專(zhuān)利名稱(chēng)：具有低鉑/鈀比的csf的制作方法
具有低鉑/鈀比的CSF
背景技術(shù)：
本發(fā)明的實(shí)施方案涉及用于從廢氣流中除去污染物的排放處理系統(tǒng)的部件。更特 別地，本發(fā)明涉及用于排氣系統(tǒng)的催化濾煙器及其制造方法。柴油機(jī)廢氣是多相混合物，不僅含有氣態(tài)排放物，例如一氧化碳(“CO”)、未燃烴 (“HC”)和氮氧化物(“N0X”)，還含有構(gòu)成所謂微?；蝾w粒物的凝相材料(液體和固體)。 常常在柴油機(jī)排氣系統(tǒng)中提供催化劑組合物和其上存在該組合物的基底，以將某些或所有 這些廢氣組分轉(zhuǎn)化成無(wú)害組分。例如，柴油機(jī)排氣系統(tǒng)可以含有柴油機(jī)氧化催化劑、濾煙器 和用于減少NOx的催化劑中的一種或多種。已知含有鉬族金屬、賤金屬及其組合的氧化催化劑通過(guò)促進(jìn)HC和CO氣態(tài)污染物 以及一定比例的顆粒物經(jīng)由這些污染物的氧化轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水來(lái)促進(jìn)柴油機(jī)廢氣的 處理。這類(lèi)催化劑通常包含在被稱(chēng)作柴油機(jī)氧化催化劑(DOCs)的單元中，所述單元位于 柴油機(jī)排氣裝置中，以便在廢氣排放到大氣中之前處理該廢氣。除了氣態(tài)HC、CO和顆粒物 的轉(zhuǎn)化外，含有鉬族金屬(其通常分散在耐火氧化物載體上)的氧化催化劑還促進(jìn)氧化一 氮(NO)氧化成N02。柴油機(jī)廢氣的總顆粒排放物由三種主要組分構(gòu)成。一種組分是固態(tài)、 干燥的碳質(zhì)成分或煙灰成分。這種干燥的碳質(zhì)物引起常與柴油機(jī)廢氣聯(lián)系在一起的可見(jiàn)煙 灰排放。顆粒物的第二組分是可溶有機(jī)成分(“S0F”)。可溶有機(jī)成分有時(shí)被稱(chēng)作揮發(fā)性 有機(jī)成分(“V0F”)，在本文中將使用這一術(shù)語(yǔ)。VOF可以根據(jù)柴油機(jī)廢氣的溫度以蒸氣或 以氣溶膠(液體冷凝物的細(xì)滴)形式存在于柴油機(jī)廢氣中。其通常如標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量試驗(yàn)，例如 U. S. Heavy Duty TransientFederal Test Procedure所規(guī)定，在 52°C 的標(biāo)準(zhǔn)微粒收集溫度 下以冷凝液形式存在于稀釋廢氣中。這些液體來(lái)自?xún)蓚€(gè)來(lái)源(1)活塞每次上下時(shí)從發(fā)動(dòng) 機(jī)汽缸壁上掃除的潤(rùn)滑油；和(2)未燃或部分燃燒的柴油燃料。顆粒物的第三組分是所謂的硫酸鹽成分。硫酸鹽成分由柴油燃料中存在的少量硫 組分形成。在柴油燃燒過(guò)程中形成小比例的SO3，其又迅速與廢氣中的水結(jié)合形成硫酸。硫 酸作為凝相與氣溶膠形式的微粒一起收集或吸附到其它微粒組分上，由此增加TPM的量。用于大量減少顆粒物的一種關(guān)鍵的后處理技術(shù)是柴油機(jī)微粒過(guò)濾器。有許多有效 地從柴油機(jī)廢氣中除去顆粒物的已知過(guò)濾器結(jié)構(gòu)，例如蜂窩壁流過(guò)濾器、纏繞或填充纖維 過(guò)濾器、開(kāi)孔泡沫、燒結(jié)金屬過(guò)濾器等。但是，下述陶瓷壁流過(guò)濾器受到最多關(guān)注。這些過(guò) 濾器能從柴油機(jī)廢氣中除去超過(guò)90%的微粒材料。