CN103153464A - 催化剂组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

一方面，本发明提供了包含催化材料的一个或多个梯度的结构性催化剂本体。在一些实施方式中，本发明所描述的结构性催化剂本体包含具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的内隔壁，所述内隔壁具有沿着内隔壁宽度催化材料的梯度。

Description

催化剂组合物及其应用
相关申请数据
本申请在此要求于2010年8月9日提交的美国临时专利申请序列号61/371,971和于2010年8月9日提交的美国临时专利申请序列号61/371,948的优先权，将其每一个的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及催化剂组合物并且，具体地，涉及在工业或商业应用中使用的催化剂结构。
背景技术
氮氧化物在形成酸雨、对流层臭氧和其他环境危害中的作用导致实施严格标准来限制这些化学物质的排放。为了符合这些标准，一般需要除去存在于来自固定或移动燃烧源的排出气体中的这些氧化物的至少一部分。
脱硝或选择性催化还原（SCR）技术通常应用于燃烧得到的烟道气体用于除去氮氧化物。脱硝反应包含气体中的氮氧化物物质（如一氧化氮（NO）或二氧化氮（NO2））与含氮还原剂（如氨或尿素）进行反应，结果产生双原子氮（N2）和水。
除了氮氧化物，二氧化硫（SO2）是经常存在于燃烧烟道气体中的化学物质，其导致环境问题。存在于化石燃料燃烧烟道气中的二氧化硫被部分地氧化成三氧化硫（SO3），其与水反应形成硫酸。由燃烧烟道气中的二氧化硫的氧化形成硫酸可能增加下游设备中的腐蚀问题，由于需要增加温度以保持含酸烟道气高于其露点，可能增加与空气预热器相关的电力成本，并可能导致在排放到大气的烟道气体（stack gas）中不透明度增加。
用于除去氮氧化物的催化剂系统可以增加二氧化硫氧化的量，因为在选择性催化还原中使用的催化材料可以另外地完成二氧化硫的氧化。其结果是，燃烧烟道气的氮氧化物含量的减少可能具有在燃烧烟道气中增加SO3形成的不希望的副作用。
发明内容
一方面，本文描述了催化剂本体，在一些实施方式中，它们显示催化材料的不均匀分布（heterogeneous distribution）。在一些实施方式中，对于烟道气体流中的氮氧化物的选择性催化还原，本文所描述的催化剂本体是可操作的。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体可以在从烟道气流中去除氮氧化物的过程中减少SO2的氧化。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体（body）包含含有第一表面和与第一表面相对的第二表面的至少一个内隔壁，所述内隔壁具有沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第一表面宽度的周围第一催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第一表面宽度的中心区域第一催化的材料的量的梯度增加。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面宽度的第一催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称或基本上对称的曲线。
在一些实施方式中，结构性催化剂本体还包含沿着第二表面宽度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第二表面宽度的周围第一催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的中心区域第一催化材料的量的梯度增加。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的第一催化材料的梯度曲线与沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度包含了与在内隔壁的第二末端处的第一催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第一催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第一催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第一催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度曲线与沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流入口侧，而第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧。在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧，并且第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流入口。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含沿着至少一个内隔壁宽度的体相（bulk）第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的周围体相第一催化材料的浓度梯度降低。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的中心区域的体相第一催化材料的浓度升高。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称的或基本上对称的曲线。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含沿着至少一个内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度包含了与在内隔壁的第二末端处的体相第一催化材料的浓度相比，在内隔壁的第一末端处的体相第一催化材料的更高浓度，所述第二末端与第一末端相对。如本文所描述的，在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流入口侧，而第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧。在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧，而第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流入口。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体，还包含含有针对内隔壁本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度的至少一个另外的内隔壁。在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁包含第一表面和第二表面和沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁还包含沿着第二表面宽度的第一催化材料的梯度。
此外，在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁包含沿着另外的内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁包含沿着内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度。
在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁包含沿着第一表面和/或第二表面长度的第一催化材料的梯度。
在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁包含多个另外的内隔壁使得结构性催化剂本体的超过约50%的内隔壁包含本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，结构性催化剂本体的超过约70%或超过约90%的内隔壁包含本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，结构性催化剂本体的超过约95%的内隔壁包含本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体的内隔壁交叉从而形成一个或多个中心柱。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含在中心柱和连接到该中心柱上的至少一个内隔壁之间的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，例如，与中心柱相比较，至少一个内隔壁包含体相第一催化材料的更高浓度。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含在中心柱和连接至该中心柱上的多个内隔壁之间的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，与中心柱相比较，连接至该中心柱的每个内隔壁包含体相第一催化材料的更高浓度。
在一些实施方式中，内隔壁限定延伸通过结构性催化剂本体的多个流动通路或流动池。在一些实施方式中，内隔壁由外周壁或结构至少部分地包围。在一些实施方式中，外周壁与一个或多个内隔壁是连续的或整体的，如在一些蜂巢状结构性催化剂本体中。在一些实施方式中，外周壁是封闭结构的一部分，其中，将内隔壁设置（如以板状催化剂元件或波纹状催化剂元件的排列）在封闭结构中。
在其中外周壁包含体相第一催化材料一些实施方式中，与外周壁相比较，结构性催化剂本体的内隔壁包含更多的体相第一催化材料。此外，在一些实施方式中，外周壁的内表面包含针对内隔壁本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，外周壁的外表面不显示本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，与内隔壁的外表面相比较，外周壁的内表面包含第一催化材料的更大的量。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个内隔壁的第一表面宽度的第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着至少一个内隔壁的第一表面宽度的第二催化材料的梯度可以具有针对沿着内隔壁的第一表面宽度的第一催化材料的梯度本文所陈述的任何性质。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个内隔壁的第二表面宽度的第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面宽度的第二催化材料的梯度可以具有针对沿着内隔壁的第二表面宽度的第一催化材料的梯度本文所陈述的任何性质。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个内隔壁的第一表面长度的第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面长度的第二催化材料的梯度可以具有针对沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度本文所陈述的任何性质。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个内隔壁的第二表面长度的第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第二催化材料的梯度可以具有针对沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度本文所陈述的任何性质。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个内隔壁宽度的体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，体相第二催化材料的梯度可以具有针对沿着内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度本文所陈述的任何性质。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个内隔壁长度的体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁长度的体相第二催化材料的梯度可以具有针对沿着内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度本文所陈述的任何性质。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个另外的内隔壁的第一表面宽度的第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着至少一个另外的内隔壁的第一表面宽度的第二催化材料的梯度可以具有针对沿着内隔壁的第一表面宽度的第一催化材料的梯度本文所陈述的任何性质。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个另外的内隔壁的第二表面宽度的第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着至少一个另外的内隔壁的第二表面宽度的第二催化材料的梯度可以具有针对沿着内隔壁的第二表面宽度的第一催化材料的梯度本文所陈述的任何性质。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个另外的内隔壁宽度的体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着至少一个另外的内隔壁宽度的体相第二催化材料的梯度可以具有针对沿着内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度本文所陈述的任何性质。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个另外的内隔壁长度的体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着至少一个另外的内隔壁长度的体相第二催化材料的梯度可以具有针对沿着内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度本文所陈述的任何性质。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个另外的内隔壁的第一和/或第二表面长度的第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着至少一个另外的内隔壁的第一和/或第二表面长度的第二催化材料的梯度可以具有针对沿着内隔壁的第一和/或第二表面长度的第一催化材料的梯度本文所陈述的任何性质。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含在中心柱和连接至所述中心柱的至少一个内隔壁之间的体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，例如，与中心柱相比较，至少一个内隔壁包含体相第二催化材料的更高浓度。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含在中心柱和连接到所述中心柱上的多个内隔壁之间的体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，与中心柱相比较，连接到所述中心柱的每个内隔壁包含体相第二催化材料的更高浓度。
