CN102939445B - 具有汽油微粒过滤器的汽油发动机排放物处理系统 - Google Patents

具有汽油微粒过滤器的汽油发动机排放物处理系统 Download PDF

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Abstract

提供了适合连同汽油发动机用于除还原气体排放物，例如烃、氧化氮和一氧化碳外还用于捕获微粒的废气系统和组分。提供了包括位于微粒过滤器上的三元转换(TWC)催化剂的废气处理系统。具有1-4g/ft范围的涂层载量的涂层颗粒过滤器对反压力产生最小的影响，同时提供TWC催化活性和颗粒捕集功能性以满足日益严格的法规例如Euro？6，还在所述过滤器上和/或内部递送足够高水平的储氧组分(OSC)。所述过滤器可具有与其无涂层孔隙度大体上相同的涂层孔隙度。所述TWC材料可包含以致第一组颗粒的第一d90粒度为7.5μm或更小而第二组颗粒的第二d90粒度大于7.5μm的粒度分布。还提供了制造和使用所述废气系统和组分的方法。

Description

具有汽油微粒过滤器的汽油发动机排放物处理系统
相关申请
本申请按《美国法典》第35编第119(e)节要求2010年4月19日提交的美国专利申请序列号61/325,478和2011年9月27日提交的美国专利申请序列号61/386,997的优先权，各自通过引用特此整体并入。
技术领域
本发明通常属于具有用于处理含有烃、一氧化碳和氮氧化物的汽油发动机气流连同微粒的催化剂的排放物处理系统。更特别地，本发明指向涂在微粒过滤器，例如烟灰过滤器上或内部的三元转换(TWC)催化剂或氧化催化剂。
发明背景
使汽油发动机的微粒排放物服从法规，包括即将到来Euro6(2014)标准。特别的是，已经研发了某些汽油直喷(GDI)发动机，其工况引起细微粒形成。汽油发动机的现有后处理系统不适合达到提出的微粒物标准。与柴油稀薄燃烧发动机产生的微粒相反，汽油发动机例如GDI发动机产生的微粒往往更细且量更少。这是由于和汽油发动机相比，柴油发动机的燃烧条件不同。例如，汽油发动机在比柴油发动机更高的温度下运行。同样，与柴油发动机相比，在汽油发动机的排放物中烃组分不同。
未燃烧的烃、一氧化碳和氧化氮污染物的排放标准不断变得更加严格。为了满足此类标准，将装有三元转换(TWC)催化剂的催化转换器置于内燃机的排气管中。此类催化剂促进用未燃烧的烃和一氧化碳的废气流中的氧气氧化以及氧化氮还原为氮气。
美国专利申请公布No.2009/0193796(Wei)中提供了包含涂在微粒捕集器上或内部的TWC催化剂的催化微粒捕集器。TWC催化剂可涂在过滤器的入口侧、出口侧或二者。
反压力和体积约束废气系统可限制添加另外的处理组分的能力。在一些GDI排放系统中，需要与NOx捕集器和SCR催化剂组合的两种或更多种TWC催化剂复合材料，以达到排放标准。对于此类系统而言，沿排气管容纳任何另外的砖形物或罐是一个挑战。
随着微粒标准变得越来越严格，然而，需要提供微粒捕集功能性，而不过度聚集排气管和增大反压力。而且，HC、NOx和CO转换不断引起人们的兴趣。某些过滤器技术具有相对小的孔和/或更小的孔隙度，旨在捕获细微粒物质，但是此类过滤器通常不能容纳足够的催化剂载量以满足HC、NOx和CO转换要求。
仍然需要提供连同有效过滤器提供足够TWC，而不过度增大反压力的催化过滤器，以致在满足微粒物质排放的同时可实现调节HC、NOx和CO转换。
发明概要
提供了适合连同汽油发动机用于除处理气体排放物，例如烃、氧化氮和一氧化碳外还用于捕获微粒的废气系统和组分。有趣的是，为汽油发动机提供了微粒过滤器(GPF或PFG)，所述微粒过滤器提供对反压力影响最小的全三元转换(TWC)功能性。应认识到，TWC催化过滤器可能需要连同第二TWC催化剂一起使用，以满足法规和汽车制造商要求。来自汽油发动机的微粒物质主要在冷启动期间产生。这与柴油发动机产生微粒物质的途径相反，这在发动机整个工作过程中速率大致恒定。
方面包括废气处理系统，所述系统包括涂在汽油直喷发动机下游的排放物处理系统中的微粒过滤器上和/或内部，用于处理包含烃、一氧化碳、氧化氮和微粒的废气流的三元转换(TWC)催化剂。
第一方面提供了涂层孔隙度与其无涂层孔隙度大体上相同的催化微粒过滤器。即，此类涂层过滤器引起对发动机性能无害的反压力或压降。无害压降指，在呈涂层或无涂层状态的过滤器衬底存在下，发动机通常将同样以各种发动机工作模式进行(例如，燃油消耗量)。一个或多个详细实施方案提供，无涂层孔隙度和涂层孔隙度在相互的7%(或6%或5%或4%或3%或2.5%或2%或甚至1%)之内。对过滤器测量涂层或无涂层的过滤器孔隙度。测量孔隙度的一种方式是将过滤器分部分，测量每个部分的孔隙度，并且取结果的平均值。例如，可将过滤器分为前/入口部分和后/出口部分，获得每一部分的孔隙度，并且取结果的平均值。
另一方面提供了包含存在于过滤器上或内，量为至少1.0g/in3(61g/L)的三元转换(TWC)催化材料的催化微粒过滤器。一个详细实施方案提供，量为1.0-4.0g/in3(61g/L-244g/L)或1.5-4.0g/in3或甚至2.0-4.0g/in3。另一详细方面提供了位于汽油直喷发动机下游的排放物处理系统中，用于处理包含烃、一氧化碳、氧化氮和微粒的废气流的催化微粒过滤器，所述催化微粒过滤器包括：量在1.0-4.0g/in3(61g/L-244g/L)范围内，涂在微粒过滤器上或内部的三元转换(TWC)催化材料；其中所述TWC催化材料在全使用寿命老化后储存至少100mg/L的氧气并且包含量在1.0-4.0g/in3(61g/L-244g/L)范围之内的储氧组分；其中所述微粒过滤器包含以致第一组孔的第一平均孔径为30μm或更小而第二组孔的第二平均孔径大于30μm的孔径分布；并且其中所述TWC催化材料包含以致第一组颗粒的第一平均粒度为7.5μm或更小而第二组颗粒的第二平均粒度大于7.5μm的粒度分布。
在一个或多个实施方案中，无涂层孔隙度和涂层孔隙度在55-70%的范围之内。在另一实施方案中，微粒过滤器包含在15-25μm范围之内的平均孔径。在又一实施方案中，涂层和无涂层孔隙度在60-70%的范围之内并且微粒过滤器的平均孔径在18-23μm的范围之内。某些实施方案可提供，催化微粒过滤器，即涂层过滤器，也可包含在13-23μm(或甚至16-21μm)范围之内的平均孔径。
微粒过滤器可包含以致第一组孔的第一平均孔径为30μm或更小而第二组孔的第二平均孔径大于30μm的孔径分布。第一平均孔径可在5-30μm的范围之内而第二平均孔径可在30-300μm的范围之内。第一平均孔径可在10-30μm的范围之内而第二平均孔径可在30-100μm的范围之内。
TWC催化材料可包含以致第一组颗粒的第一d90粒度为7.5μm或更小而第二组颗粒的第二d90粒度大于7.5μm的粒度分布。第一平均粒度可在1-7.5μm(或1-6.5μm，或1-6.0μm，或1-5.5μm，或甚至或1-5.0μm)的范围之内而第二平均粒度可在7.6-100μm(或10-100μm，或15-100μm，或20-100μm，或30-100μm，或甚至或50-100μm)的范围之内。d90粒度指粒度分布曲线上提供90%尺寸等于或小于d90的颗粒的点的点。换言之，仅10%的颗粒将具有大于d90的粒度。TWC催化材料可包含量为10重量%或更多，例如10-50重量%(或10-40重量%或10-30重量%或甚至10-20重量%)的第二组颗粒。一个详细实施方案提供，第一d90粒度为6.0μm或更小而第二d90粒度为10.0μm或更大。
一个实施方案提供，TWC催化材料在全使用寿命老化后储存至少100mg/L(或甚至200mg/L)的氧气。一个详细实施方案提供，储氧组分存在的量在1.0-4.0g/in3(61g/L-244g/L)范围之内。
TWC催化材料可包含含铂族金属的涂层和储氧组分。一个或多个实施方案提供了，涂层以单层提供。可在颗粒过滤器的入口侧、出口侧或二者处提供涂层。涂层可包含铑、钯、二氧化铈或复合二氧化铈和氧化铝。按需要，涂层可不含氧化铝(即，不故意向涂层添加氧化铝，但是可能微量存在)，仅仅包含，例如，铑、钯和二氧化铈或复合二氧化铈。
在一个实施方案中，第一单涂层存在于沿微粒过滤器的100%轴向长度的入口侧而第二单涂层存在于沿微粒过滤器的100%轴向长度的出口侧。在另一实施方案中，第一单涂层存在于从上游端沿微粒过滤器的50-75%轴向长度的入口侧而第二单涂层存在于从下游端沿微粒过滤器的50-75%轴向长度的出口侧。又一实施方案提供，第一单涂层存在于从上游端沿微粒过滤器长达50%的轴向长度的入口侧而第二单涂层存在于从下游端沿微粒过滤器长达50%的轴向长度的出口侧。
微粒过滤器可包含堇青石、氧化铝、金刚砂、钛酸铝或莫来石。
更多实施方案包括具有上游区和下游区的催化过滤器，两个区均包含铂族金属，例如钯组分，其中所述上游区包含的铂族金属的量大于下游区中铂族金属的量。
还提供了处理包含烃、一氧化碳、氧化氮和微粒的废气的方法。所述方法包括：提供包含按每千米提供不超过6×1011个微粒排放物有效的量涂在微粒过滤器上或内部的三元转换(TWC)催化材料的催化微粒过滤器；将催化微粒过滤器置于汽油直喷发动机的下游；并且使来自汽油直喷发动机的废气与催化微粒过滤器接触。
所述方法可进一步包括提供催化微粒过滤器产生的全TWC功能性，流过衬底的TWC催化剂或其组合。
详细实施方案提供，微粒排放物数量不超过4.0×1011个/km，不超过3.0×1011个/km或甚至不超过2.0×1011个/km。
还提供了制造催化微粒过滤器的方法。所述方法包括：提供微粒过滤器；提供三元转换(TWC)催化材料；和按至少1.0g/in3(61g/L)的量将TWC催化材料涂在微粒过滤器上或内部以形成所述催化微粒过滤器，以致催化微粒过滤器具有与微粒过滤器的无涂层孔隙度大体上相同的涂层孔隙度。
另一方面提供了一种处理包含烃、一氧化碳、氧化氮和微粒的废气的方法，所述方法包括：将前述实施方案的任一个中的排放物处理系统置于汽油直喷发动机的下游并且使来自发动机的废气与催化微粒过滤器接触。
附图简述
图1为示出了根据一个详细实施方案所述的发动机排放物处理系统的示意图；
图2为示出了根据一个实施方案所述的集成发动机排放物处理系统的示意图；
图3为壁流式过滤器衬底的透视图；并且
图4为壁流式过滤器衬底的一部分的剖视图。
图5为根据各种孔隙度的实施方案的发动机速度的催化剂压降图。
发明详述
提供了适合连同汽油发动机，例如汽油直喷(GDI)发动机，用于除还原气体排放物，例如烃、氧化氮和一氧化碳外还用于捕获微粒的废气系统和组分。一般地说，虽然某些GDI发动机可使用稀薄(λ>1)方案，但是此类汽油发动机按化学计量工作(λ=1)。然而，汽油废气系统中的反压力和体积约束可限制添加另外的处理组分的能力。对于此类系统而言，沿排气管容纳任何另外的砖形物或罐是一个挑战。随着微粒标准变得越来越严格，然而，需要提供微粒捕集功能性，而不过度增大反压力。我们已经发现可设计具有全TWC功能性，同时达到汽油发动机细小微粒物质的适合过滤效率的汽油发动机催化微粒过滤器(GPF或PFG)。第一方面，可按需要为具有有两个或更多个平均孔径的孔径分布，即不对称孔径分布的微粒过滤器涂覆具有指定粒度的涂层。这样，可促进过滤器不同大小的孔和过滤器壁的表面的TWC功能性，在通过较大孔中涂层的存在提高过滤器效率的同时对反压力影响最小。第二方面，将涂层(例如，1-4g/in3)载至微粒过滤器上，对反压力的影响最小，同时提供TWC催化活性和颗粒捕集功能性以满足日益严格的法规例如Euro6，还在所述过滤器上和/或内部递送足够高水平的储氧组分(OSC)。过滤器可具有与其无涂层孔隙度大体上相同的涂层孔隙度。即，涂层过滤器具有与无涂层过滤器相似的反压力，以致对火车发动机整体动力性能存在极小影响。第三方面，可通过分区设计实现微粒过滤器的点火改进。根据需要，可利用机械修改和热量管理在涂层过滤器中达到足够温度。这些方面可单独或相互结合进行。
至于微粒(或颗粒)过滤器，通常认为需要相对小的孔和/或低孔隙度以捕获细微粒物质。在详细实施方案中出乎意料地发现，孔径较大且孔隙度较高的过滤器可在涂层载量存在下表现出过滤改善。不但实现了过滤改善，而且较大孔径和较高孔隙度过滤器上的涂层载量可进一步满足气体(HC、NOx和CO)排放标准。与较小孔径/低孔隙度过滤器相比，大孔径/高孔隙度过滤器还出乎意料地实现了在恒定粒度分布和涂层载量下随时间推移的过滤改善。不旨在受理论约束，认为较小孔径/低孔隙度过滤器通常由于反压力的影响，不能容纳足够催化剂载量，以满足HC、NOx和CO转换要求。
在一个或多个实施方案中，过滤器衬底具有两种(或更多种)平均孔径，这意味着当进行孔径分布测量时可存在一种以上的平均孔径。可对过滤器衬底进行此类测量。例如，在孔径分布测量中可存在两个不同峰值。在一个实施方案中，过滤器具有以致由于孔径分布的斜率不对称，第一平均孔径小于或等于30、25、20、15或甚至10μm而第二平均孔径大于或等于30、50、70或甚至100μm的孔径分布。
