CN105813716A - 区带化柴油机氧化催化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了用于处理来自柴油发动机的排气的氧化催化剂，所述氧化催化剂包含：基材；设置在所述基材上的第一载体涂覆区域(1)，其中所述第一载体涂覆区域(1)包含第一铂族金属(PGM)和第一载体材料；邻近所述第一载体涂覆区域(1)的第二载体涂覆区域(2)，其中所述第二载体涂覆区域(2)包含第二铂族金属(PGM)和第二载体材料；设置在所述基材上的第三载体涂覆区域(3)，其中所述第三载体涂覆区域(3)包含第三铂族金属(PGM)和第三载体材料；并且其中：(i)所述第三载体涂覆区域(3)邻近所述第二载体涂覆区域(2)；或(ii)所述第二载体涂覆区域(2)设置或负载在所述第三载体涂覆区域(3)上。还描述了涉及所述氧化催化剂的用途和方法。

Description

区带化柴油机氧化催化剂
发明领域
本发明涉及用于柴油发动机的氧化催化剂，其用途并且涉及其生产方法。本发明还涉及包括氧化催化剂的方法。本发明还提供包含氧化催化剂的排气系统，并且涉及包括氧化催化剂或排气系统的车辆。
发明背景
柴油发动机(也称为压缩点火发动机)产生排气排放物，所述排气排放通常含有至少四类在全世界由政府间组织立法反对的污染物：一氧化碳(CO)、未燃烃(HC)、氮氧化物(NOx)和颗粒物质(PM)。
已经使用包含铂族金属(PGM)的氧化催化剂来处理由柴油发动机产生的排气排放物中的一氧化碳(CO)和烃(HC)，包括颗粒物质(PM)的挥发性有机成份(VOF)。这种催化剂通过将一氧化碳(CO)氧化成二氧化碳(CO2)来处理所述一氧化碳，并且通过将烃(HC)氧化成水(H2O)和二氧化碳(CO2)来处理所述烃。一些铂族金属(特别是当负载在耐火氧化物上时)还可以促进一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)。
因为对于来自柴油发动机(特别是车用发动机)的污染物可允许排放的排放标准变得日益严格，所以需要提供能够满足这些标准且成本有效的有改善的排气系统。期望的是提供对CO和HC具有优异活性的氧化催化剂，并且其不容易因柴油机燃料中的硫而中毒。重要的是氧化催化剂与其他排放物控制装置结合起作用，特别是作为排气系统的部分，以使由柴油发动机产生的污染物的总减少量最大化。
铂族金属(PGM)是昂贵的金属。催化剂生产商在压力下尽可能使包括在氧化催化剂中的任何PGM的有效性最大以使其材料成本最小化。产生氧化催化剂的方法同样重要，因为存在与将载体涂层施加至基材及随后干燥和煅烧步骤中每个步骤相关的生产成本。
我们较早的WO2007/077462描述用于稀燃内燃发动机的排气系统，所述系统包含用于氧化一氧化碳(CO)和烃(HC)的催化剂，其中所述催化剂包含：含有至少一种PGM的第一载体涂覆区带(washcoatzone)，所述第一载体涂覆区带由基材整块的入口端限定在上游端，并且由沿着基材整块长度从入口端测量的小于中间的点限定在下游端；含有至少一种PGM的第二载体涂覆区带，所述第二载体涂覆区带包括沿着基材整块长度从入口端测量的中间的点；和含有至少一种PGM的第三载体涂覆区带，所述第三载体涂覆区带由基材整块的出口端限定在下游端，并且由沿着基材整块长度从入口端的至多四分之三的点限定在上游端，其中第一载体涂覆区带中的PGM负载量和第三载体涂覆区带中的PGM负载量都大于第二载体涂覆区带中的PGM负载量，并且其中第一载体涂覆区带包含小于第三载体涂覆区带的载体涂层负载量的载体涂层负载量。
发明内容
发明人已经想到氧化催化剂，所述氧化催化剂具有可以以成本有效的方式生产并且使其组分PGM的有效性最大化的布置。氧化催化剂提供优异的CO和HC氧化活性，并且对柴油机燃料中的硫和其氧化物是耐受的。氧化催化剂还显示对将一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)的良好活性。
本发明提供用于处理来自柴油发动机的排气的氧化催化剂，所述氧化催化剂包含：
基材；
设置或负载在基材上的第一载体涂覆区域(washcoatregion)，其中所述第一载体涂覆区域包含第一铂族金属(PGM)和第一载体材料；
邻近第一载体涂覆区域的第二载体涂覆区域，其中所述第二载体涂覆区域包含第二铂族金属(PGM)和第二载体材料；
设置或负载在基材上的第三载体涂覆区域，其中所述第三载体涂覆区域包含第三铂族金属(PGM)和第三载体材料；并且其中：
(i)第三载体涂覆区域邻近第二载体涂覆区域；或
(ii)第二载体涂覆区域设置或负载在第三载体涂覆区域上。
当第二载体涂覆区域和第三载体涂覆区域如(i)或(ii)中描述布置时，进入氧化催化剂的排气将在第三载体涂覆区域之前首先与第二载体涂覆区域接触。本发明的氧化催化剂中的这种布置可用于提供对柴油机燃料中的硫中毒的良好耐受性，并且用于使一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)优化。特别地，即使在已经发生一些硫化之后，仍可以维持催化剂对于HC的氧化活性。
本发明还提供用于柴油发动机的排气系统。该排气系统包括本发明的氧化催化剂，和排放物控制装置。
通过氧化催化剂将一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)对于污染物通过排气系统进行总体去除是重要的。排气中NO2与NO的比例可以影响包括过滤基材(例如柴油机颗粒过滤器(DPF)、催化烟尘过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM))的排放物控制装置的主动再生或被动再生。排气中的NO2可以帮助氧化由下游排放物控制装置的过滤基材收集的颗粒物质(PM)。本发明的氧化催化剂特别适用于包括过滤基材的排放物控制装置的主动再生。
排气中NO2的量还可以影响氧化催化剂下游的排放物控制装置的性能。为了优化的催化性能，用于处理NOx(例如NO2+NO)的选择性催化还原(SCR)催化剂和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂常常要求入口气体中NO2与NO的比例处于特定范围内。NOx的优化NO2比例通常取决于SCR或SCRFTM催化剂中使用的组合物的类型。本发明的氧化催化剂可以与SCR或SCRFTM催化剂，特别是包含铜交换沸石的SCR或SCRFTM催化剂一起使用。
本发明还涉及车辆。所述车辆包括柴油发动机和本发明的氧化催化剂或本发明的排气系统。
本发明还提供产生本发明的氧化催化剂的方法。
在产生氧化催化剂的第一方法方面，所述方法包括：
(i)用长度L1的第一载体涂层来涂覆基材，其中基材具有轴向长度L并且L1小于或等于轴向长度L(例如L1≤L)；然后
(ii)用长度L2的第二载体涂层来涂覆基材，其中L2小于或等于轴向长度L(例如L2≤L)；
(iii)将第一载体涂层和第二载体涂层干燥至基材上；
(iv)用铂族金属将第一载体涂层和第二载体涂层的至少一者浸渍至长度L3，其中L3小于轴向长度L(例如L3<L)；和
(v)煅烧涂覆有第一载体涂层、第二载体涂层和浸渍的铂族金属的基材。
在产生氧化催化剂的第二方法方面，所述方法包括：
(i)用长度L1的第一载体涂层从第一端涂覆基材，其中基材具有轴向长度L并且L1小于轴向长度L(例如L1<L)；然后
(ii)用长度L2的第二载体涂层从第二端涂覆基材，其中L2大于L与L1之间的差(例如L2＞L-L1)；和
(iii)煅烧涂覆有第一载体涂层和第二载体涂层的基材。
本发明的另一方面涉及处理来自柴油发动机的排气的方法。所述方法包括使排气与本发明的氧化催化剂接触。处理来自柴油发动机的排气的方法是处理(例如氧化)来自柴油发动机的排气中的一氧化碳(CO)和烃(HC)的方法，例如通过氧化一氧化碳(CO)、烃(HC)和一氧化氮(NO)。通常，随后将经处理的排气传送到排放物控制装置(即下游排放物控制装置)上。本发明的此方面还涉及本发明的氧化催化剂用于任选地结合排放物控制装置来处理来自柴油发动机的排气的用途。
本发明还提供用于排放物控制装置的调整来自柴油发动机的排气中氮氧化物(NOx)的含量的方法，所述方法包括：(a)通过使排气与本发明的氧化催化剂接触以产生经处理的排气来控制排气的NOx含量；和(b)将经处理的排气传送至排放物控制装置。本发明的此方面还涉及将用于排放物控制装置(即下游排放物控制装置)的本发明的氧化催化剂用来调整来自柴油发动机的排气中氮氧化物(NOx)的含量的用途。
本发明的另一方面涉及本发明的氧化催化剂在具有过滤基材的排放物控制装置的再生中的用途。氧化催化剂可用于排放物控制装置的主动再生或被动再生。
附图简要说明
图1至图4是本发明的氧化催化剂的图示。
图1示出氧化催化剂，该氧化催化剂包含设置在基材(5)上的：第一载体涂覆区域(1)、邻近第一载体涂覆区域(1)的第二载体涂覆区域(2)和邻近第二载体涂覆区域(2)的第三载体涂覆区域(3)。图1还提供在图3和图4中示出的氧化催化剂的示意图。
图2示出氧化催化剂，该氧化催化剂包含第一载体涂覆区域(1)、第二载体涂覆区域(2)和第三载体涂覆区域(3)。第一载体涂覆区域直接设置在基材(5)上。第二载体涂覆区域设置在第三载体涂覆区域上。第二载体涂覆区域和第三载体涂覆区域均邻近第一载体涂覆区域。
图3和图4示出两种氧化催化剂，其中第二载体涂覆区域(2)是设置在基材(5)上的两个载体涂覆层(6和7)之间重叠的区域。在图3中，形成第一载体涂覆区域(1)的载体涂覆层(6)的端与形成第三载体涂覆区域(3)的载体涂覆层(7)的端重叠。在图4中，形成第一载体涂覆区域(1)的载体涂覆层(6)的端被形成第三载体涂覆区域(3)的载体涂覆层(7)的端重叠。
图5是示出来自由参比DOC(◆)和区带化DOC(▲)在各种温度下氧化NO的NOx的NO2含量％的图表。
图6和图7示出对参比DOC和区带化DOC分别进行的骤冷测试的结果。
图8和图9是示出对于参比DOC和区带化DOC的HC逸出的量的柱状图。
图10是示出在参比DOC和区带化DOC各自暴露于柴油机燃料中的硫之后，来自NO氧化的NOx的NO2含量％的柱状图。
发明详述
通常，氧化催化剂包含质量总量为2.0至8.0g的铂族金属(PGM)组分。使用的PGM组分的总量取决于基材的尺寸和氧化催化剂的预期应用等等。
一般而言，氧化催化剂包含3:1至1:3(例如2:1至1:2)的铂总质量与钯总质量的比例，例如1.5:1至1:1.5。优选的是铂总质量大于钯总质量。优选地，铂总质量与钯总质量的比例是3:1至1.1:1(例如2.5:1至7:6)，例如2:1至1.25:1。
