具有層狀設(shè)計(jì)的催化濾煙器的制造方法
【專利摘要】公開了一種具有層狀設(shè)計(jì)的催化濾煙器。所述過濾器的第一涂層包含含鉑(Pt)和任選的鈀(Pd)的氧化催化劑。所述過濾器的第二涂層包含含Pd和任選的Pt的氧化催化劑，其中第二涂層中的Pt濃度低于第一涂層中的Pt濃度，其中第二涂層中的Pt:Pd重量比為1:1-0:1；且其中第一涂層和第二涂層以根據(jù)第一涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì)):第二涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì))之比計(jì)算為0.25-3的涂層負(fù)載比存在于壁流式基材上。
【專利說明】具有層狀設(shè)計(jì)的催化濾煙器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化濾煙器，尤其用于處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣，其具有確保煙灰顆粒過濾、有助于一氧化碳和未燃燒烴的氧化且在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行和活性再生期間產(chǎn)生低NO2排放物的層狀設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣為非均質(zhì)的混合物，其不僅含有氣態(tài)排放物如一氧化碳(“CO”)、未燃燒烴(“HC”)和氮氧化物(“NOx”)，而且含有構(gòu)成所謂的顆?；蝾w粒物的凝聚相材料，即液體和固體。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放處理系統(tǒng)必須對廢氣的所有組分進(jìn)行處理以符合由世界各地的不同監(jiān)管機(jī)構(gòu)所設(shè)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]柴油機(jī)廢氣的全部顆粒狀排放物含有三種主要組分。一種組分為固態(tài)、干燥的固體含碳級(jí)分或煙灰級(jí)分。該干燥的含碳級(jí)分導(dǎo)致通常與柴油機(jī)廢氣有關(guān)的可見煙灰排放物。所述顆粒物的第二組分為可溶性有機(jī)級(jí)分(“S0F”)。取決于柴油機(jī)廢氣的溫度，SOF可作為蒸氣或氣溶膠(液態(tài)冷凝物的細(xì)液滴)存在于柴油機(jī)廢氣中。其通常在標(biāo)準(zhǔn)測試試驗(yàn)，例如美國重型瞬態(tài)聯(lián)邦測試程序(U.S.Heavy Duty Transient Federal Test Procedure)所規(guī)定的52°C標(biāo)準(zhǔn)顆粒物收集溫度下于稀廢氣中以凝聚的液體存在。這些液體獲自兩種來源:(1)每次活塞上下移動(dòng)時(shí)掃過發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壁的潤滑油；和(2)未燃燒或部分燃燒的柴油燃料。所述顆粒物的第三組分為所謂的硫酸鹽級(jí)分，其由存在于柴油燃料中的少量硫組分形成。
[0004]通常在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣系統(tǒng)中提供催化劑組合物和其上沉積有該組合物的基材以將特定或所有這些廢氣組分轉(zhuǎn)化為無害組分。例如，含鉬族金屬、賤金屬及其組合的氧化催化劑通過促進(jìn)未燃燒烴(HC)和一氧化碳(CO)氣態(tài)污染物二者以及一定比例的顆粒物經(jīng)由這些污染物的氧化轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水而促進(jìn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的處理。該類催化劑通常沉積于不同基材(例如蜂窩狀通流式整料基材)上，所述基材置于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中以在所述廢氣排入大氣中之前對其進(jìn)行處理。某些氧化催化劑還促進(jìn)NO氧化成N02。
[0005]除使用氧化催化劑之外，還使用柴油機(jī)顆粒物過濾器以使柴油機(jī)排放處理系統(tǒng)中的顆粒物大大降低。已知的從柴油機(jī)廢氣中除去顆粒物的過濾器結(jié)構(gòu)包括蜂窩狀壁流式(wall flow)過濾器、纏繞或填充纖維過濾器、開孔泡沫、燒結(jié)金屬過濾器等。然而，下文所述的陶瓷壁流式過濾器獲得了最大的關(guān)注。這些過濾器能從柴油機(jī)廢氣中除去超過90%的顆粒狀材料。典型的陶瓷壁流式過濾器基材由耐熔材料如堇青石或碳化硅構(gòu)成。壁流式基材尤其可用于從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中過濾顆粒物。常規(guī)結(jié)構(gòu)為多通道蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其中交替堵塞所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)入口側(cè)和出口側(cè)的通道末端。該結(jié)構(gòu)導(dǎo)致在另一端形成棋盤式圖案。入口軸端堵塞的通道在出口軸端是開放的。這允許具有夾帶顆粒物的廢氣進(jìn)入開放的入口通道，流經(jīng)多孔內(nèi)壁并通過具有開放出口軸端的通道排出。由此使得顆粒物在基材內(nèi)壁上過濾。氣體壓力迫使廢氣通過所述多孔結(jié)構(gòu)壁進(jìn)入在上游軸端處封閉而在下游軸端處開放的通道中。聚集的顆粒使發(fā)動(dòng)機(jī)上的過濾器背壓提高。因此，必須連續(xù)或定期將聚集的顆粒從過濾器上燒盡以保持可接受的背壓。
[0006]沿壁流式基材的內(nèi)壁沉積的催化劑組合物由于促進(jìn)聚集顆粒物的燃燒而有助于過濾器基材的再生。聚集顆粒物的燃燒使廢氣系統(tǒng)內(nèi)的背壓恢復(fù)至可接受的水平。這些方法可為被動(dòng)或主動(dòng)再生方法。這兩種方法均使用氧化劑如O2或NO2以燃燒顆粒物。
[0007]被動(dòng)再生方法使顆粒物在柴油機(jī)廢氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行范圍的溫度下燃燒。優(yōu)選地，所述再生方法中所用的氧化劑為NO2，這是因?yàn)闊熁壹?jí)分在比使用O2作為氧化劑時(shí)所需溫度低得多的溫度下燃燒。盡管O2可容易地從大氣中獲得，但NO2可通過使用在廢氣流上游氧化NO的上游氧化催化劑而主動(dòng)產(chǎn)生。
[0008]盡管存在催化劑組合物且提出了使用NO2作為氧化劑，主動(dòng)再生方法通常需要清除聚集的顆粒物，并將過濾器內(nèi)的背壓恢復(fù)至可接受的水平。所述顆粒物的煙灰級(jí)分通常需要高于500°C的溫度以在富氧(貧)條件下燃燒，所述溫度為比通常存在于柴油機(jī)廢氣中的溫度高的溫度。主動(dòng)再生方法通常通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)控制以將過濾器前端的溫度提高至570-630°C 而引發(fā)。
[0009]在現(xiàn)有技術(shù)催化濾煙器的被動(dòng)再生期間，煙灰氧化期間所消耗的NO2可通過沿催化濾煙器通道的催化劑輔助的NO氧化而再次形成。為了提供足夠的NO2以氧化煙灰并避免頻繁的主動(dòng)煙灰再生，將富含Pt的載體涂層施加至煙灰過濾材料上。然而，由于存在產(chǎn)生的大量NO2會(huì)從催化濾煙器排出而不用于氧化煙灰的風(fēng)險(xiǎn)，對該類富含Pt的載體涂層的擔(dān)憂增多。只有當(dāng)其濃度符合空氣管制限制時(shí)，才可將從催化濾煙器排出的NO2排入大氣中，否則的話必須將其濃度降低或者借助其他下游催化劑如NOx阱和/或能在尿素、氨或烴存在下選擇性還原NOx的催化劑轉(zhuǎn)化所述N02。減少NO2排放物的需要不僅限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，而且在所謂的主動(dòng)再生期間也受到限制。實(shí)際上，在借助氧氣高溫氧化煙灰期間，在富含Pt的載體涂層上產(chǎn)生的NO2不能被與煙灰的反應(yīng)全部消耗。
[0010]EP-A-1541219公開了一種通過將NOx儲(chǔ)存催化劑與濾煙器組合而同時(shí)除去煙灰和NOx的催化濾煙器。然而，該解決方案是不利的，因?yàn)槠漕~外需要使用其他貴金屬如Ag和/或賤金屬氧化物以儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化和/或釋放NOx或者限制NO2的轉(zhuǎn)化，這不僅增大了復(fù)雜性且提高了成本，而且導(dǎo)致對硫更敏感的系統(tǒng)。實(shí)際上，由于存在于市售柴油燃料中的硫能毒化Ag的活性，因此迫使該系統(tǒng)更頻繁地再生且因此具有更高的燃料成本。
[0011]EP1837076A1和JSAE20077233公開了一種催化濾煙器配制劑，其能在主動(dòng)過濾器再生期間以及在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行期間抑制NO2的形成。該抑制通過使用包含于PGM載體涂層中的混合賤金屬氧化物，如Cu、La-Cu, Co和Fe的氧化物而實(shí)現(xiàn)。而且在該種情況下，使用該賤金屬氧化物的缺點(diǎn)在于，所述系統(tǒng)對硫更敏感或不那么能充分氧化CO和HC。
