммиак может быть образован на месте, например, во время регенерации адсорбера-катализатора NOx (NAC), расположенного выше по течению потока по отношению к фильтру, или посредством контактирования катализатора окисления дизельного топлива (DOC), расположенного выше по течению потока по отношению к фильтру, с обогащенными выхлопными газами от двигателя. Соответственно, система выпуска отработавших газов может дополнительно содержать средство управления работой двигателя для обогащения выхлопных газов углеводородами. Катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) может в таком случае использовать углеводороды в качестве восстановителя, чтобы восстановить NOx.
Катализаторы селективного каталитического восстановления (SCR) для применения в данном изобретении промотируют следующие реакции селективным образом: 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (т.е. 1:1 NH3:NO); 4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O (т.е. 1:1 NH3:NOx; и 8NH3+6NO2→7N2+12H2O (т.е. 4:3 NH3: NOx) вместо нежелательных неселективных побочных реакций, таких как 2NH3+2NO2→N2O+3H2O+N2.
Катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) может содержать по меньшей мере один металл, выбранный из группы, состоящей из Cu, Hf, La, Au, In, V, лантаноидов и переходных металлов Группы VIII, таких как Fe, данный металл поддерживают на тугоплавком оксиде или молекулярном сите. Особенно предпочтительными металлами являются Ce, Fe и Cu и комбинации двух или более этих металлов.
Огнеупорный оксид может быть выбран из группы, состоящей из Al2O3, TiO2, CeO2, SiO2, ZrO2 и смешанных оксидов, содержащих два их или более. Нецеолитовый катализатор может также включать оксид вольфрама, например, V2O5/WO3/TiO2, WOx/CeZrO2, WOx/ZrO2 или Fe/WOx/ZrO2.
Является особенно предпочтительным, когда катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) или покрытие из пористого оксида с ним содержит по меньшей мере одно молекулярное сито, такое как алюмосиликатный цеолит или цеолит SAPO. По меньшей мере одно молекулярное сито может быть, например, молекулярным ситом с небольшим, средним или большим размером пор. Под «молекулярным ситом с небольшим размером пор» в данном документе мы подразумеваем молекулярные сита, содержащие максимальный размер кольца из 8 атомов, такие как CHA; под «молекулярным ситом со средним размером пор» в данном документе мы подразумеваем молекулярное сито, содержащее максимальный размер кольца из 10 атомов, такое как ZSM-5; и под «молекулярным ситом с большим размером пор» в данном документе мы подразумеваем молекулярное сито имеющее максимальный размер кольца из 12 атомов, такое как бета. Молекулярные сита с небольшим размером пор являются потенциально выгодными для применения в катализаторах селективного каталитического восстановления (SCR) - см., например, WO 2008/132452.
Предпочтительными молекулярными ситами в случае применения в качестве катализаторов селективного каталитического восстановления (SCR) в данном изобретении являются синтетические алюмосиликатные цеолитовые молекулярные сита, выбранные из группы, состоящей из AEI, ZSM-5, ZSM-20, ERI, включая ZSM-34, морденит, ферриерит, BEA, включая бета, Y, CHA, LEV, включая Nu-3, MCM-22 и EU-1, предпочтительно AEI или CHA, и имеющие отношение кремнезема к глинозему от примерно 10 до примерно 50, например от примерно 15 до примерно 40.
В соответствии с его основным назначением, катализатор, предотвращающий проскакивание аммиака, (ASC) может быть катализатором окисления для окисления аммиака, который проскакивает непрореагировавшим выше по течению потока по отношению к катализатору селективного каталитического восстановления (SCR)или фильтру селективного каталитического восстановления (SCRF). Желательная реакция (в упрощенном виде) может быть представлена как 4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O. Аммиак является соединением с сильным запахом и потенциальным раздражителем для поверхностей слизистых оболочек животных организмов, например, глаз и дыхательных путей, и, соответственно, его выброс в атмосферу должен быть ограничен насколько это возможно. Возможные катализаторы, предотвращающие проскакивание аммиака, включают металлы платиновой группы, предпочтительно включающие Pt, со сравнительно низкой загрузкой, например, 1-15 г/фут3 (35-530 г/м3), на подходящем оксидном носителе со сравнительно большой площадью поверхности, например, глиноземе, нанесенном на подходящую монолитную подложку.
В особенно предпочтительном расположении, однако, металл платиновой группы и материал-носитель (например, содержащий модифицированный глинозем, включающий гетероатомный компонент) размещают на подложке (т.е. монолитной подложке) в качестве первого слоя ниже верхнего, второго слоя, покрывающего первый слой. Второй слой является катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), выбранным из любого из тех, что указаны выше в данном документе, особенно молекулярных сит, содержащих переходные металлы, такие как Cu или Fe. Особенно предпочтительный катализатор, предотвращающий проскакивание аммиака, (ASC) в многослойном расположении содержит Cu/CHA во втором или верхнем слое.
Когда основа катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) является фильтрующим монолитом, тогда катализатор является катализатором фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™). Фильтр селективного каталитического восстановления (SCRF™) является устройством регулирования выбросов, имеющим фильтрующую подложку.
Как правило, катализаторы селективного каталитического восстановления (SCR) не в состоянии уменьшить значительные количества NOx в выхлопных газах непосредственно после пуска двигателя с воспламенением от сжатия, поскольку температура выхлопных газах (и, следовательно, температура катализатора) является слишком низкой. Катализаторы, являющиеся ловушкой обедненных NOx, например, применяли выше по течению потока по отношению к катализаторам селективного каталитического восстановления (SCR), так что NOx могли быть сохранены до тех пор, пока катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) не становился активным при более высоких температурах выхлопных газов. Однако катализаторы, являющиеся ловушкой обедненных NOx, часто не в состоянии в достаточной мере сохранять NOx, когда имеет место большой массовый расход выхлопных газов (например, когда двигатель функционирует при высокой скорости цикла).
Содержание NOx в выхлопных газах непосредственно от двигателя с воспламенением от сжатия зависит от ряда факторов, таких как режим работы двигателя, температура двигателя и скорость, при которой работает двигатель. Однако обычным для двигателя является образование выхлопных газов, где содержание NOx составляет от 85 до 95% (по объему) оксида азота (NO) и от 5 до 15% (по объему) диоксида азота (NO2). Отношение NO:NO2 обычно составляет от 19:1 до 17:3. Однако обычно более предпочтительным в отношении NO2 является его гораздо более высокое содержание для катализаторов селективного каталитического восстановления (SCR), чтобы восстанавливать NOx или чтобы регенерировать устройство регулирования выбросов, имеющее фильтрующую подложку, посредством выжигания твердых частиц. Активность пассивного абсорбера NOx (PNA) катализатора окисления может быть использована, чтобы регулировать содержание NOx в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия.
Активность пассивного абсорбера NOx (PNA) катализатора окисления по данному изобретению делает возможным сохранение NOx, в частности NO, при низких температурах выхлопных газов. При более высоких температурах выхлопных газов, катализатор окисления способен окислять NO до NO2. Поэтому является выгодным объединение катализатора окисления по данному изобретению с определенными видами устройств регулирования выбросов в качестве части системы выпуска отработавших газов.
В первом варианте осуществления системы выпуска отработавших газов, система выпуска отработавших газов содержит катализатор окисления по данному изобретению, предпочтительно такой как пассивный абсорбер NOx (PNA) и/или катализатор окисления дизельного топлива (DOC), и катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Этот вариант осуществления также относится к применению катализатора окисления для обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия в комбинации с катализатором фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™), где предпочтительно катализатор окисления является или применяется в качестве катализатора окисления дизельного топлива. За катализатором окисления по данному изобретению (например, расположенным выше по течению потока) обычно следует катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Инжектор азотсодержащего восстановителя может быть расположен между катализатором окисления и катализатором селективного каталитического восстановления (SCR). Соответственно, за катализатором окисления (например, расположенным выше по течению потока) может следовать инжектор азотсодержащего восстановителя, и за данным инжектором азотсодержащего восстановителя (например, расположенным выше по течению потока) может следовать катализатор селективного каталитического восстановления (SCR).
Второй вариант осуществления системы выпуска отработавших газов содержит катализатор окисления по данному изобретению, предпочтительно такой как пассивный абсорбер NOx (PNA) и/или катализатор окисления дизельного топлива (DOC) и катализатор фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™). Этот вариант осуществления также относится к применению катализатора окисления для обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия в комбинации с катализатором фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™), где предпочтительно катализатор окисления является или применяется в качестве катализатора окисления дизельного топлива. За катализатором окисления по данному изобретению (например, расположенным выше по течению потока) обычно следует катализатор фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™). Инжектор азотсодержащего восстановителя может быть расположен между катализатором окисления и катализатором фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™). Соответственно, за катализатором окисления (например, расположенным выше по течению потока) может следовать инжектор азотсодержащего восстановителя, и за данным инжектором азотсодержащего восстановителя (например, расположенным выше по течению потока) может следовать катализатор фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™).
В третьем варианте осуществления системы выпуска отработавших газов, система выпуска отработавших газов содержит катализатор окисления по данному изобретению, предпочтительно такой как пассивный абсорбер NOx (PNA) и/или катализатор окисления дизельного топлива (DOC), и фильтр твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или каталитический сажевый фильтр (CSF). Этот вариант осуществления также относится к применению катализатора окисления для обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия в комбинации с фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя или каталитическим сажевым фильтром, где предпочтительно катализатор окисления является или применяется в качестве катализатора окисления дизельного топлива. За катализатором окисления (например, расположенным выше по течению потока) обычно следует фильтр твердых частиц выхлопа дизельного двигателя или каталитический сажевый фильтр (CSF). Соответственно, например, выпускное отверстие катализатора окисления соединено с впускным отверстием фильтра твердых частиц выхлопа дизельного двигателя или каталитического сажевого фильтра.