氧化催化剂通常具有从20至200gft-3的铂族金属的总负载量，优选地为25至175gft-3，并且更优选地为30至160gft-3。
如图中示意性地示出，本发明的氧化催化剂包含：基材(5)；设置在基材(5)上的第一载体涂覆区域(1)；邻近第一载体涂覆区域(1)的第二载体涂覆区域(2)；和设置在基材(5)上的第三载体涂覆区域(3)。第三载体涂覆区域(3)可邻近第二载体涂覆区域(3)(参见图1)或第二载体涂覆区域(2)可设置在第三载体涂覆区域(3)上(参见图2)。第二载体涂覆区域(2)邻近基材上的第一载体涂覆区域(1)(例如第二载体涂覆区域沿着基材的长度紧靠第一载体涂覆区域设置)。为避免疑义，第一载体涂覆区域(1)、第二载体涂覆区域(2)和第三载体涂覆区域(3)被负载在相同的基材上。
氧化催化剂可以包括设置(例如直接设置或负载)在基材上的底层(underlying)载体涂覆层。第一载体涂覆区域和第三载体涂覆区域可被直接设置或负载在底层载体涂覆层上。当氧化催化剂具有其中(i)第三载体涂覆区域邻近第二载体涂覆区域的布置时，则第二载体涂覆区域可被直接设置或负载在底层载体涂覆层上。
底层载体涂覆层通常具有基材长度的至少90％的长度，例如基材长度的95％至100％。优选的是底层载体涂覆层具有与基材长度相同的长度。
然而，第一载体涂覆区域一般被直接设置(即直接负载)在基材上。这意味着第一载体涂覆区域与基材的表面接触。优选的是，在基材的表面与第一载体涂覆区域之间不存在中间载体涂覆区域(例如底层载体涂覆层)。更优选地，在基材的表面与第一载体涂覆区域和第三载体涂覆区域(以及当氧化催化剂具有其中(i)第三载体涂覆区域邻近第二载体涂覆区域的布置时的第二载体涂覆区域)之间不存在中间载体涂覆区域(例如底层载体涂覆层)。
第一载体涂覆区域通常处于第二载体涂覆区域上游(即第一载体涂覆区域到基材的入口端比第二载体涂覆区域到该入口端更近)。进入氧化催化剂的排气将在它与第二载体涂覆区域接触之前与第一载体涂覆区域接触。优选的是第一载体涂覆区域处于第二载体涂覆区域和第三载体涂覆区域二者的上游。
本发明的氧化催化剂的第一载体涂覆区域用于引发排气中的烃(HC)和/或一氧化碳(CO)的氧化，特别是烃(HC)的氧化。因此，第一载体涂覆区域具有低HC起燃温度和/或CO起燃温度(例如低HCT50和/或低COT50)。第一载体涂覆区域的活性对于相对低的排气温度(例如在启动柴油发动机之后不久)是有利的。通过第一载体涂覆区域的氧化HC和/或CO产生放热，所述放热可以将排气和催化剂体的温度升高至对由第二载体涂覆区域和第三载体涂覆区域进行催化作用优化的温度。
一般而言，第一载体涂覆区域包括第一载体涂覆层或由其组成。第一载体涂覆层可被直接设置(即直接负载)在基材上。
第一载体涂覆区域可以包括第一载体涂覆区带或由其组成。第一载体涂覆区带可以包括第一载体涂覆层或由其组成。因此，第一载体涂覆区带包括整个或完整长度的第一载体涂覆层或由其组成。
第一载体涂覆区带可以包括第一载体涂覆层和第四载体涂覆层或由它们组成，其中第四载体涂覆层设置在第一载体涂覆层上。因此，第一载体涂覆区带包括整个或完整长度的第一载体涂覆层和整个或完整长度的第四载体涂覆层或由它们组成。
第一载体涂覆区域可以包括第一载体涂覆层的部分或局部或由其组成(参见图3和图4中的(1)和(6))。第一载体涂覆层的所述部分是部分长度(例如非整个或完整长度)的第一载体涂覆层。
当第一载体涂覆区域包括第一载体涂覆层的部分或由其组成时，则在第一载体涂覆层和第三载体涂覆层(例如，如以下定义的第三载体涂覆层)之间通常存在重叠。
另外或替代地，当第一载体涂覆区域包括第一载体涂覆层的部分或由其组成时，则第一载体涂覆区域或第一载体涂覆层的部分可以包括PGM区带。第一载体涂覆层的部分(即形成第一载体涂覆区域的部分)可以包括PGM区带和第一载体涂覆层的邻近部分或局部(即第一载体涂覆层的部分或局部邻近基材上的PGM区带)或由其组成。PGM区带可以根据本发明的第一方法方面来制备。PGM区带可被配制以提供对烃的高氧化活性，例如比其余的氧化催化剂更高的活性。
PGM区带的长度通常小于第一载体涂覆区域或第一载体涂覆层的部分(即形成第一载体涂覆区域的部分)的长度。因此，第一载体涂覆区域或第一载体涂覆层的部分可再分成PGM区带和第一载体涂覆层的邻近部分或局部。
一般而言，PGM区带处于或邻近基材的入口端。PGM优选地在第一载体涂覆层的邻近部分或局部的上游。
第一载体涂覆区域可以包括第一载体涂覆层和第四载体涂覆层，其中第四载体涂覆层设置在第一载体涂覆层上。当第一载体涂覆区域包括第一载体涂覆层和第四载体涂覆层时，则第一载体涂覆区域优选地包括第一载体涂覆层的部分或局部和第四载体涂覆层的部分或局部，其中第四载体涂覆层的部分设置在第一载体涂覆层的部分上。第一载体涂覆层的部分是部分长度(例如非整个或完整长度)的第一载体涂覆层。第四载体涂覆层的部分是部分长度(例如非整个或完整长度)的第四载体涂覆层。
一般而言，第一载体涂覆区域或第一载体涂覆区带具有小于基材长度(即轴向长度L)的长度。优选的是第一载体涂覆区域或第一载体涂覆区带具有基材长度的至少5％的长度。第一载体涂覆区域或第一载体涂覆区带通常具有基材长度的10％至80％的长度，优选地为基材长度的20％至70％，更优选地为30％至60％，例如基材长度的40％至60％。
通常优选的是第一载体涂覆区域或第一载体涂覆区带小于或等于基材长度的50％，优选地小于基材长度的50％，更优选地小于基材长度的30％。因此，第一载体涂覆区域或第一载体涂覆区带优选地具有基材长度的10％至50％的长度，更优选地为基材长度的15％至45％，例如基材长度的20％至40％，并且甚至更优选地为基材长度的25％至35％。
当第一载体涂覆区域或第一载体涂覆层的部分包括PGM区带时，则PGM区带的长度通常为基材长度的1％至25％，优选地为基材长度的2.5％至20％(例如基材长度的2.5％至7.5％，更优选地为基材长度的5％至15％(例如基材长度的5％至10％)。
PGM区带可具有0.5至2英寸(12.7至50.81mm)的长度。优选的是PGM区带具有0.5至1.75英寸的长度，例如0.5至1.5英寸或0.6至1.75英寸，更优选地为0.75至1.25英寸。通常，PGM区带具有约或大约1英寸(2.54cm)的长度。
一般而言，第一载体涂覆区域或第一载体涂覆区带设置在或邻近基材的入口端。
第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层包含第一铂族金属(PGM)。优选的是第一载体涂覆区域中仅有的PGM是第一PGM。
第一PGM通常选自铂、钯以及铂和钯的组合。第一PGM可以是铂(例如仅仅铂)。第一PGM可以是钯(例如仅仅钯)。第一PGM可以是铂和钯的组合(例如仅仅铂和钯)。
一般而言，第一PGM(例如第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层的第一PGM)的总负载量大于第三PGM(例如第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层的第三PGM)的总负载量。
第一载体涂覆区域通常具有5至300gft-3的第一PGM的总负载量。优选地，第一PGM的总负载量是10至250gft-3，更优选地为15至200gft-3(例如15至100gft-3)，还更优选地为20至150gft-3(例如20至75gft-3)，并且甚至更优选地为25至100gft-3。当第一载体涂覆区域包括第一载体涂覆层或第一载体涂覆区带或由其组成时，则第一载体涂覆层或第一载体涂覆区带优选地具有5至300gft-3的第一PGM总负载量。优选地，第一PGM的总负载量是10至250gft-3，更优选地为15至200gft-3(例如15至100gft-3)，还更优选地为20至150gft-3(例如20至75gft-3)，并且甚至更优选地为25至100gft-3。
当第一PGM是铂和钯的组合时，则第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层通常包含3.5:1至1:3.5(例如3:1至1:3)的铂总质量与钯总质量的比例，优选地为2:1至1:2，并且更优选地为1.5:1至1:1.5(例如约1:1)。
优选的是当第一PGM是铂和钯的组合时，则第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层包含大于或等于钯总质量的铂总质量(例如铂总质量与钯总质量的比例≥1:1)。
当第一载体涂覆区域中铂总质量大于或等于钯总质量时，可以获得有利的起燃活性。更优选地，铂总质量与钯总质量的比例是3.5:1至1:1(例如3.5:1至1.1:1)，优选地为3:1至1.25:1，并且更优选地为2.5:1至1.5:1。
当第一PGM是钯或铂和钯的组合时，则第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层可以包含金。第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层可以包含钯-金合金(例如第一铂族金属的钯可作为与金的合金存在)。包含金(Au)的催化剂可以使用WO2012/120292中描述的方法来制备。
当第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层包含金(例如钯-金合金)时，则第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层通常包含9:1至1:9的钯(Pd)总质量与金(Au)总质量的比例，优选地为5:1至1:5，并且更优选地为2:1至1:2。
PGM区带通常包含选自铂、钯和它们的组合的铂族金属(PGM)。第一PGM的定义包括PGM区带的铂族金属(PGM)。
PGM区带包含不同于其余的第一载体涂覆区域(即第一载体涂覆层的邻近部分)的PGM总量(例如总负载量)。优选的是PGM区带具有大于其余的第一载体涂覆区域的PGM总量(例如总负载量)。
优选的是PGM区带中的铂(Pt)的总负载量大于其余的第一载体涂覆区域(即第一载体涂覆层的邻近部分)中的铂(Pt)的总负载量。更优选地，PGM区带中的钯(Pd)的总负载量小于其余的第一载体涂覆区域(即第一载体涂覆层的邻近部分)中的钯(Pd)的总负载量。
