CN106999913A - 具有被动氮氧化物吸附区的区域涂覆的催化衬底 - Google Patents
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Abstract
公开了形成用于催化转化器中的区域涂覆的衬底的方法，以及适用于制备所述区域涂覆的衬底的修补基面涂料组合物和方法，及由此形成的区域涂覆的衬底。所述区域涂覆的衬底可包括被动NOx吸附区和催化区。还公开了废气处理系统及使用催化转化器和废气处理系统的车辆，诸如柴油车辆，所述催化转化器和废气处理系统使用所述区域涂覆的衬底。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年7月29日提交的美国临时专利申请No.62/030,550和2015年2月26日提交的美国临时申请No.62/121,440的优先权权益。那些申请的全文内容以引用的方式并入本文。
发明领域
本公开涉及催化剂的领域。更具体来说，本公开涉及纳米粒子催化剂、衬底修补基面涂料、区域涂覆的衬底、修补基面涂料组合物及由所述修补基面涂料和区域涂覆的衬底形成的催化转化器。
发明背景
汽车废气主要含有诸如一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和烃(HC)的有害气体。环境关注和政府监管已致力于通过将这些有毒燃烧产物转化成诸如二氧化碳(CO2)、氮气(N2)和水(H2O)的更无危险的气体而将其从汽车废气中除去。为了实现这种转化，废气必须通过含有可将CO氧化成CO2、将NOx还原成N2和H2O及将烃氧化成CO2和H2O的材料的处理系统。
在全世界范围内，排放法规和标准变得越来越严格，尤其对于NOx排放物而言。用于减少释放到大气中的NOx量的两种竞争性的排气技术是稀油NOx捕集器(Lean NOxTrap，LNT)和选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)。LNT在稀燃发动机操作期间(即在存在过量氧时)吸附、储存或捕集氮氧化物，且当废气中的氧含量减小时，释放并转化这些气体。LNT系统的一种实例可见于国际专利申请PCT/US2014/061812及美国临时申请61/894,346中，其全文以引用的方式并入本文。另一方面，无论废气中的含氧量如何，SCR装置都会减少氮氧化物。然而，SCR装置在低操作温度下，例如在低于200℃的温度下无法适当地减少NOx排放物。
不幸的是，当发动机开始启动(“冷启动”)时，但在排放系统中的催化转化器、LNT或SCR装置升温至其操作温度之前，产生由内燃机排放的一大部分污染气体。为了减少冷启动阶段期间的有害排放物(诸如柴油机或汽油机车辆(例如，汽车或卡车)的有害排放物)，可使用含有污染物的临时储存物的修补基面涂料来涂覆用于车辆催化转化器中的衬底。在催化转化器加热至其操作温度(称为起燃温度(转化率达到最大转化率的50％时的温度))之后，储存的气体被释放且随后被催化转化器分解。
高的起燃温度是不利的，因为许多车辆的行程持续时间短，而且在催化转化器达到其操作温度所需的时间期间，污染物必然未经处理地释放到环境中，或储存在排气系统中直至达到起燃温度。即使在起燃之前有效地捕集污染物，如果进行多次连续短行程，催化转化器仍无法达到操作温度。因此，用于储存的修补基面涂料可变得饱和，再次导致将污染物释放到环境中。
另外，发动机或车辆的废气温度可视发动机或车辆的类型而不同。因此，催化活性材料的操作温度或SCR装置的操作温度可视发动机和车辆而不同。例如，大的发动机(例如，大于2.5升)通常比小的发动机(例如，小于2升)更冷地运行。因此，需要用于储存污染物的可调材料，其中释放温度可向上或向下调整或调节以适应发动机或车辆中变化的操作温度。
市售的催化转化器使用通过湿式化学方法沉积在衬底上的铂族金属(PGM)催化剂，诸如使铂离子和/或钯离子自溶液沉淀至衬底上。这些PGM催化剂占催化转化器成本的相当一部分。因此，用于产生催化转化器的PGM催化剂的量的任意减少都是有利的。市售的催化转化器也呈现一种称为“老化”的现象，其中催化转化器的有效性随时间推移而变小；起燃温度随催化转化器老化而开始升高，且排放物的水平也开始上升。因此，也需要减少老化作用，以延长催化转化器用于控制排放物的功效。
发明概要
所公开的催化剂和修补基面涂料除了其它的优势还可提供尤其与仅使用用于沉积铂族金属的湿式化学方法制备的老化市售催化剂相比具有显著降低的起燃温度的催化转化器，同时使用等量或较少的铂族金属。或者，所述催化剂和修补基面涂料可减少用于达到与仅使用用于沉积铂族金属的湿式化学方法制备的老化市售催化剂相同的起燃温度的铂族金属的量。因此，与仅使用前述用于沉积铂族金属的湿式化学方法制备的催化转化器相比，可实现改善排放物控制系统的性能(即，减少一种或多种监管污染物的排放)和/或降低排放物控制系统的成本。
本文所述的公开的催化剂和修补基面涂料还包括被动NOx吸附剂(PNA)。本文描述包括PNA的涂覆的衬底、用于制备具有PNA的涂覆的衬底的修补基面涂料制剂、用于制备用作PNA的涂覆的衬底的方法及用于将具有PNA的涂覆的衬底并入排放物控制系统的系统。公开的PNA可在低启动温度下吸附NOx排放物，且可在有效操作温度(例如，在起燃温度或高于起燃温度下)且在稀燃条件下释放吸附的NOx。另外，公开的PNA可减少用于催化转化器中的铂族金属的量。在较低温度下(尚未达到NOx的T50的温度)，NOx排放物可阻止一氧化碳和烃氧化。因此，在较低温度下储存NOx排放物且在较高温度下(诸如高于NOx的T50温度的温度)将其释放可减少氧化汽车废气污染物所需的PGM的量。此外，公开的PNA材料在环境温度至高达最大储存温度的温度下也能够储存尽可能多的NOx排放物，其中最大储存温度根据所用发动机和车辆的类型来调整。因此，公开的PNA材料可调节以在某些情形下仅在高达约100℃下、在某些情形下在高达约150℃下且在某些情形下在高达约200℃或更高的温度下储存NOx排放物。无论最大储存温度如何，PNA材料均可展现略高于最大储存温度的“剧烈”释放温度。
本文所述的涂覆的衬底可为区域涂覆的衬底。“区域涂覆的衬底”是涂覆的衬底的子集，且本文关于涂覆的衬底所述的任何实施方案都适用于在物理上可行的区域涂覆的衬底。区域涂层可用于将各种修补基面涂料制剂或修补基面涂料层分成衬底上的不同区，而并非在衬底上的同一区中具有修补基面涂料制剂或修补基面涂料层。换句话说，不是以第一修补基面涂料涂覆衬底，且接着以置于第一修补基面涂料顶部上的第二修补基面涂料涂覆衬底，相反可以第一修补基面涂料涂覆衬底的一个区或区域，且接着以另一修补基面涂料涂覆不同的区或区域，以便可视需要调整不同修补基面涂料之间的接触(或重叠)，包括使不同修补基面涂料间的接触最小化或消除该接触。通过区域涂覆衬底，可以特定的组合向衬底的特定区域涂敷特定的修补基面涂料制剂来实现某种结果。例如，一些修补基面涂料制剂或修补基面涂料层抑制或降低其它修补基面涂料制剂或修补基面涂料层在位于衬底上的同一区(同一区域)中时完整地发挥作用的能力。通过将修补基面涂料分成不同的区域，可以避免这种结果。
可以使用包含催化材料、沸石或PNA材料的修补基面涂料制剂来在用于催化作用的衬底(诸如催化转化器衬底)的一个或多个区域或部分上的涂层中提供一层或多层。因此，可使用一种或多种修补基面涂料制剂在衬底的第一区域上的涂层中提供一层或多层，且可使用一种或多种修补基面涂料制剂在衬底的第二区域上的涂层中提供一层或多层。衬底可具有一个以上的区域，每个区域具有一种或多种修补基面涂料制剂来为衬底的区域提供一层或多层涂层。另外，衬底的一些区域的涂层中可不含任何修补基面涂料制剂或修补基面涂料层。此外，一个区域涂层的一部分或一小部分可与另一区域的涂层重叠。也可能衬底的一个或多个区域共用共同的修补基面涂料制剂或修补基面涂料层，诸如角落填充层。
在一些实施方案中，涂覆的衬底包含：包含第一区域和第二区域的衬底；所述第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，其包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且所述第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中第一复合纳米粒子包含在第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。第一复合纳米粒子可通过等离子体产生。涂覆的衬底在第一区域与第二区域之间可包括第三区域。第三区域可未涂覆。另外，第三区域可只包括角落填充层。此外，第一区域与第二区域的一部分可重叠。例如，PNA层可与第一催化层重叠或第一催化层可与PNA层重叠。
任何及所有复合纳米粒子均可与微米级载运粒子键合以形成NNm粒子。例如，第一复合纳米粒子可与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。另外，任何及所有复合纳米粒子均可嵌埋在载运粒子内以形成NNiM粒子。例如，第一复合纳米粒子可嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。衬底的第二区域可包括第二催化层。第二催化层可包含第二复合纳米粒子，其中第二复合纳米粒子包含在第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。第二催化层可形成在第一催化层的顶部上。任何及所有催化纳米粒子可包括至少一种铂族金属。例如，第一、第二或第一与第二催化纳米粒子可包括至少一种铂族金属。任何及所有催化纳米粒子均可包括铂和钯。例如，第一、第二或第一与第二催化纳米粒子可包含铂和钯。铂与钯的重量比可为2:1至10:1铂:钯。载体纳米粒子可具有5nm至20nm的平均直径。例如，第一、第二或第一与第二载体纳米粒子可具有5nm至20nm的平均直径。催化纳米粒子可具有1nm与5nm之间的平均直径。例如，第一、第二或第一与第二催化纳米粒子可具有1nm与5nm之间的平均直径。
衬底的第二区域可包含包含沸石粒子的沸石层。沸石层可不包含铂族金属。沸石层可形成在催化层的顶部上且催化层可形成在沸石层的顶部上。例如，沸石层可形成在第一催化层的顶部上或第二催化层的顶部上。另外，第一催化层可形成在沸石层的顶部上。第二催化层可形成在第一催化层的顶部上。第一催化层可包括2:1至4:1重量比的铂:钯。第二催化层可包括10:1重量比的铂:钯。任何催化层均可基本上不含沸石。例如，第一、第二或第一与第二催化层可基本上不含沸石。在公开的实施方案中，当一层(层Y)称作形成在另一层(层X)的“顶部上”时，在两层X与Y之间可不形成其它层或可形成任意数量的其它层(层A、B、C等)。例如，如果层Y称作形成在层X的顶部上，这可以指的是可形成层X，接着可紧接在层X顶上形成层A，接着可紧接在层A顶上形成层B，接着可紧接在层B顶上形成层Y的情形。或者，如果层Y称作形成在层X的顶部上，这可以指的是层Y可直接沉积在层X的顶部上，而在X与Y之间无插入层的情形。对于在层X与层Y之间不存在插入层的特殊情形而言，层Y称作紧接形成在层X顶上，或等同地，层Y称作直接形成在层X的顶部上。
PNA层可储存NOx气体至高达至少第一温度且可在第一温度或高于第一温度下释放储存的NOx气体。第一温度可为150℃。第一温度也可为300℃。多个载体粒子可为微米级的。多个载体粒子可为纳米级的。多个载体粒子可包括氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。多个载体粒子可为HSA5、HSA20或其混合物。多个载体粒子上的纳米级PGM可通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。多个载体粒子上的纳米级PGM可通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。多个载体粒子上的纳米级PGM可包含PNA复合纳米粒子，其中PNA复合纳米粒子可包括在包含氧化铈的第三载体纳米粒子上的PGM纳米粒子。PNA复合纳米粒子可与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。PNA复合纳米粒子可嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。载运粒子可包括氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。载运粒子可包括86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
纳米级PGM可包含钯。PNA层可包含约2g/L至约4g/L Pd，包括3g/L Pd。纳米级PGM可包含钌。PNA层可包含约3g/L至约15g/L Ru，包括5g/L至6g/L Ru。涂覆的衬底可用于任何发动机系统中，包括大于或等于2.5L和小于或等于2.5L的发动机系统。PNA层可包括大于或等于约150g/L所述多个载体粒子。PNA层可包括大于或等于约300g/L所述多个载体粒子。PNA层可包括勃姆石粒子。多个载体粒子上的纳米级PGM可占所述PNA层中的多个载体粒子上的纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95至98重量％。勃姆石粒子可占所述PNA层中的多个载体粒子上的纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2至5重量％。
衬底可包含堇青石。衬底可包含蜂窝结构。涂覆的衬底可包括直接沉积在衬底上的角落填充层。角落填充层可直接沉积在衬底的第二区域上。角落填充层可直接沉积在衬底的第一和第二区域上。
任何及所有复合纳米粒子均可通过等离子体产生。
在一些实施方案中，催化转化器包含根据任何公开的实施方案的涂覆的衬底。在一些实施方案中，废气处理系统包含用于废气的管道和催化转化器，所述催化转化器包含根据任何公开的实施方案的涂覆的衬底。在一些实施方案中，车辆包含催化转化器，所述催化转化器包含根据任何公开的实施方案的涂覆的衬底。车辆可符合欧洲排放标准欧洲5或欧洲6。车辆可为柴油车辆，包括轻型柴油车辆或重型柴油车辆。
在一些实施方案中，一种处理废气的方法包括使任何公开的实施方案的涂覆的衬底与废气接触。衬底可置于被配置成用于接收废气的催化转化器中。在一些实施方案中，废气在接触衬底的第二区域之前首先接触衬底的第一区域。
在一些实施方案中，一种形成涂覆的衬底的方法包括以被动NOx吸附剂(PNA)修补基面涂料组合物涂覆衬底的第一区域，所述修补基面涂料组合物包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且以包含第一复合纳米粒子的第一催化修补基面涂料组合物涂覆衬底的第二区域，其中第一复合纳米粒子包含第一催化纳米粒子和第二载体纳米粒子。所述方法可包括在衬底的第一区域与第二区域之间留下未涂间隙。可在涂覆第一区域之前涂覆第二区域。另外，可在涂覆第二区域之前涂覆第一区域。此外，该等区域的至少一部分可重叠。例如，PNA修补基面涂料组合物的至少一部分可与第一催化修补基面涂料组合物的至少一部分重叠或第一催化修补基面涂料组合物的至少一部分可与PNA修补基面涂料组合物的至少一部分重叠。所述方法可包括以第二催化修补基面涂料组合物涂覆衬底的第二区域。第二催化修补基面涂料组合物可包括第二复合纳米粒子，其中第二复合纳米粒子可包含在第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。可在以第二催化修补基面涂料组合物涂覆第二区域之前以第一催化修补基面涂料组合物涂覆衬底的第二区域。所述方法可包括以包含沸石粒子的沸石修补基面涂料组合物涂覆衬底的第二区域。可在以第一和/或第二催化修补基面涂料组合物涂覆第二区域之前以沸石修补基面涂料组合物涂覆衬底的第二区域。可在以沸石修补基面涂料组合物涂覆第二区域之前以第一和/或第二催化修补基面涂料组合物涂覆衬底的第二区域。可在以第二催化修补基面涂料组合物涂覆第二区域之前以第一催化修补基面涂料组合物涂覆衬底的第二区域。上文关于前述涂覆的衬底、PNA层、催化层和沸石层所述的变化形式也适用于形成涂覆的衬底的方法。
在一些实施方案中，一种处理废气的方法包括使涂覆的衬底与包含NOx排放物的废气接触，其中所述涂覆的衬底包含：包含第一区域和第二区域的衬底；第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，其包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中第一复合纳米粒子可包含在第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。所述方法可包括在使衬底的第二区域与废气接触之前使衬底的第一区域与废气接触。上文关于前述涂覆的衬底、PNA层和修补基面涂料组合物、催化层和修补基面涂料组合物以及沸石层和修补基面涂料组合物所述的变化形式也适用于处理废气的方法。