类似地，可将催化材料表征为具有两种(或更多种)平均粒度，这意味着在催化材料中可存在一种以上的平均粒度。证明这一点的一种方式是通过不对称粒度分布曲线。此类曲线可由一种或多种单峰(即，对称)分布的总和产生。例如，在催化材料的粒度分布测量中可存在两个不同峰值。根据本发明的某些实施方案，以使得第一d90粒度小于或等于7.5μm(例如，约6.5、6.0、5.5、5、4、3、2或甚至1μm)而第二d90粒度大于7.5μm(例如，7.6、10、15、20、30或甚至50μm)的粒度分布提供催化剂或催化材料。可用许多方式进行具有一种以上平均粒度的催化材料的递送，例如通过提供一种或多种具有两种或更多种平均粒度的粒度分布的涂层，或通过提供一种或多种各自具有不同单峰或单一粒度分布的涂层，或通过其组合。在一个实施方案中，提供了具有以致存在两种平均(d50)和/或d90粒度的粒度分布的一种涂层。在另一实施方案中，提供了两种涂层，各自具有不同单峰粒度分布。另一实施方案提供，第一涂层具有两种平均(d50)和/或d90粒度的粒度分布而第二涂层具有单峰粒度分布。不旨在受理论约束，认为使用具有有一种以上的平均粒度的粒度分布的催化材料将增强在具有有一种以上的平均孔径的孔径分布的过滤器上和内部的涂层。然后可提供适合捕集GDI发动机细微粒，同时仍提供排放物的催化处理的整体孔隙度/孔径分布，而不损失反压力。
提到“全TWC功能性”意味着可根据监管机构和/或汽车制造商的要求实现HC和CO氧化和NOx还原。这样，提供铂族金属组分，例如铂、钯和铑，以实现HC、CO和NOx转换并提供足够储氧组分(OSC)以达到足够储氧容量以确保在不同A/F(空燃)比的环境中适当的HC、CO和NOx转换。足够储氧容量通常指，在汽车制造商限定的全使用寿命后，催化剂可储存并释放最小量的氧气。在一个实例中，可用储氧容量可为每升100mg氧气。再如，在1050℃下放热老化80h后，足够储氧容量可为每升200mg氧气。需要足够储氧容量以确保车载诊断(OBD)系统检测到功能催化剂。在没有足够储氧容量时，OBD将触发非功能催化剂警报器。高储氧容量超过足够量，这加宽了催化剂的工作窗口并允许汽车制造商对发动机管理更加灵活。
提到储氧组分(OSC)指具有多价态并且可在氧化条件下与诸如氧气或一氧化二氮的氧化剂活跃反应，或在还原条件与诸如一氧化碳(CO)或氢气的还原剂反应的实体。适合储氧组分的实例包括二氧化铈。氧化镨也可作为OSC包括在内。可通过使用，例如，混合氧化物实现OSC向涂层的递送。例如，可用铈和锆的混合氧化物，和/或铈、锆和钕的混合氧化物递送二氧化铈。例如，可用镨和锆的混合氧化物，和/或镨、铈、镧、钇、锆和钕的混合氧化物递送氧化镨。
在描述本发明的若干示例性实施方案之前，应理解本发明不限于以下描述中提及的构造或工序详情。本发明能够是以各种方式实践或执行的其它实施方案。
翻到图1，一种排放物处理系统3包括通过管线7将废弃运送到任选的第一TWC催化剂9处的汽油发动机5。在一些情况下，由于通过管线11接收废气流的涂有TWC的下游微粒过滤器13，第一TWC催化剂可比其它需要的小。在涂有TWC的微粒过滤器13提供全TWC功能性的情况下，可能不需要第一TWC。管线15可通向的更多处理组件和/或尾管和系统外。在其它情况下，涂有TWC的微粒过滤器13装有设计用于连同第一TWC催化剂一起作用，以满足排放要求的TWC催化剂载量。
图2描绘了集成排放物处理系统30，包括TWC催化剂部分32、微粒过滤器部分34、任选的NOx捕集器36和SCR38。在废气排放流处理期间，废气从发动机流过集成排放物处理系统30，以处理和/或转换废气排放污染物，例如未燃烧的烃(HC)、一氧化碳(CO)、氧化氮(NOx)和微粒物质。废气依次流过上游TWC催化剂部分32、微粒过滤器部分34、任选的NOx捕集器36和SCR催化剂38。在一种备选集成系统中，可将TWC催化剂涂在微粒过滤器上，从而取消一个部分。
表现出良好活性和长寿命的TWC催化剂包含一种或多种置于高表面积、难熔性金属氧化物支撑体，例如高表面积氧化铝涂层上的铂族金属(例如，铂、钯、铑、铼和铱)。支撑体载于适合载体或衬底上，例如包含耐火陶瓷或金属蜂窝结构，或耐火颗粒，例如球体或适合耐火材料的短挤出片段的单块式载体。在受材料诸如氧化锆、氧化钛，诸如氧化钡、氧化钙或氧化锶的碱土金属氧化物或，最通常地，稀土金属氧化物，例如二氧化铈、氧化镧和两种或更多种稀土金属氧化物的混合物热降解后，难熔性金属氧化物支撑体可稳定。例如，见美国专利No.4,171,288(Keith)。也可将TWC催化剂配制为包括储氧组分。
提到催化剂涂层中的“支撑体”指通过缔合、分散、浸渍或其它适合方法接收贵金属、稳定剂、促进剂、粘合剂等的材料。支撑体的实例包括但不限于高表面积难溶性金属氧化物和含有储氧组分的复合材料。高表面难溶性金属氧化物支撑体指具有大于的孔和宽孔分布的支撑体颗粒。高表面积难溶性金属氧化物支撑体，例如，氧化铝支撑体材料，也称为“γ氧化铝”或“活化氧化铝”，通常表现出超过60平方米每克(“m2/g”)的BET表面积，常常高达约200m2/g或更高。此类活化氧化铝通常是γ和δ氧化铝相的混合物，但也可能含有大量的η、κ和θ氧化铝相。除活化氧化铝外的难熔性金属氧化物可用作指定催化剂中至少一些催化组分的支撑体。例如，已知散装二氧化铈、氧化锆、α氧化铝和其它材料用于此类用途。虽然这些材料中的许多材料受到具有比活化氧化铝低很多的BET表面积的缺点影响，但是该缺点往往受所得催化剂的更大耐用性所弥补。“BET表面积”具有提到用于通过N2吸附确定表面积的Brunauer、Emmett、Teller方法的通常含义。
一个或多个实施方案包括包含选自氧化铝、氧化铝-氧化锆、氧化铝-二氧化铈-氧化锆、氧化镧-氧化铝、氧化镧-氧化锆-氧化铝、氧化钡-氧化铝、氧化钡氧化镧-氧化铝、氧化钡氧化镧-氧化钕氧化铝和氧化铝-二氧化铈的活化化合物的高表面积难熔性金属氧化物支撑体。含有储氧组分的复合材料的实例包括但不限于二氧化铈-氧化锆和二氧化铈-氧化锆-氧化镧。提到“二氧化铈-氧化锆复合材料”指包含二氧化铈和氧化锆，而未指定每种组分的量的复合材料。适合的二氧化铈-氧化锆复合材料包括但不限于具有(例如)5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或甚至95%二氧化铈含量的复合材料。某些实施方案提供，支撑体包含具有100%(即，>99%纯度)的标称二氧化铈含量的散装二氧化铈。在一个或多个实施方案中，支撑体材料大体上不含氧化铝，以将催化剂的储氧容量增加到最大限度。提到“大体上不含氧化铝”意味着氧化铝以不超过催化材料总载量的5%的量存在。根据需要，催化材料可完全不含氧化铝，即，所述催化材料可无氧化铝。
如本文所使用，分子筛，例如沸石，指可能呈微粒形式支撑催化贵金属的材料，所述材料具有大体均匀的孔分布，平均孔径不大于提到催化剂涂层中的“非沸石支撑体”指并非分子筛或沸石且通过缔合、分散、浸渍或其它适合方法接收贵金属、稳定剂、促进剂、粘合剂的材料。此类支撑体的实例包括但不限于高表面积难熔性金属氧化物。
提到“浸渍”意味着，使含有贵金属的溶液进入支撑体的孔内。在详细实施方案中，通过初期润湿实现贵金属的浸渍，其中含有贵金属的稀溶液的体积与支撑体本身的孔体积大致相等。初期润湿浸渍通常导致前体溶液在支撑体的整个孔隙系统中大体均匀的分布。提到“密切接触”包括具有有效量的组分在相同支撑体上的这种接触(例如，Pd和OSC)，直接接触和/或大体上靠近，以致OSC在Pd组分之前接触氧气组分。
TWC催化材料可包含含铂族金属和储氧组分复合材料的第一涂层。任选地，可在任何含有铂族金属的涂层之前，为过滤器涂覆包含二氧化铈且任选包含选自镧、锆、镨、钇和钕的稳定剂的下涂层。储氧组分可以0.5-4.0g/in3(30.5g/L-244g/L)范围之内的量存在。一个实施方案提供了大体上不含氧化铝的TWC催化材料。另一实施方案提供，TWC催化材料不含NOx捕集组分。在又一实施方案中，TWC催化材料在全使用寿命老化之后储存至少200mg/L的氧气。
在一个分区实施方案中，催化微粒过滤器包含上游区和下游区，所述两个区均包含钯组分，其中上游区包含的钯组分的量大于下游区中钯组分的量。一个实例提供，在上游区中存在20-100g/ft3(0.7-3.5g/L)的钯，下游存在1-20g/ft3。
微粒捕集器
提到微粒捕集器指，如此大小并且构造用于捕集直喷汽油发动机中由燃烧反应产生的微粒的过滤器。例如，可通过使用微粒(或烟灰)过滤器，通过使用具有内部弯路以致微粒流向的改变使微粒从废气流中退出的流通型衬底，通过使用金属衬底，例如波形金属载体，或通过本领域技术人员已知的其它方法进行微粒的捕集。其它过滤装置可能适合，例如可将颗粒从废气流中敲出的粗糙面的管道。具有弯头的管道也可能适合。
关于过滤器，图3描绘了适合微粒过滤器的示例性壁流式过滤器衬底的透视图。用于支撑TWC或氧化催化剂组合物的壁流式衬底具有若干沿着衬底的纵轴(或轴向长度)延伸，大体平行的细气流通道。通常，每个通道在衬底本身的一端阻断，备用通道在相对端面阻断。虽然可使用远远更少的通道，但是此类单块式载体每平方英寸横截面可容纳达约300个流动通道(“小室”)。例如，载体每平方英寸(“cpsi”)可具有约7至300个，更通常地具有约200至300个小室。小室可具有矩形、正方形、圆形、椭圆形、三角形、六边形或其它多边形形状的横截面。壁流式衬底通常壁厚为0.008-0.016英寸。特定壁流式衬底的壁厚为0.010-0.012英寸。可能需要轴向分区，以致沿过滤器的轴向长度提供涂层。在入口侧，从上游端54测量，涂层可延伸至轴向长度的50%(例如，1-49.9%，或10-45%)，轴向长度的50-75%，或甚至轴向长度的100%。在出口侧，从下游端56测量，涂层可延伸至轴向长度的50%(例如，1-49.9%，或10-45%)，轴向长度的50-75%，或甚至轴向长度的100%。
图3和4说明了具有若干通道52的壁流式过滤器衬底50。过滤器衬底的内壁53呈管状围绕封闭。衬底具有入口或上游端54和出口或下游端56。在入口端用入口塞58而在出口端用出口塞60堵塞备用通道，以在入口54和出口56处形成相反棋盘形图案。气流62进入上游端54通过未堵塞的通道入口64，被出口塞60阻止并通过通道壁53(多孔)扩散至出口侧66。过滤器入口侧上的涂层指留在壁53上或内部的涂层，以致气流62首先接触入口涂层。过滤器出口侧上的涂层指流在壁53上或内部的涂层，以致气流62在接触入口涂层之后接触出口涂层。由于入口塞58，气体不能回到壁的入口侧。
壁流式过滤器衬底可由陶瓷样材料，例如堇青石、氧化铝、金刚砂、钛酸铝、莫来石或难熔性金属构成。壁流式衬底也可由陶瓷纤维复合材料形成。特定壁流式衬底由堇青石、金刚砂和钛酸铝形成。此类材料能够耐受在处理废气流时遇到的环境，特别是高温。
用于本发明系统的壁流式衬底包括多孔薄壁蜂窝(单块)，液体流通过其中，不引起反压力或通过物品的压力增大太多。系统中使用的陶瓷壁流式衬底可由具有至少40%(例如，40-70%)孔隙度的材料形成。有用壁流式衬底可具有10μm或更大的整体平均孔径。某些壁流式衬底具有第一平均孔径不大于30μm而第二平均孔径不小于30μm的不对称孔径分布。在一个特定实施方案中，衬底可具有的孔隙度为至少55%且第一平均孔径在10-30μm的范围之内而第二平均孔径在31-100μm的范围之内。当用以下所述技术涂覆具有这些孔隙度和这些平均孔径的衬底时，可将足够水平的TWC组合物载至衬底上，以实现优良的烃、CO和/或NOx转换率。尽管载有催化剂，这些衬底仍能保持足够的废气流特征，即可接受的反压力。
催化本发明中使用的多孔壁流式过滤器，因为所述元件的壁上有或内部装有一种或多种催化材料。催化材料可仅存在于元件壁的入口，仅存在于出口侧，存在于入口和出口侧，或壁本身可全部或部分由催化材料组成。本发明包括在元件的入口和/或出口壁上使用一种或多种催化材料涂层和一种或多种催化材料涂层的组合。
为用TWC或氧化催化剂组合物涂覆壁流式过滤器，将衬底垂直浸入一部分催化剂浆料中，以致衬底的顶部正好位于浆料表面的上方。以这种方式，浆料接触每个蜂窝壁的入口面，但是防止浆料接触每个壁的出口面。将样品留在浆料中约30-60秒。将过滤器从浆料中移出，并首先通过使过量浆料从通道排出，然后充入压缩空气(与浆料渗透的方向相反)，然后从浆料渗透的方向拉真空将过量浆料从壁流式过滤器中去除。通过使用这种技术，催化剂浆料渗入过滤器的壁，然而未将孔堵塞至在成品过滤器中会建立过度反压力的程度。如本文所使用，当用于描述催化剂浆料在过滤器上分散时，术语“渗入”指，催化剂组合物分散于过滤器的整个壁上。
通常在约100℃下干燥涂层过滤器并且在更高的温度(例如，300-450℃和达590℃)下煅烧。煅烧之后，可通过计算过滤器的涂层和无涂层重量确定催化剂载量。正如本领域技术人员显而易见，可通过改变涂层浆料的固体含量修改催化剂载量。可选地，可将过滤器重复浸没于涂层浆料中，接着如以上所述去除过量浆料。
关于金属衬底，有用衬底可由一种或多种金属或金属合金构成。可采用各种形状，例如波形板或单块形式的金属载体。特定的金属支撑体包括耐热金属和金属合金例如钛和不锈钢以及铁为实质性组分或主要组分的其它合金。此类合金可能含有镍、铬和/或铝的一种或多种，并且这些金属的总量可能有利地包含至少15重量%的合金，例如10-25重量%的铬，3-8重量%的铝和达20重量%的镍。合金可能还含有少量或微量的一种或多种其它金属，例如锰、铜、钒、钛等。金属载体的表面可在高温下氧化，例如1000℃和更高温度，以通过在载体的表面形成氧化物层提高合金的耐腐蚀性。此类高温诱导的氧化可增强催化材料与载体的粘着。
催化剂复合材料涂层的制备