此外，在一些实施方式中，外周壁还包含体相第二催化材料，其中与外周壁相比较，结构性催化剂本体的内隔壁包含体相第二催化材料的更大的量。在一些实施方式中，外周壁的内表面还包含针对内隔壁本文所描述的第二催化材料的一个或多个梯度。
在一些实施方式中，结构性催化剂本体还包含至少一个另外的催化材料的梯度。至少一个另外的催化材料的梯度可以包含针对第一催化材料或第二催化材料的梯度本文所描述的结构性催化剂本体中的任何结构和/或位置。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体，包含原始的结构性催化剂本体。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含使用过的或再生的结构性催化剂本体。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含蜂巢状结构性催化剂本体、板状催化剂本体或波纹状催化剂本体。
另一方面，本文描述了催化剂模块，包含框架和布置在所述框架中的多个结构性催化剂本体，所述结构性催化剂本体包含如本文所描述的沿着至少一个内隔壁的表面宽度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，所述模块的催化剂本体的催化活性是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的催化活性改变小于约20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的催化活性改变小于10%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的催化活性改变小于5%。在一些实施方式中，催化活性包含氮氧化物的选择性催化还原、汞的氧化或氨的氧化或它们的组合。
在一些实施方式中，模块的催化剂本体的二氧化硫氧化活性是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性改变小于40%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性改变小于20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性改变小于10%。
此外，在一些实施方式中，模块的催化剂本体包含除了沿着至少一个内隔壁的表面宽度的第一催化材料的梯度之外本文所描述的一个或多个催化梯度。在一些实施方式中，例如，模块的催化剂本体还包含如本文所描述的沿着至少一个内隔壁的宽度和/或长度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，模块的催化剂本体包含本文描述的第二催化材料的一个或多个梯度。
另一方面，本文描述了催化反应器的至少一个催化剂层，所述催化剂层包含多个结构性催化剂本体，所述结构性催化剂本体包含如本文所描述的沿着至少一个内隔壁的表面宽度的催化材料的梯度。在一些实施方式中，催化剂层的结构性催化剂本体的催化活性是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的催化活性变化小于约20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的催化活性变化小于约10%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的催化活性变化小于约5%。在一些实施方式中，催化活性包含氮氧化物的选择性催化还原、汞的氧化或氨的氧化或它们的组合。
在一些实施方式中，催化剂层的催化剂本体的二氧化硫氧化活性是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于40%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于10%。
在一些实施方式中，催化剂层的催化剂本体包含除了沿着至少一个内隔壁的表面宽度的第一催化材料的梯度以外的本文所描述的一个或多个催化梯度。在一些实施方式中，例如，催化剂层的催化剂本体还包含如本文所描述的沿着至少一个内部分隔的宽度和/或长度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，催化剂层的催化剂本体包含本文所描述的第二催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，将催化剂层的催化剂本体布置在一个或多个模块中。
另一方面，本文描述了处理流体流如烟道气或燃烧气体流的方法。在一些实施方式中，处理流体流的方法包含提供包括包含第一表面和与第一表面相对的第二表面的至少一个内隔壁的结构性催化剂本体，所述内隔壁具有沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度，使流体流通过结构性催化剂本体并催化反应流体流中的至少一种化学物质。在一些实施方式中，流体流流动通过结构性催化剂本体的一个或多个流动通道。在本文所描述方法的一些实施方式中，结构性催化剂本体可以具有本文所描述的第一催化材料和/或第二催化材料的任何梯度。
在一些实施方式中，催化反应流体流中的至少一种化学物质包含催化还原流体流中的氮氧化物。在一些实施方式中，催化反应流体流中的至少一种化学物质包含氧化流体流中的氨和/或汞。
在处理流体流方法的一些实施方式中，在流体流中二氧化硫氧化成三氧化硫被减少。在一个实施方式中，例如，在由本文所描述的结构性催化剂本体选择性地催化还原流体流中的氮氧化物的过程中二氧化硫的氧化被减少。
在一些实施方式中，催化剂本体是包含本文所描述的多个催化剂本体的模块的一部分，其中使流体流进入模块中并通过催化剂本体。在一些实施方式中，该模块是催化反应器的催化层的一部分。
另一方面，提供了生产本文所描述的结构性催化剂本体的方法。在一些实施方式中，生产结构性催化剂本体的方法包括提供包含包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的至少一个内隔壁的催化剂载体，用包含第一催化材料的溶液浸渍至少一个内隔壁并以建立沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度的方式干燥至少一个内隔壁。在一些实施方式中，在第一表面宽度的周围第一催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第一表面宽度的中心区域第一催化材料的量的梯度增加。
在一些实施方式中，沿着第二表面宽度还建立了第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第二表面宽度的周围第一催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的中心区域第一催化材料的量的梯度增加。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的第一催化材料的梯度曲线与沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，以建立沿着内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度的方式干燥结构性催化剂载体的至少一个内隔壁。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的周围体相第一催化材料的浓度梯度降低。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的中心区域体相第一催化材料的浓度升高。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度具有关于曲线的中点对称的或基本上对称的曲线。
在一些实施方式中，以建立沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化剂材料的梯度的方式干燥结构性催化剂载体的至少一个内隔壁。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第一催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第一催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度还建立了第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第一催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第一催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度曲线与沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流入口侧而第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧。可选地，在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的出口侧，而第二末端对应于流体流入口侧。
在一些实施方式中，以建立沿着内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度的方式干燥本文所描述的结构性催化剂本体的至少一个内隔壁。在一些实施方式中，沿着内隔壁长度的第一本体催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的体相第一催化材料的浓度相比，在内隔壁的第一末端处的体相第一催化材料的更高浓度，所述第二末端与第一末端相对。
在本文所描述方法的一些实施方式中，结构性催化剂本体包含多个内隔壁使得用包含第一催化材料的溶液浸渍内隔壁并以建立沿着内隔壁的一个或多个表面的宽度和/或长度的第一催化材料的梯度的方式干燥内隔壁。在一些实施方式中，以建立沿着内隔壁的宽度和/或长度的体相第一催化材料的梯度的方式干燥内隔壁。
在一些实施方式中，根据本文所描述的方法生产的结构性催化剂本体的内隔壁交叉从而形成一个或多个中心柱。在一些实施方式中，用包含第一催化材料的溶液浸渍至少一个中心柱，并且以在中心柱和至少一个内隔壁之间建立体相第一催化材料的梯度的方式进行干燥。在一些实施方式中，例如，与中心柱相比较，至少一个内隔壁包含更高浓度的体相第一催化材料。在一些实施方式中，与中心柱相比较，连接到中心柱上的每个内隔壁包含更高浓度的体相第一催化材料。
在本文所描述方法的一些实施方式中，浸渍溶液还包含第二催化材料。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度建立本体金属或金属氧化物第二催化材料的梯度。可选地，在一些实施方式中，进一步用包含金属或金属氧化物第二催化材料的溶液浸渍包含本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度的结构性催化剂本体的至少一个内隔壁并以建立沿着内隔壁的第一表面和/或第二表面宽度的金属或金属氧化物第二催化材料的梯度的方式进行干燥。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度建立本体金属或金属氧化物第二催化材料的梯度。
在一些实施方式中，在第一表面宽度的周围第二催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第一表面宽度的中心区域第二催化材料的量的梯度增加。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面宽度还建立第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第二表面宽度的周围第二催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的中心区域第二催化材料的量的梯度增加。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的第二催化材料的梯度曲线与沿着第一表面宽度的第二催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面长度还建立第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面的第二催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第二催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第二催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度还建立第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第二催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第二催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第二催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第二催化材料的梯度曲线与沿着内隔壁的第一表面长度的第二催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度还建立体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的周围体相第二催化材料的浓度梯度降低。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的中心区域体相第二催化材料的浓度升高。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的体相第二催化材料的梯度具有关于曲线的中点对称的或基本上对称的曲线。
在一些实施方式中，干燥本文所描述的结构性催化剂本体的至少一个内隔壁还建立了沿着内隔壁长度的体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁长度的体相第二催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的体相第二催化材料的浓度相比，在内隔壁的第一末端处的体相第二催化材料的更高浓度，所述第二末端与第一末端相对。
此外，在本文所描述方法的一些实施方式中，沿着结构性催化剂本体的多个内隔壁的一个或多个表面的宽度和/或长度还建立第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着结构性催化剂本体的多个内隔壁的宽度和/或长度还建立体相第二催化材料的梯度。
