CN101721996A - 排气净化催化剂 - Google Patents

排气净化催化剂 Download PDF

Info

Publication number
CN101721996A
CN101721996A CN200910209312A CN200910209312A CN101721996A CN 101721996 A CN101721996 A CN 101721996A CN 200910209312 A CN200910209312 A CN 200910209312A CN 200910209312 A CN200910209312 A CN 200910209312A CN 101721996 A CN101721996 A CN 101721996A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nox
catalyst
exhaust
ratio
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910209312A
Other languages
English (en)
Inventor
岩知道均一
小野寺孝之
井手正德
大原弘明
小野真理子
奥村显久
堀正雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beauty catalyst USA Ltd.
Mitsubishi Motors Corp
Umicore Shokubai Japan Co Ltd
Original Assignee
ICT Co Ltd
Mitsubishi Motors Corp
International Catalyst Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ICT Co Ltd, Mitsubishi Motors Corp, International Catalyst Technology Inc filed Critical ICT Co Ltd
Publication of CN101721996A publication Critical patent/CN101721996A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9422—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by NOx storage or reduction by cyclic switching between lean and rich exhaust gases (LNT, NSC, NSR)
    • 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
    • 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
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1026—Ruthenium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/202—Alkali metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/202—Alkali metals
    • B01D2255/2022—Potassium
    • 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
    • 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
    • B01D2255/50—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
    • B01D2255/91—NOx-storage component incorporated in the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • 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
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

设置于内燃机排气道的排气净化催化剂，具有：载体；以及负载于上述载体上、含有包括铂(Pt)和钯(Pd)的贵金属、耐火性无机氧化物、以及NOx捕集剂的催化剂层，排气空燃比为稀燃状态时吸收排气中的NOx，当排气空燃比为理论空燃比或过燃状态时放出·还原所吸收的NOx，此外，铂(Pt)与钯(Pd)的负载量比例(铂(Pt)/钯(Pd))在0.7以上、不足1.0。