[0012]用于在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間除去煙灰和NOx的另一種方法是使用所謂的SCR(選擇性催化還原)催化劑，其可與濾煙器分離或集成至其中。在這兩種情況下，這些方法不能提供可廣泛使用的最優(yōu)解決方案。實(shí)際上，盡管將所述SCR催化劑與催化濾煙器分離尤其對減少廢氣系統(tǒng)中的獨(dú)立組件而言可能是有利的，然而增加的成本、需要還原劑和增大的該系統(tǒng)的體積限制了其適用性。另一方面，當(dāng)將SCR催化劑用于催化濾煙器中時(shí)，盡管系統(tǒng)體積降低，然而在廢氣管中具有不可接受的高背壓的風(fēng)險(xiǎn)增大且仍需將還原劑注入該系統(tǒng)中。
[0013]因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的催化濾煙器，其確保在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行期間借助NO2氧化煙灰且還在主動(dòng)再生期間抑制NO2生成反應(yīng)。此外，本發(fā)明的目的是提供一種催化濾煙器，其確保優(yōu)選在不需要額外的NOx還原體系的情況下，從所述濾煙器排出的未轉(zhuǎn)化NO2的濃度盡可能低以符合空氣管制限制。因此，所述催化濾煙器應(yīng)經(jīng)濟(jì)上更有利地減少N02。此外，本發(fā)明的目的是提供一種催化濾煙器，其除控制NO2生成反應(yīng)之外，還連續(xù)支持氧化反應(yīng)并減少CO和未燃燒的HC —因此使HC和CO的泄露最小化一以及保持其濾煙能力。最后，本發(fā)明的目的是提供一種催化濾煙器，由于通常用于制備該催化濾煙器的貴金屬組分的稀缺性且因此的成本，所述濾煙器在催化劑組合物中包含減少量的鉬以允許降低該催化濾煙器的成本而不降低該過濾器的效率。
[0014] 發(fā)明簡述
[0015]提供了一種催化濾煙器，其包括:
[0016]壁流式基材，其包括入口端、出口端、在所述入口端和所述出口端之間延伸的基材軸向長度以及多個(gè)由壁流式過濾器基材的內(nèi)壁限定的通道；
[0017]其中多個(gè)通道包括具有開放入口端和封閉出口端的入口通道以及具有封閉入口端和開放出口端的出口通道；
[0018]其中給定的入口通道、相鄰出口通道和位于所述入口通道和所述出口通道之間的內(nèi)壁限定了完整的通道；
[0019]其中完整通道的至少20%內(nèi)壁至少部分涂覆有第一涂層和第二涂層；
[0020]其中給定的至少部分涂覆的完整通道的內(nèi)壁包括由開放入口端延伸至第一涂層端的第一涂層，由此限定了第一涂層長度，其中第一涂層長度為基材軸向長度的X%，其中
20 ≤ X≤ 100 ;
[0021]其中所述完整通道的所述內(nèi)壁進(jìn)一步包括位于第一涂層下游的第二涂層，其中所述第二涂層具有為基材軸向長度的y%的第二涂層長度，其中20 ≤ y ≤ 100 ;
[0022]其中第一涂層和第二涂層的重疊長度為基材軸向長度的至少20% ；
[0023]其中第一涂層包含含鉬(Pt)和任選的鈀(Pd)的氧化催化劑，且其中第一涂層中的Pt:Pd重量比為1:0至大于1:1;
[0024]其中第二涂層包含含Pd和任選的Pt的氧化催化劑，其中第二涂層中的Pt濃度低于第一涂層中的Pt濃度，且其中第二涂層中的Pt:Pd重量比為1:1-0:1 ；
[0025]其中第一涂層和第二涂層以根據(jù)第一涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì)):第二涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì))之比計(jì)算為0.25-3的涂層負(fù)載比存在于所述壁流式基材上。
[0026]進(jìn)一步提供了一種生產(chǎn)該催化濾煙器的方法，其包括如下步驟:
[0027](i)提供優(yōu)選具有根據(jù)DIN66133的水銀孔隙率測量法測得為38_75的孔隙率的壁流式基材，其中所述壁流式基材優(yōu)選為堇青石基材或碳化硅基材，所述壁流式基材包括入口端和出口端、在所述入口端和所述出口端之間延伸的基材軸向長度，以及多個(gè)由所述壁流式基材的內(nèi)壁限定的通道；
[0028]其中多個(gè)通道包括具有開放入口端和封閉出口端的入口通道以及具有封閉入口端和開放出口端的出口通道；
[0029]其中給定的入口通道、相鄰出口通道和位于所述入口通道和所述出口通道之間的內(nèi)壁限定了完整通道；
[0030](ii)將第一涂層施加至完整通道的至少20%的至少一部分內(nèi)壁上，從而使得第一涂層由開放入口端延伸至第一涂層端，由此限定了第一涂層長度，其中第一涂層長度為基材軸向長度的X%，其中20 < X < 100，由此將第一涂層的負(fù)載量調(diào)節(jié)至優(yōu)選為0.05-lg/英寸3(g/(2.54cm)3)的預(yù)定值，所述第一涂層包含含鉬(Pt)和任選的鈀(Pd)的氧化催化劑，其中第一涂層中的Pt:Pd重量比為1:0至大于1:1 ；
[0031](iii)將第二涂層施加至第一涂層下游的所述完整通道的至少一部分內(nèi)壁上，所述第二涂層具有為基材軸向長度的y%的第二涂層長度，其中20 < y < 100，從而使得第一涂層和第二涂層的重疊長度為基材軸向長度的至少20% ；
[0032]由此將第二涂層的負(fù)載量調(diào)節(jié)至優(yōu)選為0.05-lg/英寸3(g/(2.54cm)3)的預(yù)定值，從而使得第一涂層和第二涂層以根據(jù)第一涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì)):第二涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì))之比計(jì)算為0.25-3的涂層負(fù)載比存在于所述壁流式基材上，所述第二涂層包含含Pd和任選的Pt的氧化催化劑，其中第二涂層中的Pt濃度低于第一涂層中的Pt濃度，且其中第二涂層中的Pt: Pd重量比為1: 1-O:1。
[0033]還進(jìn)一步提供了一種用于處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0034]經(jīng)由廢氣歧管與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通的廢氣管；
[0035]如上所定義的催化濾煙器；和
[0036]一個(gè)或多個(gè)與所述催化濾煙器流體連通的如下組件:柴油氧化催化劑(DOC)、選擇性催化還原(SCR)制品、NOx儲(chǔ)存還原(NSR)催化制品。
[0037]還進(jìn)一步提供了一種處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流的方法，所述廢氣流包含煙灰顆粒，所述方法包括使所述廢氣流與上文所定義的催化濾煙器接觸，優(yōu)選在將廢氣流導(dǎo)經(jīng)柴油氧化催化劑(DOC)之后,所述DOC優(yōu)選包含通流式(flow through)基材或壁流式基材。
附圖簡介
[0038]圖1顯示了在使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的試樣㈧、⑶和(C)的催化濾煙器下由柴油機(jī)廢氣處理獲得的Ν02/Ν0χ比。
[0039]詳細(xì)描述
[0040]本發(fā)明涉及一種催化濾煙器，其包括:
[0041]壁流式基材，其包括入口端、出口端、在所述入口端和所述出口端之間延伸的基材軸向長度以及多個(gè)由壁流式過濾器基材的內(nèi)壁限定的通道；
[0042]其中多個(gè)通道包括具有開放入口端和封閉出口端的入口通道以及具有封閉入口端和開放出口端的出口通道；
[0043]其中給定的入口通道、相鄰出口通道和位于所述入口通道和所述出口通道之間的內(nèi)壁限定了完整的通道；
[0044]其中完整通道的至少20%內(nèi)壁至少部分涂覆有第一涂層和第二涂層；
[0045]其中給定的至少部分涂覆的完整通道的內(nèi)壁包括由開放入口端延伸至第一涂層端的第一涂層，由此限定了第一涂層長度，其中第一涂層長度為基材軸向長度的X%，其中
20 ≤X ≤100 ;
[0046]其中所述完整通道的所述內(nèi)壁進(jìn)一步包括位于第一涂層下游的第二涂層，其中所述第二涂層具有為基材軸向長度的y%的第二涂層長度，其中20 < y < 100 ;
[0047]其中第一涂層和第二涂層的重疊長度為基材軸向長度的至少20% ；[0048]其中第一涂層包含含鉬(Pt)和任選的鈀(Pd)的氧化催化劑，且其中第一涂層中的Pt:Pd重量比為1:0至大于1:1;
[0049]其中第二涂層包含含Pd和任選的Pt的氧化催化劑，其中第二涂層中的Pt濃度低于第一涂層中的Pt濃度，且其中第二涂層中的Pt:Pd重量比為1:1-0:1 ；
[0050]其中第一涂層和第二涂層以根據(jù)第一涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì)):第二涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì))之比計(jì)算為0.25-3的涂層負(fù)載比存在于所述壁流式基材上。