В четвертом варианте осуществления системы выпуска отработавших газов, система выпуска отработавших газов содержит катализатор окисления дизельного топлива и катализатор окисления по данному изобретению, предпочтительно такой как каталитический сажевый фильтр (CSF). Данный вариант осуществления дополнительно относится к применению катализатора окисления для обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия в комбинации с катализатором окисления дизельного топлива (DOC), предпочтительно, где катализатор окисления является или применяется в качестве каталитического сажевого фильтра. Как правило, за катализатором окисления дизельного топлива (DOC) (например, расположенным выше по течению потока) следует катализатор окисления по данному изобретению. Соответственно, выпускное отверстие катализатора окисления дизельного топлива соединено с впускным отверстием катализатора окисления по данному изобретению.
Пятая система выпуска отработавших газов варианте осуществления относится к системе выпуска отработавших газов, содержащей катализатор окисления по данному изобретению, предпочтительно такой как пассивный абсорбер NOx (PNA) и/или катализатор окисления дизельного топлива (DOC), фильтр твердых частиц выхлопа дизельного двигателя или каталитический сажевый фильтр (CSF) и катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Расположение катализатор окисления дизельного топлива (DOC)/фильтр твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF)/катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) или катализатор окисления дизельного топлива (DOC)/каталитический сажевый фильтр (CSF)/катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительной системой выпуска отработавших газов для малотоннажных транспортных средств с дизельным двигателем. Этот вариант осуществления также относится к применению катализатора окисления для обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия в комбинации с фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя или каталитическим сажевым фильтром (CSF) и катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где предпочтительно катализатор окисления является или применяется в качестве катализатора окисления дизельного топлива. За катализатором окисления (например, расположенным выше по течению потока) обычно следует фильтр твердых частиц выхлопа дизельного двигателя или каталитическим сажевый фильтр (CSF). За фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или катализированным сажевым фильтром (CSF) (например, расположенным выше по течению потока) обычно следует катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Инжектор азотсодержащего восстановителя может быть расположен между фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или каталитическим сажевым фильтром (CSF) и катализатором селективного каталитического восстановления (SCR). Соответственно, за фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или каталитическим сажевым фильтром (CSF) (например, расположенным выше по течению потока) может следовать инжектор азотсодержащего восстановителя, и за данным инжектором азотсодержащего восстановителя (например, расположенным выше по течению потока) может следовать катализатор селективного каталитического восстановления (SCR).
Шестой вариант осуществления системы выпуска отработавших газов относится к системе выпуска отработавших газов, содержащей катализатор окисления дизельного топлива (DOC), катализатор окисления по данному изобретению, предпочтительно такой как каталитический сажевый фильтр (CSF), и катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Это является также расположением катализатор окисления дизельного топлива (DOC)/каталитический сажевый фильтр (CSF)/катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Другой аспект этого варианта осуществления относится к применению катализатора окисления для обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия в комбинации с катализатором окисления дизельного топлива (DOC) и катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), предпочтительно, где катализатор окисления является или применяется в качестве каталитического сажевого фильтра (CSF). Как правило, за катализатором окисления дизельного топлива (DOC) (например, расположенным выше по течению потока) следует катализатор окисления по данному изобретению. За катализатором окисления по данному изобретению (например, расположенным выше по течению потока) обычно следует катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Инжектор азотсодержащего восстановителя может быть расположен между катализатором окисления и катализатором селективного каталитического восстановления (SCR). Соответственно, за катализатором окисления (например, расположенным выше по течению потока) может следовать инжектор азотсодержащего восстановителя, и за данным инжектором азотсодержащего восстановителя (например, расположенным выше по течению потока) может следовать катализатор селективного каталитического восстановления (SCR).
В седьмом варианте осуществления системы выпуска отработавших газов, система выпуска отработавших газов содержит катализатор окисления по данному изобретению, предпочтительно такой как пассивный абсорбер NOx (PNA) и/или катализатор окисления дизельного топлива (DOC), катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) и каталитический сажевый фильтр (CSF) или фильтр твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF). Этот вариант осуществления также относится к применению катализатора окисления для обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия в комбинации с катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) и каталитическим сажевым фильтром (CSF) или фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF), где предпочтительно катализатор окисления является или применяется в качестве катализатора окисления дизельного топлива.
В седьмом варианте осуществления системы выпуска отработавших газов, за катализатором окисления по данному изобретению (например, расположенным выше по течению потока) обычно следует катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Инжектор азотсодержащего восстановителя может быть расположен между катализатором окисления и катализатором селективного каталитического восстановления (SCR). Соответственно, за катализатором окисления (например, расположенным выше по течению потока) может следовать инжектор азотсодержащего восстановителя, и за данным инжектором азотсодержащего восстановителя (например, расположенным выше по течению потока) может следовать катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). За катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) (например, расположенным выше по течению потока) следует каталитический сажевый фильтр (CSF) или фильтр твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF).
В любом из первом, втором или с пятого по седьмой вариантах осуществления системы выпуска отработавших газов, описанных в данном документе выше, содержащих катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) (включающего катализатор фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™), катализатор, предотвращающий проскакивание аммиака, (ASC) может быть расположен ниже по течению потока по отношению к катализатору селективного каталитического восстановления (SCR) или катализатору фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™) (т.е. в качестве отдельной монолитной основы), или, более предпочтительно, зона ниже по течению потока или примыкающая к концу монолитной основы, содержащей катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), может быть использована в качестве носителя для катализатора, предотвращающего проскакивание аммиака, (ASC).
Как правило, предпочтительным является, чтобы система выпуска отработавших газов по данному изобретению не содержала ловушки обедненного NOx (LNT) (иногда называемой как катализатор, являющийся ловушкой обедненных NOx, адсорбер-катализатор NOx (NAC), катализатор-ловушка для NOx (DNT), катализатор для сохранения NOx или катализатор для сохранения/восстановления NOx).
Данное изобретение дополнительно предоставляет транспортное средство, содержащее двигатель с воспламенением от сжатия и систему выпуска отработавших газов по данному изобретению или катализатор окисления по данному изобретению. Как правило, двигатель с воспламенением от сжатия является дизельным двигателем. Дизельный двигатель может быть двигателем с воспламенением от сжатия однородной смеси (HCCI), двигателем с воспламенением от сжатия предварительно перемешанной смеси (PCCI) или двигателем со сгоранием при низкой температуре (LTC). Предпочтительным является, чтобы дизельный двигатель являлся обычным (т.е. традиционным) дизельным двигателем.
Транспортное средство может являться малотоннажным транспортным средством с дизельным двигателем (LDV), таким как определено в законодательстве США или Европы. Малотоннажное транспортное средство с дизельным двигателем обычно имеет массу <2840 кг, более предпочтительно массу <2610 кг.
В США к малотоннажному транспортному средству с дизельным двигателем (LDV) относится дизельное транспортное средство, имеющее полный вес ≤8500 фунтов (3856 кг). В Европе термин «малотоннажное транспортное средство с дизельным двигателем (LDV)» относится к (i) пассажирским транспортным средствам, имеющим не более чем восемь сидений в дополнение к сиденью водителя и имеющим максимальную массу, не превышающую 5 тонн, и (ii) транспортным средствам для перевозки грузов, имеющим максимальную массу, не превышающую 12 тонн.
В качестве альтернативы, транспортное средство может являться большегрузным транспортным средством с дизельным двигателем (HDV), таким как дизельное транспортное средство, имеющее полный вес >8500 фунтов (3856 кг), как определено в законодательстве США.
Данное изобретение также относится к нескольким способам и применениям, включающим катализатор окисления. Общей целью всех способов и применений данного изобретения является обработка выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия без образования существенного количества закиси азота (N2O), независимо от того, обрабатывают ли выхлопные газы посредством (i) обработки (например, окисления) монооксида углерода (CO) и углеводородов (HC) в выхлопных газах, (ii) регулирования содержания NOx в выхлопных газах, и/или (iii) применения катализатора окисления в качестве пассивного абсорбера NOx (PNA).
Термин «существенное количество закиси азота (N2O)» в этом контексте, по меньшей мере для малотоннажных транспортных средств, относится к >0,030 г/милю N2O при измерении с применением Федерального метода определения токсичности (Federal Test Procedure) 75 (FTP-75), предпочтительно >0,025 г/милю, более предпочтительно >0,020 г/милю, например >0,015 г/милю, и еще более предпочтительно 0,010 г/милю (например, >0,005 г/милю) (1 миля = 1,6093 км). Любая ссылка на «без образования существенного количества закиси азота» применительно к обработанным выхлопным газам или на «обработанные выхлопные газы, которые не содержат существенного количества закиси азота» может относиться к выхлопным газам, которые проходят в атмосферу, (т.е. выхлопным газам, которые прошли через систему выпуска отработавших газов, таким, как измерено на выпускном отверстии выхлопной трубы транспортного средства) или к выхлопным газам, непосредственно полученным от выпускного отверстия катализатора окисления (т.е. когда имеются устройства регулирования выбросов ниже по течению потока, которые могут образовывать N2O).
Как правило, аспекты способа по данному изобретению могут включать стадию образования обработанных выхлопных газов, которые не содержат существенного количества закиси азота (N2O). Эта стадия обычно следует за стадией контактирования выхлопных газов с катализатором окисления. Эта стадия обычно также предшествует любой стадии пропускания обработанных выхлопных газов в устройство регулирования выбросов. Подобным образом, катализатор окисления по данному изобретению может быть использован, чтобы образовывать обработанные выхлопные газы, которые не содержат существенного количества закиси азота (N2O).