Description

排气净化催化剂
技术领域
本发明关于对内燃机排出的排气中的NOx进行净化的排气净化催化剂。
背景技术
作为有利于减少燃料消耗的内燃机，已知的有，将空燃比控制在比理论空燃比偏向稀薄侧的稀薄燃烧内燃机、通过向燃烧室直接喷射燃料进行稀薄燃烧的直喷型内燃机(以下总称为稀薄燃烧引擎)。以稀薄侧的空燃比运转(稀薄运转)而提高燃费的稀薄燃烧引擎中，具备有用于净化排气中的NOx(氮氧化物)的排气净化催化剂(NOx捕集催化剂)。
许多提案提出了有关技术的NOx捕集催化剂(例如，参照日本国特开2006-26635号公报)，该催化剂的特征是，在还原成分浓度较低的氧化环境(稀燃空燃比)中吸收排气中的NOx作为硝酸盐X-NO3，在CO(一氧化碳)或HC(烃)等还原成分大量存在的还原环境(理论空燃比或过燃空燃比)中，将吸收的NOx还原为N2。
此种关联技术的NOx捕集催化剂中，通过稀燃空燃比的运转吸收排气中的NOx、防止向大气排放的同时，定期将空燃比控制在浓混合一侧，放出·还原吸收的NOx。为了得到此种功能，NOx捕集催化剂，例如在由陶瓷材料形成的蜂巢结构的载体上，负载有含有铂(以下称为Pt)和钯(以下称为Pd)、铑(以下称为Rh)等的贵金属、耐火性无机氧化物、以及作为NOx捕集剂的碱金属或碱土类金属的催化剂层。
近年来，稀薄燃烧引擎中，为了充分发挥耗油量的优势，稀燃运转的领域得到扩大。因此，即使是在扩大了稀燃领域的情况下，也开发了各种可得到较高NOx净化性能的NOx捕集催化剂。另一方面，由于NOx捕集催化剂中使用了将NOx作为硝酸盐吸收的昂贵的贵金属，因此是昂贵的部件。
出于此种状况，目前在改进昂贵的贵金属的使用、控制成本的同时，寻求可最大限度维持NOx净化性能的NOx捕集催化剂。日本国特开2006-26635号公报的有关技术虽然也提出了贵金属的使用状况，但未提出成本与性能兼具的贵金属的使用状况。
发明内容
因此，本发明的目的是提供可控制成本、最大限度维持NOx净化性能的排气净化催化剂。具体的，为了可控制成本、最大限度维持NOx净化性能，发现了Pt和Pd的负载量比例。
为了达成上述目的，通过本发明可提供排气净化催化剂，
其设置于内燃机排气道，
具有：载体；以及负载于上述载体上、含有包括铂(Pt)和钯(Pd)的贵金属、耐火性无机氧化物、以及NOx捕集剂的催化剂层，
排气空燃比为稀燃状态时吸收排气中的NOx，当排气空燃比为理论空燃比或过燃状态时放出·还原所吸收的NOx，此外，
铂(Pt)与钯(Pd)的负载量比例{铂(Pt)/钯(Pd)}在0.7以上、不足1.0。
上述的NOx捕集剂可以为碱金属或碱土类金属。此外，上述碱金属或碱土类金属可以为钾(K)。
上述内燃机可以为在燃料室直接喷射燃料、令燃料稀薄燃烧的直喷型内燃机，下游可配置有三元催化剂。
附图说明
[图1]本发明的一个实施方式涉及的具备排气净化催化剂的内燃机的概略构成图。
[图2]排气通路的概念图。
[图3]金属载体的说明图。
[图4]金属载体的单元的截面图。
[图5]本发明的一个实施方式涉及的排气净化催化剂的催化剂层的模式说明图。
[图6]表示NOx净化率(％)与催化剂入口温度的关系图。
[图7]表示NOx净化率(％)与催化剂入口温度的关系图。
[图8]表示NOx排出量与贵金属(Pt+Pd)的负载量比例的关系图。
[图9]表示NOx净化率(％)与催化剂入口温度的关系图。
具体实施方式
图1为本发明的一个实施方式涉及的具备排气净化催化剂的内燃机的概略构成，图2为排气通路的概念，图3为金属载体的说明，图4为金属载体的单元截面，图5为本发明的一个实施方式涉及的排气净化催化剂的催化剂层的模式说明。
根据图1、图2，概略说明本发明的一个实施方式涉及的具备排气净化催化剂的内燃机。
如图1所示，内燃机(引擎)1为缸内喷射型火花点火式的串联多气缸汽油引擎。引擎1的气缸盖上，每个气缸上设置有火花塞2以及燃料喷射阀3，由燃料喷射阀3向燃烧室内直接喷射燃料。气缸盖上，每个气缸的略直立方向形成有进气道4，进气道4通过吸气接头与节流阀5连接。
如图1、图2所示。气缸盖上，略水平方向形成有排气道6，排气道通过排气接头与上游侧排气道7连接。在下游侧排气道7的上游一侧配置有上游催化剂8，下游侧排气道7的下游一侧配置有NOx捕集催化剂9。
NOx捕集催化剂9，在陶瓷、金属等载体上，负载有含有Pt、Pd等贵金属、氧化铝等耐火性无机氧化物、以及碱金属、碱土类金属等NOx捕集剂的催化剂层。作为NOx捕集剂，优选使用碱金属K。
NOx捕集催化剂9发挥的作用是，在排气空燃比为稀燃空燃比时吸收排气中的NOx作为硝酸盐X-NO3，在还原成分大量存在的理论空燃比或过燃空燃比时排出吸收的NOx、还原为N2。
NOx捕集催化剂9的下游配置有三元催化剂10。三元催化10，在陶瓷、金属等载体上，负载有催化剂层，催化剂层含有Pt、Rh、Pd等贵金属和作为NOx捕集剂的K捕捉剂，即沸石，所述三元催化发挥的作用是，在排气空燃比在理论空燃比附近时，净化排气中的CO和HC、NOx等。
