專利名稱：耐硫鈣鈦礦負(fù)載的催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)領(lǐng)域通常涉及廢氣后處理系統(tǒng)(exhaust aftertreatment system)，尤其 涉及耐硫鈣鈦礦負(fù)載的氧化催化劑。
背景技術(shù)：
可向貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)提供空氣和燃料的貧燃混合物(富氧混合物)作為手段來(lái)提高 車輛燃料經(jīng)濟(jì)性。在貧燃操作期間，從這種發(fā)動(dòng)機(jī)釋放的廢氣可以包括相對(duì)高含量的氧 (O2)、相對(duì)低含量的一氧化碳(CO)，以及未燃燒/部分燃燒的碳?xì)浠衔?下文為HC)，可 能還有一些懸浮的顆粒物質(zhì)，以及主要包括NO和NO2 (共同被稱作NOx氣體)的少量氮氧化 物。廢氣中NOx氣體成分可在約50至1500ppm之間波動(dòng)，且可能包括大于90wt. %的NO和 少于IOwt. %的N02。熱的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣溫度能夠達(dá)到最高大約900°C，通常需要在廢氣從車 輛尾管排入大氣之前對(duì)其進(jìn)行處理以減小一些或所有這些氣體排放物的濃度。為此，可在貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)的下游安裝廢氣后處理系統(tǒng)以控制包含在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的 各種不想要的排放物和顆粒物質(zhì)。典型的廢氣后處理系統(tǒng)通常致力于共同地(1)使CO氧 化為二氧化碳(CO2), (2)使HC氧化為CO2和水(H2O)，(3)使NOx氣體轉(zhuǎn)化為氮?dú)?N2)和 O2，且移走任何其它不想要的物質(zhì)。一直以來(lái)采用催化轉(zhuǎn)化器來(lái)滿足這種需要，所述催化轉(zhuǎn) 化器采用主要包含鉬的鉬族金屬(PGM)。但是貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間產(chǎn)生的廢氣的本質(zhì)對(duì)傳 統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)化器造成某種挑戰(zhàn)。一個(gè)特定的挑戰(zhàn)為熱廢氣中相對(duì)高含量的O2和相對(duì)低含 量的CO和HC使得在PGM上將NOx氣體轉(zhuǎn)化為N2的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)非常不利。不過(guò)，可以通過(guò) 一些已知的方法將NOx氣體轉(zhuǎn)化為N2。貧NOx捕集器，或LNT，僅僅是可采用的一個(gè)可用選項(xiàng)。LNT通常通過(guò)橫跨和/或通 過(guò)LNT催化劑材料供應(yīng)貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣來(lái)運(yùn)行，所述LNT催化劑材料表現(xiàn)出捕獲和 轉(zhuǎn)化NOx氣體的能力。LNT催化劑材料通常包括氧化催化劑、NOx存儲(chǔ)催化劑以及NOx還原 催化劑。當(dāng)貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)正在燃燒空氣和燃料的貧燃混合物時(shí)，氧化催化劑將NO氧化為NO2, NOx存儲(chǔ)催化劑以硝酸鹽物種形式捕獲或“儲(chǔ)存"NO2。氧化催化劑也可氧化發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣包含 的其它氣體排放物(如果存在的話)，諸如CO和HC。然而，LNT催化劑材料的NOx存儲(chǔ)容量 并不是無(wú)限的，且在某些點(diǎn)可能需要再生或清除所述源自NOx的硝酸鹽化合物。例如，可通 過(guò)將供給貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣和燃料的混合物短暫地由貧轉(zhuǎn)化為富來(lái)再生LNT催化劑材料。 最終富燃廢物流出物輸送至LNT催化劑材料導(dǎo)致所述源自NOx的硝酸鹽化合物變得熱力學(xué) 不穩(wěn)定，這進(jìn)而又觸發(fā)了 NOx氣體的釋放和未來(lái)NOx存儲(chǔ)位點(diǎn)的再生。隨后，通過(guò)流過(guò)NOx 還原催化劑上方的富燃發(fā)動(dòng)機(jī)流出物中存在的過(guò)量還原劑，諸如C0、HC和/或吐，使釋放的 NOx氣體還原，大部分還原成N2。
可用于廢氣后處理系統(tǒng)中將NOx氣體轉(zhuǎn)化為N2的另一種選項(xiàng)為尿素/氨選擇催化劑還原系統(tǒng)(尿素-SCR)。尿素-SCR系統(tǒng)將尿素從車輛上可再填充的尿素儲(chǔ)存箱中噴入貧 燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中。尿素在富氧廢氣中分解形成氨(NH3),氨進(jìn)而在針對(duì)該反應(yīng)的催化 劑材料上方存在O2的情況下選擇性地將NOx氣體還原為N2和H20。也可以將氨直接噴入廢 氣中以實(shí)現(xiàn)相同結(jié)果(如果需要的話)。柴油氧化催化劑(DOC)可位于LNT或尿素/氨-SCR系統(tǒng)的上游以盡可能多地氧 化發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的NO (轉(zhuǎn)化為NO2)和殘留CO和HC (轉(zhuǎn)化為CO2和H2O)。DOC的初始氧化 影響可能相當(dāng)具有幫助性，這是因?yàn)楫?dāng)總的NOx氣體排放物中NO和NO2的比下降為約1 1 或更低時(shí)，LNT和尿素/氨系統(tǒng)通常都更加有效地將NOx氣體轉(zhuǎn)化為N2。由于這些和其他還 原劑的存在能促進(jìn)NO2部分分解回N0，所以CO和HC的最初氧化也可幫助促使NOx氣體轉(zhuǎn) 化為N2。DOC可包括DOC催化劑材料，除了通常不包括NOx存儲(chǔ)或NOx還原催化劑外，所述 DOC催化劑材料在組成上與LNT催化劑材料相似。DOC催化劑材料和LNT催化劑兩者傳統(tǒng)上都配備有耐火金屬氧化物，在所述耐火 金屬氧化物上，氧化催化劑，通常為鉬，被分散以氧化N0、C0和HC。但是在傳統(tǒng)的DOC和LNT 中應(yīng)用鉬，尤其相對(duì)大量的通常用來(lái)將NO氧化為NO2，是相當(dāng)昂貴的。在某些情況下，當(dāng)暴 露在較高操作溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中時(shí)，鉬也已經(jīng)顯示出不良熱耐用性以及喪失部分催化活 性。