В способах и применениях данного изобретения обычно состав выхлопных газов, контактирующих с катализатором окисления, является не меняющимся (например, посредством изменения или цикличности режима работы двигателя с воспламенением от сжатия, чтобы значительным образом изменять отношение воздуха к топливу (т.е. от обедненного состояния до обогащенного или наоборот)), чтобы содействовать сохранению NOx из выхлопных газов или высвобождать NOx из катализатора окисления.
Способы или применения данного изобретения могут также включать стадию удаления серы, сохраненной в катализаторе окисления. Как правило, сера может быть удалена при обедненных условиях при значительной скорости для практического применения в автомобильных системах дополнительной обработки, когда катализатор окисления имеет температуру выше чем 550°C. Катализатор окисления может достигать этой температуры посредством переноса тепла от выхлопных газов. Может, однако, потребоваться нагревание катализатора окисления до температуры выше чем 700°C, например, до 780°C или выше, чтобы удалить сохраненную серу.
Как правило, катализатор окисления может быть применен в комбинации с устройством регулирования выбросов. Как правило, катализатор окисления применяют в комбинации с:
(i) катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), предпочтительно катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), расположенным ниже по течению потока по отношению к катализатору окисления, особенно когда катализатор окисления является катализатором окисления дизельного топлива (DOC) или используется в качестве него;
(ii) катализатором фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™), предпочтительно катализатором SCRF™, расположенным ниже по течению потока по отношению к катализатору окисления, особенно когда катализатор окисления является катализатором окисления дизельного топлива (DOC) или используется в качестве него;
(iii) фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или каталитическим сажевым фильтром (CSF), предпочтительно фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или каталитическим сажевым фильтром (CSF), расположенным ниже по течению потока по отношению к катализатору окисления, особенно когда катализатор окисления является катализатором окисления дизельного топлива (DOC) или используется в качестве него;
(iv) катализатором окисления дизельного топлива (DOC), предпочтительно катализатором окисления дизельного топлива (DOC), расположенным выше по течению потока по отношению к катализатору окисления по данному изобретению, особенно когда катализатор окисления является каталитическим сажевым фильтром (CSF) или используется в качестве него;
(v) фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или каталитическим сажевым фильтром (CSF) и катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), предпочтительно фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или каталитическим сажевым фильтром (CSF), расположенным ниже по течению потока по отношению к катализатору окисления, и катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), расположенным ниже по течению потока по отношению к фильтру твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или каталитическому сажевому фильтру (CSF), особенно когда катализатор окисления является катализатором окисления дизельного топлива (DOC) или используется в качестве него;
(vi) катализатором окисления дизельного топлива (DOC) и катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), предпочтительно катализатором окисления дизельного топлива (DOC), расположенным выше по течению потока по отношению к катализатору окисления по данному изобретению, и катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), расположенным ниже по течению потока по отношению к катализатору окисления по данному изобретению, особенно когда катализатор окисления является каталитическим сажевым фильтром (CSF) или используется в качестве него; или
(vii) катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) и фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или каталитическим сажевым фильтром (CSF), предпочтительно катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), расположенным ниже по течению потока по отношению к катализатору окисления, и фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или каталитическим сажевым фильтром (CSF), расположенным ниже по течению потока по отношению к катализатору селективного каталитического восстановления (SCR), особенно когда катализатор окисления является катализатором окисления дизельного топлива (DOC) или используется в качестве него.
Когда катализатор окисления применяют в качестве пассивного абсорбера NOx (PNA), катализатор окисления абсорбирует или сохраняет NOx из выхлопных газов в первом температурном интервале и высвобождает NOx во втором температурном интервале, при этом второй температурный интервал находится выше первого температурного интервала (например, средняя точка второго температурного интервала выше, чем средняя точка первого температурного интервала). Предпочтительным является, чтобы второй температурный интервал не перекрывался с первым температурным интервалом. Может иметь место промежуток между верхним пределом первого температурного интервала и нижним пределом второго температурного интервала.
Как правило, катализатор окисления высвобождает NOx при температуре выше чем 200°C. Это является нижним пределом второго температурного интервала. Предпочтительно, катализатор окисления высвобождает NOx при температуре 220°C или выше, такой как 230°C или выше, 240°C или выше, 250°C или выше, или 260°C или выше.
Катализатор окисления абсорбирует или сохраняет NOx при температуре 200°C или ниже. Это является верхним пределом первого температурного интервала. Предпочтительно, катализатор окисления абсорбирует или сохраняет NOx при температуре 195°C или ниже, такой как 190°C или ниже, 185°C или ниже, 180°C или ниже, или 175°C или ниже.
Катализатор окисления может предпочтительно абсорбировать или сохранять оксид азота (NO). Соответственно, любая ссылка на абсорбирование, сохранение или высвобождение NOx в этом контексте может относиться к абсорбированию, сохранению или высвобождению оксида азота (NO). Предпочтительная абсорбция или сохранение NO будет уменьшать отношение NO:NO2 в выхлопных газах.
В дополнение или в качестве альтернативы применению катализатора окисления в качестве пассивного абсорбера NOx (PNA), катализатор окисления может быть использован, чтобы регулировать содержание NOx в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия, например, для устройства регулирования выбросов ниже по течению потока.
Любая ссылка на «регулирование содержания NOx», как использовано в данном документе, особенно в отношении аспектов способа или применения данного изобретения, относится к изменению (т.е. регулированию) или поддержанию отношения (в млн-1 или об.%, обычно при температуре и давлении выхлопных газов) NO:NO2 в пределах предписанного интервала при определенной температуре или в определенном температурном интервале выхлопных газов.
Как правило, «регулирование содержания NOx» относится к изменению или поддержанию, предпочтительно к изменению, отношения (в млн-1 или об.%) NO:NO2 в выхлопных газах, обычно непосредственно от двигателя с воспламенением от сжатия, до менее чем 17:3 (т.е. отношение количества NO к NO2 является меньше, чем отношение, которое обычно имеет место в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия), предпочтительно отношение NO:NO2 составляет от 5:1 до 1:5, более предпочтительно от 2,5:1 до 1:2,5 и еще более предпочтительно от 2:1 до 1:2 (например, от 1,5:1 до 1:1,5 или примерно 1:1). Отношение NO:NO2, когда температура находится в первом температурном интервале (т.е. при температуре, при которой NOx сохраняются или абсорбируются), может быть меньше, чем отношение во втором температурном интервале (т.е. при температуре, при которой NOx высвобождаются).
Во втором аспекте способа по данному изобретению, стадия «(a) регулирования содержания NOx в выхлопных газах посредством контактирования выхлопных газов с катализатором окисления...» может дополнительно включать стадии (i) абсорбирования или сохранения NOx из выхлопных газов в первом температурном интервале, и (ii) высвобождения NOx во втором температурном интервале, образуя тем самым обработанные выхлопные газы. Предпочтительно, второй температурный интервал находится выше первого температурного интервала (например, средняя точка второго температурного интервала выше, чем средняя точка первого температурного интервала). Более предпочтительно, второй температурный интервал не перекрывается с первым температурным интервалом. Может иметь место промежуток между верхним пределом первого температурного интервала и нижним пределом второго температурного интервала.
Как правило, второй температурный интервал является температурой выше чем 200°C, предпочтительно температурой 220°C или выше, такой как 230°C или выше, 240°C или выше, 250°C или выше, или 260°C или выше.
Первый температурный интервал является обычно температурой 200°C или ниже, предпочтительно температурой 195°C или ниже, такой как 190°C или ниже, 185°C или ниже, 180°C или ниже, или 175°C или ниже.
Как правило, стадия (b) пропускания обработанных выхлопных газов в устройство регулирования выбросов обычно включает пропускание непосредственным образом обработанных выхлопных газов в устройство регулирования выбросов. Соответственно, выпускное отверстие катализатора окисления соединено непосредственно (например, без промежуточных узлов) с впускным отверстием устройства для регулирования выбросов.
Устройство регулирования выбросов является обычно катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), катализатором фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™), фильтром твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) или каталитическим сажевым фильтром (CSF).
Во втором аспекте способа по данному изобретению, ссылка на «содержание NOx», «абсорбирование или сохранение NO» или «высвобождение NOx» может относиться к оксиду азота (NO), например, когда катализатор окисления предпочтительно сохраняет NO.
В четвертом аспекте применения данного изобретения, катализатор окисления применяют при регенерации устройства регулирования выбросов, имеющего фильтрующую основу. Как правило, устройство регулирования выбросов, имеющее фильтрующую основу, расположено ниже по течению потока по отношению к катализатору окисления.
Устройство регулирования выбросов, имеющее фильтрующую основу, может быть выбрано из группы, состоящей из фильтра твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF), каталитического сажевого фильтра (CSF), катализатора фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™) и комбинации их двух или более.
Катализатор окисления может быть использован, чтобы регенерировать устройство регулирования выбросов, имеющее фильтрующую основу, посредством окисления оксида азота (NO) до диоксида азота (NO2) при температуре по меньшей мере 220°C, предпочтительно по меньшей мере 240°C, более предпочтительно по меньшей мере 260°C, еще более предпочтительно по меньшей мере 280°C.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термин «покрытие из пористого оксида » хорошо известен в данной области техники и относится к присоединенному покрытию, которое нанесено на основу обычно во время изготовления катализатора. Данное покрытие или покрытие из пористого оксида обычно содержит один или несколько компонентов состава катализатора, данные компоненты обычно выбраны из металла платиновой группы, материала-носителя, компонента для сохранения кислорода и адсорбента углеводородов.