当PGM区带包含铂(Pt)和钯(Pd)时，则铂(Pt)与钯(Pd)的重量比通常≥1:1。优选的是铂(Pt)与钯(Pd)的重量比≥1.1:1，更优选地≥1.25:1，特别是≥1.5:1，例如≥1.75:1(例如≥2:1)，并且还更优选地≥2.5:1(例如≥5:1)。因此，PGM区带通常以10:1至1:1(例如2:1至1.1:1或7.5:1至5:1)的重量比包含铂(Pt)和钯(Pd)，更优选地为8:1至1.25:1(例如7:1至1.5:1)，并且还更优选地为6:1至2.5:1。
通常，第一载体材料包含耐火金属氧化物或基本由其组成。适用于作为用于柴油发动机的氧化催化剂中的载体材料的耐火金属氧化物在本领域是众所周知的。耐火金属氧化物可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈和它们的两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物。优选的是耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅和它们的混合氧化物或复合氧化物。更优选地，耐火金属氧化物选自氧化铝和二氧化硅-氧化铝。甚至更优选地，耐火金属氧化物是氧化铝。
当第一PGM是钯或铂和钯的组合时，则第一载体材料可以或可以不包括铈氧化物或由其组成，特别是二氧化铈(CeO2)或二氧化铈-氧化锆(CeO2-ZrO2)。
一般而言，第一PGM设置或负载在第一载体材料上。当第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层包含金时，则金或钯-金合金可以设置或负载在第一载体材料上。例如，第一PGM和/或金可以分散在第一载体材料上和/或浸渍到第一载体材料中。
第一载体涂覆区域、第一载体涂覆层或第一载体涂覆区带通常包含0.25至5gin-3的总载体涂层负载量，优选地为0.5至4gin-3，例如0.75至3gin-3，更优选地为1.0至2.5gin-3，例如1.25至2.0gin-3。
第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层还可以包含烃吸附剂。烃吸附剂可以选自沸石、活性炭、多孔石墨和它们的两种或更多种的组合。优选的是，烃吸附剂是沸石。
当第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层包含烃吸附剂时，则烃吸附剂的总量通常是0.05至3.00gin-3，特别是0.10至2.00gin-3(例如0.2至0.8gin-3)。
第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层可以或可以不包含碱土金属。
通常，碱土金属包括镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)或它们的两种或更多种的组合。优选的是，碱土金属包括钙(Ca)、锶(Sr)或钡(Ba)，更优选地为锶(Sr)或钡(Ba)，并且最优选地，碱土金属包括钡(Ba)。
通常，碱土金属的量是0.07至3.75molft-3，特别是0.1至3.0molft-3，更特别的是0.2至2.5molft-3(例如0.25至1.0molft-3)，例如0.3至2.25molft-3，尤其是0.35至1.85molft-3，优选地为0.4至1.5molft-3，更优选地为0.5至1.25molft-3。
当第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层还包含碱土金属时，则第一载体材料可以或可以不包括掺杂有杂原子组分的氧化铝或基本由其组成。杂原子组分通常包括硅、镁、钡、镧、铈、钛或锆或它们的两种或更多种的组合。杂原子组分可以包括硅的氧化物、镁的氧化物、钡的氧化物、镧的氧化物、铈的氧化物、钛的氧化物或锆的氧化物或基本由它们组成。更优选地，掺杂有杂原子组分的氧化铝是掺杂有二氧化硅的氧化铝或掺杂有氧化镁的氧化铝。甚至更优选地，掺杂有杂原子组分的氧化铝是掺杂有二氧化硅的氧化铝。掺杂有杂原子组分的氧化铝可以使用本领域已知的方法来制备，或例如通过US5,045,519中描述的方法制备。
第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层可以基本由第一PGM、第一载体材料和碱土金属组分组成。第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层优选地基本由第一PGM和第一载体材料组成。
第二载体涂覆区域邻近第一载体涂覆区域。第二载体涂覆区域(i)邻近(例如直接邻近)第三载体涂覆区域或者(ii)第二载体涂覆区域被设置在第三载体涂覆区域上。
进入本发明的催化剂的排气通常在第三载体涂覆区域之前与第二载体涂覆区域接触。第二载体涂覆区域充当用于第一载体涂覆区域的“稳定器”。第二载体涂覆区域充当“稳定器”的含义在于，第二载体涂覆区域进行第一载体涂覆区域的一些或全部氧化反应，但第二载体涂覆区域可具有比第一载体涂覆区域更高的对于HC和/或CO的起燃温度。这是为了保证HC和/或CO的氧化在更高的排气温度下继续，并且它可以产生另外的放热。
第二载体涂覆区域还可以提供两个其他功能：(1)将NO氧化成NO2，特别是当第二PGM为仅仅铂时；和/或(2)保护第三载体涂覆区域不因柴油机燃料中的硫或其氧化物而中毒，特别是当第三载体涂覆区域的第三PGM包含钯时。铂通常比钯更耐受硫中毒。铂还显示优异的NO氧化活性。当例如第二PGM是铂(即仅仅铂)时，则它可以保护第三载体涂覆区域不受在较高温度下发生的硫中毒，从而改善作为整体的氧化催化剂的硫耐受性。
一般而言，第二载体涂覆区域具有不同于第一载体涂覆区域的组成(即不同的总组成)。
通常，第二载体涂覆区域具有小于基材长度(即轴向长度L)的长度。优选的是，第二载体涂覆区域具有基材长度的至少10％的长度，更优选地为基材长度的至少15％，例如基材长度的至少20％。
第二载体涂覆区域可具有基材长度的10％至70％的长度(例如40％至70％)，例如基材长度的15％至60％，特别是基材长度的20％至50％，优选地为基材长度的30％至40％。
第二载体涂覆区域可以包括第二载体涂覆区带或由其组成。
第二载体涂覆区域可以包括第二载体涂覆层或由其组成。
第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层通常邻接或接近第一载体涂覆区域。
第二载体涂覆区域包含第二铂族金属(PGM)。优选的是，第二载体涂覆区域中仅有的PGM是第二PGM。
通常，第二PGM选自铂、钯以及铂和钯的组合。第二PGM可以是铂(例如仅仅铂)。第二PGM可以是钯(例如仅仅钯)。第二PGM可以是铂和钯的组合(例如仅仅铂和钯)。
第二载体涂覆区域通常具有5至300gft-3的第二PGM的总负载量。优选地，第二PGM的总负载量是10至250gft-3，更优选地为15至200gft-3(例如15至100gft-3)，还更优选地为20至150gft-3(例如20至75gft-3)，并且甚至更优选地为25至100gft-3。当第二载体涂覆区域包括第二载体涂覆层或第二载体涂覆区带或由其组成时，则第二载体涂覆层或第二载体涂覆区带优选地具有10至250gft-3的第二PGM的总负载量，更优选地为15至200gft-3(例如15至100gft-3)，还更优选地为20至150gft-3(例如20至75gft-3)，例如25至100gft-3。
通常，当第二PGM是铂和钯的组合时，第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层包含10:1至1:10(例如7.5:1至1:7.5)的铂总质量与钯总质量的比例，优选地为5:1至1:5(例如3:1至1:3)，并且更优选地为2.5:1至1:2.5(例如2:1至1:2)。
当第二PGM是钯或铂和钯的组合时，则第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层可以包含金。第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆区带可以包含钯-金合金(例如第二PGM的钯可以是与金的合金)。
当第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层包含金(例如钯-金合金)时，则第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层通常包含9:1至1:9的钯(Pd)总质量与金(Au)总质量的比例，优选地为5:1至1:5，并且更优选地为2:1至1:2。
通常，第二载体材料包含耐火金属氧化物或基本由其组成。耐火金属氧化物可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈和它们的两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物。优选的是耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅和它们的混合氧化物或复合氧化物。更优选地，耐火金属氧化物选自氧化铝和二氧化硅-氧化铝。甚至更优选地，耐火金属氧化物是氧化铝。
一般而言，第二PGM设置或负载在第二载体材料上。当第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层包含金时，则金或钯-金合金可以设置或负载在第二载体材料上。例如，第二PGM和/或金可以分散在第二载体材料上和/或浸渍到第二载体材料中。
当第二PGM是钯或铂和钯的组合时，则第二载体材料可以或可以不包括铈氧化物或由其组成，特别是二氧化铈(CeO2)或二氧化铈-氧化锆(CeO2-ZrO2)。
第二载体涂覆区域、第二载体涂覆层或第二载体涂覆区带通常包含0.25至5gin-3的总载体涂层负载量，优选地为0.5至4gin-3，例如0.75至3gin-3，更优选地为1.0至2.5gin-3，例如1.25至2.0gin-3。
第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层还可以包含烃吸附剂。烃吸附剂可以选自沸石、活性炭、多孔石墨和它们的两种或更多种的组合。优选的是，烃吸附剂是沸石。
当第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层包含烃吸附剂时，则烃吸附剂的总量通常是0.05至3.00gin-3，特别是0.10至2.00gin-3，更特别的是0.2至0.8gin-3。