而且，當(dāng)貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒含硫燃料，例如柴油燃料時(shí)，傳統(tǒng)的DOC和LNT催化劑材 料顯示出對(duì)硫中毒的通常敏感性。許多柴油燃料的硫含量典型地為大約50ppm或更少，且 對(duì)一些超低硫柴油燃料，硫含量大約為IOppm或更少。當(dāng)含硫燃料被燃燒時(shí)，這少量的硫大 部分被氧化為S02。當(dāng)暴露于鉬或一些其他氧化催化劑時(shí)，SO2可被進(jìn)一步氧化為S03。當(dāng) 暴露于發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣內(nèi)的水蒸氣時(shí)，SO3然后可形成含硫酸的顆粒。S02、SO3以及含硫酸的顆 ?？勺鳛榘ǜ鞣N硫酸鹽和亞硫酸鹽的硫物種化學(xué)吸附在鉬和其他催化劑(PGM，NOx存儲(chǔ) 催化劑等等)上，所述鉬和其它催化劑可包括在DOC和LNT催化劑材料中。通過(guò)這種化學(xué) 吸附形成的較強(qiáng)金屬硫鍵能夠使得沉積的硫物種堵塞活性催化位點(diǎn)且逐漸降低DOC和/或 LNT的催化轉(zhuǎn)化效率。已經(jīng)研究可幫助從DOC和/或LNT催化劑材料中移走沉積的硫物種 的數(shù)種“deS0x(除SOx) ”途徑。但是這些途徑通常麻煩并易于損害貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì) 性。因此，如下需求是普遍且迫切的可幫助改善貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣后處理系統(tǒng)以及其 他相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的運(yùn)行和效率的創(chuàng)新性發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)開(kāi)發(fā)了耐硫氧化催化劑，其顯示出可觀的NO和HC氧化能力。氧化催化劑可 包括負(fù)載鈀顆粒的鈣鈦礦氧化物顆粒。氧化催化劑可用于廢氣后處理系統(tǒng)的任何部件中， 在所述部件中至少貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)釋放的廢氣所包含的NO被氧化。本發(fā)明進(jìn)一步體現(xiàn)在如下方面1、用于廢氣后處理系統(tǒng)的部件中的氧化催化劑，在所述廢氣后處理系統(tǒng)的所述部 件中包含在貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中的至少NO被氧化，所述氧化催化劑包含鈣鈦礦氧化物顆粒；以及
基于所述氧化催化劑的重量以約0. 5到約5. 0的重量百分比負(fù)載在所述鈣鈦礦氧 化物顆粒上的鈀顆粒。2、根據(jù)方面1的氧化催化劑，其中，鈣鈦礦氧化物顆粒包括LaCo03、Laa9SrafoC^ LaMnO3 或 Latl. 9SrQ. ^nO3 中的至少之一。3、根據(jù)方面1的氧化催化劑，其中，鈀顆粒以基于所述氧化催化劑的重量約1. 0到 約2. 0的重量百分比負(fù)載在鈣鈦礦氧化物顆粒上。4、根據(jù)方面1的氧化催化劑，其中，所述廢氣后處理系統(tǒng)的所述部件為柴油氧化 催化劑。5、根據(jù)方面1的氧化催化劑，其中，所述廢氣后處理系統(tǒng)的所述部件為貧燃NOx捕集器。6、廢氣后處理系統(tǒng)中的部件，所述廢氣后處理系統(tǒng)接收燃燒空氣和燃料的貧燃混 合物的貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣，該部件包括襯底表面，至少部分所述發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣通過(guò)該襯底表面；以及由所述襯底表面攜帶的氧化催化劑，其包括鈣鈦礦氧化物顆粒和負(fù)載在鈣鈦礦氧 化物顆粒上的鈀顆粒，其中，鈀顆粒以基于所述氧化催化劑的重量約0. 5到約5. 0的重量百 分比負(fù)載在鈣鈦礦氧化物顆粒上。7、根據(jù)方面6的部件，其中，鈣鈦礦氧化物顆粒包括LaCo03、Laa9Sra foO^ LaMnO3 或Laa9SraiMnO3中的至少之一。8、根據(jù)方面6的部件，其中，鈀顆粒以基于所述氧化催化劑重量約1. 0到約2. 0的
重量百分比負(fù)載在鈣鈦礦氧化物顆粒上。9、根據(jù)方面6的部件，其中，所述部件為柴油氧化催化劑。10、根據(jù)方面6的部件，其中，所述部件為貧燃NOx捕集器。11、根據(jù)方面6的部件，進(jìn)一步包括獨(dú)立的鈀顆粒，其不被鈣鈦礦氧化物顆粒負(fù) 載，而由所述襯底表面攜帶。12、根據(jù)方面6的部件，其中，所述襯底表面僅攜帶痕量的鉬或更少的鉬。13、根據(jù)方面6的部件，其中，所述氧化催化劑直接施加在所述襯底表面上。14、根據(jù)方面6的部件，進(jìn)一步包括由所述襯底表面攜帶的載體材料，其中所述載 體材料具有約20m2/克到約300m2/克的表面積，其中，所述載體材料包括混合氧化鈰和氧化 鋯材料(CeO2IrO2)、氧化鋁(Al2O3)、沸石或一種或多種這些材料的組合中的至少一種，且 其中所述氧化催化劑分散在所述載體材料上。15、根據(jù)方面6的部件，其中所述氧化催化劑材料包括Laa9SraiCoO3顆粒和負(fù)載在 Laa9SraiCoO3顆粒上的鈀顆粒，且其中所述鈀顆?；谒鲅趸呋瘎┑闹亓恳约s1. 5的 重量百分比負(fù)載在所述Laa9SraiCoO3顆粒上。16、根據(jù)方面6的部件，其中所述氧化催化劑材料包括Laa9SraiMnO3顆粒和負(fù)載 在所述Laa9SraiMnO3顆粒上的鈀顆粒，且其中所述鈀顆?；谒鲅趸呋瘎┑闹亓恳约s 1. 5的重量百分比負(fù)載在Laa9SraiMnO3顆粒上。17、根據(jù)方面6的部件，其中所述氧化催化劑以大約50_200g每升體積的量被所 述載體材料攜帶，所述體積指的是在所述氧化催化劑的存在下發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣從所述體積中流 過(guò)。
下文中的詳細(xì)說(shuō)明將使本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案變得顯而易見(jiàn)。應(yīng)當(dāng)理解 為，公開(kāi)本發(fā)明示例性實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明和特定實(shí)施例僅僅是為了示例說(shuō)明目的而不是 為了限制本發(fā)明的范圍。