根据图3～图5，具体说明NOx捕集催化剂9。
如图3、图4所示，NOx捕集催化剂9的载体，由例如SUS制的平板11和波板12层叠而成的板材卷曲，构成多个单元13。因此，单个单元13中的角为锐角。由于单元13的内部形成有催化剂层14，单元13中的角为锐角，因此角部分的催化剂层14的厚度较厚(参照图4中箭头部分)。
催化剂层14上，形成有例如1μm～10μm左右的微小空孔。通过形成有微小空孔，即使单个单元13中的锐角部分的催化剂层14较厚，也可促进排气的扩散，可维持较高的单元13的角部分的NOx的净化性能。
此外，理想的是，催化剂层14形成了1μm～10μm左右的微小空孔时，优选在制作催化剂层14的浆体中添加氧化镁(MgO)后烧成，通过MgO的收缩在催化剂层14中形成微小空孔。
根据图5，说明用于形成催化剂层14的被覆了浆体的状态。
如图5所示，单元13上被被覆的浆体层(被覆层)15，由氧化铝等耐火性无机氧化物和包括Pt及Pd的贵金属、以及碱金属、碱土类金属等的NOx捕集剂构成。
贵金属的量优选0.1g/L～15g/L，更优选0.5g/L～5g/L。耐火性无机氧化物的量优选10g/L～400g/L，更优选50g/L～300g/L。NOx捕集剂的量优选5g/L～50g/L，例如添加25g/L。
作为NOx捕集剂适合使用K。这样，可提高特别是在高温领域的性能。此外，在堇青石等陶瓷材料的载体中，由于高温时K会移动、与堇青石结合，降低载体的强度，因此，使用K时，通过使用SUS制等金属载体，可回避该问题。
另外，在被覆层15中，可添加用于稳定K的沸石，作为添加量，可使用5g/L～50g/L。
此外，在被覆层15中，可添加抑制硫(S)中毒的二氧化钛(TiO2)，作为添加量，可使用1g/L～50g/L。此外，一般TiO2的耐热性不充分，严酷的热耐久后，其比表面积会减少，活性会下降。因此，添加在NOx捕集催化剂中的TiO2优选耐热性较高的材料。
催化剂层14中，贵金属Pt和Pd的负载量比例(Pt/Pd)设定为0.7以上、不足1.0的范围内。通过使比Pd价高的Pt的负载量比例为0.7以上、不足1.0，不会提高成本，可在较广的温度范围内抑制NOx的排出量。
Pt对Pd的比例低于0.7的话，NOx排出量激增，Pt对Pd的比例即使在1.0以上(即使增加Pt)，NOx的排出量微增。因此，通过将Pt和Pd的负载量比例设定为0.7以上、不足1.0，可最大限度维持NOx净化性能，将昂贵的Pt的使用量控制在最小限度。
此外，催化剂层14中，可添加提高Pt活性的氧化铈(CeO2)。这样，可提高负载量比例特定的Pt的活性。作为CeO2，优选从稀燃运转切换为过燃运转时还原剂消耗较少的、氧储存容量(OSC)较少的材料。此外，更合适的是可提高催化剂层的分散性、抑制贵金属凝集的1次粒子直径为单纳米尺寸的小粒径材料。
作为催化剂的调制方法，例如如下。
将水溶性贵金属盐、耐火性无机氧化物、碱金属和/或碱土类金属的水溶性盐溶解/分散于水中，将该溶液/分散液湿式粉碎，调制浆体。将金属载体浸入上述浆体，除去剩余的浆体后，干燥、烧成，得到催化剂。干燥时的温度可使用100℃～250℃，烧成时的温度可使用350℃～650℃。
根据图6～图9说明上述的NOx捕集催化剂9的评价状况。
图6所示为NOx净化率与催化剂入口温度的关系。图6中显示了对于比较例(参考)的贵金属的增量与NOx净化率的关系。
图中的○记号，是Pt/Pd/Rh的负载量(g/L)为2.0g/0.9g/0.2g的基本催化剂，图中的□记号，是Pt增量1.0g的3.0g/0.9g/0.2g的催化剂，图中的△记号，是Pd增量1.0g的2.0g/1.9g/0.2g的催化剂。此外，图中的
Figure G2009102093122D0000041
记号，是Rh增量1.0g的2.0g/0.9g/1.2g的催化剂。
如图6所示可知，Pt增量的催化剂(□记号)和Pd增量的催化剂(△记号)，相对于基本催化剂(○记号)，300℃～400℃温度区域的NOx净化率增高。此外，Rh增量的催化剂(
Figure G2009102093122D0000051
记号)，相对于基本催化剂(○记号)，300℃～400℃温度区域的NOx净化率降低。
因此可知，通过Pt和Pd的增量，可提高NOx净化率。
图7所示为NOx净化率与催化剂入口温度的关系。图7显示了催化剂温度为800℃、以稀燃和过燃运转引擎40小时后的状态下，Pt和Pd的比例与NOx净化率的关系。
图中的○
Figure G2009102093122D0000052
□记号，是贵金属(Pt+Pd)的负载量为4.5g/L，图中的○记号是(Pt/Pd)为0.73的催化剂，图中的
Figure G2009102093122D0000053