第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层可以或可以不包含碱土金属。
通常，碱土金属包括镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)或它们的两种或更多种的组合。优选的是碱土金属包括钙(Ca)、锶(Sr)或钡(Ba)，更优选地为锶(Sr)或钡(Ba)，并且最优选地，碱土金属包括钡(Ba)。
通常，碱土金属的量是0.07至3.75molft-3，特别是0.1至3.0molft-3，更特别的是0.2至2.5molft-3(例如0.25至1.0molft-3)，例如0.3至2.25molft-3，尤其是0.35至1.85molft-3，优选地为0.4至1.5molft-3，更优选地为0.5至1.25molft-3。
当第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层还包含碱土金属时，则第二载体材料可以或可以不包括掺杂有杂原子组分的氧化铝或基本由其组成。杂原子组分通常包括硅、镁、钡、镧、铈、钛或锆或它们的两种或更多种的组合。杂原子组分可以包括硅的氧化物、镁的氧化物、钡的氧化物、镧的氧化物、铈的氧化物、钛的氧化物或锆的氧化物或基本由其组成。更优选地，掺杂有杂原子组分的氧化铝是掺杂有二氧化硅的氧化铝或掺杂有氧化镁的氧化铝。甚至更优选地，掺杂有杂原子组分的氧化铝是掺杂有二氧化硅的氧化铝。
第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层可以基本由第二PGM、第二载体材料和碱土金属组分组成。第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层优选地基本由第二PGM和第二载体材料组成。
一般而言，第三载体涂覆区域直接设置(即直接负载)在基材上。这意味第三载体涂覆区域与基材的表面接触。优选的是在基材的表面和第三载体涂覆区域之间不存在中间载体涂覆区域。
第三载体涂覆区域通常在第一载体涂覆区域下游(即第三载体涂覆区域到基材的出口端比第一载体涂覆区域到入口端更近)。进入氧化催化剂的排气将在它与第三载体涂覆区域接触之前与第一载体涂覆区域(以及第二载体涂覆区域)二者接触。
进入催化剂的排气通常在与第一载体涂覆区域和第二载体涂覆区域接触之后与第三载体涂覆区域接触。第一载体涂覆区域和第二载体涂覆区域有利地通过氧化HC和CO来产生热，所述热可以使排气和第三载体涂覆区域的温度达到其用于NO氧化的起燃温度。
一般而言，第三载体涂覆区域具有不同于第二载体涂覆区域的组成(即不同的总组成)。优选的是第三载体涂覆区域具有不同于第一载体涂覆区域和第二载体涂覆区域二者的组成(即不同的总组成)。
第三载体涂覆区域可以包括第三载体涂覆层或由其组成。
第三载体涂覆区域可以包括第三载体涂覆区带或由其组成。第三载体涂覆区带可以包括第三载体涂覆层或由其组成。因此，第三载体涂覆区带包括整个或完整长度的第三载体涂覆层或由其组成。
第三载体涂覆区域可以包括第三载体涂覆层的部分或局部或由其组成(参见图3和图4中的(3)和(7))。第三载体涂覆层的部分是部分长度(例如非整个或完整长度)的第三载体涂覆层。当第三载体涂覆区域包括第三载体涂覆层的部分或局部或由其组成时，则在第一载体涂覆层和第三载体涂覆层之间通常有重叠。
第三载体涂覆区域包含第三铂族金属(PGM)。优选的是第三载体涂覆区域中仅有的PGM是第三PGM。
通常，第三PGM选自铂、钯以及铂和钯的组合。第三PGM可以是铂(例如仅仅铂)。第三PGM可以是钯(例如仅仅钯)。第三PGM可以是铂和钯的组合(例如仅仅铂和钯)。
第三载体涂覆区域通常具有5至300gft-3的第三PGM的总负载量。优选地，第三PGM的总负载量是7.5至250gft-3，更优选地为10至200gft-3(例如15至100gft-3)，还更优选地为15至150gft-3(例如20至75gft-3)，并且甚至更优选地为25至100gft-3。当第三载体涂覆区域包括第三载体涂覆层或第三载体涂覆区带或由其组成时，则第三载体涂覆层或第三载体涂覆区带优选地具有10至250gft-3的第三PGM的总负载量，更优选地为15至200gft-3(例如15至100gft-3)，还更优选地为20至150gft-3(例如20至75gft-3)并且甚至更优选地为25至100gft-3。
一般而言，当第三PGM是铂和钯的组合时，第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层包含10:1至1:10(例如7.5:1至1:7.5)的铂总质量与钯总质量的比例，优选地为5:1至1:5(例如3:1至1:3)，并且更优选地为2.5:1至1:2.5(例如2:1至1:2)。
优选的是，当第三PGM是铂和钯的组合时，则第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层包含大于或等于钯总质量的铂总质量(例如铂总质量与钯总质量的比例≥1:1)。更优选地，铂总质量与钯总质量的比例是10:1至1:1(例如7.5:1至1.1:1)，优选地为5:1至1.25:1，并且更优选地为2.5:1至1.5:1。
当第三PGM是钯或铂和钯的组合时，则第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层可以包含金。第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆区带可以包含钯-金合金(例如第三PGM的钯可以是与金的合金)。
当第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层包含金(例如钯-金合金)时，则第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层通常包含9:1至1:9的钯(Pd)总质量与金(Au)总质量的比例，优选地为5:1至1:5，并且更优选地为2:1至1:2。
通常，第三载体材料包含耐火金属氧化物或基本由其组成。耐火金属氧化物可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈和它们的两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物。优选的是耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅和它们的混合氧化物或复合氧化物。更优选地，耐火金属氧化物选自氧化铝和二氧化硅-氧化铝。甚至更优选地，耐火金属氧化物是氧化铝。
当第三PGM是钯或铂和钯的组合时，则第三载体材料可以或可以不包括铈氧化物或由其组成，特别是二氧化铈(CeO2)或二氧化铈-氧化锆(CeO2-ZrO2)。
一般而言，第三PGM设置或负载在第三载体材料上。当第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层包含金时，则金或钯-金合金可以设置或负载在第三载体材料上。例如，第三PGM和/或金可以被分散在第三载体材料上和/或被浸渍到第三载体材料中。
第三载体涂覆区域、第三载体涂覆层或第三载体涂覆区带通常包含0.25至5gin-3的总载体涂层负载量，优选地为0.5至4gin-3，例如0.75至3gin-3，更优选地为1.0至2.5gin-3，例如1.25至2.0gin-3。
第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层还可以包含烃吸附剂。烃吸附剂可以选自沸石、活性炭、多孔石墨和它们的两种或更多种的组合。优选的是，烃吸附剂是沸石。
当第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层包含烃吸附剂时，则烃吸附剂的总量通常是0.05至3.00gin-3，特别是0.10至2.00gin-3，更特别的是0.2至0.8gin-3。
第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层可以或可以不包含碱土金属。
通常，碱土金属包括镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)或它们的两种或更多种的组合。优选的是碱土金属包括钙(Ca)、锶(Sr)或钡(Ba)，更优选地为锶(Sr)或钡(Ba)，并且最优选地，碱土金属包括钡(Ba)。
通常，碱土金属的量是0.07至3.75molft-3，特别是0.1至3.0molft-3，更特别的是0.2至2.5molft-3(例如0.25至1.0molft-3)，例如0.3至2.25molft-3，尤其是0.35至1.85molft-3，优选地为0.4至1.5molft-3，更优选地为0.5至1.25molft-3。
当第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层还包含碱土金属时，则第一载体材料可以或可以不包括掺杂有杂原子组分的氧化铝或基本由其组成。杂原子组分通常包括硅、镁、钡、镧、铈、钛或锆或它们的两种或更多种的组合。杂原子组分可以包括硅的氧化物、镁的氧化物、钡的氧化物、镧的氧化物、铈的氧化物、钛的氧化物或锆的氧化物或基本由其组成。更优选地，掺杂有杂原子组分的氧化铝是掺杂有二氧化硅的氧化铝或掺杂有氧化镁的氧化铝。甚至更优选地，掺杂有杂原子组分的氧化铝是掺杂有二氧化硅的氧化铝。
第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层可以基本由第三PGM、第三载体材料和碱土金属组分组成。第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层优选地基本由第三PGM和第三载体材料组成。
本发明的氧化催化剂的第一方面涉及这样的布置，其中(i)第三载体涂覆区域邻近(例如直接邻近)第二载体涂覆区域。第三载体涂覆区域可以邻接或接近第二载体涂覆区域。通常，第三载体涂覆区域邻近基材上的第二载体涂覆区域(例如第三载体涂覆区域紧靠第一第二区域沿着基材的长度设置)。
在第一氧化催化剂方面，通常第二载体涂覆区域和第三载体涂覆区域中的每一者直接设置(即直接负载)在基材上。
在第一氧化催化剂方面，第二载体涂覆区域可以设置在或邻近基材的入口端或出口端。
第三载体涂覆区域通常被设置在或邻近基材的出口端。