[0051]根據(jù)本發(fā)明，所述完整通道的至少20%的內(nèi)壁至少部分涂覆有第一涂層和第二涂層。優(yōu)選地，所述完整通道的至少40%，更優(yōu)選至少60%，更優(yōu)選80%，優(yōu)選100%內(nèi)壁至少部分涂覆有第一涂層和第二涂層。
[0052]根據(jù)本發(fā)明，第二涂層可由開放入口端延伸至第二涂層端，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
[0053]因此，本發(fā)明還涉及如上所定義的催化濾煙器，其中第二涂層由開放入口端延伸至第二涂層端，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
[0054]根據(jù)本發(fā)明，第二涂層可由開放出口端延伸至第二涂層端，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
[0055]因此，本發(fā)明還涉及上文定義的催化濾煙器，其中所述第二涂層由開放出口端延伸至第二涂層端，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
[0056]一般地，就本發(fā)明催化濾煙器的第一涂層長度和第二涂層長度而言沒有特別的限制，條件是它們處于上文所定義的范圍內(nèi)，且所述第一涂層和第二涂層的重疊長度為基材軸向長度的至少20%。優(yōu)選地，第一涂層長度為基材軸向長度的20-80%，更優(yōu)選20-70%，更優(yōu)選20-60%，更優(yōu)選20-50%。
[0057]因此，本發(fā)明還涉及如上所定義的催化濾煙器，其中X為20-80，特別為20-50。優(yōu)選的X值例如為20-30或25-35或30-40或35-45或40-50。
[0058]根據(jù)本發(fā)明，第一涂層長度為基材軸向長度的x%且20≤X≤100，第二涂層長度為基材軸向長度的7%且20≤7≤ 100，其中第一涂層和第二涂層的重疊長度為基材軸向長度的至少20%。例如，第一涂層和第二涂層的重疊長度為基材軸向長度的20%、30%或40%。優(yōu)選地，第一涂層和第二涂層的重疊長度為基材軸向長度的50-100%，更優(yōu)選60-100%，更優(yōu)選70-100%，更優(yōu)選80-100%，甚至更優(yōu)選90-100%，更優(yōu)選100%。
[0059]根據(jù)本發(fā)明，第一涂層包含含Pt和任選的Pd的氧化催化劑。盡管通?？稍O(shè)想的是除Pt和任選的Pd之外，第一涂層進(jìn)一步包含至少一種其他氧化催化劑，如至少一種其他鉬族金屬如釕(RU)、銠(Rh)、鋨(Os)和/或銥(Ir)，但特別優(yōu)選包含于第一涂層中的氧化催化劑由Pt和任選的Pd構(gòu)成。
[0060]此外，根據(jù)本發(fā)明，第二涂層包含含Pd和任選的Pt的氧化催化劑。特別地，第二涂層中的Pt濃度低于第一涂層中的Pt濃度。盡管通?？稍O(shè)想的是除Pd和任選的Pt之外，第二涂層進(jìn)一步包含至少一種其他氧化催化劑，例如至少一種其他鉬族金屬如釕(Ru)、銠(Rh)、鋨(Os)和/或銥(Ir)，但特別優(yōu)選包含于第二涂層中的氧化催化劑由Pd和任選的Pt構(gòu)成。
[0061]因此，本發(fā)明還涉及如上所定義的催化濾煙器，其中包含于第一涂層中的氧化催化劑由Pt和任選的Pd構(gòu)成，且包含于第二涂層中的氧化催化劑由Pd和任選的Pt構(gòu)成，其中第二涂層中的Pt濃度低于第一涂層中的Pt濃度。
[0062]根據(jù)本發(fā)明，第一涂層和第二涂層以根據(jù)第一涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì)):第二涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì))之比計(jì)算為0.25-3的涂層負(fù)載比存在于所述壁流式基材上。本發(fā)明的該上下文中所用的術(shù)語“第一涂層”特別涉及適當(dāng)?shù)厥┘又了霰诹魇交牡慕o定完整通道的入口通道內(nèi)壁上的載體涂層。本發(fā)明的該上下文中所用的術(shù)語“第二涂層”特別涉及適當(dāng)?shù)厥┘又了霰诹魇交牡慕o定完整通道的第一涂層下游內(nèi)壁上的載體涂層(washcoat)。本申請的上下文中所用的術(shù)語“下游”意指相對于第一涂層而言，第二涂層位于完整通道的內(nèi)壁，從而使得在第一涂層和第二涂層的重疊區(qū)域中，當(dāng)所述催化濾煙器運(yùn)行時(shí)第一涂層在第二涂層之前與廢氣接觸。此外，本發(fā)明上下文中所用的給定涂層的術(shù)語“負(fù)載量”是指在下文所述的催化濾煙器適當(dāng)?shù)厥┘痈魍繉?、隨后干燥并煅燒前后，通過重量測量本發(fā)明所用的壁流式基材而測定的負(fù)載量。
[0063]優(yōu)選地，本發(fā)明催化濾煙器的涂層負(fù)載比為大于0.25至小于3，更優(yōu)選為0.6-1.5，更優(yōu)選為0.7-1.3，更優(yōu)選為0.75-1.25，更優(yōu)選為0.8-1.2，更優(yōu)選為0.85-1.15，更優(yōu)選為0.9-1.1，更優(yōu)選為0.95-1.05。因此，通常優(yōu)選的涂層負(fù)載比的值為例如0.95、
0.96,0.97,0.98,0.99,1.00,1.01,1.02,1.03,1.04 和 1.05。
[0064]因此，本發(fā)明還涉及如上所定義的催化濾煙器，其中涂層負(fù)載比為0.75-1.25，優(yōu)選為 0.85-1.15，更優(yōu)選為 0.95-1.05。
[0065]一般地，就第一涂層的負(fù)載量和第二涂層的負(fù)載量而言沒有特別的限制。條件是所述涂層負(fù)載比處于上述優(yōu)選范圍之內(nèi)，第一涂層的負(fù)載量和第二涂層的負(fù)載量可彼此獨(dú)立地選擇。優(yōu)選地，本發(fā)明催化濾煙器的第一涂層負(fù)載量為0.05-lg/英寸3(g/(2.54cm)3) ο 第一涂層優(yōu)選以 0.06-0.9g/ 英寸 3 (g/ (2.54cm)3)，更優(yōu)選 0.07-0.8g/ 英寸3(g/(2.54cm)3),更優(yōu)選 0.08-0.7g/ 英寸 3(g/(2.54cm)3),更優(yōu)選 0.09-0.6g/ 英寸 3(g/(2.54cm)3)，甚至更優(yōu)選0.1-0.5g/英寸3(g/(2.54cm)3)的負(fù)載量存在。第一涂層甚至更優(yōu)選以 0.15-0.4g/ 英寸 3 (g/ (2.54cm)3)，更優(yōu)選 0.2-0.3g/ 英寸 3 (g/ (2.54cm)3)的負(fù)載量存在。第一涂層負(fù)載量的典型值為例如0.20或0.22或0.24或0.25或0.26或0.28或0.30。優(yōu)選地，本發(fā)明催化濾煙器具有0.05-lg/英寸3(g/(2.54cm)3)的第二涂層負(fù)載量。優(yōu)選地，第二涂層以 0.06-0.9g/ 英寸 3 (g/ (2.54cm)3)，更優(yōu)選 0.07-0.8g/ 英寸 3 (g/ (2.54cm)3)，更優(yōu)選 0.08-0.1g/ 英寸 3 (g/ (2.54cm)3)，更優(yōu)選 0.09-0.6g/ 英寸 3 (g/ (2.54cm)3)，甚至更優(yōu)選0.1-0.5g/英寸3 (g/(2.54cm)3)的負(fù)載量存在。第二涂層甚至更優(yōu)選以0.15-0.4g/英寸3 (g/(2.54cm)3)，更優(yōu)選0.2-0.3g/英寸3 (g/(2.54cm)3)的負(fù)載量存在。第二涂層負(fù)載量的典型值為例如0.20或0.22或0.24或0.25或0.26或0.28或0.30。進(jìn)一步優(yōu)選第一涂層的負(fù)載量基本上與第二涂層的負(fù)載量相同，更優(yōu)選與第二涂層的負(fù)載量相同。
[0066]因此，本發(fā)明涉及如上所定義的催化濾煙器，其中第一涂層的負(fù)載量為0.05-lg/英寸 3(g/(2.54cm)3),優(yōu)選 0.1-0.5g/ 英寸 3(g/(2.54cm)3),更優(yōu)選 0.2-0.3g/ 英寸 3(g/(2.54cm)3)，且其中第二涂層的負(fù)載量為0.05-lg/英寸3 (g/ (2.54cm)3)，優(yōu)選0.1-0.5g/英寸 3 (g/ (2.54cm)3)，更優(yōu)選 0.2-0.3g/ 英寸 3 (g/ (2.54cm)3)。
[0067]根據(jù)本發(fā)明，第一涂層包含含鉬(Pt)和任選的鈀(Pd)的氧化催化劑。優(yōu)選地，包含于第一涂層中的氧化催化劑包含，甚至更優(yōu)選由Pt和Pd構(gòu)成。Pt:Pd的重量比優(yōu)選為1:0至大于1:1，更優(yōu)選為1:0-2:1,更優(yōu)選為1:0-3:1，更優(yōu)選為1:0-4:1，甚至更優(yōu)選為1:0-5:1。
[0068]進(jìn)一步優(yōu)選包含于第一涂層中的氧化催化劑包含相對于Pt為更少量的Pd。可設(shè)想的是特別地，第一涂層優(yōu)選僅包含Pt作為氧化催化劑。
[0069]因此，本發(fā)明還涉及一種催化濾煙器，其中在第一涂層中，Pt:Pd的重量比為1:0至大于1:1，優(yōu)選為1:0-2:1，更優(yōu)選為1:0-3:1，更優(yōu)選為1:0-4:1，甚至更優(yōu)選為1:0-5:1，其中Pt:Pd的重量比更優(yōu)選為1:0。