可形成单层或多层的催化剂复合材料。在一些情况下，可能适合制备一种催化材料的浆料并使用这种浆料在载体上形成多层。可易于通过现有技术中已知的工艺制备复合材料。以下提出了代表性工艺。如本文所使用，术语“涂层”具有在涂在足够多孔以允许处理气流在其中通过的衬底载体材料，例如蜂窝型载体构件上的催化或其它材料的薄粘着涂层领域中通常的含义。因此，“涂层”定义为由支撑体颗粒组成的涂层。“催化涂层”是由浸渍了催化组分的支撑体颗粒组成的涂层。
可易于在载体上制备分层的催化剂复合材料。对于第一层特定涂层而言，在适当媒介物(例如水)中将高表面积难熔性金属氧化物(例如γ氧化铝)的细微颗粒制成浆料。为了并入诸如贵金属(例如，钯、铑、铂和/或其组合)、稳定剂和/或促进剂的组分，可将此类组分作为水溶性或水分散性化合物或复合物的混合物并入浆料中。通常，当需要钯时，利用呈化合物或复合物形式的钯组分，以实现组分在难熔性金属氧化物支撑体，例如活化氧化铝上的分散。术语“钯组分”指，一经煅烧或使用，就分解或转化为催化活性形式的任何化合物、复合物等，通常为金属或金属氧化物。可使用金属组分的水溶性化合物或水分散性化合物或复合物，只要用于使金属组分浸渍或沉积于难熔性金属氧化物支撑体颗粒上的液体介质不与催化剂组合物中可能存在的金属或其化合物或其复合物或其它组分不利反应并且能够通过在加热和/或应用真空时通过挥发或分解从金属组分中去除。在一些情况下，在将催化剂投入使用并经受在工作期间遇到的高温之前，不可能完成液体的去除。通常，从经济和环境方面的角度看，利用贵金属的可溶性化合物或组合物的水溶液。例如，适合的化合物为硝酸钯或硝酸铑。
制备本发明任一层的分层催化剂复合材料的适合方法是制备所需贵金属化合物(例如，钯化合物)的溶液和至少一种支撑体的混合物，支撑体例如细微、高表面积、难熔性金属氧化物支撑体(例如γ氧化铝)，所述支撑体足够干燥以吸附大体上所有的溶液以形成湿润固体，湿润固体之后与水结合形成可涂浆料。在一个或多个实施方案中，浆料为酸性，例如pH为约2至约7以下。可通过向浆料中添加适量的无机或有机酸降低浆料的pH。当考虑到酸和原材料的相容性时，可使用无机和有机酸的组合。无机酸包括但不限于硝酸。有机酸包括但不限于醋酸、丙酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、谷氨酸、己二酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、酒石酸、柠檬酸等。之后，若需要，可向浆料中添加储氧组分的水溶性或水分散性化合物(例如铈-锆复合材料)、稳定剂(例如，乙酸钡)和促进剂(例如，硝酸镧)。
在一个实施方案中，之后可粉碎浆料以产生大体上全部的粒度小于约30μm，即平均直径在约0.1-15μm之间的固体。可在球磨机、圆磨机或其它相似设备中完成粉碎，并且浆料的固体含量可能为(例如)约20-60重量%，更特别地为约30-40重量%。
可制备另外的层，即第二层和第三层并且按如上所述将第一层置于载体上的相同方式置于第一层上。
实施例
以下非限制性实施例应用于说明本发明的各个实施方案。在每个实施例中，载体为堇青石。
实施例1
比较性
制备涂层载量为1g/in3(61g/L)的蜂窝流通型衬底上的三元转换(TWC)催化剂。流通型衬底的尺寸为4.66*5”、300/12cpsi、体积1.4L、铂族金属(PGM)30g/ft3且Pt/Pd/Rh的PGM比为0/27/3。
实施例2
按1g/in3(61g/L)、2g/in3(122g/L(2g/in3)和3g/in3(183g/L)的涂层载量制备在衬底壁内具有三元转换(TWC)催化剂的低孔隙度颗粒过滤器。过滤器衬底的尺寸为4.66*5”、300/12cpsi、体积1.4L、铂族金属(PGM)30g/ft3且PGMPt/Pd/Rh比为0/27/3。过滤器衬底具有45%孔隙度且平均孔径为13μm。
实施例3
按1g/in3(61g/L)、2g/in3(122g/L)和3g/in3(183g/L)的涂层载量制备在衬底内具有三元转换(TWC)催化剂的高孔隙度颗粒过滤器。过滤器衬底的尺寸为4.66*5”、300/12cpsi、体积1.4L、铂族金属(PGM)30g/ft3且PGMPt/Pd/Rh比为0/27/3。过滤器衬底具有65%孔隙度且平均孔径为20μm。
实施例4
在900℃下于2%O2、10%H2O和平衡N2中在热水炉老化下老化实施例1、2和3中各自具有1g/in3(61g/L)的复合材料4h。在新欧洲行驶循环(NEDC)条件和在紧密偶合位置有复合材料位于汽油直喷发动机下游的1.6L发动机下，使用PMP方法测量微粒数量(表1)。还测量了非甲烷类烃(NMHC)、总烃(HC)、一氧化碳(CO)和NOx的排放(表1)。
表1
*由欧洲委员会提出。
与比较性实施例1相比，对于实施例2和3的涂层过滤器而言，TWC催化效率明显更低。然而，实施例1的比较性流通型衬底未表现出过滤效率。实施例2涂层载量为1g/in3(61g/L)的低孔隙度过滤器满足Euro6标准。在NEDC的EUDC段期间评估实施例2和3的反压力。与实施例3相比，实施例2的反压力明显更高。
实施例5
在1000℃放热老化下老化实施例3不同涂层载量的复合材料80h。在新欧洲行驶循环(NEDC)条件和在紧密偶合位置有复合材料位于汽油直喷发动机下游的1.6L发动机下，使用PMP方法测量微粒数量(表2a)。还测量了微粒质量、总烃(HC)、一氧化碳(CO)和NOx的排放(表2a)。
表2a
*由欧洲委员会提出。
根据Euro6微粒数量法规，增大涂层载量改变高孔隙度过滤井。所有过滤器的微粒排放物易于满足Euro6标准。越高的涂层载量使排放物减少，尤其是NOx。实施例3中载量为2g/in3的高孔隙度过滤器的反压力与实施例2中提供的低孔隙度无涂层过滤器相似。
在1000℃放热老化下老化实施例3高孔隙度过滤器的载量的孔隙度为4.66×4.5”的过滤器衬底80h并测试其储氧容量。表2b提供了基于501℃/26.1kg/h的前/后传感器延迟时间浓淡计算的数据汇总。
表2b
增大涂层载量也使储氧容量增大。
实施例6
使具有1g/in3(122g/L)和3g/in3(183g/L)的涂层过滤器与具有60g/ft3贵金属的流通型衬底上的紧密偶合TWC催化剂结合。随同仅具有流通型衬底(CC)上的紧密偶合TWC催化剂或具有流通型衬底上的紧密偶合TWC催化剂结合底下(UF)TWC的比较系统一起测试这些涂层过滤器的CO2排放物。表3中提供了对在底下位置有复合材料位于汽油直喷发动机下游的2.0L发动机的单独NEDC评估结果。
表3
与仅有TWC催化剂的系统相比，与涂层微粒过滤器结合的紧密偶合TWC催化剂的CO2排放物水平相似表明在NEDC试验条件下无燃料缺陷。
实施例7
然后在1000℃放热老化下老化外加实施例3的2g/in3(122g/L)的载量的实施例6系统80h。在新欧洲行驶循环(NEDC)条件和在底下位置有复合材料位于汽油直喷发动机下游的2.0L发动机下，测量了总烃(HC)、一氧化碳(CO)和NOx(表4)。
表4
添加底下(UF)TWC或涂层微粒过滤器使系统满足Euro6排放标准。
实施例8
在1000℃放热老化下老化在紧密偶合位置有60g/ft3铂族金属TWC催化剂和3g/in3涂层微粒过滤器的系统80h并使用2.0L发动机在重复NEDC试验下测试。表5示出了3项试验后涂层过滤器的微粒数量。然后使这种涂层过滤器进行15min模拟高速行驶、多次加速和燃料停止输送的再生活动，最大速度为~130km/h并且达到700℃。然后再重复NEDC试验4次以上。
表5
表5表明，微粒过滤器的过滤效率随时间提高。另外，据证实在预期高速行驶条件下涂层过滤器可再生。还获得了排放物数据，显示在再生事件后对HC、CO或NOx转换无影响。
实施例9
在重复NEDC试验下使用在底下位置有复合材料位于汽油直喷发动机下游的2.0L发动机测试实施例3中不同载量的涂层微粒过滤器。表6示出了涂层过滤器的微粒数量。
表6
随着涂层载量增大，底下位置的高孔隙度过滤器的过滤效率提高。
实施例10
按2g/in3(122g/L)的涂层载量，以不同分区构造制备在衬底上或内部具有三元转换(TWC)催化剂的催化颗粒过滤器。无涂层过滤器衬底的平均孔径为20μm并且尺寸为4.66*5”、300/12cpsi、体积1.4L。涂层含有60g/ft3铂族金属(PGM)，并且PGMPt/Pd/Rh比为0/57/3。表7提供了与无涂层过滤器相比，实施例10A、10B和10C的涂层和所得到的过滤器的汇总。至于孔隙度，测试过滤器的各部分，包括前部、中部和后部。中部为整个衬底的一小部分。通常由前部和后部的孔隙度测量的平均值获得过滤器的孔隙度。至于具有不对称粒度分布的实施例10C叙述的d50和d90粒度，d50和d90粒度与两种单峰分布的总和相对应。
表7
实施例11
在1000℃放热老化下老化实施例10的催化过滤器80h。在新欧洲行驶循环(NEDC)条件和在紧密偶合位置有复合材料位于汽油直喷发动机下游的1.6L发动机下，使用PMP方法测量微粒数量(表8)。还测量了微粒质量、总烃(HC)、一氧化碳(CO)和NOx的排放(表8)。图5中提供了孔隙度对反压力的影响。
表8
实施例10A 实施例10B 实施例10C Euro 6标准
微粒数量(#/km) 3.97E+11 1.81E+11 1.73E+11 6.00E+11*
NMHC(g/km) 0.098 0.095 0.092 0.068
THC(g/km) 0.109 0.106 0.103 0.1
CO/10(g/km) 0.0982 0.0955 0.0903 0.1
NOx(g/km) 0.106 0.102 0.093 0.060
*由欧洲委员会提出。
表8的数据表明，与实施例10A相比，在恒定总载量下，实施例10C中具有100%涂在入口和100%涂在出口，具有两个平均粒度的涂层的较高孔隙度催化过滤器提供较低的NOx、CO和HC转换。也用实施例10C的涂层提高过滤效率。
实施例12
按2g/in3(122g/L)的涂层载量，以不同分区构造制备在衬底上或内部具有三元转换(TWC)催化剂的催化颗粒过滤器。无涂层过滤器衬底的平均孔径为20μm并且尺寸为4.66*5”、300/12cpsi、体积1.4L。涂层含有60g/ft3铂族金属(PGM)，并且PGMPt/Pd/Rh比为0/57/3。表9提供了实施例12A、12B、12C和12D的涂层和所得到的过滤器的汇总。无涂层过滤器为表7所示的过滤器。至于孔隙度，测试过滤器的各部分，包括前部、中部和后部。中部为整个衬底的一小部分。通常由前部和后部的孔隙度测量的平均值获得过滤器的孔隙度。至于具有不对称粒度分布的实施例12A、12B、12C和12D叙述的d50和d90粒度，d50和d90粒度与两种单峰分布的总和相对应。
表9
实施例13
在1000℃放热老化下老化实施例12的催化过滤器80h。在新欧洲行驶循环(NEDC)条件和在紧密偶合位置有复合材料位于汽油直喷发动机下游的1.6L发动机下，使用PMP方法测量微粒数量。还测量了微粒质量、总烃(HC)、一氧化碳(CO)和NOx的排放。
实施例14
使用两种涂层：第一入口涂层和第二入口涂层制备具有催化材料的颗粒过滤器。三元转换(TWC)催化剂复合材料含有钯，以致上游区具有比下游区更多的钯。涂层制备如下：
第一入口涂层
第一入口涂层中存在的组分为具有45重量%二氧化铈的二氧化铈-氧化锆复合材料和钯。沿着过滤器的全长提供第一入口涂层。涂覆之后，干燥过滤器与第一入口涂层，然后在550℃下煅烧约1h。
第二入口涂层
第二入口涂层包含钯，作为浸液或涂层浆料沿着过滤器的长度开始从上游端涂敷以形成上游区。涂敷之后，干燥过滤器与第一入口涂层和第二入口涂层，然后在550℃下煅烧约1h。
实施例15
使用两种涂层：入口涂层和出口涂层制备具有催化材料的颗粒过滤器。三元转换(TWC)催化剂复合材料含有钯和铑。涂层制备如下：
入口涂层
第一入口涂层中存在的组分为钯，并且这种涂层不含二氧化铈。涂覆之后，干燥过滤器与入口涂层，然后在550℃下煅烧约1h。
出口涂层
出口涂层包含铑和有45重量%二氧化铈的二氧化铈-氧化锆复合材料。涂敷之后，干燥过滤器与入口涂层和出口涂层，然后在550℃下煅烧约1h。
实施例16
使用两种涂层：入口涂层和出口涂层制备具有催化材料的颗粒过滤器。三元转换(TWC)催化剂复合材料含有铂和铑。涂层制备如下：
入口涂层
第一入口涂层中存在的组分为作为NOx捕集材料的铂和钡。涂覆之后，干燥过滤器与入口涂层，然后在550℃下煅烧约1h。
出口涂层
出口涂层包含铑和有45重量%二氧化铈的二氧化铈-氧化锆复合材料。涂敷之后，干燥过滤器与入口涂层和出口涂层，然后在550℃下煅烧约1h。
实施例17
使用两种涂层：入口涂层和出口涂层制备具有催化材料的颗粒过滤器。三元转换(TWC)催化剂复合材料含有铂和钯。涂层制备如下：
入口涂层
第一入口涂层中存在的组分为钯，并且这种涂层无二氧化铈。涂覆之后，干燥过滤器与入口涂层，然后在550℃下煅烧约1h。
出口涂层
出口涂层包含铂，有45重量%二氧化铈的二氧化铈-氧化锆复合材料，以及为烃捕集材料的沸石。涂敷之后，干燥过滤器与入口涂层和出口涂层，然后在550℃下煅烧约1h。
实施例18
使用一种入口涂层制备具有催化材料的颗粒过滤器。入口涂层具有双峰粒度分布，以致第一平均粒度为30μm或更小而第二粒度大于30μm。颗粒过滤器具有双峰孔径分布，以致第一平均孔径为30μm或更小而第二孔径大于30μm。
实施例19