根據(jù)詳細(xì)說(shuō)明和附圖將更充分地理解本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，其中圖Ia是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及位于其下游的廢氣后處理系統(tǒng)的一些相關(guān)構(gòu)件的示意圖；圖Ib是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及位于其下游的廢氣后處理系 統(tǒng)的一些相關(guān)構(gòu)件的示意圖；圖2是可用于貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣后處理系統(tǒng)的分散在任選載體材料上的氧化催 化劑的理想化示例。圖3是負(fù)載在圖2所示的氧化催化劑的鈣鈦礦氧化物顆粒上的鈀顆粒理想的局部 放大圖。圖4是兩種鈣鈦礦氧化物(每一種鈣鈦礦氧化物都沒(méi)有負(fù)載的鈀顆粒)和傳統(tǒng)鉬 基DOC催化劑材料的NO氧化轉(zhuǎn)化性能比較圖。圖5是表示當(dāng)暴露在正燃燒含硫燃料的貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的模擬廢氣中時(shí)，未負(fù)載 鈀顆粒的鈣鈦礦氧化物的NO氧化性能曲線圖。圖6是表示當(dāng)暴露在正燃燒含硫燃料的貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的模擬廢氣中時(shí)，根據(jù)本 發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的氧化催化劑的NO氧化性能曲線圖。圖7是表示當(dāng)暴露在正燃燒不含硫燃料的貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的模擬廢氣中時(shí)，復(fù)制 的DOC催化劑材料的NO、C3H6以及C3H8氧化性能曲線圖，其中所述復(fù)制的DOC催化劑材料 包括根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的氧化催化劑。圖8是表示在暴露于正燃燒含硫燃料的貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的模擬廢氣中后，復(fù)制的 DOC催化劑材料的N0、C3H6以及C3H8氧化性能曲線圖，所述復(fù)制的DOC催化劑材料包括根據(jù) 發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的氧化催化劑。圖9是表示當(dāng)暴露在正燃燒不含硫燃料的貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的模擬廢氣中時(shí)，傳統(tǒng) 鉬基DOC催化劑材料的NO、C3H6以及C3H8氧化性能曲線圖。圖10是表示當(dāng)暴露在正燃燒不含硫燃料的貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的模擬廢氣中時(shí)，未 負(fù)載鈀顆粒的鈣鈦礦氧化物的NO、C3H6以及C3H8氧化性能曲線圖。圖11是表示當(dāng)暴露在正燃燒不含硫燃料的貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的模擬廢氣中時(shí)，根 據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的氧化催化劑的NO、C3H6以及C3H8氧化性能曲線圖。圖12是僅顯示圖9中所示的傳統(tǒng)鉬基DOC催化劑材料的C3H8氧化性能的曲線圖。圖13是僅顯示圖11中所示的氧化催化劑的C3H8氧化性能曲線圖。
具體實(shí)施例方式下列對(duì)實(shí)施方案(一個(gè)或多個(gè))的描述在本質(zhì)上只是示例性的并且絕不意在限制 本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。具有可觀NO和HC氧化能力的耐硫氧化催化劑已發(fā)展為用在貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣后處理系統(tǒng)的任意部件中，在所述部件中至少希望氧化NO。在其中可采用氧化催化劑的幾個(gè)這 種部件的非排它性實(shí)例包括DOC和LNT。氧化催化劑可包括負(fù)載鈀顆粒的鈣鈦礦氧化物顆 粒。鈣鈦礦氧化物顆?？砂ㄒ环N鈣鈦礦氧化物、或兩種或更多種鈣鈦礦氧化物的混合物。 鈀顆?？苫谘趸呋瘎┑闹亓恳约s0. 5到約5. 0的重量百分比范圍負(fù)載在鈣鈦礦氧化物 顆粒上。鈣鈦礦氧化物顆粒負(fù)載的鈀同時(shí)氧化NO和HC的能力可明顯減弱或完全消除在廢 氣后處理系統(tǒng)中采用鉬來(lái)氧化至少NO的需要。而且，在某些情況下，氧化催化劑可顯示出 比鉬優(yōu)秀的耐熱性及更好的NO和HC氧化活性。圖Ia-Ib描繪了廢氣后處理系統(tǒng)10a，IOb的相關(guān)部件的數(shù)個(gè)示例性實(shí)施方案的示意圖，該廢氣后處理系統(tǒng)用于由貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)的車輛。本領(lǐng)域技術(shù)人員將很好地理解 這些公開(kāi)的實(shí)施方案；這樣，通常不必要詳細(xì)解釋它們的總體運(yùn)行和它們?cè)S多部件的運(yùn)行 和構(gòu)造。不過(guò)，在此對(duì)圖Ia-Ib所示的廢氣后處理系統(tǒng)10a、10b做一簡(jiǎn)短的討論。貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是如下的任何發(fā)動(dòng)機(jī)，其經(jīng)構(gòu)造以接收并至少部分時(shí)間燃燒 空氣和燃料的貧燃混合物14(下文稱作“貧燃A/F混合物”)?？勺鳛樨毴及l(fā)動(dòng)機(jī)12使用 的發(fā)動(dòng)機(jī)的一些特定實(shí)例包括但不限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、火花點(diǎn)火直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)(SIDI)、以 及均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)(HCCI)。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知這些發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造和功能， 因此，在此不做詳細(xì)討論。也可以采用經(jīng)設(shè)計(jì)和/或構(gòu)造以在貧燃狀態(tài)運(yùn)行的其它已知發(fā) 動(dòng)機(jī)類型。供給貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的貧燃A/F混合物14通常包含比燃燒相關(guān)燃料所需的化學(xué)計(jì) 量更多的空氣。