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CN114072223A - 用于处理机动车排气的催化剂系统及其制造方法 - Google Patents

用于处理机动车排气的催化剂系统及其制造方法 Download PDF

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CN114072223A
CN114072223A CN202080032316.2A CN202080032316A CN114072223A CN 114072223 A CN114072223 A CN 114072223A CN 202080032316 A CN202080032316 A CN 202080032316A CN 114072223 A CN114072223 A CN 114072223A
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Abstract

本发明涉及一种用于后处理机动车排气的催化剂系统。本发明也涉及包含所述催化剂单元的排气处理系统。本发明也涉及用于处理摩托车排气的排气处理方法。排气在排入大气前需要满足各种规范。本发明的催化剂系统有效地将有害的烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)减少成较无害的组分从而满足排放规范。所述催化剂系统的优点在于经济和高效、降低的背压并同时满足排放规范、催化剂中的贵金属的最优利用以致成本降低。

Description

用于处理机动车排气的催化剂系统及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于处理机动车排气的催化剂系统。具体地，本发明涉及用于减少摩托车排气中的烃、一氧化碳和氮氧化物的催化剂系统。本发明还涉及制备所述催化剂的方法。排气在排入大气前需要满足各种规范。本发明也涉及包含所述催化剂单元的排气处理系统。本发明也涉及用于处理摩托车排气的排气处理方法。
背景
包含内燃机的机动车在全世界广泛用于运输。来自内燃机的产物或排气具有许多不同的组分。该产物可能含有部分转化的进料(烃)、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等。机动车的更广泛的使用导致这些产物的更广泛产物。
来自机动车发动机的排气通常含有排放物，如烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)。这样的排放物相对有害并且在排入大气前需要预处理。此外，排放处理规范逐年变得更严格。最近，在许多国家已经要求或将要求更严格的排放标准以通过进一步限制排放物如HC、CO、NOx来改善环境状况。
车辆如摩托车或小型摩托车(scooter)通常配备废气排放净化装置，如净化发动机排出的废气的催化剂。来自排气净化装置的净化排气随后以无害状态排放到大气中。在一个实例中，使用催化剂单元作为排气净化装置。将催化剂单元安置在消音器内或在一端连向发动机且另一端连向消音器的排气管的中间。该催化剂单元用于降低尾管排放水平。通常，以蜂窝或丸粒几何构建催化剂单元以使排气暴露于由一种或多种贵金属如铂族金属，包括铂、钯、铑制成的大表面。催化剂单元主要由基底、洗涂层和一个或多个贵金属层组成，贵金属例如为铂、钯和铑。
本领域中众所周知的是，已经开发出各种催化剂和排气净化系统并用于机动车，以解决具有挑战性的排放控制问题。但是，催化剂系统始终存在改善和进步的空间。
参考CN专利申请CN105664939A，其公开了由支承体和洗涂层组成的用于处理摩托车排气的催化转化器。所述洗涂层由氧化铝或储氧材料和包含铂、钯和铑的贵金属组成。首先，由于贵金属极其昂贵，这种催化剂的高成本对这种催化剂的应用而言仍是关键因素。此外，对这种催化剂重要的是以最大可能的方式处理排气，例如三元转化(TWC)催化剂。因此，希望开发在可满足日益严格的法规的同时使用有限贵金属的催化剂系统。