使用两种入口涂层制备具有催化材料的颗粒过滤器。第一入口涂层具有第一单峰粒度分布，平均粒度为30μm或更小，第一入口涂层从上游端沿着50%的入口涂覆。第二入口涂层具有第二单峰粒度分布，平均粒度大于30μm，第二入口涂层沿着过滤器的全长涂覆。颗粒过滤器具有双峰孔径分布，以致第一平均孔径为30μm或更小而第二孔径大于30μm或更大。
实施例20
进一步用第二入口涂层制备实施例5的颗粒过滤器，第二入口涂层具有第三单峰粒度分布，平均粒度为约15μm，第二入口涂层从上游端沿着50%的入口涂覆。
实施例21
比较性
使用两种涂层：入口涂层和出口涂层制备具有催化材料的颗粒过滤器。三元转换(TWC)催化材料由具有单峰粒度分布，平均粒度为3.5μm的钯、铑、氧化铝和二氧化铈-氧化锆涂层形成。涂层制备如下：
入口涂层
按0.5g/in3的载量，用TWC催化材料涂层涂覆过滤器的入口侧。涂覆之后，干燥过滤器与入口涂层，然后在550℃下煅烧约1h。
出口涂层
用与入口侧相同的涂层和载量涂覆过滤器的出口侧。涂敷之后，干燥过滤器与入口涂层和出口涂层，然后在550℃下煅烧约1h。
实施例22
比较性
使用一种入口涂层制备具有催化材料的颗粒过滤器。三元转换(TWC)催化剂复合材料由具有单峰粒度分布，平均粒度为3.5μm的钯、铑、氧化铝和二氧化铈-氧化锆涂层形成。入口涂层制备如下：
入口涂层
按1.0g/in3的载量，用TWC涂层涂覆过滤器的入口侧。涂覆之后，干燥过滤器与入口涂层，然后在550℃下煅烧约1h。
实施例23
使用一种入口涂层制备具有三元转换(TWC)催化材料的颗粒过滤器。入口涂层由量在0.5-4.0g/in3的范围之内的涂层形成，其中所述涂层包含钯、铑和二氧化铈-氧化锆。这种涂层大体上不含氧化铝，以致按催化材料总载量的重量计，仅存在达5%的氧化铝。
实施例24
使用两种入口涂层制备具有三元转换(TWC)催化材料的颗粒过滤器。第一入口涂层由量在0.25-2.0g/in3的范围之内的涂层形成，其中所述涂层包含钯和二氧化铈-氧化锆。第二入口涂层由量在0.25-2.0g/in3的范围之内的涂层形成，其中所述涂层包含铑和与第一入口涂层的二氧化铈-氧化锆相同或不同的二氧化铈-氧化锆。两种涂层大体上不含氧化铝，以致按催化材料总载量的重量计，仅存在达5%的氧化铝。
贯穿本说明书提到“一个实施方案”、“某些实施方案”、“一个或多个实施方案”或“实施方案”指连同实施方案描述的特殊部件、结构、材料或特征包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，在贯穿本说明书的不同地方出现诸如“在一个或多个实施方案中”、“在某些实施方案中”、“在一个实施方案中”或“在实施方案中”的短语不一定指本发明的相同实施方案。此外，在一个或多个实施方案中可以任何适合方式合并特殊部件、结构、材料或特征。
已经特定参考上述实施方案及其修改描述了本发明。在阅读并理解本说明书后，对于其他人而言可能出现更多修改和改变。就其在本发明范围之内而言，希望包括所有此类修改和改变。

Claims (14)

1.一种在汽油直喷发动机下游，用于处理包含烃、一氧化碳、氧化氮和微粒的废气流的排放物处理系统，所述排放物处理系统包括催化微粒过滤器，所述过滤器包括：
涂在具有无涂层孔隙度的微粒过滤器上或内部的三元转换(TWC)催化材料；
其中所述催化微粒过滤器具有与所述具有无涂层孔隙度的微粒过滤器的无涂层孔隙度大体上相同的涂层孔隙度。
2.根据权利要求1所述的排放物处理系统，其中所述三元转换(TWC)催化材料在全部使用寿命老化后储存至少100mg/L的氧气。
3.根据权利要求1或2所述的排放物处理系统，其中所述无涂层孔隙度和所述涂层孔隙度在相互的7％之内。
4.根据权利要求1或2所述的排放物处理系统，其中所述无涂层孔隙度和所述涂层孔隙度在55-70％的范围之内。
5.根据权利要求1或2所述的排放物处理系统，其中所述三元转换(TWC)催化材料的量在1.0-4.0g/in3(61-244g/L)的范围之内。
6.根据权利要求1或2所述的排放物处理系统，其中所述具有无涂层孔隙度的微粒过滤器包含以致第一组孔的第一平均孔径在5-30μm的范围之内而第二组孔的第二平均孔径在30-300μm的范围之内的孔径分布。
7.根据权利要求1或2所述的排放物处理系统，其中所述三元转换(TWC)催化材料包含以致第一组颗粒的第一d90粒度为7.5μm或更小而第二组颗粒的第二d90粒度大于7.5μm的粒度分布。
8.根据权利要求7所述的排放物处理系统，其中所述三元转换(TWC)催化材料包含量在10-50重量％的范围之内的第二组颗粒。
9.根据权利要求1或2所述的排放物处理系统，其中所述三元转换(TWC)催化材料由单涂层组分形成并且第一单涂层存在于沿所述具有无涂层孔隙度的微粒过滤器的100％轴向长度的入口侧而第二单涂层存在于沿所述具有无涂层孔隙度的微粒过滤器的100％轴向长度的出口侧。
10.根据权利要求1或2所述的排放物处理系统，其中所述三元转换(TWC)催化材料由单涂层组分形成并且第一单涂层存在于从上游端沿所述具有无涂层孔隙度的微粒过滤器的50-75％轴向长度的入口侧而第二单涂层存在于从下游端沿所述具有无涂层孔隙度的微粒过滤器的50-75％轴向长度的出口侧。
11.一种位于在汽油直喷发动机下游，用于处理包含烃、一氧化碳、氧化氮和微粒的废气流的排放物处理系统内的催化微粒过滤器，所述催化微粒过滤器包含：
以在1.0-4g/in3(122-244g/L)范围之内的量涂在微粒过滤器上或内部的三元转换(TWC)催化材料；
其中所述三元转换(TWC)催化材料在全部使用寿命老化后储存至少100mg/L的氧气并且包含量在1.0-4.0g/in3(122g/L-244g/L)范围之内的储氧组分；
其中微粒过滤器包含以致第一组孔的第一平均孔径为30μm或更小而第二组孔的第二平均孔径大于30μm的孔径分布；并且
其中所述三元转换(TWC)催化材料包含以致第一组颗粒的第一d90粒度为7.5μm或更小而第二组颗粒的第二d90粒度大于7.5μm的粒度分布。
12.一种处理包含烃、一氧化碳、氧化氮和微粒的废气的方法，所述方法包括：
提供包含按每千米提供不超过6×1011个微粒排放物有效的量涂在微粒过滤器上或内部的三元转换(TWC)催化材料的催化微粒过滤器；
将所述催化微粒过滤器置于汽油直喷发动机的下游；并且
使来自所述汽油直喷发动机的废气与所述催化微粒过滤器接触。
13.根据权利要求12所述的方法，所述方法包括提供权利要求11的催化微粒过滤器。
14.一种制造催化微粒过滤器的方法，所述方法包括：
提供微粒过滤器；
提供三元转换(TWC)催化材料；和
按至少1.0g/in3(61g/L)的量将所述三元转换(TWC)催化材料涂在微粒过滤器上或内部以形成所述催化微粒过滤器，以致所述催化微粒过滤器具有与微粒过滤器的无涂层孔隙度大体上相同的涂层孔隙度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5405538B2 (ja) * 2010-09-01 2014-02-05 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
PL2635375T3 (pl) * 2010-11-02 2015-06-30 Umicore Ag & Co Kg Sposób wytwarzania filtra cząstek stałych z pokryciem katalitycznym oraz filtr cząstek stałych z pokryciem katalitycznym
CA2815423C (en) * 2010-11-02 2017-03-14 Haldor Topsoe A/S Method for the preparation of a catalysed particulate filter and catalysed particulate filter
JP5829840B2 (ja) * 2011-06-17 2015-12-09 日本碍子株式会社 排ガス浄化フィルタ
JPWO2013146499A1 (ja) * 2012-03-30 2015-12-14 日本碍子株式会社 多孔質体，ハニカムフィルタ及び多孔質体の製造方法
EP2650042B2 (en) * 2012-04-13 2020-09-02 Umicore AG & Co. KG Pollutant abatement system for gasoline vehicles
GB201207313D0 (en) 2012-04-24 2012-06-13 Johnson Matthey Plc Filter substrate comprising three-way catalyst
GB2513364B (en) * 2013-04-24 2019-06-19 Johnson Matthey Plc Positive ignition engine and exhaust system comprising catalysed zone-coated filter substrate
WO2013182303A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 Umicore Ag & Co. Kg Three-way-catalyst system
US9255505B2 (en) 2012-07-12 2016-02-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification device for internal combustion engine
US20140086803A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 International Engine Intellectual Property Company, Llc Nox reduction
WO2014087472A1 (ja) 2012-12-03 2014-06-12 トヨタ自動車株式会社 排気浄化フィルタ
GB201302686D0 (en) * 2013-02-15 2013-04-03 Johnson Matthey Plc Filter comprising three-way catalyst
WO2014153158A1 (en) 2013-03-14 2014-09-25 Icon Health & Fitness, Inc. Strength training apparatus with flywheel and related methods
GB2512648B (en) * 2013-04-05 2018-06-20 Johnson Matthey Plc Filter substrate comprising three-way catalyst
EP3753625A1 (en) * 2013-04-24 2020-12-23 Johnson Matthey Public Limited Company Filter substrate comprising zone-coated catalyst washcoat
WO2014178632A1 (ko) * 2013-05-02 2014-11-06 희성촉매 주식회사 가솔린엔진 배기가스 정화용 촉매시스템
WO2014178633A1 (ko) * 2013-05-02 2014-11-06 희성촉매 주식회사 가솔린직접분사엔진 매연여과용 촉매식 필터
DE102013210270A1 (de) 2013-06-03 2014-12-04 Umicore Ag & Co. Kg Dreiwegkatalysator
JP6007864B2 (ja) * 2013-06-10 2016-10-12 トヨタ自動車株式会社 排気浄化フィルタ
WO2015100429A1 (en) 2013-12-26 2015-07-02 Icon Health & Fitness, Inc. Magnetic resistance mechanism in a cable machine
EP2905074B1 (de) 2014-02-06 2019-04-24 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Katalytisch wirksame Zusammensetzung für einen Mehrschichtkatalysator zur Abgasnachbehandlung von Verbrennungsabgasen
DE102014204682A1 (de) 2014-03-13 2015-10-01 Umicore Ag & Co. Kg Katalysatorsystem zur Reduzierung von Schadgasen aus Benzinverbrennungsmotoren
JP6254474B2 (ja) * 2014-03-31 2017-12-27 日本碍子株式会社 多孔質体，ハニカムフィルタ及び多孔質体の製造方法
