使用經(jīng)摻雜的二氧化鈰的選擇性催化還原方法
【專利摘要】一種方法，其包括在還原劑和催化劑(其包含至少80wt％的二氧化鈰和0.1?20wt％的摻雜在該二氧化鈰上的氧化鈮或氧化鉭)存在下，選擇性還原包含氮氧化物的氣態(tài)混合物，其中該催化劑是在600℃?1000℃的溫度煅燒的。
【專利說明】使用經(jīng)慘雜的二氧化柿的選擇性催化還原方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及使用用低含量的氧化妮或氧化粗滲雜的二氧化姉作為催化劑的選擇 性催化還原方法。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 控在柴油機、固定式燃?xì)廨啓C和其他系統(tǒng)中的燃燒產(chǎn)生廢氣，其必須經(jīng)處理W除 去氮氧化物(NOx)，包括N0、N02和化0。貧燃發(fā)動機所產(chǎn)生的廢氣通常是氧化性的，并且NOx需 要用非均相催化劑和還原劑(其典型地是氨或短鏈控)來選擇性還原。該方法被稱作選擇性 催化還原(SCR)，已經(jīng)經(jīng)過徹底的研究。
[0004] 二氧化姉和第5族金屬(V、Nb、Ta)的不同組合已經(jīng)用于SCR和其他催化方法。通常， 至少lOwt%的第5族金屬或第5族金屬氧化物存在于催化劑中，如對相關(guān)的學(xué)術(shù)公開文獻的 瀏覽中清楚可見。
[0005] 例如，Le Gal等人(J.Phys.Chem.C 116(2012)13516)教導(dǎo)了用10-50原子％的粗 滲雜二氧化姉。該催化劑通過從硝酸姉和氯化粗(V)前體中共沉淀氨氧化物來制造。該作者 推斷，粗代替了二氧化姉正常的蛋石結(jié)構(gòu)中的姉，如通過晶格參數(shù)隨著化量的增加而縮減 所指示的。該催化劑在太陽熱化學(xué)產(chǎn)生氨過程中用于水裂解。
[0006] S.Zhao等人(Appl.Catal.A 248(2003)9)研究了二氧化姉中的氧化物滲雜劑對于 正下燒氧化的影響。具有10原子％的帥或Ta的催化劑使用溶膠-凝膠方法，通過使硝酸姉 (III)六水合物與氯化妮(V)或氯化粗(V)反應(yīng)來制備。在鹽溶于水之后，將溶液干燥和般 燒。該催化劑不用于選擇性催化還原。
[0007] K.Yashiro等人（Solid S化te Ionics 175(2004)341)制備了具有小于 1原子％的 妮的"用氧化妮滲雜的二氧化姉"，并且測量了它們的電導(dǎo)率。該標(biāo)題用詞不當(dāng)，因為二氧化 姉實際上是在預(yù)先形成的氧化妮存在下制備的。具體地，將硝酸姉(III)的水溶液與草酸和 充分分散的師2〇5粉末的混合物合并。草酸姉與分散的氧化妮顆粒一起沉淀。該前體然后在 1400°C般燒。該產(chǎn)物不用于SCR方法。
[000引 E.Ramirez-Cabrera等人（Solid State Ionics 136-137(2000)825)教導(dǎo)了用氧 化妮滲雜的二氧化姉和它們將甲燒轉(zhuǎn)化成合成氣的用途。經(jīng)滲雜的二氧化姉包含0.7或 2.5mol %的佩205，并且通過姉和妮的氨氧化物共沉淀，隨后般燒來制造。
[0009] 在一系列論文（A 郵 l.Catal.B 103(2011)79;Appl.Catal.B 88(2009)413;和 J. PhyS. Chem. C 114(2010)9791)中，Μ. Casapu等人描述了氧化妮-二氧化姉催化劑和它們 用于SCR和煙灰氧化的用途。所測試的催化劑包含在混合的二氧化姉-氧化錯載體上的 lOwt%的師2〇日或者在二氧化姉上的30wt%的師2〇日。該催化劑通過將妮酸草酸錠與二氧化 姉共沉淀或濕混合來制造。令人感興趣的是，運些催化劑通過般燒或通過在升高的溫度水 熱老化而變得對于NOx還原不太有活性(參見例如Appl.Catal. B 103(2011)79中的圖9(a) 和(b))，即與我們的發(fā)現(xiàn)相反。
[0010] 氧化妮和二氧化姉的組合也在專利和公布的專利申請中進行了討論。如前段所討 論的論文中那樣，EP2368628描述了包含至少lOwt%的二氧化姉和至少lOwt%的氧化妮的 催化劑和它們用于SCR方法的用途。該催化劑通過共沉淀或濕機械混合，隨后在升高的溫度 (55(TC或80(TC)般燒來制備。在后者的情況中，將妮酸(V)草酸錠水合物與二氧化姉合并， 并且將所形成的漿料在8(TC干燥一整夜，其后在55(TC般燒。如圖5和7中所示，當(dāng)運些催化 劑在800°C般燒12小時時，它們變得明顯不太有活性。
[0011] 美國公布2013/0121902教導(dǎo)了二氧化姉、氧化錯、氧化妮和稀±倍半氧化物的混 合氧化物作為催化劑用于SCR方法。據(jù)稱將氧化妮添加到二氧化姉、氧化錯和稀±氧化物的 市售催化劑中改進了老化穩(wěn)定性。該催化劑通常具有高氧化錯含量。在具有低百分比的氧 化妮(3wt % )的一個例子中，該催化劑具有43%氧化錯和9%的Nd2〇3。
[0012] 美國專利6,605,264教導(dǎo)了含有妮的錯-姉基固溶體和它們作為"高氧離子傳導(dǎo)" 或儲氧材料的用途。該固溶體包含"至多約95mo 1 %的錯，至多約50mo 1 %的姉，約0.5- 15mol %的稀±金屬和約0.5-約15mol %的妮"。全部的實施例具有大于50mol %的錯。
[0013] 包含氧化妮和二氧化姉的催化劑和它們用于SCR應(yīng)用的用途公開在一系列的國際 申請(參見PCT國際申請W02012/04192UW02012/004263和W02013/037507)中。在'263公布 中，氧化妮與氧化姉的比例是2-20 %。與由77.6 %的化制成的類似催化劑相比，具有巧0 % 的Zr的催化劑表現(xiàn)出更大的還原氨的能力。在兩個實施例(實施例9和10)中，存在3.2wt% 或8.6wt %的抓2〇5，省略了氧化錯，并且余量是二氧化姉。但是，運些催化劑基本上是用二氧 化姉包封的氧化妮，而非"滲雜在"二氧化姉上的氧化妮。如實施例中所示，該催化劑通過在 較小比例的預(yù)先形成的氧化妮存在下形成二氧化姉來制造。我們自己的工作(此處所述的） 證實，W相同比例的氧化妮和二氧化姉，運些催化劑與氧化妮滲雜在二氧化姉上的組合物 相比，對于NOx還原不太有效。此外，如'921公布中所示(表5,實施例9和10)，運些催化劑還 表現(xiàn)出通過水熱老化(750°C，1化)而失活。
[0014] 柴油車輛的新排放限制目標(biāo)是NOx和顆粒二者。通常，運需要使用兩個分別的系 統(tǒng)：用于除去NOx的NH3-SCR系統(tǒng)，和用于機械捕集和氧化煙灰的催化煙灰過濾器(參見例如 美國專利4,902,487)或柴油顆粒過濾器r'DPF";參見例如美國公布2010/0170230)。煙灰聚 集在過濾器表面上，產(chǎn)生背壓，并且最后需要在升高的溫度燒除。因為大部分SCR催化劑不 能經(jīng)受運些高溫，因此需要分別的系統(tǒng)。但是，因為空間受限，設(shè)計師會將SCR和煙灰氧化功 能合并到單個的、緊湊的后處理單元中，其典型地是DPF (參見例如美國公布2010/ 0180580)。運樣的組合系統(tǒng)，在工業(yè)上稱作SCRF?催化型過濾器(Johnson Matth巧的產(chǎn) 品），將具有暴露于煙灰、NH3、N0和N02的催化劑。雖然N02有益于被動氧化聚集在過濾器上的 煙灰，但是它通常消耗在N出-SCR反應(yīng)中。因此，取決于構(gòu)造，N出-SCR和煙灰氧化催化劑會需 要為可用的N02競爭。使用目前的SCR催化劑（例如分散在沸石或混合氧化物例如V2化-W化- Ti化體系中的過渡金屬），N02的轉(zhuǎn)化遠快于煙灰被N02氧化。反應(yīng)性的運種差異因此限制了 已知SCR催化劑用于被動煙灰氧化的有用性。
[0015] 為了使快速SCR反應(yīng)中N02消耗最小化，SCR催化劑可W僅涂覆在DPF的出口通道 上。運種策略用于制造雙功能催化型過濾器，如PCT國際申請W02012/166833中所述。如'833 公布的圖1中所示，過濾器的特征在于位于最接近于廢氣流動方向的煙灰氧化催化劑區(qū)，和 位于過濾器出口側(cè)上的SCR催化劑區(qū)。雖然該策略是有效的，但是它降低了能夠沉積在過濾 器上的SCR催化劑的整體量，并且會限制可能的NOx還原。
