專利名稱：顆粒物質(zhì)－氧化材料和氧化催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顆粒物質(zhì)-氧化材料，所述顆粒物質(zhì)-氧化材料顯示出通過氧化而凈化包含在從貧燃內(nèi)燃機(jī)(諸如柴油機(jī))中排出的廢氣中的顆粒物質(zhì)(PM)的優(yōu)越性能，本發(fā)明還涉及用于氧化所述顆粒物質(zhì)的催化劑。
背景技術(shù)：
為了保護(hù)環(huán)境，在世界范圍內(nèi)都需要抑制從內(nèi)燃機(jī)(諸如汽車發(fā)動(dòng)機(jī))中排出的二氧化碳(CO2)量以及抑制所排出的氮氧化物(NOX)量。
由于其所兼有的較高熱效率，貧燃內(nèi)燃機(jī)(諸如柴油機(jī))具有少量排出CO2的特征，然而，由于相對大量排出NOX的缺陷，還會(huì)產(chǎn)生顆粒物質(zhì)。
因此，降低從貧燃內(nèi)燃機(jī)(諸如柴油機(jī))中排出的廢氣中的NOX和顆粒物質(zhì)兩者是重要的，并且繼續(xù)進(jìn)行有關(guān)于燃燒燃料的技術(shù)、有關(guān)于重整燃料的技術(shù)以及有關(guān)于后處理的技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)。
為了解決這些問題，本申請人在日本未審定專利公開號(hào)(Kokai)No.2001-271634中已提出了一種連續(xù)再生類型的廢氣凈化系統(tǒng)(DPNR)，所述系統(tǒng)通過控制燃燒系統(tǒng)中的空氣-燃料比與特定催化劑的組合而凈化NOX和顆粒物質(zhì)兩者。
依照該系統(tǒng)，為穩(wěn)定工作而建立高空氣-燃料比(貧燃)的貧燃狀態(tài)，間歇地建立低空氣-燃料比(富燃)的瞬時(shí)燃燒狀態(tài)，通過燃燒，利用伴隨廢氣中成分變化的特定催化劑所產(chǎn)生的活性氧凈化顆粒物質(zhì)，同時(shí)通過還原而凈化NOX。
上述系統(tǒng)基本要求顆粒物質(zhì)-氧化材料的發(fā)展，所述顆粒物質(zhì)-氧化材料能夠從低溫(不高于300℃)下顯示出顆粒物質(zhì)-氧化作用，從而在實(shí)際操作狀態(tài)下使得顆粒物質(zhì)不會(huì)過度積聚在過濾器上，并且通過還原而凈化NOX的其作用不會(huì)被氧化作用削弱。
由于其功能，二氧化鈰是公知的一種氧化催化劑。例如，日本未審定專利公開號(hào)(Kokai)No.10-151348披露了一種顆粒物質(zhì)-氧化催化劑，所述顆粒物質(zhì)-氧化催化劑至少使用氧化鈰或氧化鋯作為基質(zhì)。
還已知鈰鋯合成氧化物具有氧存儲(chǔ)能力(OSC)；即，其中所包含的鈰原子能夠在3價(jià)和4價(jià)之間改變化合價(jià)，諸如在包含大量O2的氧化性氣氛中將化合價(jià)從3改變?yōu)?以便于吸收氧，并且在包含大量CO和HC的還原性氣氛中將化合價(jià)從4改變?yōu)?以便于釋放氧。
在日本未審定專利公開號(hào)(Kokai)No.2000-169148和No.10-212122中已披露了鈰鋯合成氧化物的現(xiàn)有技術(shù)，并且已經(jīng)描述了作為OSC材料的最適宜的鈰鋯合成氧化物通常包含高達(dá)約50克分子％的量的鈰。
本發(fā)明的一個(gè)目的提供一種適合于本申請人以上所提出的系統(tǒng)的顆粒物質(zhì)-氧化材料，所述系統(tǒng)利用其成分不同于上述現(xiàn)有技術(shù)所提出的鈰鋯合成氧化物的鈰鋯合成氧化物作為顆粒物質(zhì)-氧化材料。