进一步参考US专利申请US20120128558 Al，其公开了由至少两个前层和两个后层与基底一起组成的TWC催化剂。该文献公开了所有层包含铂族金属组分，且后底层基本不含含二氧化铈的储氧组分。尽管这种催化剂系统可满足排放规范，但仍然需要减少排气中的烃。此外，需要开发具有改进的反应物排气转化率的催化剂。
尽管现有技术公开了各种催化剂系统以处理排气料流，但已知的系统要么不令人满意，要么非常昂贵。因此，仍然需要成本有效、设计精良的用于后处理摩托车排气的催化剂系统。
有鉴于此，本公开的发明人认为需要开发克服现有技术的所有问题并且成本有效的催化剂系统。在此特别需要改进催化剂的效率，即烃的转化率。本发明提供用于将排气的有害组分转化成可排入大气的较无害组分的改进的催化剂系统和排气处理方法。这种改进的催化剂有效减少排放，尤其是排气中存在的烃。该催化剂系统不仅产生经济效益，还解决环境方面的问题和满足排放规范。
本发明的一个目的是提供有效催化来自摩托车排气的HC、CO和NOx的减少的催化剂。
本发明的另一目的是有效减少来自摩托车的排气中的排放物。
本发明的再一目的涉及成本有效的催化剂系统。
本发明的又一目的是提供用于有效处理机动车排气的排气处理系统。
发明概述
本发明涉及一种用于后处理机动车排气的催化剂系统。具体地，本发明涉及用于减少摩托车排气中的烃、一氧化碳和氮氧化物的催化剂系统。排气在排入大气前需要满足各种规范。本发明也涉及包含所述催化剂单元的排气处理系统。本发明也涉及用于处理摩托车排气的排气处理方法。
在本公开的一个方面，本发明涉及有效催化来自摩托车排气的HC、CO和NOx的减少的催化剂系统。所述用于后处理摩托车排气的催化剂系统包含顺序的两个模块(bricks)1和2。模块1位于上游，其包含涂布在基底1上的洗涂层1和洗涂层2。模块2位于下游，其包含涂布在基底2上的洗涂层3。所有洗涂层1、2和3包含贵金属Pt、Pd和Rh。基底1和/或基底2具有包含储氧组分和耐火金属氧化物的金属基底(包括纵向结构)。模块1和模块2的洗涂层的厚度比为1.25至1.35。催化剂系统的总平均贵金属为35至40g/ft3。PGM载量在模块1中为45至50g/ft3，在模块2中为25至30g/ft3。
本发明的发明人已经意外地发现，通过提供除模块1和模块2的洗涂层的厚度比之外还包括各种特征的催化剂，可获得有效减少排气中的排放物的成本有效的催化剂系统。
在本公开的另一个方面，本发明涉及包含本发明的催化剂系统或单元的排气处理系统。该排气处理系统可具有催化剂单元以及其它用于有效处理的单元。
在本公开的另一个方面，本发明涉及一种用催化剂系统处理排气的方法。
附图简述
考虑联系附图作出的下列详述，本发明本身以及进一步的特征和附带优点将更加明显。现在仅举例描述本发明的一个或多个实施方案，其中类似的附图标记代表类似的要素并且其中：
图1图示根据本发明的一个实施方案的催化剂的示意图；
图2图示根据本发明的一个实施方案的催化剂的示意图；
图3图示根据本发明的一个实施方案的催化剂的示意图；
图4图示根据本发明的一个实施方案的催化剂的示意图；
图5显示实施例1至4的GVS上的总HC(THC)排放；
图6显示实施例2和3的累计THC排放；
图7显示实施例2和3的累计NOx排放；
图8显示实施例5和6的累计THC排放；
图9显示实施例7和8的累计烃排放；
如果没有明确注明，说明书中参考的附图不应被理解为按比例绘制，并且这些附图仅是示例性的。
发明详述
尽管本发明能有各种修改和替代形式，但其实施方案已举例显示在附图中并将在下文中描述。但是，应该理解的是，无意将本发明限于公开的特定形式，而是相反，本公开应该涵盖落在本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
术语“包含”或其任何其它变型意在涵盖非排他性的包含，因此包含一系列组件或步骤的装置、结构或方法不仅包括这些组件或步骤，还可包括没有明确列举的或这样的装置或结构或方法固有的其它组件或步骤。换言之，如果没有更多限制，在“包含”之后的系统或装置中的一种或多种要素不排除在该系统或装置中存在其它要素或附加要素。