在一些实施方式中，用进一步包含第二催化材料的溶液浸渍结构性催化剂本体的至少一个中心柱，并且干燥该结构性催化剂本体在中心柱和形成所述中心柱的至少一个内隔壁之间还建立了体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，例如，与中心柱相比较，至少一个内隔壁包含体相第二催化材料的更高浓度。在一些实施方式中，与中心柱相比较，形成中心柱的每个内隔壁包含了体相第二催化材料的更高浓度。
此外，在一些实施方式中，用第二催化材料浸渍本文所描述的结构性催化剂本体的外周壁。在其中外周壁包含体相第二催化材料的一些实施方式中，与外周壁相比较，结构性催化剂本体的内隔壁包含了体相第二催化材料的更高浓度。
在一些实施方式中，根据本文所描述方法生产的结构性催化剂本体的梯度的第一和/或第二催化材料包含一个或多个过渡金属。在一些实施方式中，第一和/或第二催化材料的过渡金属包含钒、钨、钼、铂、钯、钌、铑、铼、铁、金、银、铜或镍或它们的合金或氧化物。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体的梯度的第一和/或第二催化材料适合SCR应用和过程。在一些实施方式中，例如，第一和/或第二催化材料包含V2O5、WO3或MoO3或它们的混合物。在一些实施方式中，第一和/或第二催化材料包含用于形成适用于SCR应用的催化材料的一个或多个前体。在一些实施方式中，例如，第一和/或第二催化材料包含用于形成V2O5、WO3或MoO3或它们的混合物的一个或多个前体。
在一些实施方式中，干燥结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱包含在足以建立本文所描述的第一催化材料和/或第二催化材料的一个或多个梯度的速率和/或温度下使气体流过内隔壁和/或中心柱的表面。使气体流过内隔壁和/或中心柱的表面以建立本文所描述的第一催化材料和/或第二催化材料的一个或多个梯度能够以并非与本发明的目标不一致的任何方式实施。在一些实施方式中，气体以均匀的或基本上均匀的方式流过结构性催化剂载体的全部或基本上全部的内隔壁和/或中心柱。
此外，在一些实施方式中，本文所描述方法的浸渍溶液还包含至少一种另外的催化材料。在这样的实施方式中，干燥结构性催化剂本体可以提供与本文所描述的第一和/或第二催化材料的任何梯度相一致的在结构性催化剂本体上具有结构和/或位置的另外的催化材料的一个或多个梯度。
在一些实施方式中，结构性催化剂载体是原始的。在一些实施方式中，原始的结构性催化剂载体，尚未使用或预先安装到催化反应器中用于在流体流中进行催化反应。
在一些实施方式中，结构性催化剂载体是使用过的。在一些实施方式中，使用过的结构性催化剂载体，已预先安装在催化反应器中用于在流体流中进行催化反应。在一些实施方式中，使用过的催化剂载体是需要再生的结构性催化剂本体的一部分。
在一些实施方式中，原始的或使用过的结构性催化剂载体包含蜂巢状结构载体、板状结构载体或波纹结构载体。
在本文所描述方法的一些实施方式中，将包含多个内隔壁的结构性催化剂载体布置在催化剂模块的框架中。在这类实施方式中，包含结构性催化剂载体的催化剂模块可以浸渍在催化材料的溶液中从而使用催化材料来浸渍结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱。
在一些实施方式中，干燥用第一催化材料的溶液浸渍的结构性催化剂载体，同时保持催化剂模块的框架以建立本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，浸渍溶液还包含第二催化材料，其中，干燥结构性催化剂载体同时保持在催化剂模块的框架中还建立了如本文所描述的第二催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，例如，在足以建立本文所描述的第一和/或第二催化材料的一个或多个梯度的速率和/或温度下气体流过模块和结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱的表面。在一些实施方式中，气体均匀地或基本上均匀地流过布置在模块的框架中的结构性催化剂载体使得得到的结构性催化剂本体的催化活性横过模块是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块中的催化剂本体之间的催化活性变化小于约20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的催化活性变化小于10%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的催化活性变化小于5%。在一些实施方式中，催化活性包含氮氧化物的选择性催化还原、汞的氧化或氨的氧化或它们的组合。
在一些实施方式中，模块的催化剂本体的二氧化硫氧化活性横过模块是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于40%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于10%。
在一些实施方式中，根据上述方法生产的第一和/或第二催化材料的梯度可以具有针对第一和/或第二催化材料的梯度本文所描述的任何结构性和/或组成性特性。
在随后的详细描述中更详细地说明这些和其他的实施方式。
附图说明
图1示出根据本文所描述的一个实施方式沿着结构性催化剂本体的内隔壁的表面宽度的第一和第二催化材料的梯度曲线。
图2示出根据本文所描述的一个实施方式的结构性催化剂本体。
图3示出根据本文所描述的一个实施方式的结构性催化剂本体的一部分的横截面。
图4示出与现有结构性催化剂本体相比，根据本文所描述一个实施方式的结构性催化剂本体的催化活性测试。
图5提供了详细说明根据本文所描述的一些实施方式具有各种梯度组成的结构性催化剂本体的表格。
图6示出根据本文所描述的一个实施方式的波纹状结构性催化剂本体的一部分的横截面。
具体实施方式
通过参考下面的详细描述、实施例和附图以及它们之前和之后的描述可以更容易地理解本发明。然而，本发明的元件、装置和方法并不限于在详细描述、实施例和附图中提出的具体实施方式。应当理解的是这些实施方式仅说明本发明的原理。本领域技术人员容易清楚许多修正和改写，而不偏离本发明的精神和范围。
此外，本文所公开的所有范围应理解为包含其中包括的任何一个和所有的子范围。例如，说明“1至10”的范围应认为包含在最小值1和最大值10之间的（并且包含端值）任何一个和所有的子范围；即，所有子范围以1以上的最小值（例如1至6.1）开始，并以10以下的最大值（例如5.5至10）结束。此外，称为“并入本文”的任何引用应理解为以其整体并入。
应当进一步指出的是，如本说明书中使用的，单数形式“一”，“一个”，和“该”包含复数指示物，除非清楚地并且明确地限定一个指示物。
一方面，本文所描述催化剂本体，在一些实施方式中，其显示催化材料的不均匀分布。在一些实施方式中，对于烟道气体流中的氮氧化物的选择性催化还原，本文所描述的催化剂本体是可操作的。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包括包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的至少一个内隔壁，所述内隔壁具有沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第一表面宽度的周围第一催化的材料的量的梯度减小。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体的内隔壁表面包括高达约100μm深度的内隔壁的部分。在一些实施方式中，内隔壁的表面包括高达约50μm或高达约25μm深度的内隔壁的部分。在一些实施方式中，内隔壁的表面包括高达约10μm或高达约5μm深度的内隔壁的部分。
在一些实施方式中，沿着第一表面宽度的中心区域第一催化材料的量的梯度增加。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中第一催化材料的量超过在第一表面宽度的周围的第一催化材料的量。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量大于在第一表面宽度的周边的一个点处的第一催化材料的量。
在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比在第一表面宽度的周围的一个点处的第一催化材料的量大至少1.1倍或1.3倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比在第一表面宽度的周围的一个点处的第一催化材料的量大至少1.5倍或至少2倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比在第一表面宽度的周围的一个点处的第一催化材料的量大至少3倍或至少3.5倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比在第一表面宽度的周围的一个点处的第一催化材料的量大至少4倍或至少4.5倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比在第一表面宽度的周围的一个点处的第一催化材料的量大至少5倍或至少10倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的多个点处的第一催化材料的量比在第一表面宽度的周围的一个或多个点处的第一催化材料的量大至少1.1倍或1.3倍。
在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比在第一表面宽度周围的一个点处的第一催化材料的量大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的多个点处的第一催化材料的量比在第一表面宽度周围的一个或多个点处的第一催化材料的量大1.3倍至10倍。
在内隔壁截面的一些实施方式中，在内隔壁截面的第一表面宽度的中心区域中的第一催化材料的平均量比在内隔壁截面的第一表面宽度周围的第一催化材料的平均量大至少1.5倍。
在一些实施方式中，第一表面宽度的中心区域包含第一表面总宽度的高达约20%，中心区域以第一表面宽度的中点为中心。在一些实施方式中，第一表面宽度的中心区域包含第一表面总宽度的高达约40%，中心区域以第一表面宽度的中点为中心。
在一些实施方式中，第一表面宽度的周围包含在第一表面宽度的边缘开始并在朝向中心区域的方向上延伸的第一表面总宽度的高达约15%。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面宽度的第一催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称的或基本上对称的曲线。
在一些实施方式中，本文描述的结构性催化剂本体还包含沿着第二表面宽度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第二表面宽度的周围第一催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第二表面的中心区域第一催化材料的量的梯度增加。
在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比第二表面宽度周围的一个点处的第一催化材料的量大至少1.1倍或1.3倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比第二表面宽度周围的一个点处的第一催化材料的量大至少1.5倍或2倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比第二表面宽度周围的一个点处的第一催化材料的量大至少3倍或至少3.5倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比第二表面宽度周围的一个点处的第一催化材料的量大至少4倍或至少4.5倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比在第二表面宽度周围的一个点处的第一催化材料的量大至少5倍或至少10倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的多个点处的第一催化材料的量比在第二表面宽度周围的一个或多个点处的第一催化材料的量大至少1.1倍或1.3倍。
在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第一催化材料的量比第二表面宽度周围的一个点处的第一催化材料的量大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的多个点处的第一催化材料的量比第二表面宽度周围的一个或多个点处的第一催化材料的量大1.3倍至10倍。
在内隔壁截面的一些实施方式中，在内隔壁截面的第二表面宽度的中心区域中的第一催化材料的平均量比在内隔壁截面的第二表面宽度周围的第一催化材料的平均量大至少1.5倍。
在一些实施方式中，第二表面宽度的中心区域包含第二表面总宽度的高达约20%，中心区域以第二表面宽度的中点为中心。在一些实施方式中，第二表面宽度的中心区域包含第二表面总宽度的高达约40%，中心区域以第二表面宽度的中点为中心。
在一些实施方式中，第二表面宽度的周围包含在第二表面宽度的边缘开始并在朝向中心区域的方向上延伸的第二表面总宽度的高达约15%。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面宽度的第一催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称的或基本上对称的曲线。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着至少一个内隔壁的第一表面宽度的第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第一表面宽度的周围第二催化材料的量的梯度减少。
在一些实施方式中，沿着第一表面宽度的中心区域第二催化材料的量的梯度增加。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的第二催化材料的量超过在第一表面宽度周围的第二催化材料的量。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量大于在第一表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量。
在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第一表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大至少1.1倍或1.3倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第一表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大至少1.5倍或至少2倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第一表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大至少3倍或至少3.5倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第一表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大至少4倍或至少4.5倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第一表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大至少5倍或至少10倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的多个点处的第二催化材料的量比在第一表面宽度周围的一个或多个点处的第二催化材料的量大至少1.1倍或1.3倍。