該過(guò)濾器是用于從廢氣中除去顆粒的物 理結(jié)構(gòu)，積聚的顆粒會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)上來(lái)自該過(guò)濾器的背壓。因此，必須從過(guò)濾器上連續(xù)或定 期燒除積聚的顆粒以維持可接受的背壓。令人遺憾的是，煙灰顆粒需要超過(guò)500°C的溫度才 能在富氧(稀燃)排氣條件下燃燒。該溫度高于柴油機(jī)廢氣中一般存在的溫度。通常引入措施以降低煙灰燃燒溫度，從而提供過(guò)濾器的被動(dòng)再生。催化劑的存在 促進(jìn)煙灰燃燒，由此在現(xiàn)實(shí)工作周期下柴油機(jī)廢氣內(nèi)可達(dá)的溫度下再生過(guò)濾器。由此，催 化濾煙器(CSF)或催化柴油機(jī)微粒過(guò)濾器(CDPF)隨積聚煙灰的被動(dòng)燃燒一起有效實(shí)現(xiàn)> 80 %顆粒物減少，并由此促進(jìn)過(guò)濾器再生。全世界采用的未來(lái)排放標(biāo)準(zhǔn)還將涉及減少柴油機(jī)廢氣的N0X。適用于稀燃排氣條
4件下的固定源的經(jīng)證實(shí)的NOx減除技術(shù)是選擇性催化還原(SCR)。在此過(guò)程中，在通常由賤 金屬構(gòu)成的催化劑上用氨(NH3)將NOx還原成氮?dú)?N2)。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大于90%的NOx 減少，因此代表實(shí)現(xiàn)艱巨NOx減少目標(biāo)的最佳途徑之一。正在研發(fā)用于汽車(chē)用途的SCR，以 脲(通常存在于水溶液中)作為氨源。SCR提供有效的NOx轉(zhuǎn)化，只要廢氣溫度在該催化劑 的活性溫度范圍內(nèi)。盡管在排氣系統(tǒng)中可以提供各自含有針對(duì)廢氣不同組分的催化劑的分立基底，但 最好使用更少的基底以降低該系統(tǒng)的總體尺寸，簡(jiǎn)化該系統(tǒng)的裝配和降低該系統(tǒng)的總成 本。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一個(gè)途徑是用有效將NOx轉(zhuǎn)化成無(wú)害組分的催化劑組合物涂布該濾煙 器。憑借這一途徑，該催化濾煙器發(fā)揮兩種催化劑功能除去廢氣流的微粒組分和將廢氣流 的NOx組分轉(zhuǎn)化成N2?？蓪?shí)現(xiàn)NOx減少目標(biāo)的涂布濾煙器要求該濾煙器上充足的SCR催化劑組合物載 量。由于暴露在廢氣流的某些有害組分中而隨時(shí)間發(fā)生的該組合物的催化效率的逐漸損失 增強(qiáng)了對(duì)SCR催化劑組合物的更高催化劑載量的需要。但是，具有更高催化劑載量的涂布 濾煙器的制備會(huì)造成排氣系統(tǒng)內(nèi)不可接受的高背壓。實(shí)現(xiàn)壁流過(guò)濾器上的更高催化劑載量 但仍能使該過(guò)濾器保持實(shí)現(xiàn)可接受的背壓的流動(dòng)特性的涂布技術(shù)因此是合意的。涂布壁流過(guò)濾器時(shí)考慮的另一方面是適當(dāng)?shù)腟CR催化劑組合物的選擇。首先，該 催化劑組合物必須耐久以使其即使長(zhǎng)期暴露在過(guò)濾器再生所特有的較高溫度下后也保持 其SCR催化活性。例如，顆粒物的煙灰成分的燃燒通常造成高于700°C的溫度。這樣的溫 度使得許多常用SCR催化劑組合物(例如釩和鈦的混合氧化物)較不催化有效。其次，該 SCR催化劑組合物優(yōu)選具有足夠?qū)挼墓ぷ鳒囟确秶允顾鼈兛蛇m應(yīng)車(chē)輛運(yùn)行的可變溫度范 圍。例如在低負(fù)荷條件下或在啟動(dòng)時(shí)常遇到低于300°C的溫度。該SCR催化劑組合物優(yōu)選 即使在較低廢氣溫度下也能夠催化廢氣的NOx組分的還原以實(shí)現(xiàn)NOx減少目標(biāo)。發(fā)展柴油機(jī)排放技術(shù)的顯著驅(qū)動(dòng)力是催化材料的相對(duì)稀有和制造困難。大多數(shù)催 化濾煙器是Pt/Pd基的，比率通常為4 1至2 1。通過(guò)降低該催化劑組合物中鉬的百分 比，降低催化劑成本。但是，對(duì)CO和HC轉(zhuǎn)化而言，鉬比鈀或Pt/Pd制劑更催化活性。因此， 本領(lǐng)域仍然需要活性接近或大于目前可得的鉬和Pt/Pd制劑的催化劑組合物。