为了更好地理解本发明，现在参考附图和以下说明书中例举的实施方案，在下列附图中，相同的附图标记用于指定各种视图中的相同组件。
尽管针对车辆阐述了本发明，但是排气系统及其方面和特征也可用于其它类型的交通工具。术语“车辆”、“两轮车”和“摩托车”在说明书通篇互换使用。术语“车辆”包含如摩托车、小型摩托车、自行车、轻便摩托车(mopeds)、滑板车类型的车辆(scooter typevehicle)、全地形车(ATV)之类的车辆。
此外，要理解的是，本发明不限于以下描述中阐述的构造或方法步骤的细节。本发明能有其它实施方案并且能以各种方式实施或进行。
本说明书和所附权利要求书中使用的下列术语具有下列定义：
词语“a”、“an”、“the”当用于界定术语时，包括该术语的复数和单数形式。
除非另行指明，所有百分比和比率按重量计。
在本发明的一个方面，提供一种用于处理机动车排气的催化剂系统，其包含一个或多个基底和在基底上的两个或更多个洗涂层，形成一个或多个模块，其中
位于上游的第一模块包含涂布在第一基底上的第一洗涂层和第二洗涂层，
位于下游的第二模块包含涂布在第二基底上的第三洗涂层，
其中所述洗涂层包含选自Pt、Pd和Rh的贵金属，第一基底和/或第二基底具有包含储氧组分和耐火金属氧化物的金属基底，
其特征在于第一模块和第二模块的厚度比为1.25至1.35。
在本发明的一个实施方案中，公开了一种催化剂系统，其中贵金属在所述催化剂系统中具有35至40g/ft3的总平均载量。
在本发明的另一实施方案中，公开了一种催化剂系统，其中贵金属载量在第一模块中为45至50g/ft3，在第二模块中为25至30g/ft3。
本发明的再一实施方案涉及所述催化剂系统，其中第一模块中的Pd/Rh重量比为2.5至2.8；且第二模块中的Pd/Rh重量比为1/5至1/3。
本发明的再一实施方案涉及一种催化剂系统，其中在摩托车BS-VI应用中，所述双模块系统一起距发动机管50mm。
本发明的再一实施方案涉及一种催化剂系统，其中所述金属基底是纵向结构的整料。
本发明的再一实施方案涉及一种催化剂系统，其中所述洗涂层施加在单个基底上。
本发明的再一实施方案涉及一种催化剂系统，其中所述基底具有二氧化铈储氧组分且耐火金属氧化物组分是铌、钼、钽、钨和铼的一种或多种。
在本发明的一个实施方案中，一种制备用于后处理机动车排气的催化剂系统的方法，其包括步骤
在一个或多个基底上制备和涂布一个或多个洗涂层，形成两个或更多个模块，其包括
a.用水稀释可溶性贵金属溶液以达到初湿(incipient wetness)，
b.在所述贵金属溶液上浸渍氧化铝、铈和锆氧化物粒子，
c.加入水和另一可溶性贵金属溶液，形成浆料，
d.将所述浆料施加在金属基底上，
e.干燥和在500℃-600℃的温度下煅烧至少2小时，
其中用于第一和第二洗涂层区域的浆料具有至少40％固含量，用于第三洗涂层区域的浆料具有至少30％固含量，
位于上游的第一模块包含第一洗涂层和第二洗涂层，
位于下游的第二模块包含第三洗涂层，
其特征在于第一模块和第二模块的厚度比为1.25至1.35。
在本发明的另一实施方案中，一种制备催化剂系统的方法，其中贵金属载量在第一模块中为45至50g/ft3，在第二模块中为25至30g/ft3。
本发明的再一实施方案涉及一种制备催化剂系统的方法，其中第一模块中的Pd/Rh重量比为2.5至2.8；且第二模块中的Pd/Rh重量比为1/5至1/3。
本发明的再一实施方案涉及一种制备催化剂系统的方法，其中在摩托车BS-VI应用中所述双模块系统一起距发动机管50mm。
本发明的再一实施方案涉及一种制备催化剂系统的方法，其中所述金属基底是纵向结构的整料。
在本发明的一个实施方案中，一种用于处理机动车排气的排气处理系统，其包含一个或多个催化剂系统
所述催化剂系统包含一个或多个基底和在基底上的一个或多个洗涂层，形成两个或更多个模块，其中
位于上游的第一模块包含涂布在第一基底上的第一洗涂层和第二洗涂层，