一般而言，在第一氧化催化剂方面，第二PGM(例如第二载体涂覆区域或第二载体涂覆区带中的第二PGM)的总负载量大于第三PGM(例如第三载体涂覆区域或第三载体涂覆区带中的第三PGM)的总负载量。
在第一氧化催化剂方面，第二PGM(例如第二载体涂覆区域或第二载体涂覆区带中的第二PGM)的总负载量通常大于第一PGM(例如第一载体涂覆区域或第一载体涂覆区带中的第一PGM)的总负载量。
通常，在第一氧化催化剂方面，第一载体涂覆区域包括上游载体涂覆层(例如，如本文定义的第一载体涂覆层)的部分或局部(例如前部分或前局部)，第二载体涂覆区域包含所述上游载体涂覆层的部分或局部(例如后部分或后局部)以及下游载体涂覆层(例如，如本文定义的第三载体涂覆层)的部分或局部(例如前部分或前局部)，并且第三载体涂覆区域包含所述下游载体涂覆层的部分或局部(例如后部分或后局部)。本发明的此第一氧化催化剂方面涵盖催化剂的两种布置，其取决于第二载体涂覆区域中的重叠的性质。这种布置可以通过使用根据本发明的第二方法方面的方法来获得。
一般而言，在第一氧化催化剂方面，第一载体涂覆区域、第二载体涂覆区域和第三载体涂覆区域的长度之和优选地与基材的长度相同。
第二载体涂覆区域可具有如以上定义的长度。优选地，第二载体涂覆区域具有基材长度的10％至40％的长度，更优选地为基材长度的15％至35％，例如基材长度的20％至30％。
在第一氧化催化剂方面，第三载体涂覆区域通常具有基材长度的10％至40％的长度，更优选地为基材长度的15％至35％，例如基材长度的20％至30％。
在第一氧化催化剂方面，当第一载体涂覆区域包括上游载体涂覆层(例如，如本文定义的第一载体涂覆层)的部分或局部或由其组成时，则第一载体涂覆区域或上游载体涂覆层的部分或局部可以包括PGM区带。PGM可以如以上定义。
在第一布置中，第二载体涂覆区域可以包括设置在下游载体涂覆层的前部分或前局部上(即重叠)的上游载体涂覆层的后部分或后局部或由其组成(参见图3)。下游载体涂覆层(例如全部或整个下游载体涂覆层)通常被直接设置在基材上。优选的是，下游载体涂覆层的后部分或后局部不负载上游载体涂覆层(例如不被其覆盖或不在其下)。在第二方法方面，长度L1的第一载体涂层(参见图3中的(7))形成直接设置在基材上的第三载体涂覆区域的部分和第二载体涂覆区域的部分。长度L2的第二载体涂层(参见图3中的(6))形成设置在底层载体涂覆层上的第一载体涂覆区域的部分和第二载体涂覆区域的部分。第一载体涂覆区域的长度由L-L1给出，第二载体涂覆区域的长度由L2+L1-L给出，并且第三载体涂覆区域的长度由L-L2给出。
在第一布置中，第一PGM(例如第一载体涂覆区域的第一PGM)通常是铂(例如仅仅铂)。第三PGM(例如第三载体涂覆区域的第三PGM)优选地为铂和钯的组合。第二PGM(例如第二载体涂覆区域的第二PGM)为铂和钯的组合。第二载体涂覆区域包含来自第一载体涂覆层的第一PGM的部分和来自下游载体涂覆层(例如第三载体涂覆层)的第三PGM的部分。
或者，在第二布置中，第二载体涂覆区域可以包括设置在上游载体涂覆层的后部分或后局部上(即重叠)的下游载体涂覆层的前部分或前局部或由其组成(参见图4)。上游载体涂覆层(例如全部或整个上游载体涂覆层)通常直接设置在基材上。优选的是上游载体涂覆层的前部分或前局部不负载下游载体涂覆层(例如不被其覆盖或不在其下)。在第二方法方面，长度L1的第一载体涂层(参见图4中的(6))形成直接设置在基材上的第一载体涂覆区域的部分和第二载体涂覆区域的部分。长度L2的第二载体涂层(参见图4中的(7))形成设置在底层载体涂覆层上的第三载体涂覆区域的部分和第二载体涂覆区域的部分。第一载体涂覆区域的长度由L-L2给出，第二载体涂覆区域的长度由L2+L1-L给出，并且第三载体涂覆区域的长度由L-L1给出。
在第二布置中，第一PGM(例如第一载体涂覆区域的第一PGM)通常是铂和钯的组合。第三PGM(例如第三载体涂覆区域的第三PGM)优选地为铂(例如仅仅铂)。第二PGM(例如第二载体涂覆区域的第二PGM)为铂和钯的组合。
在第二布置中，优选的是第一载体涂覆区域或上游载体涂覆层包含大于或等于钯总质量的铂总质量，例如以上所述。
本发明的氧化催化剂的第一方面还涉及氧化催化剂，其中第一载体涂覆区域包括第一载体涂覆区带，第二载体涂覆区域包括第二载体涂覆区带，并且第三载体涂覆区域包括第三载体涂覆区带。优选的是第一载体涂覆区域由第一载体涂覆区带组成，第二载体涂覆区域由第二载体涂覆区带组成，并且第三载体涂覆区域由第三载体涂覆区带组成。
第二载体涂覆区带优选地具有大于或等于第一载体涂覆区带的长度的长度。更优选地，第二载体涂覆区带具有大于第一载体涂覆区带的长度的长度。甚至更优选地，第二载体涂覆区带具有大于第一载体涂覆区带和第三载体涂覆区带中的每一个的长度的长度。
第一载体涂覆区带通常由第一载体涂覆层组成。优选的是在第一载体涂覆层和第二载体涂覆层之间不存在重叠。第一载体涂覆区带的第一PGM如以上定义。
第二载体涂覆区带可以包括单个载体涂覆层或由其组成，例如第二载体涂覆层(如本文定义)。第二载体涂覆区带可以包括两个载体涂覆层或由它们组成，例如第二载体涂覆层(如本文定义)和第四载体涂覆层，其中第二载体涂覆层被设置在第四载体涂覆层上。
优选的是，在第二载体涂覆层和第三载体涂覆层之间不存在重叠。当第二载体涂覆区带包括第四载体涂覆层时，则优选的是，在第四载体涂覆层和第三载体涂覆层之间不存在重叠。
在第一氧化催化剂方面，当第二载体涂覆区域包括第二载体涂覆区带或由其组成时，则第二PGM优选地为铂和钯的组合。当第二载体涂覆区带包括第二载体涂覆层和第四载体涂覆层或由它们组成时，则第二载体涂覆层优选地包含铂(例如铂是第二载体涂覆层中仅有的PGM)，并且第四载体涂覆层包含铂和钯的组合(例如铂和钯是第四载体涂覆层中仅有的PGM)。
第三载体涂覆区带可以由第三载体涂覆层组成。
在第一氧化催化剂方面，当第三载体涂覆区域包括第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层或由其组成时，则第三PGM优选地为铂(例如仅仅铂)。
包括第一载体涂覆区带、第二载体涂覆区带和第三载体涂覆区带的第一方面的氧化催化剂可以使用本发明的第一方法方面的方法来制造。第一载体涂覆区带或第三载体涂覆区带可以通过该方法的浸渍步骤(iv)来形成。
PGM区带或第一载体涂覆区带可以通过根据本发明的方法的浸渍步骤来形成。当PGM区带或第一载体涂覆区带通过浸渍步骤形成时，PGM区带或第一载体涂覆区带具有由L3表示的长度。如果浸渍第一载体涂层，那么优选地L3<L1。第二载体涂覆区带则具有由L1-L3表示的长度。第二载体涂覆区带由第一载体涂覆的剩余非浸渍部分形成。如果浸渍第二载体涂层，那么优选地L3<L2。第二载体涂覆区带具有由L2-L3表示的长度。第二载体涂覆区带由第二载体涂覆的剩余非浸渍部分形成。
本发明的氧化催化剂的第二方面涉及这样的布置，其中(ii)第二载体涂覆区域设置或负载在第三载体涂覆区域上。通常，第三载体涂覆区域邻近第一载体涂覆区域。第三载体涂覆区域邻近基材上的第一载体涂覆区域(例如第三载体涂覆区域沿着基材的长度紧靠第一载体涂覆区域设置)。优选的是，第二载体涂覆区域和第三载体涂覆区域二者都邻近第一载体涂覆区域。因此，第二载体涂覆区域和第三载体涂覆区域二者都沿着基材的长度紧靠第一载体涂覆区域设置。
第二载体涂覆区域和/或第三载体涂覆区域通常设置在或邻近基材的出口端。
在本发明的第二氧化催化剂方面，第一载体涂覆区域包括第一载体涂覆层或第一载体涂覆区带或由其组成，第二载体涂覆区域包括第二载体涂覆层，并且第三载体涂覆区域包括第三载体涂覆层。优选的是，第一载体涂覆区域由第一载体涂覆层或第一载体涂覆区带组成，第二载体涂覆区域由第二载体涂覆层组成，并且第三载体涂覆区域由第三载体涂覆层组成。更优选地，第一载体涂覆区域由第一载体涂覆层组成。
当第一载体涂覆区域包括第一载体涂覆区带或由其组成时，则第一载体涂覆区带可以为如以上定义的PGM区带。
优选的是在第一载体涂覆层和(a)第二载体涂覆层和/或(b)第三载体涂覆层之间不存在重叠。
通常，在本发明的第二氧化催化剂方面，第二PGM为铂(例如仅仅铂)，并且第三PGM选自钯(例如仅仅钯)与铂和钯的组合(例如仅仅铂和钯)。优选的是，第三PGM是铂和钯的组合。第一PGM如以上定义。
当第三PGM是铂和钯的组合时，第三载体涂覆层包含10:1至1:10(例如7.5:1至1:7.5)的铂总质量与钯总质量的比例，优选地为5:1至1:5(例如3:1至1:3)，并且更优选地为2.5:1至1:2.5(例如2:1至1:2)，例如约7:6至6:7。
在第二氧化催化剂方面，第三载体涂覆层的长度可以等于、大于或小于第二载体涂覆层的长度。优选的是，第三载体涂覆层的长度大约与第二载体涂覆层的长度相同。
一般而言，在第二氧化催化剂方面，第二载体涂覆层的长度为基材长度的从20％至90％，更优选地为基材长度的30％至80％，例如基材长度的40％至70％，并且甚至更优选地为基材长度的40％至60％。
在本发明的第二氧化催化剂方面优选的是，第二载体涂覆层具有大于或等于基材长度的50％的长度。第二载体涂覆层优选地具有基材长度的50％至95％的长度，更优选地为基材长度的60％至92.5％，例如基材长度的70％至90％，并且甚至更优选地为基材长度的75％至85％。
当在本发明的第二氧化催化剂方面第二载体涂覆层具有大于或等于基材长度的50％的长度时，则第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层优选地具有基材长度的5％至50％的长度，更优选地为基材长度的7.5％至40％，特别是基材长度的10％至30％，并且甚至更优选地为基材长度的15％至25％。
第二载体涂覆层可以与第三载体涂覆层的端重叠以使得第二载体涂覆层的部分或局部与基材直接接触。或者，第二载体涂覆层可以整个设置在第三载体涂覆层上。
第三载体涂覆层优选地具有大于或等于基材长度的50％的长度。第三载体涂覆层优选地具有基材长度的50％至95％的长度，更优选地为基材长度的60％至92.5％，例如基材长度的70％至90％，并且甚至更优选地为基材长度的75％至85％。
在第二氧化催化剂方面，第二PGM的总负载量通常大于第三PGM的总负载量。然而，当第一载体涂覆区带包括第一载体涂覆层和第四载体涂覆层或由它们组成时，则替代地，第三PGM的总负载量可以大于或等于(优选地大于)第二PGM的总负载量。即使当第一载体涂覆区带包括第一载体涂覆层和第四载体涂覆层或由其组成时，优选的是第二PGM的总负载量大于第三PGM的总负载量。