例如，貧燃A/F混合物14的空氣燃料質(zhì)量比可大于14. 6-14. 8，該值接近許 多汽油和柴油燃料的化學(xué)計(jì)量空氣/燃料質(zhì)量比范圍。實(shí)際上，在許多情況下，根據(jù)車輛的 運(yùn)行需要，貧燃A/F混合物14的空氣/燃料質(zhì)量比通常位于約20-65的范圍內(nèi)。貧燃A/F 混合物14的燃燒產(chǎn)生能量從而驅(qū)動(dòng)車輛，且發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16最終從貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12排出。當(dāng) 燃料是汽油或柴油燃料時(shí)，貧燃A/F混合物14燃燒產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16的溫度能達(dá)到至 多大約900°C，且通常包括02，、⑶2，、CO、HC、NOx氣體、可能的部分顆粒物質(zhì)，以及余量的氮 氣和水。發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16的NOx氣體成分可在約50到約1500ppm之間波動(dòng)，且典型地包括大 于90wt. %的NO和小于IOwt. %的N02。含量相對(duì)比較高的O2與含量相對(duì)比較低的CO和 HC促進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16中的氧化環(huán)境。廢氣后處理系統(tǒng)10a、IOb接收來(lái)自貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16，移除發(fā)動(dòng)機(jī)廢 氣16中不想要的氣體排放物(包括NOx氣體)，且把處理后的廢氣24輸送至車輛尾管(未 示出)從而最終排放到大氣中。廢氣后處理系統(tǒng)10a，IOb可包括DOC 18和位于DOC 18下 游如圖Ia所示的LNT 20或如圖Ib所示的尿素/氨SCR系統(tǒng)22中的至少一個(gè)。多種其它 部件盡管在圖la，Ib中沒(méi)有公開(kāi)示出，但是也可包括在廢氣后處理系統(tǒng)10a，IOb中，以如果 需要用于幫助消除不想要的氣體排放物和/或任何懸浮的顆粒物質(zhì)。這些部件包括例如， 基于TWC的催化轉(zhuǎn)化器和/或柴油顆粒過(guò)濾器。其他部件也可位于廢氣后處理系統(tǒng)10a， IOb的上游或下游。廢氣再循環(huán)管路例如可以以已知的方式再循環(huán)部分發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16以 幫助減少來(lái)自貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的NOx氣體排放物。作為另一個(gè)實(shí)施例，至少部分發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣 16可被引導(dǎo)通過(guò)渦輪增壓器渦輪機(jī)以提高供給貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的空氣的進(jìn)氣壓力。本領(lǐng)域 技術(shù)人員毫無(wú)疑問(wèn)地知道和理解可以包括在發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng)10a，IOb中及其周圍的這 些和許多其他部件。
DOC 18可緊密聯(lián)結(jié)至貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12且經(jīng)構(gòu)造以接收發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16。D0C18可包 括DOC催化劑材料，其試圖盡可能多地氧化發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16中的NO(轉(zhuǎn)化為NO2)和殘留CO 和HC (轉(zhuǎn)化為CO2和H2O)。根據(jù)廢氣后處理系統(tǒng)10a，IOb的設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16然后可能 被送到LNT20或者尿素/氨-SCR系統(tǒng)22以從發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16中移走NOx氣體排放物(NO和 NO2)。DOC 18的氧化影響可能是非常有幫助的，這是因?yàn)楫?dāng)貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)的總NOx氣體排放 物中NO和NO2的比下降為約1 1或更低時(shí)，LNT 20和尿素/氨-SCR系統(tǒng)22通常都更加 有效地將NOx氣體轉(zhuǎn)化為N2。CO和HC的早期氧化也可幫助在LNT 20和尿素/氨-SCR系 統(tǒng)22中推動(dòng)NOx氣體轉(zhuǎn)化為N2，這是因?yàn)檫@些和其它還原劑的存在能夠促進(jìn)NO2部分分解 成NO。如果使用的話，LNT 20可包括如下LNT催化劑材料其顯示出NO2捕獲和NOx氣 體轉(zhuǎn)化能力。當(dāng)貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12正在燃燒貧燃A/F混合物14時(shí)，催化劑將NO氧化為NO2,且 以硝酸鹽物種形式捕獲或“儲(chǔ)存”N02。如果存在，催化劑材料也可氧化發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16包含 的其他氣體排放物，諸如CO和HC。然而，LNT催化劑材料的NOx存儲(chǔ)容量并不是無(wú)限的，且 在某些點(diǎn)可能需要再生或清除源自NOx的硝酸鹽化合物?？赏ㄟ^(guò)向發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16中引入 過(guò)量還原劑，諸如CO、HC和H2,來(lái)再生LNT催化劑材料。這通常通過(guò)在貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12中短 暫燃燒與貧燃A/F混合物14相對(duì)的空氣燃料的富燃混合物來(lái)達(dá)到。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16將 富燃廢氣流出物最終輸送至LNT催化劑材料導(dǎo)致源自NOx的硝酸鹽化合物變得熱不穩(wěn)定， 這進(jìn)而觸發(fā)了 NOx氣體的釋放和未來(lái)NOx存儲(chǔ)位點(diǎn)的再生。