[0016] 工業(yè)將受益于具有用于SCR和煙灰氧化二者的屬性的催化材料的可用性。有價值 的材料將具有高密度，W具有高載體涂層(washcoat)負(fù)載量，高SCR活性和相結(jié)合的高耐熱 性，和對于化0形成的低選擇性，特別是在N02存在下更是如此。理想地，該材料將在SCR反應(yīng) 中的N02消耗和對于被動煙灰氧化的N02可用性之間提供所需的平衡，W促進用于柴油機廢 氣的緊湊的后處理系統(tǒng)的開發(fā)。
[0017] 如之前所述，還需要改進的SCR催化劑，特別是低溫N曲-SCR催化劑。需要當(dāng)暴露于 升高的溫度時可W保持或甚至改進NOx轉(zhuǎn)化活性的催化劑。理想地，該催化劑將更有效地使 用有價值的氧化物組分(例如氧化妮或氧化粗）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 提供了氧化妮-和粗滲雜的二氧化姉催化劑，它們在選擇性催化還原(SCR)方法中 的用途，并且公開了用于廢氣的緊湊的后處理系統(tǒng)。在一些方面中，該催化劑包含至少 91wt%的二氧化姉和滲雜在二氧化姉上的0. l-9wt%的氧化妮或氧化粗。雖然常規(guī)的SCR催 化劑會在較高溫度失活，但是經(jīng)滲雜的二氧化姉，特別是具有低至1或2wt%的抓2〇5或Ta地5 的那些，通過般燒對于NOx轉(zhuǎn)化得到活化。經(jīng)滲雜的二氧化姉對于SCRF?催化型過濾器應(yīng) 用包括后處理系統(tǒng)也有價值，該后處理系統(tǒng)包含具有入口和出口的柴油顆粒過濾器，和涂 覆于該入口、出口或二者上的雙功能催化劑。與常規(guī)的SCR催化劑相比，用氧化妮或氧化粗 滲雜的二氧化姉能夠存在更高含量的N02。因為單個催化劑可W用于SCR和煙灰氧化，因此 設(shè)計師可W減小排氣處理系統(tǒng)的尺寸、復(fù)雜性和成本。
[0019] 因此，在一方面中，本發(fā)明設(shè)及一種選擇性催化還原（SCR)方法。該方法包括在還 原劑和催化劑存在下選擇性還原包含氮氧化物的氣態(tài)混合物。該催化劑包含至少91wt%的 二氧化姉和滲雜在二氧化姉上的0.1-9wt%的氧化妮或氧化粗。該催化劑在600°c-100(rc 的溫度般燒。
[0020] 在另一方面中，該催化劑通過用包含水溶性妮鹽或粗鹽的水溶液浸潰二氧化姉， 隨后般烷烴浸潰的二氧化姉來制備。
[0021] 本發(fā)明還包括一種用于柴油車輛的緊湊的后處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含具有入口和出 口的柴油顆粒過濾器，和涂覆于該入口、出口或二者上的雙功能催化劑。該催化劑包含至少 80wt%的二氧化姉和滲雜在二氧化姉上的0. l-20wt%的氧化妮或氧化粗。該催化劑在600 °C-1000°C的溫度般燒。
[0022] 我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，用氧化妮和氧化粗滲雜的二氧化姉，特別是具有低含量師2〇5或 化2〇5的那些，通過般燒對于NOx轉(zhuǎn)化得到活化。經(jīng)滲雜的二氧化姉特別可用于選擇性催化還 原，特別是NH3-SCR。具有在二氧化姉上低至1或2wt%的氧化妮或氧化粗的催化劑通過在高 至1000°C的溫度般燒，在所關(guān)注的150°C -550°C溫度范圍表現(xiàn)出用于SCR優(yōu)異的NOx還原性 能。相反，常規(guī)的鶴基SCR催化劑在升高的溫度失活。
[0023] 該催化劑對于催化型過濾器應(yīng)用例如SCRF?催化型過濾器也有價值。與常規(guī)的 SCR催化劑例如鐵沸石相比，經(jīng)氧化妮或氧化粗滲雜的二氧化姉使更高含量的N02存在。因 為單個催化劑可W用于SCR和煙灰氧化，因此設(shè)計師能夠減小排氣處理系統(tǒng)的尺寸、復(fù)雜性 和成本。
【附圖說明】
[0024] 圖1繪制了用于本發(fā)明的方法和根據(jù)W02012/004263制造的參比組合物中所用的 用氧化妮滲雜的二氧化姉的晶格參數(shù)對比Wt %佩2〇5。
[0025] 圖2顯示了用于本發(fā)明的方法和根據(jù)W02012/004263制造的參比組合物中所用的 用氧化妮滲雜的二氧化姉的NOx轉(zhuǎn)化率對比溫度。
[0026] 圖3提供了對于用5%氧化妮滲雜的二氧化姉和比較的鶴催化劑的NOx轉(zhuǎn)化率對比 溫度，并且顯示了般燒溫度的效果。
[0027] 圖4比較了對于用5 %氧化妮滲雜的二氧化姉和用8.9 %粗滲雜的二氧化姉的NOx 轉(zhuǎn)化率對比溫度，并且顯示了般燒的活化效果。
[0028] 圖5進一步顯示了具有l(wèi)-5wt%的氧化妮的經(jīng)滲雜的二氧化姉在升高的溫度般燒 的NOx轉(zhuǎn)化率的益處。
[0029] 圖6顯示了般燒溫度對于使用滲雜在二氧化姉上的5%氧化妮在NOx還原方法中形 成的化0量的影響。
[0030] 圖7繪制了對于不同的用氧化妮滲雜的二氧化姉和比較的鶴催化劑，NOx轉(zhuǎn)化率對 比溫度。
[0031] 圖8顯示了用氧化妮滲雜的二氧化姉的長時間般燒相比于比較多鶴催化劑對于 NOx轉(zhuǎn)化性能的影響。
[0032] 圖9顯示了在90(TC般燒對于用氧化妮滲雜的二氧化和比較的鶴催化劑的NOx轉(zhuǎn)化 性能的影響。
[0033] 圖10顯示了貧水熱老化化HA)對于用氧化妮滲雜的二氧化和比較的鶴催化劑的 NOx轉(zhuǎn)化性能的影響。
[0034] 圖11繪制了不同的用氧化妮滲雜的二氧化姉和比較的鶴催化劑的NOx轉(zhuǎn)化率對比 溫度，并且展示了般燒對于用氧化妮滲雜的二氧化姉的活化效果。
[0035] 圖12比較了用氧化妮滲雜的二氧化姉的NOx轉(zhuǎn)化率對比溫度的結(jié)果，并且顯示了 在升高的溫度般燒的活化效果。
[0036] 圖13顯示了在N02存在和不存在時，貧水熱老化的用氧化妮滲雜的二氧化姉和比 較的經(jīng)離子交換的儀堿沸石的NOx轉(zhuǎn)化率對比溫度。
[0037] 圖14繪制了貧水熱老化的用氧化妮滲雜的二氧化姉和比較的經(jīng)離子交換的儀堿 沸石的NOx轉(zhuǎn)化率、N02濃度和化0濃度對比溫度。
【具體實施方式】
[0038] 在一方面中，本發(fā)明設(shè)及一種選擇性催化還原（SCR)方法。在運個方法中，包含氮 氧化物的氣態(tài)混合物在還原劑和經(jīng)滲雜的二氧化姉催化劑存在下選擇性還原。氮氧化物 (主要是NO和M)2)還原成化，同時還原劑被氧化。當(dāng)氨是還原劑時，化也是氧化產(chǎn)物。理想地， 唯一的反應(yīng)產(chǎn)物是水和化，雖然一些N出通常用空氣氧化成NO或化0。
[0039] SCR方法優(yōu)選在至少100°C的溫度，更優(yōu)選在100°C-650°c，甚至更優(yōu)選110°C-600 °C，最優(yōu)選150°C-550°c的溫度進行。包含氮氧化物的氣態(tài)混合物可W包含NO，N02和化0中的 一種或多種，還有其他非NOx氣體例如化、〇2、0)、0)2和出0之外。典型地，廢氣將包含1-10， OOOppm，更典型地10-l，000ppm，甚至更典型地50-500ppm的NO。
[0040] 可用于SCR方法的催化劑包含用氧化妮(抓2〇5)或氧化粗(Ta地5)滲雜的二氧化姉。 具體地，催化劑包含至少9Iwt %的二氧化姉和滲雜在二氧化姉上的0 . l-9wt %的氧化妮或 氧化粗。優(yōu)選催化劑包含91-99.5wt %的二氧化姉和0.5-9wt %的氧化妮或氧化粗。更優(yōu)選 催化劑包含92-99wt%的二氧化姉和l-8wt%的氧化妮或氧化粗。最優(yōu)選催化劑包含至少 95wt %的二氧化姉，優(yōu)選95-99wt %的二氧化姉和l-5wt %的氧化妮或氧化粗。特別優(yōu)選包 含滲雜在二氧化姉上的氧化妮的催化劑。
[0041] 優(yōu)選所用的二氧化姉具有高表面積，特別是大于50mVg，更優(yōu)選大于lOOmVg。合適 的高表面積二氧化姉是市售的。例子包括來自于Rhodia的HSA20二氧化姉，獲自MolyCorp、 肥FA Rare Eadh、化no化ides或其他供應(yīng)商的高表面積姉氧化物等。合適的高表面積二氧 化姉還可W如美國專利7,094,383;5,063，193;4,859,432;和4,661，330中教導(dǎo)的那樣合 成，它們的教導(dǎo)在此通過參考引入，W及PCT國際申請W02001/036332和EP0444470。