在一些实施方案中，催化转化器包含涂覆的衬底，其包含：包含第一区域和第二区域的衬底。第一区域可包含包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级PGM的PNA层且第二区域可包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中第一复合纳米粒子可包含第一催化纳米粒子和第二载体纳米粒子。上文关于前述涂覆的衬底、PNA层和修补基面涂料组合物、催化层和修补基面涂料组合物以及沸石层和修补基面涂料组合物所述的变化形式也适用于催化转化器。
在一些实施方案中，一种车辆包含包含涂覆的衬底的催化转化器，所述涂覆的衬底包含：包含第一区域和第二区域的衬底；第一区域包含包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级PGM的PNA层；且第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中第一复合纳米粒子包含第一催化纳米粒子和第一载体纳米粒子。车辆可为柴油车辆，包括轻型或重型柴油车辆。车辆也可以符合欧洲排放标准欧洲5或欧洲6。车辆也可包括SCR装置。SCR装置可位于催化转化器下游。车辆也可包括LNT。上文关于前述涂覆的衬底、PNA层和修补基面涂料组合物、催化层和修补基面涂料组合物、沸石层和修补基面涂料组合物以及催化转化器所述的变化形式也适用于车辆。
在一些实施方案中，一种废气处理系统包含用于包含NOx排放物的废气的管道和包含涂覆的衬底的催化转化器，所述涂覆的衬底包含：包含第一区域和第二区域的衬底；第一区域包含包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级PGM的PNA层；且第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中第一复合纳米粒子包含第一催化纳米粒子和第一载体纳米粒子。废气处理系统可包括SCR装置。SCR装置可位于催化转化器下游。废气处理系统可包括LNT。废气处理系统可符合欧洲排放标准欧洲5或欧洲6。上文关于前述涂覆的衬底、PNA层和修补基面涂料组合物、催化层和修补基面涂料组合物、沸石层和修补基面涂料组合物、催化转化器以及车辆所述的变化形式也适用于废气处理系统。
在任何实施方案中，微米级载运粒子可包含一种或多种通过湿式化学方法沉积的铂族金属。此后可紧接进行煅烧。
应了解，本文所述的本发明的各方面和实施方案包括“由各方面和实施方案组成”和/或“基本上由各方面和实施方案组成”。对于本文所述的所有方法、系统、组合物和装置而言，所述方法、系统、组合物和装置可包含所列组分或步骤，或可“由所列组分或步骤组成”或“基本上由所列组分或步骤组成”。当系统、组合物或装置描述为“基本上由所列组分组成”时，所述系统、组合物或装置含有所列组分，且可含有基本上不影响所述系统、组合物或装置的性能的其它组分，但除了明确列出的那些组分以外，不含基本上影响所述系统、组合物或装置的性能的任何其它组分；或不含足以基本上影响所述系统、组合物或装置的性能的浓度或量的多余组分。当一种方法描述为“基本上由所列步骤组成”时，所述方法含有所列步骤，且可含有基本上不影响所述方法的结果的其它步骤，但除明确列出的那些步骤以外，所述方法不含基本上影响所述方法的结果的任何其它步骤。
上文和本文描述的任何实施方案均适用于汽油发动机和柴油发动机(诸如轻型或重型柴油发动机)以及柴油车辆(诸如轻型或重型柴油车辆)中。
本文所述的系统、组合物、衬底和方法，包括如本文所述的本发明的任何实施方案均可单独使用或可与其它系统、组合物、衬底和方法组合使用。
附图说明
图1说明根据本公开的一些实施方案的一种催化转化器，而图1A是图1绘图中一部分的放大视图。
图2说明一种根据本公开的一些实施方案形成涂覆的衬底的方法。
图3A至3C说明在根据本公开的一些实施方案的修补基面涂料涂覆方法的不同阶段形成涂覆的衬底。
图4比较本公开的一种实施方案(实心圆形)与组合修补基面涂料(实心方形)的性能。
图5说明一种根据本公开的一些实施方案形成涂覆的衬底的方法。
图6A至6C说明在根据本公开的一些实施方案的修补基面涂料涂覆方法的不同阶段形成涂覆的衬底。
图7说明一种根据本公开的一些实施方案形成涂覆的衬底的方法。
图8A至8D说明在根据本公开的一些实施方案的修补基面涂料涂覆方法的不同阶段形成涂覆的衬底。
图9展示根据本公开的一个实施方案制备的涂覆的衬底中的单一矩形通道。
图10比较本公开的一个实施方案(实心圆形)与标准的市售催化转化器(实心方形)的性能。
图11展示本公开的某些实施方案的中间床催化转化器气体相对于标准的市售催化转化器的比较。
图12说明一种根据本公开的一些实施方案形成涂覆的衬底的方法。
图13A至13D说明在根据本公开的一些实施方案的修补基面涂料涂覆方法的不同阶段形成涂覆的衬底。
图14A至14C说明根据本公开的一些实施方案形成涂覆的衬底。
图15是表明基于锰的PNA材料在整个操作温度范围内的NOx排放物吸附和释放的图表。
图16是表明基于镁的PNA材料在整个操作温度范围内的NOx排放物吸附和释放的图表。
图17是表明基于钙的PNA材料在整个操作温度范围内的NOx排放物吸附和释放的图表。
图18是表明流向含有PNA区域和DOC区域的涂覆的衬底的废气的说明。
图19是表明如本文所述的采用PNA材料的催化转化器与市售的催化转化器相比的NOx排放物储存对比性能的图表。
图20是表明如本文所述的采用PNA材料的催化转化器与市售的催化转化器相比的尾管排放物对比性能的图表。
图21说明如实施例9中所述制备的本公开的催化剂与市售催化剂性能相比的性能数据。
图22A说明一种根据本公开的一些实施方案形成具有一层以上催化修补基面涂料层的涂覆的衬底的方法。
图22B说明一种根据本公开具有一层以上催化修补基面涂料层的涂覆的衬底的实施方案。
具体实施方式
本公开描述复合纳米粒子催化剂、修补基面涂料制剂/组合物、区域涂覆的衬底和催化转化器。本公开还描述制造和使用这些复合纳米粒子催化剂、修补基面涂料制剂、涂覆的衬底和催化转化器的方法。在整个说明书中，术语“涂覆的衬底”包括其中衬底为区域涂覆的衬底的实施方案。另外，“涂覆的衬底”可指的是区域涂覆的衬底的一个区域、区或部分。本公开还涵盖含有催化剂的修补基面涂料组合物和通过组合各种修补基面涂料成分来制备修补基面涂料的方法。已发现，所述复合纳米粒子催化剂和修补基面涂料溶液在用于生产催化转化器时提供相对于现有技术的催化剂和修补基面涂料制剂而言增强的性能，使得可生产出与具有仅使用用于沉积铂族金属的湿式化学方法制备的催化剂的催化转化器相比起燃温度降低、排放物减少和/或铂族金属负载需求降低的催化转化器。
另外，本公开描述区域涂覆的衬底和催化转化器，其中衬底的至少一个区域和/或催化转化器包括PNA材料(即，组合物)。PNA材料在环境温度至例如约100℃、150℃、200℃、250℃或300℃的温度下能够储存尽可能多的NOx排放物。PNA材料在稀燃条件下可展现“剧烈”释放温度(即，在略高于例如约100℃、150℃、200℃、250℃或300℃下释放储存的NOx排放物)。高的释放温度和/或长的释放“尾”是不利的，因为在发动机关闭之前无法达到这些高温。因此，在发动机再次运行之前，所有初始吸附的NOx排放物无法从PNA材料中释放，因此阻止了PNA材料的吸附可重复性。另外，PNA材料可以是具有成本效益的、能够处理富硫燃料(即，可硫化和去硫化)且可独立地引入氧化材料。
PNA材料在环境温度直至最大可变温度的温度下也能够储存尽可能多的NOx排放物。最大可变温度可视所采用发动机和车辆的类型而变化。因此，可对公开的PNA材料进行调节以在某些情形下储存NOx排放物仅高达约100℃、在某些情形下高达约150℃、在某些情形下高达约200℃且在某些情形下高达约300℃。无论最大可变温度如何，PNA材料可展现略高于最大可变温度的“剧烈”释放温度。
应了解，本文所述的涂覆的衬底、使用本文所述涂覆的衬底的催化转化器以及使用本文所述涂覆的衬底的废气处理系统尤其适用于柴油发动机和柴油车辆，尤其轻型或重型柴油发动机和轻型或重型柴油车辆。
本文所述的复合纳米粒子包括键合在一起的催化(或PGM)纳米粒子和载体纳米粒子以形成纳米摞纳米(nano-on-nano)复合纳米粒子。复合纳米粒子可例如在等离子体反应器中产生以便产生坚固且紧密键合的纳米摞纳米摞纳米复合粒子。这些复合纳米粒子接着可与微米级载运粒子键合以形成微米级的催化活性粒子(“纳米摞纳米摞微米(nano-on-nano-on-micro)”粒子或NNm粒子)。纳米摞纳米摞纳米复合粒子主要位于所得到的微米级粒子处或其附近。或者，复合纳米粒子可嵌埋于多孔载剂内以产生微米级的催化粒子(“微米内纳米摞纳米(nano-on-nano-in-micro)”粒子或NNiM粒子)。在此配置中，纳米摞纳米复合纳米粒子分布在整个微米级载运粒子中。另外，可形成混合NNm/湿式化学粒子。这些带有复合纳米粒子的微米级催化活性粒子(即，NNm、NNiM和混合NNm/湿式化学粒子)可提供与用于催化转化器中的前述催化剂和NOx储存材料相比更佳的初始发动机启动性能、催化剂和/或NOx储存材料寿命的更佳性能和/或催化剂和/或NOx储存材料寿命性能的较少减小。
此外，可配制修补基面涂料制剂以在催化剂衬底上的一个或多个区域中的催化剂衬底(诸如催化转化器衬底)上提供一层或多层。在一些实施方案中，修补基面涂料制剂可形成两层或两层以上，其中催化活性材料，诸如带有复合纳米粒子的微米级催化活性粒子在单独层中，而非含有PNA材料的层。一种实施方案例如为一种多区域修补基面涂料，其中第一修补基面涂料层包括PNA材料且第二独特修补基面涂料层包括催化活性材料(即，氧化和/或还原材料)。具有PNA材料的层可不包括催化活性材料，且具有催化活性材料的第二层可不包括PNA材料。另外，PNA层可位于衬底的第一区域中且催化活性层可位于衬底的第二区域中。这两层在衬底上的次序和布置在不同实施方案中可变化，且在其它实施方案中，也可以在修补基面涂料上方、下方或涂层之间使用其它修补基面涂料制剂/层，例如初始沉积在将要涂覆的衬底上的角落填充修补基面涂料层或沉积在催化活性层上的含有沸石的修补基面涂料层。在其它实施方案中，两层可直接设置在彼此上，即在第一与第二修补基面涂料层之间无插入层。所述修补基面涂料制剂可包括较低量的铂族金属。另外，所述修补基面涂料在与前述修补基面涂料制剂相比时，尤其在这些修补基面涂料制剂使用带有复合纳米粒子的微米级粒子时，可提供更佳的性能。
本文所述的涂覆的衬底、催化转化器和废气处理系统适用于采用选择性催化还原(SCR)系统、稀油NOx捕集(LNT)系统或其它NOx储存催化剂(NSC)系统的车辆。应了解，本文所述的涂覆的衬底、使用本文所述涂覆的衬底的催化转化器以及使用本文所述涂覆的衬底的废气处理系统适用于汽油或柴油发动机和汽油或柴油车辆。这些涂覆的衬底、催化转化器和废气处理系统尤其适用于轻型或重型发动机和轻型或重型柴油车辆。
本公开的各个方面可通过使用流程图来描述。通常展示本公开的一个方面的单一情形。然而，如本领域技术人员所了解，本文所述的实验方案、方法和程序可连续或视必要经常重复以满足本文所述的需要。另外，预期某些方法步骤可按流程图中所公开顺序的替代顺序来进行。
当本文中使用术语“约”或术语“大约”来表述数值时，应了解包括规定值以及合理地接近规定值的值。例如，描述“约50℃”或“大约50℃”包括公开50℃本身以及接近50℃的值。因此，片语“约X”或“大约X”包括描述X值本身。如果指示一个范围，诸如“大约50℃至60℃”，应了解包括由端点规定的值，且对于每个端点或两个端点而言包括接近每个端点或两个端点的值；即，“大约50℃至60℃”等同于引用“50℃至60℃”和“大约50℃至大约60℃”两者。
如本文所用，术语“嵌埋”在描述嵌埋在多孔载剂中的纳米粒子时包括在描述由多孔载剂桥接在一起的纳米粒子时的术语“由……桥接在一起”，且指的是在通常通过使用本文所述的方法绕纳米粒子或在纳米粒子周围形成多孔载剂时在多孔载剂中产生的纳米粒子配置。即，得到的结构含有在纳米粒子之间具有多孔载剂骨架的纳米粒子，例如绕纳米粒子或在纳米粒子周围建立。多孔载剂包涵纳米粒子，但同时，由于其孔隙率，多孔载剂允许外部气体接触嵌埋的纳米粒子。“嵌埋”在多孔载剂内的纳米粒子可包括其中纳米粒子由载剂材料连接在一起(即，桥接在一起)的配置。
本领域技术人员通常应了解，测量单位“g/l”或“克/升”用作就含有一种物质的任何给定体积中该物质的质量而言对该物质密度的测量。在一些实施方案中，“g/l”用于指物质例如在涂覆的衬底中的负载密度。在一些实施方案中，“g/l”用于指物质例如在一层涂覆的衬底中的负载密度。在一些实施方案中，“g/l”用于指物质例如在修补基面涂料组合物中的负载密度。物质在一层涂覆的衬底中的负载密度可与物质在涂覆的衬底中的负载密度不同。例如，如果衬底上的PNA层负载4g/l PGM，而该层仅覆盖衬底的一半，则PGM在衬底上的负载密度将为2g/l。
“基本上不存在任何铂族金属”意思是以重量计存在小于约5％、小于约2％、小于约1％、小于约0.5％、小于约0.1％、小于约0.05％、小于约0.025％或小于约0.01％的铂族金属。优选的是，基本上不存在任何铂族金属指示以重量计存在小于约1％的铂族金属。
在各种实施方案中，“基本上不含”特定组分、特定组合物、特定化合物或特定成分意思是以重量计存在小于约5％、小于约2％、小于约1％、小于约0.5％、小于约0.1％、小于约0.05％、小于约0.025％或小于约0.01％的特定组分、特定组合物、特定化合物或特定成分。优选的是，“基本上不含”特定组分、特定组合物、特定化合物或特定成分指示以重量计存在小于约1％的特定组分、特定组合物、特定化合物或特定成分。
应注意，在制造期间或在操作期间(尤其经过长的时间段)，一个修补基面涂料层中存在的小量材料可扩散、迁移或以其它方式移入其它修补基面涂料层中。因此，使用术语“基本上不存在”和“基本上不含”并不理解为绝对排除提到的微量材料。
在各种实施方案中，“基本上每一种”特定组分、特定组合物、特定化合物或特定成分意思是以数量计或以重量计存在至少约95％、至少约98％、至少约99％、至少约99.5％、至少约99.9％、至少约99.95％、至少约99.975％或至少约99.99％的特定组分、特定组合物、特定化合物或特定成分。优选的是，“基本上每一种”特定组分、特定组合物、特定化合物或特定成分意思是以数量计或以重量计存在至少约99％的特定组分、特定组合物、特定化合物或特定成分。
本公开提供若干个实施方案。预期来自任何实施方案的任何特征均可与来自任何其它实施方案的任何特征组合。以此方式，所公开特征的混合配置在本公开的范围内。
应了解，提到组合物中的相对重量百分比假定组合物中所有组分的组合总重量百分比相加达到100。还应了解，一种或多种组分的相对重量百分比可向上或向下调整以使得组合物中各组分的重量百分比组合总计为100，条件在于任何特定组分的重量百分比都不在关于此组分规定的范围限值以外。
本公开提到粒子和粉末两者。这两种术语是等效的，除非警告单数形式的“粉末”指的是粒子的集合。本公开可适用于多种粉末和粒子。本领域技术人员通常将术语“纳米粒子”和“纳米尺寸粒子”理解为涵盖直径为纳米等级的粒子，直径通常在约0.5nm至500nm之间、约1nm至500nm之间、约1nm至100nm之间或约1nm至50nm之间。纳米粒子可具有小于250纳米的平均颗粒大小和1与100万之间的纵横比。在一些实施方案中，纳米粒子具有约50nm或50nm以下、约30nm或30nm以下、约20nm或20nm以下、约10nm或10nm以下或约5nm或5nm以下的平均颗粒大小。在其它实施方案中，纳米粒子具有约50nm或50nm以下、约30nm或30nm以下、约20nm或20nm以下、约10nm或10nm以下或约5nm或5nm以下的平均直径。粒子的纵横比定义为粒子的最长尺寸除以粒子的最短尺寸，优选在1和100之间，更优选在1和10之间，又更优选在1和2之间。使用ASTM(美国材料与试验协会)标准(参考ASTM El 12-10)来测量“晶粒大小”。在计算粒子直径时，取其最长和最短尺寸的平均值；因此，长轴20nm且短轴10nm的卵形粒子的直径将为15nm。粒子群体的平均直径为个别粒子直径的平均值，而且可以通过本领域技术人员已知的各种技术来测量。
在其它实施方案中，纳米粒子具有约50nm或50nm以下、约30nm或30nm以下、约20nm或20nm以下、约10nm或10nm以下或约5nm或5nm以下的晶粒大小。在其它实施方案中，纳米粒子具有约50nm或50nm以下、约30nm或30nm以下、约20nm或20nm以下、约10nm或10nm以下或约5nm或5nm以下的直径。
术语“微米粒子(micro-particle)”、“微米级粒子(micron-sized particle)”、“微米粒子(micron-particle)”及“微米级粒子(micron-sized particle)”通常理解为涵盖直径在微米级别上的粒子，直径通常在约0.5μm至1000μm、约1μm至1000μm、约1μm至100μm或约1μm至50μm之间。另外，本公开中所用的术语“铂族金属”(缩写为“PGM”)指的是用于元素周期表中聚集在一起的六种金属元素的总称。六种铂族金属包括钌、铑、钯、锇、铱和铂。
仅通过湿式化学方法产生的粒子