Термин «область покрытия из пористого оксида », как использовано в данном документе относится к площади покрытия из пористого оксида на основе. «Область покрытия из пористого оксида » может, например, быть размещена или поддерживаться на основе в виде «слоя» или «зоны». Площадь или расположение покрытия из пористого оксида на основе обычно регулируют во время процесса нанесения покрытия из пористого оксида на основу. «Область покрытия из пористого оксида » обычно имеет отчетливые границы или края (т.е. возможно отличить одну область покрытия из пористого оксида от другой области покрытия из пористого оксида при применении обычных аналитических методов).
Предпочтительным является, чтобы каждая «область покрытия из пористого оксида » имела по существу однородный состав (т.е. отсутствовала существенная разница в составе покрытия из пористого оксида при сравнении одной части области покрытия из пористого оксида с другой частью данной области покрытия из пористого оксида). По существу однородный состав в этом контексте относится к материалу (например, области покрытия из пористого оксида), в котором разница в составе при сравнении одной части области покрытия из пористого оксида с другой частью области покрытия из пористого оксида составляет 5% или менее, обычно 2,5% или менее, и наиболее обычно 1% или менее.
Термин «зона покрытия из пористого оксида », как использовано в данном документе, относится к области покрытия из пористого оксида по существу одинаковой длины. Длина зоны покрытия из пористого оксида может быть такой же, что и общая длина основы. Как правило, длина зоны покрытия из пористого оксида меньше, чем общая длина основы. Общая длина основы представляет собой расстояние между ее впускным концом и ее выпускным концом (например, между противоположными концами основы). «Зона покрытия из пористого оксида » обычно имеет длину (т.е. по существу одинаковую длину) по меньшей мере 5% от общей длины основы.
Любая ссылка на термин «по существу одинаковую» в отношении длины или «по существу одинаковую длину», как использовано в данном документе, относится к длине, которая не отклоняется более чем на 10%, предпочтительно не отклоняется более чем на 5%, более предпочтительно не отклоняется более чем на 1%, от ее средней величины.
Любая ссылка на «зону покрытия из пористого оксида, расположенную на впускном конце основы», использованная в данном документе, относится к зоне покрытия из пористого оксида, размещенной или поддерживаемой на основе, которая ближе к впускному концу основы, чем к выпускному концу основы. Соответственно, средняя точка зоны покрытия из пористого оксида (т.е. на половине ее длины) находится ближе к впускному концу основы, чем к выпускному концу основы. Подобным образом, любая ссылка на «зону покрытия из пористого оксида, расположенную на выпускном конце основы», использованная в данном документе, относится к зоне покрытия из пористого оксида, размещенной или поддерживаемой на основе, которая ближе к выпускному концу основы, чем к впускному концу основы. Соответственно, средняя точка зоны покрытия из пористого оксида (т.е. на половине ее длины) находится ближе к выпускному концу основы, чем к впускному концу основы.
Когда подложка является фильтром с протеканием через стенки, тогда обычно любая ссылка на «зону покрытия из пористого оксида, расположенную на впускном конце основы» относится к зоне покрытия из пористого оксида, размещенной или поддерживаемой на подложке, которая (a) ближе к впускному концу впускного канала основы, чем к закрытому концу впускного канала, и/или (b) ближе к закрытому концу выпускного канала подложки, чем к выпускному концу выпускного канала. Соответственно, средняя точка зоны покрытия из пористого оксида (т.е. на половине его длины) (a) ближе к впускному концу впускного канала основы, чем к закрытому концу впускного канала, и/или (b) ближе к закрытому концу выпускного канала основы, чем к выпускному концу выпускного канала. Подобным образом, любая ссылка на «зону покрытия из пористого оксида, расположенную на выпускном конце основы», когда основа является фильтром с протеканием через стенки, относится к зоне покрытия из пористого оксида, размещенной или поддерживаемой на основе, которая (a) ближе к выпускному концу выпускного канала основы, чем к закрытому концу выпускного канала, и/или (b) ближе к закрытому концу впускного канала основы, чем к впускному концу впускного канала. Соответственно, средняя точка зоны покрытия из пористого оксида (т.е. на половине его длины) (a) ближе к выпускному концу выпускного канала основы, чем к закрытому концу выпускного канала, и/или (b) ближе к закрытому концу впускного канала основы, чем к впускному концу впускного канала.
Любая ссылка на «абсорбирование NOx» из выхлопных газах, как использовано в данном документе, относится к удалению NOx из выхлопных газов посредством сохранения NOx в катализаторе окисления. Сохранение может быть процессом адсорбции, однако катализатор окисления не ограничивается сохранением NOx этим конкретным образом.
Термин «смешанный оксид», как использовано в данном документе, обычно относится к смеси оксидов в одной фазе, как это обычно известно в данной области техники.
Термин «композитный оксид», как использовано в данном документе, обычно относится к композиции оксидов, имеющих более чем одну фазу, как это обычно известно в данной области техники.
Любая ссылка на температуру или температурный интервал, например, на «первый температурный интервал» или «второй температурный интервал», как использовано в данном документе, обычно относится к температуре выхлопных газов, предпочтительно температуре выхлопных газов на входе катализатора окисления.
Любая ссылка в данном документе на количество в единицах г·фут-3 (граммов на кубический фут) или г·дюйм-3 (граммов на кубический дюйм) относится к средней массе компонента на объем основы и обычно включает объем порового пространства основы.
Выражение «состоящий по существу», как использовано в данном документе, ограничивает объем признака, обозначающего включение конкретных материалов или стадий и любых других материалов или стадий, которые по существу не влияют на базовые характеристики этого признака, таких как, например, минорные примеси. Во избежание неопределенности, выражение «состоящий по существу из» включает в себя выражение «состоящий из».
В отношении платины (Pt) или палладия (Pd), следует принимать во внимание, что часто трудно точно охарактеризовать каталитические компоненты в катализаторе, и платина или палладий могут не присутствовать в элементарной, металлической форме. Любая ссылка на «состоящий по существу из платины…» включает в себя «компонент платины», где компонент платины может являться элементарной формой платины, сплавом, содержащим платину, или соединением, содержащим платину, (например, оксидом платины), предпочтительно элементарной формой платины или сплавом, содержащим платину, более предпочтительно элементарной формой платины. Подобным образом, любая ссылка на «состоящий по существу из палладия…» включает в себя «компонент палладия», где компонент палладия может являться элементарной формой палладия, сплавом, содержащим палладий, или соединением, содержащим палладий, (например, оксидом палладия), предпочтительно элементарной формой палладия или сплавом, содержащим палладий, более предпочтительно элементарной формой палладия.
Термин «по существу не содержит», как использовано в данном документе в контексте определенного химического соединения, относится к композиции или материалу, который содержит менее чем 0,5 масс.% данного химического соединения, обычно менее чем 0,1 масс.% данного химического соединения, например, менее чем 0,01 масс.% данного химического соединения. Как правило, данное химическое соединение является необнаруживаемым при применении обычных аналитических методов.
ПРИМЕРЫ
Изобретение будет теперь проиллюстрировано представленными ниже неограничивающими примерами.
Пример 1
Нитрат палладия добавляли к суспензии оксида церия в воде. Суспензию, содержащую нитрат палладия, перемешивали, чтобы гомогенизировать, после чего наносили в качестве покрытия на металлическую основу с 300 ячеек на квадратный дюйм при применении обычных методов нанесения покрытия, чтобы сформировать первый слой. Покрытый опытный образец сушили и обжигали при 500°C.
Вторую суспензию приготавливали при применении порошка глинозема и измельчения его до размера частиц, где величина d90 составляла менее чем 20 микрон. Добавляли растворимые соли платины и палладия, и результирующую суспензию перемешивали, чтобы гомогенизировать ее. Эту вторую суспензию наносили в качестве покрытия на опытный образец при применении обычных методов нанесения покрытия, чтобы сформировать второй слой. Опытный образец сушили и обжигали при 500°C.
Результирующий катализатор имел суммарную загрузку платины и палладия (т.е. суммарную загрузку металлов платиновой группы (МПГ) в обоих слоях) 160 г/фут3 (5650 г/м3), и общее массовое отношение (т.е. в обоих слоях) Pt:Pd составляло 5:11.
Пример 2
Суспензию глинозема приготавливали при применении порошка глинозема, который был измельчен до размера частиц, где величина d90 составляла менее чем 20 микрон. Добавляли растворимые соли платины и палладия, и результирующую суспензию перемешивали, чтобы гомогенизировать ее. Эту суспензию затем наносили в качестве покрытия на металлическую основу с 300 ячеек на квадратный дюйм при применении обычных методов нанесения покрытия, чтобы сформировать первый слой. Опытный образец сушили и обжигали при 500°C.
Нитрат палладия добавляли к суспензии оксида церия в воде. Эту вторую суспензию, содержащую нитрат палладия, перемешивали, чтобы гомогенизировать ее, и затем наносили в качестве покрытия на опытный образец при применении обычных методов нанесения покрытия, чтобы сформировать второй слой. Покрытый опытный образец сушили и обжигали при 500°C.
Результирующий катализатор имел суммарную загрузку платины и палладия (т.е. суммарную загрузку металлов платиновой группы (МПГ) в обоих слоях) 160 г/фут3 (5650 г/м3), и общее массовое отношение (т.е. в обоих слоях) Pt:Pd составляло 5:11.
Экспериментальные результаты
Катализаторы Примеров 1 и 2 подвергали гидротермическому старению при 800°C в течение 16 часов. Каждый катализатор устанавливали на двигатель, размещенный на стенде, и испытывали в отношении (a) его температуры зажигания для CO при повышении температуры и (b) его выбросов N2O на протяжении моделированного ездового цикла MVEG-B. Измерения выбросов непрерывным образом регистрировали как выше по течению потока, так и ниже по течению потока по отношению к каждому катализатору.