记号是(Pt/Pd)降低为0.36的催化剂，图中的□记号是(Pt/Pd)降低为0.13的催化剂。如图7所示，降低Pt的比例的话，NOx净化率下降。
因此可知，即使贵金属(Pt+Pd)的负载量较多(4.5g/L)，Pt的比例低于0.73的话，NOx净化率下降。
此外，图中的●记号是贵金属(Pt+Pd)的负载量减少为2.7g/L，(Pt/Pd)为0.73的催化剂。如图所示，即使减少贵金属(Pt+Pd)的负载量，Pt的比例为0.73的话，NOx净化率仅轻微下降，较之于增加贵金属(Pt+Pd)的负载量、减少Pt比例(□记号)，可保持较高的NOx净化率。
因此，可以不大幅增加贵金属(Pt+Pd)的负载量，通过将Pt的比例设定在0.73，可提高NOx净化率。
图8所示为NOx排出量与贵金属(Pt+Pd)的负载量的比例关系。图8表示了Pt对Pd的比例对NOx排出量的影响。此外，图中的□
Figure G2009102093122D0000055
○记号的绘图(plot)点与图7所示的(Pt/Pd)的比例对应。
如图8所示可知，Pt对Pd的比例，即Pt与Pd的负载量的比例(Pt/Pd)低于0.7的区域中(图中的
Figure G2009102093122D0000056
□记号的绘图点)，NOx排出量激增。此外，Pt对Pd的比例即使在1.0以上(即使增加Pt)，NOx的排出量几乎没有变化，仅微增。
因此，通过将Pt和Pd的负载量比例(Pt/Pd)设定为0.7以上、不足1.0的范围内，可将Pt对Pd的比例控制在最小限度，得到最高的NOx净化性能。
根据图9，说明通过将Pt和Pd的负载量比例(Pt/Pd)设定为0.7以上、不足1.0的范围内，可得到最高的NOx净化性能的原因。图9显示了NOx净化率与催化剂入口温度的关系。图9中，显示了Pt催化剂的温度特性(○记号)和Pd催化剂的温度特性(△记号)。
整体来看，与负载有提高Pt活性的CeO2共同作用，Pt催化剂(○记号)的NOx净化性能提高。因此，如图8(a)的部位所示，通过增加Pt/Pd的比例，可减少NOx排出量，提高性能。
在耐火性无机氧化物上分散Pt和Pd时，Pt的负载量过多的话，热耐久后Pt会凝集，活性下降。即，较之于Pd，Pt的热负荷增大所引起的凝集较快。因此，如图8(b)的部位所示，增加Pt/Pd的比例的话，性能会降低少许。换言之，即使过量增加昂贵的Pt的比例，也无法提高性能。
因此，通过将(Pt/Pd)设定为0.7以上、不足1.0的范围内，可将昂贵的Pt的使用量控制在最低限度，得到最高的NOx净化性能。
此外，如图9的△记号所示，Pd催化剂在低温至高温呈现大致一定的NOx净化率，随着温度升高呈现若干NOx净化率下降的倾向。如图9的○记号所示，Pt催化剂在低于300℃的低温范围内NOx净化率较低，在300℃以上的高温范围内可得到较高的NOx净化率。
因此，由于Pd有助于低温范围内的活性、Pt有助于高温范围内的活性，因此可知，在有限的催化剂层的总量下，为了在较广的温度范围内得到良好的活性状态，优选将(Pt/Pd)设定为0.7以上、不足1.0的范围内。
因而，上述的NOx捕集催化剂9，可控制成本、最大限度维持NOx净化性能。
此外，作为贵金属，也可负载作为NOx还原成分的性能较高的Rh。作为本发明的NOx捕集催化剂9，举例说明了具备缸内喷射型引擎的排气道的例子，但也适用于柴油引擎的排气道，可用于柴油引擎的NOx净化。
根据本发明的一个方式，将Pt对Pd的负载量比例设定为0.7以上、不到1.0，可实现不增加成本，在较广的温度范围内抑制NOx的排出量。即，Pt对Pd的比例低于0.7的话，NOx的排出量会急剧增加，即使Pt对Pd的的比例在1.0以上，NOx的排出量也几乎没有变化。因此，通过将Pt对Pd的负载量比例设定为0.7以上、不到1.0，可最大限度维持NOx净化性能，将昂贵的Pt的使用量控制在最小限度。
此外，日本国专利第3724708号公报中，对于排气净化催化剂，提出了Pt和Pd的负载量的比例，但Pt对Pd的比例低于0.7，不能得到所要求的NOx净化性能。
根据本发明的一个方式，即使减少具备作为还原成分性能的贵金属，也可通过三元催化剂承担还原作用，不会降低整体的排气净化性能。
上述的排气净化催化剂中，催化剂层上也可负载提高Pt活性的氧储存容量(oxygenstorage capacity)(OSC)较低的微小粒径的氧化铈(CeO2)，通过微小粒径的CeO2，可提高负载量比例特定的Pt的活性。
此外，作为上述的排气净化催化剂，适用于单个单元中的角为锐角的金属载体、适用于催化剂层具备有添加了空孔促进剂而烧成形成的微小空孔的情况，即使排气扩散至催化剂层上所形成的微小空孔，单个单元中锐角部分存在较厚的催化剂层，也可提高排气的扩散性，即使使用了金属载体，也可提高NOx的净化性能。
根据本发明的一个方式，可控制成本、最大限度维持NOx净化性能。
本发明可利用于净化内燃机所排出的排气中的NOx的排气净化催化剂的工业领域。