仅通过湿式化学方法产生的粒子通常包含浸透至多孔载体中的沉淀元素金属。在一些实施方案中，多孔载体为微米级的粒子。在一些实施方案中，多孔载体包含金属氧化物，诸如氧化铝(Al2O3)或二氧化硅(SiO2)或氧化锆(ZrO2)或二氧化钛(TiO2)或二氧化铈(CeO2)或氧化钡(BaO)或氧化钇(Y2O3)或其组合。在一些实施方案中，可将单一的金属类型(诸如钯)浸透至载体中，且在其它实施方案中，可将各种组合的催化金属浸透至载体中。例如，在一些实施方案中，催化剂可包含铂和钯混合物。在一些实施方案中，催化剂可包含任何比率或任何范围比率的铂和钯混合物，诸如约1:2至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约20:1 Pt/Pd(重量/重量)。
产生仅通过湿式化学方法产生的催化粒子通常涉及使用一种或多种催化金属离子或金属盐的溶液，其浸透至载体(通常为微米级的粒子)中，且还原为元素形式的铂族金属。例如，可将金属酸溶液涂敷至载体粒子(微米级)，紧接进行干燥和煅烧，导致金属沉淀至载体粒子上。例如，在一些实施方案中，可将氯铂酸(H2PtCl6)溶液涂敷至氧化铝微米粒子(诸如来自Grace Davison,Rhodia的MI-386材料等)，紧接进行干燥和煅烧，导致铂沉淀至氧化铝上。在一些实施方案中，可将催化金属离子或金属盐(诸如氯铂酸Η2ΡtO6和氯钯酸H2PdCl6)的两种或两种以上不同溶液的混合物涂敷至氧化铝微米粒子，紧接进行干燥和煅烧，导致铂和钯都沉淀至氧化铝上。当使用催化金属离子或金属盐的两种或两种以上不同溶液时，溶液可具有获得所需催化金属比率所必要的浓度或量。
复合纳米粒子
复合纳米粒子可包括粘附至载体纳米粒子的纳米粒子以形成“纳米摞纳米”复合纳米粒子。这些复合纳米粒子可包括氧化性复合纳米粒子、还原性复合纳米粒子和PNA复合纳米粒子。复合纳米粒子可通过基于等离子体的方法而产生，诸如通过在等离子枪或等离子反应腔中使催化材料和载体材料蒸发，接着使等离子体冷凝至纳米粒子中而产生。接着可使多个纳米摞纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成复合微米/纳米粒子，即带有复合纳米粒子的微米粒子。这些复合微米/纳米粒子可用于如本文所述的修补基面涂料制剂和催化转化器中。与通过等离子体法产生的复合纳米粒子组合的微米级载运粒子(可通过任何方法产生，诸如等离子体、湿式化学、研磨或其它方法)是包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化活性粒子的一种实例。(在前述实例中，复合纳米粒子的载体纳米粒子和催化纳米粒子都通过等离子体产生，其符合包含一种或多种通过等离子体产生的催化组分的标准)。在单一修补基面涂料层中可存在不同组成的复合微米/纳米粒子。与仅使用用于沉积铂族金属的湿式化学方法制备的目前可用的市售催化转化器相比，使用这些粒子可降低对铂族金属含量的要求和/或显著增强性能，尤其在降低起燃温度方面。
用于沉积铂族金属的湿式化学方法通常涉及使用铂族金属离子或金属盐的溶液，其浸透在早已形成的载体(通常为市售的微米级粒子)中，且被还原为元素形式的铂族金属以用作催化剂。例如，可将氯铂酸(H2PtCl6)溶液涂敷至氧化铝微米粒子，紧接进行干燥和煅烧，导致铂沉淀至氧化铝上。通过湿式化学方法产生催化剂在Heck,Ronald M.；RobertJ.Farrauto和Suresh T.Gulati,Catalytic Air Pollution Control:CommercialTechnology,第3版,Hoboken,New Jersey:John Wiley&Sons,2009,第2章第24-40页(尤其参考第30-32页)和其中公开的参考文献中论述。还参考Marceau,Eric；Xavier Carrier和Michel Che,“Impregnation and Drying”,Synthesis of Solid Catalysts的第4章(编者：de Jong,Krijn)Weinheim,Germany:Wiley-VCH,2009,第59-82页和其中公开的参考文献。通过湿式化学方法沉积至金属氧化物载体(诸如氧化铝)上的铂族金属在高温下可移动，诸如在催化转化器中所遭遇的温度。即，在高温下，PGM原子可在其所沉积的表面上迁移，且将与其它PGM原子聚集在一起。随着暴露于高温的时间增加，细粉状部分的PGM结合成越来越大的铂族金属结块。此结块导致催化剂表面积减小且使催化转化器的性能退化。此现象称为催化转化器的“老化”。
相反，复合铂族金属催化剂通过基于等离子体的方法来制备。在一个实施方案中，使铂族纳米尺寸金属粒子沉积在纳米尺寸金属氧化物载体上，其具有比通过湿式化学方法沉积的PGM低得多的迁移率。得到的通过等离子体产生的催化剂以比湿式化学产生的催化剂慢得多的速率老化。因此，使用通过等离子体产生的催化剂的催化转化器可维持更大表面积的催化剂暴露于发动机排放的气体历经更长时间，导致更佳的排放物性能。
在一些实施方案中，催化剂和/或PNA材料可包含纳米粒子。在一些实施方案中，诸如使用NNm粒子或NNiM粒子的那些实施方案，催化剂和/或PNA材料可包含复合纳米粒子。在复合纳米粒子的一些实施方案中，将一种或多种纳米尺寸粒子设置在纳米级的载体粒子上。在包含设置在纳米尺寸载体粒子上的单一纳米尺寸粒子的实施方案中，纳米级的粒子可以是均质金属或可以是金属合金。在包含两种或两种以上纳米尺寸粒子的实施方案中，每种纳米级的粒子可以是均质金属或合金，且纳米级的粒子可以由相同的均质金属或合金或不同的均质金属或合金组成。在一些实施方案中，纳米级的粒子是铂族金属，诸如铂或钯。尽管通常描述铂族金属，但涵盖所有催化金属。在一些实施方案中，纳米级的粒子包含两种或两种以上铂族金属(诸如铂和钯)的合金。在一些实施方案中，诸如当纳米级的粒子包含铂和钯两者时，发现金属可为任何比率或任何比率范围，诸如约1:2至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约100:1Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约20:1 Pt/Pd(重量/重量)。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至20:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有5:1至15:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有8:1至12:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有10:1铂与钯或大约10:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至8:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有3:1至5:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有4:1铂与钯或大约4:1铂与钯的混合物。
在复合纳米粒子的一些实施方案中，纳米级的载体粒子可以是氧化物。举例而言，可使用诸如氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、二氧化铈(CeO2)、氧化钡(BaO)、氧化钇(Y2O3)及其组合的氧化物。本领域技术人员将显而易见其它适用的氧化物。另外，本文中论述其它氧化物。
在一些实施方案中，铂族金属与载体材料(诸如氧化铝)的相对比例可以在约0.001重量％至约65重量％铂族金属及约99.999重量％至约35重量％金属氧化物的范围内。在一些实施方案中，诸如使用NNm粒子的一些实施方案，复合纳米粒子包含约10重量％至约65重量％范围内的铂族金属和约35重量％至约90重量％范围内的金属氧化物，且在一些实施方案中，包含约35重量％至约45重量％铂族金属和约55重量％至约65重量％金属氧化物的组合物。在一些实施方案中，NNm粒子中所用的复合纳米粒子可包含约0重量％至约65重量％铂、约0重量％至约65重量％钯和约35重量％至约99.999重量％氧化铝；在一些实施方案中，包含约30重量％至约40重量％铂、约2重量％至约10重量％钯和约50重量％至约68重量％氧化铝；在其它实施方案中，包含约35重量％至约40重量％铂、约2重量％至约5重量％钯和约55重量％至约63重量％氧化铝；或又在其它实施方案中，包含约0重量％至约5重量％铂、约35重量％至约55重量％钯和约40重量％至约65重量％氧化铝。NNm粒子中所用的一种例示性复合纳米摞纳米粒子包含约38.1重量％铂、约1.9重量％钯和约60重量％氧化铝；或约33.3重量％铂、约6.7重量％钯和约60重量％氧化铝；或约40重量％钯和60％氧化铝。在一些实施方案中，诸如使用NNiM粒子的那些实施方案，复合纳米粒子包含约0.001重量％至约20重量％范围内的铂族金属和约80重量％至约99.999重量％范围内的氧化铝，且在一些实施方案中，包含约0.04重量％至约5重量％范围内的铂族金属和约95重量％至约99.9重量％范围内的氧化铝。在NNiM粒子中所用的复合纳米粒子的一些实施方案中，材料在约0重量％至约20重量％铂、约0重量％至约20重量％钯和约80重量％至约99.999重量％氧化铝的范围内；在其它实施方案中，在约0.5重量％至约1.5重量％铂、约0.01重量％至约0.1重量％钯和约97.9重量％至约99.1重量％氧化铝的范围内；又在其它实施方案中，在约.5重量％至约1.5重量％铂、约0.1重量％至约0.3重量％钯和约98.2重量％至约99.4重量％氧化铝的范围内。NNiM粒子中所用的一种例示性复合纳米摞纳米粒子包含约0.952重量％铂、约0.048重量％钯和约99重量％氧化铝；或约0.83重量％铂、约0.17重量％钯和约99重量％氧化铝；或约1重量％钯和约99重量％氧化铝。
在一些实施方案中，催化或PGM纳米粒子具有约0.3nm和约10nm之间，诸如约1nm至约5nm之间的平均直径或平均颗粒大小，即约3nm+/-2nm。在一些实施方案中，催化或PGM纳米粒子具有大约0.3nm至大约1nm之间的平均直径或平均颗粒大小，而在其它实施方案中，催化或PGM纳米粒子具有大约1nm至大约5nm之间的平均直径或平均颗粒大小，而在其它实施方案中，催化或PGM纳米粒子具有大约5nm至大约10nm之间的平均直径或平均颗粒大小。在一些实施方案中，载体纳米粒子，诸如包含金属氧化物(例如氧化铝或氧化铈)的那些载体纳米粒子，具有约20nm或20nm以下；或约15nm或15nm以下；或约10nm或10nm以下；或约5nm或5nm以下；或约2nm或2nm以下；或约2nm和约5nm之间(即，3.5nm+/-1.5nm)；或2nm和约10nm之间(即，6nm+/-4nm)；或约10nm和约20nm之间(即，约15nm+/-5nm)；或约10nm和约15nm之间(即，约12.5nm+/-2.5nm)；或约5nm和约10nm之间(即，约7.5nm+/-2.5)的平均直径。在一些实施方案中，复合纳米粒子具有约2nm至约20nm(即，11nm+/-9nm)；或约4nm至约18nm(即，11+/-7nm)；或约6nm至约16nm(即，11+/-5nm)；或约8nm至约14nm(即，约11nm+/-3nm)；或约10nm至约12nm(即，约11+/-1nm)；或约10nm；或约11nm；或约12nm的平均直径或平均颗粒大小。在一种组合中，催化或PGM纳米粒子具有大约1nm至大约5nm之间的平均直径，且载体纳米粒子具有大约10nm与大约20nm之间或大约5nm和大约10nm之间的平均直径。在另一种组合中，催化或PGM纳米粒子具有大约0.3nm至大约10nm之间的平均直径，且载体纳米粒子具有大约10nm与大约20nm之间或大约5nm与10nm之间的平均直径。
PNA复合纳米粒子(PNA“纳米摞纳米”粒子)
如上文论述，另一种类型的复合纳米粒子是PNA复合纳米粒子。PNA复合纳米粒子可包括一种或多种PGM纳米粒子粘附至第二载体纳米粒子以形成PGM“纳米摞纳米”复合纳米粒子。钯(Pd)和钌(Ru)在低温发动机操作期间可保持NOx气体且在温度上升至临界温度时释放气体。在某些实施方案中，PGM纳米粒子为钯。在一些实施方案中，在用于大的发动机系统(例如，大于2.5L)中时可使用钯。在其它实施方案中，PGM纳米粒子为钌。在一些实施方案中，在用于小的发动机系统(例如，小于2L)中时可使用钌。钌可为氧化钌。用于PGM纳米粒子的一种合适的第二载体纳米粒子包括(但不限于)纳米尺寸氧化铈。纳米尺寸氧化铈粒子还可包含氧化锆。纳米尺寸氧化铈粒子也可以基本上不含氧化锆。另外，纳米尺寸氧化铈还可包含镧和/或氧化镧。在一些实施方案中，纳米尺寸氧化铈粒子还可包含氧化锆和氧化镧两者。在一些实施方案中，纳米尺寸氧化铈粒子还可包含氧化钇。因此，除了氧化铈粒子以外，或代替氧化铈粒子，可以使用包含铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物和/或铈-锆-镧-钇氧化物的粒子。在一些实施方案中，纳米尺寸氧化铈粒子包含40-90重量％氧化铈、5-60重量％氧化锆、1-15重量％氧化镧和/或1-10重量％氧化钇。在一个实施方案中，纳米尺寸氧化铈粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈粒子包含40重量％氧化铈、50重量％氧化锆、5重量％氧化镧和5重量％氧化钇。
每个PGM纳米粒子都可以支持在第二载体纳米粒子上。第二载体纳米粒子可包括一种或多种PGM纳米粒子。PGM与氧化铈的比率和PNA复合纳米粒子催化剂的尺寸在下文描述通过基于等离子体的方法产生复合纳米粒子和产生带有复合纳米粒子的微米级载运粒子的部分中进一步论述。
通过基于等离子体的方法产生复合纳米粒子(“纳米摞纳米”粒子或“NN”粒子)
产生合适催化剂或PNA材料的初始步骤可包括产生复合纳米粒子。复合纳米粒子包含含有一种或多种铂族金属的催化纳米粒子和载体纳米粒子，通常为金属氧化物，诸如氧化铝或氧化铈。如名称“纳米粒子”所暗示，纳米粒子具有纳米等级的尺寸。
复合纳米粒子可以通过等离子体反应器方法，通过将铂族金属和载体材料加入等离子枪(材料在其中蒸发)中来形成。可使用诸如US 2011/0143041中公开的那些等离子枪，且可使用诸如US 5,989,648、US 6,689,192、US 6,755,886和US 2005/0233380中公开的那些技术来产生等离子体，其公开内容全文以引用的方式并入本文中。向等离子枪供应工作气体(诸如氩气)以产生等离子体；在一个实施方案中，使用氩气/氢气混合物(10:2Ar/H2的比率)作为工作气体。铂族金属(诸如铂、钯或任意比率的铂/钯(诸如，以重量计4:1的铂:钯或以重量计约4:1的铂:钯)，且通常为直径为约0.5至6微米的金属粒子形式)可引入等离子体反应器中作为载运气体流(诸如氩气)中的流体化粉末。金属氧化物(诸如，粒度为直径约15至25微米的氧化铝)也引入作为载运气体中的流体化粉末。然而，可以使用将材料引入反应器中的其它方法，诸如在液体浆料中。通常使用约35％至45％铂族金属和约65％至55％金属氧化物(以重量计)的组合物，包括约40％铂族金属和约60％金属氧化物的比率。可使用的材料范围实例为约0％至约40％铂、约0％至约40％钯和约55％至约65％氧化铝；在一些实施方案中，使用约20％至约30％铂、约10％至约15％钯和约50％至约65％氧化铝；在其它实施方案中，使用约23.3％至约30％铂、约11.7％至约15％钯和约55％至约65％氧化铝。一种例示性组合物含有约26.7％铂、约13.3％钯和约60％氧化铝。
在一些实施方案中，可添加两种或两种以上铂族金，诸如任何比率或任何比率范围的铂和钯混合物，诸如约1:2至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)或、约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约20:1 Pt/Pd(重量/重量)。也引入载体材料(例如金属氧化物，诸如氧化铝，粒度为直径约15至25微米)作为载运气体中的流体化粉末。在一些实施方案中，诸如使用NNm粒子的一些实施方案，可使用约10重量％至约65重量％铂族金属和约90重量％至约35重量％金属氧化物的组合物，且在一些实施方案中，可使用约35重量％至约45重量％铂族金属和约65重量％至约55重量％金属氧化物的组合物。可用以形成NNm粒子中所用的复合纳米粒子的组合物范围的实例为约0重量％至约65重量％铂、约0重量％至约65重量％钯和约35重量％至约99.999重量％氧化铝；在一些实施方案中，使用约30重量％至约40重量％铂、约2重量％至约10重量％钯和约50重量％至约68重量％氧化铝；在其它实施方案中，使用约35重量％至约40重量％铂、约2重量％至约5重量％钯和约55重量％至约63重量％氧化铝；或又在其它实施方案中，使用约0重量％至约5重量％铂、约35重量％至约55重量％钯和约40重量％至约65重量％氧化铝。适用于形成NNm粒子中所用的复合纳米摞纳米粒子的一种例示性组合物包含约38.1重量％铂、约1.9重量％钯和约60重量％氧化铝；或约33.3重量％铂、约6.7重量％钯和约60重量％氧化铝；或约40重量％钯和60％氧化铝。在一些实施方案中，诸如使用NNiM粒子的一些实施方案，组合物具有约0.001重量％至约20重量％范围内的铂族金属和约80重量％至约99.999重量％范围内的氧化铝，且在一些实施方案中，具有约0.04重量％至约5重量％范围内的铂族金属和约95重量％至约99.9重量％范围内的氧化铝。可用以形成NNiM粒子中所用的复合纳米粒子的材料的实例范围为约0重量％至约20重量％铂、约0重量％至约20重量％钯和约80重量％至约99.999重量％氧化铝；在一些实施方案中为约0.5重量％至约1.5重量％铂、约0.01重量％至约0.1重量％钯和约97.9重量％至约99.1重量％氧化铝；在其它实施方案中为约.5重量％至约1.5重量％铂、约0.1重量％至约0.3重量％钯和约98.2重量％至约99.4重量％氧化铝。适用于形成NNiM粒子中所用的复合纳米摞纳米粒子的一种例示性组合物包含约0.952重量％铂、约0.048重量％钯和约99重量％氧化铝；或约0.83重量％铂、约0.17重量％钯和约99重量％氧化铝；或约1重量％钯和约99重量％氧化铝。