釋放的NOx氣體然后通過(guò)過(guò)量 還原劑被大部分還原為N2，然后從廢氣后處理系統(tǒng)10輸送至已處理的廢氣24中。如果使用的話，尿素/氨-SCR系統(tǒng)22可以包括機(jī)械裝置和選擇還原催化劑 (SCR)，其中所述機(jī)械裝置用來(lái)把尿素噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16中，所述選擇還原催化劑促進(jìn) 氨/NOx氣體反應(yīng)。噴入的尿素在熱富氧發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16中分解形成氨(NH3)。然后在SCR上 方存在氧的條件下，NH3將NOx氣體大部分還原為N2和H20。最后，新生成的N2從廢氣后處 理系統(tǒng)10輸送至已處理的廢氣24中。如果需要的話，氨也可直接噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16中 以實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果。圖2-3是耐硫氧化催化劑30的理想示意圖，該氧化催化劑30可以應(yīng)用在廢氣后 處理系統(tǒng)10a，IOb的至少需要氧化NO的任何部件中(即DOC 18和/或LNT20)。氧化催化 劑30可包括負(fù)載鈀顆粒34的鈣鈦礦氧化物顆粒32。氧化催化劑30的NO和HC氧化能力 與傳統(tǒng)的鉬基催化劑材料相比相當(dāng)，在某些情況下更好。鈣鈦礦氧化物顆粒32 —般用來(lái)氧 化N0，且負(fù)載的鈀顆粒34 —般負(fù)責(zé)氧化輕質(zhì)和重質(zhì)HC。當(dāng)貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12燃燒含硫燃料時(shí)， 鈣鈦礦氧化物顆粒34表面上存在的鈀顆粒34也可阻止氧化催化劑30上硫物種的沉積。而 且，氧化催化劑30顯示出傳統(tǒng)的鉬基氧化催化劑一般不能達(dá)到的較高耐熱性。例如，氧化 催化劑30能夠如同打算的那樣在至少750°C的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16的氧化環(huán)境下起作用。鈣鈦礦氧化物顆粒32可以包括(或者由如下組成)一種或者多種鈣鈦礦氧化物， 這些氧化物用通式4803或々1/21_力03定義，其中X彡1?！癆”和“B”可以是不同大小的和氧 陰離子配位的互補(bǔ)陽(yáng)離子。ABO3和AlxAZhBO3晶體結(jié)構(gòu)單元晶胞特征可以是帶有“A”陽(yáng)離 子的立方密堆排列，“A”陽(yáng)離子一般是所述兩種陽(yáng)離子中較大的一個(gè)，處于中心并且由位于 所述堆集排列的八面體空位內(nèi)的8個(gè)“B”陽(yáng)離子圍繞。這樣密堆排列中的“A”、“B”陽(yáng)離子 分別與12個(gè)和6個(gè)氧陰離子配位。然而，ABO3和AlxAZhBO3晶體結(jié)構(gòu)的單元晶胞不必限制為立方密堆排列。“A”和“B”陽(yáng)離子的某些組合實(shí)際上可偏離立方密堆排列，且例如，可采 取斜方、菱形或單斜排列。鈣鈦礦氧化物顆粒32可包括(或者由如下組成)單一鈣鈦礦氧化物、或兩種或 更多種鈣鈦礦氧化物的混合物。由于不少于27種陽(yáng)離子可以作為“A”陽(yáng)離子且不少于36 種陽(yáng)離子可以作為“B”陽(yáng)離子，鈣鈦礦氧化物的許多組合可用于氧化催化劑30。最常用作 “A”陽(yáng)離子的陽(yáng)離子列表包括以下的陽(yáng)離子丐(Ca)，鍶(Sr)，鋇(Ba)，鉍(Bi)，鎘(Cd)，鈰 (Ce)，鉛(Pb)，釔(Y)，和鑭(La)且最常用作“B”陽(yáng)離子的陽(yáng)離子列表包括以下的陽(yáng)離子 鈷(Co)，鈦(Ti)，鋯(Zr)，鈮(Nb)，錫(Sn)，鈰(Ce)，鋁(Al)，鎳(Ni)，鉻(Cr)，錳(Mn)，銅 (Cu)和鐵(Fe)。可構(gòu)成鈣鈦礦氧化物顆粒32的全部或部分的一些具體的和示例性鈣鈦礦 氧化物包括 LaCoO3, La0 9Sr0. !CoO3, LaMnO3,以及 La。. 9Sr。. !MnO3。當(dāng)鈣鈦礦氧化物顆粒32暴露在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16中時(shí)，可如鉬一樣有效地將NO催化 地氧化為N02。然而不希望被理論束縛，相信鈣鈦礦氧化物顆粒32將氧陰離子給了 NO分子 從而形成NO2，同時(shí)在它們的晶體結(jié)構(gòu)中臨時(shí)形成氧空位。包含在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16中的氧然 后離解以填充這些氧空位，同時(shí)有可能氧化另外的NO分子。鈣鈦礦氧化物顆粒32有效氧 化NO為NO2的能力可顯著減弱或完全排除在DOC 18,LNT 20或廢氣后處理系統(tǒng)10中任何 需氧化NO的其他地方采用鉬的需要。結(jié)果，廢氣后處理系統(tǒng)10a、10b可以僅包括痕量鉬或 根本沒(méi)有鉬。鈀顆粒34可基于氧化催化劑30的重量以約0. 5到約5. 0的重量百分比負(fù)載在鈣 鈦礦氧化物顆粒32上。用于將鈀顆粒34加載在鈣鈦礦氧化物顆粒32表面的技術(shù)可以為 任何已知的技術(shù)，例如但不限于濕式浸漬法。前面提到過(guò)，負(fù)載在鈣鈦礦氧化物顆粒32上 的鈀顆粒34通常負(fù)責(zé)氧化催化劑30的HC氧化能力，而且也負(fù)責(zé)保護(hù)氧化催化劑30不受 硫中毒。例如，氧化催化劑30對(duì)多種HC——即C3H8和C3H6而言能夠?qū)崿F(xiàn)低于250°C的起燃 溫度(light-offtemperature)。這種起燃溫度通常不能通過(guò)單獨(dú)的鈣鈦礦氧化物達(dá)到。當(dāng) 貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12燃燒含硫燃料時(shí)，氧化催化劑30能夠比單獨(dú)鈣鈦礦氧化物更長(zhǎng)時(shí)間地保持 對(duì)NO和HC的催化活性。相信鈀顆粒34干擾了硫物種化學(xué)吸附在氧化催化劑30上，結(jié)果， 能夠幫助阻止硫中毒和相關(guān)的催化效率損失。氧化催化劑30可包括在DOC 18、LNT 20和/或廢氣后處理系統(tǒng)10a，IOb的其中 至少需氧化NO的任何其他部件中。例如，如圖2所示，氧化催化劑30可通過(guò)襯底表面38 攜帶。襯底表面38可以是如下的任意表面至少部分發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16在橫穿致力于至少氧 化NO的DOC 18、LNT 20或任何其他部件的同時(shí)穿過(guò)該表面。