發(fā)明概要本發(fā)明的實(shí)施方案涉及包括壁流整料的催化濾煙器。壁流整料可具有多個(gè)縱向延 伸的通道，所述通道由約束和界定通道的縱向延伸壁形成。通道包括具有開(kāi)放的入口端和 封閉的出口端的入口通道，和具有封閉的入口端和開(kāi)放的出口端的出口通道?？稍诒诹髡?料的壁上設(shè)置涂層。涂層包括第一載體顆粒和第二載體顆粒。包含鉬和鈀的混合物的貴金 屬成分可以在第一載體顆粒上，且基本僅選自鈀的貴金屬成分可以在第二載體顆粒上。在 具體的實(shí)施方案中，基本僅選自鈀的貴金屬成分包含按重量計(jì)小于約10%的鉬。在其它具 體實(shí)施方案中，該貴金屬成分包含按重量計(jì)小于約5%的鉬或按重量計(jì)小于約的鉬。本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方案具有包含按重量計(jì)約2 1的鉬成分比鈀成分的混合物。 其它詳細(xì)實(shí)施方案的涂層具有第一和第二載體顆粒，且總Pt Pd比為約1 4至約4 1， 或約1 2至約2 1，或約1 2至約3 2，或約0.8 1至約1. 2 1，或約1 1，各 比率均以重量計(jì)。
其它實(shí)施方案的催化濾煙器具有第一載體顆粒和第二載體顆粒，它們是載硅氧化 鋁、含氧化鋯的材料和沸石中的一種或多種。在一些詳細(xì)實(shí)施方案中，第一載體顆粒和第二 載體顆粒由不同材料構(gòu)成。另一些詳細(xì)實(shí)施方案具有由碳化硅、鈦酸鋁和堇青石中的一種 或多種制成的壁流基底。在一個(gè)詳細(xì)實(shí)施方案中，在相同條件下測(cè)量時(shí)，催化濾煙器在10%蒸汽中在 700°C老化4小時(shí)(水熱老化)后表現(xiàn)出比通過(guò)傳統(tǒng)方法制成的具有大致相當(dāng)?shù)腜t Pd 比的催化濾煙器高的在大約100°C至大約190°C測(cè)得的CO和烴轉(zhuǎn)化率。在另一詳細(xì)實(shí)施方案中，在相同條件下測(cè)量時(shí)，濾煙器在水熱老化然后在800°C另 外老化4小時(shí)后表現(xiàn)出比根據(jù)傳統(tǒng)方法制成的具有大約2 1的Pt Pd比的催化濾煙器 高的在大約100°C至大約170°C測(cè)得的CO轉(zhuǎn)化率。在再一詳細(xì)實(shí)施方案中，在相同條件下測(cè)量時(shí)，催化濾煙器在水熱老化然后在 800°C另外老化4小時(shí)后表現(xiàn)出比根據(jù)傳統(tǒng)方法制成的基本只有Pt的催化濾煙器高的在大 約100°C至大約170°C測(cè)得的CO轉(zhuǎn)化率。本發(fā)明的其它實(shí)施方案涉及制造催化濾煙器的方法。該方法包括將至少鉬成分和 鈀成分施用于第一載體顆粒。將僅選自鈀成分的貴金屬成分施用于第二載體顆粒。制備包 含第一載體顆粒和第二載體顆粒的漿料。提供具有透氣壁的壁流基底，所述透氣壁被形成 為多個(gè)軸向延伸的管道。各管道的一個(gè)末端被堵塞，其中任意一對(duì)相鄰的管道在其相反末 端被堵塞。用所述漿料洗涂壁流基底。一些實(shí)施方案包括在漿料中的具有至少兩個(gè)酸基團(tuán)的有機(jī)酸。