Результаты температуры зажигания для CO представлены как Τ80, которая является температурой, при которой 80% выбросов CO от двигателя преобразовано в CO2. Результаты представлены в таблице 1 ниже.
Таблица 1
| Пример № | Τ80 (°C) |
| 1 | 120 |
| 2 | 96 |
Количество N2O в выбросе отработавших газов от каждого катализатора после функционирования двигателя на протяжении цикла MVEG представлено на Фиг. 1. Выброс N2O, когда был использован катализатор Примера 2 (см. сплошную линию на Фиг. 1) был ниже, чем в случае использования катализатора Примера 1 (см. пунктирную линию на Фиг. 1).
Примеры 3-5
Нитрат палладия добавляли к суспензии оксида церия в воде. Суспензию, содержащую нитрат палладия, перемешивали, чтобы гомогенизировать, и затем наносили в качестве покрытия на керамическую основу при применении обычных методов нанесения покрытия. Покрытый опытный образец сушили и обжигали при 500°C. Загрузка оксида церия составляла 2,7 г⋅дюйм-3 (165 мг⋅см-3) (Примеры 3-5). Загрузку палладия в процентном отношении к загрузке оксида церия изменяли следующим образом: 1 масс.% (Пример 3); 2 масс.% (Пример 4); 4 масс.% (Пример 5). Каждый из покрытых опытных образцов подвергали гидротермическому старению при 750°C в течение 15 часов.
Экспериментальные результаты
Керновый образец 1×3 дюйма (25,4×76,2 мм) от каждого катализатора Примеров 3, 4 и 5 извлекали и испытывали на испытательном стенде с синтетическим газом. Газовая смесь, которую применяли для проведения испытаний, представлена в Таблице 2 ниже.
Таблица 2
| Газ | Количество |
| NO | 100 ч. на млн |
| CO | 500 ч. на млн |
| CO2 | 4,5% |
| H2O | 5% |
| O2 | 12% |
| N2 | Остаток |
Каждый из керновых образцов доводили до 80°C и затем подвергали воздействию газовой смеси, представленной в Таблице 2, в течение 10 минут с целью сохранения NOx. Газовую смесь затем изменяли на азот, и каждый керновый образец нагревали до 600°C с целью термического высвобождения любых сохраненных NOx.
Вышеуказанную процедура повторяли, за исключением того, что каждый керновый образец доводили до 120°C, 160°C и 200°C перед подверганием воздействию газовой смеси, представленной в Таблице 2. Количество ΝOx, сохраненных на протяжении каждого периода в 10 минут, измеряли, и результаты представлены на Фиг. 2.
Фиг. 2 показывает, что увеличение загрузки Pd от 1 масс.% (■) до 2 масс.% (▲) увеличивает количество сохраненных NOx. Дополнительное увеличение загрузки Pd от 2 масс.% (▲) до 4 масс.% (●) предоставляет сравнительно небольшое увеличение в сохранении NOx.
Примеры 6-8
Нитрат палладия добавляли к суспензии оксида церия в воде. Суспензию, содержащую нитрат палладия, перемешивали, чтобы гомогенизировать, и затем наносили в качестве покрытия на керамическую основу при применении обычных методов нанесения покрытия. Покрытый опытный образец сушили и обжигали при 500°C. Загрузка палладия составляла 46,7 г⋅фут-3 (1,649 кг⋅м-3) (Примеры 6-8). Загрузку оксида церия изменяли следующим образом: 1,35 г⋅дюйм-3 (82 мг⋅см-3) (Пример 6); 0,9 г⋅дюйм-3 (55 мг⋅см-3) (Пример 7); 0,675 г⋅дюйм-3 (41 мг⋅см-3) (Пример 8). Загрузка палладия в процентном отношении к загрузке оксида церия составляла: 2 масс.% (Пример 6); 3 масс.% (Пример 7); 4 масс.% (Пример 8). Каждый из покрытых опытных образцов подвергали гидротермическому старению при 750°C в течение 15 часов.
Экспериментальные результаты
Керновый образец 1×3 дюйма (25,4×76,2 мм) от каждого катализатора Примеров 3, 6, 7 и 8извлекали и испытывали на испытательном стенде с синтетическим газом. Способ и газовая смесь, использованные для испытания в Примерах 3 и 6-8, были такими же, что и в Примерах 3-5 выше. Результаты показаны на Фиг. 3.
Фиг. 3 показывает, что для одной и той же загрузки Pd в 46,7 г⋅фут-3 (1,649 кг⋅м-3) количество сохраненных NOx увеличивается с загрузкой оксида церия. Однако эта тенденция является нелинейной, и меньшие степени увеличения количества сохраненных NOx наблюдались, когда загрузку оксида церия увеличивали от 1,35 г⋅дюйм-3 (82 мг⋅см-3) (●) до 2,7 г⋅дюйм-3 (165 мг⋅см-3) (▲).
Во избежание каких-либо сомнений, полное содержание всех без исключения документов, цитированных в данном документе, включено посредством ссылки в представленную заявку.
Claims (24)
1. Катализатор окисления для применения в качестве пассивного абсорбера оксидов азота NOx при обработке выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия, где данный катализатор окисления содержит:
подложку, которая представляет собой проточный монолит;
область первого покрытия из пористого оксида, содержащего палладий (Pd) в количестве от 0,25 до 1,9 мас.%, нанесенный непосредственно на оксид церия в качестве первого материала-носителя; и
область второго покрытия из пористого оксида, содержащего платину (Pt) и второй материал-носитель, причем данная область второго покрытия из пористого оксида также дополнительно содержит палладий (Pd).
2. Катализатор окисления по п. 1, в котором во втором покрытии из пористого оксида масса платины (Pt) больше, чем масса палладия (Pd), причем отношение по массе платины (Pt) к палладию (Pd) составляет от 10:1 до 1,25:1.
3. Катализатор окисления по п. 1 или 2, в котором второй материал-носитель содержит огнеупорный оксид металла.
4. Катализатор окисления по п. 3, в котором огнеупорный оксид металла выбран из группы, состоящей из глинозема, кремнезема, диоксида титана, диоксида циркония, оксида церия и смешанных или сложных оксидов двух или более этих оксидов.
5. Катализатор окисления по п. 4, в котором огнеупорным оксидом металла является глинозем.
6. Катализатор окисления по любому из пп. 1, 2, 4 или 5, в котором область первого покрытия из пористого оксида содержит абсорбент углеводорода, который представляет собой цеолит.
7. Катализатор окисления по любому из пп. 1-6, в котором область первого покрытия из пористого оксида не содержит платины.
8. Катализатор окисления по любому из пп. 1-7, в котором область первого покрытия из пористого оксида не содержит материала-абсорбера NOx, содержащего щелочной металл, щелочноземельный металл и/или редкоземельный металл, за исключением оксида церия в первом материале-носителе.
9. Катализатор окисления по любому из пп. 1-8, в котором область первого покрытия из пористого оксида не содержит родия.
10. Катализатор окисления по любому из пп. 1, 2, 4 или 5, в котором область первого покрытия из пористого оксида является зоной первого покрытия пористым оксидом, и область второго покрытия из пористого оксида является зоной второго покрытия пористым оксидом, и в котором зона второго покрытия пористым оксидом размещена или нанесена на подложке ниже по потоку по отношению к зоне первого покрытия пористым оксидом.
11. Катализатор окисления по п. 3, в котором область первого покрытия из пористого оксида является зоной первого покрытия пористым оксидом, и область второго покрытия из пористого оксида является зоной второго покрытия пористым оксидом, и в котором зона второго покрытия пористым оксидом размещена или нанесена на подложке ниже по потоку по отношению к зоне первого покрытия пористым оксидом.
12. Катализатор окисления по любому из пп. 1, 2, 4 или 5, в котором область первого покрытия из пористого оксида является первым слоем из пористого оксида, и вторая область покрытия из пористого оксида является вторым слоем из пористого оксида, и в котором первый слой из пористого оксида размещен или нанесен на втором слое из пористого оксида.
13. Катализатор окисления по любому из пп. 1, 2, 4 или 5, в котором область второго покрытия из пористого оксида содержит платину (Pt) в количестве от 0,2 до 15 мас.%.
14. Катализатор окисления по п. 3, в котором область второго покрытия из пористого оксида содержит платину (Pt) в количестве от 0,2 до 15 мас.%.
15. Система выпуска отработавших газов, содержащая катализатор окисления по любому из пп. 1-14 и устройство регулирования выбросов, которое выбрано из фильтра твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF), адсорбера-катализатора NOx (NAC), катализатора для обедненных NOx (LNC), катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), катализатора окисления дизельного топлива (DOC), каталитического сажевого фильтра (CSF), фильтра селективного каталитического восстановления (SCRF™), и комбинаций двух или более из них.
16. Транспортное средство, содержащее двигатель с воспламенением от сжатия и систему выпуска отработавших газов по п. 15.
17. Применение катализатора окисления по любому из пп. 1-14 для обработки выхлопных газов от двигателя с воспламенением от сжатия без образования существенного количества закиси азота (N2O).
18. Применение катализатора окисления по любому из пп. 1-14 в качестве пассивного абсорбера NOx (PNA) в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия, необязательно в комбинации с устройством регулирования выбросов.
