专利名称：废气净化装置的制作方法
废气净化装置技术领域
此外，特开2001-198455号公报公开一种NOx吸附剂，其包含 选自Co、 Fe和Ni的至少一种金属的氧化物而且在40C或更低的低温范围 内吸附大量NOx。该NOx吸附剂具有优异的低温NOx吸附性，如在40X: 或以下的气体中NOx饱和吸附量为10xlO-Smol/g或更大所示的那样。
图1是示意性说明本发明实施例1的废气净化装置的说明图。
在本发明废气净化装置的使用中，废气首先与HC吸附剂接触。 由于该HC吸附剂具有在低温范围内显著高于沸石的HC吸附性，该HC 吸附剂在发动机起动时吸附并除去低温废气中所含的大部分HC。 HC浓度 低得多的废气然后接触NOx吸附剂。由于该NOx吸附剂在HC浓度低的气 氛中具有在低温范围内非常高的NOx吸附性，该N(X吸附剂在发动机起动 时吸附并除去低温废气中所含的大部分NOx。-0017因此，通过所述HC吸附剂和NOx吸附剂的废气含有很少的 HC和NOx，发动机起动时的有害物质排放可以明显减少。
此外，如果在NOx吸附剂下游设置包含负载有Pd的二氧化铈 的CO吸附剂，由于该CO吸附剂在HC和NOx浓度低的气氛中具有在低 温范围内非常高的CO吸附性，该CO吸附剂在发动机起动时吸附并除去 低温废气中所含的大部分CO。因此，通过所述HC吸附剂、NOx吸附剂 和CO吸附剂的废气含有4艮少的HC、 NOx和CO，发动机起动时的有害物 质排放可以明显减少。
沸石，也称作分子筛，具有分子尺寸的微孔，其不仅用作吸附 剂而且用作许多反应的催化剂。由于沸石含有阳离子以中和沸石的主要組 分Ah03的负电荷，而且这些阳离子容易与水溶液中的其他阳离子交换， 沸石也用作阳离子交换剂。因此，可以通过离子交换使沸石负载有多种金 属元素，此外可以以极高^t状态负载这些金属元素。
所述NOx吸附剂的形状可以是粉末或小球，然而考虑到压力损 失与吸附性之间的平衡期望NOx吸附剂具有蜂窝状。也就是说，期望在蜂 窝状结构的巢室表面上形成包含NOx吸附剂粉末的涂层。
在从发动机起动到催化剂达到其活化温度时的这一期间，废气 中的大部分HC和NOx可以被HC吸附剂和NOx吸附剂吸附并除去，会排 放出的有害组分只有CO。因此，期望也除去CO。在这种情况下，期望在 N(X吸附剂下游的废气通道中进一步设置CO吸附剂，以在发动机起动到 催化剂达到其活化温度时的这一期间吸附CO。
特别期望所述CO吸附剂是负载有Pd的二氧化铈。可能由于 在二氧化铈上负载的Pd被二氧化铈提供的氧过氧化，负载有Pd的二氧化 铈即使在室温左右的常温下也显示出高CO吸附性。此外，由于包含负载有Pd的二氧化铈的吸附剂也吸附NOx而且也遭受HC毒害，该吸附剂存 在在含有HC或NOx的气氛中它的CO吸附性降低的问题。然而，在本发 明中，CO吸附剂上游i殳置的HC吸附剂和NOx吸附剂吸附了大部分的HC 和NOx，而且流入CO吸附剂的废气具有极低的HC和NOx浓度。因此， 该CO吸附剂显示出高CO吸附性，而且即j吏在室温左右的常温下也吸附 废气中所含的大部分CO。
所述CO吸附剂的形状可以是粉末或小球，然而考虑到压力损 失与吸附性之间的平衡期望CO吸附剂具有蜂窝状。也就是说，期望在蜂 窝状结构的巢室表面上形成包含CO吸附剂粉末的涂层。
另一方面，当采用CO吸附剂时，在CO吸附剂下游设置催化 剂。在该催化剂达到其活化温度以前的低温范围内，HC、 NOx和CO被 HC吸附剂、NOx吸附剂和CO吸附剂分别吸附。在催化剂达到其活化温 度以后，HC吸附剂中释放出的HC、 NOx吸附剂中释放出的NOx和CO 吸附剂中释放出的CO在该催化剂上净化。因此，可以在整个温度范围内 抑制HC、 NOx和CO排放。
将另一上述具有沸石涂层的蜂窝结构浸入预定浓度的硝酸铁 水溶液中1小时，然后在500"C煅烧1小时，由此通过离子交换在沸石涂 层上负栽Fe。从而制成NOx吸附剂(负载有Fe)。离子交换的Fe相对于 丝光沸石中的Al原子的量为Al:Fe=3:l。