[0042] 用"滲雜的"表示妮或粗整合到二氧化姉晶格結(jié)構(gòu)中，典型地作為混合氧化物(例 如氧化妮和二氧化姉或者氧化粗和二氧化姉）。與未滲雜的二氧化姉相比，經(jīng)滲雜的二氧化 姉識別為具有降低的晶格參數(shù)，因為滲雜劑(例如Nb或化)與姉相比通常具有更小的離子半 徑。妮或粗可W均勻分布在晶格中，或者在二氧化姉晶格表面處或附近的層中處于較高濃 度。運里，二氧化姉在引入妮之前形成，或運二氧化姉和氧化妮基本上同時產(chǎn)生，如在共沉 淀方法中。例如，將妮或粗施用到二氧化姉顆粒。因此，"滲雜在二氧化姉上的"不同于氧化 物的物理混合物，并且排除了二氧化姉在預(yù)制的氧化妮或氧化粗顆粒存在下形成的組合 物。運樣的預(yù)形成的組合物描述在例如PCT國際申請W02012/004263的實施例9和10中。因 此，在某些實施方案中，催化劑沒有或基本上沒有二氧化姉上的氧化妮或氧化粗物理涂層， 并且沒有或基本上沒有氧化妮或氧化粗上的二氧化姉物理涂層。
[0043] 在優(yōu)選的用氧化妮或氧化粗滲雜的二氧化姉中，晶格參數(shù)與未滲雜的二氧化姉相 比明顯降低。運樣的晶格收縮（lattice contraction)可W指示氧化妮或氧化粗已經(jīng)變成 晶格骨架的一部分。優(yōu)選地，用氧化妮或氧化粗滲雜的二氧化姉的晶格參數(shù)比未滲雜的二 氧化姉低至少0.02%，更優(yōu)選低至少0.04%。我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，甚至當(dāng)催化劑在相對低的溫 度(例如50(TC)般燒時，也會觀察到運樣的晶格收縮。如圖1中所示，當(dāng)用氧化妮滲雜的二氧 化姉通過下面的實施例1-3中所述的浸潰方法來制備時，隨著氧化妮含量增加，晶格收縮明 顯。相反，當(dāng)二氧化姉在氧化妮存在下形成時，如W02012/004263中所述和如下面的比較例 4-6中再現(xiàn)的，沒有觀察到相同程度的晶格收縮。
[0044] 在一個合適的合成方案中，經(jīng)滲雜的二氧化姉通過用含有妮或粗的可溶性鹽的水 溶液浸潰二氧化姉來制造，該可溶性鹽通常是乙酸鹽、硝酸鹽、面化物、草酸鹽等，例如氯化 妮(V)、硝酸妮（III)、妮酸(V)草酸錠或氯化粗(V)。如果需要，可W使用足夠的水來形成漿 料?？蛇x地，水的量可W最小化，如在初始潤濕方法中。還可W使用濕法機械混合（參見 EP2368628)。在任何情況中，然后通常通過干燥除去水，并且將產(chǎn)物般燒W產(chǎn)生用氧化妮或 氧化粗滲雜的二氧化姉。浸潰方案的例子，參見美國公布2013/0121902,其教導(dǎo)在此通過參 考引入。
[0045] 經(jīng)滲雜的二氧化姉載體還可W通過二氧化姉與氧化妮或氧化粗從含水介質(zhì)中共 沉淀來制造。在運種情況中，將含有姉和妮或粗的溶解的鹽的水溶液與氨、碳酸錠或其他堿 性化合物的水溶液合并?？蓋添加過氧化氨w進一步促進沉淀。將產(chǎn)物分離，清洗，干燥和 般燒，W產(chǎn)生用氧化妮或氧化粗滲雜的二氧化姉。因為某些妮源比相應(yīng)的姉化合物水解得 更快，因此共沉淀可W產(chǎn)生具有散布有二氧化姉的氧化妮袋(pocket)的載體。共沉淀方案 的例子，參見美國專利6，605，264，其教導(dǎo)在此通過參考引入，和EP2，368，628。
[0046] 用氧化妮或氧化粗滲雜的二氧化姉催化劑在600°C-100(rC，優(yōu)選700°C-95(rC，更 優(yōu)選750°C-90(rC的溫度般燒。般燒可W短暫進行(例如小于1小時），或者它可W更長(例如 24小時）。我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，般燒使得用氧化妮或氧化粗滲雜的二氧化姉對于NOx還原得到 活化。當(dāng)在升高的溫度般燒時，甚至僅具有1或2wt%的氧化妮或氧化粗的催化劑也表現(xiàn)出 明顯活化。
[0047] 催化劑優(yōu)選在空氣中般燒。但是如果需要，它們可W經(jīng)水熱處理。即，催化劑可W 在熱和濕氣二者存在下老化。典型的水熱老化條件可W是例如在添加的蒸汽存在下500°C- 900 °C。
[0048] 在一些用氧化妮或氧化粗滲雜的二氧化姉中，般燒(和/或水熱老化)會促進氧化 妮或氧化粗的一部分遷移到催化劑表面。遷移程度可W使用X射線光電子光譜法或其他合 適的技術(shù)來測量。在一方面中，通過般燒，經(jīng)滲雜的二氧化姉催化劑在它的表面具有的妮或 粗與姉的摩爾比達到至少二倍。在另一方面中，經(jīng)滲雜的二氧化姉催化劑在它的表面具有 妮或粗與姉的摩爾比大于0.2，優(yōu)選大于0.3。
[0049] 氧化妮或氧化粗遷移到催化劑表面的程度可分配商Q來表示，其如下給出：
[0050 ] Q = (E麵/Ce麵)/ (時體/Ce聯(lián)）
[0051] 在運個表達式中，臣麵/Ce3灑是在催化劑表面處，通過X射線光電子光譜法測量的妮 或粗與姉的摩爾比，E本體/Ce本體是催化劑本體樣品中的妮或粗與姉的摩爾比。對于此處可用 的用氧化妮和氧化粗滲雜的二氧化姉，Q優(yōu)選大于1.5,更優(yōu)選具有2-10的值。
[0052] 另外的載體材料可W包括例如沸石、粘±、氧化侶、二氧化娃-氧化侶、氧化錯、二 氧化鐵等，條件是該載體包含至少91wt %的二氧化姉和0. l-9wt%的滲雜在二氧化姉上的 氧化妮或氧化粗。在某些實施方案中，本發(fā)明的催化劑或催化劑制品包含儲氨材料例如沸 石。儲氨材料可W具有二氧化姉，作為混合氧化物，作為二氧化姉顆粒上的涂層，作為含有 二氧化姉的載體涂層或可擠出糊中的組分，和/或作為與含有二氧化姉的區(qū)或?qū)酉噜徎蚓o 鄰的離散的區(qū)或?qū)印?br>[0053] 在某些實施方案中，載體或催化劑整體上沒有或基本上沒有氧化錯。在某些實施 方案中，載體或催化劑整體上沒有或基本上沒有氧化侶或二氧化娃-氧化侶。在某些實施方 案中，載體或催化劑整體上沒有或基本上沒有二氧化鐵。在某些實施方案中，載體或催化劑 整體上沒有或基本上沒有沸石。在某些實施方案中，載體或催化劑整體上沒有或基本上沒 有粘±。作為此處使用的，術(shù)語"基本上沒有"某組分表示載體或催化劑包含小于0.1重 量％，或甚至小于0.01重量％的該組分。
[0054] 經(jīng)滲雜的二氧化姉可用于SCR應(yīng)用，特別是N出-SCR，和特別是具有高硫量的SCR應(yīng) 用。在某些實施方案中，SCR催化劑可用于處理具有> lOppm的硫，例如> 15ppm，> 50ppm，> 1 OOppm，> 50化pm，> 1 OOOppm或> 5000ppm的硫的控類燃料燃燒所產(chǎn)生的廢氣，并且可W用 與沸石基、氧化饑基和/或未滲雜的二氧化姉基SCR催化劑相比更少的再生（例如少至少 20%，少至少35%或少至少50%的再生)來處理運樣的廢氣。
[0化日]催化劑包含至少80wt %的二氧化姉和ο . l-20wt %的滲雜在二氧化姉上的氧化妮 或氧化粗。催化劑在600°c-100(rc，優(yōu)選700°c-95(rc的溫度般燒。在車輛的正常運行條件 下，該催化劑優(yōu)選促進包含氮氧化物的氣態(tài)混合物在還原劑存在下的選擇性催化還原，同 時將二氧化氮濃度保持在足W使催化劑被動氧化煙灰。在優(yōu)選的后處理系統(tǒng)中，氮化合物 優(yōu)選氨被用作還原劑。在優(yōu)選的后處理系統(tǒng)中，催化劑包含l-15wt%，優(yōu)選1-lOwt%，更優(yōu) 選l-5wt%的氧化妮或氧化粗。
[0056] 本發(fā)明的某些方面提供了催化載體涂層。包含此處所述的催化劑的載體涂料優(yōu)選 是溶液、懸浮液或漿料。除了催化劑之外，載體涂料可W包含非催化組分例如填料、粘結(jié)劑、 穩(wěn)定劑、流變改性劑和其他添加劑，包括氧化侶、二氧化娃、非沸石二氧化娃-氧化侶、二氧 化鐵、氧化錯、二氧化姉中的一種或多種。在某些實施方案中，催化劑組合物可W包含成孔 劑，例如石墨、纖維素、淀粉、聚丙締酸醋和聚乙締等。運些另外的組分不必催化所需的反 應(yīng)，而代之W改進催化材料的效力，例如通過增加它的運行溫度范圍，增加催化劑的接觸表 面積，增加催化劑到基底的粘合性等。在某些實施方案中，載體涂層負(fù)載量〉〇.3g/in3,例如 〉1.2g/in3，〉1.5g/ln3，〉1.7g/ln3或〉2.00g/in3，優(yōu)選<3.5g/in3，例如<2.5g/in3。在某些實 施方案中，載體涂層W約0.8-1. Og/in3，1.0-1.5g/in3，或1.5-2.5g/in3的負(fù)載量施用到基 底。