具體地說，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種顆粒物質(zhì)-氧化材料，所述顆粒物質(zhì)-氧化材料增強(qiáng)了顆粒物質(zhì)在低溫(不高于300℃)下的氧化速率，這是本申請人所提出的廢氣凈化系統(tǒng)中和其他廢氣凈化系統(tǒng)中所必需的，并且通過在高溫(不低于500℃)下還原而凈化NOX的其作用不會(huì)被氧化作用削弱。
本發(fā)明的概述通過包含通過燃燒來自于貧燃內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的顆粒物質(zhì)以便于凈化的鈰鋯合成氧化物的顆粒物質(zhì)-氧化材料實(shí)現(xiàn)上述目的，其特征在于，以所包含的金屬原子的總克分子數(shù)為基準(zhǔn)，所述鈰鋯合成氧化物包含0.1到20克分子％的量的鈰。
本發(fā)明的顆粒物質(zhì)-氧化材料具有這樣一個(gè)特征，即，鈰鋯合成氧化物被用作顆粒物質(zhì)-氧化材料，并且所述鈰鋯合成氧化物包含0.1到20克分子％的量的鈰，即，包含遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)OSC材料中所使用的鈰鋯合成氧化物中的鈰量的鈰。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式在本申請人所提出的用于同時(shí)凈化NOX和顆粒物質(zhì)兩者的系統(tǒng)(DPNR)中，假設(shè)鈰鋯合成氧化物以以下所述方式形成活性氧(O2-)并且活性氧促進(jìn)顆粒物質(zhì)的燃燒。
在貧燃穩(wěn)定操作中，鈰鋯合成氧化物中的鈰原子具有4價(jià)。在瞬時(shí)富燃期間，一些鈰原子釋放O原子從而呈現(xiàn)出3價(jià)。具有3價(jià)的鈰原子處于高能級的受激狀態(tài)。在與該高能級的鈰原子相接觸的情況下，包含在廢氣中的氧分子變成為高能級的活性氧(O2-)。
也就是說，鈰鋯合成氧化物變成了形成活性氧的源，所述活性氧甚至在低溫(不高于300℃)下也能氧化顆粒物質(zhì)。因此期待提供這樣一種氧化材料，所述氧化材料甚至在低溫下也能大量地產(chǎn)生活性氧。
這里，甚至通過增加鈰鋯合成氧化物的量可在增長量下產(chǎn)生活性氧。然而，如果增加具有較高鈰含量的傳統(tǒng)鈰鋯合成氧化物的量的話，氧包含量成比例地增加以便于在富燃狀態(tài)下形成氧化性氣氛，從而導(dǎo)致削弱通過在高溫(不低于500℃)下還原而凈化NOX的問題。
另一方面，已經(jīng)披露了，在同樣高溫度下氧含量與具有高鈰含量的傳統(tǒng)鈰鋯合成氧化物的氧含量相同的狀態(tài)中，本發(fā)明所規(guī)定的具有低鈰含量的鈰鋯合成氧化物能夠使得顆粒物質(zhì)在非常高的速率下氧化，稍后將通過示例進(jìn)行論證。
如果進(jìn)一步詳細(xì)描述的話，已經(jīng)披露了，在合成氧化物的量增加到等于高溫下氧含量的條件下，即，在通過還原而還原NOX方面的效果同等的條件下，具有低范圍鈰含量的鈰鋯合成氧化物能夠使得顆粒物質(zhì)在遠(yuǎn)高于具有高鈰含量的鈰鋯合成氧化物的速率下氧化。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上述鈰鋯合成氧化物適用于本申請人在上面所提出的廢氣凈化系統(tǒng)，所述廢氣凈化系統(tǒng)用于還原NOX，同時(shí)氧化顆粒物質(zhì)。