19. Способ регулирования содержания оксидов азота NOx в выхлопных газах от двигателя с воспламенением от сжатия для устройства регулирования выбросов, где данный способ включает:
(a) регулирование содержания NOx в выхлопных газах посредством контактирования выхлопных газов с катализатором окисления по любому из пп. 1-14, с получением обработанных выхлопных газов; и
(b) пропускание обработанных выхлопных газов в устройство регулирования выбросов.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1308909.9A GB2514177A (en) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | Oxidation catalyst for a compression ignition engine |
| GB1308909.9 | 2013-05-17 | ||
| PCT/GB2014/051499 WO2014184568A1 (en) | 2013-05-17 | 2014-05-16 | Oxidation catalyst for a compression ignition engine |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015153825A RU2015153825A (ru) | 2017-06-22 |
| RU2015153825A3 RU2015153825A3 (ru) | 2018-03-29 |
| RU2721563C2 true RU2721563C2 (ru) | 2020-05-20 |
Family
ID=48746911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015153825A RU2721563C2 (ru) | 2013-05-17 | 2014-05-16 | Катализатор окисления для двигателя с воспламенением от сжатия |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (5) | US9707542B2 (ru) |
| EP (2) | EP2996806B1 (ru) |
| JP (2) | JP2016523693A (ru) |
| KR (1) | KR102297643B1 (ru) |
| CN (2) | CN105209171B (ru) |
| BR (1) | BR112015028557B1 (ru) |
| DE (2) | DE102014106943A1 (ru) |
| GB (8) | GB2514177A (ru) |
| RU (1) | RU2721563C2 (ru) |
| WO (2) | WO2014184569A1 (ru) |
Families Citing this family (72)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2514177A (en) | 2013-05-17 | 2014-11-19 | Johnson Matthey Plc | Oxidation catalyst for a compression ignition engine |
| RU2660722C2 (ru) * | 2013-09-16 | 2018-07-09 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | ВЫПУСКНАЯ СИСТЕМА С МОДИФИЦИРОВАННЫМ УЛОВИТЕЛЕМ NOx В ВЫХЛОПАХ, ОБЕДНЕННЫХ NOx |
| CN105658329A (zh) * | 2013-10-23 | 2016-06-08 | 马自达汽车株式会社 | 尾气净化催化装置及尾气净化方法 |
| US10188975B2 (en) * | 2014-06-19 | 2019-01-29 | Corning Incorporated | Honeycomb air filter and methods thereof |
| GB2535466A (en) * | 2015-02-16 | 2016-08-24 | Johnson Matthey Plc | Catalyst with stable nitric oxide (NO) oxidation performance |
| WO2016141140A1 (en) | 2015-03-03 | 2016-09-09 | Basf Corporation | NOx ADSORBER CATALYST, METHODS AND SYSTEMS |
| EP3271051A1 (en) | 2015-03-20 | 2018-01-24 | Haldor Topsøe A/S | Catalyzed ceramic candle filter and method of cleaning process off- or exhaust gases |
| US10076743B2 (en) * | 2015-03-20 | 2018-09-18 | Haldor Topsøe A/S | Catalyzed ceramic candle filter and method of cleaning process off- or exhaust gases |
| EP3271050A1 (en) * | 2015-03-20 | 2018-01-24 | Haldor Topsøe A/S | Catalyzed ceramic candle filter and method for cleaning of off- or exhaust gases |
| WO2016182530A1 (en) | 2015-05-11 | 2016-11-17 | Intel IP Corporation | Paging enhancement for extended drx in cellular systems |
| US9657626B2 (en) * | 2015-05-18 | 2017-05-23 | Ford Global Technologies, Llc | Emissions reduction system |
| US10105692B2 (en) * | 2015-09-29 | 2018-10-23 | Johnson Matthey Public Limited Company | Zoned ammonia slip catalyst for use in combustion turbines |
| GB201517578D0 (en) * | 2015-10-06 | 2015-11-18 | Johnson Matthey Plc | Passive nox adsorber |
| WO2017064498A1 (en) | 2015-10-14 | 2017-04-20 | Johnson Matthey Public Limited Company | Oxidation catalyst for a diesel engine exhaust |
| CN108472641A (zh) * | 2015-12-16 | 2018-08-31 | 巴斯夫公司 | 用于贫汽油直喷式发动机的催化剂系统 |
| DE102015225579A1 (de) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Umicore Ag & Co. Kg | Verfahren zur Verhinderung der Kontamination eines SCR-Katalysators mit Platin |
| US20170284250A1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | Johnson Matthey Public Limited Company | IN-EXHAUST ELECTRICAL ELEMENT FOR NOx STORAGE CATALYST AND SCR SYSTEMS |
| CN109641196B (zh) * | 2016-06-17 | 2022-04-05 | 巴斯夫公司 | 钯柴油机氧化催化剂 |
| JP7378295B2 (ja) | 2016-07-22 | 2023-11-13 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | フィルター基材のための触媒結合剤 |
| GB2552546A (en) * | 2016-07-29 | 2018-01-31 | Johnson Matthey Plc | Oxidation catalyst for a compression ignition engine and a method of preparation therefor |
| GB201613849D0 (en) * | 2016-08-12 | 2016-09-28 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a compression ignition engine having a capture region for volatilised platinum |
| GB201614677D0 (en) * | 2016-08-30 | 2016-10-12 | Johnson Matthey Plc | Oxidation catalyst for a diesel engine exhaust |
| GB201615134D0 (en) * | 2016-09-06 | 2016-10-19 | Johnson Matthey Plc | Diesel oxidation catalyst with NOx adsorber activity |
| GB201615136D0 (en) * | 2016-09-06 | 2016-10-19 | Johnson Matthey Plc | Diesel oxidation catalyst with NOx adsorber activity |
| GB2557673A (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-27 | Johnson Matthey Plc | NOx adsorber catalyst |
| DE102017130314A1 (de) * | 2016-12-19 | 2018-06-21 | Johnson Matthey Public Limited Company | Erhöhte NOx-Umwandlung durch Einführung von Ozon |
| GB201700622D0 (en) * | 2017-01-13 | 2017-03-01 | Univ College Cardiff Consultants Ltd | Control of soot and nox |
| PL3357558T3 (pl) * | 2017-02-03 | 2020-03-31 | Umicore Ag & Co. Kg | Katalizator do oczyszczania gazów spalinowych silników wysokoprężnych |
| GB2560944A (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-03 | Johnson Matthey Plc | NOx adsorber catalyst |
| RU2759670C2 (ru) * | 2017-03-30 | 2021-11-16 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | Одноблочный, вплотную соединенный катализатор scr/asc/pna/doc |
| CN110709152B (zh) * | 2017-03-30 | 2021-10-22 | 庄信万丰股份有限公司 | 用于pna-scr-asc紧密耦合系统的在分子筛上的铂族金属和基础金属 |
| CA3061311A1 (en) * | 2017-04-28 | 2019-10-23 | Umicore Shokubai Japan Co., Ltd. | Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method using the same |
| WO2018199248A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | ユミコア日本触媒株式会社 | 排気ガス浄化用触媒およびそれを用いた排気ガス浄化方法 |
| CN110785230B (zh) * | 2017-04-28 | 2022-09-23 | 优美科触媒日本有限公司 | 废气净化用催化剂及使用其的废气净化方法 |
| US10335770B2 (en) * | 2017-06-15 | 2019-07-02 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for diesel oxidation catalysts |
| KR102644446B1 (ko) * | 2017-07-27 | 2024-03-07 | 바스프 코포레이션 | 희박/풍부 시스템을 위한 자동차 배출물로부터의 n₂o 제거 |
| CN107362681B (zh) * | 2017-08-16 | 2019-04-09 | 安徽英特罗斯服饰有限公司 | 一种合成革工艺中废气和废液的高效催化处理工艺 |
| EP3449999A1 (de) | 2017-08-31 | 2019-03-06 | Umicore Ag & Co. Kg | Passiver stickoxid-adsorber |
| EP3676000A1 (de) | 2017-08-31 | 2020-07-08 | Umicore Ag & Co. Kg | Palladium-zeolith-basierter passiver stickoxid-adsorber-katalysator zur abgasreinigung |
| EP3450015A1 (de) | 2017-08-31 | 2019-03-06 | Umicore Ag & Co. Kg | Palladium-zeolith-basierter passiver stickoxid-adsorber-katalysator zur abgasreinigung |
| EP3450016A1 (de) | 2017-08-31 | 2019-03-06 | Umicore Ag & Co. Kg | Palladium-zeolith-basierter passiver stickoxid-adsorber-katalysator zur abgasreinigung |
| KR20200047651A (ko) | 2017-08-31 | 2020-05-07 | 우미코레 아게 운트 코 카게 | 배기 가스 정화용 수동적 질소 산화물 흡착제로서의 팔라듐/백금/제올라이트 기반 촉매의 용도 |
| EP3459617B1 (de) | 2017-09-22 | 2020-01-29 | Umicore Ag & Co. Kg | Partikelfilter mit integrierten katalytischen funktionen |
| FR3072417A1 (fr) * | 2017-10-12 | 2019-04-19 | Psa Automobiles Sa | Catalyseur d'oxydation a chauffage electrique d'une ligne d'echappement de moteur thermique |
| US10711674B2 (en) | 2017-10-20 | 2020-07-14 | Umicore Ag & Co. Kg | Passive nitrogen oxide adsorber catalyst |
| US20200378286A1 (en) | 2018-01-05 | 2020-12-03 | Umicore Ag & Co. Kg | Passive nitrogen oxide adsorber |
| JP2019157738A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2021519872A (ja) | 2018-04-04 | 2021-08-12 | ユニフラックス アイ エルエルシー | 活性化多孔質繊維およびそれを含む製品 |
| US10850264B2 (en) * | 2018-05-18 | 2020-12-01 | Umicore Ag & Co. Kg | Hydrocarbon trap catalyst |
| US11161098B2 (en) * | 2018-05-18 | 2021-11-02 | Umicore Ag & Co. Kg | Three-way catalyst |
| US10828623B2 (en) * | 2018-05-18 | 2020-11-10 | Umicore Ag & Co. Kg | Hydrocarbon trap catalyst |
| CN108855075A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-23 | 东莞诺维新材料科技有限公司 | 一种用于柴油车的氧化型催化剂的制备方法 |