具有多于一個(gè) 羧酸基團(tuán)的有機(jī)酸選自由下述物質(zhì)組成的組酒石酸、檸檬酸、正乙酰基谷氨酸、己二酸、 α-酮戊二酸、天冬氨酸、壬二酸、樟腦酸、羧基谷氨酸、檸檬酸、3-羥基-3-甲基谷氨酸 (dicrotalic acid)、二巰基丁二酸、富馬酸、戊烯二酸、谷氨酸、戊二酸、間苯二甲酸、衣康 酸、馬來(lái)酸、蘋(píng)果酸、丙二酸、甲基反丁烯二酸、中草酸、3-甲基戊烯二酸、草酸、草酰乙酸、鄰 苯二甲酸、苯二甲酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、琥珀酸、丙醇二酸、對(duì)苯二甲酸、愈傷酸、苯均 三酸、羧基谷氨酸酯/鹽、其衍生物及其組合。其它實(shí)施方案的催化濾煙器包括由鈦酸鋁、堇青石、碳化硅或組合材料制成的壁 流基底。該催化濾煙器具有直接施用于所述壁流基底的適于轉(zhuǎn)化烴和CO的催化材料的涂 層，在所述基底和所述涂層之間沒(méi)有鈍化層。所述涂層包含涂有2 1的Pt Pd混合物 的第一載體顆粒和基本僅涂有Pd的第二載體顆粒的混合物。所述混合物產(chǎn)生約1 1的 Pt Pd比。所述壁流基底具有被形成為多個(gè)軸向延伸的管道的透氣壁。各管道的一個(gè)末 端被堵塞，且任意一對(duì)相鄰的管道在其相反末端被堵塞。其中在含有所述涂層的壁流基底 水熱老化然后在800°C另外老化4小時(shí)后，在相同條件下測(cè)量時(shí)，該催化濾煙器的烴和CO轉(zhuǎn) 化率在大約100°C至大約170°C的溫度高于基本只用Pt制成且在基底與涂層之間存在鈍化 層的催化濾煙器的烴和CO轉(zhuǎn)化率。附圖簡(jiǎn)述

圖1顯示本發(fā)明的排放處理系統(tǒng)的實(shí)施方案的示意圖；圖2顯示壁流過(guò)濾器基底的透視圖；圖3顯示壁流過(guò)濾器基底的截面剖視圖；圖4顯示在700°C老化4小時(shí)后樣品A至E之間的CO轉(zhuǎn)化率的比較；
圖5顯示在700°C老化4小時(shí)后樣品A至E之間的總烴轉(zhuǎn)化率的比較；圖6顯示在700°C老化4小時(shí)然后在800°C下老化4小時(shí)后樣品A至E之間的CO 轉(zhuǎn)化率的比較；且圖7顯示在700°C老化4小時(shí)然后在800°C下老化4小時(shí)后樣品A至E之間的總 烴轉(zhuǎn)化率的比較。發(fā)明詳述在描述本發(fā)明的幾個(gè)示例性實(shí)施方案之前，要理解的是，本發(fā)明不限于下面描述 中闡述的構(gòu)造或工藝步驟的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能有其它實(shí)施方案并且能以各種方式實(shí)施或進(jìn) 行。除非文中清楚地另行指明，本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中所用的單數(shù)形式“一”、“所 述”和“該”包括復(fù)數(shù)對(duì)象。因此，例如，提到“一酸”時(shí)，包括兩種或多種酸的混合物，諸如 此類(lèi)。本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中所用的術(shù)語(yǔ)“水熱老化”是指在10%蒸汽中在700°C 老化4小時(shí)。本發(fā)明的實(shí)施方案涉及制造用作排放處理系統(tǒng)的一部分的催化濾煙器的方法。排 放處理系統(tǒng)的用途是提供顆粒物、NOjJP柴油機(jī)廢氣的其它氣態(tài)組分的同時(shí)處理。該排放處 理系統(tǒng)使用集成的濾煙器和選擇性催化還原(SCR)催化劑，以顯著地使該排放系統(tǒng)所需的 重量和體積最小化。此外，由于該系統(tǒng)中所用的催化組合物的選擇，為各種溫度的廢氣流提 供了有效的污染物減除。