[0057] 合適的載體涂層包括表面涂層，滲入基底一部分的涂層，穿透基底的涂層，或者它 們的某種組合。最常用的基底設(shè)計中的兩種是平板和蜂窩體。優(yōu)選的基底，特別是用于移動 應(yīng)用，包括具有所謂的蜂窩體幾何形狀流通式整料，其包含多個相鄰的、平行的通道，運些 通道兩端開口，并且通常從基底的入口面延伸到出口面，和產(chǎn)生高的表面積與體積之比。對 于某些應(yīng)用，蜂窩體流通式整料優(yōu)選具有高孔密度，例如約600-800個孔/平方英寸，和/或 平均內(nèi)壁厚度是約0.18-0.35mm，優(yōu)選約0.20-0.25mm。對于某些其他應(yīng)用，蜂窩體流通式整 料優(yōu)選具有約150-600個孔/平方英寸，更優(yōu)選約200-400個孔/平方英寸的低孔密度。優(yōu)選 蜂窩體整料是多孔的。除了堇青石、碳化娃、氮化娃、陶瓷和金屬之外，可W用于基底的其他 材料包括氮化侶、氮化娃、鐵酸侶、α-氧化侶、莫來石例如針狀莫來石、飽惱石、熱處理金屬 陶瓷（thermet)例如Al2〇sZFe、Al2〇3/化或B4CZ化，或者包含其任何兩個或更多個片段的復(fù) 合物。優(yōu)選的材料包括堇青石、碳化娃和鐵酸侶。
[0058] 平板型催化劑與蜂窩體型相比具有更低的壓力降和不太易于堵塞和結(jié)垢，運在高 效固定應(yīng)用中是有利的，但是平板構(gòu)造會明顯更大和更昂貴。蜂窩體構(gòu)造典型地小于平板 型，運在移動應(yīng)用中是一個優(yōu)點，但是具有更高的壓力降和更易于堵塞。在某些實施方案 中，平板基底由金屬，優(yōu)選皺紋金屬構(gòu)成。
[0059] 載體涂層可W位于流通式蜂窩體基底上的一定區(qū)域中，例如從基底入口端延伸到 基底長度的5-60%的前部區(qū)，或者從基底出口端延伸到基底長度的5-60%的后部區(qū)。表面 載體涂層可W位于壁流式過濾器的入口側(cè)或出口側(cè)上。
[0060] 在某些實施方案中，本發(fā)明是一種催化劑制品，其除了用氧化妮或氧化粗滲雜的 二氧化姉之外，還包含基底。在一個具體的實施方案中，催化劑制品通過包括W下步驟的方 法生產(chǎn)：在用于處理廢氣的另一組合物的至少一個另外的層施用到基底之前或之后，將催 化劑組合物，優(yōu)選作為載體涂層，施用到基底作為層?；咨系囊粋€或多個催化劑層(包括 催化劑層）W連續(xù)層來排列。作為此處使用的，設(shè)及基底上的催化劑層的術(shù)語"連續(xù)"表示每 個層與它的相鄰層接觸，和催化劑層整體上在基底上疊置排列。
[0061] 在某些實施方案中，催化劑作為第一層位于基底上，并且另一組合物例如氧化催 化劑、其他還原催化劑(例如另一 SCR催化劑）、清除組分(例如用于硫、水等)或NOx存儲組分 作為第二層位于基底上。在其他實施方案中，催化劑作為第二層位于基底上，和另一組合物 例如上述的那些作為第一層位于基底上。作為此處使用的，術(shù)語"第一層"和"第二層"用于 描述催化劑制品中的催化劑層相對于穿過、經(jīng)過和/或越過催化劑制品的廢氣流的正常方 向的相對位置。在正常廢氣流動條件下，廢氣接觸第一層，然后接觸第二層。在某些實施方 案中，第二層作為底層施用到惰性基底上，并且第一層是頂層，其作為連續(xù)系列的子層施用 到第二層上。在運樣的實施方案中，廢氣透過(和因此接觸)第一層，然后接觸第二層，和隨 后穿過第一層返回離開催化劑組分。在其他實施方案中，第一層是位于基底上游部分上的 第一區(qū)，和第二層作為第二區(qū)位于基底上，其中第二區(qū)在第一區(qū)下游。
[0062] 在另一實施方案中，催化劑制品通過包括W下步驟的方法生產(chǎn):將催化劑組合物， 優(yōu)選作為載體涂料，施用到基底作為第一區(qū)，和隨后將用于處理廢氣的至少一種另外的組 合物施用到基底作為第二區(qū)，其中第一區(qū)的至少一部分在第二區(qū)的下游。替代地，催化劑組 合物可W施用到基底的第二區(qū)中，第二區(qū)在含有另外的組合物的第一區(qū)的下游。另外的組 合物的例子包括氧化催化劑、還原催化劑、清除組分(例如用于硫、水等)或NOx存儲組分。
[0063] 為了降低排氣系統(tǒng)所需的空間量，單個排氣部件在某些實施方案中經(jīng)設(shè)計W執(zhí)行 多于一種功能。例如，將催化劑施用到壁流式過濾器基底代替流通式基底，用于通過使得一 個基底發(fā)揮兩個功能（即催化處理廢氣中不期望的組分和機械地除去廢氣中的煙灰），來減 小排氣處理系統(tǒng)的整體尺寸。因此，在某些實施方案中，基底是蜂窩體壁流式過濾器或部分 過濾器。壁流式過濾器與流通式蜂窩體基底相似之處在于，它們包含多個相鄰的、平行的通 道。但是，流通式蜂窩體基底的通道兩端開口，而壁流式基底的通道具有一端封閉，其中封 閉在相鄰?fù)ǖ赖南鄬Χ松蟇交替方式發(fā)生。封閉通道的交替端防止進入基底入口面的氣體 直接流過通道并離開。相反，廢氣進入基底前面，并且行進到通道的約一半，在運里它被驅(qū) 使穿過通道壁，然后進入通道的另一半并離開基底背面之前。
[0064] 基底壁具有孔隙率和孔尺寸，是氣體可透過的，但是在氣體穿過該壁時從氣體中 捕集顆粒物質(zhì)例如煙灰的大部分。優(yōu)選的壁流式基底是高效過濾器。用于本發(fā)明的壁流式 過濾器優(yōu)選地效率是至少70%，至少約75%，至少約80%，或至少約90%。在某些實施方案 中，該效率將是約75-約99%，約75-約90%，約80-約90%，或約85-約95 %。運里，效率設(shè)及 煙灰和其他類似尺寸的顆粒，和設(shè)及常規(guī)柴油廢氣中通常存在的顆粒濃度。例如，柴油廢氣 中的顆粒尺寸可W是0.05微米-2.5微米。因此，效率可W基于運個范圍或子范圍，例如0. Ι? ο. 25 微米， 0.25-1.25 微米 ，或 1.25-2.5 微米。
[0065] 孔隙率是多孔基底中空隙空間的百分比的度量，并且設(shè)及排氣系統(tǒng)中的背壓:通 常，孔隙率越低，背壓越高。優(yōu)選多孔基底的孔隙率是約30-約80%，例如約40-約75%，約 40-約65%，或約50-約60%。
[0066] 孔互連率，作為基底的總空隙體積的百分比來測量，是孔、空隙和/或通道相結(jié)合 來形成穿過多孔基底的連續(xù)路徑（即從入口面到出口面)的程度。與孔互連率相反的是閉孔 體積和具有到基底僅一個表面的管道的孔體積之和。優(yōu)選多孔基底的孔體積互連率是至少 約30%，更優(yōu)選至少約40%。
[0067] 多孔基底的平均孔尺寸對于過濾也是重要的。平均孔尺寸可W通過任何可接受的 手段來測定，包括通過水銀孔隙率法。多孔基底的平均孔尺寸應(yīng)當(dāng)是足夠高的值，W促進低 背壓，同時通過基底本身，通過促進基底表面上的煙灰餅層，或者二者的組合，來提供足夠 的效率。優(yōu)選的多孔基底的平均孔尺寸是約10-約40μπι，例如約20-約30μπι，約10-約25μπι，約 10-約20皿，約20-約25皿，約10-約15皿，和約15-約20皿。
[0068] 使用用氧化妮滲雜的二氧化姉的一個優(yōu)點是涂覆柴油顆粒過濾器(DPF)的入口和 出口通道，而無通常設(shè)及的對可利用的Ν02過度氧化的問題，特別是在過濾器入口。因為用 氧化妮滲雜的二氧化姉通過被動氧化來幫助減輕煙灰聚集，它應(yīng)當(dāng)可W延長DPF的燃燒循 環(huán)之間的時間間隔，運將節(jié)約燃料。用氧化妮滲雜的二氧化姉還會幫助降低煙灰氧化所需 的溫度。此外，將SCR催化劑用于煙灰氧化的能力在一些情況中可W克服對于包括柴油氧化 催化劑的需要。
[0069] 通常，含有催化劑的擠出實屯、體的生產(chǎn)包括將催化劑、粘結(jié)劑、任選的有機粘度增 強化合物共混成均勻的糊，然后將其添加到粘結(jié)劑/基質(zhì)組分或其前體和任選的一種或多 種穩(wěn)定化的二氧化姉，和無機纖維。將共混物在混合或捏合設(shè)備或擠出機中壓實。混合物具 有有機添加劑例如粘結(jié)劑、成孔劑、增塑劑、表面活性劑、潤滑劑、分散劑作為加工助劑，W 增強潤濕性和因此生產(chǎn)均勻的批料。所形成的塑性材料然后模制，特別是使用包括擠出模 頭的擠出壓機或擠出機，并且將所形成的模制件干燥和般燒。有機添加劑在擠出實屯、體的 般燒過程中"燒除"。分別的催化劑也可W是活化涂覆的或者作為一個或多個子層(其位于 表面上或完全或部分地滲入擠出實屯、催化體中）W其他方式施用到擠出實屯、體。