例如，該襯底表面38可以是 壁表面、填料珠(packingbead)的外表面或在至少需要氧化NO的接合點(diǎn)處可以暴露于發(fā)動(dòng) 機(jī)廢氣16的任何其他表面，其中，所述壁面限定了整料蜂窩式結(jié)構(gòu)內(nèi)部的數(shù)百個(gè)流通單元 之一，該整料蜂窩式結(jié)構(gòu)可在DOC 18和/或LNT 20中用作支承結(jié)構(gòu)以確保廢氣/催化劑 之間大的相互作用；所述填料珠為可以包含在DOC 18和/或LNT 20中的催化填充床的一 部分。襯底表面38可由陶瓷形成，諸如堇青石或碳化硅，或其他能夠經(jīng)得起與發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣 16相關(guān)的潛在高溫的材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員毫無(wú)疑問(wèn)已知許多可用表面和它們?cè)诎l(fā)動(dòng)機(jī)廢 氣后處理系統(tǒng)10a、10b中的位置，這些表面在圖2中由襯底表面38表示。如果需要，任選的載體材料36可罩面涂覆(washcoat)在襯底表面38上，且可顯示出相對(duì)高的表面積，該表面積具有許多用于收容氧化催化劑30的負(fù)載或分散位置。載體材料36的表面積例如可為大約20m2/克到大約300m2/克。載體材料36可以這樣的量存 在該量為約50克到約300克每升體積，所述體積是在氧化催化劑30存在的情況下發(fā)動(dòng)機(jī) 廢氣16從所述體積中流過(guò)。然而，載體材料36的負(fù)載量可以變化超出這些限值，具體取決 于載體材料36的具體組成、載體材料36上存在的氧化催化劑30的量、用作鈣鈦礦氧化物 顆粒32的特定鈣鈦礦氧化物、以及其他催化劑是否分散在載體材料36上，這僅僅是一些潛 在相關(guān)的因數(shù)?？捎糜跇?gòu)建載體材料36的一些材料的非排它性列表包括混合的氧化鈰和 氧化鋯材料(CeO2— &02)，氧化鋁(Al2O3),沸石，或一種或多種這些材料的組合。在沒(méi)有載 體材料36的情況下，可通過(guò)罩面涂覆或一些其它適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)將氧化催化劑30直接施 加到襯底表面38上?？梢杂梢r底表面38攜帶的氧化催化劑30的量在有或沒(méi)有載體材料36的情況下可以改變，但通常為大約50-200g每升體積，更具體為大約100-150g每升體積，所述體積為 在氧化催化劑30存在的情況下發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16從所述體積中流過(guò)。換種說(shuō)法，對(duì)于可用于 供發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16在氧化催化劑30上通過(guò)的每升體積而言，可以存在大約50至大約200克 的氧化催化劑30。當(dāng)然，也可采用更多或更少量的氧化催化劑30，這依賴于例如所述部件 (一個(gè)或多個(gè))的具體催化要求和/或來(lái)自貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的正常預(yù)期NO和HC排放。雖然在圖2中未公開(kāi)示出，但也可以由襯底表面38攜帶其它材料。這些材料可分 散在載體材料36 (如果存在)上，或它們可以直接施加到襯底表面38上。如果襯底表面38 位于LNT 20中，也可以存在NOx存儲(chǔ)催化劑，諸如BaO和/或K2CO3,還可以存在NOx還原催 化齊U，諸如銠。如果襯底表面38位于D0C18和LNT 20之一或者位于兩者內(nèi)，則也可以存在 獨(dú)立的鈀(不被鈣鈦礦氧化物顆粒32負(fù)載)從而幫助氧化存在于發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣16中的任何 殘留的HC和CO。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和/或常規(guī)測(cè)試，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠確定這些材料的適當(dāng)負(fù)載 量。實(shí)施例這些實(shí)施例是要證實(shí)上述氧化催化劑30的性能能力。這里采用的氧化催化劑30 只是一個(gè)特定的示例性實(shí)施方案，由PdZLaa9Sra ^0O3組成。這種氧化催化劑的氧化性能和 耐硫性通過(guò)將它與數(shù)種未負(fù)載鈀顆粒的鈣鈦礦(Laa9SraiCoO3和LaCoO3)和傳統(tǒng)鉬基DOC 催化劑材料相比較來(lái)證實(shí)。該氧化催化劑被單獨(dú)評(píng)價(jià)以及與獨(dú)立鈀(不被Laa9Sra KoO3負(fù) 載)一起評(píng)價(jià)，以試圖復(fù)制包括Pdzlaa9SraiCoO3來(lái)替代鉬的可行DOC催化劑材料過(guò)。1.制備 Pd/La0.9Sr01Co03通過(guò)檸檬酸方法制備一定量的Laa9SraiCoO315首先，適量的La(NO3)3 · 6H20,50% Co (NO3)2溶液以及Sr(NO3)2溶入具有檸檬酸一水化合物的蒸餾水中。檸檬酸然后以10wt% 過(guò)量添加到該溶液中以確保完全絡(luò)合金屬離子。在室溫下攪動(dòng)溶液1小時(shí)。然后，在持續(xù) 攪動(dòng)下將溶液加熱到80°C以慢慢蒸發(fā)水分直到溶液成為粘性凝膠且開(kāi)始析出Ν0/Ν02氣體。 生成的海綿狀材料被粉碎，在靜態(tài)空氣中溫度為700°C的情況下鍛燒約5個(gè)小時(shí)來(lái)形成鈣 鈦礦氧化物(Laa9SraiCoO3^然后，以每克Laa9Sra AoO3配6. 33毫升水將Laa9Sra KoO3球磨24小時(shí)。然后持續(xù) 攪動(dòng)溶液，同時(shí)以每克Laa9Sra KoO3 0.33毫升的量加入0. IM HNO3與以每克Laa9Sra foO^ 毫升的量加入水從而形成Laa9SraiCoO3的漿料。在最后的漿料中Laa9SraiCoO3的濃度為 0.114g/mL。