這一特征有利于在顯著影響柴油車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣溫度的各種 負(fù)荷和車(chē)輛速度下運(yùn)行柴油車(chē)。通過(guò)傳統(tǒng)涂布法制成的催化濾煙器具有一些缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)包括，但不限于，需要 昂貴的貴金屬、氣體活性不足和需要在洗涂之前鈍化許多基底。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案，提供了向?yàn)V煙器施用催化劑組合物以使該濾煙器具有 優(yōu)于傳統(tǒng)濾煙器的物理性質(zhì)的方法，包括在制造過(guò)程中不需要聚合物鈍化步驟的制造濾煙 器的方法。圖1中示意性描繪了排放處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案。如圖1中可以看出，含氣態(tài) 污染物(包括未燃烴、一氧化碳和NOx)和顆粒物的廢氣從發(fā)動(dòng)機(jī)15傳送至氧化催化劑11。 在氧化催化劑11中，未燃的氣態(tài)和非揮發(fā)性烴(即V0F)和一氧化碳大部分燃燒，形成二氧 化碳和水。使用氧化催化劑除去相當(dāng)大比例的VOF特別有助于防止位于該系統(tǒng)下游的濾煙 器12上沉積過(guò)多的顆粒物(即堵塞)。此外，NOx組分的相當(dāng)大比例的NO在該氧化催化劑 中被氧化成NO2。將該廢氣流傳送至用催化劑組合物涂布的濾煙器12。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案， 顆粒物，包括煙灰成分和V0F，也基本被該濾煙器除去(大于80%)。通過(guò)該過(guò)濾器的再生， 燃燒沉積在濾煙器上的顆粒物。通過(guò)位于濾煙器上的催化劑組合物的存在，降低了顆粒物 的煙灰成分的燃燒溫度。催化濾煙器12可任選含有用于將廢氣流中的NOx轉(zhuǎn)化成氮的SCR 催化劑?？捎糜谪?fù)載催化劑組合物的壁流基底具有沿基底的縱軸延伸的多個(gè)細(xì)的、基本平 行的氣流通道。通常，各通道在基底主體的一個(gè)末端被封閉，交替的通道在相反端面被封 閉。這類(lèi)整料支承體可以含有每平方英寸多于大約300個(gè)小室，和每平方英寸橫截面多達(dá)
7大約700個(gè)或更多流道(或“小室”)，但可以使用遠(yuǎn)遠(yuǎn)更少的量。例如，該支承體可具有大 約7至600、更通常大約100至400個(gè)小室/平方英寸(“cpsi”)。小室可以具有矩形、正 方形、圓形、橢圓形、三角形、六邊形或其它多邊形的橫截面。壁流基底通常具有0. 002至 0. 1英寸的壁厚度。優(yōu)選壁流基底具有0. 002至0. 015英寸的壁厚度。圖2和3顯示具有多個(gè)通道52的壁流過(guò)濾器基底30。這些通道被過(guò)濾器基底的 內(nèi)壁53呈管狀圍住。該基底具有入口端54和出口端56。交替的通道在入口端被入口塞 58堵塞，在出口端被出口塞60堵塞，從而在入口 54和出口 56處形成相反的棋盤(pán)圖案。氣 流62通過(guò)未堵塞的管道入口 64進(jìn)入，被出口塞60堵住，并經(jīng)由通道壁53 (其是多孔的) 擴(kuò)散到出口側(cè)66。由于入口塞58，該氣體不能返回壁的入口側(cè)。壁流過(guò)濾器基底由陶瓷類(lèi)材料構(gòu)成，包括但不限于堇青石、α -氧化鋁、碳化硅、氮 化硅、氧化鋯、莫來(lái)石、鋰輝石、氧化鋁_ 二氧化硅_氧化鎂或硅酸鋯，或由多孔難熔金屬構(gòu) 成。壁流基底也可以由陶瓷纖維復(fù)合材料形成。