[0070] 含有本發(fā)明催化劑的擠出實屯、體通常包含蜂窩體形式的一元結(jié)構(gòu)，其具有從其第 一端到第二端延伸的均勻尺寸的和平行的通道。限定通道的通道壁是多孔的。典型地，外 "皮"包圍著擠出實屯、體的多個通道。擠出實屯、體可W由任何需要的橫截面形成，例如圓形、 正方形或楠圓形。多個通道中的單個通道可W是正方形、Ξ角形、六邊形、圓形等。第一上游 端的通道可W是堵塞的，例如用合適的陶瓷膠結(jié)劑堵塞，并且在第一上游端沒有堵塞的通 道也可W在第二下游端堵塞，W形成壁流式過濾器。典型地，在第一上游端堵塞的通道的排 列類似于棋盤，具有堵塞的和開口的下游通道端的類似排列。
[0071] 粘結(jié)劑/基質(zhì)組分優(yōu)選選自堇青石、氮化物、碳化物、棚化物、金屬間化合物、侶娃 酸裡、尖晶石、任選經(jīng)滲雜的氧化侶、二氧化娃源、二氧化鐵、氧化錯、二氧化鐵-氧化錯、錯 石及其任意兩種或更多種的混合物。糊可W任選地包含選自W下的增強無機纖維:碳纖維、 玻璃纖維、金屬纖維、棚纖維、氧化侶纖維、二氧化娃纖維、二氧化娃-氧化侶纖維、碳化娃纖 維、鐵酸鐘纖維、棚酸侶纖維和陶瓷纖維。
[0072] 氧化侶粘結(jié)劑劑/基質(zhì)組分優(yōu)選是丫氧化侶，但是可W是任何其他過渡氧化侶， 即，α氧化侶、β氧化侶、X氧化侶、η氧化侶、Ρ氧化侶、k氧化侶、Θ氧化侶、δ氧化侶、銅β氧化侶 和任意兩種或更多種運樣的過渡氧化侶的混合物。優(yōu)選氧化侶用至少一種非侶元素滲雜W 來增加氧化侶的熱穩(wěn)定性。合適的氧化侶滲雜劑包括娃、錯、領(lǐng)、銅系元素及其任意兩種或 更多種的混合物。合適的銅系元素滲雜劑包括1曰^6、炯、？'、6(1及其任意兩種或更多種的混 合物。
[0073] 二氧化娃源可W包括娃溶膠、石英、氣相法或無定形二氧化娃、娃酸鋼、無定形侶 娃酸鹽、烷氧基硅烷、有機娃樹脂粘結(jié)劑例如甲基苯基有機娃樹脂、粘±、滑石或其任意兩 種或更多種的混合物。在運個列表中，二氧化娃可W是Si化本身、長石、莫來石、二氧化娃- 氧化侶、二氧化娃-氧化儀、二氧化娃-氧化錯、二氧化娃-氧化社、二氧化娃-氧化被、二氧化 娃-二氧化鐵、Ξ元二氧化娃-氧化侶-氧化錯、Ξ元二氧化娃-氧化侶-氧化儀、Ξ元二氧化 娃-氧化儀-氧化錯、Ξ元二氧化娃-氧化侶-氧化社及其任意兩種或更多種的混合物。
[0074] 優(yōu)選催化劑遍布，優(yōu)選均勻遍布在整個擠出催化劑體，優(yōu)選壁流式過濾器中。在某 些實施方案中，經(jīng)滲雜的二氧化姉催化劑存在于整個擠出催化劑體中，并且該催化劑體的 至少一部分(例如前部區(qū)、后部區(qū)、入口層或出口層)用銷族金屬進一步浸潰。在運樣的實施 方案中，催化劑制品可W充當(dāng)具有低背壓的氨泄漏催化劑。
[0075] 在上述擠出實屯、體中的任一種制成壁流式過濾器的情況中，該壁流式過濾器的孔 隙率可W是30-80%，例如40-70%?？紫堵屎涂左w積和孔半徑可W例如使用壓隸孔隙率測 定法來測量。
[0076] 此處所述的催化劑可W促進還原劑優(yōu)選氨與氮氧化物的反應(yīng)，W選擇性形成單質(zhì) 氮(化)和水化2〇)。因此，在一個實施方案中，催化劑可W經(jīng)配制W促進用還原劑還原氮氧化 物（即SCR催化劑）。運樣的還原劑的例子包括控(例如C3-C6控)和含氮還原劑例如氨和氨阱 或任何合適的氨前體，例如尿素（(NH2) 2C0)、碳酸錠、氨基甲酸錠、碳酸氨錠或甲酸錠。
[0077] 此處所述的催化劑還可W促進氨的氧化。因此，在另一實施方案中，經(jīng)滲雜的二氧 化姉催化劑可W經(jīng)配制W促進用氧氧化氨，特別是在SCR催化劑下游通常遇到的氨的集中 (例如氨氧化(AM0X)催化劑，如氨泄漏催化劑(ASC))。在某些實施方案中，經(jīng)滲雜的二氧化 姉催化劑作為頂層位于氧化性下層上面，其中該下層包含銷族金屬(PGM)催化劑或非PGM催 化劑。優(yōu)選下層中的催化劑組分位于高表面積載體上，包括但不限于氧化侶。
[0078] 在又一實施方案中，SCR和AM0X運行連續(xù)進行，其中兩種方法使用了包括此處所述 催化劑的催化劑，和其中SCR方法在M0X方法上游進行。例如，催化劑的SCR配制物可W位于 過濾器的入口側(cè)上，和催化劑的AM0X配制物可W位于過濾器的出口側(cè)上。
[0079] 因此，提供了一種在氣體中還原NOx化合物或氧化N出的方法，其包括將該氣體與此 處所述的催化劑組合物接觸，用于將NOx化合物催化還原足夠的時間，W降低該氣體中的NOx 化合物和/或N曲的含量。在某些實施方案中，提供了一種催化劑制品，其具有位于選擇性催 化還原(SCR)催化劑下游的氨泄漏催化劑。在運樣的實施方案中，氨泄漏催化劑將沒有被選 擇性催化還原方法消耗的任何含氮還原劑的至少一部分氧化。例如，在某些實施方案中，氨 泄漏催化劑位于壁流式過濾器的出口側(cè)上，和SCR催化劑位于過濾器的上游側(cè)上。在某些其 他實施方案中，氨泄漏催化劑位于流通式基底的下游端上，和SCR催化劑位于流通式基底的 上游端上。在其他實施方案中，氨泄漏催化劑和SCR催化劑位于排氣系統(tǒng)中的分別的塊上。 運些分別的塊可W彼此相鄰和接觸，或者W具體的距離隔開，條件是它們彼此流體連通，并 且條件是SCR催化劑塊位于氨泄漏催化劑塊的上游。
[0080] 在某些實施方案中，SCR和/或M0X方法在至少100°C的溫度進行。在另一實施方案 中，該方法在約15(TC-約75(TC的溫度進行。在一個具體的實施方案中，該溫度是約175-約 550°C。在另一實施方案中，該溫度是175-400°C。在又一實施方案中，該溫度是450-900°C， 優(yōu)選500-750°C ,500-650°C ,450-550°C，或650-850°C。使用高于450°C溫度的實施方案特別 可用于處理來自于重型和輕型柴油機的廢氣，該柴油機裝備有包含(任選催化的)柴油顆粒 過濾器的排氣系統(tǒng)，該過濾器例如通過將控注入過濾器上游的排氣系統(tǒng)來主動再生，其中 用于本發(fā)明的沸石催化劑位于過濾器下游。
[0081] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在氣體中還原NOx化合物和/或氧化N出的方 法，其包括將該氣體與此處所述的催化劑接觸足夠的時間，W降低該氣體中的NOx化合物的 含量。本發(fā)明的方法可W包括W下步驟中的一個或多個：（a)聚集和/或燃燒與催化型過濾 器的入口接觸的煙灰；（b)在與催化型過濾器接觸之前，將含氮還原劑引入廢氣流中，優(yōu)選 沒有插入的包括處理NOx和還原劑的催化步驟；（C)在NOx吸收劑催化劑或貧NOx阱上產(chǎn)生 畑3，和優(yōu)選使用運樣的畑3作為下游SCR反應(yīng)中的還原劑；（d)使廢氣流與D0C接觸，W將控類 可溶性有機級分(S0F)和/或一氧化碳氧化成C〇2，和/或?qū)O氧化成，其進而可W用于氧 化顆粒過濾器中的顆粒物質(zhì)；和/或減少廢氣中的顆粒物質(zhì)(PM);(e)使廢氣與一個或多個 流通式SCR催化劑裝置在還原劑存在下接觸，W降低廢氣中的NOx濃度;和(f)在將廢氣排入 大氣之前，或者在廢氣進入/再次進入發(fā)動機前將廢氣穿過再循環(huán)回路之前，使廢氣與氨泄 漏催化劑接觸，優(yōu)選在SCR催化劑下游，W氧化大部分(如果不是全部)的氨。
[0082] 在另一實施方案中，用于在SCR方法中消耗的氮系還原劑，特別是N出的全部或至 少一部分，可W通過位于SCR催化劑，例如位于壁流式過濾器上的本發(fā)明的SCR催化劑的上 游的NOx吸附劑催化劑(NAC)、貧NOx阱化NT)或NOx存儲/還原催化劑(NSRC)來供應(yīng)。可用于本 發(fā)明中的NAC組分包括堿性材料(例如堿金屬、堿±金屬或稀±金屬，包括堿金屬氧化物、堿 上金屬氧化物及其組合)和貴金屬(例如銷)和任選的還原催化劑組分例如錠的催化劑組合 物?？捎糜贜AC中的堿性材料的具體類型包括氧化飽、氧化鐘、氧化儀、氧化鋼、氧化巧、氧化 鎖、氧化領(lǐng)及其組合。貴金屬優(yōu)選W約10-約200g^t3，例如20-60g^t3存在?？蛇x地，催化劑 的貴金屬特征在于可W是約40-約lOOg^t3的平均濃度。