然后，多個(gè)整料蜂窩狀芯樣品浸涂在Laa9Sra KoO3漿料中。過(guò)量液體通過(guò)空氣刮 刀移走。芯樣品長(zhǎng)1英寸，直徑為0. 75英寸，流通單元密度為每平方英寸大約400個(gè)流通 單元，每個(gè)單元具有約0. 004英寸的壁厚。涂覆過(guò)的芯樣品然后水平放在溫度設(shè)置為200°C 的爐中30分鐘。重復(fù)該程序直至Laa9SraiCoO3的負(fù)載量達(dá)到大約100-120克/每升體積， 所述體積是芯樣品能用于供氣體通過(guò)Laa 9Sr0. !CoO3的體積。該負(fù)載量達(dá)到后，La0.9Sr0. ^oO3 在IOOmL/分鐘的空氣流中于700°C鍛燒5小時(shí)。然后通過(guò)傳統(tǒng)的濕式浸漬法將鈀顆粒負(fù)載在Laa 9Sr0. ^0O3表面以形成Pd/ Laa9SraiC0O3tj在此方法中，適量的Pd/(NO3)2首先溶于受控量的水中。然后將芯樣品暴露 到該溶液，所述溶液在60°C保持2小時(shí)，期間偶爾攪動(dòng)。然后，將芯樣品集中和干燥以去除 任何殘留的水分。丟棄多余的溶液。固體Pdzlaa9SraiCoO3材料在空氣中500°C鍛燒約5小 時(shí)。Laa9SraiCoO3上鈀的名義負(fù)載量是大約1. 5重量％，基于Pdzlaa9Sra KoO3的總重量。每個(gè)整料芯樣品然后在爐中于750°C進(jìn)行水熱預(yù)處理大約72小時(shí)，爐中的空氣中 具有IOmol%水。2.制備 Latl 9Srci lCoO3除取消鈀顆粒的濕法浸漬外，包括Laa9SraiCoO3的相同種類的整料蜂窩芯樣品采 用和結(jié)合Pdzlaa9SraiCoO3描述的相同程序來(lái)制備。3.制備 LaCoO3除了所述檸檬酸方法中不采用Sr(NO3)2形成鈣鈦礦氧化物并進(jìn)一步取消鈀顆粒 的濕法浸漬外，包括LaCoO3的相同種類的整料蜂窩芯樣品采用和結(jié)合Pdzlaa9Srci.KoO3描 述的相同程序來(lái)制備。4.制備傳統(tǒng)鉬基DOC催化劑材料也制備包括傳統(tǒng)鉬基DOC催化劑材料的相同種類的整料蜂窩芯樣品。傳統(tǒng)鉬基 DOC催化劑材料從BASF獲得，且包括1. 72g/L(l. 51gPt/0. 21g Pd)的PGM催化劑負(fù)載量， 其中L的測(cè)量值像前面一樣指的是可供氣體在DOC催化劑材料上方穿過(guò)芯樣品的總流通體 積。5.制備包括Pd/Laa 9Sr0. ^oO3的復(fù)制DOC催化劑材料為了試圖復(fù)制包括PdZlaa9Srci. AoO3以替代鉬的可行DOC催化劑材料，也制備包括 獨(dú)立鈀和分散在Al2O3載體材料上的Pdzlaa9SraiCoO3的相同種類的整料蜂窩芯樣品。為了 制備這些芯樣品，首先通過(guò)傳統(tǒng)的初步濕式浸漬法制備一定量的負(fù)載了鈀的的ai2O3。根據(jù) 這一方法，Pd (NO3)2以約1. 6重量％鈀的負(fù)載量浸漬到Al2O3上。Al2O3AM材料然后在120°C 干燥整夜，隨后在550°C鍛燒約5小時(shí)。接著，Pd/Al203材料與Laa9SraiC0OJt磨形成如前所 述的漿料。整料芯樣品然后在所述漿料中浸漬涂覆，隨后，水平放置在溫度設(shè)置為200°C的 爐中30分鐘。重復(fù)該程序直至達(dá)到目標(biāo)總加載量約60g/L Pd(l. 6wt. % )/Al2O3以及60g/ LLaa9SraiC0O3tj該加載量達(dá)到后，所述復(fù)制的DOC催化劑材料在空氣流動(dòng)為IOOmL/分鐘， 溫度為700°C鍛燒5小時(shí)。然后通過(guò)傳統(tǒng)的濕式浸漬法將鈀顆粒加載在Laa9SraiCoO3表面 上以形成前述的Pdzlaa9Srci. AoO3。芯樣品然后在爐中進(jìn)行水熱預(yù)處理大約72小時(shí)，爐中 的環(huán)境為750°C、空氣中具有IOmol%水。6.性能評(píng)價(jià)在大氣壓力下工作的垂直石英管式反應(yīng)器用來(lái)評(píng)價(jià)包含在剛剛描述過(guò)的芯樣品上的各種材料的NO氧化性能、HC氧化性能以及耐硫性能。將制備的芯樣品分別裝在反應(yīng)器內(nèi)，同時(shí)進(jìn)氣管路和出氣管路分別向反應(yīng)器來(lái)回傳輸氣體進(jìn)料。反應(yīng)氣體進(jìn)料罐組裝起來(lái) 從而以1. 6L/min向反應(yīng)器輸送氣體進(jìn)料，該1. 6L/min對(duì)應(yīng)于大約30，OOOtT1的空間速度。 包括N2、02、N0、C3H6/C3H8以及SO2的源的反應(yīng)氣體進(jìn)料罐能夠在多種環(huán)境下模擬典型貧燃發(fā) 動(dòng)機(jī)廢氣。也設(shè)置水端口用于向通過(guò)進(jìn)氣管路供給反應(yīng)器的氣體進(jìn)料中引入可控量的水。反應(yīng)器在管式爐中被加熱以控制芯樣品緊上游的氣體進(jìn)料溫度為大約125°C到大 約450°C。熱電偶被用來(lái)測(cè)量反應(yīng)器上游和下游的氣體溫度。而且，采用傅立葉變換紅外 (FTIR)分析儀(ThermoNicolet NEXUS 670)分析反應(yīng)器出口氣流，該儀器在940Torr和 165°C校準(zhǔn)。位于FTIR出口的壓力控制器用于維持該校準(zhǔn)壓力。進(jìn)氣管路和出氣管路的溫 度都保持在大約165°C以便確保存在的任何水完全蒸發(fā)。圖4對(duì)沒(méi)有負(fù)載鈀顆粒(Laa 9Sr0. ^oO3和LaCoO3)的幾種鈣鈦礦化合物和傳統(tǒng)鉬基 DOC催化劑材料的NO到NO2的轉(zhuǎn)化性能進(jìn)行了比較。帶有每種材料的芯樣品被單獨(dú)放置在 反應(yīng)器中并用于評(píng)估NO氧化性能。供給反應(yīng)器的進(jìn)料氣體包含IOmol % O2,、500ppmN0和 余量N2?？梢钥闯?，相比傳統(tǒng)的鉬基DOC氧化催化劑材料，La0.9Sr0. AoO3和LaCoO3都在更低 溫度下達(dá)到NO到NO2的轉(zhuǎn)化平衡。在測(cè)試的溫度范圍內(nèi)，Laa9Sra ^oO3和LaCoO3也一般顯 示出與傳統(tǒng)的鉬基DOC催化劑材料可比的或更高的NO氧化效率。圖5和6比較了鈀負(fù)載顆粒對(duì)PdZlaa9SraiCoO^i硫的影響。包括Laa9Sra^oO3的 芯樣品和包括Pdzlaa9SraiCoO3的芯樣品被各自單獨(dú)放置在反應(yīng)器中并且評(píng)估耐硫性。供 給反應(yīng)器的進(jìn)料氣體包括 8mol% 02、8mol% H20、200ppm N0、260ppm C3H6、90ppm C3H8Uppm SO2W及余量N2。進(jìn)料氣體保持在300°C且以長(zhǎng)達(dá)175分鐘的周期被輸送到反應(yīng)器中。如 圖5所示，從大約50分鐘開(kāi)始且在大約140分鐘結(jié)束，包括Laa9Sra ^0O3的芯樣品的NO轉(zhuǎn) 化從大約0. 65穩(wěn)定下降到小于0. 20。但是，如圖6所示，包括Pdzlaa9Sra ^0O3的芯樣品的 NO轉(zhuǎn)化在整個(gè)175分鐘時(shí)間周期內(nèi)，只從稍大于0. 70略微下降到稍小于0. 70。這樣，負(fù)載 的鈀顆粒的存在阻止了在圖5中看到的硫中毒的程度而且有助于維持Pdzlaa9SraiCoO3的 NO氧化活性。圖7和8證實(shí)明顯暴露在SO2之后，復(fù)制DOC催化劑材料的NO和HC氧化性能，該 復(fù)制DOC催化劑材料包括分散在Al2O3載體材料上的PdZLaa9SraiC0O3,以及獨(dú)立的鈀。