位于下游的第二模块包含涂布在第二基底上的第三洗涂层，
其中所述洗涂层包含选自Pt、Pd和Rh的贵金属，第一基底和/或第二基底具有包含储氧组分和耐火金属氧化物的金属基底，
其特征在于第一模块和第二模块的厚度比为1.25至1.35。
在本发明的一个实施方案中，一种处理机动车排气的排气处理方法，其包括步骤
将来自机动车发动机的排气送往排气处理系统以将有害的烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)转化成较无害的组分从而满足排放规范，
其中所述排气处理系统是如权利要求14中所述的系统。
在本发明的一个实施方案中，如权利要求1中所述的催化剂系统用于后处理机动车排气的用途。
在本发明的一个实施方案中，如权利要求16中所述的催化剂系统的用途，其具有降低的背压和贵金属的最优利用。
用于净化内燃机的排气的催化剂系统包含至少一个基底；布置在所述至少一个基底的上游侧的第一洗涂层区，其中第一洗涂层区包含第一铂族金属(PGM)；与第一洗涂层区相邻/相继地布置在所述基底上的第二洗涂层区，其中第二洗涂层区包含第二铂族金属(PGM)；在所述基底的上游侧布置在第一洗涂层区上的第三洗涂层区，其中第三洗涂层区包含第三铂族金属(PGM)；其中第一PGM、第二PGM和第三PGM选自铂、钯和铑。第二PGM的总载量/密度大于第一PGM的总载量/密度，且第一和第三PGM的总载量/密度合计大于第二PGM的总载量/密度。此外，第一洗涂层与第二洗涂层的厚度比为1.25至1.35。
本文所用的术语“后/后侧/背后/向后(rear/rearward/back/backward)”、“向上/上部/顶部(up/upper/top)”、“下/下部/下侧/向下、底部(down/lower/lowerward/downward、bottom)”、“左/左侧”、“右/右侧”代表跨骑的车辆驾驶员所见的方向并且这些方向在附图中由箭头Fr、Rr、U、Lr、L、R表示。
图1图示根据本发明的一个实施方案的催化剂的示意图。
本发明的催化剂(100)包含第一基底(101)、第二基底(102)、第一洗涂层区(201)、第二洗涂层区(202)、第三洗涂层区(203)。第二基底(102)沿第一基底(101)的下游毗邻第一基底(101)布置。
在另一实施方案中，如图4中所示，第二基底(102)沿第一基底(101)的下游以预定空间间隙‘x’毗邻第一基底(101)布置。第一洗涂层区(201)布置在第一基底(101)上。第二洗涂层区(202)。第一洗涂层区(201)布置在第一基底(101)上。第一洗涂层区(201)包含选自铂、钯和铑的第一铂族金属(PGM)。在一个实施方案中，第一基底中的钯/铑重量比为2.5至2.8。此外，第二洗涂层区(202)布置在毗邻第一基底(101)并沿第一基底(101)的下游方向的第二基底(102)上。
在本发明的一个实施方案中，第二基底中的钯/铑重量比为1/5至1/3。第二洗涂层区(202)包含选自铂、钯和铑的第二铂族金属。此外，第三洗涂层区(203)布置在第一基底(101)上的第一洗涂层区(201)上。第三洗涂层区(203)包含选自铂、钯和铑的第一铂族金属。在一个实施方案中，第一基底中的第一和第三洗涂层区的总厚度和第二基底中的第二洗涂层区的厚度的厚度比为1.25至1.35。在一个实施方案中，第一和第三PGM的总载量为45至50g/ft3。在一个实施方案中第三PGM的载量为25至30g/ft3。在一个实施方案中第一基底(101)和第二基底(102)的长度相等。
在另一实施方案中，如图3中所示，第一基底(101)和第二基底(102)是一体基底(103)。在一个实施方案中，如图4中所示，在第一基底(101)和(102)之间提供空间间隙‘x’。提供在第一基底(101)和第二基底(102)之间的这种空间间隙‘x’以改进流动均匀性指数和保持第二基底(102)中的湍流，以带来催化剂系统(100)的更好净化效率。在一个实施方案中，该空间间隙在10mm至20mm的范围内。