[0083] 在某些條件下，在定期富再生事件中，N曲可W在NOx吸附劑催化劑上產(chǎn)生。NOx吸附 劑催化劑下游的SCR催化劑可W改進整體系統(tǒng)NOx還原效率。在組合系統(tǒng)中，SCR催化劑能夠 存儲在富再生事件過程中從NAC催化劑釋放的NH3,并且使用存儲的畑3來選擇性還原在正常 貧運行條件過程中穿過NAC催化劑漏失的NOx的一些或全部。
[0084] 此處所述的處理廢氣的方法可W對來源于燃燒過程的廢氣進行，例如來源于內(nèi)燃 機(移動式或固定式）、燃?xì)廨啓C和燃煤或燃油發(fā)電機。該方法還可W用于處理來自于工業(yè) 過程例如煉制，來自于煉廠加熱器和鍋爐、爐、化學(xué)加工工業(yè)、焦炭爐、市政廢物處理廠和焚 化爐等的氣體。在一個具體的實施方案中，該方法用于處理來自于車輛貧燃內(nèi)燃機，例如柴 油機、貧燃汽油機或由液化石油氣或天然氣供能的發(fā)動機的廢氣。
[0085] 在某些方面中，本發(fā)明是一種處理燃燒過程產(chǎn)生的廢氣的系統(tǒng)，例如來自于內(nèi)燃 機(移動式或固定式）、燃?xì)廨啓C，燃煤或燃油發(fā)電機等的廢氣。運樣的系統(tǒng)包括催化劑制 品，其包含此處所述的催化劑和至少一種用于處理廢氣的另外的組分，其中該催化劑制品 和至少一種另外的組分經(jīng)設(shè)計W充當(dāng)結(jié)合單元。
[0086] 在某些實施方案中，該系統(tǒng)包含含有此處所述的催化劑的催化劑制品，用于引導(dǎo) 流動廢氣的管道，位于催化劑制品上游的含氮還原劑的源。該系統(tǒng)可W包含控制器，用于僅 當(dāng)確定了沸石催化劑能夠W或高于所需效率來催化NOx還原時，例如在高于100°C，高于150 °C或高于175°C，將含氮還原劑計量添加到流動廢氣中。含氮還原劑的計量添加可W經(jīng)布置 W使得按1:1畑3/N0和4:3N曲/N02計算，60%-200%的理論上的氨存在于進入SCR催化劑的 廢氣中。
[0087] 在另一實施方案中，該系統(tǒng)包含氧化催化劑(例如柴油氧化催化劑(DOC))，用于將 廢氣中的一氧化氮氧化成二氧化氮，其可W位于含氮還原劑計量添加到廢氣中的位置的上 游。在一個實施方案中，氧化催化劑用于產(chǎn)生氣流，該氣流例如在25(TC-45(rC的氧化催化 劑入口廢氣溫度，W約4:1-約1: 3的NO與體積比，進入SCR沸石催化劑。氧化催化劑可W 包含涂覆在流通式整料基底上的至少一種銷族金屬(或它們的某種組合），例如銷、鈕或錠。 在一個實施方案中，至少一種銷族金屬是銷、鈕或者銷和鈕二者的組合。銷族金屬可W負(fù)載 于高表面積載體涂層組分例如氧化侶、沸石例如侶娃酸鹽沸石、二氧化娃、非沸石二氧化 娃-氧化侶、二氧化姉、氧化錯、二氧化鐵或者含有二氧化姉和氧化錯二者的混合氧化物或 復(fù)合氧化物。
[0088] 在另一實施方案中，合適的過濾器基底位于氧化催化劑和SCR催化劑之間。過濾器 基底可W選自上述那些中的任一種，例如壁流式過濾器。在過濾器是催化的，例如用上述種 類的氧化催化劑催化的情況中，優(yōu)選含氮還原劑的計量添加位置位于過濾器和沸石催化劑 之間。替代地，如果過濾器是未催化的，用于計量添加含氮還原劑的裝置可W位于氧化催化 劑和過濾器之間。
[0089] 在另一方面中，本發(fā)明設(shè)及通過用包含水溶性妮鹽或粗鹽的水溶液浸潰二氧化姉 來制備的催化劑。經(jīng)浸潰的二氧化姉在600°c-100(rc，優(yōu)選700°c-95(rc，更優(yōu)選750°C-900 °C的溫度般燒。催化劑包含至少9 Iwt %的二氧化姉和0.1 -9wt %的滲雜在二氧化姉上的氧 化妮或氧化粗。優(yōu)選催化劑包含91-99.5wt %的二氧化姉和0.5-9wt %的氧化妮或氧化粗。 更優(yōu)選催化劑包含92-99wt%的二氧化姉和l-8wt%的氧化妮或氧化粗。最優(yōu)選催化劑包含 至少95wt %的二氧化姉，優(yōu)選95-99wt %的二氧化姉，和l-5wt %的氧化妮或氧化粗。特別優(yōu) 選包含滲雜在二氧化姉上的氧化妮的催化劑。
[0090] 水溶性妮鹽或粗鹽典型地是乙酸鹽、硝酸鹽、面化物、草酸鹽等，例如氯化妮(V)、 硝酸妮(III)、妮酸(V)草酸錠或氯化粗(V)。如果需要，可W使用足夠的水來形成漿料。可選 地，水的量可W最小化，如在初始潤濕方法中。還可W使用濕法機械混合。在任何情況中，然 后通常通過干燥除去水，并且將產(chǎn)物般燒W產(chǎn)生用氧化妮或氧化粗滲雜的二氧化姉。
[0091] W下實施例僅說明本發(fā)明；本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到處于本發(fā)明的主旨和權(quán)利要 求書的范圍內(nèi)的許多變化。
[0092] 實施例1
[0093] 制備用氧化妮滲雜的二氧化姉(3.2wt%的佩2〇5)
[0094] 在攬拌下將妮酸(V)草酸錠（21 %的抓，1.06g，2.4mmol的抓，等價于0.3?的抓2〇5) 溶解在水(6mL)中，并且溫和升溫。添加高表面積二氧化姉(9.68g)，并且攬拌混合物。稍微 超過二氧化姉的孔體積，W使得樣品在電爐上攬拌/升溫至干燥。樣品進一步在105Γ的烘 箱中干燥。將樣品的部分在50(TC般燒Γ燒削'）2h，或者在80(TC般燒Γ燒削'）4h(1 (TC/min 升溫速率）。
[00巧]實施例2
[0096] 制備用氧化妮滲雜的二氧化姉(5. Owt %的佩2〇5)
[0097] 總體上依照實施例1的程序，使用妮酸(V)草酸錠（3.33g，7.52mmol的師，等價于 1.0邑的佩2〇5)、二氧化姉（19旨)和水（12血）。
[009引實施例3
[0099] 制備用氧化妮滲雜的二氧化姉(8.6wt %的佩2〇5)
[0100] 總體上依照實施例1的程序，使用妮酸(V)草酸錠（2.86g，6.47mmol的師，等價于 0.86旨的佩2〇5)、二氧化姉(9.14旨)和水(6血）。
[0101] 在比較例4-6中，總體上依照PCT國際公布W02012/004263(化odia)的程序來生產(chǎn) 催化劑，其中二氧化姉在氧化妮存在下形成。基于該制備方法，催化劑應(yīng)當(dāng)具有被二氧化姉 殼包圍的氧化妮忍。
[0102] 比較例4
[0103] 1.制備氧化妮溶膠:將乙醇（lOOmL)在3A分子篩qSg)上干燥20h。分子篩在400°C 預(yù)燒制化W除去水。圓底燒瓶裝有無水乙醇(40mL)和小磁力攬拌棒。攬拌乙醇，并且使用塑 料刮刀添加氯化妮(￥)(1〇旨，〇.〇37111〇1)。當(dāng)添加完成時，產(chǎn)生了淡黃色溶液。添加更多的乙 醇（21mL)，停止攬拌，將燒瓶蓋上塞子，并且使其靜置化。將塞子代之W回流冷凝器，并且將 溶液加熱到約70°C持續(xù)化。加熱后，溶液失去顏色，使其在室溫靜置一整夜。
[0104] 將濃縮(35%)氨(25. Ig)在燒杯中磁力攬拌。將上面制備的氯化妮(V)/乙醇溶液 與水（76mL)同時傾倒入攬拌的氨中。立即出現(xiàn)白色沉淀物，并且混合物放熱。在攬拌0 .化 后，將混合物過濾，并且將固體用水清洗，直到濾液的熱導(dǎo)率是約ImS。將混合物緩慢過濾和 清洗。
[0105] 將沉淀物在硝酸(8 ImL的1M的歴化水溶液）中攬拌4天。獲得了師2〇5的白色懸浮液 (pH:0.55;懸浮液產(chǎn)量：122.6g)。不考慮損失，氧化妮溶膠包含0.037mol的Nb (0.0001508mol 的佩2/邑）。 陶]2.制備二氧化姉包封的氧化妮。
[0107]向燒杯中裝入水（50mL)、磁力攬拌棒和pH探針。用幾滴氨溶液（通過將24mL濃縮 (35 % )氨稀釋到lOOmL來制備)將抑調(diào)節(jié)到約9.0。
[010引分別地，將硝酸姉（III)六水合物（24.4g，0.0562mo 1，等價于9.68g的Ce02)溶解在 水（180血）中。添加氧化妮溶膠的一部分(7.95g，等價于0.32g的抓205，0.0012mol的抓2)，隨 后添加30%過氧化氨(6.37g，0.0562mol)。通過添加過氧化物，懸浮液變成黃色。