另一些實(shí)施方案的壁流整料是鈦酸鋁、堇 青石、金屬氧化物和陶瓷中的一種或多種。相應(yīng)地，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案涉及包含壁流整料的催化濾煙器。該壁流 整料可具有多個(gè)縱向延伸的通道，所述通道由約束和界定通道的縱向延伸壁形成。這些通 道包含具有開(kāi)放的入口端和封閉的出口端的入口通道、以及具有封閉的入口端和開(kāi)放的出 口端的出口通道。涂層可位于該壁流整料的壁上。該涂層包括第一載體顆粒和第二載體顆 粒。包含鉬和鈀的混合物的貴金屬成分可以在第一載體顆粒上，基本僅選自鈀的貴金屬成 分可以在第二載體顆粒上?；緝H有鈀是指包含少于大約10%鉬的貴金屬負(fù)載。在具體實(shí) 施方案中，基本僅有鈀是指包含少于大約5%鉬或少于大約鉬載量的貴金屬負(fù)載。本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方案具有包含鉬成分比鈀成分的大約2 1混合物的第一載體 顆粒。另一些詳細(xì)實(shí)施方案的涂層具有總Pt Pd比為大約1 4至大約4 1、或大約
1 2至大約2 1、或大約1 2至大約3 2、或大約0.8 1至大約1. 2 1、或大約 11的第一和第二載體顆粒。另一些實(shí)施方案的催化濾煙器的第一載體顆粒和第二載體顆粒是載硅氧化鋁、含 氧化鋯的材料和沸石中的一種或多種。在一些詳細(xì)實(shí)施方案中，第一載體顆粒和第二載體 顆粒由不同材料構(gòu)成。另一些實(shí)施方案具有由碳化硅、鈦酸鋁和堇青石中的一種或多種制 成的壁流基底。在一個(gè)詳細(xì)實(shí)施方案中，在相同條件下測(cè)量時(shí)，在大約100°C至大約190°C測(cè)量， 催化濾煙器在水熱老化后表現(xiàn)出比通過(guò)傳統(tǒng)方法制成的具有大致相當(dāng)?shù)腜t Pd比的催化 濾煙器高的CO和烴轉(zhuǎn)化率。在另一詳細(xì)實(shí)施方案中，在相同條件下測(cè)量時(shí)，在大約100°C至大約170°C測(cè)量， 濾煙器在水熱老化然后在800°C另外老化4小時(shí)后表現(xiàn)出比根據(jù)傳統(tǒng)方法制成的具有大約
2 1的Pt Pd比的催化濾煙器高的CO轉(zhuǎn)化率。在再一詳細(xì)實(shí)施方案中，在相同條件下測(cè)量時(shí)，在大約100°C至大約170°C測(cè)量， 催化濾煙器在水熱老化然后在800°C另外老化4小時(shí)后表現(xiàn)出比根據(jù)傳統(tǒng)方法制成的基本 只有鉬化合物的催化濾煙器高的CO轉(zhuǎn)化率。本發(fā)明的另外實(shí)施方案涉及制造催化濾煙器的方法。該方法包括將至少鉬成分和 鈀成分施用于第一載體顆粒。將僅選自鈀成分的貴金屬成分施用于第二載體顆粒。制備包
8含第一載體顆粒和第二載體顆粒的漿料。提供具有透氣壁的壁流基底，所述透氣壁被形成 為多個(gè)軸向延伸的管道。各管道的一個(gè)末端被堵塞，且任意一對(duì)相鄰的管道在相反末端被 堵塞。用所述漿料洗涂所述壁流基底。一些實(shí)施方案包括在漿料中的具有至少兩個(gè)酸基的有機(jī)酸。合適的酸包括，但不 限于，正乙?；劝彼?