在本发明的另一个方面，基底是包含储氧组分和耐火金属氧化物的金属基底(包括纵向结构)。常用的储氧组分是氧化铈或含铈的混合氧化物，例如二氧化铈-氧化锆混合氧化物。耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛、二氧化铈及其混合物。
在优选实施方案中，催化剂系统在催化剂的不同模块中包含不同Pd/Rh比。优选地，模块1中的Pd/Rh重量比为2.5至2.8；且模块2中的Pd/Rh重量比为1/5至1/3。
本发明的另一个方面提供施加在双模块系统上的催化剂系统，在摩托车BS-VI应用中所述双模块系统一起距发动机管50mm。
考虑联系附图作出的下列详述，本发明本身以及进一步的特征和附带优点将更加明显。现在仅举例描述本发明的一个或多个实施方案，其中类似的附图标记代表类似的要素并且其中：
实施例
可基于本公开作出许多变动和组合以制造用于后处理摩托车排气的催化剂系统而不背离本公开的精神。仅为了举例说明给出以下实施例和实施方案，其不应该用作对本发明的限制。
基底上的贵金属涂层和在基底上的布置对发动机的整体性能起到重要作用。如果基底上的贵金属涂层非常厚，则其可能提高排气系统中的背压，影响发动机的性能。此外，贵金属涂层会提高成本。因此，基底上的贵金属涂层必须以优化方式制成以使其不影响发动机性能并且也满足车辆的排放规范。同时，贵金属涂层应该对催化剂而言成本有效。如下所述的制备方法用于制备实施例1至8中的本发明的催化剂系统：
步骤1：洗涂层1的制备和涂布
用水稀释可溶性铑溶液以达到浸渍氧化铝、铈和锆氧化物粒子的初湿。然后将浸渍样品与水、可溶性铂溶液混合，形成具有～40重量％固含量的浆料。将上述混合物施加到金属基底(40×60mm D×L，孔室密度为200cpsi)上，并干燥和在550℃下煅烧2小时。
步骤2：洗涂层2的制备和涂布
用水稀释可溶性钯和铑溶液以便能够初湿含浸氧化铝和铈和锆氧化物。然后将浸渍样品与水混合，形成具有～30重量％固含量的浆料。将该混合物施加到洗涂层1上，并干燥和在550℃下煅烧2小时。
步骤3：洗涂层3的制备和涂布
用水稀释可溶性钯和铑溶液以便能够初湿含浸氧化铝和铈和锆氧化物粒子。然后将浸渍样品与水和可溶性铂溶液混合，形成具有～40重量％固含量的浆料。将上述混合物施加到金属基底(40×60mm D×L，孔室密度为200cpsi)上，并干燥和在550℃下煅烧2小时。
实施例1：
使用上述制备方法制备催化剂系统，所得催化剂系统的洗涂层1中的洗涂层载量1.4g/in3、洗涂层2中的洗涂层载量1.0g/in3和洗涂层3中的洗涂层载量3g/in3。模块1与模块2的厚度比为1.26。
实施例2：
使用上述制备方法制备催化剂系统，所得催化剂系统的洗涂层1中的洗涂层载量2.0g/in3、洗涂层2中的洗涂层载量1.0g/in3和洗涂层3中的洗涂层载量3g/in3。模块1与模块2的厚度比为1.25至1.35。
实施例3：
使用上述制备方法制备催化剂系统，所得催化剂系统的洗涂层1中的洗涂层载量2.0g/in3、洗涂层2中的洗涂层载量1.0g/in3和洗涂层3中的洗涂层载量2.4g/in3。模块1与模块2的厚度比为1.25至1.35。
实施例4：
使用上述制备方法制备催化剂系统，所得催化剂的洗涂层1中的洗涂层载量2.0g/in3、洗涂层2中的洗涂层载量1.0g/in3和洗涂层3中的洗涂层载量2.0g/in3。模块1与模块2的厚度比为1.25至1.35。
实施例5：
使用上述制备方法制备催化剂系统，所得催化剂系统的模块1中的Pd/Rh比2.7和模块2中的Pd/Rh比0.4。模块1与模块2的厚度比为1.25至1.35。
实施例6：
使用上述制备方法制备催化剂系统，所得催化剂系统的模块1中的Pd/Rh比1.7和模块2中的Pd/Rh比0.4。模块1与模块2的厚度比为1.25至1.35。
实施例7：
使用上述制备方法制备催化剂系统，所得催化剂系统的模块1中的Pd/Rh比2.7和模块2中的Pd/Rh比0.25。模块1与模块2的厚度比为1.25至1.35。
实施例8：