| CN108816224A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-16 | 中国天辰工程有限公司 | 一种处理硅铝磷分子筛焙烧中的废气的催化剂及制备方法 |
| JP2021531956A (ja) * | 2018-07-27 | 2021-11-25 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company | 改良されたｔｗｃ触媒を含有する高ドーパント担体 |
| EP3613503A1 (en) | 2018-08-22 | 2020-02-26 | Umicore Ag & Co. Kg | Passive nitrogen oxide adsorber |
| EP3616792A1 (de) | 2018-08-28 | 2020-03-04 | Umicore Ag & Co. Kg | Stickoxid-speicherkatalysator |
| US11439952B2 (en) | 2018-11-16 | 2022-09-13 | Umicore Ag & Co. Kg | Low temperature nitrogen oxide adsorber |
| EP3908401A1 (de) | 2019-01-08 | 2021-11-17 | UMICORE AG & Co. KG | Passiver stickoxid-adsorber mit oxidationskatalytisch aktiver funktion |
| JP2022531492A (ja) * | 2019-05-09 | 2022-07-06 | ビーエーエスエフ コーポレーション | 向上した水熱安定性を有する低温ＮＯｘ吸着剤 |
| KR102478927B1 (ko) * | 2019-06-26 | 2022-12-20 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 압축 점화 내연기관을 위한 복합 구역화 산화 촉매 |
| EP3782726A1 (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-24 | Umicore Ag & Co. Kg | Catalyst for the abatement of ammonia and nitrogen oxide emissions from the exhaust gases of combustion engines |
| EP3824988A1 (en) | 2019-11-20 | 2021-05-26 | UMICORE AG & Co. KG | Catalyst for reducing nitrogen oxides |
| US11642655B2 (en) * | 2020-01-07 | 2023-05-09 | Johnson Matthey Public Limited Company | Multi-region TWC catalysts for gasoline engine exhaust gas treatments |
| EP3865209A1 (en) * | 2020-02-17 | 2021-08-18 | UMICORE AG & Co. KG | Diesel oxidation catalyst |
| JP7344815B2 (ja) * | 2020-02-28 | 2023-09-14 | 株式会社Subaru | ガソリンリーンバーンエンジン用ｌｎｔ積層触媒、及びこれを用いた排ガス浄化装置 |
| EP3889404A1 (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-06 | Johnson Matthey Public Limited Company | Multi-region twc catalysts for gasoline engine exhaust gas treatments with improved h2s attenuation |
| WO2022079141A1 (en) | 2020-10-14 | 2022-04-21 | Umicore Ag & Co. Kg | Passive nitrogen oxide adsorber |
| EP4052787A1 (en) * | 2021-03-02 | 2022-09-07 | Johnson Matthey Public Limited Company | Nox storage material |
| EP4140567A3 (en) * | 2021-08-31 | 2023-03-29 | Johnson Matthey Public Limited Company | Transition metal incorporated alumina for improved three way catalysts |
| EP4302862A1 (en) | 2022-07-06 | 2024-01-10 | Johnson Matthey Public Limited Company | Lean nox trap |
| WO2024161111A1 (en) | 2023-01-30 | 2024-08-08 | Johnson Matthey Public Limited Company | System comprising h2-internal combustion engine and exhaust system therefor |
| CN116440945B (zh) * | 2023-03-02 | 2024-04-30 | 昆明贵研催化剂有限责任公司 | 一种氢内燃机用多效催化剂及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110305612A1 (en) * | 2010-06-10 | 2011-12-15 | Basf Se | Nox storage catalyst with improved hydrocarbon conversion activity |
| RU2438777C2 (ru) * | 2006-08-19 | 2012-01-10 | Умикоре Аг Унг Ко. Кг | Фильтр твердых частиц выхлопных газов дизельного двигателя с каталитическим покрытием, способ его изготовления и его применение |
| US20120124975A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-24 | Basf Corporation | Diesel Oxidation Catalyst Articles And Methods Of Making And Using |
| WO2012114187A2 (en) * | 2011-02-21 | 2012-08-30 | Johnson Matthey Public Limited Company | Exhaust system including nox reduction catalyst and egr circuit |
| WO2012156883A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | Basf Se | Catalyzed soot filter with layered design |
| US20130084222A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-04-04 | Basf Corporation | Diesel Oxidation Catalyst with Layered Structure Containing Ceria Composition as Palladium Support Material for Enhanced HC and CO Gas Conversion |
Family Cites Families (70)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3839580C1 (ru) | 1988-11-24 | 1990-07-05 | Condea Chemie Gmbh, 2212 Brunsbuettel, De | |
| JPH0338250A (ja) * | 1989-07-06 | 1991-02-19 | Mazda Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒 |
| US5120695A (en) | 1989-07-28 | 1992-06-09 | Degusaa Aktiengesellschaft (Degussa Ag) | Catalyst for purifying exhaust gases from internal combustion engines and gas turbines operated at above the stoichiometric ratio |
| US5473887A (en) | 1991-10-03 | 1995-12-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device of internal combustion engine |
| US6248684B1 (en) | 1992-11-19 | 2001-06-19 | Englehard Corporation | Zeolite-containing oxidation catalyst and method of use |
| JP3516718B2 (ja) | 1994-07-05 | 2004-04-05 | 日本碍子株式会社 | 排ガス浄化用触媒−吸着体及び排ガス浄化方法 |
| JPH08103656A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | N E Chemcat Corp | 排気ガスの浄化用触媒及びその方法 |
| DE19503522A1 (de) | 1995-02-03 | 1996-08-08 | Rwe Dea Ag | Herstellung gemischter schichtförmig aufgebauter Metallhydroxide sowie deren Metalloxide |
| JPH08229401A (ja) * | 1995-02-24 | 1996-09-10 | Kyocera Corp | 窒素酸化物除去用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法 |
| JPH0924273A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 脱硝触媒およびこれを用いた脱硝方法 |
| JP3387290B2 (ja) | 1995-10-02 | 2003-03-17 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化用フィルター |
| JP3791033B2 (ja) * | 1996-01-24 | 2006-06-28 | マツダ株式会社 | エンジンの排気ガス浄化触媒 |
| US6087298A (en) * | 1996-05-14 | 2000-07-11 | Engelhard Corporation | Exhaust gas treatment system |
| US5895636A (en) * | 1997-12-02 | 1999-04-20 | Engelhard Corporation | Catalytic compositions and methods for suppression of halogenation of organic compounds with oxidation products of halogenated organic compounds in gaseous emission streams |
| EP1044057A1 (en) | 1997-12-24 | 2000-10-18 | Engelhard Corporation | Catalytic converter system for internal combustion engine powere d vehicles |
| GB9805815D0 (en) | 1998-03-19 | 1998-05-13 | Johnson Matthey Plc | Manufacturing process |
| DE19813655C2 (de) | 1998-03-27 | 2000-04-27 | Degussa | Speichermaterial für Schwefeloxide, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung |
| AU3765299A (en) * | 1998-05-07 | 1999-11-23 | Engelhard Corporation | Catalyzed hydrocarbon trap and method using the same |
| US6217837B1 (en) | 1998-11-02 | 2001-04-17 | Ford Global Technologies, Inc. | Use of sol-gel processed alumina-based metal oxides for absorbing nitrogen oxides in oxidizing exhaust gas |
| US6375910B1 (en) * | 1999-04-02 | 2002-04-23 | Engelhard Corporation | Multi-zoned catalytic trap and methods of making and using the same |
| JP3489049B2 (ja) * | 1999-07-15 | 2004-01-19 | 日産自動車株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
| GB0013609D0 (en) | 2000-06-06 | 2000-07-26 | Johnson Matthey Plc | Emission control |
| US7276212B2 (en) * | 2001-10-01 | 2007-10-02 | Engelhard Corporation | Exhaust articles for internal combustion engines |
| US7118717B2 (en) * | 2002-09-06 | 2006-10-10 | Engelhard Corporation | Simplified article for carbon monoxide removal |
| ATE355447T1 (de) | 2002-09-13 | 2006-03-15 | Johnson Matthey Plc | Selbstzündende brennkraftmaschine und abgassystem hierzu |
| US7329629B2 (en) * | 2002-10-24 | 2008-02-12 | Ford Global Technologies, Llc | Catalyst system for lean burn engines |
| JP4776151B2 (ja) * | 2003-05-27 | 2011-09-21 | 日産自動車株式会社 | 排気ガス浄化システム |
| JP2005248787A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | 排気浄化装置 |
| US7374729B2 (en) * | 2004-03-30 | 2008-05-20 | Basf Catalysts Llc | Exhaust gas treatment catalyst |
| US7722829B2 (en) * | 2004-09-14 | 2010-05-25 | Basf Catalysts Llc | Pressure-balanced, catalyzed soot filter |
| GB2406803A (en) | 2004-11-23 | 2005-04-13 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system comprising exotherm-generating catalyst |
| GB0600130D0 (en) * | 2006-01-06 | 2006-02-15 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system comprising zoned oxidation catalyst |
| DE102006013234A1 (de) | 2006-03-22 | 2007-11-29 | Hte Ag The High Throughput Experimentation Company | Oxidationskatalysator |
| US7576031B2 (en) * | 2006-06-09 | 2009-08-18 | Basf Catalysts Llc | Pt-Pd diesel oxidation catalyst with CO/HC light-off and HC storage function |
| GB0620883D0 (en) | 2006-10-20 | 2006-11-29 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a lean-burn internal combustion engine |