US10426989B2 (en) 2014-06-09 2019-10-01 Icon Health & Fitness, Inc. Cable system incorporated into a treadmill
JP6564637B2 (ja) * 2014-10-09 2019-08-21 株式会社キャタラー 排ガス浄化装置
JP6293638B2 (ja) * 2014-10-17 2018-03-14 株式会社キャタラー 排ガス浄化装置
GB2531338B (en) * 2014-10-17 2018-09-12 Jaguar Land Rover Ltd Particulate filter
DE102014118813A1 (de) * 2014-12-17 2016-06-23 Tenneco Gmbh AGR-System mit Partikelfilter für Ottomotor
CA2972828A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Basf Corporation Automotive catalysts with palladium supported in an alumina-free layer
US9956526B2 (en) * 2015-03-24 2018-05-01 Tecogen Inc. Poison-resistant catalyst and systems containing same
US10940360B2 (en) 2015-08-26 2021-03-09 Icon Health & Fitness, Inc. Strength exercise mechanisms
TWI644702B (zh) 2015-08-26 2018-12-21 美商愛康運動與健康公司 力量運動機械裝置
US10677124B2 (en) * 2015-09-24 2020-06-09 Honda Motor Co., Ltd. Exhaust purification filter
DE112015006968T5 (de) 2015-09-24 2018-06-28 Honda Motor Co., Ltd. Abgasreinigungssystem eines Verbrennungsmotors
WO2017100340A1 (en) 2015-12-09 2017-06-15 Corning Incorporated Porous ceramic material, filter, and articles
GB2545747A (en) 2015-12-24 2017-06-28 Johnson Matthey Plc Gasoline particulate filter
JP6578938B2 (ja) 2015-12-25 2019-09-25 株式会社デンソー 排ガスフィルタ
US10695752B2 (en) * 2016-02-25 2020-06-30 Cataler Corporation Exhaust-gas purifying catalyst and manufacturing method therefor
US10293211B2 (en) 2016-03-18 2019-05-21 Icon Health & Fitness, Inc. Coordinated weight selection
US10441840B2 (en) 2016-03-18 2019-10-15 Icon Health & Fitness, Inc. Collapsible strength exercise machine
US10252109B2 (en) 2016-05-13 2019-04-09 Icon Health & Fitness, Inc. Weight platform treadmill
CN105964253B (zh) * 2016-05-13 2019-04-23 无锡威孚环保催化剂有限公司 一种汽油车颗粒捕集催化剂及其制备方法
DE102016111574A1 (de) * 2016-06-23 2017-12-28 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Einrichtung zur Abgasreinigung mit Filterfunktion und Diagnoseverfahren für diese Einrichtung
CA3031161A1 (en) * 2016-08-05 2018-02-08 Basf Corporation Four way conversion catalysts for gasoline engine emissions treatment systems
KR102467798B1 (ko) * 2016-08-05 2022-11-21 바스프 코포레이션 가솔린 엔진 배출물 처리 시스템을 위한 모노메탈 로듐-함유 4원 전환 촉매
JP6346642B2 (ja) * 2016-09-26 2018-06-20 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
US10661114B2 (en) 2016-11-01 2020-05-26 Icon Health & Fitness, Inc. Body weight lift mechanism on treadmill
WO2018147885A1 (en) * 2017-02-11 2018-08-16 Tecogen Inc. Dual stage internal combustion engine aftertreatment system using exhaust gas intercooling and charger driven air ejector
DE102017103341A1 (de) * 2017-02-17 2018-08-23 Umicore Ag & Co. Kg Russpartikelfilter mit speicherzellen für katalysator
US10265684B2 (en) * 2017-05-04 2019-04-23 Cdti Advanced Materials, Inc. Highly active and thermally stable coated gasoline particulate filters
IT201700101864A1 (it) * 2017-09-12 2019-03-12 Fca Italy Spa Filtro di particolato per un motore a combustione interna a benzina
WO2019067299A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-04 Johnson Matthey Public Limited Company SINGLE LAYER CATALYST WITH LOW IMPREGNATION LOAD FOR FUEL EXHAUST GAS CLEANING APPLICATIONS
JP2019084482A (ja) * 2017-11-03 2019-06-06 株式会社デンソー 排ガス浄化装置
WO2019109999A1 (zh) * 2017-12-08 2019-06-13 庄信万丰(上海)化工有限公司 用于汽油机废气处理的新型多区twc催化剂
EP3505245B1 (de) * 2017-12-19 2019-10-23 Umicore Ag & Co. Kg Katalytisch aktives partikelfilter
EP3501647A1 (de) * 2017-12-19 2019-06-26 Umicore Ag & Co. Kg Katalytisch aktives partikelfilter
EP3501648B1 (de) 2017-12-19 2023-10-04 Umicore Ag & Co. Kg Katalytisch aktives partikelfilter
CN108295851B (zh) * 2018-01-25 2020-12-01 无锡威孚环保催化剂有限公司 汽油车颗粒捕集器催化剂及其制备方法
JP7391045B2 (ja) * 2018-02-05 2023-12-04 ビーエーエスエフ コーポレーション 改善されたフィルタ特性を有する四元変換触媒
US11260370B2 (en) 2018-03-29 2022-03-01 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Composition for exhaust gas purification, exhaust gas purifying catalyst containing same, and exhaust gas purifying catalyst structure
US10781735B2 (en) * 2018-05-18 2020-09-22 Umicore Ag & Co Kg Exhaust emission reduction system having an HC-trap and NOx-trap combination designed for operating under strategic lean conditions
JP6538246B2 (ja) * 2018-07-02 2019-07-03 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
US11478773B2 (en) * 2018-07-16 2022-10-25 Basf Corporation Evaporative emission control articles including activated carbon
CN112601600A (zh) 2018-08-31 2021-04-02 巴斯夫公司 用于处理废气流的四效转化催化剂
EP3639920B1 (en) 2018-10-18 2020-09-16 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust gas purification system for a gasoline engine
EP3639909A1 (en) * 2018-10-18 2020-04-22 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust gas purification system for a gasoline engine
EP3639921A1 (en) * 2018-10-18 2020-04-22 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust gas purification system for a gasoline engine
EP3639908B1 (en) * 2018-10-18 2024-04-17 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust gas purification system for a gasoline engine
EP3639907A1 (en) 2018-10-18 2020-04-22 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust gas purification system for a gasoline engine
EP3639919A1 (en) 2018-10-18 2020-04-22 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust gas purification system for a gasoline engine
GB201901560D0 (en) 2019-02-05 2019-03-27 Magnesium Elektron Ltd Zirconium based dispersion for use in coating filters
BR112021011166A2 (pt) * 2019-02-21 2021-08-31 Johnson Matthey Public Limited Company Artigo catalítico acoplado de maneira próxima, sistema de tratamento de gás de escape, motor a gasolina, e, método de tratamento de um gás de escape de um motor de combustão interna