可用于PNA复合纳米粒子的材料的实例范围为约1％至约40％钯和约99％至约60％氧化铈、约5％至约20％钯和约95％至约80％氧化铈及约8％至约12％钯和约92％至约88％氧化铈。这些实例可用于将用在大的发动机系统中的PNA材料。在一个实施方案中，组合物含有约10％钯和约90％氧化铈。可用于PNA复合纳米粒子的材料的其它实例范围为约1％至约40％钌和约99％至约60％氧化铈、约5％至约20％钌和约95％至约80％氧化铈及约8％至约12％钌和约92％至约88％氧化铈。这些实例可用于将用在小的发动机系统中的PNA材料。在一个实施方案中，组合物含有约10％钌和约90％氧化铈。如下文论述，在所有实施方案中，氧化铈尤其可包括铈-锆氧化物、铈-锆-镧氧化物和铈-锆-镧-钇氧化物。
可使用将材料引入反应器中的其它方法，诸如在液体浆料中。任何固体或液体材料都快速蒸发或转化为等离子体。超热材料(可达到20,000至30,000开尔文的温度)的动能确保所有组分极度完全的混合。
接着使用诸如US 2008/0277267中公开的湍流激冷室的方法将等离子体流的超热材料快速激冷。将氩气激冷气体以高流速(诸如2400至2600升/分钟)注入超热材料中。使材料在冷却管中进一步冷却，且收集并分析以确保适当尺寸范围的材料。适用于等离子体合成的设备在美国专利申请公布No.2008/0277267、美国专利No.8,663,571、美国专利申请No.14/207,087和国际专利申请No.PCT/US2014/024933中公开。
上文所述的等离子体产生方法产生高度均一的复合纳米粒子，其中复合纳米粒子包含与载体纳米粒子键合的PGM或催化纳米粒子。催化纳米粒子包含铂族金属，诸如重量比为2:1的Pt:Pd。在一些实施方案中，催化或PGM纳米粒子具有大约0.3nm和大约10nm之间、优选大约1nm至大约5nm之间(即，大约3nm±2nm)的平均直径或平均颗粒大小。催化或PGM纳米粒子的这些尺寸可以是在使用湿式化学方法时所采用的催化纳米粒子的尺寸。在一些实施方案中，包含诸如氧化铝或氧化铈的金属氧化物的载体纳米粒子具有大约20nm或20nm以下、或大约15nm或15nm以下、或大约10nm与大约20nm之间(即，大约15nm±5nm)、或大约10nm与大约15nm之间(即，大约12.5nm±2.5nm)、或大约5nm与大约10nm之间(即，大约7.5nm±2.5nm)的平均直径。
如在美国公布No.2011/0143915的第0014至0022段落中所述，复合纳米粒子在还原条件下产生时，诸如通过使用氩气/氢气工作气体产生时，导致PGM纳米粒子所键合的载体纳米粒子上的氧化铝表面部分还原。例如，当等离子体中存在钯时，在还原条件下产生的粒子可以是铝酸钯。经过部分还原的氧化铝表面或Al2O(3-x)(其中x大于0，但小于3)抑制氧化铝表面上的铂族金属在高温下迁移。这又在粒子长时间暴露于高温时限制铂族金属聚结。此聚结对于许多催化应用是不利的，因为它使PGM催化剂可用于反应的表面积减小。
包含两种纳米粒子(PGM/催化或载体)的复合纳米粒子称为“纳米摞纳米”粒子或“NN”粒子。当纳米摞纳米(NN)粒子通过等离子体产生时，其属于包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂或PGM组分的催化活性粉末类别。
产生带有复合纳米粒子的微米级载运粒子(“纳米摞纳米摞微米”粒子或“NNm”粒
子)
通过等离子体产生的复合纳米粒子(纳米摞纳米粒子)还可以与微米级载运粒子键合以产生复合微米/纳米粒子，称为“纳米摞纳米摞微米”粒子或“NNm”粒子。当纳米摞纳米摞微米(NNm)粒子由通过等离子体产生的纳米摞纳米(NN)粒子制得时，其属于包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化活性粉末类别。载运粒子通常为金属氧化物粒子，诸如氧化铝(Al2O3)或二氧化铈。微米级的粒子可具有约1微米和约100微米之间，诸如约1微米和约10微米之间、约3微米和约7微米之间或约4微米和约6微米之间的平均尺寸。在一个实施方案中，微米级的粒子具有5微米的平均尺寸。微米级粒子的这些尺寸可以是在使用湿式化学方法时所采用的微米级粒子的尺寸。
一般来说，纳米摞纳米摞微米粒子通过以下方法产生：将复合纳米粒子(纳米摞纳米粒子)悬浮在水中，将悬浮液的pH调节至约2与约7之间、约3与约5之间或约4，向悬浮液中添加表面活性剂(或，或者在将复合纳米粒子悬浮在水中之前向水中添加表面活性剂)、超声波处理复合纳米粒子悬浮液、将悬浮液涂敷至微米级的金属氧化物粒子直至初湿含浸点，由此以复合纳米粒子浸渍微米级的粒子，使经过复合纳米粒子浸渍的微米级金属氧化物粒子干燥且煅烧经过复合纳米粒子浸渍的微米级金属氧化物粒子。这种干燥和煅烧的方法一般来说也可以适用于通过初湿含浸法在载体粒子(微米级或纳米尺寸)上产生纳米粒子。
在一些实施方案中，在高温下用气体对微米级的金属氧化物粒子进行预处理。微米级金属氧化物粒子的预处理使得纳米摞纳米摞微米粒子能够承受发动机的高温。未经预处理的纳米摞纳米摞微米粒子与经过预处理的纳米摞纳米摞微米粒子相比在暴露于高温时将更可能发生相变。在一些实施方案中，预处理包括使微米级的金属氧化物粒子暴露于诸如约700℃至约1500℃、700℃至约1400℃、700℃至约1300℃及700℃至约1200℃的温度。在一些实施方案中，预处理包括使微米级的金属氧化物粒子暴露于诸如约700℃、1110℃、1120℃、1130℃、1140℃、1150℃、1155℃、1160℃、1165℃、1170℃、1175℃、1180℃、1190℃和1200℃的温度。
此方法包括干燥经过复合纳米粒子和纳米尺寸金属氧化物浸渍的微米级金属氧化物粒子和煅烧经过复合纳米粒子和纳米尺寸金属氧化物浸渍的微米级金属氧化物粒子。
通常将复合纳米粒子悬浮在水中，且将悬浮液调节至具有约2与约7之间、优选约3与约5之间的pH、更优选约4的pH(pH由乙酸或另一种有机酸来调节)。向复合纳米粒子中添加分散剂和/或表面活性剂。适用的表面活性剂包括来自Huntsman的 X3202(化学文摘登记No.68123-18-2且描述为4,4'-(1-甲基亚乙基)双酚聚合物与2-(氯甲基)环氧乙烷、2-甲基环氧乙烷和环氧乙烷)、 X3204和 X3503表面活性剂(JEFFSPERSE是位于美国德克萨斯州伍德兰市(The Woodlands,Texas,United Statesof America)的Huntsman公司关于用作分散剂和稳定剂的化学品的注册商标)，它们是非离子性的聚合分散剂。其它合适的表面活性剂包括来自Lubrizol的24000和46000(SOLSPERSE是位于英国德比郡(Derbyshire,United Kingdom)的Lubrizol公司关于化学分散剂的注册商标)。 X3202表面活性剂，化学文摘登记No.68123-18-2(描述为4,4'-(1-甲基亚乙基)双酚聚合物与2-(氯甲基)环氧乙烷、2-甲基环氧乙烷和环氧乙烷)是优选的。添加约0.5％至约5％范围内的表面活性剂，其中约2％为典型值。
将含水表面活性剂和复合纳米粒子的混合物进行超声波处理来分散复合纳米粒子。分散液中复合纳米粒子的量通常在约2％至约15％(以质量计)的范围内。接着将分散液涂敷至多孔的微米级Al2O3或氧化铈，其可购自诸如Rhodia或Sasol公司。多孔的微米级氧化物粉末可由小百分比的镧(约2％至约4％La)来稳定。另外，多孔的微米级金属氧化物粉末还可包含一定百分比的氧化锆(约5％至约15％，优选为10％)。在一些实施方案中，多孔的微米级金属氧化物粉末还可包含氧化钇。因此，多孔的微米级金属氧化物粉末可包括氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物、铈-锆-镧-钇氧化物或其组合。在一些实施方案中，纳米尺寸氧化铈粒子含有40-90重量％氧化铈、5-60重量％氧化锆、1-15重量％氧化镧和/或1-10重量％氧化钇。在一个实施方案中，微米级的氧化铈粒子含有86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈粒子含有40重量％氧化铈、50重量％氧化锆、5重量％氧化镧和5重量％氧化钇。一种市售的适用氧化铝粉末是购自Grace Davison或Rhodia的MI-386。此粉末的可用表面(由大于0.28μm的孔径定义)大约为2.8m2/g。一种适用的市售氧化铈粉末是购自Rhodia-Solvay的HSA5、HSA20或其混合物。另外，多孔的微米级氧化物粉末可通过湿式化学方法由PGM浸渍，用于制备混合粒子。
根据(复合纳米粒子的重量):(微米载运粒子的重量)，用于所用微米级载运粒子的复合纳米粒子的比率可为约3:100至约10:100、约5:100至约8:100或约6.5:100。在一些实施方案中，约8克复合纳米粒子可和约122克的载运微米粒子一起使用。将复合纳米粒子的含水分散液以小部分涂敷(诸如通过滴落或其它方法)至微米级粉末直至初湿含浸点，产生与湿砂类似的材料。
接着可干燥浸渍有复合纳米粒子的微米级载运粒子(例如，在约30℃至约95℃下，优选为约60℃至约70℃，在大气压下或在减压下，诸如约1帕斯卡(pascal)至约90,000帕斯卡)。干燥之后，接着可煅烧粒子(在高温下，诸如400℃至约700℃、优选为约500℃至约600℃、更优选在约540℃至约560℃下、又更优选在约550℃至约560℃下或在约550℃下；在大气压下或在减压下，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，在周围大气中或在惰性气氛下，诸如氮气或氩气)以产生复合微米/纳米粒子，也称为纳米摞纳米摞微米粒子或NNm粒子。干燥步骤可以在煅烧步骤之前进行以除去水，之后在更高的煅烧温度下加热；这避免了水沸腾，水沸腾将破坏留在微米级载剂孔中的浸渍纳米粒子。
NNm粒子可含有占NNm粒子总质量约0.1重量％至约6重量％的PGM、或在另一实施方案中约0.5重量％至3.5重量％、或在另一实施方案中约1重量％至2.5重量％、或在另一实施方案中约2重量％至约3重量％、或在另一实施方案中约2.5重量％。NNm粒子接着可用于用以涂覆衬底的制剂，其中涂覆的衬底可用于催化转化器中。
产生NNm材料及适用于产生NNm材料的设备的实例在以下共有的专利和专利申请中描述：美国专利公布No.2005/0233380、美国专利公布No.2006/0096393、美国专利申请No.12/151,810、美国专利申请No.12/152,084、美国专利申请No.12/151,809、美国专利No.7,905,942、美国专利申请No.12/152,111、美国专利公布2008/0280756、美国专利公布2008/0277270、美国专利申请No.12/001,643、美国专利申请No.12/474,081、美国专利申请No.12/001,602、美国专利申请No.12/001,644、美国专利申请No.12/962,518、美国专利申请No.12/962,473、美国专利申请No.12/962,490、美国专利申请No.12/969,264、美国专利申请No.12/962,508、美国专利申请No.12/965,745、美国专利申请No.12/969,503、美国专利申请No.13/033,514、WO 2011/081834(PCT/US2010/59763)、US 2011/0143915(美国专利申请No.12/962,473)、美国专利申请公布No.2008/0277267、美国专利No.8,663,571、美国专利申请No.14/207,087和国际专利申请No.PCT/US2014/024933。
产生带有复合纳米粒子(“纳米摞纳米摞微米”粒子或“NNm”TM粒子)且也使用湿式化学方法浸渍铂族金属的混合微米级载运粒子—“混合NNm/湿式化学粒子”或“混合复合/湿式化学粒子”
此外，带有复合纳米粒子的微米级粒子可另外使用湿式化学方法而被铂族金属浸渍，以便由于纳米摞纳米复合纳米粒子而且也由于通过湿式化学沉积而在微米级粒子上存在PGM。微米级粒子可在复合纳米粒子(纳米摞纳米)与微米级粒子键合之前或之后被PGM浸渍。当将纳米摞纳米粒子加入微米级载运粒子中时，纳米摞纳米粒子倾向于停留在微米粒子表面附近，因为它们太大而无法渗透至微米粒子的更小孔中。因此，通过湿式化学方法浸渍这些微米级粒子使得PGM可以比相应的纳米摞纳米粒子更深地渗透至微米级粒子中。另外，由于这些混合NNm/湿式化学粒子的纳米摞纳米粒子含有PGM，因此可通过湿式化学在微米级粒子上浸渍较低量的PGM来实现所需的总负载。例如，如果在最终的催化剂或PNA材料上需要5g/l PGM的最终负载，则负载3g/l纳米摞纳米(NN)粒子形式的PGM只需要通过湿式化学方法负载2g/l的PGM。较低量的湿式化学浸渍PGM在催化剂或PNA材料暴露于长时间高温时可减小这些湿式化学浸渍的催化粒子的结块速率，因此结块的PGM较少。即，催化剂的老化速率将减小，因为在湿式化学沉积的PGM的浓度较低时，通过湿式化学沉积的移动PGM的碰撞和结块速率减小，但由于来自纳米摞纳米粒子的PGM的贡献，并未降低PGM的总体负载。因此，采用纳米摞纳米摞微米配置和使用具有湿式化学沉积的铂族金属的微米级粒子可增强催化剂性能和NOx储存，同时避免过度的老化速率。
通过湿式化学方法浸渍载剂和产生催化剂的方法在Heck,Ronald M.、RobertJ.Farrauto和Suresh T.Gulati,Catalytic Air Pollution Control:CommercialTechnology,第3版,Hoboken,New Jersey:John Wiley&Sons,2009,第2章，第24至40页(尤其参考第30至32页)和其中公开的参考文献以及在Marceau,Eric；Xavier Carrier和Michel Che,“Impregnation and Drying,”Synthesis of Solid Catalysts(编者：deJong,Krijn)的第4章Weinheim,Germany:Wiley-VCH,2009,第59至82页和其中公开的参考文献中论述。
关于湿式化学浸渍，通常将铂族金属盐溶液添加至微米级载运粒子中至初湿含浸点，紧接着进行干燥、煅烧且视必要还原为元素金属。可通过使用Pt盐(诸如氯铂酸H2PtCl6)使铂沉积在诸如氧化铝的载剂上，紧接着进行干燥、煅烧且还原为元素金属。可使用诸如硝酸钯(Pd(NO3)2)、氯化钯(PdCl2)、乙酰基丙酮酸钯(II)(Pd(acac)2)的盐使钯沉积在诸如氧化铝的载剂上，紧接着进行干燥、煅烧且还原为元素金属(参考例如，Toebes等人,“Synthesis of supported palladium catalysts,”Journal of Molecular CatalysisA:Chemical 173(2001)75-98)。
用于制备催化活性材料(催化“纳米摞纳米摞微米”粒子或“NNm”TM催化粒子)的通用程序
在一些实施方案中，催化活性材料可以是“纳米摞纳米摞微米”或“NNm”粒子。复合纳米粒子(纳米摞纳米粒子)还可与微米级载运粒子的表面键合且在微米级载运粒子的孔内键合以产生“纳米摞纳米摞微米”粒子或“NNm”粒子。载运粒子通常为金属氧化物粒子，诸如氧化铝(Al2O3)。微米级的粒子可具有约1微米和约100微米之间，诸如约1微米和约20微米之间，诸如约1微米和约10微米之间、约3微米和约7微米之间或约4微米和约6微米之间的平均尺寸。在一个实施方案中，催化纳米粒子具有大约1nm至大约5nm之间的平均直径，载体纳米粒子具有大约10nm与大约20nm之间或大约5nm与大约10nm之间的平均直径，且微米级粒子具有大约1微米与10微米之间的平均直径。在另一实施方案中，催化纳米粒子具有大约0.3nm至大约10nm之间的平均直径，载体纳米粒子具有大约10nm与大约20nm之间的平均直径，且微米级粒子具有大约1微米与10微米之间的平均直径。
一般来说，通过以下方法产生NNm粒子：在水中形成复合纳米粒子(纳米摞纳米粒子)的胶体，将悬浮液的pH调节至约2与约7之间、约3与约5之间或约4，向悬浮液中添加表面活性剂(或，或者在将复合纳米粒子悬浮在水中之前向水中添加表面活性剂)、超声波处理复合纳米粒子悬浮液、将悬浮液涂敷至微米级的金属氧化物粒子直至初湿含浸点，由此以复合纳米粒子浸渍微米级的粒子，使经过复合纳米粒子浸渍的微米级金属氧化物粒子干燥且煅烧经过复合纳米粒子浸渍的微米级金属氧化物粒子。