[0070]根據(jù)本發(fā)明，第二涂層包含含鈀(Pd)和任選的鉬(Pt)的氧化催化劑。優(yōu)選地，包含于第二涂層中的氧化催化劑包含，甚至更優(yōu)選由Pd和Pt構(gòu)成。Pt:Pd的重量比優(yōu)選為1:1-0:1，更優(yōu)選為1:2-0:1，更優(yōu)選為1:3-0:1，更優(yōu)選為1:4-0:1，甚至更優(yōu)選為1:5-0:1。
[0071]進(jìn)一步優(yōu)選包含于第二涂層中的氧化催化劑包含相對于Pd為更少量的Pt?？稍O(shè)想的是特別地，第二涂層優(yōu)選僅包含Pd作為氧化催化劑。
[0072]因此，本發(fā)明還涉及一種催化濾煙器，其中在第二涂層中，Pt:Pd的重量比為1:1至大于0:1，優(yōu)選為1:2-0:1，更優(yōu)選為1:3-0:1，更優(yōu)選為1:4-0:1，甚至更優(yōu)選為1:5-0:1，其中Pt:Pd的重量比更優(yōu)選為0:1。
[0073]一般地，可適當(dāng)?shù)剡x擇一方面第一涂層中的Pt和任選Pd的重量之和與另一方面第二涂層中的Pd和任選Pt的重量之和的重量比，條件是第一涂層和第二涂層以根據(jù)第一涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì)):第二涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì))之比計(jì)算為0.25-3或者為如上所定義的相應(yīng)優(yōu)選范圍的涂層負(fù)載比存在于所述壁流式基材上，且另一條件是第二涂層中的Pt濃度低于第一涂層中的Pt濃度。根據(jù)本發(fā)明，第一涂層中的Pt和任選Pd的重量之和與第二涂層中的Pd和任選Pt的重量之和的重量比為1:6-10:1。
[0074]優(yōu)選地，第一涂層中的Pt和任選Pd的重量之和相對于第二涂層中的Pd和任選Pt的重量之和的重量比為1:6-2:1。更優(yōu)選地，該重量比為1:5-1.7:1，更優(yōu)選為1:4-1.3:1,更優(yōu)選為1:3-1:1。
[0075]因此，本發(fā)明還涉及如上所定義的催化濾煙器，其中第一涂層中的Pt和任選Pd的重量之和與第二涂層中的Pd和任選Pt的重量之和的重量比為1:6-2:1，優(yōu)選為1:3-1:1。
[0076]特別地，優(yōu)選具有如下第一涂層的催化濾煙器:其中所述氧化催化劑由Pt構(gòu)成，即所述第一涂層不含Pd和除Pt之外的鉬族金屬。此外，優(yōu)選具有如下第二涂層的催化濾煙器:其中所述氧化催化劑由Pd構(gòu)成，即所述第二涂層不含Pt和除Pd之外的鉬族金屬。
[0077]盡管就第一涂層中的Pt濃度而言沒有特別的限制，但優(yōu)選Pt濃度為0.3_2g/ft3(g/(30.48cm)3)，更優(yōu)選為 0.4-1.5g/ft3 (g/(30.48cm)3)，甚至更優(yōu)選為 0.5_lg/ft3 (g/ (30.48cm)3)。盡管就Pd濃度而言沒有特別的限制，但優(yōu)選Pd濃度為0.3_5g/ft3(g/(30.48cm)3),更優(yōu)選為 0.4-4g/ft3(g/(30.48cm)3),甚至更優(yōu)選為 0.5-3g/ft3(g/(30.48cm)3)。
[0078]因此，本發(fā)明還涉及一種如上所定義的催化濾煙器，其中在第一涂層中，Pt:Pd的重量比為1: O且Pt濃度為0.5-lg/ft3 (g/ (30.48cm)3)，且其中在第二涂層中，Pt:Pd的重量比為 O:1 且 Pd 濃度為 0.5-3g/ft3 (g/ (30.48cm)3)。
[0079]進(jìn)一步優(yōu)選第一涂層中的Pt和任選Pd的重量之和相對于第二涂層中的Pd和任選Pt的重量之和的重量比為2.4:1-10:1。更優(yōu)選地，該重量比為2.5:1-9.5:1，更優(yōu)選為3:1-9:1，更優(yōu)選為 4:1-8.5:1，更優(yōu)選為 5:1-8:1。
[0080]因此，本發(fā)明還涉及一種如上所定義的催化濾煙器，其中第一涂層中的Pt和任選Pd的重量之和與第二涂層中的Pd和任選Pt的重量之和的重量比為2.4:1-10:1，優(yōu)選為5:1-8:1。
[0081]特別地，優(yōu)選具有如下第一涂層的催化濾煙器，其中Pt:Pd的重量比為1:0至大于1:1，例如50:1至大于1:1或20:1至大于1:1或10:1至大于1:1或5:1至大于1:1或2:1至大于1:1。此外，優(yōu)選具有如下第二涂層的催化濾煙器，其中Pt: Pd的重量比為0:1-1:1，例如1:50-1:1或1:20-1:1或1:10-1:1或1:5-1:1或1:2-1.1。最優(yōu)選地，第二涂層中的Pt:Pd重量比為0:1。
[0082]盡管就第一涂層中的Pt濃度而言沒有特別的限制，但優(yōu)選的Pt濃度為5-100g/ft3(g/(30.48cm)3)，更優(yōu)選為 10-60g/ft3(g/(30.48cm)3)，甚至更優(yōu)選為 15_40g/ft3(g/(30.48cm)3)，例如 20-40g/ft3 (g/ (30.48cm)3)或 25-30g/ft3 (g/ (30.48cm)3)。盡管就第二涂層中的Pd濃度而言沒有特別的限制，但優(yōu)選的Pd濃度為l-30g/ft3 (g/ (30.48cm)3)，更優(yōu)選為 5-25/ft3 (g/ (30.48cm)3)，甚至更優(yōu)選為 10_20g/ft3 (g/ (30.48cm)3)。
[0083]因此，本發(fā)明還涉及如上所定義的催化濾煙器，其中在第一涂層中，Pt:Pd的重量比為1: O至大于1:1,優(yōu)選為1: 0，且Pt濃度為5-100g/ft3 (g/ (30.48cm)3)，優(yōu)選為10_60g/ft3 (g/ (30.48cm)3)，更優(yōu)選為 15-40g/ft3 (g/ (30.48cm)3)，且其中在第二涂層中，Pt: Pd 的重量比為 0:1-1:1，優(yōu)選為 O:1，且 Pd 濃度為 l-30g/ft3 (g/ (30.48cm)3)，優(yōu)選為 5_25g/ft3 (g/ (30.48cm)3)，更優(yōu)選為 10-20g/ft3 (g/ (30.48cm)3)。
[0084]本發(fā)明上下文中尤其優(yōu)選的催化濾煙器的特征在于第二涂層包含由Pd構(gòu)成、不含Pt且不含除Pd和Pt之外的鉬族金屬的氧化催化劑。就第一涂層而言，優(yōu)選除了 Pt和任選還有Pd之外，不含除Pt和任選的Pd之外的鉬族金屬。
[0085]因此，本發(fā)明還涉及如上所定義的催化濾煙器，其中包含于第一涂層中的氧化催化劑由Pt和任選的Pd構(gòu)成，且包含于第二涂層中的氧化催化劑由Pd構(gòu)成。
[0086]根據(jù)本發(fā)明，第一涂層優(yōu)選包含至少一種用于相應(yīng)鉬族金屬的多孔載體材料。盡管沒有特別的限制，但優(yōu)選所述多孔載體材料為耐熔金屬氧化物。更優(yōu)選地，第一涂層的多孔載體材料選自氧化鋁、氧化鋯、二氧化硅、二氧化鈦、稀土金屬氧化物如鈰、鐠、鑭、釹、鉿和釤的氧化物，二氧化硅-氧化鋁、氧化鋁-氧化鋯、氧化鋁-氧化鉻、氧化鋁-稀土金屬氧化物、二氧化鈦-二氧化硅、二氧化鈦-氧化鋯、二氧化鈦-氧化鋁、氧化鈰-氧化鋯及其兩種或更多種的混合物。更優(yōu)選地，所述至少一種多孔載體材料選自A1203、ZrO2> CeO2> Si02、La203、Pr6O11, HfO2及其兩種或更多種的混合物。最優(yōu)選地，所述至少一種載體材料包括氧化鈰-氧化鋯材料，其由CeO2:45重量％、Zr02: 43.5重量％、La203:8重量％、Pr60n:2重量％和HfO2:1.5重量％構(gòu)成。
[0087]根據(jù)本發(fā)明，第二涂層優(yōu)選包含至少一種用于相應(yīng)鉬族金屬的多孔載體材料。盡管沒有特別的限制，但優(yōu)選所述多孔載體材料為耐熔金屬氧化物。更優(yōu)選地，第二涂層的多孔載體材料選自氧化鋁、氧化鋯、二氧化硅、二氧化鈦、稀土金屬氧化物如鈰、鐠、鑭、釹、鉿和釤的氧化物，二氧化硅-氧化鋁、氧化鋁-氧化鋯、氧化鋁-氧化鉻、氧化鋁-稀土金屬氧化物、二氧化鈦-二氧化硅、二氧化鈦-氧化鋯、二氧化鈦-氧化鋁、氧化鈰-氧化鋯及其兩種或更多種的混合物。更優(yōu)選地，所述至少一種多孔載體材料選自A1203、ZrO2> CeO2> Si02、La203、Pr6O11, HfO2及其兩種或更多種的混合物。最優(yōu)選地，所述至少一種載體材料包括氧化鈰-氧化鋯材料，其由CeO2:45重量％、Zr02: 43.5重量％、La203:8重量％、Pr60n:2重量％和HfO2:1.5重量％構(gòu)成。
[0088]因此，本發(fā)明還涉及一種如上文所述的催化濾煙器，其中第一涂層和第二涂層包含至少一種多孔載體材料，其中第一涂層的所述至少一種多孔載體材料包括氧化鈰-氧化鋯材料，其由 CeO2:45 重量 ％、ZrO2:43.5 重量 ％、La2O3:8 重量 ％、Pr6O11:2 重量 % 和 HfO2:
1.5重量％構(gòu)成；且其中第二涂層的所述至少一種多孔載體材料包括氧化鈰-氧化鋯材料，其由 CeO2:45 重量 ％、ZrO2:43.5 重量 %、La2O3:8 重量 ％、Pr6O11:2 重量 % 和 HfO2:1.5 重量 %構(gòu)成。