[0109] 將懸浮液累入(16mL/min)事先制備的充分?jǐn)埌璧陌比芤褐?，并且用手逐滴添加?外的氨溶液，W將抑保持在約9.0。當(dāng)添加完成時，將混合物攬拌0.化，然后過濾。將所形成 的黃色/澄色沉淀物用水清洗(3 X 500mL)，然后干燥(105°C) W產(chǎn)生固體產(chǎn)物(10.4g)。將樣 品的部分在500°C般燒化，或者在800°C般燒4h(l(TC/min升溫速率）。最終的產(chǎn)物包含 3.2wt%的佩2〇已。
[0110] 比較例5
[0111] 總體上依照比較例4的程序，使用氧化妮溶膠（12.47g，等價于0.5g的帥2〇5， 0.00188111〇1的抓2)、硝酸姉（111)六水合物(23.97旨，0.0552111〇1，等價于9.5旨的〔6〇2)、氨溶液 和30%過氧化氨(6.26旨，0.0552111〇1)。產(chǎn)量：10.47旨。將樣品的部分在500°(：般燒化，或者在 800°C般燒地(10°C/min升溫速率）。最終的產(chǎn)物包含5. Owt%的佩2〇5。
[0112] 比較例6
[0113] 總體上依照比較例4的程序，使用氧化妮溶膠（21.44g，等價于0.86g的Nb205， 0.00324111〇1的抓2)、硝酸姉（111)六水合物（23.06旨，0.0531111〇1，等價于9.1知的〔602)、氨溶 液和30%過氧化氨(6.02旨，0.0531111〇1)。產(chǎn)量：10.34旨。將樣品的部分在500°(：般燒化，或者 在800°C般燒4h( 10°C/min升溫速率）。最終的產(chǎn)物包含8.6wt%的佩2〇5。
[0114] 制備用氧化妮滲雜的二氧化姉催化劑:一般程序
[0115] 總體上使用實施例1的程序來制備另外的用氧化妮滲雜的二氧化姉催化劑，其包 含 1.0，2.0，5.0，8.0或 10.0 wt % 的氧化妮。運些催化劑在500°C，700°C，750°C，800°C或900 °C般燒。在一些情況中，催化劑經(jīng)過貧水熱老化(LHA)。運如下來完成:使催化劑粉末經(jīng)過在 空氣中10%蒸汽的氣氛，加熱樣品到700°C (升溫速率:10°C/min)，將樣品在700°C保持25h， 并且冷卻到室溫。在制備后，將催化劑在下述氨-SCR方法中測試。結(jié)果顯示在圖3-12中。 [01W 制備用氧化粗滲雜的二氧化姉催化劑
[0117]如下制備用氧化粗滲雜的二氧化姉催化劑，其包含8.85wt%的化2〇5:
[011引 1.草酸粗。將氯化粗（V)(5.0g，0.0167mol)在輕輕攬拌下溶解在濃HCl(30mL， 0.36mol)中。固體用了約化完全溶解。使溶液靜置一整夜，然后用水稀釋到約50mL?？焖偬?加酸性化Cls溶液到劇烈攬拌的氨溶液(30mL濃NH40H用水稀釋到1.化）中。在攬拌20min后， 將所形成的凝膠狀白色沉淀物通過過濾來回收，并且清洗，直到濾液的導(dǎo)電率小于35yS。將 脫水草酸(5.26g，0.0418mol)在攬拌下溶解在水（17血）中，并且在60-70°C加熱。（如果使混 合物冷卻，則草酸沉淀）。在溶液處于60-70°C的同時，分份添加氧化粗/氨氧化粗凝膠，并且 將混合物消解W產(chǎn)生不透明混合物（約50mL)。假定無損失，產(chǎn)物包含0.0167mol草酸粗 (0.334M 草酸粗，60.4g/L 的 Ta)。
[0119] 2.粗滲雜的二氧化姉。將高表面積二氧化姉（19.Og)用上面制備的氧化粗混合物 的一部分（25mL，0.0083mol)浸潰。超過了孔體積，然后將該混合物在電爐上干燥，然后在 105°C烘箱干燥。樣品然后在500°C般燒化(升溫速率10°C/min)。在一些情況中，將催化劑在 750°C般燒。在制備后，將催化劑(8.85 %的化2〇s/Ce〇2)在下述氨-SCR方法中測試。結(jié)果顯示 在圖4中。
[0120] 制備比較催化劑:在Ce化或Ce化化上的鶴
[0121] 如下來制備比較催化劑，其具有負(fù)載于二氧化姉或二氧化姉和氧化錯的混合氧化 物 rCeZrOn 上的鶴（1 Owt % )。
[01。] 1.二氧化姉上10 %的鶴
[0123] 將偏鶴酸錠(5.33g)溶解在去離子水(20mL)中，并且將該溶液與二氧化姉(40g)合 并。將混合物在105 °C干燥一整夜，和在500°C般燒化。
[0124] 2.在〔62扣4上10%的鶴
[0125] 將偏鶴酸錠(4.5g)溶解在去離子水(9mL)中，并且使用該溶液來浸潰CeZr化載體 (30g)。將混合物在105°C干燥一整夜，和在500°C般燒化。
[0126] 制備后，將催化劑的粒化樣品（0.4g)在SCAT反應(yīng)器中，在下述條件下在氨-SCR方 法中測試。結(jié)果顯示在圖3和7-11中。
[0127] 晶格參數(shù)的測定
[0128] 使用具有90個位置樣品變換器的化址er AXS D8 Advance? X射線衍射計。晶格參 數(shù)(埃)通過Reitveld分析化Vo^IB方法），使用完全粉末，衍射圖擬合技術(shù)測量。
[0129] 畑3-SCR活性測試條件
[0130] 如下來獲得催化劑的粉末樣品:?；紭悠罚瑝核榱Ａ?，然后使所形成的粉末過 255-350μπι篩。將篩過的粉末裝入合成催化劑活性測試(SCAT)反應(yīng)器，并且使用包含氨作為 還原劑的W下合成柴油廢氣混合物(在入口處)進行測試:50化pm的NO，50化pm的畑3，9 %的 〇2，5 % 的C〇2，5 % 的出 0，300ppm 的C0，余量的化，空速 30，OOOh-i。
[0131] 將樣品W5°C/min從150°C逐漸加熱到550°C，并且廢氣的組成使用FTIR光譜法分 析來測定NOx氣體的轉(zhuǎn)化率％。
[0132] 緝里
[0133] 如上所述測定了實施例1-3和比較例4-6中制備的每個催化劑的晶格參數(shù)。圖1顯 示了可用于本發(fā)明的SCR方法的用氧化妮滲雜的二氧化姉(在實施例1-3中制備），隨著氧化 妮含量的增加，經(jīng)歷了明顯的晶格收縮。運W最佳擬合線中大的負(fù)斜率為證據(jù)。該結(jié)果表明 運些材料將妮引入了晶格骨架中。相反，當(dāng)使用W02012/004263的程序來制備具有相同抓2化 含量的催化劑(比較例4-6)時，很少或沒有晶格收縮。運表明'263公布的制備程序產(chǎn)生了與 實施例1-3中制備的催化劑不同的催化劑，盡管Nb2〇5含量相同。該結(jié)果是合理的，因為'263 公布的程序首先制備氧化妮，然后在氧化妮存在下形成二氧化姉。相反，在實施例1-3中氧 化妮滲雜到預(yù)先形成的二氧化姉中。
[0134] 實施例1-3的催化劑與比較例4-6的那些不同的進一步證據(jù)顯示在圖2中。圖2繪制 了用于本發(fā)明的方法和用于根據(jù)W02012/004263制造的參比組合物的用氧化妮滲雜的二氧 化姉的NOx轉(zhuǎn)化率對比溫度。如該圖中所示，當(dāng)氧化妮含量是5. Owt %或8.6wt %時，本發(fā)明 的用氧化妮滲雜的二氧化姉催化劑在150°C-55(rC的溫度范圍轉(zhuǎn)化了明顯更高百分比的 NOxo
[0135] 圖3繪制了用5%氧化妮滲雜的二氧化姉和比較的二氧化姉上的鶴催化劑的NOx轉(zhuǎn) 化率對比溫度。如該圖中所示，鶴催化劑在750°C般燒后活性降低，并且在900°C般燒后幾乎 完全失活。相反，用氧化妮滲雜的二氧化姉通過在750°C般燒來活化，并且它甚至當(dāng)在900°C 般燒時也保持高活性。
[0136] 當(dāng)在升高的溫度般燒時，用氧化粗滲雜的二氧化姉表現(xiàn)出類似的活化傾向，不過 該效應(yīng)會稍小于使用氧化妮所觀察的。如圖4中所示，用5%氧化妮滲雜的二氧化姉的NOx轉(zhuǎn) 化率高于用8.9%氧化粗滲雜的二氧化姉。但是，兩種催化劑都通過在75(TC般燒來活化。
[0137] 在通過般燒活化之前，用氧化妮滲雜的二氧化姉對于NOx轉(zhuǎn)化的活性可能相對低， 特別是當(dāng)氧化妮含量僅是時。但是，如圖5中所示，在90(TC般燒化明顯改進了具有 l-5wt%的氧化妮的用氧化妮滲雜的催化劑的NOx轉(zhuǎn)化活性。
[0138] 優(yōu)選的催化劑將產(chǎn)生很少的或不產(chǎn)生一氧化二氮(化0)。圖6顯示了在750°C-900 °C般燒用5%氧化妮滲雜的二氧化姉催化劑通常降低SCR還原方法中形成的化0的量。但是， 全部經(jīng)測試的催化劑產(chǎn)生了相對低(<15ppm)水平的化0。