GB2583581B (en) 2019-03-29 2022-06-15 Johnson Matthey Plc A catalyst article and the use thereof for filtering fine particles
US11285467B2 (en) * 2019-03-29 2022-03-29 Johnson Matthey Public Limited Company Catalyst article and the use thereof for filtering fine particles
US10876450B2 (en) * 2019-05-22 2020-12-29 FEV Europe GmbH Splitflow catalyst system
JP6570785B1 (ja) * 2019-06-04 2019-09-04 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
BR112022005879A2 (pt) * 2019-11-12 2022-06-21 Basf Corp Filtro de partículas para tratamento de gases de escape de um motor de combustão interna e método para o tratamento de gases de escape de um motor de combustão interna
JP2021154184A (ja) * 2020-03-25 2021-10-07 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化装置
WO2022026820A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 Corning Incorporated Catalyst loaded honeycomb bodies made from beads with open porosity
EP4311596A1 (en) 2022-07-28 2024-01-31 Johnson Matthey Public Limited Company Catalytic filter for gasoline engine exhaust treatment
WO2024113256A1 (en) * 2022-11-30 2024-06-06 Corning Incorporated Filtration articles having filtration material deposits with multimodal size distribution
CN117852320A (zh) * 2024-03-08 2024-04-09 西南林业大学 一种基于gpf过滤体分形模型的汽油机尾气过滤方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1832794A (zh) * 2003-08-05 2006-09-13 恩格哈德公司 排放处理系统和使用scr过滤器的方法
CN1976749A (zh) * 2004-04-28 2007-06-06 Geo2科技公司 非织造复合材料及相关产品和方法
EP2042225A1 (de) * 2007-09-28 2009-04-01 Umicore AG & Co. KG Entfernung von Partikeln aus dem Abgas von mit überwiegend stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch betriebenen Verbrennungsmotoren

Family Cites Families (131)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4171288A (en) 1977-09-23 1979-10-16 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Catalyst compositions and the method of manufacturing them
US4329162A (en) 1980-07-03 1982-05-11 Corning Glass Works Diesel particulate trap
AU2362084A (en) * 1983-02-14 1984-08-23 Engelhard Corporation Catalysts with support coatings
US4902487A (en) 1988-05-13 1990-02-20 Johnson Matthey, Inc. Treatment of diesel exhaust gases
US4961917A (en) 1989-04-20 1990-10-09 Engelhard Corporation Method for reduction of nitrogen oxides with ammonia using promoted zeolite catalysts
US5024981A (en) 1989-04-20 1991-06-18 Engelhard Corporation Staged metal-promoted zeolite catalysts and method for catalytic reduction of nitrogen oxides using the same
US5221484A (en) 1991-01-10 1993-06-22 Ceramem Separations Limited Partnership Catalytic filtration device and method
DE4244712C2 (de) 1992-02-14 1996-09-05 Degussa Beschichtungsdispersion zur Herstellung von kalysefördernden Überzügen auf einem inerten, strukturverstärkenden Körper
US5958829A (en) 1992-02-14 1999-09-28 Degussa-Huls Aktiengesellschaft Coating dispersion for exhaust gas catalysts
US5492679A (en) 1993-03-08 1996-02-20 General Motors Corporation Zeolite/catalyst wall-flow monolith adsorber
EP0648535B1 (en) 1993-10-15 1999-05-26 Corning Incorporated Method of producing a pore-impregnated body
DE4436890A1 (de) 1994-10-15 1996-04-18 Degussa Verfahren zur gleichzeitigen Verminderung der im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine enthaltenen Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide
DE19533484A1 (de) 1995-09-12 1997-03-13 Basf Ag Monomodale und polymodale Katalysatorträger und Katalysatoren mit engen Porengrößenverteilungen und deren Herstellverfahren
JP3387290B2 (ja) 1995-10-02 2003-03-17 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用フィルター
US20010026838A1 (en) 1996-06-21 2001-10-04 Engelhard Corporation Monolithic catalysts and related process for manufacture
US5948377A (en) 1996-09-04 1999-09-07 Engelhard Corporation Catalyst composition
US5941918A (en) 1997-07-30 1999-08-24 Engelhard Corporation Automotive on-board monitoring system for catalytic converter evaluation
US6019946A (en) 1997-11-14 2000-02-01 Engelhard Corporation Catalytic structure
FR2780096B1 (fr) 1998-06-22 2000-09-08 Rhodia Chimie Sa Procede de traitement par combustion des particules carbonees dans un circuit d'echappement d'un moteur a combustion interne
WO2000029726A1 (en) 1998-11-13 2000-05-25 Engelhard Corporation Catalyst and method for reducing exhaust gas emissions
ATE359857T1 (de) 1999-07-02 2007-05-15 Engelhard Corp Katalysatorsystem zum behandeln von abgasen aus dieselmotoren und verfahren
GB9919013D0 (en) 1999-08-13 1999-10-13 Johnson Matthey Plc Reactor
BR0114205A (pt) 2000-09-29 2003-10-07 Omg Ag & Co Kg Filtro de fuligem catalìtico e seu uso no tratamento de gases de descarga pobres
JP3982285B2 (ja) 2001-04-19 2007-09-26 株式会社デンソー 排ガス浄化フィルタ
JP3812362B2 (ja) * 2001-04-19 2006-08-23 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE10130338A1 (de) 2001-06-26 2003-04-24 Forschungszentrum Juelich Gmbh Dieselrussfilter mit einem feindispers verteiltem Dieselrusskatalysator
JP3997825B2 (ja) 2001-06-28 2007-10-24 株式会社デンソー セラミックフィルタおよび触媒付セラミックフィルタ
EP1412060B1 (en) 2001-08-01 2006-03-29 Johnson Matthey Public Limited Company Gasoline engine with an exhaust system for combusting particulate matter
US6421599B1 (en) 2001-08-09 2002-07-16 Ford Global Technologies, Inc. Control strategy for an internal combustion engine in a hybrid vehicle
US20030101718A1 (en) * 2001-10-06 2003-06-05 Marcus Pfeifer Method and device for the catalytic conversion of gaseous pollutants in the exhaust gas of combustion engines
US7832203B2 (en) 2001-10-27 2010-11-16 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system for a lean burn internal combustion engine
GB0125890D0 (en) 2001-10-27 2001-12-19 Johnson Matthey Plc Exhaust system for an internal combustion engine