使用上述制备方法制备催化剂系统，所得催化剂系统的模块1中的Pd/Rh比2.7和模块2中的Pd/Rh比4.0。模块1与模块2的厚度比为1.25至1.35。
对比例1：
对比例1的催化剂与本发明的实施例1的催化剂相同，不同的是模块1与模块2的厚度比为0.8。
对比例2：
对比例1的催化剂与本发明的实施例1的催化剂相同，只是模块1与模块2的厚度比为1。
对比例3：
对比例1的催化剂与本发明的实施例1的催化剂相同，只是模块1与模块2的厚度比为1.5。
实施例1和对比例1、2和3的THC(总烃)性能的试验：
催化剂在空气中在550℃下老化24小时并涂布在芯材基底(1英寸D×1英寸L×2)上。在GVS(汽油车模拟器)上进行测试且空间速度是动态的，其达到最大85,000h-1且λ在0.80至1.20摆动；HC为0-20,000ppm、CO为0-35,000ppm且NOx(NO/NO2)为0-8,000ppm，H2O＝10％，CO/NOx/O2基于λ而变。通过TCD、FID和FTIR红外光谱学测定THC/CO/NOx量。结果显示在图5中。
如图5中所示，当模块1与模块2的厚度比在所要求保护的范围之间时，有效减少THC(总烃)(实施例1)。另一方面，如果模块1与模块2的厚度比在所要求保护的范围外(对比例1至3)，没有获得THC的所需减少。因此，实施例1和对比例1至3的试验清楚显示，本发明的催化剂系统的增强的性能。
实施例2和3的THC和NOx性能的试验：
本发明的实施例2和3的催化剂用于NOx性能的进一步研究。在机动车上用WorldMotorcycle Test Cycle(WMTC)循环进行试验。WMTC循环是一种标准循环，其中通过改变速度、时间来测试催化剂。将催化剂涂布在全尺寸基底(40mm D×60mm L×2)上并组装在机动车消声器上。通过TCD、FID和FTIR红外光谱学测定THC/CO/NOx量。结果显示在图6和7中。灰色指示发动机的实际速度。P8(黄色)指示实施例3且P8OH(蓝色)指示实施例2。可以看出，实施例3洗涂层载量提供比实施例2洗涂层载量更好的排放控制(THC和NOx减少)。
实施例5和6的THC性能的试验：
本发明的实施例5和6的催化剂用于THC性能的进一步研究。在机动车上用WorldMotorcycle Test Cycle(WMTC)循环进行试验。WMTC循环是一种标准循环，其中通过改变速度、时间来测试催化剂。
催化剂在空气中在550℃下老化24小时并涂布在芯材基底(1英寸D×1英寸L×2)上。在GVS(汽油车模拟器)上进行测试且空间速度是动态的，其达到最大85,000h-1且λ在0.80至1.20摆动；HC为0-20,000ppm、CO为0-35,000ppm且NOx(NO/NO2)为0-8,000ppm，H2O＝10％，CO/NOx/O2基于λ而变。通过TCD、FID和FTIR红外光谱学测定THC/CO/NOx量。结果显示在图8中。2.7(红色)指示实施例5，1.7(蓝色)指示实施例6。可以看出，实施例5洗涂层载量提供比实施例6洗涂层载量更好的排放控制(THC减少)。
实施例7和8的THC性能的试验：
本发明的实施例7和8的催化剂用于THC性能的进一步研究。
在摩托车上用WMTC循环进行试验。将催化剂涂布在全尺寸基底(40mm D×90mm L×2)上并组装在摩托车消声器上。通过TCD、FID和FTIR红外光谱学测定THC/CO/NOx量。结果显示在图9中。灰色指示发动机的实际速度。4(绿色)指示实施例8，0.25(品红色)指示实施例7。可以看出，实施例7洗涂层载量提供比实施例8洗涂层载量更好的排放控制(累计烃)。
尽管已参考特定实施方案描述了本发明，但要理解的是，这些实施方案仅例示本发明的原理和应用。本领域技术人员显而易见，可对本发明的方法和装置作出各种修改和变动而不背离本发明的精神和范围。因此，本发明意在包括在所附权利要求和它们的等同物的范围内的修改和变动。
优点：
本发明的催化剂单元和排放处理系统具有下列优点：
·经济和高效