在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第一表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在第一表面宽度的中心区域中的多个点处的第二催化材料的量比在第一表面宽度周围的一个或多个点处的第二催化材料的量大1.3倍至10倍。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面宽度的第二催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称的或基本上对称的曲线。
在内隔壁截面的一些实施方式中，在内隔壁截面的第一表面宽度的中心区域中的第二催化材料的平均量比在内隔壁截面的第一表面宽度周围的第二催化材料的平均量大至少1.5倍。
在一些实施方式中，本文描述的结构性催化剂本体还包含沿着第二表面宽度的第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第二表面宽度周围第二催化材料的量的梯度减小。在一些实施方式中，沿着第二表面的中心区域第二催化材料的量的梯度增加。
在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第二表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大至少1.1倍或1.3倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第二表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大至少1.5倍或至少2倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第二表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大至少3倍或至少3.5倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第二表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大至少4倍或至少4.5倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第二表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大至少5倍或至少10倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的多个点处的第二催化材料的量比在第二表面宽度周围的一个或多个点处的第二催化材料的量大至少1.1倍或1.3倍。
在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的一个点处的第二催化材料的量比在第二表面宽度周围的一个点处的第二催化材料的量大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在第二表面宽度的中心区域中的多个点处的第二催化材料的量比在第二表面宽度周围的一个或多个点处的第二催化材料的量大1.3倍至10倍。
在内隔壁截面的一些实施方式中，在内隔壁截面的第二表面宽度的中心区域处的第二催化材料的平均量比在内隔壁截面的第二表面宽度周围的第二催化材料的平均量大至少1.5倍。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面宽度的第一催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称的或基本上对称的曲线。
图1示出了根据本文所描述的一个实施方式沿着结构性催化剂本体的内隔壁的表面宽度的第一和第二催化材料的梯度曲线。如图1中所示，沿着内隔壁表面宽度的中心区域五氧化二钒（V2O5）第一催化材料和三氧化钨（WO3）第二催化材料的量增加。此外，在内隔壁表面宽度周围V2O5第一催化材料和WO3第二催化材料的量减少。V2O5第一催化材料和WO3第二催化材料的曲线也是围绕曲线中点基本上对称的。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含沿着至少一个内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，在内隔壁宽度周围体相第一催化材料的浓度梯度降低。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的中心区域体相第一催化材料的浓度增加。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称的或基本上对称的曲线。
在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第一催化材料浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第一催化材料的浓度大至少1.1倍或1.3倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第一催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第一催化材料的浓度大至少1.5倍或至少2倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第一催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第一催化材料的浓度大至少3倍或至少3.5倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第一催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第一催化材料的浓度大至少4倍或至少4.5倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第一催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第一催化材料的浓度大至少5倍或至少10倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的多个点处的体相第一催化材料浓度比在内隔壁宽度周围的一个或多个点处的体相第一催化材料的浓度大至少1.1倍或1.3倍。
在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第一催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第一催化材料的浓度大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的多个点处的体相第一催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个或多个点处的体相第一催化材料的浓度大至少1.3倍至10倍。
在一些实施方式中，内隔壁宽度的中心区域包含内隔壁总宽度的高达约20%，中心区域以内隔壁宽度的中点为中心。在一些实施方式中，内隔壁宽度的中心区域包含内隔壁总宽度的高达约40%，中心区域以内隔壁宽度的中点为中心。
在一些实施方式中，内隔壁宽度的周围包含在内隔壁宽度的边缘开始并在朝向中心区域的方向上延伸的内隔壁总宽度的高达约15%。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着包含体相第一催化材料的梯度的至少一个内隔壁宽度的体相第二催化材料的梯度。
在一些实施方式中，在内隔壁宽度的周围体相第二催化材料的浓度梯度降低。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的中心区域体相第二催化材料的浓度增加。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的体相第二催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称的或基本上对称的曲线。
在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第二催化材料的浓度大至少1.1倍或1.3倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第二催化材料的浓度大至少1.5倍或至少2倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第二催化材料的浓度大至少3倍或至少3.5倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第二催化材料的浓度大至少4倍或至少4.5倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第二催化材料的浓度大至少5倍或至少10倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的多个点处的体相第二催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个或多个点处的体相第二催化材料的浓度大至少1.1倍或1.3倍。
在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在内隔壁宽度周围的一个点处的体相第二催化材料的浓度大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的中心区域中的多个点处的体相第二催化材料浓度比在内隔壁宽度周围的一个或多个点处的体相第二催化材料的浓度大1.3倍至10倍。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第一催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第一催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。在一些实施方式中，在内隔壁的第一末端的第一表面上的一个点处的第一催化材料的量比在内隔壁的第二末端的第一表面上的一个点处的第一催化材料的量大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在内隔壁的第一末端的第一表面上的一个点处的第一催化材料的量比在内隔壁的第二末端的第一表面上的一个点处的第一催化材料的量大至少10倍。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着内隔壁的第一表面长度的第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面长度的第二催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第二催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第二催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。在一些实施方式中，在内隔壁的第一末端的第一表面上的一个点处的第二催化材料的量比在内隔壁的第二末端的第一表面上的一个点处的第二催化材料的量大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在内隔壁的第一末端的第一表面上的一个点处的第二催化材料的量比在内隔壁的第二末端的第一表面上的一个点处的第二催化材料的量大至少10倍。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第一催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第一催化材料更大的量，所述第二末端与第一末端相对。在一些实施方式中，在内隔壁的第一末端的第二表面上的一个点处的第一催化材料的量比在内隔壁的第二末端的第二表面上的一个点处的第一催化材料的量大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在内隔壁的第二末端的第二表面上的一个点处的第一催化材料的量比在内隔壁的第二末端的第二表面上的一个点处的第一催化材料的量大至少10倍。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度与沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流入口侧而第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着内隔壁的第二表面长度的第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第二催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第二催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第二催化材料的更高的量，所述第二末端与第一末端相对。在一些实施方式中，在内隔壁的第一末端的第二表面上的一个点处的第二催化材料的量比在内隔壁的第二末端的第二表面上的一个点处的第二催化材料的量大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在内隔壁的第二末端的第二表面上的一个点处的第二催化材料的量比在内隔壁的第二末端的第二表面上的一个点处的第二催化材料的量大至少10倍。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第二催化材料的梯度与沿着内隔壁的第一表面长度的第二催化材料的梯度是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含沿着至少一个内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的体相第一催化材料的浓度相比，在内隔壁的第一末端处的体相第一催化材料的更高的浓度，所述第二末端与第一末端相对。如本文所描述的，在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流入口侧，而第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧。