通常将复合纳米粒子分散在水中且将胶体调节至具有约2与约7之间、优选约3与约5之间的pH，更优选约4的pH(用乙酸或另一种有机酸来调节pH)。向复合纳米粒子中添加分散剂和/或表面活性剂。适用的表面活性剂包括来自Huntsman的 X3202(化学文摘登记No.68123-18-2且描述为4,4'-(1-甲基亚乙基)双酚聚合物与2-(氯甲基)环氧乙烷、2-甲基环氧乙烷和环氧乙烷)、 X3204和 X3503表面活性剂(JEFFSPERSE是位于美国德克萨斯州伍德兰市的Huntsman公司关于用作分散剂和稳定剂的化学品的注册商标)，它们是非离子性的聚合分散剂。其它合适的表面活性剂包括来自Lubrizol的24000和46000(SOLSPERSE是位于英国德比郡的Lubrizol公司关于化学分散剂的注册商标)。 X3202表面活性剂，化学文摘登记No.68123-18-2(描述为4,4'-(1-甲基亚乙基)双酚聚合物与2-(氯甲基)环氧乙烷、2-甲基环氧乙烷和环氧乙烷)是优选的。添加约0.5％至约5％范围内的表面活性剂，其中约2％为典型值。
将含水表面活性剂与复合纳米粒子的混合物进行超声波处理以分散复合纳米粒子。分散液中复合纳米粒子的量通常在约2％至约15％(以质量计)的范围内。接着将分散液涂敷至多孔的微米级Al2O3，其可购自诸如Rhodia或Sasol公司。在一些实施方案中，多孔的微米级Al2O3粉末可由小百分比的镧(约2％至约4％La)来稳定。一种市售的适用氧化铝粉末为购自Grace Davison或Rhodia的MI-386。此粉末的可用表面(由大于0.28μm的孔径定义)大约为2.8m2/g。另外，多孔的微米级Al2O3粉末可通过湿式化学方法由氧化性PGM浸渍，用于制备混合粒子。根据(复合纳米粒子的重量):(微米载运粒子的重量)，所用复合纳米粒子与所用微米级载运粒子的比率可为约3:100至约10:100、约5:100至约8:100或约6.5:100。在一些实施方案中，约8克复合纳米粒子可和约122克载运微米粒子一起使用。将复合纳米粒子的含水分散液以小部分涂敷(诸如通过滴落或其它方法)至微米级粉末直至初湿含浸点，产生与湿砂类似的材料。
接着可干燥浸渍有复合纳米粒子的微米级载运粒子(例如，在约30℃至约95℃下，优选为约60℃至约70℃，在大气压下或在减压下，诸如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡)。干燥之后，接着可煅烧粒子(在高温下，诸如400℃至约700℃、优选为约500℃至约600℃、更优选在约540℃至约560℃下、又更优选在约550℃至约560℃下或在约550℃下；在大气压下或在减压下，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，在周围大气中或在惰性气氛下，诸如氮气或氩气)以产生复合微米/纳米粒子，也称为纳米摞纳米摞微米粒子或NNm粒子。干燥步骤可以在煅烧步骤之前进行以除去水，之后在更高的煅烧温度下加热；这避免了水沸腾，水沸腾将破坏留在微米级载剂孔中的浸渍纳米粒子。
NNm粒子可含有占NNm粒子总质量约0.001重量％至约10重量％、诸如1重量％至约8重量％之间或约4重量％至约8重量％或约1重量％至约4重量％PGM。在一些实施方案中，NNm粒子可含有占NNm粒子总质量约2重量％至3重量％，或在一些实施方案中约2.5重量％的PGM。在一些实施方案中，NNm粒子可含有占NNm粒子总质量约5重量％至7重量％，或在一些实施方案中约6重量％的PGM。NNm粒子接着可用于用以涂覆衬底的制剂，其中涂覆的衬底可用于催化转化器中。
产生NNm材料的实例在以下共有的专利和专利申请中描述：美国专利公布No.2005/0233380、美国专利公布No.2006/0096393、美国专利申请No.12/151,810、美国专利申请No.12/152,084、美国专利申请No.12/151,809、美国专利No.7,905,942、美国专利申请No.12/152,111、美国专利公布2008/0280756、美国专利公布2008/0277270、美国专利申请No.12/001,643、美国专利申请No.12/474,081、美国专利申请No.12/001,602、美国专利申请No.12/001,644、美国专利申请No.12/962,518、美国专利申请No.12/962,473、美国专利申请No.12/962,490、美国专利申请No.12/969,264、美国专利申请No.12/962,508、美国专利申请No.12/965,745、美国专利申请No.12/969,503、美国专利申请No.13/033,514、WO2011/081834(PCT/US2010/59763)和US 2011/0143915(美国专利申请No.12/962,473)、美国专利申请公布No.2008/0277267、美国专利No.8,663,571、美国专利申请No.14/207,087和国际专利申请No.PCT/US2014/024933，其公开内容以全文引用的方式并入本文中。
用于制备PNA材料(PNA“纳米摞纳米摞微米”粒子或“NNm”TM粒子)的通用程序
为制备PNA粒子，可将PNA复合纳米粒子分散液涂敷至多孔的微米级氧化铈，其例如可购自诸如Rhodia-Solvay公司。一种市售的适用氧化铈粉末为可购自Rhodia-Solvay的HSA5、HSA20或其混合物。微米级的氧化铈还可包含氧化锆。在一些实施方案中，微米级的氧化铈基本上不含氧化锆。在其它实施方案中，微米级的氧化铈含有多达100％的氧化锆。另外，微米级的氧化铈还可包含镧和/或氧化镧。在一些实施方案中，微米级的氧化铈还可包含氧化锆和氧化镧两者。在一些实施方案中，微米级的氧化铈还可包含氧化钇。因此，微米级的氧化铈可为氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物、铈-锆-镧-钇氧化物或其组合。在一些实施方案中，纳米尺寸氧化铈粒子含有40-90重量％氧化铈、5-60重量％氧化锆、1-15重量％氧化镧和/或1-10重量％氧化钇。在一个实施方案中，微米级的氧化铈含有86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈粒子含有40重量％氧化铈、50重量％氧化锆、5重量％氧化镧和5重量％氧化钇。在一个实施方案中，PNA复合纳米粒子的PGM为钯。在一个实施方案中，PNA复合纳米粒子的PGM为钌。PNA复合纳米粒子的钌可为氧化钌。
接着可干燥浸渍有复合PNA纳米粒子和纳米尺寸金属氧化物的微米级载运粒子(例如，在约30℃至约95℃下，优选为约60℃至约70℃，在大气压下或在减压下，诸如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡)。干燥之后，可煅烧粒子(在高温下，诸如400℃至约700℃、优选为约500℃至约600℃、更优选在约540℃至约560℃下、又更优选在约550℃至约560℃下或在约550℃下；在大气压下或在减压下，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，在周围大气中或在惰性气氛下，诸如氮气或氩气)以产生复合微米/纳米粒子，也称为纳米摞纳米摞微米粒子或NNmTM粒子。干燥步骤可以在煅烧步骤之前进行以除去水，之后在更高的煅烧温度下加热；这避免了水沸腾，水沸腾将破坏留在微米级载剂孔中的浸渍纳米粒子。
PNA材料可使用与产生用于氧化反应的催化剂所采用的程序类似的程序来制备。纳米摞纳米材料，例如纳米尺寸氧化铈上的纳米尺寸Pd、Ru或氧化钌，可使用上述方法来制备。在一些情形下，纳米尺寸Pd、Ru或氧化钌的尺寸为约1nm至约5nm，且纳米尺寸氧化铈的尺寸为约5nm至约10nm。在一些情形下，纳米尺寸Pd、Ru或氧化钌的尺寸为大约1nm或1nm以下且纳米尺寸氧化铈的尺寸为大约10nm或10nm以下。在一些实施方案中，纳米尺寸Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸氧化铈的重量比为1％:99％至40％:60％。在一些实施方案中，纳米尺寸Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸氧化铈的重量比为5％:95％至20％:80％。在一些实施方案中，纳米尺寸Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸氧化铈的重量比为8％:92％至12％:88％。在一些实施方案中，纳米尺寸Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸氧化铈的重量比为9％:91％至11％:89％。在一些实施方案中，纳米尺寸Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸氧化铈的重量比为约10％:90％。
接下来可进行煅烧。来自前一步骤的干燥粉末，即微米级材料上的纳米材料，可在周围空气条件下在550℃下烘焙两小时。在煅烧步骤期间，表面活性剂蒸发且纳米材料粘在或固定至微米级材料表面或微米级材料的孔表面。在此阶段，产生的材料(催化活性材料)含有随机分布在表面上的具有纳米摞纳米(诸如在纳米尺寸氧化铈上的纳米尺寸Pd、Ru或氧化钌)的微米级粒子(微米级氧化铈)和纳米尺寸氧化铈。
PNA NNmTM粒子以NNmTM粒子的总质量计可含有约0.1重量％至6重量％的Pd、Ru或氧化钌，或在另一实施方案中含有约0.5重量％至3.5重量％，或在另一实施方案中含有约1重量％至约2.5重量％，或在另一实施方案中含有约2重量％至约3重量％，或在另一实施方案中含有约2.5重量％。NNmTM粒子接着可用于用以涂覆衬底的制剂，其中涂覆的衬底可用于催化转化器中。
用于“微米内纳米摞纳米”粒子(“NNiM”粒子)的多孔材料
多孔材料、产生多孔材料、包含复合纳米粒子和多孔载剂的微米级粒子(“微米内纳米摞纳米”粒子或“NNiM”粒子)和产生包含复合纳米粒子和多孔载剂的微米级粒子(“微米内纳米摞纳米”粒子或“NNiM”粒子)在2013年9月23日申请的共有美国临时专利申请No.61/881,337、美国专利申请No.14/494,156和国际专利申请No.PCT/US2014/057036中描述，其公开内容以全文引用的方式并入本文中。
通常优选的多孔材料是含有大量互通孔、洞、通道或凹坑的材料，其中平均孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)在1nm至约200nm或约1nm至约100nm或约2nm至约50nm或约3nm至约25nm的范围内。在一些实施方案中，多孔材料具有小于约1nm的平均孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)，而在一些实施方案中，多孔载剂具有大于约100nm的平均孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)。在一些实施方案中，多孔材料具有约50m2/g至约500m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约100m2/g至约400m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约150m2/g至约300m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有小于约50m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有大于约200m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有大于约300m2/g、约400m2/g或约500m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约200m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约300m2/g的平均孔表面积。
在一些实施方案中，多孔材料可包含多孔金属氧化物，诸如氧化铝或氧化铈。在一些实施方案中，多孔材料可包含有机聚合物，诸如聚合间苯二酚。在一些实施方案中，多孔材料可包含无定形碳。在一些实施方案中，多孔材料可包含二氧化硅。在一些实施方案中，多孔材料可为多孔陶瓷。在一些实施方案中，多孔材料可包含两种或两种以上不同类型散置多孔材料的混合物，例如氧化铝与聚合间苯二酚的混合物。在一些实施方案中，在除去间隔材料之后，多孔载剂可包含氧化铝。例如，在一些实施方案中，复合材料可由散置的氧化铝和聚合间苯二酚形成，且例如通过煅烧除去聚合间苯二酚，产生多孔载剂。在另一实施方案中，复合材料可由散置的氧化铝和碳黑形成，且例如通过煅烧除去碳黑，产生多孔载剂。
在一些实施方案中，多孔材料为微米级的粒子，其平均尺寸在约1微米和约100微米之间、约1微米和约10微米之间、约3微米和约7微米之间或约4微米和约6微米之间。在其它实施方案中，多孔材料可大于约7微米的粒子。在一些实施方案中，多孔材料可非粒子形式，而为连续材料。
多孔材料可使得气体和流体通过互通通道缓慢地流经多孔材料，暴露于高表面积多孔材料。多孔材料因此可充当用于嵌埋需要高表面积暴露的粒子的优良载剂材料，诸如如下文所述的催化纳米粒子。
产生用于“微米内纳米摞纳米”粒子(“NNiM”粒子)的多孔材料
催化剂或PNA材料可使用多孔材料形成。此多孔材料包括例如嵌埋在材料的多孔结构内的纳米粒子。此可包括嵌埋于在纳米摞纳米粒子周围形成的多孔载剂中的纳米摞纳米粒子(复合纳米粒子)。嵌埋在多孔载剂中的纳米粒子可以指在通常通过使用本文所述的方法在纳米粒子周围形成多孔载剂时产生的在多孔载剂中的纳米粒子配置。即，得到的结构含有具有围绕纳米粒子或在纳米粒子周围建立的多孔载剂支架的纳米粒子。多孔载剂包含纳米粒子，而同时由于其孔隙率，多孔载剂允许外部气体接触嵌埋的纳米粒子。
可产生PNA纳米摞纳米粒子，其中PGM可包含钯、钌或氧化钌，且载体纳米粒子可包含氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物。可产生氧化性纳米摞纳米粒子，其中催化纳米粒子可包含铂、钯或铂/钯合金，且载体纳米粒子可包含氧化铝。可产生还原性纳米摞纳米粒子，其中催化纳米粒子可包含铑，且载体纳米粒子可包含氧化铈。载体纳米粒子可包含氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物。
在一些实施方案中，多孔结构包含氧化铝或氧化铈。在一些实施方案中，氧化铈可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合。在一些实施方案中，纳米尺寸氧化铈粒子含有40-90重量％氧化铈、5-60重量％氧化锆、1-15重量％氧化镧和/或1-10重量％氧化钇。在一个实施方案中，氧化铈粒子含有86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈粒子含有40重量％氧化铈、50重量％氧化锆、5重量％氧化镧和5重量％氧化钇。
可如下制备在材料的多孔结构内嵌埋有纳米摞纳米粒子的多孔材料，其中多孔结构包含氧化铝，或其中多孔结构包含二氧化铈，或其中多孔结构包含铈-锆氧化物、铈-锆-镧氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物。氧化铝多孔结构例如可通过美国专利No.3,520,654中所述的方法来形成，其公开内容以全文引用的方式并入本文中。在一些实施方案中，通过将氧化钠和氧化铝溶解在水中制备的铝酸钠溶液可用硫酸或硫酸铝来处理以将pH降低至约4.5至约7的范围。pH减小导致多孔的水合氧化铝沉淀，其可经喷雾干燥、洗涤和急骤干燥，产生多孔的氧化铝材料。如EP0105435 A2中所述，多孔的氧化铝材料任选地可由二氧化硅来稳定，其公开内容以全文引用的方式并入本文中。可将铝酸钠溶液添加至硫酸铝溶液中，形成pH为约8.0的混合物。可将诸如硅酸钠溶液的碱金属硅酸盐溶液缓慢添加至混合物中，导致经二氧化硅稳定的多孔氧化铝材料沉淀。
多孔材料也可以通过使氧化铝纳米粒子和无定形碳粒子(诸如碳黑)共沉淀而产生。经过在周围环境或氧化环境中干燥和煅烧沉淀物，耗尽无定形碳，即烧尽。同时，来自煅烧过程的热量致使氧化铝纳米粒子烧结在一起，在结构中曾经出现碳黑的整个沉淀氧化铝中产生孔。在一些实施方案中，氧化铝纳米粒子可悬浮在乙醇、水或乙醇与水的混合物中。在一些实施方案中，可向氧化铝纳米粒子悬浮液中添加分散剂，诸如来自BYK的-145(DisperBYK是BYK-Chemie GmbH LLC,Wesel,Germany关于用作分散剂和湿润剂的化学品的注册商标)。可向氧化铝悬浮液中添加平均颗粒大小在约1nm至约200nm、或约20nm至约100nm、或约20nm至约50nm、或约35nm范围内的碳黑。在一些实施方案中，添加足够的碳黑以获得约50m2/g至约500m2/g的孔表面积，诸如约50m2/g、约100m2/g、约150m2/g、约200m2/g、约250m2/g、约300m2/g、约350m2/g、约400m2/g、约450m2/g或约500m2/g。所得混合物的pH可调节至约2至约7的范围，诸如约3与约5之间的pH，优选为约4的pH，使得粒子可沉淀。在一些实施方案中，沉淀物例如可通过对沉淀物加温来干燥(例如，在约30℃至约95℃下、优选在约60℃至约70℃下、在大气压下或在减压下，诸如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡)。或者，在一些实施方案中，沉淀物可经冷冻干燥。