| US7534738B2 (en) * | 2006-11-27 | 2009-05-19 | Nanostellar, Inc. | Engine exhaust catalysts containing palladium-gold |
| KR101965943B1 (ko) | 2007-04-26 | 2019-04-04 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 전이 금속／제올라이트 ｓｃｒ 촉매 |
| CN101601999B (zh) * | 2008-06-14 | 2012-05-23 | 比亚迪股份有限公司 | 一种汽车尾气净化催化剂及其制备方法 |
| US7981390B2 (en) * | 2008-12-23 | 2011-07-19 | Basf Corporation | Small engine palladium catalyst article and method of making |
| WO2010077843A2 (en) * | 2008-12-29 | 2010-07-08 | Basf Catalysts Llc | Oxidation catalyst with low co and hc light-off and systems and methods |
| US8211392B2 (en) * | 2009-01-16 | 2012-07-03 | Basf Corporation | Diesel oxidation catalyst composite with layer structure for carbon monoxide and hydrocarbon conversion |
| US9440192B2 (en) * | 2009-01-16 | 2016-09-13 | Basf Corporation | Diesel oxidation catalyst and use thereof in diesel and advanced combustion diesel engine systems |
| US8252258B2 (en) | 2009-01-16 | 2012-08-28 | Basf Corporation | Diesel oxidation catalyst with layer structure for improved hydrocarbon conversion |
| CN101549301A (zh) * | 2009-01-20 | 2009-10-07 | 昆明贵研催化剂有限责任公司 | 天然气车辆尾气净化催化剂及其制备方法 |
| US8637426B2 (en) * | 2009-04-08 | 2014-01-28 | Basf Corporation | Zoned catalysts for diesel applications |
| JP5698671B2 (ja) * | 2009-10-21 | 2015-04-08 | 本田技研工業株式会社 | 排気浄化触媒およびこれを用いた排気浄化装置 |
| CN102574055B (zh) * | 2009-11-12 | 2015-11-25 | 尤米科尔股份公司及两合公司 | 改进的柴油氧化催化剂 |
| GB0922195D0 (en) * | 2009-12-21 | 2010-02-03 | Johnson Matthey Plc | Improvements in NOx traps |
| US8263033B2 (en) | 2010-02-23 | 2012-09-11 | Ford Global Technologies, Llc | Palladium-contaning oxidation catalyst |
| KR101846593B1 (ko) * | 2010-06-10 | 2018-04-06 | 바스프 에스이 | 탄화수소 전환 활성이 개선된 질소산화물 저장 촉매 |
| GB201110850D0 (en) | 2011-03-04 | 2011-08-10 | Johnson Matthey Plc | Catalyst and mehtod of preparation |
| KR20120128938A (ko) | 2011-05-18 | 2012-11-28 | 현대자동차주식회사 | 차량용 매연 필터 및 이를 포함하는 배기 장치 |
| US20120308439A1 (en) | 2011-06-01 | 2012-12-06 | Johnson Matthey Public Limited Company | Cold start catalyst and its use in exhaust systems |
| GB2492175B (en) * | 2011-06-21 | 2018-06-27 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for internal combustion engine comprising catalysed filter substrate |
| CA2849700C (en) * | 2011-09-23 | 2020-02-18 | Basf Se | Diesel oxidation catalyst with layered structure containing ceria composition as palladium support material for enhanced hc and co gas conversion |
| JP5938819B2 (ja) | 2011-10-06 | 2016-06-22 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | 排気ガス処理用酸化触媒 |
| US8449852B1 (en) * | 2011-12-01 | 2013-05-28 | Basf Corporation | Diesel oxidation catalysts, systems and methods of treatment |
| GB2497597A (en) | 2011-12-12 | 2013-06-19 | Johnson Matthey Plc | A Catalysed Substrate Monolith with Two Wash-Coats |
| GB201200783D0 (en) * | 2011-12-12 | 2012-02-29 | Johnson Matthey Plc | Substrate monolith comprising SCR catalyst |
| GB201200784D0 (en) * | 2011-12-12 | 2012-02-29 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a lean-burn internal combustion engine including SCR catalyst |
| GB201200781D0 (en) | 2011-12-12 | 2012-02-29 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a lean-burn ic engine comprising a pgm component and a scr catalyst |
| JP6386449B2 (ja) * | 2012-06-06 | 2018-09-05 | ユミコア アクチェンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | ガソリンパーティキュレートフィルタの上流側で使用するための始動時触媒 |
| CN102744064B (zh) * | 2012-07-23 | 2017-12-12 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 用于汽车尾气氮氧化物处理的催化剂及其制备 |
| EP3330504B1 (en) * | 2012-11-07 | 2022-09-21 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalised substrate |
| GB201220912D0 (en) * | 2012-11-21 | 2013-01-02 | Johnson Matthey Plc | Oxidation catalyst for treating the exhaust gas of a compression ignition engine |
| WO2014083045A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | Basf Se | Diesel oxidation catalyst comprising palladium, gold and ceria |
| BR112015022359A2 (pt) * | 2013-03-13 | 2017-07-18 | Basf Corp | catalisador de armazenamento de óxido de nitrogênio, e, sistema |
| US9333490B2 (en) * | 2013-03-14 | 2016-05-10 | Basf Corporation | Zoned catalyst for diesel applications |
| GB2514177A (en) | 2013-05-17 | 2014-11-19 | Johnson Matthey Plc | Oxidation catalyst for a compression ignition engine |
| GB201315892D0 (en) * | 2013-07-31 | 2013-10-23 | Johnson Matthey Plc | Zoned diesel oxidation catalyst |
-
2013
- 2013-05-17 GB GB1308909.9A patent/GB2514177A/en not_active Withdrawn
- 2013-11-12 GB GB1319941.9A patent/GB2514204A/en not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-05-16 GB GB1613087.4A patent/GB2540484B/en active Active
- 2014-05-16 GB GB1613088.2A patent/GB2540485B/en active Active
- 2014-05-16 DE DE102014106943.9A patent/DE102014106943A1/de active Pending
- 2014-05-16 EP EP14725523.6A patent/EP2996806B1/en active Active
- 2014-05-16 WO PCT/GB2014/051500 patent/WO2014184569A1/en active Application Filing
- 2014-05-16 US US14/370,180 patent/US9707542B2/en active Active
- 2014-05-16 KR KR1020157035695A patent/KR102297643B1/ko active IP Right Grant
- 2014-05-16 GB GB1512727.7A patent/GB2530617B/en active Active
- 2014-05-16 GB GB1408694.6A patent/GB2514266B/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-05-16 GB GB1705715.9A patent/GB2546039B/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-05-16 CN CN201480028598.3A patent/CN105209171B/zh active Active
- 2014-05-16 BR BR112015028557-0A patent/BR112015028557B1/pt active IP Right Grant
- 2014-05-16 GB GB1408697.9A patent/GB2515893B/en active Active
- 2014-05-16 CN CN201811304997.4A patent/CN109499622A/zh active Pending
- 2014-05-16 DE DE102014106944.7A patent/DE102014106944A1/de not_active Ceased
- 2014-05-16 US US14/370,175 patent/US9643161B2/en active Active
- 2014-05-16 JP JP2016513440A patent/JP2016523693A/ja active Pending
- 2014-05-16 EP EP14725524.4A patent/EP3010642B1/en active Active
- 2014-05-16 RU RU2015153825A patent/RU2721563C2/ru active
- 2014-05-16 WO PCT/GB2014/051499 patent/WO2014184568A1/en active Application Filing
-
2017
- 2017-04-20 US US15/492,211 patent/US9987618B2/en active Active
-
2018
- 2018-05-15 US US15/979,689 patent/US10569257B2/en active Active
- 2018-07-30 JP JP2018142437A patent/JP2019025480A/ja active Pending
-
2020
- 2020-02-23 US US16/798,381 patent/US11794169B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2438777C2 (ru) * | 2006-08-19 | 2012-01-10 | Умикоре Аг Унг Ко. Кг | Фильтр твердых частиц выхлопных газов дизельного двигателя с каталитическим покрытием, способ его изготовления и его применение |
| US20110305612A1 (en) * | 2010-06-10 | 2011-12-15 | Basf Se | Nox storage catalyst with improved hydrocarbon conversion activity |
| US20120124975A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-24 | Basf Corporation | Diesel Oxidation Catalyst Articles And Methods Of Making And Using |
| WO2012114187A2 (en) * | 2011-02-21 | 2012-08-30 | Johnson Matthey Public Limited Company | Exhaust system including nox reduction catalyst and egr circuit |
| WO2012156883A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | Basf Se | Catalyzed soot filter with layered design |
| US20130084222A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-04-04 | Basf Corporation | Diesel Oxidation Catalyst with Layered Structure Containing Ceria Composition as Palladium Support Material for Enhanced HC and CO Gas Conversion |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2721563C2 (ru) | Катализатор окисления для двигателя с воспламенением от сжатия | |
| EP2922631B1 (en) | Catalysed soot filter for treating the exhaust gas of a compression ignition engine | |
| CN106622352B (zh) | 用于内燃机废气处理的氧化催化剂 | |
| KR102366049B1 (ko) | NOx 흡수제 활성을 가진 디젤 산화 촉매 | |
| EP3096872B1 (en) | Diesel oxidation catalyst | |
| RU2730511C2 (ru) | Выхлопная система для двигателя с воспламенением от сжатия, имеющая область захвата для испаряющейся платины | |
| US10350579B2 (en) | Oxidation catalyst for a diesel engine exhaust | |
| US10561985B2 (en) | Oxidation catalyst for a diesel engine exhaust | |
| JP2019500199A (ja) | ディーゼルエンジン排気のための酸化触媒 |