将NOx吸附剂(负载有Fe)和HC吸附剂(负载有Pd)按从 上游起的此顺序设置在评价装置的气体通道中，由此制成对比例2的废气 净化装置。以实施例1中相同的方法测定各组分的吸附比率，结果示于表 l中。(实施例3 )
将NOx吸附剂(负载有Cu )和HC吸附剂(负载有Ag)按从上游起的此顺序设置在评价装置的气体通道中，由此制成对比例4的废气 净化装置。以实施例1中相同的方法测定各组分的吸附比率，结果示于表 l中。(对比例5)
实施例5的废气净化装置以高吸附比率吸附所有这三种组分 HC、 NOx和CO。显然这是将HC吸附剂、NOx吸附剂和CO吸附剂按从 上游向下游的此顺序"i殳置的效果。 (实施例6)[0061本实施例的废气净化装置示于图4中。在该废气净化装置中， 将HC吸附剂(负载有Ag) 1、 NOx吸附剂(负载有Fe) 2和CO吸附剂 3按从上游起的此顺序设置在受控以保持化学计量燃烧的发动机100的排 气系统中，在这些吸附剂下游设置三效催化剂4。[0062在该废气净化装置的使用中，在发动机100起动之后到三效催 化剂4达到其活化温度时的大约20秒期间，废气中的HC、 NOx和CO被 HC吸附剂(负载有Ag) 1、 NOx吸附剂(负载有Fe) 2和CO吸附剂3 分别吸附，这些物质的排放可以减少到几乎为零。接着，当三效催化剂4 达到其活化温度时，三效催化剂4将HC和CO氧化以及将N(X还原成无 害物质。当废气温度进一步升高时，所吸附的HC、 NOx和CO从HC吸13附剂(负载有Ag) 1、 NOx吸附剂(负载有Fe ) 2和CO吸附剂3中释放， 但是释放出的HC、 NOx和CO流入三效催化剂4，并且在那里得到净化。 [0063由于HC吸附剂(负载有Ag) 1、 NOx吸附剂(负载有Fe) 2 和CO吸附剂3在升高的温度下释放HC、 NOx和CO,这些吸附剂恢复其 HC、 N(X或CO吸附性，并且即使当发动机停止时也保持这些状态。因此， 在下一次发动机起动时这些吸附剂可以吸附HC、 NOx和CO。 工业适用性[0064本发明的废气净化装置可以用于净化来自汽车等的内燃机的 废气。该装置可以单独使用或者与各种废气净化催化剂中的至少 一种组合 使用。
权利要求
1.一种废气净化装置，其包括HC吸附剂，其包含通过离子交换负载有Pd和Ag中至少一种的沸石；和NOx吸附剂，其设置在所述HC吸附剂下游的废气通道中，并且包含通过离子交换负载有选自Fe、Cu和Co中的至少一种的沸石，由此在发动机起动之后立即吸附并除去低温废气中所含的有害物质。
2. 权利要求1的废气净化装置，其中在所述NOx吸附剂下游的废气 通道中进一步设置包含负载有Pd的二氧化铈的CO吸附剂。
3. 权利要求1的废气净化装置，其中在所述HC吸附剂上游或所述 NOx吸附剂下游的废气通道中进一步设置三效催化剂和NOx储存还原催化 剂中的至少一种。
4. 权利要求2的废气净化装置，其中在所迷HC吸附剂上游或所述 CO吸附剂下游的废气通道中进一步设置三效催化剂和NOx储存还原催化 剂中的至少一种。
全文摘要
废气净化装置，其包括含有通过离子交换负载有Pd和Ag中至少一种的沸石的HC吸附剂(1)，设置在HC吸附剂(1)下游的废气通道中并且含有通过离子交换负载有Fe、Cu和Co中的至少一种的沸石的NO<sub>x</sub>吸附剂(2)。该NO<sub>x</sub>吸附剂(2)在HC浓度低的气氛中具有在低温范围内优异的NO<sub>x</sub>吸附性。因此，通过在NO<sub>x</sub>吸附剂(2)上游设置HC吸附剂(1)，可以充分吸附并除去HC和NO<sub>x</sub>。因而，即使在室温左右的常温下也可以充分吸附并除去有害物质。
文档编号F01N3/08GK101325996SQ20068004648
公开日2008年12月17日 申请日期2006年11月20日 优先权日2005年12月12日
发明者金泽孝明 申请人:丰田自动车株式会社