干燥之后，接着可煅烧材料(在高温下，诸如400℃至约700℃，优选约500℃至约600℃，更优选在约540℃至约560℃下，又更优选在约550℃至约560℃下，或在约550℃下；在大气压下或在减压下，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，在周围大气中)。煅烧过程致使碳黑基本上烧尽且氧化铝纳米粒子烧结在一起，产生多孔的氧化铝材料。
在其它实施方案中，多孔材料也可以通过使氧化铈纳米粒子和无定形碳粒子(诸如碳黑)共沉淀而产生。经过在周围环境或氧化环境中干燥和煅烧沉淀物，耗尽无定形碳，即烧尽。同时，来自煅烧过程的热量致使氧化铈纳米粒子烧结在一起，在结构中曾经出现碳黑的整个沉淀氧化铈中产生孔。在一些实施方案中，氧化铈纳米粒子可悬浮在乙醇、水或乙醇与水的混合物中。在一些实施方案中，可向氧化铈纳米粒子悬浮液中添加分散剂，诸如来自BYK的-145(DisperBYK是BYK-Chemie GmbH LLC,Wesel,Germany关于用作分散剂和湿润剂的化学品的注册商标)。可向氧化铈悬浮液中添加平均颗粒大小在约1nm至约200nm、或约20nm至约100nm、或约20nm至约50nm、或约35nm范围内的碳黑。在一些实施方案中，添加足够的碳黑以获得约50m2/g至约500m2/g的孔表面积，诸如约50m2/g、约100m2/g、约150m2/g、约200m2/g、约250m2/g、约300m2/g、约350m2/g、约400m2/g、约450m2/g或约500m2/g。所得混合物的pH可调节至约2至约7的范围，诸如约3与约5之间的pH，优选为约4的pH，使得粒子可沉淀。在一些实施方案中，沉淀物例如可通过对沉淀物加温来干燥(例如，在约30℃至约95℃下、优选在约60℃至约70℃下、在大气压下或在减压下，诸如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡)。或者，在一些实施方案中，沉淀物可经冷冻干燥。
干燥之后，接着可煅烧材料(在高温下，诸如400℃至约700℃，优选约500℃至约600℃，更优选在约540℃至约560℃下，又更优选在约550℃至约560℃下，或在约550℃下；在大气压下或在减压下，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，在周围大气中)。煅烧过程致使碳黑基本上烧尽且氧化铈纳米粒子烧结在一起，产生多孔的氧化铈材料。
在一些实施方案中，多孔材料可使用溶胶-凝胶方法制得。例如，氧化铝多孔材料的溶胶-凝胶前驱物可通过使氯化铝与氧化丙烯反应而形成。可将氧化丙烯添加至溶解在乙醇与水的混合物中的氯化铝溶液中，形成可经干燥和煅烧的多孔材料。在一些实施方案中，可使用表氯醇代替氧化丙烯。再举例来说，二氧化铈多孔材料的溶胶-凝胶前驱物可通过使硝酸铈与间苯二酚和甲醛反应而形成。使用本领域中已知的溶胶-凝胶方法产生多孔材料的其它方法也可以使用，例如使用溶胶-凝胶方法形成的多孔材料也可以使用正硅酸四乙酯来形成。
在一些实施方案中，多孔材料可通过在凝胶聚合之前将可燃凝胶前驱物与金属氧化物材料前驱物混合、使凝胶聚合、干燥复合材料且煅烧复合材料而形成，由此耗尽有机凝胶组分。在一些实施方案中，包含甲醛和氧化丙烯混合物的凝胶活化溶液可与包含氯化铝和间苯二酚混合物的凝胶单体溶液混合。在凝胶活化溶液与凝胶单体溶液混合后，由于甲醛和间苯二酚混合而形成可燃有机凝胶组分，且由于氧化丙烯和氯化铝混合而形成不可燃的无机金属氧化物材料。得到的复合材料可干燥并煅烧，致使可燃有机凝胶组分烧尽，产生多孔金属氧化物材料(氧化铝)。在另一实施方案中，甲醛溶液可与间苯二酚和硝酸铈溶液反应。得到的材料可干燥并煅烧，致使可燃有机凝胶组分烧尽，产生多孔金属氧化物材料(氧化铈)。得到的材料可干燥并煅烧，致使可燃有机凝胶组分烧尽，产生多孔金属氧化物材料(氧化铈)。又在其它实施方案中，甲醛溶液可适当地与间苯二酚、硝酸铈和一种或多种硝酸氧锆、乙酸镧和/或硝酸钇的溶液反应以形成铈-锆氧化物、铈-锆-镧氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物。得到的材料可干燥并煅烧，致使可燃有机凝胶组分烧尽，产生多孔金属氧化物材料(铈-锆氧化物、铈-锆-镧氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物)。
在一些实施方案中，可通过将含水甲醛与氧化丙烯混合来制备凝胶活化溶液。甲醛优选在水溶液中。在一些实施方案中，甲醛水溶液的浓度为约5重量％至约50重量％甲醛、约20重量％至约40重量％甲醛或约30重量％至约40重量％甲醛。含水甲醛优选为约37重量％甲醛。在一些实施方案中，含水甲醛可含有约5重量％至约15重量％甲醇以使甲醛溶液稳定。可添加占凝胶活化溶液最终重量约25％至约50％范围内的含水甲醛，剩余为氧化丙烯。凝胶活化溶液优选包含37.5重量％甲醛水溶液(其本身包含37重量％甲醛)和62.5重量％氧化丙烯，导致最终的甲醛浓度为最终凝胶活化溶液的约14重量％。
不同于凝胶活化溶液，凝胶单体溶液可通过将氯化铝溶解在间苯二酚和乙醇混合物中而产生。可添加约2重量％至约10重量％范围内的间苯二酚，其中约5重量％为典型值。可添加约0.8重量％至约5重量％范围内的氯化铝，其中约1.6重量％典型值。
根据(凝胶活化溶液重量):(凝胶单体溶液重量)，可将凝胶活化溶液和凝胶单体溶液以约1:1的比率混合在一起。接着可将最终混合物干燥(例如，在约30℃至约95℃下，优选在约50℃至约60℃下，在大气压下或在减压下，诸如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，持续约一天至约5天或持续约2天至约3天)。干燥之后，接着可煅烧材料(在高温下，诸如400℃至约700℃、优选约500℃至约600℃、更优选在约540℃至约560℃下、又更优选在约550℃至约560℃下或在约550℃下；在大气压下或在减压下，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，在周围大气中，持续约12小时至约2天，或约16小时至约24小时)以使可燃有机凝胶组分烧尽且产生多孔氧化铝载剂。
凝胶单体溶液可由类似于上文所述用于制备多孔氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物载剂的方法，由硝酸铈、硝酸氧锆、乙酸镧和/或硝酸钇来制备。
接着将上述制备的多孔材料研磨或碾磨成微米级的粒子。
通过将纳米摞纳米(NN)粒子混合至多孔材料的前驱物中，例如通过在将纳米粒子与无定形碳混合在一起时使用一部分NN粒子，或通过将NN粒子混合至溶胶-凝胶溶液中，紧接着如上文所述制备多孔材料来制备微米内纳米摞纳米(“NNiM”TM)材料。在将具有嵌埋NN粒子的多孔材料研磨或碾磨成微米级粒子(以形成“NNiM”TM材料)之后，得到的材料接着可用于氧化性修补基面涂料、还原性修补基面涂料、PNA修补基面涂料或任意氧化性、还原性和PNA修补基面涂料中的组合修补基面涂料中。添加的NN粒子的量由最终NNiM材料中需要的PGM金属负载来控制。
可形成氧化性NNiM材料，其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在氧化铝载体粒子上的铂催化纳米粒子；其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在氧化铝载体粒子上的钯催化纳米粒子；或其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在氧化铝载体粒子上的铂/钯合金催化纳米粒子；且接着将那些NN粒子中的一种或多种嵌埋在由氧化铝形成的多孔载剂中，将其研磨或碾磨成微米级粒子。可形成还原性NNiM材料，其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在氧化铈载体粒子上的铑催化纳米粒子；其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在铈-锆氧化物载体粒子上的铑催化纳米粒子；其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在铈-锆-镧氧化物载体粒子上的铑催化纳米粒子；或其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在铈-锆-镧-钇氧化物载体粒子上的铑催化纳米粒子；且接着将那些NN粒子中的一种或多种嵌埋在由多孔氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物载剂形成的多孔载剂中，将其研磨或碾磨成微米级粒子。可形成PNA NNiM材料，其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在氧化铈载体粒子上的钯纳米粒子；其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在铈-锆氧化物载体粒子上的钯纳米粒子；其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在铈-锆-镧氧化物载体粒子上的钯纳米粒子；或其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在铈-锆-镧-钇氧化物载体粒子上的钯纳米粒子；且接着将那些NN粒子中的一种或多种嵌埋在由氧化铝、氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物形成的多孔载剂中，将其研磨或碾磨成微米级的粒子。可形成PNA NNiM材料，其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在氧化铈载体粒子上的钌或氧化钌纳米粒子；其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在铈-锆氧化物载体粒子上的钌或氧化钌纳米粒子；其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在铈-锆-镧氧化物载体粒子上的钌或氧化钌纳米粒子；或其中纳米摞纳米复合纳米粒子包含设置在铈-锆-镧-钇氧化物载体粒子上的钌或氧化钌纳米粒子；且接着将那些NN粒子中的一种或多种嵌埋在由氧化铝、氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物形成的多孔载剂中，将其研磨或碾磨成微米级的粒子。氧化铝多孔材料也可以用作多孔材料，其中可嵌埋任何前述含铑的复合NN纳米粒子。所用NN粒子的重量比可为上文NNm部分中所述的那些重量比。例如，纳米尺寸Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸氧化铈的重量比可为1％:99％至40％:60％、5％:95％至20％:80％、8％:92％至12％:88％、9％:91％至11％:89％和10％:90％。
包含复合纳米粒子和多孔载剂的微米级粒子(“微米内纳米摞纳米”粒子或“NNiM”粒子)
通过等离子体产生或其它方法产生的纳米粒子或复合纳米粒子可嵌埋在多孔材料中以增加催化组分的表面积(此包括PNA组分，因为PNA组分包括就其本质而言具有催化性的PGM)。多孔材料接着可充当复合纳米粒子的载剂，使得气体和流体可通过互通通道流经整个多孔材料。高孔隙率的载剂导致载剂的高表面积，使得气体和流体与嵌埋催化组分(诸如复合纳米粒子)的接触增加。将复合纳米粒子嵌埋在多孔载剂中导致不同于催化活性纳米粒子位于载运微米粒子表面上或未有效渗透至载体孔中的那些技术的独特优势。当催化活性纳米粒子位于载运微米粒子表面上时，一些催化活性纳米粒子可被其它催化活性纳米粒子掩埋，致使其因暴露表面积有限而无法接近目标气体。然而当复合纳米粒子嵌埋在多孔载剂中时，气体可流经载剂孔至催化活性组分。
多孔载剂可含有任意大量的互通孔、洞、通道或凹坑，优选其平均孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)在1nm至约200nm、或约1nm至约100nm、或约2nm至约50nm、或约3nm至约25nm的范围内。在一些实施方案中，多孔载剂具有小于约1nm的平均孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)，而在一些实施方案中，多孔载剂具有大于约100nm的平均孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)。在一些实施方案中，多孔材料具有约50m2/g至约500m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约100m2/g至约400m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约150m2/g至约300m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有小于约50m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有大于约200m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有大于约300m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约200m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约300m2/g的平均孔表面积。
嵌埋有纳米粒子的多孔载剂可由任何多孔材料形成。多孔载剂可包括(但不限于)由溶胶-凝胶方法产生的任何凝胶，例如如本文所述的氧化铝(Al2O3)、氧化铈或二氧化硅气凝胶。在一些实施方案中，多孔载剂可包含多孔金属氧化物，诸如氧化铝或氧化铈。在一些实施方案中，多孔载剂可包含有机聚合物，诸如聚合间苯二酚。在一些实施方案中，多孔载剂可包含无定形碳。在一些实施方案中，多孔载剂可包含二氧化硅。在一些实施方案中，多孔载剂可为多孔陶瓷。在一些实施方案中，多孔载剂可包含两种或两种以上不同类型的散置多孔材料的混合物，例如氧化铝和聚合间苯二酚的混合物。
在一些实施方案中，载剂可包含可燃组分(例如无定形碳或聚合有机凝胶，诸如聚合间苯二酚)和不可燃组分(例如金属氧化物，诸如氧化铝)。催化材料可包括嵌埋在包含可燃组分和不可燃组分的载剂中的复合纳米粒子。
催化和/或PNA粒子(诸如本文所述的催化纳米粒子或催化和/或PNA复合纳米粒子)嵌埋在多孔载剂中。这可以通过在用于形成多孔载剂的混合物中包括催化和/或PNA粒子来实现。在一些实施方案中，催化和/或PNA粒子均匀地分布在整个多孔载剂中。在其它实施方案中，催化和/或PNA粒子聚集在整个多孔载剂中。在一些实施方案中，铂族金属占总催化和/或PNA材料(催化和/或PNA粒子和多孔载剂)的约0.001重量％至约10重量％。例如，铂族金属可占总催化和/或PNA材料(催化和/或PNA粒子和多孔载剂)的约1重量％至约8重量％。在一些实施方案中，铂族金属可占总催化和/或PNA材料(催化和/或PNA粒子和多孔载剂)的小于约10重量％、小于约8重量％、小于约6重量％、小于约4重量％、小于约2重量％或小于约1重量％。在一些实施方案中，铂族金属可占总催化和/或PNA材料(催化和/或PNA粒子和多孔载剂)的约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％、约5重量％、约6重量％、约7重量％、约8重量％、约9重量％或约10重量％。
在一些实施方案中，催化和/或PNA纳米粒子包含一种或多种铂族金属。在具有两种或两种以上铂族金属的实施方案中，金属可以为任意比率。在一些实施方案中，催化纳米粒子包含铂族金属，诸如以重量计约2:1比率至约100:1比率、或以重量计约2:1至约75:1比率、或以重量计约2:1至约50:1比率、或以重量计约2:1至约25:1比率、或以重量计约2:1至约15:1比率的Pt:Pd。在一个实施方案中，催化纳米粒子包含铂族金属，诸如以重量计约2:1比率的Pt:Pd。
嵌埋在多孔载剂中的复合纳米粒子(纳米摞纳米粒子)可呈粉末形式以产生复合催化微米粒子，称为“微米内纳米摞纳米”粒子或“NNiM”粒子。在典型的NNiM粒子中，可围绕通过等离子体产生或其它方法产生的纳米粒子或复合纳米粒子且在其周围形成多孔材料(或基质)。多孔材料可以将周围的纳米粒子或复合纳米粒子桥接在一起，由此将粒子嵌埋在基质中。多孔材料接着可充当复合纳米粒子的载剂，使得气体和流体可通过互通通道缓慢地流经多孔材料(即，互通桥)。高孔隙率的载剂导致载剂内的高表面积，使得气体和流体与所含催化组分(诸如复合纳米粒子)的接触增加。