在一些实施方式中，在内隔壁的第一末端的一个点处的体相第一催化材料的浓度比在内隔壁的第二末端的一个点处的体相第一催化材料的浓度大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在内隔壁的第一末端的一个点处的体相第一催化材料的浓度比在内隔壁的第二末端的一个点处的体相第一催化材料的浓度大至少10倍。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体进一步包括沿着至少一个内隔壁长度的体相第二第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁长度的体相第二催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的体相第二催化材料的浓度相比，在内隔壁的第一末端处的体相第二催化材料的更高的浓度，所述第二末端与第一末端相对。
在一些实施方式中，在内隔壁的第一末端的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在内隔壁的第二末端的一个点处的体相第二催化材料的浓度大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在内隔壁的第一末端的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在内隔壁的第二末端的一个点处的体相第二催化材料的浓度大至少10倍。
在一些实施方式中，本文描述的结构性催化剂本体还包括包含针对内隔壁本文所描述的第一催化材料和/或第二催化材料的一个或多个梯度的至少一个另外的内隔壁。在一些实施方式中，所述至少一个另外的内隔壁包含第一表面和第二表面和沿着第一表面宽度的第一催化材料和/或第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，所述至少一个另外的内隔壁还包含沿着第二表面宽度的第一催化材料和/或第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着所述至少一个另外内隔壁的第一表面和/或第二表面宽度的第一催化材料和/或第二催化材料的梯度，具有与针对上述内隔壁所述相一致的一个或多个特性。
此外，在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁包含沿着所述另外的内隔壁宽度的体相第一催化材料和/或体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，所述至少一个另外的内隔壁包含沿着内隔壁长度的体相第一催化材料和/或第二催化材料的梯度。
在一些实施方式中，所述至少一个另外的内隔壁包含沿着第一表面和/或第二表面长度的第一催化材料和/或第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着所述至少一个另外的内隔壁的第一表面和/或第二表面长度的第一催化材料和/或第二催化材料的梯度，具有与针对上述内隔壁所述相一致的一个或多个特性。
在一些实施方式中，所述至少一个另外的内隔壁包含多个另外的内隔壁，使得超过约50%或超过约70%的结构性催化剂本体的内隔壁包含本文所描述的催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，超过约90%的结构性催化剂本体的内隔壁包含本文所描述的催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，超过约95%的结构性催化剂本体的内隔壁包含本文所描述的催化材料的一个或多个梯度。
图2示出根据本文所描述的一个实施方式的蜂巢状结构性催化剂本体。图2的结构性催化剂本体包含外周壁（10）和多个内隔壁（11），其中，一个或多个内隔壁（11）具有如本文所描述的第一和/或第二催化材料的一个或多个梯度。内隔壁（11）限定了纵向延伸通过蜂巢状结构性催化剂本体的多个流动通道或流动池（12）。
图3示出了根据本文所描述的一个实施方式的蜂巢状结构性催化剂本体的一部分的横截面。结构性催化剂本体的流动通道（12）由内隔壁（11）限定。内隔壁（11）以及它们与外周壁（10）的连接点用作相邻流动通道（12）的边界。内隔壁（11）包含第一表面（14）、第二表面（15）和桥接第一表面（14）和第二表面（15）的横截面区域（16）。第一表面（14）和/或第二表面（15）具有沿着本文所描述的第一表面和/或第二表面宽度的第一催化材料和/或第二催化材料的梯度。图3的实施方式中的内隔壁表面的宽度显示为（18）。由于图3中示出的蜂巢状结构性催化剂本体的流动通道（12）的横截面轮廓是正方形的，内隔壁（11）具有相等的或基本上相等的宽度（18）。
在一些实施方式中，流动通道的横截面轮廓可以是名义上多边形的，如三角形、正方形、矩形或六边形。在一些实施方式中，流动通道的横截面轮廓可以是圆形或椭圆形或与多边形和曲线形状的组合，例如环形扇区。此外，在一些实施方式中，催化本体的外周壁的外周的横截面轮廓可以是正方形、矩形、圆形、椭圆形、环形扇区如扇形区或四分之一圆、或便于给定应用的任何其他一个或多个几何形状。
图6示出了根据本文所描述的一个实施方式的波纹状结构性催化剂本体的部分的横截面。结构性催化剂本体（60）的流动通道（61）由内隔壁（62，63）限定。内隔壁（62，63）和它们彼此的接合点或交叉点用作相邻流动通道（61）的边界。如图6中所示，波纹状催化剂本体（60）包含具有如由A和C之间的距离定义的宽度的平坦的内隔壁（63）。波纹状催化剂本体还具有拥有由A和B之间的距离定义的宽度的弯曲的内隔壁（62）。内隔壁（62，63）包含第一表面（64）和第二表面（65）。第一表面（64）和/或第二表面（65）具有沿着如本文所描述的第一表面和/或第二表面宽度的第一催化材料和/或第二催化材料的梯度。此外，例如在点A、B和C处内隔壁（62）彼此的交叉点提供中心柱结构（66）。
在其中外周壁包含体相第一催化材料的一些实施方式中，与外周壁相比较，结构性催化剂本体的内隔壁包含更多的体相第一催化材料。在一些实施方式中，例如，在内隔壁的一个点处的体相第一催化材料的浓度比在外周壁中的一个点处的体相第一催化材料的浓度高约1.1至约10倍。
在其中外周壁还包含体相第二催化材料的一些实施方式中，与外周壁相比较，结构性催化剂本体的内隔壁包含更多的体相第二催化材料。在一些实施方式中，例如，在内隔壁的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在外周壁中的一个点处的体相第二催化材料的浓度高约1.1至约10倍。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含封闭结构，其中如以在封闭结构中板状催化剂元件或波纹状催化剂元件的排列形式布置内隔壁。
如在图3中所示，蜂巢的内隔壁（11）的交叉点形成中心柱结构（17）。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体的板状催化剂元件的间隔结构和/或壁的交叉点形成中心柱结构。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体的波纹状催化剂元件的交叉壁形成中心柱结构。
在一些实施方式中，结构性催化剂本体还包含在中心柱和连接至所述中心柱的至少一个内隔壁之间的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，例如，与中心柱相比较，至少一个内隔壁包含体相第一催化材料的更高浓度。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含在中心柱和连接到所述中心柱的多个内隔壁之间的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，与中心柱相比较，连接至中心柱的每个内隔壁包含体相第一催化材料的更高浓度。
在一些实施方式中，在内隔壁的一个点处的体相第一催化材料的浓度比中心柱中的一个点处的体相第一催化材料的浓度大至少1.1倍或1.3倍。在一些实施方式中，在内隔壁的一个点处的体相第一催化材料的浓度比中心柱中的一个点处的体相第一催化材料的浓度大至少1.5倍或2倍。在一些实施方式中，在内隔壁的一个点处的体相第一催化材料的浓度比中心柱中的一个点处的体相第一催化材料的浓度大至少3倍或至少3.5倍。在一些实施方式中，在内隔壁中的一个点处的体相第一催化材料的浓度比中心柱中的一个点处的体相第一催化材料的浓度大至少4倍或至少4.5倍。在一些实施方式中，在内隔壁中的一个点处的体相第一催化材料的浓度比在中心柱中的一个点处的体相第一催化材料的浓度大至少5倍或至少10倍。在一些实施方式中，在内隔壁中的多个点处的体相第一催化材料的浓度比在中心柱中的一个或多个点处的体相第一催化材料的浓度大至少1.1倍或1.3倍。
在一些实施方式中，在内隔壁的一个点处的体相第一催化材料的浓度比在中心柱中的一个点处的体相第一催化材料的浓度大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在内隔壁中的多个点处的体相第一催化材料的浓度比在中心柱中的一个或多个点处的体相第一催化材料的浓度大1.3倍至10倍。
在一些实施方式中，结构性催化剂本体还包含在中心柱和连接至所述中心柱的至少一个内隔壁之间的体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，例如，与中心柱相比较，至少一个内隔壁包含体相第二催化材料的更高浓度。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含在中心柱和连接到所述中心柱的多个内隔壁之间的体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，与中心柱相比较，连接至中心柱的每个内隔壁包含体相第二催化材料的更高浓度。
在一些实施方式中，在内隔壁的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在中心柱中的一个点处的体相第二催化材料的浓度大至少1.1倍或1.3倍。在一些实施方式中，在内隔壁的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在中心柱中的一个点处的体相第二催化材料的浓度大至少1.5倍或至少2倍。在一些实施方式中，在内隔壁中的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在中心柱中的一个点处的体相第二催化材料的浓度大至少3倍或至少3.5倍。在一些实施方式中，在内隔壁中的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在中心柱中的一个点处的体相第二催化材料的浓度大至少4倍或至少4.5倍。在一些实施方式中，在内隔壁中的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在中心柱中的一个点处的体相第二催化材料的浓度大至少5倍或至少10倍。在一些实施方式中，在内隔壁中的多个点处的体相第二催化材料的浓度比在中心柱中的一个或多个点处的体相第二催化材料的浓度大至少1.1倍或1.3倍。
在一些实施方式中，在内隔壁中的一个点处的体相第二催化材料的浓度比在中心柱中的一个点处的体相第二催化材料的浓度大1.3倍至10倍。在一些实施方式中，在内隔壁中的多个点处的体相第二催化材料的浓度比在中心柱中的一个或多个点处的体相第二催化材料的浓度大1.3倍至10倍。
本文所描述的实施方式考虑具有第一催化材料和/或第二催化材料的上述梯度的任何组合的结构性催化剂本体。在一些实施方式中，例如，本文所描述的结构性催化剂可以具有如在图5的表I中提供的第一催化材料和/或第二催化材料的梯度的任何组合。
在一些实施方式中，本文描述的结构性催化剂本体的外周壁和内隔壁由支持材料形成，例如包括难熔性金属氧化物组合物的无机氧化物组合物。在一些实施方式中，无机氧化物组合物包含二氧化钛（TiO2）、氧化铝（A12O3）、氧化锆（ZrO2）、二氧化硅（SiO2）、硅酸盐或它们的混合物。在一些实施方式中，化学组合物包含范围从约70重量%至100重量%的量的TiO2、A12O3、ZrO2或SiO2、或它们的混合物的无机氧化物组合物。在一些实施方式中，无机氧化物组合物被烧结或另外地热处理以增加结构性催化剂本体的机械完整性。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体的外周壁和内隔壁由包含催化材料的组合物形成。在一些实施方式中，结构性催化剂本体的外周壁和内隔壁由包含按重量计50-99.99%的无机氧化物组合物和按重量计至少0.01%的催化活性金属官能团的化学组合物形成。在一些实施方式中，催化活性金属官能团可以包含本文所描述的任何催化材料。在一些实施方式中，在美国专利7,807,110、7,776,786和7,658,898中描述了包括由包含催化材料的组合物形成的外周壁和内隔壁的结构性催化剂本体，其全部内容通过引用结合在此。在一些实施方式中，催化活性金属官能团分散在整个化学组合物中。在一些实施方式中，催化活性金属官能团均匀地或者基本上均匀地分散在整个化学组合物中。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含原始的结构催化剂本体。在一些实施方式中，原始的结构性催化剂本体尚未被使用或预前安装在催化反应器中用于在流体流中进行催化反应。
在一些实施方式中，描述的结构性催化剂本体是使用过的或再生的。在一些实施方式中，使用过的结构性催化剂本体已预先安装在催化反应器中用于在流体流中进行催化反应。
在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体的梯度的催化材料包含一种或多种过渡金属。在一些实施方式中，催化材料的过渡金属包含钒、钨、钼、铂、钯、钌、铑、铼、铁、金、银、铜或镍或它们的合金或氧化物。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体的梯度的一种或多种催化材料适合SCR应用和过程。在一些实施方式中，例如，催化材料包含V2O5、WO3或MoO3或它们的混合物。
在一些实施方式中，本文所描述的第一催化材料包含选自由以下组成的组中的过渡金属：钒、钨、钼、铂、钯、钌、铑、铼、铁、金、银、铜和镍以及它们的合金和氧化物。在一些实施方式中，例如，第一催化材料是V2O5、WO3或MoO3。此外，在一些实施方式中，本文所描述的第二催化材料包含选自由以下组成的组中的过渡金属：钒、钨、钼、铂、钯、钌、铑、铼、铁、金、银、铜和镍以及它们的合金和氧化物。在一些实施方式中，例如，第二催化材料是V2O5、WO3或MoO3。在一些实施方式中，本文所描述的至少一种另外的催化材料包含选自由以下组成的组中的过渡金属：钒、钨、钼、铂、钯、钌、铑、铼、铁、金、银、铜和镍以及它们的合金和氧化物。在一些实施方式中，例如，至少一种另外的催化材料是V2O5、WO3或MoO3。
本文所描述的结构性催化剂本体可以具有并非与本发明的目标不一致的任何尺寸和机械性能。在一些实施方式中，结构性催化剂本体具有适合使用在SCR应用和过程中的尺寸和机械性质。在一些实施方式中，例如，结构性催化剂本体可以具有与美国专利7,807,110、7,776,786和7,658,898中描述的结构性催化剂本体一致的一个或多个性质。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含板状催化剂本体或波纹状催化剂本体。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体可以包含一个或多个板状催化剂元件或波纹状催化剂元件。
另一方面，本文描述了一种催化剂模块，包含框架和设置在所述框架中的多个结构性催化剂本体，所述结构性催化剂本体包含沿着如本文所描述的至少一个内隔壁的表面宽度的第一催化材料的梯度，其中模块的催化剂本体的催化活性是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的催化活性变化小于约20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的催化活性变化小于10%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的催化活性变化小于5%。在一些实施方式中，催化活性包含氮氧化物的选择性催化还原、汞的氧化或氨的氧化或它们的组合。