·有效减少来自机动车排气的烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)
·降低的背压并同时满足排放规范
·催化剂中的贵金属的最优利用，以致成本降低。

Claims (17)

1.一种用于处理机动车排气的催化剂系统，其包含一个或多个基底和在基底上的一个或多个洗涂层，形成两个或更多个模块，其中
位于上游的第一模块包含涂布在第一基底上的第一洗涂层和第二洗涂层，
位于下游的第二模块包含涂布在第二基底上的第三洗涂层，
其中所述洗涂层包含选自Pt、Pd和Rh的贵金属，第一基底和/或第二基底具有包含储氧组分和耐火金属氧化物的金属基底，
其特征在于第一模块和第二模块的洗涂层厚度比为1.25至1.35。
2.如权利要求1中所述的催化剂系统，其中所述催化剂系统中的贵金属具有35至40g/ft3的总平均载量。
3.如权利要求1或2中所述的催化剂系统，其中贵金属载量在第一模块中为45至50g/ft3，在第二模块中为25至30g/ft3。
4.如权利要求1中所述的催化剂系统，其中第一模块中的Pd/Rh重量比在2.5至2.8的范围内；且第二模块中的Pd/Rh重量比在1/5至1/3的范围内。
5.如权利要求1至4任一项中所述的催化剂系统，其中所述双模块系统一起在排气管中距机动车发动机的排气口50mm。
6.如权利要求1中所述的催化剂系统，其中所述金属基底是纵向结构的整料。
7.如权利要求1或6中所述的催化剂系统，其中所述洗涂层施加在单个基底上。
8.如权利要求1或6中所述的催化剂系统，其中所述基底具有二氧化铈储氧组分且耐火金属氧化物组分是铌、钼、钽、钨和铼的一种或多种。
9.一种制备用于后处理机动车排气的催化剂的方法，其包括步骤：
在一个或多个基底上制备和涂布一个或多个洗涂层，形成两个或更多个模块，其包括
a.用水稀释可溶性贵金属溶液以达到初湿，
b.在所述贵金属溶液上浸渍氧化铝、铈和锆氧化物粒子，
c.加入水和另一可溶性贵金属溶液，形成浆料，
d.将所述浆料施加在金属基底上，
e.干燥和在500℃-600℃的温度下煅烧至少2小时，
其中用于第一和第二洗涂层区域的浆料具有至少40％固含量，用于第三洗涂层区域的浆料具有至少30％固含量，
位于上游的第一模块包含第一洗涂层和第二洗涂层，
位于下游的第二模块包含第三洗涂层，
其特征在于第一模块和第二模块的洗涂层厚度比为1.25至1.35。
10.如权利要求9中所述的方法，其中贵金属载量在第一模块中为45至50g/ft3，在第二模块中为25至30g/ft3。
11.如权利要求9或10中所述的方法，其中第一模块中的Pd/Rh重量比在2.5至2.8的范围内；且第二模块中的Pd/Rh重量比在1/5至1/3的范围内。
12.如权利要求9至11任一项中所述的方法，其中所述双模块系统一起距摩托车中的发动机管50mm。
13.如权利要求9中所述的方法，其中所述金属基底是纵向结构的整料。
14.一种用于处理机动车排气的排气处理系统，其包含一个或多个催化剂系统，所述催化剂系统包含一个或多个基底和在基底上的一个或多个洗涂层，形成两个或更多个模块，其中
位于上游的第一模块包含涂布在第一基底上的第一洗涂层和第二洗涂层，
位于下游的第二模块包含涂布在第二基底上的第三洗涂层，
其中所述洗涂层包含选自Pt、Pd和Rh的贵金属，第一基底和/或第二基底具有包含储氧组分和耐火金属氧化物的金属基底，
其特征在于第一模块和第二模块的洗涂层厚度比为1.25至1.35。
15.一种处理机动车排气的排气处理方法，其包括步骤
将来自机动车发动机的排气送往排气处理系统以将有害的烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)转化成较无害的组分从而满足排放规范，其中所述排气处理系统是如权利要求14中所述的系统。
16.如权利要求1中所述的催化剂系统用于后处理机动车排气的用途。
17.如权利要求16中所述的催化剂系统的用途，其具有降低的背压和贵金属的最优利用。
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