微米级的NNiM粒子可具有约1微米和约100微米之间，诸如约1微米和约10微米之间、约3微米和约7微米之间或约4微米和约6微米之间的平均尺寸。PGM粒子可占NNiM粒子(催化和/或PNA粒子和多孔载剂)总质量的约0.001重量％至约10重量％。例如，铂族金属可占NNiM粒子(催化和/或PNA粒子和多孔载剂)总质量的约1重量％至约8重量％。在一些实施方案中，铂族金属可占NNiM粒子(催化和/或PNA粒子和多孔载剂)总质量的小于约10重量％、小于约8重量％、小于约6重量％、小于约4重量％、小于约2重量％或小于约1重量％。在一些实施方案中，铂族金属可占NNiM粒子(催化和/或PNA粒子和多孔载剂)总质量的约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％、约5重量％、约6重量％、约7重量％、约8重量％、约9重量％或约10重量％。
在一些实施方案中，催化(或PNA)纳米粒子包含一种或多种铂族金属。在具有两种或两种以上铂族金属的实施方案中，金属可为任意比率。在一些实施方案中，催化纳米粒子包含铂族金属，诸如约1:2至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约20:1 Pt/Pd(重量/重量)。
NNiM粒子可用于任何催化目的或NOx储存目的。例如，NNiM粒子可悬浮在液体(例如乙醇或水)中，其可催化所溶解的化合物。或者，NNiM粒子可用作固态催化剂。例如，NNiM粒子接着可用于催化转化器中。
产生包含复合纳米粒子和多孔载剂(“微米内纳米摞纳米”粒子或“NNiM”粒子)的
微米级粒子
在一些实施方案中，可通过形成纳米粒子的悬浮液或胶体，并将纳米粒子的悬浮液或胶体与多孔材料前驱物溶液混合来将催化纳米粒子或复合纳米粒子嵌埋在多孔载剂中。用混合物诸如通过聚合、沉淀或冷冻干燥将多孔材料固化之后，将围绕纳米粒子形成多孔材料，导致包含纳米粒子的催化材料嵌埋在多孔载剂中。在一些实施方案中，接着诸如通过研磨或碾磨将催化和/或PNA材料加工成微米级粉末，产生NNiM粒子。
下文描述使用由使用包含可燃有机凝胶组分和氧化铝组分的复合载剂形成的多孔氧化铝载剂生产NNiM粒子，紧接着进行干燥和煅烧。然而，本领域技术人员将了解，源自可溶性前驱物的各种各样的多孔载剂(诸如氧化铈)都可用于产生使用本文所述的方法嵌埋在多孔载剂中的包含复合纳米粒子的催化(包括PNA)材料。
对于使用由使用包含可燃有机凝胶组分和氧化铝组分的复合载剂形成的多孔氧化铝载剂产生的典型NNiM粒子而言，首先将复合纳米粒子分散在乙醇中。在一些实施方案中，使用至少95vol％乙醇。在一些实施方案中，使用至少99vol％乙醇。在一些实施方案中，使用至少99.9vol％乙醇。在复合纳米粒子悬浮之前，通常将分散剂、表面活性剂或其混合物添加至乙醇中。合适的表面活性剂包括来自BYK-Chemie GmbH LLC,Wesel的-145，其可添加约2重量％至约12重量％范围内的量，以约7重量％为典型值，和十二胺，其可添加约0.25重量％至约3重量％范围内的量，以约1重量％为典型值。优选地，分别使用约7重量％和1重量％-145和十二胺。在一些实施方案中，将乙醇、复合纳米粒子和表面活性剂的混合物、分散剂或其混合物进行超声波处理以使复合纳米粒子均匀分散。分散液中复合纳米粒子的量可在约5重量％至约20重量％范围内。
不同于复合纳米粒子悬浮液，通过混合甲醛和氧化丙烯来制备凝胶活化溶液。甲醛优选在水溶液中。在一些实施方案中，甲醛水溶液的浓度为约5重量％至约50重量％甲醛、约20重量％至约40重量％甲醛或约30重量％至约40重量％甲醛。优选地，含水甲醛为约37重量％甲醛。在一些实施方案中，含水甲醛可含有约5重量％至约15重量％甲醇以使甲醛溶液稳定。可添加占凝胶活化溶液最终重量约25％至约50％范围内的甲醛水溶液，剩余为氧化丙烯。凝胶活化溶液优选包含37.5重量％甲醛水溶液(其本身包含37重量％甲醛)和62.5重量％氧化丙烯，导致最终的甲醛浓度为最终凝胶活化溶液的约14重量％。
不同于复合纳米粒子悬浮液和凝胶活化溶液，通过将氯化铝溶解在间苯二酚和乙醇的混合物中产生氯化铝溶液。可添加约10重量％至约30重量％范围内的间苯二酚，以约23重量％为典型值。可添加约2重量％至约12重量％范围内的氯化铝，以约7重量％为典型值。
根据(复合纳米粒子悬浮液重量):(凝胶活化溶液重量):(氯化铝溶液重量)，可将复合纳米粒子悬浮液、凝胶活化溶液和氯化铝溶液以约100:10:10至约100:40:40、或约100:20:20至约100:30:30、或约100:25:25的比率混合在一起。最终混合物将开始聚合至嵌埋有复合纳米粒子的载剂中。载剂包含可燃组分有机凝胶和不可燃组分氧化铝。接着可将得到的载剂干燥(例如，在约30℃至约95℃下，优选为约50℃至约60℃，在大气压下或在减压下，诸如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，持续约一天至约5天或持续约2天至约3天)。干燥之后，接着可将得到的载剂煅烧(在高温下，诸如400℃至约700℃、优选约500℃至约600℃、更优选在约540℃至约560℃下、又更优选在约550℃至约560℃下或在约550℃下；在大气压下或在减压下，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，在周围大气中或在惰性气氛下，诸如氮气或氩气)以产生包含复合催化纳米粒子和铝酸盐的多孔载剂。当在周围大气或其它氧化条件下煅烧复合载剂时，诸如聚合间苯二酚、甲醛或氧化丙烯的有机材料烧尽，产生嵌埋有复合纳米粒子的基本上纯的氧化铝多孔载剂。如果在惰性气氛下(诸如氩气或氮气)煅烧复合载剂，有机材料可变成基本上多孔无定形碳，其中散置嵌埋有复合纳米粒子的多孔氧化铝。得到的多孔载剂可诸如通过研磨或碾磨加工成NNiM粒子的微米级粉末。
在另一实施方案中，复合催化纳米粒子可与包含金属氧化物纳米粒子(诸如氧化铝纳米粒子)和无定形碳(诸如碳黑)的分散液混合。来自所得分散胶体的分散固体粒子可通过共沉淀与液体分离、干燥并煅烧。在周围或氧化环境中煅烧固体材料后，无定形碳耗尽。同时，来自煅烧过程的热量致使氧化铝纳米粒子烧结在一起，在整个沉淀氧化铝中产生孔。
在一些实施方案中，氧化铝纳米粒子可悬浮在乙醇、水或乙醇和水的混合物中。可向氧化铝悬浮液中添加平均颗粒大小在约1nm至约200nm、或约20nm至约100nm、或约20nm至约50nm、或约35nm范围内的碳黑。在一些实施方案中，应使用足够的碳黑以获得约50m2/g至约500m2/g的孔表面积，诸如约50m2/g、约100m2/g、约150m2/g、约200m2/g、约250m2/g、约300m2/g、约350m2/g、约400m2/g、约450m2/g或约500m2/g。复合纳米粒子可混合于包含氧化铝纳米粒子和碳黑的分散液中。在一些实施方案中，复合纳米粒子分散于任选地具有分散剂或表面活性剂的单独胶体中，之后与包含氧化铝纳米粒子和碳黑的分散液混合。所得混合物的pH值可调节至约2至约7的范围，诸如约3与约5之间的pH值、优选约4的pH值，使得粒子可沉淀。可将沉淀物干燥(例如，在约30℃至约95℃下，优选约50℃至约70℃，在大气压下或在减压下，诸如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，持续约一天至约5天或持续约2天至约3天)。干燥之后，接着可煅烧载剂(在高温下，诸如400℃至约700℃、优选约500℃至约600℃、更优选在约540℃至约560℃下、又更优选在约550℃至约560℃下或在约550℃下；在大气压下或在减压下，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，在周围大气中)。煅烧过程致使碳黑基本上烧尽且致使氧化铝纳米粒子烧结在一起，产生嵌埋有复合纳米粒子的多孔氧化铝载剂。
得到的载剂还可例如通过研磨或碾磨加工成微米级的NNiM粒子。
不同类型催化活性或PNA材料的非排他性用途
在一些实施方案中，使用两种或两种以上不同类型的催化活性或PNA材料。在一些实施方案中，在同一修补基面涂料组合物或层中可使用两种或两种以上不同类型的催化活性或PNA材料。例如，在一些实施方案中，只通过湿式化学方法产生的粒子和NNm粒子可用在单一的修补基面涂料组合物或层中。在另一实例中，在一些实施方案中，只通过湿式化学方法产生的粒子和NNiM粒子可用在单一的修补基面涂料组合物或层中。在一些实施方案中，NNiM粒子和NNm粒子可用在单一的修补基面涂料组合物或层中。在另一实例中，在一些实施方案中，只通过湿式化学方法产生的粒子、NNm粒子和NNiM粒子可用在单一的修补基面涂料组合物或层中。在一些实施方案中，NNm粒子和混合NNm/湿式化学粒子可用在单一的修补基面涂料组合物或层中。在一些实施方案中，只通过湿式化学方法产生的粒子和混合NNm/湿式化学粒子可用在单一的修补基面涂料组合物或层中。在一些实施方案中，NNiM粒子和混合NNm/湿式化学粒子可用在单一的修补基面涂料组合物或层中。在一些实施方案中，NNm粒子、只通过湿式化学方法产生的粒子和混合NNm/湿式化学粒子可用在单一的修补基面涂料组合物或层中。在一些实施方案中，NNiM粒子、只通过湿式化学方法产生的粒子和混合NNm/湿式化学粒子可用在单一的修补基面涂料组合物或层中。在一些实施方案中，NNm粒子、NNiM粒子和混合NNm/湿式化学粒子可用在单一的修补基面涂料组合物或层中。在一些实施方案中，NNm粒子、NNiM粒子、只通过湿式化学方法产生的粒子和混合NNm/湿式化学粒子可用在单一的修补基面涂料组合物或层中。
在本公开的一些实施方案中，不同比率的不同催化金属对于催化各种排放物(诸如一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)或烃(HC))或多或少有效。例如，在一些实施方案中，与具有铂与钯混合物(比率为1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或钯且无铂)的催化活性材料相比(使用PGM的总量相等)，具有铂与钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的催化活性材料对于催化NOx排放物的有效性较大，且对于催化HC排放物的有效性较小。因此，在本公开的一些实施方案中，优选使用具有不同比率催化金属的不同类型催化活性材料(或具有金属混合物类型的催化活性材料和具有单一金属类型的催化活性材料)，且在持续操作催化剂期间维持所述比率。
在一些实施方案中，在单一催化修补基面涂料组合物或催化层中使用具有相同结构、但具有不同催化金属比率的不同类型的催化活性材料。例如，在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的只通过湿式化学方法产生的催化粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的只通过湿式化学方法产生的催化粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的NNm粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的NNm粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的NNiM粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的NNiM粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的混合NNm/湿式化学粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的混合NNm/湿式化学粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。
在一些实施方案中，在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中使用具有不同结构且具有不同催化金属比率的不同类型的催化活性材料。例如，在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的只通过湿式化学方法产生的催化粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的NNm粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的只通过湿式化学方法产生的催化粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的NNiM粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的NNiM粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的NNm粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的NNiM粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的只通过湿式化学方法产生的催化粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的NNm粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的只通过湿式化学方法产生的催化粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的NNm粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的NNiM粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中使用具有不同结构且具有不同催化金属比率的不同类型的催化活性材料。例如，在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的只通过湿式化学方法产生的催化粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的混合NNm/湿式化学粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1Pt/Pd(重量/重量))的混合NNm/湿式化学粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的NNiM粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的NNiM粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的混合NNm/湿式化学粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的混合NNm/湿式化学粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的只通过湿式化学方法产生的催化粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的NNm粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的混合NNm/湿式化学粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量))的混合NNm湿式化学粒子可与具有铂和钯混合物(比率为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂)的NNm粒子混合在单一的催化修补基面涂料组合物或催化层中。
本公开涵盖不同类型催化活性材料的组合，诸如具有不同结构或不同比率催化金属的催化活性材料。具有不同或相同催化金属比率，但具有不同结构的不同类型催化活性材料可按任意比例组合。具有不同或相同催化结构，但具有不同比率催化金属的不同类型催化活性材料可按任意比例组合。在一些实施方案中，第一类型的催化活性材料和第二类型的催化活性材料可按以重量计约99.9:0.1至约50:50或以重量计约95:5、以重量计约90:10、以重量计约80:20、以重量计约70:30、以重量计约65:35、以重量计约60:40、以重量计约55:45或以重量计约50:50的比例组合。