(2S) -2-乙酰氨基戊二酸)、己二酸、醛糖二酸、α -酮戊二酸(2-氧 代戊二酸)、天冬氨酸((2S)-2-氨基丁二酸)、壬二酸、樟腦酸((1R，3S)-1，2，2-三甲基環(huán) 戊-1，3- 二羧酸)、羧基谷氨酸(3-氨基丙-1,1,3-三羧酸)、檸檬酸(2-羥基丙-1，2，3-三 羧酸)、肌酸-α酮戊二酸酯、dicrotalic acid(3_羥基_3_甲基戊二酸)、二巰基丁二酸 (2，3-雙-硫烷基丁二酸)、富馬酸(反式_ 丁烯二酸)、戊烯二酸(戊-2-烯二酸)、谷氨 酸((2S) -2-氨基戊二酸)、戊二酸、間苯二甲酸(苯-1，3- 二羧酸，間-苯二甲酸)、衣康酸 (2-亞甲基丁二酸)、馬來(lái)酸(順-丁烯二酸)、蘋(píng)果酸(羥基丁二酸)、丙二酸、甲基反丁烯 二酸((2E) -2-甲基-2- 丁烯二酸)、中草酸(2-氧代丙二酸)、3-甲基戊烯二酸((2E) -3-甲 基戊-2-烯二酸)、草酸(乙二酸)、草酰乙酸(3-羧基-3-氧代丙酸)、鄰苯二甲酸(苯-1， 2- 二羧酸，鄰-苯二甲酸)、苯二甲酸(鄰、間和對(duì)苯二甲酸的混合物)、庚二酸、癸二酸、辛 二酸、琥珀酸(丁二酸)、酒石酸(2，3-二羥基丁二酸)、丙醇二酸(2-羥基丙二酸)、對(duì)苯二 甲酸(苯-1，4-二羧酸，對(duì)-苯二甲酸)、愈傷酸(十二碳-2-烯酸)、苯均三酸(苯-1，3， 5-三羧酸)、它們的衍生物和它們的組合。在一個(gè)詳細(xì)實(shí)施方案中，該有機(jī)酸是酒石酸。另一些實(shí)施方案的催化濾煙器包含由鈦酸鋁、堇青石、碳化硅或組合材料制成的 壁流基底。所述催化濾煙器具有直接施用于該壁流基底的適用于轉(zhuǎn)化烴和CO的催化材料 的涂層，在基底與該涂層之間沒(méi)有鈍化層。所述涂層包含涂有2 IWPt Pd混合物的第 一載體顆粒和基本僅涂有Pd的第二載體顆粒的混合物。該第一和第二載體顆粒的混合物 產(chǎn)生大約1 1的Pt Pd比。該壁流基底具有被形成為多個(gè)軸向延伸的管道的透氣壁。 各管道的一端被堵塞，且任意一對(duì)相鄰的管道在其相反末端被堵塞。在含有所述涂層的壁 流基底水熱老化然后在800°C另外老化4小時(shí)后，在相同條件下測(cè)量時(shí)，所述催化濾煙器在 大約100°C至大約170°C表現(xiàn)出比基本只用Pt制成且在基底與涂層之間存在鈍化層的催化 濾煙器的烴和CO轉(zhuǎn)化率較高的烴和CO轉(zhuǎn)化率。在相同條件下是指樣品在相同類(lèi)型的基底 上以相同的負(fù)載制備，在相同進(jìn)料氣體條件和空速下。
實(shí)施例表 權(quán)利要求
1.催化濾煙器，包括壁流整料，所述壁流整料具有多個(gè)縱向延伸的通道，所述通道由約束和界定所述通道 的縱向延伸壁形成，所述通道包括具有開(kāi)放的入口端和封閉的出口端的入口通道和具有封 閉的入口端和開(kāi)放的出口端的出口通道；以及涂層，其位于所述壁流整料的壁上，所述涂層包括第一載體顆粒和第二載體顆粒、在所 述第一載體顆粒上的包含鉬和鈀的混合物的貴金屬成分、和在所述第二載體顆粒上的基本 僅僅選自鈀的貴金屬成分。
2.制備催化濾煙器的方法，所述方法包括將至少鉬成分和鈀成分施用于第一載體顆粒；將僅僅選自鈀成分的貴金屬成分施用于第二載體顆粒；制備包含所述第一載體顆粒和所述第二載體顆粒的漿料；并且提供壁流基底，該壁流基底具有被形成為多個(gè)軸向延伸的管道的透氣壁，各管道的一 個(gè)末端被堵塞，其中任意一對(duì)相鄰的管道在其相反末端被堵塞，并用所述漿料洗涂所述壁 流基底。
3.通過(guò)權(quán)利要求2所述的方法制備的催化濾煙器。
4.如權(quán)利要求1或3所述的催化濾煙器，其中所述基本僅鈀的貴金屬成分包含按重量 計(jì)約10%的鉬。
5.如權(quán)利要求1或3所述的催化濾煙器，其中所述基本僅鈀的貴金屬成分包括按重量 計(jì)約5%的鉬。
6.如權(quán)利要求1或3所述的催化濾煙器，其中所述第一載體具有按重量計(jì)約2 1的 鉬成分對(duì)鈀成分的比。
7.如權(quán)利要求1或3所述的催化濾煙器，其中所述含有第一和第二載體顆粒的涂層具 有按重量計(jì)約1 4至約4 Pd比。
8.如權(quán)利要求1或3所述的催化濾煙器，其中所述含有第一和第二載體顆粒的涂層具 有按重量計(jì)約1 2至約2 1的Pt Pd比。