首 先，包含復(fù)制DOC催化劑材料的芯樣品被放置在反應(yīng)器中，并且在SO2不存在時(shí)評(píng)估NO以 及HC氧化性能。供應(yīng)到反應(yīng)器中的進(jìn)料氣體包括8mol% 02、8mol% H20、200ppm N0、245ppm C3H6、90ppm C3H8，以及余量N2。隨著進(jìn)料氣體溫度的升高，觀察到的C3H6、C3H8以及NO的氧 化如圖7所示。下一步，將Ippm的SO2引入進(jìn)料氣體中并且將其輸送到反應(yīng)器16小時(shí)，以 便把Pd/Laa9Sr0. KoO3暴露在總量1克硫中。如圖8所示，復(fù)制DOC催化劑材料的C3H6、C3H8 以及NO氧化性能以前述相同的方式被評(píng)估。圖7和圖8的數(shù)據(jù)比較表明具有分散在Al2O3 上的Pdzlaa9Sra !CoO3以及獨(dú)立鈀的復(fù)制DOC催化劑材料在硫中暴露后經(jīng)歷非常少的NO或 HC催化減活。圖9-13比較了傳統(tǒng)的鉬基DOC催化劑材料、Laa9Sra KoOy和Pd/Laa9SrQ. !CoO3的 HC氧化性能。具有傳統(tǒng)的鉬基DOC催化劑材料、Laa9SraiCoO3和Pd/LaQ.9SrQ. ^0O3的芯樣 品被各自單獨(dú)放在反應(yīng)器中并且評(píng)估HC氧化性能。到反應(yīng)器的進(jìn)料氣體包括Smol % 02、 8mol%H20,200ppm N0、260ppm C3H6、90ppm C3H8以及余量N2。傳統(tǒng)的鉬基DOC催化劑材料的HC氧化性能如圖9所示。另一方面，Laa9SraiC0O3WHC氧化性能如圖10所示。通過(guò)比較圖 9和10發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有負(fù)載鈀顆粒的單獨(dú)Laa9SraiCoO3有點(diǎn)盡量與傳統(tǒng)的鉬基DOC催化劑材料 的HC氧化性能相當(dāng)。但如圖11所示，Pd/La0.9Sr0. ^oO3的HC氧化性能比得上并且在一些方 面超過(guò)傳統(tǒng)的鉬基DOC催化劑材料。與傳統(tǒng)的鉬基DOC催化劑材料相比，Pdzlaa9SraiCoO3 顯示出優(yōu)異的C3H8氧化性能。這可以通過(guò)比較圖9和11，或者，更簡(jiǎn)單地參考圖12-13可 以看出，圖12-13分別離析并僅僅給出傳統(tǒng)鉬基DOC催化劑材料和Pdzlaa9SraiCoO3的C3H8 氧化性能。Pd/Laa9Sr0. !CoO3的C3H6氧化性能雖然比傳統(tǒng)的鉬基DOC催化劑材料稍差，但仍 然比觀測(cè)到的Laa9SraiCoO3的C3H6氧化性能好得多。 上述實(shí)施方案的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，其變體不應(yīng)被認(rèn)為是偏離本發(fā)明的精神和范疇。
權(quán)利要求
用于廢氣后處理系統(tǒng)的部件中的氧化催化劑，在所述廢氣后處理系統(tǒng)的所述部件中包含在貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中的至少NO被氧化，所述氧化催化劑包含鈣鈦礦氧化物顆粒；以及基于所述氧化催化劑的重量以約0.5到約5.0的重量百分比負(fù)載在所述鈣鈦礦氧化物顆粒上的鈀顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的氧化催化劑，其中，鈣鈦礦氧化物顆粒包括LaCO03、La(1.9SraiCoOy LaMnO3 或 Latl. 9SrQ. ^nO3 中的至少之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的氧化催化劑，其中，鈀顆粒以基于所述氧化催化劑的重量約1.0到 約2. 0的重量百分比負(fù)載在鈣鈦礦氧化物顆粒上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的氧化催化劑，其中，所述廢氣后處理系統(tǒng)的所述部件為柴油氧化 催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的氧化催化劑，其中，所述廢氣后處理系統(tǒng)的所述部件為貧燃NOx捕集器。
6.廢氣后處理系統(tǒng)中的部件，所述廢氣后處理系統(tǒng)接收燃燒空氣和燃料的貧燃混合物 的貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣，該部件包括襯底表面，至少部分所述發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣通過(guò)該襯底表面；以及由所述襯底表面攜帶的氧化催化劑，其包括鈣鈦礦氧化物顆粒和負(fù)載在鈣鈦礦氧化物 顆粒上的鈀顆粒，其中，鈀顆粒以基于所述氧化催化劑的重量約0. 5到約5. 0的重量百分比 負(fù)載在鈣鈦礦氧化物顆粒上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的部件，其中，鈣鈦礦氧化物顆粒包括LaCo03、La0.9Sr0.AoO3IaMnO3 或Laa9SraiMnO3中的至少之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的部件，其中，鈀顆粒以基于所述氧化催化劑重量約1.O到約2. O的 重量百分比負(fù)載在鈣鈦礦氧化物顆粒上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的部件，其中，所述部件為柴油氧化催化劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的部件，其中，所述部件為貧燃NOx捕集器。
全文摘要
本發(fā)明涉及耐硫鈣鈦礦負(fù)載的催化劑。具有可觀NO和HC氧化能力的耐硫氧化催化劑已提出用于貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣后處理系統(tǒng)的任意至少希望氧化NO的部件中。其中可以采用這種氧化催化劑的這種部件的數(shù)個(gè)非排它性實(shí)例包括DOC和LNT。氧化催化劑可包括鈣鈦礦氧化物顆粒，其負(fù)載鈀顆粒。鈣鈦礦氧化物顆粒負(fù)載的鈀同時(shí)氧化NO和HC的能力可顯著減少或完全消除針對(duì)至少NO氧化在廢氣后處理系統(tǒng)中采用鉑。而且，在某些情況下，氧化催化劑可顯示出比鉑更優(yōu)的耐熱性及較好的NO和HC氧化活性。
文檔編號(hào)B01D53/94GK101837291SQ201010170958
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者C·H·金, R·J·布林特, W·李 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司