在一些实施方式中，模块的催化剂本体的二氧化硫氧化活性是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于40%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于10%。
此外，在一些实施方式中，模块的催化剂本体包含除了沿着至少一个内隔壁表面宽度的第一催化材料的梯度之外本文所述的一个或多个催化梯度。在一些实施方式中，例如，模块的催化剂本体还包含沿着如本文所描述的至少一个内隔部分的宽度和/或长度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，模块的催化剂本体可以具有在图5的表I中提供的梯度的任何组合。
另一方面，本文描述了催化反应器的至少一个催化剂层，所述催化剂层包含多个结构性催化剂本体，所述结构性催化剂本体包含沿着如本文所描述的至少一个内隔壁的表面宽度的第一催化材料的梯度，其中催化剂层的结构性催化剂本体的催化活性是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的催化活性变化小于约20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的催化活性变化小于约10%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的催化活性变化小于约5%。在一些实施方式中，催化活性包含氮氧化物的选择性催化还原、汞的氧化或氨的氧化或它们的组合。
在一些实施方式中，催化剂层的催化剂本体的二氧化硫的氧化活性是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于40%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，催化剂层的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于10%。
在一些实施方式中，催化剂层的催化剂本体包含除了沿着至少一个内隔壁表面宽度的第一催化材料的梯度之外本文所描述的一个或多个催化梯度。在一些实施方式中，例如，催化剂层的催化剂本体还包含沿着如本文所描述的至少一个内隔部分的宽度和/或长度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，催化剂层的催化剂本体可以具有在图5的表I中提供的梯度的任何组合。
在一些实施方式中，将催化剂层的催化剂本体设置在一个或多个模块中。
另一方面，提供了生产本文所描述的结构性催化剂本体的方法。在一些实施方式中，产生结构性催化剂本体的方法包含：提供包括包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的至少一个内隔壁的催化剂载体，用包含第一催化材料的溶液浸渍所述至少一个内隔壁并以建立沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度的方式干燥所述至少一个内隔壁。在一些实施方式中，在第一表面宽度的周围第一催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第一表面宽度的中心区域第一催化材料的量的梯度增加。
在一些实施方式中，沿着第二表面宽度还建立第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第二表面宽度的周围第一催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的中心区域第一催化材料的量的梯度增加。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的第一催化材料的梯度曲线与沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，以建立沿着内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度的方式干燥结构性催化剂载体的至少一个内隔壁。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的周围体相第一催化材料的浓度梯度降低。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的中心区域体相第一催化材料的浓度增加。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称的或基本上对称的曲线。
在一些实施方式中，以建立沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化剂材料的梯度的方式干燥结构性催化剂载体的至少一个内隔壁。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第一催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处第一催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度还建立第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第一催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处第一催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度曲线与沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流入口侧而第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧。可选地，在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的出口侧，而第二末端对应于流体流入口侧。
在一些实施方式中，以建立沿着内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度的方式干燥本文所描述的结构性催化剂本体的至少一个内隔壁。在一些实施方式中，沿着内隔壁长度的第一本体催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的体相第一催化材料的浓度相比，在内隔壁的第一末端处体相第一催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。
在本文所描述方法的一些实施方式中，结构性催化剂本体包含多个内隔壁，使得用包含第一催化材料的溶液浸渍内隔壁，并以建立沿着内隔壁的一个或多个表面的宽度和/或长度的第一催化材料的梯度的方式进行干燥。在一些实施方式中，以建立沿着内隔壁的宽度和/或长度的体相第一催化材料的梯度的方式干燥内隔壁。
在一些实施方式中，根据本文所描述方法产生的结构性催化剂本体的内隔壁相交从而形成一个或多个中心柱。在一些实施方式中，用包含第一催化材料的溶液浸渍至少一个中心柱，并以建立在所述中心柱和至少一个内隔壁之间的体相第一催化材料的梯度的方式进行干燥。在一些实施方式中，例如，与中心柱相比较，至少一个内隔壁包含体相第一催化材料的更高浓度。在一些实施方式中，与中心柱相比较，连接到中心柱的每个内隔壁包含体相第一催化材料的更高浓度。
在本文所描述方法的一些实施方式中，浸渍溶液还包含第二催化材料。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度建立本体金属或金属氧化物第二催化材料的梯度。可选地，在一些实施方式中，包含本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度的结构性催化剂本体的至少一个内隔壁进一步用包含金属或金属氧化物第二催化材料的溶液浸渍并以建立沿着内隔壁的第一表面和/或第二表面宽度的金属或金属氧化物第二催化材料的梯度的方式进行干燥。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度建立本体金属或金属氧化物第二催化材料的梯度。
在一些实施方式中，在第一表面宽度的周围第二催化材料的量的梯度降低。在一些实施方式中，沿着第一表面宽度的中心区域第二催化材料的量的梯度增加。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面宽度还建立第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第二表面宽度的周围第二催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的中心区域第二催化材料的量的梯度增加。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的第二催化材料的梯度曲线与沿着第一表面宽度的第二催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面长度还建立第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面的第二催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第二催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第二催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。
在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度还建立第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第二催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第二催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第二催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第二催化材料的梯度曲线与沿着内隔壁的第一表面长度的第二催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。
在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度还建立体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的周围体相第二催化材料的浓度梯度降低。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的中心区域体相第二催化材料的浓度增加。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的体相第二催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称的或基本上对称的曲线。
在一些实施方式中，干燥本文所描述的结构性催化剂本体的至少一个内隔壁还建立沿着内隔壁长度的体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁长度的体相第二催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的体相第二催化材料的浓度相比，在内隔壁的第一末端处体相第二催化材料的更大浓度，所述第二末端与第一末端相对。
此外，在本文所描述方法的一些实施方式中，沿着结构性催化剂本体的多个内隔壁的一个或多个表面的宽度和/或长度还建立第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着结构性催化剂本体的多个内隔壁的宽度和/或长度还建立体相第二催化材料的梯度。
在一些实施方式中，用另外包含第二催化材料的溶液浸渍结构性催化剂本体的至少一个中心柱，并且干燥结构性催化剂本体还建立在中心柱和形成所述中心柱的至少一个内隔壁之间的体相第二催化材料的梯度。在一些实施方式中，例如，与中心柱相比较，至少一个内隔壁包含体相第二催化材料的更高浓度。在一些实施方式中，与中心柱相比较，形成中心柱的每个内隔壁包含体相第二催化材料的更高浓度。
此外，在一些实施方式中，用第二催化材料浸渍本文所描述的结构性催化剂本体的外周壁。在其中外周壁包含体相第二催化剂材料的一些实施方式中，与外周壁相比较，结构性催化剂本体的内隔壁包含体相第二催化材料的更高浓度。
在一些实施方式中，根据本文所描述方法生产的结构性催化剂本体的梯度的第一和/或第二催化材料包含一种或多种过渡金属。在一些实施方式中，第一和/或第二催化材料的过渡金属包含钒、钨、钼、铂、钯、钌、铑、铼、铁、金、银、铜或镍或它们的合金或氧化物。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体的梯度的第一和/或第二催化材料适合于SCR应用和过程。在一些实施方式中，例如，第一和/或第二催化材料包含V2O5、WO3或MoO3或它们的混合物。在一些实施方式中，第一和/或第二催化材料包含用于形成适用于SCR应用的催化材料的一种或多种前体。在一些实施方式中，例如，第一和/或第二催化材料包含用于形成V2O5、WO3或MoO3或它们的混合物的一种或多种前体。
在一些实施方式中，干燥结构化催化剂载体的内隔壁和/或中心柱包含在足以建立本文所描述的第一催化材料和/或第二催化材料的一个或多个梯度的速率和/或温度下使气体流过内隔壁和/或中心柱的表面。使气体流过内隔壁和/或中心柱的表面以建立本文所描述的第一催化材料和/或第二催化材料的一个或多个梯度能够以并非与本发明的目标不一致的任何方式来进行。在一些实施方式中，气体以均匀的或基本上均匀的方式流过全部的或基本上全部的结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱。
此外，在一些实施方式中，本文所描述方法的浸渍溶液还包含至少一种另外的催化材料。在这类实施方式中，干燥结构性催化剂本体可以提供与本文所描述的第一和/或第二催化材料的任何梯度一致的具有在结构性催化剂本体上的结构和/或位置的另外的催化材料的一个或多个梯度。
在一些实施方式中，结构性催化剂载体是原始的。在一些实施方式中，原始的结构性催化剂载体尚未被使用或预先安装到催化反应器中用于在流体流中进行催化反应。
在一些实施方式中，结构性催化剂载体是使用过的。在一些实施方式中，使用过的结构性催化剂载体已预先安装在催化反应器中用于在流体流中进行催化反应。在一些实施方式中，使用过的催化剂载体是需要再生的结构性催化剂本体的一部分。
在一些实施方式中，原始的或使用过的结构性催化剂载体包含蜂巢状结构性载体、板状结构性载体或波纹状结构性载体。
在本文所描述方法的一些实施方式中，包含多个内隔壁的结构性催化剂载体被设置在催化剂模块的框架中。在这类实施方式中，包含结构性催化剂载体的催化剂模块可以浸渍在催化材料的溶液中从而用催化材料浸渍结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱。