[0139] 圖7比較了具有在二氧化姉上的鶴或者在二氧化姉和氧化錯混合氧化物上的鶴的 用氧化妮滲雜的二氧化姉(5-lOwt%氧化妮）。全部催化劑當(dāng)在500°C般燒時，提供了在SCR 方法所關(guān)注的目標(biāo)200°C-50(rC范圍內(nèi)可接受的NOx轉(zhuǎn)化率曲線。但是，當(dāng)般燒溫度增加到 750°C和加熱時間延長時（圖8)，用氧化妮滲雜的二氧化姉保持高的NOx轉(zhuǎn)化活性，同時比較 的鶴催化劑具有明顯更低的活性。
[0140] 圖9顯示了在90(TC般燒對于用氧化妮滲雜的二氧化姉和比較的鶴催化劑的NOx轉(zhuǎn) 化性能的影響。如該圖中所示，鶴催化劑在90(TC般燒后失去了對于NOx轉(zhuǎn)化的活性，但是用 氧化妮滲雜的二氧化姉在運樣的處理后保持了良好的活性。
[0141] 用氧化妮滲雜的二氧化姉對于貧水熱老化也響應(yīng)良好（圖10)。如該圖中所示，當(dāng) 經(jīng)歷在70(TC的貧水熱老化2化時，比較的鶴催化劑失去了一些NOx轉(zhuǎn)化活性。相反，用氧化 妮滲雜的二氧化姉在LHA處理后對于NOx轉(zhuǎn)化來說一樣好或更好。
[0142] 圖11顯示了般燒對于比較的鶴催化劑的失活效應(yīng)，運與用氧化妮滲雜的二氧化姉 的相對穩(wěn)固性形成對比。在二氧化姉催化劑上的5wt%氧化妮通過在750°C般燒而變得對于 NOx轉(zhuǎn)化更具活性，而二氧化姉上lOwt %氧化妮催化劑在般燒后活性稍低。
[0143] 般燒的活化效應(yīng)的進一步證據(jù)顯示在圖12中。對于用氧化妮滲雜的二氧化姉(2或 5wt%的抓2化），比較了在500°C或900°C般燒的催化劑的NOx轉(zhuǎn)化率對比溫度結(jié)果。如該圖中 所示，在900°C般燒的5wt %氧化妮催化劑在高(400-500°C) SCR溫度保持了良好的活性。令 人感興趣的是，與在500°C般燒的催化劑相比，在加熱到900°C后2wt%氧化妮催化劑對于 NOx轉(zhuǎn)化明顯更具活性。
[0144] 用于緊湊的后處理系統(tǒng)的SCR催化劑
[0145] 制備用氧化妮滲雜的二氧化姉催化劑
[0146] 總體上依照實施例1的程序來制造具有滲雜在二氧化姉上的lOwt %的抓2〇日的催化 劑。使用前將催化劑在700°C水熱老化25h。
[0147] 審恪Fe/沸石催化劑(比較)
[0148] 如下來制備用鐵交換的儀堿沸石催化劑（3.0wt%的Fe)。將硝酸鐵(3.246g)溶解 在去離子水（lOmL)中，并且將運種溶液在幾個步驟中添加到市售的錠交換的儀堿沸石 (15g)中。將混合物在105°C干燥幾小時，然后在500°C般燒化。最終的催化劑在700°C進行貧 水熱老化25h。
[0149] 畑3-SCR活性測試條件
[0150] 總體上依照上面給出的程序。在一些實驗中，使用了 W下條件：250ppm的NO， 250ppm的N02，500ppm的畑3，9 % 的〇2，5 % 的C〇2，5 % 的此0，300ppm的CO，余量的化，空速30， 00化-1。
[0151] 緝里
[0152] 圖13和14表明，用氧化妮滲雜的二氧化姉催化劑具有用于柴油顆粒過濾器(DPF) 的所需屬性，特別是當(dāng)與常規(guī)的儀堿沸石上負(fù)載的鐵SCR催化劑相比更是如此。具體地，用 氧化妮滲雜的二氧化姉催化劑具有轉(zhuǎn)化NOx的能力，同時還保持了所需的N02含量。運種N02 可W用于在過濾器的入口和出口涂覆有催化劑的后處理系統(tǒng)中氧化煙灰。與鐵催化劑相 比，用氧化妮滲雜的二氧化姉不太過分地轉(zhuǎn)化了NOx，產(chǎn)生了較少的化0,并且保持了所需的 N02含量，其將可用于氧化煙灰。
[0153] 圖13中的實線顯示，在較低的SCR反應(yīng)溫度還原NO中，用氧化妮滲雜的催化劑比用 鐵交換的儀堿沸石更有效。但是，當(dāng)氣體混合物包含NO和N02的1:1混合物時，鐵催化劑在轉(zhuǎn) 化存在的全部NOx中明顯更有效。相反，用氧化妮滲雜的二氧化姉催化劑允許更多的NOx(包 括N02)存在。
[0154] 在圖14中，再次顯示了來自于NO和N02的1:1混合物的NOx轉(zhuǎn)化率曲線，W及作為溫 度的函數(shù)的n〇2和化0的存在濃度。與儀堿沸石上的鐵催化劑相比，用氧化妮滲雜的二氧化姉 催化劑產(chǎn)生了非常少的化0。令人感興趣的是，化0含量保持在所需的高水平(20-60ppm)。相 反，比較的鐵催化劑的N02水平明顯下降，運與它明顯更快的NOx轉(zhuǎn)化速率是一致的。
[0155]前述實施例僅用于示例;所附權(quán)利要求書限定了本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項】
1. 方法，其包括在還原劑和催化劑存在下，選擇性還原包含氮氧化物的氣態(tài)混合物，該 催化劑包含至少80wt%的二氧化鈰和0. l-20wt %的摻雜在該二氧化鈰上的氧化鈮或氧化 鉭，其中該催化劑在600 °C -1000 °C的溫度煅燒。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該催化劑包含l_15wt %的氧化鈮或氧化鉭。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中該催化劑包含至少91wt %的二氧化鈰和0.1-9wt%的摻雜在該二氧化鈰上的氧化鈮或氧化鉭。4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其中該催化劑包含至少95wt %的二氧化鈰。5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的方法，其中該二氧化鈰的表面積大于100m2/g。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該催化劑包含l_5wt%的氧化鈮或氧 化鉭。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該催化劑的晶格參數(shù)比未摻雜的二氧 化鈰小至少0.02 %。8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中通過該煅燒，通過X射線光電子光譜法 在該催化劑的表面測量，該催化劑的鈮或鉭與鈰的摩爾比達到至少二倍。9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中通過X射線光電子光譜法在該催化劑 的表面測量，該催化劑的鈮或鉭與鈰的摩爾比大于0.2。10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該催化劑的分配商Q大于1.5,其中Q 通過下式給出： Q = (E麵/Ce麵)/ (E雄/Ce 雄） 其中Bgs/Ce^s是通過X射線光電子光譜法在該催化劑的表面測量的鈮或鉭與鈰的摩爾 比，和Ew/Caw是催化劑本體樣品中的鈮或鉭與鈰的摩爾比。11. 根據(jù)權(quán)利要求1 〇所述的方法，其中Q的值是2-10。12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該催化劑通過用可溶性鈮鹽或鉭鹽 浸漬二氧化鈰，隨后煅燒來制備。13. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項所述的方法，其中該催化劑通過從可溶性鈰鹽和鈮鹽 或鉭鹽的水溶液共沉淀包含氫氧化鈰和氫氧化鈮或氧化鉭的混合物，清洗所形成的沉淀 物，和煅燒來制備。14. 用于柴油車輛的緊湊的后處理系統(tǒng)，其包含:具有入口和出口的柴油顆粒過濾器， 和涂覆在入口、出口或二者上的雙功能催化劑，其中該催化劑包含至少80wt%的二氧化鈰 和0.1-20wt%的摻雜在該二氧化鈰上的氧化鈮或氧化鉭，其中該催化劑在600°C_1000°C的 溫度煅燒。15. 催化劑，其通過用包含水溶性鈮鹽或鉭鹽的水溶液浸漬二氧化鈰，并且在600°C-1000°C的溫度煅烷烴浸漬的二氧化鈰來制備;其中該催化劑包含至少80wt%的二氧化鈰和 0. l-20wt%的在摻雜該二氧化鈰上的氧化鈮或氧化鉭。
【文檔編號】B01D53/94GK105939775SQ201480074690
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年12月19日
【發(fā)明人】J·E·科利爾, J·M·費施爾, R·拉什拉姆, D·湯姆塞特
【申請人】莊信萬豐股份有限公司