特征在于二氧化硅基载体材料的废气净化催化剂
本发明涉及用于净化内燃机废气的催化剂(催化转化器),其包含在惰性陶瓷体或金属蜂窝体上的催化活性涂层,所述涂层包含在细小的氧化载体材料上的至少一种铂族金属如铂、钯、铑和铱。所述催化剂尤其适于对柴油机废气的氧化净化,这是因为其对柴油机燃料中的硫元素的毒性显示出良好的耐性。
柴油机利用所谓的贫空气/燃料混合物来运行,这意味着,输送至发动机中的空气/燃料混合物中所包含的氧气高于燃料完全燃烧所需的氧气量。除未燃烧的烃(HC)和一氧化碳(CO)以外,柴油机废气中还包含氧化氮(NOX)和灰粒。包含在废气中的另一污染物质是二氧化硫,其来自包含在柴油机燃料中的硫。
为了净化柴油机的废气,经常使用所谓的柴油机氧化催化剂,所述催化剂将废气中的碳氢化合物和一氧化碳转化成无害的成分。此外,通过使吸附在颗粒上有机化合物的氧化,这些催化剂还减少了颗粒物。
代表性的这种催化剂包含:在陶瓷体或金属蜂窝体上的一种或多种载体氧化物(例如氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈以及其混合物)、一种或多种沸石以及作为催化活性成分的铂的涂层。所采用的载体氧化物或载体材料具有大的表面积,即其比表面积(根据德国工业标准DIN 66131测量的BET面积)大于10m2/g,优选大于50m2/g。在废气温度高达约800℃时,比表面积应当保持稳定。为了取得高度的催化活性,将铂很细地分布在载体氧化物上。
绝大多数碳氢化合物排放物在冷启动阶段排出,这是因为在该阶段催化剂还没有达到其工作温度。为了减少冷启动阶段的碳氢化合物排放物,将沸石添加至催化剂中。沸石是带有特定孔隙结构的铝硅酸盐。孔径大小处于小有机分子的数量级。在低温时,沸石储存碳氢化合物,而在较高湿度时,当催化剂活化时,碳氢化合物再次被释放(解吸),然后在催化剂的铂微晶上进行转化。
这样的催化剂例如描述于US5,157,007中。在惰性蜂窝载体上,所述催化剂包含催化活性涂层,作为催化活性铂族金属的氧化载体材料,其包含氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、沸石或其混合物。将所谓的沉淀硅石用作二氧化硅。沉淀硅石具有大的比表面积。
本发明涉及用于内燃机废气净化的催化剂,其包含在惰性陶瓷或金属蜂窝体上的催化活性涂层,所述涂层包含在细小的氧化载体材料上的至少一种选自铂、钯、铑和铱的铂族金属。作为氧化载体材料,所述催化剂包含基于二氧化硅的低孔隙率材料,并且包含平均粒径在7-60nm之间的主要为球状的初级颗粒的聚集体。