当第一载体涂覆区域包括第一载体涂覆区带或由其组成时，则第一载体涂覆区带可以包括第一载体涂覆层和第四载体涂覆层或由它们组成，其中第四载体涂覆层被设置在第一载体涂覆层上，例如以上所述。第一载体涂覆层和第四载体涂覆层通常具有大约相同的长度。这种氧化催化剂可以根据本发明的第二方法方面来制备。
在第二氧化催化剂方面，当第一载体涂覆区带包括第一载体涂覆层和第四载体涂覆层或由其组成时，则第一PGM(例如第一载体涂覆区带的第一PGM)的总负载量通常大于第二PGM(例如第二载体涂覆层的第二PGM)和第三PGM(例如第三载体涂覆层的第三PGM)中的每一个的总负载量。
可以掺杂各耐火金属(例如第一载体材料、第二载体材料或第三载体材料的耐火金属)氧化物。包含掺杂剂可以使第一载体材料热稳定。应理解，在本文中对“掺杂”的任何提及是指其中耐火金属氧化物的主体或主晶格用掺杂剂取代掺杂或间隙掺杂的材料。
当掺杂耐火金属氧化物时，则掺杂剂的总量为0.1重量％至5重量％(即耐火金属氧化物的重量％)。优选的是，掺杂剂的总量为0.25重量％至2.5重量％，更优选地为0.5重量％至1.5重量％(例如约1重量％)。耐火金属氧化物可以用一种或多种掺杂剂掺杂，所述掺杂剂选自锆(Zr)、钛(Ti)、硅(Si)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钐(Sm)、钕(Nd)和它们的氧化物。
当烃吸附剂为沸石时，则各沸石优选地为中孔沸石(例如最大环尺寸为八个四面体原子的沸石)或大孔沸石(例如最大环尺寸为十个四面体原子的沸石)。
合适的沸石或沸石的类型的实例包括八面沸石、斜发沸石、丝光沸石、硅质岩、镁碱沸石、沸石X、沸石Y、超稳定沸石Y、AEI沸石、ZSM-5沸石、ZSM-12沸石、ZSM-20沸石、ZSM-34沸石、CHA沸石、SSZ-3沸石、SAPO-5沸石、硅铝钾沸石、β沸石或铜CHA沸石。各沸石优选地为ZSM-5、β沸石或Y沸石。
通常，第一载体涂覆区域、第一载体涂覆区带或第一载体涂覆层不包含铑。
优选的是，第二载体涂覆区域、第二载体涂覆区带或第二载体涂覆层不包含铑。
第三载体涂覆区域、第三载体涂覆区带或第三载体涂覆层不包含铑。
一般而言，本发明的氧化催化剂可以或可以不包含铑。优选的是，氧化催化剂不包含钌、铑和铱。
本发明的氧化催化剂一般而言并非三元催化剂(即它不具有三元催化活性)。特别地，本发明的氧化催化剂通常不进行NOx至N2和O2的本质还原。
本发明的氧化催化剂的另一一般特征为：当存在碱金属，特别是钠或钾，并且尤其是钾时，则优选地仅烃吸附剂包含碱金属，尤其是当烃吸附剂为沸石时。还优选的是，本发明的氧化催化剂不包含碱金属，特别是钠或钾。
本发明的可以或可以不包含碱土金属组分(如以上定义)和/或掺杂有杂原子组分(例如，如以上定义的杂原子组分)的氧化铝。
用于负载用于处理柴油机排气的氧化催化剂的基材在本领域是众所周知的。该基材通常具有多个通道(例如用于排气流动通过)。通常，该基材为陶瓷材料或金属材料。
优选的是，基材由堇青石(SiO2-Al2O3-MgO)、碳化硅(SiC)、Fe-Cr-Al合金、Ni-Cr-Al合金或不锈钢合金制成或构成。
该基材可具有从2.5至15英寸的直径，例如4至15英寸，优选地为5至12.5英寸，例如6至10英寸。
基材的长度通常为2.5至15英寸，例如3至12.5英寸，优选地为4至11英寸(例如5至10英寸)。
通常，基材为整块(本文也称作基材整块)。这种整块在本领域中是众所周知的。基材整块可以是流通式整块或过滤整块。
流通式整块通常包括蜂窝状整块(例如金属或陶瓷蜂窝状整块)，所述蜂窝状整块具有从中穿过延伸的多个通道，所述通道两端开放。当基材为流通式整块时，则本发明的氧化催化剂通常为柴油机氧化催化剂(DOC)或被用作柴油机氧化催化剂(DOC)。
过滤整块通常包括多个入口通道和多个出口通道，其中入口通道在上游端(即排气入口侧)开放并且在下游端(即排气出口侧)堵塞或密封，出口通道在上游端堵塞或密封并且在下游端开放，并且其中各入口通道通过多孔结构来与出口通道分离。当基材为过滤整块时，则本发明的氧化催化剂通常为催化烟尘过滤器(CSF)或被用作催化烟尘过滤器(CSF)。
当整块为过滤整块时，优选的是，过滤整块为壁流式过滤器。在壁流式过滤器中，各入口通道交替地通过多孔结构的壁来与出口通道分离，反之亦然。优选的是，以蜂窝状布置来布置入口通道和出口通道。当存在蜂窝式布置时，优选的是，垂直和横向地邻近入口通道的通道在上游端堵塞，反之亦然(即垂直和横向地邻近出口通道的通道在下游端堵塞)。当从任何一端来看时，通道的交替堵塞和开放的端呈现棋盘外观。
原则上，基材可以是任何形状或尺寸。然而，通常选择基材的形状和尺寸以使催化剂中的催化活性物质优化地暴露于排气。基材可以例如具有管状、纤维状或颗粒形式。合适的负载基材的实例包括整块蜂窝堇青石类型的基材、整块蜂窝SiC类型的基材、层状纤维或针织物类型的基材、泡沫类型的基材、错流类型的基材、金属线网类型的基材、金属多孔体类型的基材和陶瓷颗粒类型的基材。
一般而言，本发明的氧化催化剂用作柴油机氧化催化剂(DOC)。
本发明也提供包括氧化催化剂和排放物控制装置的排气系统。一般而言，排放物控制装置与氧化催化剂是分离的(例如排放物控制装置具有与氧化催化剂的基材的分离的基材)，并且优选地，氧化催化剂在排放物控制装置的上游。
排放物控制装置可以选自柴油机颗粒过滤器(DPF)、NOx吸附器催化剂(NAC)、稀NOx催化剂(LNC)、选择性催化还原(SCR)催化剂、柴油机氧化催化剂(DOC)、催化烟尘过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂和它们的两种或更多种的组合。由术语柴油机颗粒过滤器(DPF)、NOx吸附器催化剂(NAC)、稀NOx催化剂(LNC)、选择性催化还原(SCR)催化剂、柴油机氧化催化剂(DOC)、催化烟尘过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂表示的排放物控制装置在本领域全部是众所周知的。
具有过滤基材的排放物控制装置可以选自柴油机颗粒过滤器(DPF)、催化烟尘过滤器(CSF)和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。
在第一排气系统实施方案中，排气系统包括本发明的氧化催化剂(例如，如DOC)和柴油机颗粒过滤器(DPF)或催化烟尘过滤器(CSF)。此实施方案还涉及氧化催化剂用于与柴油机颗粒过滤器或催化烟尘过滤器结合来处理来自柴油发动机的排气的用途。氧化催化剂通常随后为柴油机颗粒过滤器(DPF)或催化烟尘过滤器(CSF)(例如在其上游)。因此，例如氧化催化剂的出口连接至柴油机颗粒过滤器或催化烟尘过滤器的入口。
在第二排气系统实施方案中，排气系统包括本发明的氧化催化剂(例如，如DOC或NAC，优选地为DOC)和选择性催化还原(SCR)催化剂。此实施方案还涉及氧化催化剂用于与选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂结合来处理来自柴油发动机的排气的用途。本发明的氧化催化剂通常随后为选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在该氧化催化剂上游)。
第三排气系统实施方案包括本发明的氧化催化剂(例如，如DOC)和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。此实施方案还涉及氧化催化剂用于与选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂结合来处理来自柴油发动机的排气的用途。本发明的氧化催化剂通常随后为选择性催化还原过滤器(SCRFTM)(例如在其上游)。
第四排气系统实施方案涉及包括本发明的氧化催化剂(例如，DOC)、柴油机颗粒过滤器或催化烟尘过滤器(CSF)和选择性催化还原(SCR)催化剂的排气系统。DOC/DPF/SCR或DOC/CSF/SCR布置是用于轻型柴油机车辆的优选排气系统。此实施方案还涉及氧化催化剂用于与柴油机颗粒过滤器或催化烟尘过滤器(CSF)和选择性催化还原(SCR)催化剂结合来处理来自柴油发动机的排气的用途。氧化催化剂通常随后为柴油机颗粒过滤器或催化烟尘过滤器(CSF)(例如在其上游)。DPF或CSF通常随后为选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。
在第五排气系统实施方案中，排气系统包括本发明的氧化催化剂(例如，DOC)、选择性催化还原(SCR)催化剂和催化烟尘过滤器(CSF)或柴油机颗粒过滤器(DPF)。此实施方案还涉及氧化催化剂用于与选择性催化还原(SCR)催化剂和催化烟尘过滤器(CSF)或柴油机颗粒过滤器(DPF)催化剂结合来处理来自柴油发动机的排气的用途。本发明的氧化催化剂通常随后为选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。选择性催化还原(SCR)催化剂通常随后为催化烟尘过滤器(CSF)或柴油机颗粒过滤器(DPF)(例如在其上游)。
当排气系统包括DPF或CSF时，则排气系统可以包括用于将DPF或CSF加热至再生温度的设备。需要额外的热用于DPF或CSF的主动再生。用于将DPF或CSF加热至再生温度的设备可以选自电阻加热线圈、用于将可燃的HC注入柴油发动机下游的排气中的注射器和用于调节发动机操作以在排气中产生额外的HC的设备。优选的是，用于将DPF或CSF加热至再生温度的设备是用于调节发动机操作以在排气中产生额外的HC的设备。
DPF或CSF还可以包括电阻加热线圈。当排气系统包括用于将可燃HC注入排气中的注射器时，则注射器在柴油发动机的下游和DPF或CSF的上游，并且任选地在氧化催化剂的上游。
含氮还原剂注射器可以直接在选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化剂还原过滤器(SCRFTM)催化剂的上游。因此，在第二、第三和第五排气系统实施方案中，氧化催化剂可以随后为含氮还原剂注射器(例如在其上游)，并且含氮还原剂注射器可以随后为SCR催化剂或SCRFTM催化剂(例如在其上游)。在第四排气系统实施方案中，DPF或CSF可以随后为含氮还原剂注射器(例如在其上游)，并且含氮还原剂注射器可以随后为选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。
排气系统还可以包括NO2传感器和/或温度传感器。