在一些实施方式中，将用第一催化材料的溶液浸渍的结构性催化剂载体干燥同时保留催化剂模块的框架以建立本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，浸渍溶液还包含第二催化材料，其中干燥结构性催化剂载体同时保留在催化剂模块的框架中还建立了如本文所描述的第二催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，例如，气体在足以建立本文所描述的第一和/或第二催化材料的一个或多个梯度的速率和/或温度下流动通过模块并流过结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱的表面。在一些实施方式中，气体均匀地或基本上均匀地流过设置在模块框架中的结构性催化剂载体使得所得到的结构性催化剂本体的催化活性横过模块是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块中的催化剂本体之间的催化活性变化小于约20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块中的催化剂本体之间的催化活性变化小于10%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块中的催化剂本体之间的催化活性变化小于5%。在一些实施方式中，催化活性包含氮氧化物的选择性催化还原、汞的氧化或氨的氧化或它们的组合。
在一些实施方式中，模块的催化剂本体的二氧化硫氧化活性横过模块是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于40%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于10%。
在一些实施方式中，根据上述方法生产的第一和/或第二催化材料的梯度可以具有针对第一和/或第二催化材料的梯度本文所描述的任何结构性和/或组成性特性。在一些实施方式中，例如，根据本文所描述的一个或多个方法生产的结构性催化剂可以具有如在图5的表I中提供的第一催化材料和/或第二催化材料的梯度的任何组合。
在本文描述方法的一些实施方式中，结构性催化剂载体被浸入（immerse）或浸渍（dip）催化材料的溶液中从而用催化材料的溶液浸渍内隔壁和/或中心柱。在一些实施方式中，溶液的催化材料包含一种或多种过渡金属。在一些实施方式中，过渡金属包含钒、钨、钼、铂、钯、钌、铑、铼、铁、金、银、铜或镍或它们的合金或氧化物。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体的梯度的一种或多种催化材料适合SCR应用和过程。在一些实施方式中，例如，催化材料包含V2O5、WO3或MoO3或它们的混合物。
在一些实施方式中，本文所描述的溶液的第一催化材料包含选自由以下组成的组中的过渡金属：钒、钨、钼、铂、钯、钌、铑、铼、铁、金、银、铜、和镍以及它们的合金和氧化物。此外，在一些实施方式中，本文所描述的溶液的第二催化材料包含选自由以下组成的组中的过渡金属：钒、钨、钼、铂、钯、钌、铑、铼、铁、金、银、铜、和镍以及它们的合金和氧化物。在一些实施方式中，本文所描述的溶液的至少一种另外的催化材料包含选自由以下组成的组中的过渡金属：钒、钨、钼、铂、钯、钌、铑、铼、铁、金、银、铜、和镍以及它们的合金和氧化物。
在一些实施方式中，例如，水溶液包含钒盐的第一催化材料，如氧钒盐，包含草酸氧钒、硫酸氧钒或偏钒酸铵或它们的混合物。在一些实施方式中，水溶液还包含钨盐的第二催化材料，如钨酸盐，包含偏钨酸铵。在一些实施方式中，水溶液进一步包含钼盐的至少一种另外的催化材料，如钼酸铵、钼酸钠、或它们的混合物。
催化材料能够以并非与本发明的目标不一致的任何量存在于用于浸渍催化剂载体的溶液中。
在一些实施方式中，结构性催化剂载体浸渍在第一，第二和/或另外的催化材料的溶液中持续并非与本发明的目标不一致的任何所需的时间量。在一些实施方式中，结构性催化剂载体浸渍在催化材料的溶液中持续至少约5秒的时间。在一些实施方式中，结构性催化剂载体浸渍在催化材料的溶液中持续至少约10秒或至少约30秒的时间。在一些实施方式中，结构性催化剂载体浸渍在催化材料的溶液中持续至少约1分钟的时间。在一些实施方式中，结构性催化剂载体浸渍在催化材料的溶液中持续至少约5分钟或至少约10分钟的时间。在一些实施方式中，结构性催化剂载体浸渍在催化材料的溶液中持续范围从约1分钟至约15分钟的时间。
在一些实施方式中，在将结构性催化剂本体浸渍在催化材料的溶液中之前或之后，不使用封闭流体或具有抑制或促进催化材料的溶液浸渍到内隔壁和/或中心柱中能力的其他试剂处理结构性催化剂载体的孔表面和/或其他表面。
在一些实施方式中，结构性催化剂载体完全浸渍在催化材料的溶液中。在一些实施方式中，催化剂载体仅部分地浸渍在催化材料的溶液中。
此外，在本文所描述方法的一些实施方式中，包含多个内隔壁的结构性催化剂载体被设置在催化剂模块的框架中。在这类实施方式中，包含结构性催化剂载体的催化剂模块可以浸渍在第一、第二和/或另外的催化材料的溶液中从而用催化材料浸渍结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱。
干燥结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱以建立本文所描述的第一、第二和/或另外的催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，干燥结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱包含在足以建立本文所描述的催化材料的一个或多个梯度的速率和/或温度下使气体流过内隔壁和/或中心柱的表面。
在干燥过程中流过结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱表面的气体可以具有与建立本文所描述的催化材料的一个或多个梯度相一致的任何所需的流速。在一些实施方式中，气体具有根据列于表I中的任何范围的流速。
表I
Figure BDA00003027969800391
此外，在干燥过程中流过结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱表面的气体可以具有与建立本文所描述的催化材料的一个或多个梯度相一致的任何所需的温度。在一些实施方式中，气体被加热到至少约140°C的温度。在一些实施方式中，气体被加热到至少约160°C的温度。在一些实施方式中，气体被加热到范围从约100°C至约350°C的温度。在一些实施方式中，气体被加热到高于350°C的温度。
在一些实施方式中，气体的流速和气体的温度可以相互地或独立地调节从而在生产结构性催化剂本体中产生沿着结构性催化剂载体的内隔壁宽度不同程度的催化材料的梯度。
适合流过一个或多个内隔壁表面的气体可以包含并非与建立本文所描述的催化材料的一个或多个梯度不一致的任何气体。在一些实施方式中，气体包含空气。在一些实施方式中，气体包含氮气或氩气。在一些实施方式中，气体包含燃烧烟气。在一些实施方式中，在建立一个或多个催化材料的梯度后，煅烧本文所描述的结构性催化剂本体。
结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱可以暴露于流动气体持续与建立本文所描述的催化材料的一个或多个梯度相一致的任何需要的时间。在一些实施方式中，内隔壁和/或中心柱暴露于流动气体中持续范围从约1分钟至约1.5小时的时间。在一些实施方式中，内隔壁和/或中心柱暴露于流动气体中持续范围从约5分钟至约45分钟的时间。在一些实施方式中，内隔壁和/或中心柱暴露于流动气体中持续范围从约10分钟至约30分钟的时间。
本文所描述的使气体流过内隔壁和/或中心柱的表面以建立催化材料的一个或多个梯度能够以并非与本发明的目标不一致的任何方式实施。在一些实施方式中，气体以均匀的或基本上均匀的方式流过全部的或基本上全部的结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱。在一些实施方式中，例如，将导管结合到催化剂载体的开口面，气体流动通过导管并通过结构性催化剂载体的流体通路，从而均匀地或基本上均匀地流过内隔壁和/或中心柱。在一些实施方式中，导管被密封至结构性催化剂载体的开口面或防止或抑制沿着结构性催化剂载体的外表面的空气流。
在一些实施方式中，在催化剂载体开口面的前面设置扩散器用来在干燥过程中协助提供气体均匀地或基本上均匀地流过结构性催化剂本体。在一些实施方式中，扩散器可以包含多孔板。此外，在一些实施方式中，扩散器可以单独使用或与导管联合使用。
在一些实施方式中，将用第一、第二和/或另外的催化材料的溶液浸渍的结构性催化剂载体干燥同时保留催化剂模块的框架用来建立本文所描述的催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，例如，在足以建立本文所描述的催化材料的一个或多个梯度的速率和/或温度下使气体流动通过模块并流过结构性催化剂载体的内隔壁和/或中心柱的表面。
在一些实施方式中，气体均匀地或基本上均匀地流过设置在模块框架中的结构性催化剂载体使得所得到的结构性催化剂本体的催化活性横过模块是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块中的催化剂本体之间的催化活性变化小于约20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的催化活性变化小于10%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的催化活性变化小于5%。在一些实施方式中，催化活性包含氮氧化物的选择性催化还原、汞的氧化或氨的氧化或它们的组合。
在一些实施方式中，模块的催化剂本体的二氧化硫氧化活性横过模块是基本上均匀的。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于40%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于20%。在一些实施方式中，由于基本上均匀，模块的催化剂本体之间的二氧化硫氧化活性变化小于10%。
在一些实施方式中，将导管结合到模块的开口面并且使气体流动通过导管并通过模块中的结构性催化剂载体。在一些实施方式中，导管被密封至模块的开口面上，以防止或抑制沿着模块的外表面的空气流。
在一些实施方式中，在催化剂模块的开口面的前面设置扩散器用来在干燥过程中协助提供气体均匀地或基本上均匀地流动通过结构性催化剂本体。在一些实施方式中，扩散器可以包含多孔板。此外，在一些实施方式中，扩散器可以单独使用或与导管联合使用。
另一方面，本文描述了处理流体流如烟道气或燃烧气体流的方法。在一些实施方式中，处理流体流的方法包含：提供包括包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的至少一个内隔壁的结构性催化剂本体，内隔壁具有沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度；使流体流通过结构性催化剂本体并催化反应流体流中的至少一种化学物质。在一些实施方式中，流体流流动通过结构性催化剂本体的一个或多个流动通道。
在一些实施方式中，催化反应流体流中的至少一种化学物质包含催化还原流体流中的氮氧化物。在一些实施方式中，催化反应流体流中的至少一种化学物质包含氧化流体流中的氨和/或汞。
在处理流体流方法的一些实施方式中，流体流中二氧化硫氧化成三氧化硫被减少。在一个实施方式中，例如，在通过本文所描述的结构性催化剂本体选择性催化还原流体流中的氮氧化物的过程中二氧化硫的氧化被减少。
在一些实施方式中，处理流体流方法的催化剂本体包括除了沿着至少一个内隔壁表面宽度的第一催化材料的梯度之外本文所描述的一个或多个催化梯度。在一些实施方式中，例如，催化剂本体还包含如本文所描述的沿着至少一个内隔部分的宽度和/或长度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，本文所描述方法的催化剂本体可以具有在图5的表I中提供的梯度的任何组合。
在一些实施方式中，催化剂本体是包含本文所描述的多个催化剂本体的模块的一部分，其中流体流传递到模块中并通过催化剂本体。在一些实施方式中，模块是催化反应器的催化层的一部分。
结构性催化剂本体的这些和其他实施方式由下面非限制性实例进一步说明。
实施例1
结构性催化剂本体
通过将TiO2粉末与填充剂、粘合剂、挤出助剂和润滑剂混合来提供挤出组合物。挤出组合物基本上不含有钒（<0.10%V2O5）。挤出组合物包含≤1.80%WO3的钨含量。将挤出组合物挤出以提供包含外周壁和多个内隔壁的结构性催化剂载体。内隔壁限定了结构性催化剂载体的多个流动通道，流动通道具有正方形横截面轮廓。挤出的催化剂载体被干燥和煅烧。结构性催化剂载体的孔隙率通过水吸收试验测定。
通过将草酸氧钒溶液和偏钨酸铵粉末加入去离子水的容器中来提供钒第一催化材料和钨第二催化材料的溶液。如本领域技术人员理解的，根据结构性催化剂载体的所需体相化学（bulk chemistry）和孔隙率来决定添加的草酸氧钒和偏钨酸铵的量。催化材料的溶液浓度通过X-射线荧光（XRF）确定。将结构性催化剂本体浸渍在催化材料溶液中持续三分钟并随后移除。
使用热空气鼓风机来干燥用钒第一催化材料和钨第二催化材料浸渍的结构性催化剂载体。以一种方式包裹和密封结构性催化剂本体使得从鼓风机接收的加热空气以基本上均匀的方式流动穿过流动通路以及流过内隔壁。如本文所描述的，可以将导管密封至结构性催化剂本体的表面用于递送加热的空气。以20°C/min的速率将来自鼓风机的空气加热至160°C的设定点温度并保持30分钟以干燥结构性催化剂本体。然后将空气温度以20°C/min的速率升高至350°C以进行结构性催化剂本体的15分钟煅烧。得到的结构性催化剂本体显示了与图1中所示相一致的第一（V2O5）和第二（WO3）催化材料的梯度。
此外，针对氮氧化物的选择性催化还原和二氧化硫氧化测定了根据本实施例生产的结构性催化剂本体的催化活性。将结构性催化剂本体的催化活性与缺乏沿着内隔壁宽度的第一和第二催化材料的梯度的现有结构性催化剂本体进行比较。图4示出催化活性测试的结果。如在图4中所示，与现有催化剂本体（B）相比较，针对每单位二氧化硫氧化的氮氧化物选择性还原，本实施例的结构性催化剂本体（A）表现出显著更高的速率。
已经描述了本发明的各种实施方式用于实施本发明的各种目标。应当理解的是这些实施方式仅仅是本发明原理的说明。本领域技术人员应当容易清楚它们的许多修改和改编，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (69)

1.一种结构性催化剂本体，包括：
包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的至少一个内隔壁，所述内隔壁具有沿着所述第一表面宽度第一催化材料的梯度。
2.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第一表面宽度的周围所述第一催化材料的量的梯度减少。
3.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量的梯度增加。
4.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体，其中，所述第一催化材料的梯度具有关于曲线的中点基本对称的曲线。
5.根据权利要求3所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第一表面宽度的中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处的所述第一催化材料的量高至少1.3倍。