9.如權(quán)利要求1或3所述的催化濾煙器，其中所述含有第一和第二載體顆粒的涂層具 有按重量計(jì)約ι IWPt Pd比。
10.如權(quán)利要求1或3所述的催化濾煙器，其中所述第一載體顆粒和所述第二載體顆粒 由不同材料構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求9所述的催化濾煙器，其中在相同條件下測(cè)量時(shí)，該濾煙器在水熱老 化后表現(xiàn)出比通過(guò)傳統(tǒng)方法制成的具有大致相當(dāng)?shù)腜t Pd比的催化濾煙器高的在大約 100°C至大約190°C測(cè)得的CO和烴轉(zhuǎn)化率。
12.如權(quán)利要求9所述的催化濾煙器，其中在相同條件下測(cè)量時(shí)，該濾煙器在水熱老化 然后在800°C另外老化4小時(shí)后表現(xiàn)出比根據(jù)傳統(tǒng)方法制成的具有大約2 IWPt Pd 比的催化濾煙器高的在大約100°C至大約170°C測(cè)得的CO轉(zhuǎn)化率。
13.如權(quán)利要求9所述的催化濾煙器，其中在相同條件下測(cè)量時(shí)，該濾煙器在水熱老化 然后在800°C下另外老化4小時(shí)后表現(xiàn)出比根據(jù)傳統(tǒng)方法制成的基本只有Pt的催化濾煙器 高的在大約100°C至大約170°C測(cè)得的CO轉(zhuǎn)化率。
14.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述漿料還包含選自由以下物質(zhì)組成的組的有機(jī)酸酒石酸、檸檬酸、正乙?；劝彼帷⒓憾?、α-酮戊二酸、天冬氨酸、壬二酸、樟腦酸、羧 基谷氨酸、檸檬酸、3_羥基-3-甲基谷氨酸、二巰基丁二酸、富馬酸、戊烯二酸、谷氨酸、戊二 酸、間苯二甲酸、衣康酸、馬來(lái)酸、蘋(píng)果酸、丙二酸、甲基反丁烯二酸、中草酸、3-甲基戊烯二 酸、草酸、草酰乙酸、鄰苯二甲酸、苯二甲酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、琥珀酸、丙醇二酸、對(duì) 苯二甲酸、愈傷酸、苯均三酸、羧基谷氨酸酯/鹽、其衍生物及其組合。
15.催化濾煙器，其包括由鈦酸鋁、堇青石、碳化硅或組合材料制成的壁流基底，具有直 接施用于所述壁流基底的適于轉(zhuǎn)化烴和CO的催化材料的涂層，在所述基底和所述涂層之 間沒(méi)有鈍化層，所述涂層包含涂有按重量計(jì)2 1的Pt Pd混合物的第一載體顆粒和基 本僅涂有Pd的第二載體顆粒的混合物，所述混合物產(chǎn)生按重量計(jì)約1 1的Pt Pd比， 所述壁流基底具有被形成為多個(gè)軸向延伸的管道的透氣壁，各管道的一個(gè)末端被堵塞，且 任意一對(duì)相鄰的管道在其相反末端被堵塞，其中在含有所述涂層的壁流基底水熱老化然后 在800°C另外老化4小時(shí)后，在相同條件下測(cè)量時(shí)，該催化濾煙器的烴和CO轉(zhuǎn)化率在大約 100°C至大約170°C的溫度高于基本只用Pt制成且在基底與涂層之間存在鈍化層的催化濾 煙器的烴和CO轉(zhuǎn)化率。
全文摘要
本發(fā)明描述了包括催化濾煙器的排放處理系統(tǒng)，所述催化濾煙器包含壁流整料和包含至少兩種載體顆粒的催化劑。第一載體顆粒至少含有鉑成分，第二載體顆粒至少含有鈀成分?？梢杂冒辽賰煞N類(lèi)型的顆粒的漿料洗涂該壁流整料，但不向該壁流整料施用鈍化層。
文檔編號(hào)B01D53/94GK102006922SQ200980113015
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者李躍進(jìn) 申請(qǐng)人:巴斯夫公司