盡管還未闡明原因，但是我們認(rèn)為，當(dāng)鈰含量較低時(shí)，在用作產(chǎn)生活性氧的源的三價(jià)鈰原子之間的距離增加了，從而導(dǎo)致所產(chǎn)生的活性氧的相互作用方面的增加。而且，在將鈰量設(shè)定為相同的情況下，鈰鋯合成氧化物的絕對量增加了，從而所產(chǎn)生的活性氧的量增加了并且活性氧與顆粒物質(zhì)之間的接觸效率增強(qiáng)了。
作為優(yōu)選實(shí)施例，鈰鋯合成氧化物還包含從稀土金屬(不包括鈰)中選擇出來的至少一種金屬(M)，并且最好，包含從鑭、釤、釹、釓、鈧和釔中選擇出來的至少一種金屬(M)。而且，最好，M/Ce的克分子比率為0.1到10，更好的是，克分子比率為0.2到5。
在包括特定范圍內(nèi)的上述稀土金屬的鈰鋯合成氧化物中，在富燃狀態(tài)期間所產(chǎn)生的三價(jià)鈰原子甚至在低溫下也保持形成大量活性氧所需的穩(wěn)定性和量。
作為優(yōu)選實(shí)施例，上述特定的鈰鋯合成氧化物包含鈰鋯合成氧化物/無鈰氧化物的質(zhì)量比為2/8到8/2的無鈰氧化物，最好是，3/7到7/3。最好，這些氧化物被充分均勻地混合在一起以便于構(gòu)成顆粒物質(zhì)-氧化材料。
由于上述混合，可估計(jì)出所產(chǎn)生的活性氧的表觀體積增加了，并且縮短了產(chǎn)生源與顆粒物質(zhì)之間的距離以便于增強(qiáng)活性氧與顆粒物質(zhì)之間的接觸效率。
在本發(fā)明的顆粒物質(zhì)-氧化材料中，貴金屬被攜帶在具有顆粒物質(zhì)-俘獲功能的單片式基材上，以便于構(gòu)成顆粒物質(zhì)-氧化催化劑。顆粒物質(zhì)-氧化催化劑適用于本申請人所提出的廢氣凈化系統(tǒng)，從而有效地凈化NOX和顆粒物質(zhì)兩者。
本發(fā)明的顆粒物質(zhì)-氧化材料包含這樣的鈰鋯合成氧化物，所述鈰鋯合成氧化物包含以金屬原子的總克分子數(shù)為基準(zhǔn)的0.1到20克分子％的量的鈰。最好，鈰鋯合成氧化物還包含從稀土金屬(不包括鈰)中選擇出來的至少一種金屬，更好的是，包含從鑭(La)、釤(Sm)、釹(Nd)、釓(Gd)、鈧(Sc)和釔(Y)中選擇出來的至少一種金屬。
可通過各種方法生產(chǎn)鈰鋯合成氧化物，例如，通過以下方法生產(chǎn)鈰鋯合成氧化物，所述方法即，將諸如氫氧化鈰Ce(OH)3、硝酸鈰Ce(NO3)3、氯化鈰CeCl3或醋酸鈰Ce(CH3CO2)3等鈰前體、諸如氫氧化鋯Zr(OH)3、硝酸氧鋯ZrO(NO3)2·2H2O或氯化鋯ZrCl4等氧化鋯前體以及(如果需要的話)稀土元素的硝酸鹽相混合以制備其懸浮體或溶液，之后進(jìn)行干燥，然后，在500到1000℃的敞開式的氣氛下進(jìn)行燃燒。
接著，最好通過將其研磨到約1μm的直徑水平而精細(xì)地粉碎所獲得的鈰鋯合成氧化物，從而使其可用作顆粒物質(zhì)-氧化材料。
依照上述制備方法，將原始材料的比率調(diào)節(jié)得容易形成這樣的鈰鋯合成氧化物，其中將鈰/鋯/稀土金屬的克分子比率調(diào)節(jié)得處于預(yù)定范圍內(nèi)。
作為優(yōu)選實(shí)施例，鈰鋯合成氧化物包含鈰鋯合成氧化物/無鈰氧化物的質(zhì)量比為2/8到8/2的無鈰氧化物，最好是，3/7到7/3。這些氧化物最好被充分均勻地混合在一起。
可使用最好為具有不大于1μm的平均顆粒尺寸的細(xì)粒形式的氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、二氧化硅-氧化鋁、二氧化鈦-氧化鋯和氧化鋯-氧化鈣作為無鈰氧化物的示例。
