用于汽油颗粒过滤器上游的启动催化剂
在燃烧发动机领域中众所周知，燃料燃烧是不充分的并且产生污染物排放，这些污染物如碳氢化合物（HC)，一氧化碳（CO)，氮氧化物（NOx)和颗粒物（PM)。为了改进空气质量，设立了排放限制法规以实现来自固定应用和可移动来源的更低的污染物排放。对于像客车这种可移动来源，主要措施使能实现污染物排放的减少。改进燃料-空气混合作为主要措施产生了污染物的显著减少。然而，由于这些年更严格的法规，非均相催化剂的应用不可避免。 对于汽油发动机，该所谓的三效催化剂（TWC)可去除HC，CO和N0X。TWC的最佳使用量是约A = 1+/-0. 005,其中空气/燃料比等于14. 56。超过这些值，排气是所谓的稀排气，并且CO和HC被催化氧化为二氧化碳和水。低于这个值，排气是所谓的富排气且用例如 CO作为还原剂主要将NOx还原为N2。最近，对来自汽油发动机的颗粒物（PM)排放的兴趣增力口。为了降低PM的排放，即将到来的新的汽油车辆可能需要使用催化的汽油颗粒过滤器（GPF)，但是该催化剂对HC、 CO和NOx转化还具有给定的三效活性。不幸的是，GPF不能作为独立的催化剂使用，因为它通常只显示较差的起燃性能。这导致不可接受地增加的HC排放量，因为HC尤其是在冷启动过程中排放的。
本文介绍的催化剂旨在提高含有GPF的排气净化系统的HC起燃性能。技术方案如下：本发明提供了一个在惰性催化剂载体上的双层三效催化剂，包括在该惰性催化剂载体上的一个第一层，该第一层包括活性氧化铝，一种铈/锆混合氧化物以及作为一种催化活性贵金属的钯，以及一个第二层，该第二层被施加到第一层上并与有待净化的排气直接接触，包括活性氧化铝以及作为一种催化活性贵金属的铑，该第二层不含有铈和含铈材料且不包含除了铑以外的任何催化活性贵金属。该催化活性贵金属用量是考虑到特定的操作要求并根据希望的污染物的转化率来选择的。典型地，钯是基于惰性催化剂载体的体积以0. lg/L至15g/L的量使用。典型地铑的浓度是基于惰性催化剂载体的体积从0. 0lg/L至lg/L。如果第一层中存在钼，其用量典型地是基于惰性催化剂载体的体积从0. 0lg/L至lg/L。 这些催化活性贵金属沉积到一个或多个其它的催化剂成分上。例如，第一层的催化活性贵金属可以沉积到活性氧化铝或者铈/锆混合氧化物或两者上。第一层和第二层的活性氧化铝通常通过掺杂基于氧化铝的总重量按重量计1 %至 10%，优选3%至6%更优选3. 5%至4. 5%的氧化镧来稳定化。被用于第一层中的铈/锆混合氧化物的特征为二氧化铈和氧化锆的重量比。这样的重量比可以在广泛的界限内变化，且取决于催化剂预期解决的特定技术任务。典型地二氧化铈与氧化锆的重量比从〇. 1至1. 2且优选从0. 8至1. 2。该铈/锆混合氧化物优选以基于惰性催化剂载体的体积40g/L至60g/L的量使用。第二层包含一种钕/锆混合氧化物，此混合氧化物中氧化钕与氧化锆的重量比优选是从0. 2至0. 5。该钕/锆混合氧化物优选基于惰性催化剂载体的体积以50g/L至80g/L的量使用，在铈/锆混合氧化物存在于第二层中的情况下，铑可以沉积到活性氧化铝或者铈 /锆混合氧化物或两者上。
虽然本发明的催化剂可以作为底板下的主催化剂，但特别有利的是使用本发明的催化剂作为汽油颗粒过滤器（GPF)上游的启动催化剂。在这种配置中本发明的催化剂解决了如上面描述的问题，即充分地减低配备GPF的车辆在冷启动时产生的HC排放量。相应地，本发明进一步提供了包括上面描述的一个本发明催化剂和一个汽油颗粒过滤器（GPF)的一种排气处理系统。