[0089]根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步優(yōu)選第一涂層和/或第二涂層的耐熔金屬氧化物包括氧化招，更優(yōu)選Y-氧化招或活化氧化招，例如Y-氧化招或η-氧化招。優(yōu)選地，活化氧化招具有根據(jù)BET表面積測量法測得為60-300m2/g，優(yōu)選90_200m2/g，最優(yōu)選100_180m2/g的比表面積。
[0090]因此，本發(fā)明還涉及一種如上所定義的催化濾煙器，其中第一涂層的載體材料包括Al2O3，優(yōu)選Y-Al2O3，且其中第二涂層的載體材料包括Al2O3，優(yōu)選Y-Al2O315
[0091]通常也可使用任意結(jié)構(gòu)類型的沸石/硅鋁酸鹽，例如ABW、ACO、AE1、AEL、AEN、AET、AFG、AF1、AFN、AFO、AFR、AFS、AFT、AFX、AFY, AHT, ANA、APC, APD, AST、ASV, ATN、ATO, ATS、ATT、ATV, AffO, Affff、BCT, BEA, BEC, BIK、BOG、BPH、BRE, CAN、CAS、SCO、CF1、SGF, CGS, CHA,CH1、CLO, CON、CZP, DAC, DDR、DFO, DFT, DOH、DON、EAB, ED1、EMT、EON、EP1、ER1、ESV、ETR、EUO, FAU、FER、FRA、GIS、GIU、GME, G0N、G00、HEU, IFR、IHW, ISV、ITE、ITH、ITW、IffR, Iffff、JBW、KF1、LAU、LEV、L10、LIT、LOS、LOV、LTA、LTL, LTN、MAR、MAZ, ME1、MEL、MEP、MER、MF1、MFS, MON、M0R、MOZ, MSO, MTF, MTN、MTT, MTW、MWff、NAB、NAT、NES, NON、NPO, NS1、0BW、OFF、OS1、0S0、OWE、PAR、PAU、PH1、PON、RHO, RON、RRO, RSN、RTE, RTH、RUT、RffR, RffY, SAO, SAS,SAT、SAV, SBE, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH、SFN、SFO, SGT, SOD、SOS、SSY, STF, ST1、STT,TER、THO, TON、TSC、UE1、UF1、UOZ, US1、UTL, VET、VF1、VN1、VSV, WIE、WEN、YUG, ZON 或其一種或多種的混合物的結(jié)構(gòu)類型。
[0092]所述沸石可為天然或合成沸石例如八面沸石、菱沸石、斜發(fā)沸石、絲光沸石、硅沸石、沸石X、沸石Y、超穩(wěn)沸石Y、ZSM_5沸石、ZSM-12沸石、SSZ-3沸石、SAP05沸石、菱鉀沸石或β沸石。優(yōu)選的沸石材料具有高二氧化硅與氧化鋁之比。所述沸石可具有至少25/1，優(yōu)選至少50/1的二氧化硅/氧化鋁摩爾比，有用范圍為25/1-1000/1、50/1-500/1以及25/1-300/1、100/1-250/1或者例如為35/1-180/1。優(yōu)選的沸石包括ZSM、Y和β沸石。特別優(yōu)選的β沸石為US6，171，556所公開的類型。
[0093]可用于本發(fā)明催化濾煙器的壁流式基材具有多個(gè)沿所述基材縱軸延伸的細(xì)的基本平行的流動(dòng)通道。各通道在該基材體的一端堵塞，而交替通道在相對端面處堵塞。該整料載體可包含基于每平方英寸((2.54cm)2)橫截面為至多約400個(gè)流動(dòng)通道(或“孔”)，但可使用少得多的流動(dòng)通道。例如所述載體可具有7-400個(gè)孔/平方英寸，優(yōu)選100-400個(gè)孔/平方英寸(“cpsi”)。所述孔可具有矩形、正方形、圓形、橢圓形、三角形、六邊形的橫截面或者具有其他多邊形形狀。[0094]優(yōu)選的壁流式基材由陶瓷狀材料如堇青石、α-氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氧化鋯、富鋁紅柱石、鋰輝石、氧化鋁-二氧化硅-氧化鎂或硅酸鋯構(gòu)成，或者由耐熔金屬如不銹鋼構(gòu)成。優(yōu)選的壁流式基材由堇青石和碳化硅形成。該材料能經(jīng)受廢氣流處理中所遇到的環(huán)境，特別是高溫。陶瓷壁流式基材通常由孔隙率為約40-70的材料形成。該上下文中所用的術(shù)語“孔隙率”應(yīng)理解為根據(jù)DIN66133的水銀孔隙率測量法測定。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選孔隙率為38-75的壁流式基材。
[0095]因此，本發(fā)明還涉及一種如上所定義的催化濾煙器，其中所述壁流式基材具有根據(jù)DIN66133的水銀孔隙率測量法測得為38-75的孔隙率，其中所述壁流式基材優(yōu)選為堇青石基材或碳化硅基材。
[0096]例如，具有55-65孔隙率和約15_25微米平均孔徑的壁流式基材提供了充分的廢氣流動(dòng)。優(yōu)選的構(gòu)造使用具有IOOcpsi且具有17密耳壁(I密耳對應(yīng)于0.0254mm)的壁流式基材和具有300cpsi和12-14密耳壁的壁流式基材。
[0097]—般地，對本發(fā)明催化濾煙器的基材軸向長度沒有特別的限制?；妮S向長度主要取決于本發(fā)明催化濾煙器的預(yù)期用途。用于例如汽車領(lǐng)域中的催化濾煙器的典型基材軸向長度為 4-10 英寸(10.16-25.4cm)，優(yōu)選為 6-8 英寸(15.24-20.32cm)。
[0098]存在于所述壁流式基材上的本發(fā)明各涂層由包含至少一種上述多孔載體材料的相應(yīng)載體涂料組合物形成。其他添加劑如粘合劑和穩(wěn)定劑也可包含于所述載體涂料組合物中。如下文所述，該穩(wěn)定劑可包含于第一涂層或第二涂層或第一涂層和第二涂層二者中。正如美國專利4，727，052所公開的那樣，可使多孔載體材料如活化氧化鋁熱穩(wěn)定以減緩氧化鋁在升高的溫度下由Y不希望地相轉(zhuǎn)變?yōu)棣?。穩(wěn)定劑可選自至少一種堿土金屬組分，所述堿土金屬組分選自鎂、鋇、鈣和鍶，優(yōu)選鍶和鋇。當(dāng)存在時(shí)，將穩(wěn)定劑材料以約0.01-0.15g/in3(g/ (2.54cm)3)添加至所述涂料中。
[0099]將給定的涂料沉積在內(nèi)壁表面上。此外，可設(shè)想的是使給定的涂料沉積在已施加另一涂層上，其中所述另一涂層施加至內(nèi)壁表面上或者施加至又一涂層上。此外，給定的涂層可部分滲透所述多孔內(nèi)壁或施加于其上的涂層。
[0100]為了制備待施加至所述壁流式基材內(nèi)壁上的載體涂料組合物，優(yōu)選將合適的Pt和/或Pd組分前體分散至合適的多孔載體材料，優(yōu)選上文所述的合適耐熔金屬氧化物上。更優(yōu)選地，使水溶性或水分散性Pt和/或Pd組分前體浸潰于合適的多孔載體材料，優(yōu)選合適的耐熔金屬氧化物上，隨后進(jìn)行干燥和固定步驟。合適的Pt和/或Pd組分前體包括例如氯化鉀鉬、硫氰酸銨鉬、胺加溶的氫氧化鉬、氯鉬酸、硝酸鈀等。其他合適的前體是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。優(yōu)選將其上固定有Pt和/或Pd組分的浸潰載體材料干燥。干燥溫度通常為60-250°C，優(yōu)選為90-210°C，更優(yōu)選為100-150°C。干燥可在任何合適的氣氛下進(jìn)行，其中優(yōu)選N2或空氣。在干燥后，優(yōu)選最后通過適當(dāng)煅燒和/或其他適當(dāng)方法，如用乙酸處理將Pt和/或Pd組分固定至所述載體材料之上。一般而言，合適的是獲得呈水不溶性形式的Pt和/或Pd組分的任何方法。煅燒溫度通常為250-800°C，優(yōu)選為350-700°C，更優(yōu)選為400-600°C。煅燒可在任何合適的氣氛下進(jìn)行，其中優(yōu)選N2或空氣。通過例如煅燒，獲得催化活性元素Pt和/或Pd或相應(yīng)的氧化物。應(yīng)理解的是本發(fā)明上下文中所用的存在于最終所得催化濾煙器中的術(shù)語“Pt組分”或“Pd組分”涉及呈催化活性元素Pt和/或Pd或其氧化物或元素Pt和/或Pd及其氧化物的混合物形式的Pt和/或Pd組分。[0101]因此，本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)如上所定義的催化濾煙器的方法，所述方法包括如下步驟:
[0102](i)提供優(yōu)選具有根據(jù)DIN66133的水銀孔隙率測量法測得為38_75孔隙率的壁流式基材，其中所述壁流式基材優(yōu)選為堇青石基材或碳化硅基材，所述壁流式基材包括入口端和出口端、在所述入口端和所述出口端之間延伸的基材軸向長度，以及多個(gè)由所述壁流式基材的內(nèi)壁限定的通道；
[0103]其中多個(gè)通道包括具有開放入口端和封閉出口端的入口通道以及具有封閉入口端和開放出口端的出口通道；
[0104]其中給定的入口通道、相鄰出口通道和位于所述入口通道和所述出口通道之間的內(nèi)壁限定了完整通道；
[0105](ii)將第一涂層施加至完整通道的至少20%的至少一部分內(nèi)壁上，從而使得第一涂層由開放入口端延伸至第一涂層端，由此限定了第一涂層長度，其中第一涂層長度為基材軸向長度的X%，其中20 < X < 100，由此將第一涂層的負(fù)載量調(diào)節(jié)至優(yōu)選為0.05-lg/英寸3(g/(2.54cm)3)的預(yù)定值，所述第一涂層包含含鉬(Pt)和任選的鈀(Pd)的氧化催化劑，其中第一涂層中的Pt:Pd重量比為1:0至大于1:1 ；