6.根据权利要求3所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第一表面宽度的中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少2倍。
7.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体，其中，所述结构性催化剂本体还包含沿着所述第二表面宽度所述第一催化材料的梯度。
8.根据权利要求7所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第二表面宽度的周围所述第一催化材料的量的梯度减少。
9.根据权利要求7所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述第二表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量的梯度增加。
10.根据权利要求7所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述第二表面所述第一催化材料的梯度与沿着所述第一表面所述第一催化材料的梯度基本对称。
11.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述第一表面宽度第二催化材料的梯度。
12.根据权利要求11所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第一表面宽度的周围所述第二催化材料的量的梯度减少。
13.根据权利要求11所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第二催化材料的量的梯度增加。
14.根据权利要求13所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第一表面宽度的中心区域点处所述第二催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第二催化材料的量高至少1.3倍。
15.根据权利要求11所述的结构性催化剂本体，其中，所述结构性催化剂本体还包含沿着所述第二表面宽度所述第二催化材料的梯度。
16.根据权利要求15所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述第二表面宽度的中心区域所述第二催化材料的量的梯度增加。
17.根据权利要求16所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第二表面宽度的中心区域点处所述第二催化材料的量比在所述第二表面宽度的周围点处所述第二催化材料的量高至少1.3倍。
18.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述第一表面长度所述第一催化材料的梯度，其中，与在所述结构性催化剂本体的第二末端处所述第一催化材料的量相比，在所述结构性催化剂本体的第一末端处存在所述第一催化材料的更大的量，所述第二末端与所述第一末端相对。
19.根据权利要求18所述的结构性催化剂本体，其中，所述第一末端对应于所述结构性催化剂本体的流体流入口侧。
20.根据权利要求18所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述第一表面长度所述第二催化材料的梯度，其中，与在所述结构性催化剂本体的第二末端处所述第二催化材料的量相比，在所述结构性催化剂本体的第一末端处存在所述第二催化材料的更大的量。
21.根据权利要求18所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述第二表面长度所述第一催化材料的梯度，其中，与在所述结构性催化剂本体的第二末端处所述第一催化材料的量相比，在所述结构性催化剂本体的第一末端处存在所述第一催化材料的更大的量。
22.根据权利要求21所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述第二表面长度所述第二催化材料的梯度，其中，与在所述结构性催化剂本体的第二末端处所述第二催化材料的量相比，在所述结构性催化剂本体的第一末端处存在所述第二催化材料的更大的量。
23.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体，还包括包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的多个另外的内隔壁，所述另外的内隔壁具有沿着所述第一表面宽度所述第一催化材料的梯度，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量增加，其中在所述中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少1.3倍。
24.根据权利要求23所述的结构性催化剂本体，其中，超过50%的所述结构性催化剂本体的内隔壁包含沿着所述第一表面宽度所述第一催化材料的梯度。
25.根据权利要求23所述的结构性催化剂本体，其中，超过90%的所述结构性催化剂本体的内隔壁包含沿着所述第一表面宽度所述第一催化材料的梯度。
26.根据权利要求24所述的结构性催化剂本体，其中，所述第一催化材料可操作地用于选择性催化还原氮氧化物。
27.根据权利要求24所述的结构性催化剂本体，其中，所述第一催化材料选自由V2O5、WO3、MoO3和Ru组成的组。
28.根据权利要求11所述的结构性催化剂本体，还包括包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的多个另外的内隔壁，所述另外的内隔壁具有沿着所述第一表面宽度所述第二催化材料的梯度，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第二催化材料的量增加，其中在所述中心区域点处所述第二催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第二催化材料的量高至少1.3倍。
29.根据权利要求28所述的结构性催化剂本体，其中，所述第二催化材料可操作地用于选择性催化还原氮氧化物。
30.根据权利要求28所述的结构性催化剂本体，其中，所述第二催化材料选自由V2O5、WO3、MoO3和Ru组成的组中。
31.一种结构性催化剂本体，包括：
至少一个内隔壁，包含沿着所述内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度。
32.根据权利要求31所述的结构性催化剂本体，其中，在所述内隔壁宽度的周围所述体相第一催化材料的浓度梯度减少。
33.根据权利要求31所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述内隔壁宽度的中心区域所述体相第一催化材料的浓度梯度增加。
34.根据权利要求31所述的结构性催化剂本体，其中，所述体相第一催化材料的梯度具有关于曲线中点基本对称的曲线。
35.根据权利要求33所述的结构性催化剂本体，其中，在所述内隔壁宽度的中心区域点处所述体相第一催化材料的浓度比在所述第一表面宽度的周围点处所述体相第一催化材料的浓度高至少1.3倍。
36.根据权利要求33所述的结构性催化剂本体，其中，在所述内隔壁宽度的中心区域点处所述体相第一催化材料的浓度比在所述第一表面宽度的周围点处所述体相第一催化材料的浓度高至少2倍。
37.根据权利要求31所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述内隔壁宽度所述体相第二催化材料的梯度。
38.根据权利要求37所述的结构性催化剂本体，其中，在所述内隔壁宽度的周围所述体相第二催化材料的浓度梯度减少。
39.根据权利要求37所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述内隔壁宽度的中心区域所述体相第二催化材料的浓度梯度增加。
40.根据权利要求31所述的结构性催化剂本体，还包括含有沿着所述内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度的多个另外的内隔壁，沿着所述内隔壁宽度的中心区域所述体相第一催化材料的浓度增加，其中在所述中心区域点处所述体相第一催化材料的浓度比在所述内隔壁宽度的周围点处所述体相第一催化材料的浓度高至少1.3倍。
41.根据权利要求40所述的结构性催化剂本体，其中，所述体相第一催化材料可操作地用于选择性催化还原氮氧化物。
42.根据权利要求40所述的结构性催化剂本体，其中，所述体相第一催化材料选自由V2O5、WO3、MoO3和Ru组成的组中。
43.根据权利要求40所述的结构性催化剂本体，还包含沿着所述内隔壁宽度的体相第二催化材料的梯度，沿着所述内隔壁宽度的中心区域所述体相第二催化材料的浓度增加，其中在所述中心区域点处所述体相第二催化材料的浓度比在所述内隔壁宽度的周围点处所述体相第二催化材料的浓度高至少1.3倍。
44.根据权利要求43所述的结构性催化剂本体，其中，所述体相第二催化材料可操作地用于选择性催化还原氮氧化物。
45.根据权利要求43所述的结构性催化剂本体，其中，所述体相第二催化材料选自由V2O5、WO3、MoO3和Ru组成的组中。
46.根据权利要求40所述的结构性催化剂本体，其中，超过50%的所述结构性催化剂本体的内隔壁包含所述体相第一催化材料的梯度。
47.根据权利要求40所述的结构性催化剂本体，其中，超过90%的所述结构性催化剂本体的内隔壁包含所述体相第一催化材料的梯度。
48.一种结构性催化剂本体，包括：
相互交叉以形成多个中心柱的多个内隔壁，其中所述中心柱中的至少一个包含比形成所述中心柱的每个所述内隔壁的体相第一催化材料的浓度低至少1.3倍的体相第一催化材料的浓度。
49.根据权利要求48所述的结构性催化剂本体，其中，超过50%的所述中心柱包含比形成所述中心柱的每个所述内隔壁的体相第一催化材料的浓度低至少1.3倍的体相第一催化材料的浓度。
50.根据权利要求48所述的结构性催化剂本体，其中，所述中心柱中的至少一个包含比形成所述中心柱的每个所述内隔壁的体相第二催化材料的浓度低至少1.3倍的体相第二催化材料的浓度。
51.根据权利要求50所述的结构性催化剂本体，其中，超过50%的所述中心柱包含比形成所述中心柱的每个所述内隔壁的体相第二催化材料的浓度低至少1.3倍的体相第二催化材料的浓度。
52.一种催化剂模块，包含：
一种框架；以及
布置在所述框架中的多个结构性催化剂本体，所述结构性催化剂本体包含多个内隔壁，所述内隔壁包含沿着所述内隔壁的第一表面宽度第一催化材料的梯度，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量增加，其中在所述中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少1.3倍。
53.根据权利要求52所述的催化剂模块，其中，超过50%的所述结构性催化剂本体的内隔壁包含所述第一催化材料的梯度。
54.根据权利要求52所述的催化剂模块，其中所述内隔壁还包含沿着所述第一表面宽度第二催化材料的梯度。
55.根据权利要求52所述的催化剂模块，其中，所述催化剂本体之间的催化活性是基本均匀的。
56.根据权利要求52所述的催化剂模块，其中，所述模块的催化剂本体之间的催化活性改变少于10%。
57.根据权利要求52所述的催化剂模块，其中，所述模块的催化剂本体之间的二氧化硫活性是基本均匀的。
58.根据权利要求52所述的催化剂模块，其中，所述模块的催化剂本体之间的二氧化硫活性改变小于20%。
59.一种催化剂层，包含：
多个结构性催化剂本体，所述结构性催化剂本体包含多个内隔壁，所述内隔壁包含沿着所述内隔壁的第一表面宽度第一催化材料的梯度，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量增加，其中在所述中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少1.3倍。
60.根据权利要求59所述的催化剂层，其中，超过50%的所述结构性催化剂本体的内隔壁包含所述第一催化材料的梯度。
61.根据权利要求59所述的催化剂层，其中，所述内隔壁还包含沿着所述第一表面宽度所述第二催化材料的梯度。
62.根据权利要求59所述的催化剂层，其中，所述催化剂本体之间的催化活性是基本均匀的。
63.根据权利要求58所述的催化剂层，其中，所述层的催化剂本体之间的催化活性改变小于10%。
64.根据权利要求59所述的催化剂层，其中，所述层的催化剂本体之间的二氧化硫活性是基本均匀的。
65.根据权利要求59所述的催化剂模块，其中，所述催化剂层的催化剂本体之间的二氧化硫活性改变小于20%。
66.一种结构性催化剂本体，包括：
包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的多个内隔壁，其中，至少50%的所述内隔壁包含：
沿着所述内隔壁的第一表面宽度第一催化材料的梯度，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量增加，其中，在所述中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少1.3倍；以及
沿着所述内隔壁的第二表面宽度第一催化材料的梯度，沿着所述第二表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量增加，其中在所述中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第二表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少1.3倍。
67.根据权利要求66所述的结构性催化剂本体，其中，在所述中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少2倍。
68.一种结构性催化剂本体，包括：
包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的多个内隔壁，其中，至少50%的所述内隔壁包含：
沿着所述内隔壁的第一表面宽度第一催化材料的梯度，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量增加，其中，在所述中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少1.3倍；和
沿着所述内隔壁的第二表面宽度第一催化材料的梯度，沿着所述第二表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量增加，其中在所述中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第二表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少1.3倍；
相互交叉以形成多个中心柱的多个内隔壁，其中所述中心柱中的至少一个包含比形成所述中心柱的每个所述内隔壁的体相第一催化材料的浓度低至少1.3倍的体相第一催化材料的浓度。
69.根据权利要求68所述的结构性催化剂本体，其中，在所述中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少2倍。
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