在預(yù)定比率下使用球磨機(jī)等通過所需的時(shí)間將鈰鋯合成氧化物和無鈰氧化物混合在一起以獲得充分均勻的混合物。
所獲得的顆粒物質(zhì)-氧化材料由還攜帶有貴金屬的單片式基材攜帶，并且最好由含NOX的材料攜帶以便于構(gòu)成顆粒物質(zhì)-氧化催化劑。可使用蜂巢狀基材作為單片式基材的示例，諸如堇青石，其中小室被交替地封閉。
通過例如將諸如氧化鋯溶膠或氧化鋁溶膠等粘合劑加入到鈰鋯合成氧化物中，并且還以可獲得適合粘度這樣的量將其加入到水中、將它們混合在一起并研磨它們以制備懸浮體，并且用所述懸浮體沖涂單片式基材，之后進(jìn)行干燥和燃燒而使得顆粒物質(zhì)-氧化材料由單片式基材攜帶。
可由單片式基材攜帶的貴金屬為鉑(Pt)、鈀(Pd)和銠(Rh)。通過攜帶顆粒物質(zhì)-氧化材料，并且使催化劑襯底結(jié)構(gòu)充滿包含諸如dinitrodiammineplatinumPt(NH3)2(NO2)2、硝酸鈀Rh(NO3)3等貴金屬成分的溶液，之后干燥和燃燒而使得貴金屬被攜帶。
作為進(jìn)一步由單片式基材攜帶的包含NOx材料，可以諸如鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)或銣(Rb)等堿金屬或諸如鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)或鋇(Ba)等堿土金屬中的至少一種為例。最好使用從Li、K和Ba中選擇出來的至少一種。
包含NOx材料適合于在貴金屬被攜帶之后被攜帶。與攜帶貴金屬相似，使催化劑襯底結(jié)構(gòu)充滿堿金屬的醋酸鹽或硝酸鹽溶液，之后干燥和燃燒。
下面將通過操作示例更具體地描述本發(fā)明。
示例(1)鈰含量在氧化顆粒物質(zhì)的速率上的作用。
在各種量下將硝酸鈰的水溶液加入到氫氧化鋯粉末中，并且將它們混合在一起。然后在80℃下將該混合物干燥12小時(shí)并且在550℃下燃燒2小時(shí)。將所獲得的粉末研磨8小時(shí)。
這樣，制備出具有從0.01到0.80的九個(gè)值n的鈰鋯合成氧化物CenZr1-nO2。
向100份(以質(zhì)量為單位)的所述鈰鋯合成氧化物中加入5份(以質(zhì)量為單位)氧化鋁溶膠和適當(dāng)量的離子交換水。使用球磨機(jī)將混合物混合在一起以制備包含鈰鋯合成氧化物的懸浮體。
接著，用每種懸浮體沖涂諸如堇青石的單片式基材，在所述單片式基材內(nèi)小室被交替地封閉(具有50cc的表觀體積和大約300小室/平方英寸的小室密度)，之后干燥，然后在大約500℃的敞開式的氣氛下燃燒2小時(shí)。將單片式基材進(jìn)一步充滿dinitrodiammineplatinum聯(lián)合體的水溶液，在500℃下燃燒2小時(shí)以構(gòu)成將鈰鋯合成氧化物和Pt攜帶在單片式基材上的顆粒物質(zhì)-氧化催化劑。
在500℃下測量每單位質(zhì)量的鈰鋯合成氧化物的含氧量并且以使得含氧量相同這樣的量由單片式基材攜帶鈰鋯合成氧化物。另一方面，鉑以每公升單片式基材上具有2g的量被攜帶。
測量如此制備的顆粒物質(zhì)氧催化劑的氧化顆粒物質(zhì)的速率。通過從柴油機(jī)中將廢氣(0.036g/min的顆粒物質(zhì)穿過量)引入到每種顆粒物質(zhì)氧催化劑中、增加廢氣量、測量顆粒物質(zhì)氧催化劑之前和之后的壓差并且測量使得壓差平衡的廢氣量而獲得測量結(jié)果。在平衡期間廢氣中所包含的顆粒物質(zhì)的流入速率被認(rèn)為是通過每種顆粒物質(zhì)氧催化劑使得顆粒物質(zhì)氧化的速率。