[0106](iii)將第二涂層施加至第一涂層下游的所述完整通道的至少一部分內(nèi)壁上，所述第二涂層具有為基材軸向長度的y%的第二涂層長度，其中20 < y < 100，從而使得第一涂層和第二涂層的重疊長度為基材軸向長度的至少20% ；
[0107]由此將第二涂層的負(fù)載量調(diào)節(jié)至優(yōu)選為0.05-lg/英寸3(g/(2.54cm)3)的預(yù)定值，從而使得第一涂層和第二涂層以根據(jù)第一涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì)):第二涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì))之比計(jì)算為0.25-3的涂層負(fù)載比存在于所述壁流式基材上，所述第二涂層包含含Pd和任選的Pt的氧化催化劑，其中第二涂層中的Pt濃度低于第一涂層中的Pt濃度，且其中第二涂層中的Pt: Pd重量比為1: 1-O:1。
[0108]根據(jù)本發(fā)明，步驟(iii)可在步驟(ii)之前進(jìn)行，由此將第二涂層以使得其由開放入口端延伸至第二涂層端的方式施加，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
[0109]因此，本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)如上所定義的催化濾煙器的方法，其中步驟(iii)在步驟(ii)之前進(jìn)行，且其中第二涂層以使得其由開放入口端延伸至第二涂層端的方式施加，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
[0110]根據(jù)本發(fā)明，步驟(iii)可在步驟(ii)之前、同時(shí)或之后進(jìn)行，由此將第二涂層以使得其由開放出口端延伸至第二涂層端的方式施加，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
[0111]因此，本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)如上所定義的催化濾煙器的方法，其中步驟(iii)在步驟(ii)之前、同時(shí)或之后進(jìn)行，且其中將第二涂層以使得其由開放出口端延伸至第二涂層端的方式施加，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
[0112]就本發(fā)明催化濾煙器而言，范圍、長度、濃度等的優(yōu)選值如上所定義。
[0113]本發(fā)明的催化濾煙器可用于集成排放處理系統(tǒng)中，特別是用于包括一個(gè)或多個(gè)用于處理柴油機(jī)廢氣排放物的額外組件的廢氣管中。例如，最優(yōu)選與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通的該廢氣管可包括本發(fā)明的催化濾煙器，且可進(jìn)一步包括柴油氧化催化劑(DOC)制品和/或選擇性催化還原(SCR)制品和/或NOx儲(chǔ)存還原(NSR)催化制品。最優(yōu)選地，所述DOC制品和/或SCR制品和/或NSR制品與所述催化濾煙器流體連通。所述柴油氧化催化劑可位于所述催化濾煙器和/或選擇性催化還原組件的上游或下游。更優(yōu)選本發(fā)明的催化濾煙器位于所述DOC制品的下游。仍更優(yōu)選本發(fā)明的催化濾煙器位于所述SCR制品的上游或下游。
[0114]因此，本發(fā)明還涉及如上所定義的催化濾煙器，其包含于用于處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括經(jīng)由廢氣歧管與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通的廢氣管，且進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)與所述催化濾煙器流體連通的如下組件:柴油氧化催化劑(DOC)、選擇性催化還原(SCR)制品、NOx儲(chǔ)存還原(NSR)催化制品。
[0115]甚至更優(yōu)選地，在本發(fā)明的催化濾煙器下游，所述系統(tǒng)不包括NOx還原催化制品，優(yōu)選不包括NOx儲(chǔ)存還原(NSR)催化制品。
[0116]用于所述廢氣管中的合適SCR制品通常能催化02與任何過量NH3生成N2和H2O的反應(yīng)，從而使得NH3不排放至大氣中。用于所述廢氣管中的有用SCR催化劑組合物還應(yīng)具有耐受高于650°C溫度的耐熱性。該高溫可見于上游催化濾煙器的再生期間。合適的SCR制品例如描述于US4，961，917和US5，516，497中。合適的SCR制品包括通常以占助催化劑加沸石總重量為約0.1-30重量％，優(yōu)選約1-5重量％的量存在于沸石中的鐵和銅助催化劑之一或二者。典型的沸石可具有CHA骨架結(jié)構(gòu)。
[0117]根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的催化濾煙器優(yōu)選置于DOC的下游。在該設(shè)置中，本發(fā)明的催化濾煙器提供了如下優(yōu)點(diǎn):在煙灰燃燒期間降低了 HC和CO，這最優(yōu)選由本發(fā)明過濾器的上游區(qū)域?qū)崿F(xiàn)。此外，后面區(qū)域的特定設(shè)計(jì)確保了在所述催化濾煙器的下游區(qū)域中可產(chǎn)生盡可能少的量的NOx。因此，在下游(如D0C)，已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的催化濾煙器在其處理柴油機(jī)廢氣的凈化作用方面是非常有利的。
[0118]因此，本發(fā)明還涉及如上所定義的催化濾煙器，其包含于用于處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括經(jīng)由廢氣歧管與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通的廢氣管，且進(jìn)一步包括柴油氧化催化劑，其中所述催化濾煙器置于DOC的下游。
[0119]本發(fā)明還涉及用于處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流的方法中的如上所定義的催化濾煙器，其中所述廢氣流包含煙灰顆粒，所述方法包括使所述廢氣流與所述催化濾煙器接觸，優(yōu)選在將廢氣流導(dǎo)經(jīng)柴油氧化催化劑(DOC)之后，所述DOC優(yōu)選包含通流式基材或壁流式基材。類似地，本發(fā)明涉及如上所定義的催化濾煙器在處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流中的用途，所述廢氣流包含煙灰顆粒，其中使所述廢氣流與所述催化濾煙器接觸，優(yōu)選在將廢氣流導(dǎo)經(jīng)柴油氧化催化劑(DOC)之后，所述DOC優(yōu)選包含通流式基材或壁流式基材。
[0120]此外，本發(fā)明涉及一種用于處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流的處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0121]經(jīng)由廢氣歧管與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通的廢氣管；
[0122]如上所定義的催化濾煙器；和
[0123]一個(gè)或多個(gè)與所述催化濾煙器流體連通的如下組件:柴油氧化催化劑(DOC)、選擇性催化還原(SCR)制品、NOx儲(chǔ)存還原(NSR)催化制品。
[0124]優(yōu)選地，在該系統(tǒng)中，所述催化濾煙器置于DOC的下游。更優(yōu)選所述系統(tǒng)不含NOx還原催化制品，更優(yōu)選所述系統(tǒng)不含NOx儲(chǔ)存還原(NSR)催化制品。
[0125]因此，本發(fā)明還涉及一種處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流的方法，所述廢氣流包含煙灰顆粒，所述方法包括使所述廢氣流與如上所定義的催化濾煙器接觸，優(yōu)選在將廢氣流導(dǎo)經(jīng)柴油氧化催化劑(DOC)之后，所述DOC優(yōu)選包含通流式基材或壁流式基材。
[0126]根據(jù)本發(fā)明，該方法任選進(jìn)一步包括將獲自所述DOC或催化濾煙器的廢氣流導(dǎo)經(jīng)選擇性催化還原(SCR)制品。
[0127]在下文中，通過如下實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實(shí)施例[0128]1.催化劑制備
[0129]1.1無涂層重疊的區(qū)域化催化濾煙器一對照(試樣A)
[0130]對第一涂覆而言,用鉬溶液(其中鉬為胺穩(wěn)定的Pt配合物)浸潰Y-氧化鋁(最終干含量為0.15g/in3)以獲得25g/ft3Pt的干固含量，隨后用硝酸鈀水溶液浸潰以獲得5g/ft3Pd的干固含量。將所得粉末分散于水中，并添加呈干粉形式的H-β沸石，從而獲得
0.15g/in3的干固含量。隨后，使用所得淤漿將碳化硅過濾器基材(2.5L體積)由開放入口側(cè)起涂覆達(dá)過濾器總長的50%。在110°C下于空氣中干燥并在450°C下于空氣中煅燒之后，位于所述過濾器基材的50%入口上的載體涂層量為約0.37g/in3。