US6912847B2 (en) 2001-12-21 2005-07-05 Engelhard Corporation Diesel engine system comprising a soot filter and low temperature NOx trap
JPWO2003067041A1 (ja) 2002-02-05 2005-06-02 イビデン株式会社 排気ガス浄化用ハニカムフィルタ、接着剤、塗布材、及び、排気ガス浄化用ハニカムフィルタの製造方法
US7041622B2 (en) 2002-02-06 2006-05-09 Delphi Technologies, Inc. Catalyst, an exhaust emission control device and a method of using the same
WO2003074848A1 (fr) 2002-03-04 2003-09-12 Ibiden Co., Ltd. Filtre en nid d'abeilles pour la decontamination des gaz d'echappement et appareil de decontamination de gaz d'echappement
JP3852351B2 (ja) * 2002-03-13 2006-11-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE10214343A1 (de) 2002-03-28 2003-10-09 Omg Ag & Co Kg Partikelfilter mit einer katalytisch aktiven Beschichtung zur Beschleunigung der Verbrennung der auf dem Filter gesammelten Rußpartikel während einer Regenerationsphase
US7107763B2 (en) 2002-03-29 2006-09-19 Hitachi Metals, Ltd. Ceramic honeycomb filter and exhaust gas-cleaning method
US7297656B2 (en) 2002-04-22 2007-11-20 Umicore Ag & Co. Kg Particulate filter and method for treating soot
JP3528839B2 (ja) 2002-05-15 2004-05-24 トヨタ自動車株式会社 パティキュレート酸化材及び酸化触媒
JP3874270B2 (ja) 2002-09-13 2007-01-31 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化フィルタ触媒及びその製造方法
US7314496B2 (en) 2002-09-13 2008-01-01 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb structure
US6946013B2 (en) 2002-10-28 2005-09-20 Geo2 Technologies, Inc. Ceramic exhaust filter
US6832473B2 (en) 2002-11-21 2004-12-21 Delphi Technologies, Inc. Method and system for regenerating NOx adsorbers and/or particulate filters
JP4200430B2 (ja) 2003-02-18 2008-12-24 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化フィルタ触媒用基材の良否判別方法
KR100469066B1 (ko) 2003-04-14 2005-02-02 에스케이 주식회사 디젤차량 입자상 물질 제거용 필터 및 이의 제조방법
FI118418B (fi) 2003-04-17 2007-11-15 Ecocat Oy Alumiinioksidipohjainen katalyytti poistekaasujen puhdistukseen
DE602004003885T2 (de) 2003-06-05 2007-08-30 Ibiden Co., Ltd Wabenstrukturkörper
US7094728B2 (en) 2003-06-11 2006-08-22 Delphi Technologies, Inc. Method for control of washcoat distribution along channels of a particulate filter substrate
US7465690B2 (en) 2003-06-19 2008-12-16 Umicore Ag & Co. Kg Methods for making a catalytic element, the catalytic element made therefrom, and catalyzed particulate filters
DE602004006204T2 (de) 2003-06-23 2008-01-10 Ibiden Co., Ltd., Ogaki Wabenstrukturkörper
DE10335785A1 (de) 2003-08-05 2005-03-10 Umicore Ag & Co Kg Katalysatoranordnung und Verfahren zur Reinigung des Abgases von mager betriebenen Verbrennungsmotoren
US8661794B2 (en) 2003-08-29 2014-03-04 Dow Global Technologies Llc Diesel exhaust filter
JP4439236B2 (ja) 2003-10-23 2010-03-24 イビデン株式会社 ハニカム構造体
WO2005044422A1 (ja) 2003-11-07 2005-05-19 Ibiden Co., Ltd. ハニカム構造体
JP4874123B2 (ja) 2003-12-31 2012-02-15 コーニング インコーポレイテッド 疎水性コーティングを有するセラミック構造体
WO2005079165A2 (ja) 2004-02-23 2005-09-01 Ibiden Co Ltd ハニカム構造体及び排気ガス浄化装置
US7393377B2 (en) 2004-02-26 2008-07-01 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb filter and exhaust gas treatment apparatus
JP4285342B2 (ja) * 2004-06-30 2009-06-24 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化フィルタの製造方法
DE102004040549B4 (de) 2004-08-21 2017-03-23 Umicore Ag & Co. Kg Katalytisch beschichtetes Partikelfilter und seine Verwendung
DE102004040548A1 (de) 2004-08-21 2006-02-23 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zum Beschichten eines Wandflußfilters mit feinteiligen Feststoffen und damit erhaltenes Partikelfilter und seine Verwendung
US7722829B2 (en) * 2004-09-14 2010-05-25 Basf Catalysts Llc Pressure-balanced, catalyzed soot filter
KR100865101B1 (ko) 2004-09-14 2008-10-24 니뽄 가이시 가부시키가이샤 다공질 허니컴 필터
FR2875149B1 (fr) 2004-09-15 2006-12-15 Rhodia Chimie Sa Procede de fabrication d'un filtre a particules catalyse et filtre ainsi obtenu
JPWO2006035823A1 (ja) 2004-09-30 2008-05-15 イビデン株式会社 ハニカム構造体
EP1707545B1 (en) 2004-10-08 2011-03-30 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb structure and process for producing the same
US7605109B1 (en) 2004-10-28 2009-10-20 Nanostellar, Inc. Platinum-bismuth catalysts for treating engine exhaust
US7611680B2 (en) 2004-10-28 2009-11-03 Nanostellar, Inc. Platinum-bismuth catalysts for treating engine exhaust
US7381683B1 (en) 2004-10-28 2008-06-03 Nanostellar, Inc. Method of producing multi-component catalysts
US7381682B1 (en) 2004-10-28 2008-06-03 Nanostellar, Inc. Method for producing heterogeneous catalysts containing metal nanoparticles
JP2006175386A (ja) 2004-12-24 2006-07-06 Cataler Corp ディーゼルエンジンの排気ガス浄化用のフィルタ触媒及びその製造方法
JP4874812B2 (ja) 2004-12-28 2012-02-15 イビデン株式会社 フィルタ及びフィルタ集合体
US7225613B2 (en) 2005-01-26 2007-06-05 Ford Global Technologies, Llc Diesel engine after treatment device for conversion of nitrogen oxide and particulate matter
JP4812316B2 (ja) 2005-03-16 2011-11-09 イビデン株式会社 ハニカム構造体
JPWO2006106785A1 (ja) 2005-03-31 2008-09-11 イビデン株式会社 ハニカム構造体
WO2006126340A1 (ja) 2005-05-27 2006-11-30 Ibiden Co., Ltd. ハニカムフィルタ
CN100471570C (zh) 2005-06-24 2009-03-25 揖斐电株式会社 蜂窝结构体、蜂窝结构体集合体及蜂窝催化剂
US7601105B1 (en) 2005-07-11 2009-10-13 Icon Ip, Inc. Cable crossover exercise apparatus with lateral arm movement
US20070019217A1 (en) 2005-07-24 2007-01-25 Sharp Laboratories Of America, Inc. Color calibration method and structure for vector error diffusion
US7867598B2 (en) 2005-08-31 2011-01-11 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure and honeycomb catalytic body
US7754160B2 (en) 2005-08-31 2010-07-13 Ngk Insulators Honeycomb catalytic body and process for manufacturing honeycomb catalytic body
JP4814887B2 (ja) 2005-08-31 2011-11-16 日本碍子株式会社 ハニカム触媒体及びその製造方法
EP1920839A4 (en) 2005-08-31 2012-01-25 Ngk Insulators Ltd A HONEYCOMB CATALYST STRUCTURE, PREVENTIONAL SUPPORT FOR PRODUCING A HONEYCOMB CATALYST STRUCTURE, AND METHOD FOR PRODUCING THE HONEYCOMB CATALYST STRUCTURE