在圖表1中示出了結(jié)果。在圖表1中，具有前文中已用作OSC材料的代表性鈰含量的鈰鋯合成氧化物Ce0.5Zr0.5O2用作參照。
可從所述結(jié)果中看出的是，與包含相同量氧(即，通過還原而凈化相同量的NOx)的傳統(tǒng)成分相比較，本發(fā)明指定成分的鈰鋯合成氧化物顯示出使得顆粒物質(zhì)氧化的非常高的速率。
從引入的氧量與通過在500℃下將鈰鋯合成氧化物暴露于還原性氣氛而發(fā)出的氧量之間的差異中發(fā)現(xiàn)出用于調(diào)節(jié)攜帶每種鈰鋯合成氧化物的量所測量的含氧量，然后，重復(fù)性地并且瞬時(shí)性地將鈰鋯合成氧化物暴露于預(yù)定量的氧氣(100％的O2濃度)下。本發(fā)明人已披露了，使得如此測量的含氧量與通過還原而進(jìn)行的NOx凈化相密切關(guān)聯(lián)。
圖表1鈰含量和PM氧化速率鈰含量(克分子％) 相對PM氧化速率
801501.1201.5151.9102.37 2.55 2.13.5 2.01 1.5(在300℃下測量)(2)添加鑭在氧化顆粒物質(zhì)的速率上的作用。
在各種量下將硝酸鈰的水溶液和硝酸鑭的水溶液加入到氫氧化鋯粉末中，并且將它們混合在一起。然后在80℃下將該混合物干燥12小時(shí)并且在550℃下燃燒2小時(shí)。將所獲得的粉末研磨8小時(shí)。這樣，制備出具有從0.01到0.20的五個(gè)值n的鈰鋯合成氧化物L(fēng)anCe0.07Zr0.93-nO2。
這些鈰鋯合成氧化物以與上述(1)中相同的方式由諸如堇青石的單片式基材攜帶。通過再使用dinitrodiammineplatinum聯(lián)合體的水溶液，鉑被攜帶以構(gòu)成顆粒物質(zhì)-氧化催化劑。
這里，每種鈰鋯合成氧化物以每公升單片式基材中具有80g的量被單片式基材攜帶，而鉑以每公升單片式基材中具有2g的量被攜帶。
以與上述(1)中相同的方式測量如此制備的顆粒物質(zhì)氧化催化劑的氧化顆粒物質(zhì)的速率。
在圖表2中示出了結(jié)果。在圖表2中，顯示出(1)中氧化顆粒物質(zhì)的最高速率的鈰鋯合成氧化物Ce0.07Zr0.93O2用作參照。
可從所述結(jié)果中知道的是，包含鑭的鈰鋯合成氧化物顯示出使得顆粒物質(zhì)氧化的非常高的速率。本發(fā)明人已經(jīng)披露了，如果鈰含量與鈰鋯合成氧化物中相同的話，含氧量基本與每克分子的鈰鋯合成氧化物相同，并且其效果在通過還原而凈化NOx方面基本相同。因此，通過加入鑭而提高氧化顆粒物質(zhì)的速率是以這樣一個(gè)先決條件為基礎(chǔ)的，所述先決條件即，含氧量基本相同。
圖表2鑭含量和PM氧化速率鑭含量(克分子％)相對PM氧化速率0 11 1.13.5 1.57 2.413 320 1.9鈰含量，7克分子％ 在300℃下測量(3)添加各種稀土金屬在氧化顆粒物質(zhì)的速率上的作用。
將硝酸鈰的水溶液和稀土元素的硝酸鹽的水溶液加入到氫氧化鋯粉末中，并且將它們混合在一起。然后在80℃下將該混合物干燥12小時(shí)并且在550℃下燃燒2小時(shí)。將所獲得的粉末研磨8小時(shí)。
這樣，制備出四種鈰鋯合成氧化物M0.07Ce0.07Zr0.86O2，M為Sm、Nd、Gd和Y。這些鈰鋯合成氧化物以與上述(1)中相同的方式由諸如堇青石的單片式基材攜帶。通過再使用dinitrodiammineplatinum聯(lián)合體的水溶液，鉑被攜帶以構(gòu)成顆粒物質(zhì)-氧化催化劑。
這里，每種鈰鋯合成氧化物以每公升單片式基材中具有80g的量被單片式基材攜帶，而鉑以每公升單片式基材中具有2g的量被攜帶。