当排气系统包括SCR催化剂或SCRFTM催化剂时，则优选的是，SCR催化剂或SCRFTM催化剂包含铜交换沸石或铁交换沸石。优选的是，SCR催化剂或SCRFTM催化剂包含铜交换沸石，例如其中沸石具有菱沸石(CHA)结构的铜交换沸石。
本发明还提供车辆，该车辆包括柴油发动机和本发明的排气系统或本发明的氧化催化剂。通常，氧化催化剂位于柴油发动机的下游，例如在柴油发动机的涡轮下游。
柴油发动机可以是均质充气压缩点火(HCCI)发动机、预混合充气压缩点火(PCCI)发动机或低温燃烧(LTC)发动机。优选的是，柴油发动机是常规的(即传统的)柴油发动机。
车辆可以是轻型柴油机车辆(LDV)，例如美国或欧洲立法中所定义的。轻型柴油机车辆通常具有<2840kg的重量，更优选地<2610kg的重量。
在美国，轻型柴油机车辆(LDV)是指具有≤8,500磅(美国lbs)的总重量的柴油机车辆。在欧洲，术语“轻型柴油机车辆(LDV)”是指(i)除司机座位之外包括不大于八个座位并且具有不超过5吨的最大质量的客车，和(ii)用于运输具有不超过12吨的最大质量的货物的车辆。
或者，车辆可以是重型柴油机车辆(HDV)，例如具有＞8,500磅(美国lbs)的总重量的柴油机车辆，如美国立法中所定义的。
用于制备本发明的氧化催化剂的方法在本领域是已知的。参见例如我们的WO99/47260、WO2007/077462和WO2011/080525。类似地，用于干燥和煅烧载体涂层的条件也是众所周知的。
产生氧化催化剂的第一方法方面包括以下步骤：(i)用长度L1的第一载体涂层来涂覆基材，其中基材具有轴向长度L，并且L1小于或等于轴向长度L(例如L1≤L)；然后(ii)用长度L2的第二载体涂层来涂覆基材，其中L2小于或等于轴向长度L(例如L2≤L)；(iii)干燥涂覆在基材上的第一载体涂层和第二载体涂层；(iv)用铂族金属将第一载体涂层和第二载体涂层的至少一者浸渍至长度L3，其中L3小于轴向长度L(例如L3<L)；和(v)煅烧涂覆有第一载体涂层、第二载体涂层和浸渍的铂族金属的基材。用于用PGM来浸渍载体涂层或载体涂覆层的方法在本领域是已知的(参见例如WO2013/088152)。用PGM浸渍的步骤可以用于形成区带，例如如以上定义的第一载体涂覆区带或PGM区带。
通常，长度L3小于长度L1或小于长度L2。优选的是，长度L3小于长度L1并且长度L3小于长度L2。
一般而言，氧化催化剂的第一载体涂覆区域或第三载体涂覆区域通过(iv)用铂族金属将第一载体涂层和第二载体涂层的至少一者浸渍至长度L3的步骤来提供。优选的是，氧化催化剂的第一载体涂覆区域通过步骤(iv)提供。
步骤(iv)可以包括(iv)用铂族金属将第一载体涂层和第二载体涂层从基材的第一端或第二端浸渍至长度L3。
方法的步骤(i)通常包括(i)用长度L1的第一载体涂层从第一端涂覆基材。
步骤(ii)可以包括(ii)用长度L2的第二载体涂层从第一端涂覆基材。因此，基材从相同的端涂覆有第一载体涂层和第二载体涂层。
优选的是，第一载体涂层的长度L1或第二载体涂层的长度L2中的至少一个等于基材的轴向长度L(例如L1＝L或L2＝L)。更优选地，第一载体涂层的长度L1等于基材的轴向长度L。
第二载体涂层的长度L2可以小于或等于第一载体涂层的长度L1(例如L2≤L1)。优选的是，第二载体涂层的长度L2等于基材的轴向长度L(例如L2＝L)。
当基材从相同的端(例如第一端)涂覆有第一载体涂层和第二载体涂层时，则优选地步骤(iii)包括(iii)用铂族金属将第一载体涂层和第二载体涂层二者都从基材的第一端浸渍至长度L3。
或者，步骤(ii)可以包括(ii)用长度L2的第二载体涂层从第二端涂覆基材或由其组成。优选的是，L2大于L与L1之间的差(例如L2＞L–L1)。
产生本发明的氧化催化剂的方法的第二方法方面是特别有利的，因为它是成本有效的。特别地，所述方法允许使用单程煅烧(singlecalcinationpass)来制备本发明的氧化催化剂。
一般而言，用于制备本发明的氧化催化剂的方法包括煅烧涂覆有第一载体涂层、第二载体涂层和任选地浸渍铂族金属的基材的单个步骤。
产生氧化催化剂的第二方法方面包括以下步骤或由其组成：(i)用长度L1的第一载体涂层从第一端涂覆基材，其中基材具有轴向长度L，并且L1小于轴向长度L(例如L1<L)；然后(ii)用长度L2的第二载体涂层从第二端涂覆基材，其中，L2大于L与L1之间的差(例如L2＞L–L1)。和(iii)煅烧涂覆有第一载体涂层和第二载体涂层的基材。长度L2小于或等于基材长度L(例如L2≤L)，优选地，长度L2小于或等于基材的长度(例如L2<L)。
本发明的此方法方面可用于根据第一氧化催化剂方面产生本发明的氧化催化剂，其中第二载体涂覆区域由上游载体涂覆层和下游载体涂覆层(例如第三载体涂覆层)之间的重叠形成。因为第一载体涂层和第二载体涂层的长度的和大于基材的轴向长度(即│L2+L1│＞L)，基材上的第二载体涂层与第一载体涂层重叠以形成第二载体涂覆区域。第二载体涂覆区域的长度LM可以由LM＝L2+L1-L表示。
在本发明的此方法方面，用第一载体涂层从第一端涂覆基材的步骤提供了(a)第一氧化催化剂布置的第一布置中的下游载体涂覆层(例如第三载体涂覆层)或(b)第一氧化催化剂布置的第二布置中的第一载体涂覆层。
本发明还提供用于排放物控制装置的调整来自柴油发动机的排气中氮氧化物(NOx)的含量的方法。如本文使用的“调整NOx含量”的任何引述(特别是涉及本发明的方法或用途方面)，是指改变(即调节)或维持NO:NO2的比例(以ppm或％体积计，通常在排气的温度和压力下)以在预定范围内。
一般而言，“调整NOx含量”是指改变或维持(优选地改变)排气(通常直接来自柴油发动机)中NO:NO2的比例(以ppm或％体积计)以小于17:3(即NO与NO2的量小于在来自柴油发动机的排气中正常发现的量)，NO:NO2的比例优选地为从5:1至1:5，更优选地为2.5:1至1:2.5，并且甚至更优选地为2:1至1:2(例如1.5:1至1:1.5或约1:1)。
定义
如本文使用的缩写“PGM”是指“铂族金属”。术语“铂族金属”一般指周期表的金属Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt，特别是金属Ru、Rh、Pd、Ir和Pt。
术语“载体涂层”在本领域中是已知的，并且是指在催化剂的生产期间被施加至基材的粘附涂层。涂层或载体涂层通常包含催化剂配方的一种或多种组分。
本文使用的术语“载体涂覆区域”是指基材上的一个或多个载体涂层的面积或局部。载体涂覆区域具有不同于邻近或相邻载体涂覆区域的独特的总组成。术语“载体涂覆区域”涵盖术语“载体涂覆层”和“载体涂覆区带”。载体涂覆区域可以包括单个载体涂覆层或由其组成。载体涂覆区域可以包括两个载体涂覆层或由其组成。载体涂覆区域可以包括各载体涂覆层的全部或部分。例如，载体涂覆区域可以是基材上的载体涂层的面积或区域，其中第一载体涂覆层的端与第二载体涂覆层的端重叠(例如参见图3和图4中的(2))。载体涂覆区域可以包括单个载体涂覆区带或由其组成。
本文使用的术语“载体涂覆区带”是指沿着基材长度的一个或多个载体涂层或沿着基材长度的一个或多个载体涂层的浸渍部分或局部的水平布置。“载体涂覆区带”具有明晰的上游和下游边界或边缘(即有可能使用常规的分析技术来区带别一个载体涂覆区带与另一载体涂覆区带或载体涂覆层)。
当“载体涂覆区带”是指沿着基材长度的一个或多个载体涂层的布置时，则通常在载体涂覆区带内不存在载体涂覆层的重叠。因此，载体涂覆区带通常包括分离的载体涂覆层。例如，载体涂覆区带可以包括两个载体涂覆层(例如两个完整的载体涂覆层)或由其组成，例如其中一层设置在另一层上。各载体涂覆层的边界或边缘是相连的。在本文中，术语“载体涂覆区带”比“载体涂覆区域”范围更窄，因为“载体涂覆区带”不包括载体涂覆层的部分。
当“载体涂覆区带”是指沿着基材长度的一个或多个载体涂层的浸渍部分或局部时，载体涂覆区带可以是单个载体涂覆层的部分或局部。或者，载体涂覆区带可以是多个载体涂覆层(例如两个载体涂覆层)的部分或局部。载体涂覆区带的边界或边缘中的一个将处于基材的端(例如基材的入口端或出口端)。当载体涂覆区带是多个载体涂覆层的部分或局部时，则载体涂覆层将具有共同的边界或边缘(即沿着基材长度)。
本文使用的术语“载体涂覆层”是指遍布表面(例如基材或另一载体涂层的表面)的一定厚度的载体涂层，其具有基本上均匀的组成(即当将载体涂覆区域的一部分与该载体涂覆区域的另一部分比较时，在载体涂层的组成上不存在显著差别)。在本文中的基本上均匀的组成通常是指这样的载体涂覆层，其中当将该层的一部分与该层的另一部分比较时，组成上的差别为5％或更小，通常是2.5％或更小，并且最通常为1％更小。因此，载体涂覆层是基材上的载体涂层的分离的区域或面积。
对本文使用的“设置在基材的入口端”的载体涂覆区域、载体涂覆区带或载体涂覆层的任何引述是指位于基材上的一个位置的载体涂覆区域、载体涂覆区带或载体涂覆层，所述位置到基材的入口端比它到基材的出口端更近。因此，载体涂覆区域、载体涂覆区带或载体涂覆层的中点(即其长度一半处)到基材的入口端比中点到基材的出口端更近。对本文使用的“设置在基材的出口端”的任何引述是指位于基材上的一个位置的载体涂覆区域、载体涂覆区带或载体涂覆层，所述位置到基材的出口端比它到基材的入口端更近。载体涂覆区域、载体涂覆区带或载体涂覆层的中点(即其长度一半处)到基材的出口端比中点到基材的入口端更近。
如本文使用的表达“铂和钯的组合”只指含有铂和钯二者的载体涂覆区域、载体涂覆层或载体涂覆区带。“组合”包括但不限于铂和钯的合金或混合物。
本文使用的术语“混合氧化物”一般指如本领域已知的处于单相的氧化物的混合物。本文使用的术语“复合氧化物”一般指如本领域已知的具有超过一相的氧化物的组合物。
对单位gft-3(克每立方英尺)或gin-3(克每立方英寸)等等的量的引述是指每体积基材的组分的平均重量。
本文使用的表达“基本由...组成”将特征的范围限制至包括指定材料或步骤，以及不实质上影响该特征的基本特点的任何其他材料或步骤，例如次要量的杂质。表达“基本由...组成”涵盖表达“由...组成”。
对本文使用的区带、层或区域的长度的任何引述是指其平均长度。本领域众所周知的是：区带、层或区域的精确长度取决于用于其生产的方法可存在一些变化。通常，长度不偏离长度平均值大于5％，优选地不大于1％。区带、层或区域的长度平行于氧化催化剂的纵轴(即轴向长度)测量。
本文对长度L1、L2和L3进行引述。这些长度中的每一个从涂覆有相关载体涂层(在L1或L2的情况下)或浸渍有铂族金属(在L3情况下)的基材的端测量。对基材的第一端的任何引述涉及不同于基材的第二端的基材的端。通常，基材的第一端是与第二端相对的基材的端。