US8609581B2 (en) 2005-08-31 2013-12-17 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure and honeycomb catalytic body
CN100529341C (zh) 2005-10-12 2009-08-19 揖斐电株式会社 蜂窝单元及蜂窝结构体
JP4523911B2 (ja) 2005-12-14 2010-08-11 本田技研工業株式会社 排ガス浄化装置
WO2007070344A1 (en) 2005-12-16 2007-06-21 Corning Incorporated Low pressure drop coated diesel exhaust filter
WO2007069500A1 (ja) 2005-12-16 2007-06-21 Ngk Insulators, Ltd. 触媒担体
US7506504B2 (en) 2005-12-21 2009-03-24 Basf Catalysts Llc DOC and particulate control system for diesel engines
JP5202298B2 (ja) 2006-03-13 2013-06-05 日本碍子株式会社 ハニカム触媒体および排気ガス処理システム
JP5073303B2 (ja) * 2006-03-24 2012-11-14 日本碍子株式会社 触媒コンバータ及び触媒コンバータの製造方法
JP5193437B2 (ja) 2006-05-29 2013-05-08 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
US9765661B2 (en) 2006-06-15 2017-09-19 Dinex Ecocat Oy Coating for particulate filters
US20080020922A1 (en) 2006-07-21 2008-01-24 Li Cheng G Zone catalyzed soot filter
DE102006040739A1 (de) 2006-08-31 2008-03-06 Robert Bosch Gmbh Filter zur Entfernung von Partikeln aus einem Gasstrom sowie Verfahren zu seiner Herstellung
US7709414B2 (en) 2006-11-27 2010-05-04 Nanostellar, Inc. Engine exhaust catalysts containing palladium-gold
US7534738B2 (en) 2006-11-27 2009-05-19 Nanostellar, Inc. Engine exhaust catalysts containing palladium-gold
KR100917495B1 (ko) 2006-11-27 2009-09-16 나노스텔라 인코포레이티드 팔라듐-금을 포함하는 엔진 배기가스 촉매
TWI449572B (zh) 2006-11-29 2014-08-21 Umicore Shokubai Japan Co Ltd Oxidation catalyst and the oxidation catalyst using an exhaust gas purification system
US8800268B2 (en) * 2006-12-01 2014-08-12 Basf Corporation Zone coated filter, emission treatment systems and methods
US8158195B2 (en) 2007-02-09 2012-04-17 Nissan Motor Co., Ltd. Catalytic converter and manufacturing method thereof
JP4710846B2 (ja) 2007-02-21 2011-06-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US7998423B2 (en) * 2007-02-27 2011-08-16 Basf Corporation SCR on low thermal mass filter substrates
US7977276B2 (en) 2007-04-12 2011-07-12 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying catalyst and method of producing the same
JP4130216B1 (ja) 2007-07-03 2008-08-06 東京窯業株式会社 ハニカム構造体
DE102007046158B4 (de) 2007-09-27 2014-02-13 Umicore Ag & Co. Kg Verwendung eines katalytisch aktiven Partikelfilters zur Entfernung von Partikeln aus dem Abgas von mit überwiegend stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch betriebenen Verbrennungsmotoren
US9993771B2 (en) 2007-12-12 2018-06-12 Basf Corporation Emission treatment catalysts, systems and methods
JP2009183835A (ja) 2008-02-05 2009-08-20 Ngk Insulators Ltd ハニカムフィルタ及びその製造方法
EP3536919A1 (en) * 2008-02-05 2019-09-11 BASF Corporation Gasoline engine emissions treatment systems having particulate traps
JP5419371B2 (ja) 2008-03-17 2014-02-19 日本碍子株式会社 触媒担持フィルタ
WO2009118816A1 (ja) 2008-03-24 2009-10-01 イビデン株式会社 ハニカム構造体
JP5291966B2 (ja) 2008-03-25 2013-09-18 日本碍子株式会社 触媒担持フィルタ
US8778831B2 (en) 2008-03-27 2014-07-15 Umicore Ag & Co. Kg Base metal and base metal modified diesel oxidation catalysts
US20090246109A1 (en) 2008-03-27 2009-10-01 Southward Barry W L Solid solutions and methods of making the same
JP2009233587A (ja) 2008-03-27 2009-10-15 Ngk Insulators Ltd 触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタ及びその製造方法
JP5273446B2 (ja) 2008-05-12 2013-08-28 日産自動車株式会社 排ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP2009287402A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Nissan Motor Co Ltd 排気浄化用フィルタ及び排気浄化装置
JP2009285605A (ja) 2008-05-30 2009-12-10 Toyota Motor Corp 排ガス浄化用触媒
JP4975689B2 (ja) 2008-07-03 2012-07-11 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP5144402B2 (ja) 2008-07-03 2013-02-13 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
DE102008040646A1 (de) 2008-07-23 2010-01-28 Robert Bosch Gmbh Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung
DE102008038736A1 (de) 2008-08-12 2010-02-18 Man Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Partikelabscheider, insbesondere Partikelfilter, zur Abscheidung von Partikeln aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine
JP2010075787A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の排気浄化触媒
US20100077727A1 (en) 2008-09-29 2010-04-01 Southward Barry W L Continuous diesel soot control with minimal back pressure penatly using conventional flow substrates and active direct soot oxidation catalyst disposed thereon
CN102223951A (zh) 2008-11-21 2011-10-19 日产自动车株式会社 粒状物净化材料、使用粒状物净化材料的粒状物净化用过滤器催化剂以及粒状物净化用过滤器催化剂的再生方法
FR2939695B1 (fr) 2008-12-17 2011-12-30 Saint Gobain Ct Recherches Structure de purification incorporant un systeme de catalyse supporte par une zircone a l'etat reduit.
GB0903262D0 (en) * 2009-02-26 2009-04-08 Johnson Matthey Plc Filter
US8758695B2 (en) 2009-08-05 2014-06-24 Basf Se Treatment system for gasoline engine exhaust gas
US20120124976A1 (en) * 2010-11-24 2012-05-24 Airflow Catalyst Systems, Inc. Apparatus for removing mixed nitrogen oxides, carbon monoxide, hydrocarbons and diesel particulate matter from diesel engine exhaust streams at temperatures at or below 280 degrees c
GB201207313D0 (en) * 2012-04-24 2012-06-13 Johnson Matthey Plc Filter substrate comprising three-way catalyst

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1832794A (zh) * 2003-08-05 2006-09-13 恩格哈德公司 排放处理系统和使用scr过滤器的方法
CN1976749A (zh) * 2004-04-28 2007-06-06 Geo2科技公司 非织造复合材料及相关产品和方法
EP2042225A1 (de) * 2007-09-28 2009-04-01 Umicore AG & Co. KG Entfernung von Partikeln aus dem Abgas von mit überwiegend stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch betriebenen Verbrennungsmotoren

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