以與上述(1)中相同的方式測量如此制備的顆粒物質(zhì)氧催化劑的氧化顆粒物質(zhì)的速率。
在圖表3中示出了結(jié)果。在圖表3中，顯示出(2)中氧化顆粒物質(zhì)的最高速率的鈰鋯合成氧化物L(fēng)a0.07Ce0.07Zr0.86O2用作參照。
可從上述結(jié)果和圖表1的結(jié)果中看出的是，甚至通過加入任何稀土金屬都可提高顆粒物質(zhì)的氧化速率。
圖表3稀土金屬和PM氧化速率加入的元素 相對PM氧化速率La 1Sm 1.15Nd 1.03Gd 0.94Y0.85加入的元素，7克分子％ 鈰含量，7克分子％在300℃下測量(4)混合無鈰氧化物在氧化顆粒物質(zhì)的速率上的作用。
在各種量下將作為無鈰氧化物的γ-氧化鋁(大約180m2/g的比表面積)加入到與上述(3)中相同的方法制備的鈰鋯合成氧化物L(fēng)a0.07Ce0.07Zr0.86O2中。
向100份(以質(zhì)量為單位)的如此獲得的混合物粉末中加入5份(以質(zhì)量為單位)氧化鋁溶膠和適當(dāng)量的離子交換水。使用球磨機(jī)將混合物混合在一起以制備懸浮體。以與上述(1)中相同的方式用懸浮體沖涂單片式基材以便于攜帶混合物粉末。然后，通過使用dinitrodiammineplatinum聯(lián)合體的水溶液，Pt被攜帶以構(gòu)成顆粒物質(zhì)-氧化催化劑。
這里，混合物粉末以這樣的量被單片式基材攜帶，即，使得鈰鋯合成氧化物以每公升單片式基材中具有80g的量被攜帶，而鉑以每公升單片式基材上具有2g的量被攜帶。
以與上述(1)中相同的方式測量如此制備的顆粒物質(zhì)氧催化劑的氧化顆粒物質(zhì)的速率。
在圖表4中示出了結(jié)果。在圖表4中，不包含γ-氧化鋁的鈰鋯合成氧化物L(fēng)a0.07Ce0.07Zr0.86O2用作參照。
可從所述結(jié)果中看出的是，通過加入無鈰氧化物大大增加了使得顆粒物質(zhì)氧化的速率。
圖表4無鈰氧化物的混合和PM氧化速率La0.07Ce0.07Zr0.86O2/γ-氧化鋁 相對PM氧化速率0/100 110/90 220/80 2.630/70 3.240/60 4.250/50 4.460/40 3.870/30 3.480/20 3.0在300℃下測量(5)Pt攜帶量在氧化顆粒物質(zhì)的速率上的作用。
使用球磨機(jī)在6∶4的質(zhì)量比下將以與上述(3)中相同的方法制備的鈰鋯合成氧化物L(fēng)a0.07Ce0.07Zr0.86O2與γ-氧化鋁混合在一起。向100份(以質(zhì)量為單位)的如此獲得的混合物粉末中加入5份(以質(zhì)量為單位)氧化鋁溶膠和適當(dāng)量的離子交換水。使用球磨機(jī)將混合物混合在一起以制備懸浮體。以與上述(1)中相同的方式用懸浮體沖涂單片式基材以便于以每公升單片式基材中具有150g的量攜帶混合物粉末。
然后，通過使用dinitrodiammineplatinum聯(lián)合體的水溶液，鉑以各種量被攜帶以構(gòu)成顆粒物質(zhì)-氧化催化劑。
以與上述(1)中相同的方式測量如此制備的顆粒物質(zhì)氧催化劑的氧化顆粒物質(zhì)的速率。在圖表5中示出了結(jié)果。從圖表5的結(jié)果中，將看出的是，如果Pt攜帶量超過了預(yù)定值的話，由于攜帶量上的增加而導(dǎo)致的效果有所偏移。
圖表5Pt的攜帶量和PM氧化速率Pt攜帶量(g/L)相對PM氧化速率111.5 1.5622.62.5 2.732.752.7在300℃下測量(6)包含NOx材料的添加在氧化顆粒物質(zhì)的速率上的作用。