[0131]對第二涂覆而言,用硝酸鈀水溶液浸潰100%的氧化鈰(干固含量為0.15g/in3)以獲得20g/ft3Pd的干固含量。將所得粉末分散于水中，并添加呈干粉形式的Y-氧化鋁以獲得0.15g/in3的干固含量。隨后，使用所得淤漿將碳化硅過濾器基材(2.5L體積)由開放出口側(cè)起涂覆達(dá)過濾器總長的50%。在110°C下于空氣中干燥并在450°C下于空氣中煅燒之后，位于所述過濾器基材的50%出口上的載體涂層量為約0.36g/in3。
[0132]1.2具有涂層重疊的區(qū)域化催化濾煙器一重疊長度50%(試樣B)
[0133]對第一涂覆而言，用鉬溶液(其中鉬為胺穩(wěn)定的Pt配合物)浸潰Y-氧化鋁(干固含量為0.15g/in3)以獲得25g/ft3Pt的干固含量，隨后用硝酸鈀水溶液浸潰以獲得5g/ft3Pd的干固含量。將所得粉末分散于水中，從而獲得0.15g/in3的干固含量。隨后，使用所得淤漿將碳化硅過濾器基材(2.5L體積)由開放入口側(cè)起涂覆達(dá)過濾器總長的50%。在110°C下于空氣中干燥并在450°C下于空氣中煅燒之后，位于所述過濾器基材的50%入口上的載體涂層量為約0.22g/in3。
[0134]對第二涂覆而言，用硝酸鈕水溶液浸潰氧化鋪-氧化錯(cuò)材料(^602: 45重量％,ZrO2:43.5 重量 ％，La203:8 重量 ％，Pr6O11:2 重量 ％，Hf02:1.5 重量 ％，干固含量為 0.05g/in3)以獲得10g/ft3Pd的干固含量。將所得粉末分散于水中，并添加呈干粉形式的H-β沸石和Y-氧化鋁以獲得0.05g/in3的干固含量。隨后，使用所得淤漿將碳化硅過濾器基材(2.5L體積)由開放出口側(cè)起涂覆達(dá)過濾器總長的100%。在110°C下于空氣中干燥并在450°C下于空氣中煅燒之后，位于所述過濾器基材的100%出口上的載體涂層量為約0.26g/in3。
[0135]1.3具有涂層重疊的區(qū)域化催化濾煙器一重疊長度100%(試樣C)
[0136]對第一涂覆而言,用鉬溶液(其中鉬為胺穩(wěn)定的Pt配合物)浸潰Y-氧化鋁(干固含量為0.15g/in3)以獲得12.5g/ft3Pt的干固含量，隨后用硝酸鈀水溶液浸潰以獲得2.5g/ft3Pd的干固含量。將所得粉末分散于水中。隨后，使用所得淤漿將碳化硅過濾器基材(2.5L體積)由開放出口側(cè)起涂覆達(dá)過濾器總長的100%。在110°C下于空氣中干燥并在450°C下于空氣中煅燒之后，位于所述過濾器基材的100%入口上的載體涂層量為約0.21g/in3。[0137]對第二涂覆而言，用硝酸鈕水溶液浸潰氧化鋪-氧化錯(cuò)材料(^602: 45重量％,ZrO2:43.5 重量 ％，La203:8 重量 ％，Pr6O11:2 重量 ％，Hf02:1.5 重量 ％，干固含量為 0.05g/in3)以獲得10g/ft3Pd的干固含量。將所得粉末分散于水中，并添加呈干粉形式的H-β沸石和Y-氧化鋁以獲得0.05g/in3的干固含量。隨后，使用所得淤漿將碳化硅過濾器基材(2.5L體積)由開放出口側(cè)起涂覆達(dá)過濾器總長的100%。在110°C下于空氣中干燥并在450°C下于空氣中煅燒之后，位于所述過濾器基材的100%出口上的載體涂層量為約0.26g/in3。
[0138]2.現(xiàn)有技術(shù)催化劑技術(shù)與本發(fā)明技術(shù)的對比(起燃試驗(yàn))
[0139]測試試樣:
[0140]2.1 試樣 A (對照):
[0141]無涂層重疊的區(qū)域化催化濾煙器:
[0142]-入口涂層:25g/ft3Pt，5g/ft3Pd— 50% 長度
[0143]-出口涂層:20g/f t3Pd — 50% 長度
[0144]2.2 試樣 B:
[0145]具有涂層重疊的區(qū)域化催化濾煙器一50%長度
[0146]-入口涂層:25g/ft3Pt，5g/ft3Pd— 50% 長度
[0147]-出口涂層:10g/f t3Pd —100% 長度
[0148]2.3 試樣 C:
[0149]具有涂層重疊的區(qū)域化催化濾煙器一 100%長度
[0150]-入口涂層:25g/ft3Pt，2.5g/ft3Pd —100% 長度
[0151]-出口涂層:10g/ft3Pd —100% 長度
[0152]3.Ν02/Ν0χ起燃試驗(yàn)的試驗(yàn)程序
[0153]測試試樣A、B和C的NO2起燃性能。在試驗(yàn)之前，在烘箱中于750°C下在空氣中用10%水將所述試樣水熱陳化5小時(shí)。為了進(jìn)行起燃試驗(yàn)，將各試樣置于具有120g/ft3負(fù)載量和1.2L催化劑體積的現(xiàn)有技術(shù)Pt/Pd=l/1D0C后的上游，所述現(xiàn)有技術(shù)催化劑位于具有2L發(fā)動(dòng)機(jī)排量的4缸輕型共軌管柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的下游廢氣管中。廢氣流中CO、HC、NOx和NO濃度分別為600ppm、60ppm(C3基)、100ppm和50ppm。標(biāo)準(zhǔn)條件下氣體流量為約45m3/h。溫升為5K/分鐘。使用300°C預(yù)CSF溫度下的Ν02/Ν0χ之比進(jìn)行評(píng)估。300V下的Ν02/Ν0χ之比越低，則行駛期間形成的NO2就越少。
[0154]試樣(A)至(C)在300°C下起燃期間的Ν02/Ν0χ之比示于圖1中。
[0155]與試樣A相比，試樣B和C顯示出更低的最大Ν02/Ν0χ之比，因此行駛期間的NO2尾管排放物更低。對具有100%重疊的第一涂層和第二涂層的試樣C觀察到最低的Ν02/Ν0χ之比。
【權(quán)利要求】
1.一種催化濾煙器，其包括: 壁流式基材，其包括入口端、出口端、在所述入口端和所述出口端之間延伸的基材軸向長度以及多個(gè)由壁流式過濾器基材的內(nèi)壁限定的通道； 其中多個(gè)通道包括具有開放入口端和封閉出口端的入口通道以及具有封閉入口端和開放出口端的出口通道； 其中給定的入口通道、相鄰出口通道和位于所述入口通道和所述出口通道之間的內(nèi)壁限定了完整的通道； 其中完整通道的至少20%內(nèi)壁至少部分涂覆有第一涂層和第二涂層； 其中給定的至少部分涂覆的完整通道的內(nèi)壁包括由開放入口端延伸至第一涂層端的第一涂層，由此限定了第一涂層長度，其中第一涂層長度為基材軸向長度的x%，其中20 ≤ X ≤ 100 ; 其中所述完整通道的所述內(nèi)壁進(jìn)一步包括位于第一涂層下游的第二涂層，其中所述第二涂層具有為基材軸向長度的y%的第二涂層長度，其中20 ≤ y ≤ 100 ; 其中第一涂層和第二涂層的重疊長度為基材軸向長度的至少20% ； 其中第一涂層包含含鉬(Pt)和任選的鈀(Pd)的氧化催化劑，且其中第一涂層中的Pt:Pd重量比為1:0至大于1:1 ; 其中第二涂層包含含Pd和任選的Pt的氧化催化劑，其中第二涂層中的Pt濃度低于第一涂層中的Pt濃度，且其中第二涂層中的Pt:Pd重量比為1:1-0:1 ； 其中第一涂層和第二涂層以根據(jù)第一涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì)):第二涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì))之比計(jì)算為0.25-3的涂層負(fù)載比存在于所述壁流式基材上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的催化濾煙器，其中第二涂層由開放入口端延伸至第二涂層端，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的催化濾煙器，其中第二涂層由開放出口端延伸至第二涂層端，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其中X為20-80，優(yōu)選為20-50。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其中涂層負(fù)載比為0.75-1.25，優(yōu)選為0.85-1.15，更優(yōu)選為 0.95-1.05。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其中第一涂層的負(fù)載量為0.05-lg/英寸 3(g/(2.54cm)3),優(yōu)選 0.1-0.5g/ 英寸 3(g/(2.54cm)3),更優(yōu)選 0.2-0.3g/ 英寸 3(g/(2.54cm)3)，其中第二涂層的負(fù)載量為0.05-lg/英寸3 (g/ (2.54cm)3)，優(yōu)選0.1-0.5g/英寸3 (g/ (2.54cm)3)，更優(yōu)選 0.2-0.3g/ 英寸 3 (g/ (2.54cm)3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其中在第一涂層中，Pt:Pd的重量比為1:0-2:1，優(yōu)選為 1:0-5:10