Claims (4)

1.一种排气净化催化剂，设置于内燃机排气道，
具有：载体；以及负载于上述载体上、含有包括铂(Pt)和钯(Pd)的贵金属、耐火性无机氧化物、以及NOx捕集剂的催化剂层，
排气空燃比为稀燃状态时吸收排气中的NOx，当排气空燃比为理论空燃比或过燃状态时放出·还原所吸收的NOx，此外，
铂(Pt)与钯(Pd)的负载量比例，即铂(Pt)/钯(Pd)在0.7以上、不足1.0。
2.权利要求1所述的排气净化催化剂，其中，上述NOx捕集剂为碱金属或碱土类金属。
3.如权利要求2所述的排气净化催化剂，其中，上述碱金属或碱土类金属为钾(K)。
4.如权利要求1所述的排气净化催化剂，其中，上述内燃机为在燃料室直接喷射燃料、令燃料稀薄燃烧的直喷型内燃机，下游配置有三元催化剂。
CN200910209312A 2008-10-29 2009-10-29 排气净化催化剂 Pending CN101721996A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008278901A JP5004925B2 (ja) 2008-10-29 2008-10-29 排気浄化触媒
JP2008-278901 2008-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101721996A true CN101721996A (zh) 2010-06-09

Family

ID=42114825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910209312A Pending CN101721996A (zh) 2008-10-29 2009-10-29 排气净化催化剂

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8263009B2 (zh)
JP (1) JP5004925B2 (zh)
CN (1) CN101721996A (zh)
DE (1) DE102009051228B4 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101890359A (zh) * 2010-07-29 2010-11-24 王根生 三元催化器载体纳米贵金属催化填充剂及其喷涂方法
CN104047691A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 单钯柴油氧化催化剂的复原控制

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102869431A (zh) * 2010-06-30 2013-01-09 恩亿凯嘉股份有限公司 使用了选择还原型催化剂的废气净化装置以及废气净化方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1090216A (zh) * 1992-08-28 1994-08-03 联合碳化化学品及塑料技术公司 来自内燃机及固定排放源的动力设备的废气的处理用催化剂
US6165934A (en) * 1996-07-03 2000-12-26 Low Emissions Technologies Research And Development Partnership Material and system for catalytic reduction of nitrogen oxide in an exhaust stream of a combustion process
US20020159926A1 (en) * 1996-06-10 2002-10-31 Hitachi, Ltd. Exhaust gas purification apparatus of internal combustion engine and catalyst for purifying exhaust gas of internal combustion engine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006026635A (ja) * 1993-04-28 2006-02-02 Nippon Shokubai Co Ltd 排ガス中の窒素酸化物除去方法
JPH11223123A (ja) * 1998-02-06 1999-08-17 Mazda Motor Corp エンジンの排ガス浄化装置
JP3724708B2 (ja) * 1999-11-26 2005-12-07 日産自動車株式会社 排気ガス浄化用触媒
JP4352586B2 (ja) * 2000-06-08 2009-10-28 株式会社日立製作所 排ガス浄化触媒を有する内燃機関