以與上述(5)中相同的方式使得6∶4質(zhì)量比下的鈰鋯合成氧化物與γ-氧化鋁的混合物粉末以每公升單片式基材中具有150g的量被攜帶。
然后，通過使用dinitrodiammineplatinum聯(lián)合體的水溶液，鉑以各種量被攜帶。而且，使得攜帶Pt的鈰鋯合成氧化物充滿醋酸鋇的水溶液和醋酸鉀的水溶液，之后進(jìn)行干燥，然后，在500℃下燃燒一小時(shí)，以便于在每公升單片式基材中以0.3克分子的量攜帶鋇以及以0.1克分子的量攜帶鉀。
以與上述(1)中相同的方式測量如此制備的顆粒物質(zhì)氧化催化劑的氧化顆粒物質(zhì)的速率。在圖表6中示出了結(jié)果。從圖表6中，將看出的是，在進(jìn)一步攜帶作為包含NOx材料的鋇和鉀的基礎(chǔ)上，在某種程度上可提高氧化顆粒物質(zhì)的速率。
圖表6包含NOx材料的添加和PM氧化速率包含NOx的材料 相對PM氧化速率否 1是 1.05在300℃下測量依照以上所述的本發(fā)明，提供了一種顆粒物質(zhì)-氧化材料，所述顆粒物質(zhì)-氧化材料在不存在氧化作用導(dǎo)致削弱通過在高溫(不低于500℃)下還原而凈化NOX的情況下，在低溫(不高于300℃)下增強(qiáng)了氧化顆粒物質(zhì)的速率。
權(quán)利要求
1.一種顆粒物質(zhì)-氧化材料，包含通過燃燒以凈化來自于貧燃內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的顆粒物質(zhì)的鈰鋯合成氧化物，其中，以其所包含的金屬原子的總克分子數(shù)為基準(zhǔn)，所述鈰鋯合成氧化物包含0.1到20克分子％的量的鈰。
2.依照權(quán)利要求1中所述的顆粒物質(zhì)-氧化材料，其特征在于，所述鈰鋯合成氧化物還包含從除鈰之外的稀土金屬中選擇出來的至少一種金屬(M)。
3.依照權(quán)利要求2中所述的顆粒物質(zhì)-氧化材料，其特征在于，從所述稀土金屬中選擇出來的至少一種金屬(M)是從鑭、釤、釹、釓、鈧和釔中選擇出來的至少一種。
4.依照權(quán)利要求2或3中所述的顆粒物質(zhì)-氧化材料，其特征在于，M/Ce的克分子比率為0.1到10。
5.依照權(quán)利要求1到4中任意一項(xiàng)所述的顆粒物質(zhì)-氧化材料，其特征在于，包含鈰鋯合成氧化物/無鈰氧化物的質(zhì)量比為2/8到8/2的鈰鋯合成氧化物和無鈰氧化物。
6.一種顆粒物質(zhì)-氧化催化劑，包括權(quán)利要求1到5中任意一項(xiàng)所述的顆粒物質(zhì)-氧化材料和貴金屬，它們由單片式基材上的催化劑攜帶層所攜帶。
7.依照權(quán)利要求6中所述的顆粒物質(zhì)-氧化催化劑，其特征在于，包含NOx的材料也由催化劑攜帶層攜帶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種顆粒物質(zhì)－氧化材料，所述顆粒物質(zhì)－氧化材料在低溫(不高于300℃)下增強(qiáng)了氧化顆粒物質(zhì)的速率，并且氧化作用不會(huì)削弱通過在高溫(不低于500℃)下還原而凈化NO
文檔編號(hào)C01G25/00GK1652871SQ0381102
公開日2005年8月10日 申請日期2003年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月15日
發(fā)明者吉田耕平, 竹島伸一 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社