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其中在第一涂層中，PtiPd的重量比為1:0。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其中在第二涂層中，PtiPd的重量比為1:2-0:1，優(yōu)選為 1:5-0:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其中在第二涂層中，PtiPd的重量比為0:1。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其中第一涂層中的Pt和任選Pd的重量之和與第二涂層中的Pd和任選Pt的重量之和的重量比為1:6-10:1。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的催化濾煙器，其中第一涂層中的Pt和任選Pd的重量之和與第二涂層中的Pd和任選Pt的重量之和的重量比為1:6-2:1，優(yōu)選為1:3-1:1。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的催化濾煙器，其中在第一涂層中，Pt:Pd的重量比為1:0且Pt濃度為0.5-lg/ft3 (g/ (30.48cm)3)，且其中在第二涂層中，Pt:Pd的重量比為O:1且Pd濃度為 0.5-3g/ft3 (g/ (30.48cm)3)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的催化濾煙器，其中第一涂層中的Pt和任選Pd的重量之和與第二涂層中的Pd和任選Pt的重量之和的重量比為2.4:1-10:1，優(yōu)選為5:1-8:1。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的催化濾煙器，其中在第一涂層中，Pt:Pd的重量比為1:0-1:1，優(yōu)選為 1: 0，且 Pt 濃度為 5-100g/ft3 (g/ (30.48cm)3)，優(yōu)選為 10_60g/ft3 (g/ (30.48cm)3)，更優(yōu)選為15-40g/ft3 (g/ (30.48cm)3)，且其中在第二涂層中，Pt:Pd的重量比為0:1_1:1，優(yōu)選為 O:1，且 Pd 濃度為 l-30g/ft3 (g/ (30.48cm)3)，優(yōu)選為 5-25g/ft3 (g/ (30.48cm)3)，更優(yōu)選為 10-20g/ft3(g/(30.48cm)3)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其中包含于第一涂層中的氧化催化劑由Pt和任選的Pd構(gòu)成，且包含于第二涂層中的氧化催化劑由Pd構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其中第一涂層和第二涂層包含至少一種用于相應(yīng)鉬族金屬的多孔載體材料，其中第一涂層的至少一種多孔載體材料包括氧化鈰-氧化鋯材料，其由CeO2:45重量％、ZrO2:43.5重量％、La2O3:8重量％、Pr6O11:2重量%和HfO2:1.5重量％構(gòu)成，且其中第二涂層的至少一種多孔載體材料包括氧化鈰-氧化鋯材料，其由 CeO2:45 重量 ％、ZrO2`:43.5 重量 ％、La2O3:8 重量 ％、Pr6O11:2 重量 ％ 和 HfO2:1.5 重量％構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的催化濾煙器，其中第一涂層的載體材料包含Al2O3，優(yōu)選Y -Al2O3,且其中第二涂層的載體材料包含Al2O3,優(yōu)選Y -Al2O3。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其中所述壁流式基材具有根據(jù)DIN66133的水銀孔隙率測量法測得為38-75的孔隙率，其中所述壁流式基材優(yōu)選為堇青石基材或碳化硅基材。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其包含于用于處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括經(jīng)由廢氣歧管與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通的廢氣管，且進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)與所述催化濾煙器流體連通的如下組件:柴油氧化催化劑(DOC)、選擇性催化還原(SCR)制品、NOx儲(chǔ)存還原(NSR)催化制品。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的催化濾煙器，其置于DOC的下游。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)的催化濾煙器，其用于處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流的方法中，所述廢氣流包含煙灰顆粒，所述方法包括使所述廢氣流與所述催化濾煙器接觸，優(yōu)選在將廢氣流導(dǎo)經(jīng)DOC之后，其中所述DOC優(yōu)選包含通流式基材或壁流式基材。
23.一種生產(chǎn)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的催化濾煙器的方法，其包括如下步驟: (i)提供優(yōu)選具有根據(jù)DIN66133的水銀孔隙率測量法測得為38-75的孔隙率的壁流式基材，其中所述壁流式基材優(yōu)選為堇青石基材或碳化硅基材，所述壁流式基材包括入口端和出口端、在所述入口端和所述出口端之間延伸的基材軸向長度，以及多個(gè)由所述壁流式基材的內(nèi)壁限定的通道； 其中多個(gè)通道包括具有開放入口端和封閉出口端的入口通道以及具有封閉入口端和開放出口端的出口通道； 其中給定的入口通道、相鄰出口通道和位于所述入口通道和所述出口通道之間的內(nèi)壁限定了完整通道； (?)將第一涂層施加至完整通道的至少20%的至少一部分內(nèi)壁上，從而使得第一涂層由入口端延伸至第一涂層端，由此限定了第一涂層長度，其中第一涂層長度為基材軸向長度的x%，其中20 < X < 100，由此將第一涂層的負(fù)載量調(diào)節(jié)至優(yōu)選為0.05-lg/英寸3(g/(2.54cm)3)的預(yù)定值，所述第一涂層包含含鉬(Pt)和任選的鈀(Pd)的氧化催化劑，其中第一涂層中的Pt:Pd重量比為1:0至大于1:1 ； (iii)將第二涂層施加至第一涂層下游的所述完整通道的至少一部分內(nèi)壁上，所述第二涂層具有為基材軸向長度的y%的第二涂層長度，其中20 < y < 100，從而使得第一涂層和第二涂層的重疊長度為基材軸向長度的至少20% ； 由此將第二涂層的負(fù)載量調(diào)節(jié)至優(yōu)選為0.05-lg/英寸3 (g/ (2.54cm)3)的預(yù)定值，從而使得第一涂層和第二涂層以根據(jù)第一涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì)):第二涂層的負(fù)載量(以g/英寸3(g/(2.54cm)3)計(jì))之比計(jì)算為0.25-3的涂層負(fù)載比存在于所述壁流式基材上，所述第二涂層包含含Pd和任選的Pt的氧化催化劑，其中第二涂層中的Pt濃度低于第一涂層中的Pt濃度，且其中第二涂層中的Pt: Pd重量比為1: 1-O:1。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中步驟(iii)在步驟(ii)之前進(jìn)行，且其中第二涂層以使得其由開放入口端延伸至第二涂層端的方式施加，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中步驟(iii)在步驟(ii)之前、同時(shí)或之后進(jìn)行，其中第二涂層以使得其由開放出口端延伸至第二涂層端的方式施加，由此限定了為基材軸向長度的y%的第二涂層長度。
26.一種用于處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 經(jīng)由廢氣歧管與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通的廢氣管； 根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的催化濾煙器；和 一個(gè)或多個(gè)與所述催化濾煙器流體連通的如下組件:柴油氧化催化劑(DOC)、選擇性催化還原(SCR)制品、NOx儲(chǔ)存還原(NSR)催化制品。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其中所述催化濾煙器置于DOC的下游。
28.—種處理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流方法，所述廢氣流包含煙灰顆粒，所述方法包括使所述廢氣流與根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的催化濾煙器接觸，優(yōu)選在將廢氣流導(dǎo)經(jīng)柴油氧化催化劑(DOC)之后，其中所述DOC優(yōu)選包含通流式基材或壁流式基材。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其進(jìn)一步包括將獲自DOC或所述催化濾煙器的廢氣流導(dǎo)經(jīng)選擇性催化還原(SCR)制品。
【文檔編號(hào)】B01D46/00GK103648607SQ201280033770
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月13日
【發(fā)明者】G·格魯貝特, A·彭克, T·紐鮑爾, R·沃爾夫, S·羅斯, 李躍進(jìn), T·穆勒-斯塔奇, M·希爾真多夫 申請人:巴斯夫歐洲公司, 巴斯夫公司