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1090216A (zh) * 1992-08-28 1994-08-03 联合碳化化学品及塑料技术公司 来自内燃机及固定排放源的动力设备的废气的处理用催化剂
US20020159926A1 (en) * 1996-06-10 2002-10-31 Hitachi, Ltd. Exhaust gas purification apparatus of internal combustion engine and catalyst for purifying exhaust gas of internal combustion engine
US6165934A (en) * 1996-07-03 2000-12-26 Low Emissions Technologies Research And Development Partnership Material and system for catalytic reduction of nitrogen oxide in an exhaust stream of a combustion process

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101890359A (zh) * 2010-07-29 2010-11-24 王根生 三元催化器载体纳米贵金属催化填充剂及其喷涂方法
CN101890359B (zh) * 2010-07-29 2012-08-15 王根生 三元催化器载体纳米贵金属催化填充剂及其喷涂方法
CN104047691A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 单钯柴油氧化催化剂的复原控制
CN104047691B (zh) * 2013-03-15 2016-09-14 通用汽车环球科技运作有限责任公司 单钯柴油氧化催化剂的复原控制

Also Published As

Publication number Publication date
US8263009B2 (en) 2012-09-11
DE102009051228B4 (de) 2017-06-01
JP2010104898A (ja) 2010-05-13
JP5004925B2 (ja) 2012-08-22
US20100101220A1 (en) 2010-04-29
DE102009051228A1 (de) 2010-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101725395B (zh) 排气净化方法
JP5386121B2 (ja) 排気ガス浄化触媒装置、並びに排気ガス浄化方法
US6729125B2 (en) Exhaust gas purifying system
CN109789388A (zh) 排气净化用催化剂
CN106794421A (zh) 排气净化装置
US8920759B2 (en) Method and apparatus for reducing NOx emissions from a lean burning hydrocarbon fueled power source
CN103157516A (zh) 排气净化用催化剂
CN102781544A (zh) 改进的催化烟灰过滤器
US6841511B2 (en) Internal combustion engine exhaust gas purification apparatus, exhaust gas purification process and exhaust gas purification catalyst
JP7195995B2 (ja) 排ガス浄化用触媒
JP2021079313A (ja) 排ガス浄化用触媒
CN101721996A (zh) 排气净化催化剂
JP2008012441A (ja) ガス浄化触媒
JP2006329020A (ja) エンジンの排ガス浄化装置
JP2020157263A (ja) 排ガス浄化用触媒
JP2003245523A (ja) 排気ガス浄化システム
EP1211395A1 (en) Catalyst device for clarification of exhaust gas
CN113631241A (zh) 排气净化催化剂装置
JP3925015B2 (ja) 内燃機関の排ガスの浄化装置，浄化方法及び浄化触媒
EP2788118B1 (en) Exhaust gas cleaning catalyst apparatus with control unit, exhaust gas cleaning method using said apparatus
JP2012050961A (ja) 排ガス浄化用触媒
EP3699410B1 (en) A catalytic article and the use thereof for the treatment of an exhaust gas
JP5142086B2 (ja) 排気浄化システム
JP2018164896A (ja) 希薄混合気燃焼エンジンからの排出ガス浄化用吸蔵還元型触媒
JP3954760B2 (ja) 排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: UMICORE ACCELERANT JAPAN CO., LTD. UMICORE CATALYS

Free format text: FORMER OWNER: ICT CO., LTD. UMICORE CATALYST US CO., LTD.

Effective date: 20140103

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: Tokyo, Japan, Hong Kong port 5 Zhi Ding,, No. 33

Applicant after: MITSUBISHI JIDOSHA KOGYO Kabushiki Kaisha

Applicant after: ICT Co.,Ltd.

Applicant after: Beauty catalyst USA Ltd.

Address before: Tokyo, Japan, Hong Kong port 5 Zhi Ding,, No. 33

Applicant before: MITSUBISHI JIDOSHA KOGYO Kabushiki Kaisha

Applicant before: ICT Co.,Ltd.

Applicant before: INT CATALYST TECHNOLOGY Inc.

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20140103

Address after: Tokyo, Japan, Hong Kong port 5 Zhi Ding,, No. 33

Applicant after: MITSUBISHI JIDOSHA KOGYO Kabushiki Kaisha

Applicant after: UMICORE SHOKUBAI JAPAN CO.,LTD.

Applicant after: Beauty catalyst USA Ltd.

Address before: Tokyo, Japan, Hong Kong port 5 Zhi Ding,, No. 33

Applicant before: MITSUBISHI JIDOSHA KOGYO Kabushiki Kaisha

Applicant before: ICT Co.,Ltd.

Applicant before: Beauty catalyst USA Ltd.

C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20100609