如本文使用表达“吸附器(adsorber)”或“吸附剂(adsorbent)”与“吸附器(absorber)”“吸附剂(absorbent)”是同义的。
为避免疑义，术语“基材的长度”和“基材的轴向长度”是同义的。
实施例
现在通过以下非限制性实施例来阐述本发明。
催化剂的制备
根据本发明的第二方法方面并且如WO99/47260中描述来制备区带化柴油机氧化催化剂(区带化DOC)。区带化(DOC)具有如图4中所示的结构。第一载体涂覆区域(1)的长度(例如L–L2)是基材长度(例如L)的25％。在第一载体涂覆区域中，铂的负载量为26.7gft-3，并且钯的负载量为26.7gft-3。第二载体涂覆区域(2)的长度(例如L2+L1-L)是基材长度的20％。在第二载体涂覆区域中，铂的负载量为34.7gft-3，并且钯的负载量为26.7gft-3。第三载体涂覆区域(3)的长度(例如L-L1)是基材长度的55％。在第三载体涂覆区域中，铂的负载量为8gft-3，并且不存在钯。催化剂的PGM(例如铂和钯)的总负载量为30gft-3。氧化催化剂中铂总质量与钯总质量的比例为1.5:1。
为比较的目的而使用如WO99/47260中描述的方法来制备参比柴油机氧化催化剂(参比DOC)。参比氧化催化剂具有两个载体涂覆层，所述两个载体涂覆层各自沿着基材的整个长度涂覆。直接涂覆在基材上的第一层含有16gft-3的铂负载量和16gft-3的钯负载量。第二层涂覆在第一层上，并且含有8gft-3的铂负载量。催化剂的PGM(例如铂和钯)的总负载量为40gft-3。氧化催化剂中铂总质量与钯总质量的比例为1.5:1。
NO氧化活性
测量区带化DOC和参比DOC的NO氧化活性，并且结果在图5中示出。即使区带化DOC具有比参比DOC(其具有40gft-3的总PGM负载量)更低的30gft-3的总PGM负载量，但区带化DOC(▲)显示比参比DOC(◆)更大的NO氧化活性。
烃氧化活性
区带化DOC和参比DOC在7LIT4发动机上于610℃下以DOC+CSF过滤器配置老化50和100小时之前和之后进行测试。在骤冷测试中比较区带化DOC和参比DOC。将柴油机燃料注入在各催化剂之上以产生放热，以使得离开催化剂的排气温度为610℃。在稳态温度和流动条件(发动机的速度和型)下使放热的产生稳定化，并且然后降低发动机的型以使得催化剂入口温度降低。当催化剂入口温度变得太低而不能维持放热产生时，催化剂骤冷。结果在图6和图7中示出。如图6中可以看到，参比DOC在270℃骤冷。相反地，区带化DOC处于相同的条件下时不骤冷(参见图7)，这表明与参比DOC相比，该区带化DOC具有优良的HC氧化活性。区带化DOC在比参比DOC更低的温度下维持其HC氧化性能。这表明区带化DOC可用于在低操作温度下再生包括过滤基材的排放物控制装置。来自各催化剂的HC逸出也在相同的催化剂入口温度和流动条件下测试。用约880kgh-1的排气流、75kh-1的GHSV得到图8中显示的结果，催化剂入口和出口温度分别为340℃和610℃。用约1050kgh-1的排气流、115kh-1的GHSV得到图9中显示的结果，催化剂入口和出口温度分别为330℃和610℃。区带化DOC显示比参比DOC更低的HC逸出。
硫耐受性
区带化DOC和参比DOC各自用低S柴油(1.5gL-1的硫)硫化(sulphated)，并且在275℃下测量NO氧化性能。从图10中可见：与参比DOC相比，在S暴露之后，区带化DOC失去更少的NO氧化性能。区带化DOC在再生之后也完全恢复，而参比DOC在相同的温度下再生之后部分地恢复。在再生期间就各催化剂而言的HC逸出在硫化之后不改变。
为避免任何疑义，本文引用的任何及所有文献的全部内容皆以引用方式并入本申请。

Claims (31)

1.用于处理来自柴油发动机的排气的氧化催化剂，所述氧化催化剂包含：
基材；
设置在所述基材上的第一载体涂覆区域，其中所述第一载体涂覆区域包含第一铂族金属(PGM)和第一载体材料；
邻近所述第一载体涂覆区域的第二载体涂覆区域，其中所述第二载体涂覆区域包含第二铂族金属(PGM)和第二载体材料；
设置在所述基材上的第三载体涂覆区域，其中所述第三载体涂覆区域包含第三铂族金属(PGM)和第三载体材料；并且其中：
(i)所述第三载体涂覆区域邻近所述第二载体涂覆区域；或
(ii)所述第二载体涂覆区域被设置在所述第三载体涂覆区域上。
2.根据权利要求1所述的氧化催化剂，其中所述第三载体涂覆区域邻近所述第二载体涂覆区域。
3.根据权利要求2所述的氧化催化剂，其中所述第一载体涂覆区域包括第一载体涂覆区带，所述第二载体涂覆区域包括第二载体涂覆区带，并且所述第三载体涂覆区域包括第三载体涂覆区带。
4.根据权利要求3所述的氧化催化剂，其中所述第三PGM是铂。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的氧化催化剂，其中所述第二PGM是铂和钯的组合。
6.根据权利要求2所述的氧化催化剂，其中所述第一载体涂覆区域包括上游载体涂覆层的一部分，所述第二载体涂覆区域包括所述上游载体涂覆层的一部分和下游载体涂覆层的一部分，并且所述第三载体涂覆区域包括所述下游载体涂覆层的一部分。
7.根据权利要求6所述的氧化催化剂，其中所述第二载体涂覆区域包括设置在所述下游载体涂覆层的前部分上的所述上游载体涂覆层的后部分。
8.根据权利要求7所述的氧化催化剂，其中所述第一PGM是铂，所述第三PGM是铂和钯的组合，并且所述第二PGM是铂和钯的组合。
9.根据权利要求6所述的氧化催化剂，其中所述第二载体涂覆区域包括设置在所述上游载体涂覆层的后部分上的所述下游载体涂覆层的前部分。
10.根据权利要求9所述的氧化催化剂，其中所述第一PGM是铂和钯的组合，所述第三PGM是铂，并且所述第二PGM是铂和钯的组合。
11.根据权利要求1所述的氧化催化剂，其中所述第二载体涂覆区域设置在所述第三载体涂覆区域上。
12.根据权利要求11所述的氧化催化剂，其中所述第一载体涂覆区域包括第一载体涂覆层或第一载体涂覆区带，所述第二载体涂覆区域包括第二载体涂覆层，并且所述第三载体涂覆区域包括第三载体涂覆层。
13.根据权利要求12所述的氧化催化剂，其中所述第一载体涂覆区域由第一载体涂覆层组成。
14.根据权利要求12所述的氧化催化剂，其中所述第一载体涂覆区带包括第一载体涂覆层和第四载体涂覆层，其中所述第四载体涂覆层设置在所述第一载体涂覆层上。
15.根据权利要求14所述的氧化催化剂，其中所述第三PGM的总负载量大于或等于所述第二PGM的总负载量。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的氧化催化剂，其中所述第二PGM的总负载量大于所述第三PGM的总负载量。
17.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述第一PGM的总负载量大于所述第三PGM的总负载量。
18.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述第二PGM的总负载量大于所述第一PGM的总负载量。
19.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述第一PGM是铂。
20.根据权利要求1至14中任一项所述的氧化催化剂，其中所述第一PGM是钯。
21.根据权利要求1至18中任一项所述的氧化催化剂，其中所述第一PGM选自铂以及铂和钯的组合。
22.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述第二PGM选自铂以及铂和钯的组合。
23.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述第三PGM选自铂以及铂和钯的组合。
24.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述第一载体材料包含耐火金属氧化物，所述耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈和它们的两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物。
25.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述第二载体材料包含耐火金属氧化物，所述耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈和它们的两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物。
26.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述第三载体材料包含耐火金属氧化物，所述耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈和它们的两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物。
27.排气系统，其包括根据权利要求1至26中任一项所述的氧化催化剂，和排放物控制装置。
28.车辆，其包括柴油发动机和(a)根据权利要求1至26中任一项所述的氧化催化剂或(b)根据权利要求27所述的排气系统。
29.生产如权利要求1至26中任一项所限定的氧化催化剂的方法，所述方法包括：
(i)用长度L1的第一载体涂层来涂覆基材，其中所述基材具有轴向长度L并且L1≤L；然后
(ii)用长度L2的第二载体涂层来涂覆所述基材，其中L2≤L；
(iii)将所述第一载体涂层和所述第二载体涂层干燥至所述基材上；
(iv)用铂族金属将所述第一载体涂层和所述第二载体涂层的至少一者浸渍至长度L3，其中L3<L；和
(v)煅烧涂覆有所述第一载体涂层、所述第二载体涂层和所述浸渍的铂族金属的所述基材。
30.生产如权利要求1至26中任一项所限定的氧化催化剂的方法，所述方法包括：
(i)用长度L1的第一载体涂层从第一端涂覆基材，其中所述基材具有轴向长度L并且L1<L；然后
(ii)用长度L2的第二载体涂层从第二端涂覆所述基材，其中L2＞L–L1；和
(iii)煅烧涂覆有所述第一载体涂层和所述第二载体涂层的所述基材。
31.如权利要求1至26中任一项所限定的氧化催化剂在具有过滤基材的排放物控制装置的再生中的用途。
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