通过湿式化学方法沉积在金属氧化物载体(诸如氧化铝)上的铂族金属在高温下，诸如在催化转化器中遭遇的温度下可移动，诸如在用于重型车辆时。即，在高温下，铂族金属原子可在其沉积的表面上迁移，而且可以与单一催化层中的其它PGM原子丛集到一起。随着暴露于高温的时间增加，细粉状部分的PGM结合成越来越大的铂族金属结块。此结块导致催化剂表面积减小且使催化转化器得性能退化。此现象称为催化转化器的“老化”。当在单一催化层中使用具有不同催化金属比率(诸如不同Pt/Pd比率)的通过湿式化学方法产生的不同催化粒子时，有些担心老化的催化转化器将使PGM结合，减小通过湿式化学方法产生的不同催化粒子之间的比率差异。因此，优选的是(但不应认为限制)在使用通过湿式化学方法产生的具有不同催化金属比率的不同类型催化粒子时，不同的催化粒子位于不同催化层中。然而这不应理解为限制，因为在一些实施方案中，通过湿式化学方法产生的具有不同催化金属比率的不同催化粒子位于相同催化层中。
在使用复合纳米粒子(诸如NNiM粒子或NNm粒子)的实施方案中，铂族金属通常比通过湿式化学方法沉积的铂族金属具有低得多的迁移率。得到的通过等离子体产生的金属和催化剂以比湿式化学产生的催化剂慢得多的速率老化。因此，使用等离子体产生的催化剂的催化转化器可维持更大表面积的催化剂长时间暴露于发动机排放的气体。如US 2011/0143915在第0014至0022段中所述，在还原条件下诸如通过使用氩气/氢气工作气体产生的Pt/Pd-氧化铝复合纳米粒子在铂族金属催化纳米粒子安置的载体纳米粒子上产生部分还原的氧化铝表面，US 2011/0143915的公开内容全文以引用的方式并入本文中。部分还原的氧化铝表面或Al2O(3-x)(其中x大于0，但小于3)抑制铂族金属在高温下在氧化铝表面上迁移。当粒子长时间暴露于高温时，这又限制铂族金属结块，诸如在重型车辆的催化转化器中发现的那些。因此，优选的是(但不应认为限制)在具有第一催化金属比率的通过湿式化学方法产生的催化粒子或具有第一催化金属比率的混合NNm/湿式化学粒子与具有第二催化金属比率的第二类型催化活性材料混合在同一涂层中的实施方案中，具有第二催化材料比率的第二类型催化活性材料为使用复合纳米粒子(诸如NNm粒子或NNiM粒子)的类型。然而，这不应认为是限制，因为在同一涂层中可使用如本文公开的任何或所有类型粒子的组合。
使用湿式化学方法浸渍载体(诸如微米级的载体)倾向于在整个材料中沉积材料，即深入材料内部。例如，向微米级氧化铝粒子涂敷氯铂酸溶液将导致溶液渗透整个粒子。当紧接进行干燥和煅烧时，铂穿过整个粒子体积从溶液沉淀至细粉状部分中的氧化铝上(通常在十分之一纳米的等级上，即几个原子的群集，或在纳米等级上)。因此，通过湿式化学方法浸渍金属盐的载体将使材料在整个载体体积中，或至少在可接近金属盐溶液的整个粒子体积中基本上均匀分布。
相反，以复合纳米粒子(“纳米摞纳米”或“NN”粒子)浸渍载体(诸如微米级的载体)倾向于导致材料主要分布在载体粒子的表面上或其附近。在将纳米摞纳米粒子涂敷至悬浮液中的载体粒子时，其无法如同在湿式化学方法中所用的金属盐溶液般深入地渗透至载体粒子内部，产生“蛋壳”分布，其中一薄层NN粒子涂覆载体表面(和最接近表面的孔)。因此，大部分NN粒子倾向于位于载体表面上或其附近。NN粒子无法渗透至不足够大来接受NN粒子的载体孔中，而局限于外表面和可接近NN粒子的载体粒子的内部部分。因此，纳米摞纳米摞微米(“NNm”)粒子具有分布在微米级载体粒子的外表面和纳米摞纳米可接近内表面上的复合纳米粒子。
设计本文所述且在2013年9月23日申请的共有美国临时专利申请No.61/881,337、2014年9月23日申请的美国专利申请No.14/494,156和2014年9月23日申请的国际专利申请No.PCT/US2014/057036(其公开内容全文以引用的方式并入本文)中更详细描述的微米内纳米摞纳米(NNiM)粒子来补偿复合纳米粒子在微米级载体上的不均匀分布。通过在复合纳米粒子(纳米摞纳米或“NN”粒子)周围形成载体材料基质，复合纳米粒子在整个载体材料中可基本上均匀分布。含有复合纳米粒子的载体材料可碾磨或研磨成所需的微米级，由此产生复合纳米粒子在其整个体积内基本上均匀分布的微米级载体粒子。这种微米内纳米摞纳米(NNiM)的配置比纳米摞纳米摞微米(NNm)的配置允许每单位体积的载体材料(即，每单位体积的微米级载体粒子)负载多得多的催化剂。
如本文所述的混合粒子通过使用湿式化学浸渍的粒子作为用于纳米摞纳米摞微米(NNm)程序的载体微米粒子而在某种程度上缓和催化剂材料的不均匀分布。通过以PGM盐溶液浸渍微米载体，接着干燥和煅烧，且接着通过向湿式化学浸渍的微米载体中添加纳米摞纳米粒子，可形成混合粒子，其中催化剂基本上均匀分布在整个载体体积中，或至少在可接近金属盐溶液的整个粒子体积中，且在微米级载体粒子的外表面和纳米摞纳米可接近内表面上也分布有复合纳米粒子。如上所述，包涵纳米摞纳米粒子使必须通过湿式化学方法浸渍的材料浓度减小，这又使通过湿式化学方法沉积的材料的老化动力学减缓。
铂族金属的迁移受到抑制的NNm和NNiM粒子
包括带有复合纳米粒子的微米级载运粒子的NNmTM粒子(其中复合纳米粒子由本文所述的方法产生)尤其有利地用于催化转化器应用中。NNiM粒子(包括使用多孔载剂和复合纳米粒子制得的那些NNiM粒子，其中载剂通过本文所述的方法产生且复合纳米粒子在还原条件下产生)也尤其有利地用于催化转化器应用中。催化和/或PNA纳米粒子的铂族金属对载体纳米粒子的部分还原表面比对微米级载运粒子的表面具有更大的亲和力。因此，在高温下，与相邻载体纳米粒子结合的相邻PGM纳米粒子较不可能在微米级载运粒子表面上迁移且结块成更大的催化剂和/或PNA块。由于越大的催化剂和/或PNA结块具有越小的表面积且作为催化剂和NOx吸附剂的有效性越小，因此对于迁移和结块的抑制为NNmTM和NNiM粒子提供显著优势。相反，仅通过湿式化学沉淀沉积到氧化铝载体上的PGM粒子展示更高的迁移率和迁移，形成PGM结块且导致催化功效随时间流逝而减小(即，催化剂老化)。
PNA材料(或组合物)
PNA材料或组合物为一种在低温发动机操作期间保持NOx气体且当温度上升至临界温度时释放气体的材料。PNA材料可由单一类型粒子或多种类型粒子组成。PNA材料也可以指的是衬底上的PNA修补基面涂料组合物或PNA层。PNA材料和包括PNA材料的系统的实例可见于美国临时申请No.61/969,035、美国临时申请No.61/985,388、美国临时申请No.62/121,444和美国专利申请No.14/663,330中，所有这些都以全文引用的方式并入本文中。
PNA材料可包含载体粒子上的PGM；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和各自在不同载体粒子上的不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物、各自在不同载体粒子上的不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM和各自在不同载体粒子上的相同或不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM、各自在不同载体粒子上的相同或不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物和载体粒子上的PGM以任何比率的组合。另外，可采用载体粒子上的PGM、载体粒子上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物和载体粒子上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物和PGM以任何比率的各种其它组合。这些PGM粒子可指的是任何上文提到的催化粒子。
碱金属氧化物或碱土金属氧化物可包括例如氧化镁、氧化钙、氧化锰、氧化钡和氧化锶。PGM可包括例如钯、钌或其混合物。另外，PGM可包括其氧化物，诸如氧化钌。
在一些实施方案中，PNA材料可包含载体粒子上的钯；载体粒子上的钌或氧化钌；载体粒子上的氧化锰(优选为Mn3O4)；载体粒子上的氧化镁；载体粒子上的氧化钙；载体粒子上的氧化锰和载体粒子上的氧化镁以任何比率的组合；载体粒子上的氧化锰和载体粒子上的氧化钙以任何比率的组合；载体粒子上的氧化镁和载体粒子上的氧化钙以任何比率的组合；或载体粒子上的氧化锰、载体粒子上的氧化镁和载体粒子上的氧化钙以任何比率的组合。其它实施方案包括PNA材料，其包含载体粒子上的氧化锰和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的氧化镁和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的氧化钙和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的氧化锰、载体粒子上的氧化镁和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的氧化锰、载体粒子上的氧化钙和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的氧化镁、载体粒子上的氧化钙和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；或载体粒子上的氧化锰、载体粒子上的氧化镁、载体粒子上的氧化钙和载体粒子上的PGM以任何比率的组合。
载体粒子可包括例如块状耐高温氧化物，诸如氧化铝或氧化铈。氧化铈粒子还可包含氧化锆。氧化铈粒子还可包含镧和/或氧化镧。另外，氧化铈粒子还可包含氧化锆和氧化镧。在一些实施方案中，氧化铈粒子还可包含氧化钇。因此，氧化铈粒子可为氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物、铈-锆-镧-钇氧化物粒子或其组合。在一些实施方案中，纳米尺寸氧化铈粒子含有40-90重量％氧化铈、5-60重量％氧化锆、1-15重量％氧化镧和/或1-10重量％氧化钇。在一个实施方案中，氧化铈粒子含有86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈粒子含有40重量％氧化铈、50重量％氧化锆、5重量％氧化镧和5重量％氧化钇。
载体粒子可为微米级、纳米尺寸或其混合物。微米级载体粒子的一个实例包括微米级的氧化铈粒子，包括(但不限于)来自Rhodia-Solvay的HSA5、HSA20或其混合物。
在一些实施方案中，载体粒子可包括PGM、碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物。例如，微米级的氧化铈粒子除碱金属氧化物或碱土金属氧化物或其混合物以外，可包括钯、钌或其混合物。
在一些实施方案中，在载体材料上不可混合不同的PNA材料。例如，如果使用氧化铈载体上的氧化锰和氧化铈载体上的氧化镁的组合，则将氧化锰浸渍至氧化铈载体材料上并搁置。单独地，接着将氧化镁浸渍到新鲜的氧化铈载体材料上。接着以PNA材料的所需比率组合氧化锰/氧化铈和氧化镁/氧化铈。
PNA材料为在低温发动机操作期间保持NOx化合物的吸附剂。这些气体接着在高温发动机操作期间被释放且由催化剂还原。在低温发动机操作期间，PNA粒子通过非共价吸附物理吸附NOx。随后，在高温发动机操作期间，从PNA粒子急剧释放NOx。以此方式，释放的NOx接着可被还原成良性气体N2和H2O。
PGM、碱金属氧化物和碱土金属氧化物纳米粒子和微米-粒子
碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米粒子可包括在氧化性修补基面涂料层、还原性修补基面涂料层、PNA层、沸石层，或氧化性、还原性、PNA和沸石修补基面涂料层中的任意组合中。作为一替代性实施方案，微米级碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM粒子可包括在氧化性、还原性、PNA和沸石修补基面涂料层中的任意组合中。在另一替代性实施方案中，碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM的纳米粒子和微米粒子可包括在氧化性、还原性、PNA和沸石修补基面涂料层中的任意组合中。
碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM粒子为在低温发动机操作期间保持NOx化合物的吸附剂。NOx化合物接着在高温发动机操作期间被释放且由催化剂还原。释放NOx化合物的温度尤其视氧化物、PGM、氧化物组合或氧化物和PGM的组合等因素而变化。例如，碱金属氧化物或碱土金属氧化物可用于在低于PGM粒子的温度下释放NOx化合物。另外，碱金属氧化物或碱土金属氧化物可为氧化镁、氧化钙、氧化锰、氧化钡和/或氧化锶。此外，PGM可为钯、钌或其混合物。当单独或与其它NOx吸附材料(诸如本文所述的那些吸附材料)组合使用时，储存NOx气体所需的PGM的量可基本上减少或甚至排除。
载体粒子上的碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米粒子和微米粒子可通过上文所述的湿式化学技术或通过基于等离子体的方法来产生。PNA纳米粒子可包括上文所述的复合纳米粒子。因此，载体粒子上的碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米粒子可包括上文所述的PNA纳米摞纳米粒子、PNA NNm粒子、PNA NNiM粒子或PNA混合NNm/湿式化学粒子。
在一些实施方案中，碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米粒子具有大约20nm或20nm以下、或大约15nm或15nm以下、或大约10nm或10nm以下、或大约5nm或5nm以下、或大约1nm与大约20nm之间(即，大约10.5nm±9.5nm)、或大约1nm与大约15nm之间(即，大约8nm±7nm)、或大约1nm和大约10nm之间(即，大约5.5nm±4.5nm)、或大约1nm和大约5nm之间(即，大约3nm±2nm)的平均直径。在一些实施方案中，碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米粒子具有大约20nm或20nm以下、或大约15nm或15nm以下、或大约10nm或10nm以下、或大约5nm或5nm以下、或大约1nm与大约10nm之间(即，大约5.5nm±4.5nm)、或大约1nm与大约5nm之间(即，大约3nm±2nm)的直径。
在一些实施方案中，碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM微米粒子可具有大约10μm或10μm以下、或大约8μm或8μm以下、或大约5μm或5μm以下、或大约2μm或2μm以下、或大约1.5μm或1.5μm以下、或大约1μm或1μm以下、或大约0.5μm或0.5μm以下的平均直径。在一些实施方案中，碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM微米粒子具有大约6μm与大约10μm之间(即大约8μm±2μm)或大约7μm与大约9μm之间(即大约8μm±1μm)的平均直径。在一些实施方案中，碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM微米粒子具有大约0.5μm与大约2μm之间(即，大约1.25μm±0.75μm)或大约1.0μm和大约1.5μm之间(即，大约1.25μm±0.25μm)的平均直径。
碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM粒子可通过上文关于将纳米粒子涂敷至载体和/或载运粒子所述的任何方法涂敷至载体粒子，包括湿式化学、初湿含浸法和等离子体纳米摞纳米方法。这些载体粒子可为纳米尺寸或微米级。另外，这些载体粒子例如可为耐高温氧化物，包括氧化铈。如上文论述，氧化铈粒子可含有氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合。
在一个实施方案中，氧化物和PGM纳米粒子可浸渍至微米级的氧化铈载体中。用于浸渍这些载体的程序可与上文关于将复合纳米粒子浸渍至微米级氧化铈载体中所述的方法类似。本领域一般技术人员将了解，载体粒子可一次一个地由碱金属和/或碱土金属氧化物和PGM浸渍或同时由碱金属和/或碱土金属氧化物和PGM共同浸渍。在一些实施方案中，载体上的碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米粒子可如关于上述初湿含浸法技术所述(包括后续干燥和煅烧)，通过将碱金属氧化物、碱土金属氧化物或PGM纳米粒子的分散液涂敷至多孔的微米级氧化铈来制备。在一些实施方案中，载体上的碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米粒子可使用上述湿式化学技术(包括后续干燥和煅烧)来制备。多孔的微米级氧化铈粉末可含有氧化锆、镧、氧化钇和/或氧化镧。在一些实施方案中，氧化铈基本上不含氧化锆。在其它实施方案中，氧化铈含有高达50摩尔％氧化锆(准确为50摩尔％，材料为铈-锆氧化物，CeZrO4)。一种适用的市售氧化铈粉末是HSA5、HSA20或其混合物。这些纳米粒子也可以浸渍至微米级的氧化铝载体中。
在一个实施方案中，以占PNA材料(即，组合物)中所用氧化铈量的约0.01％至约5％(以重量计)的量使用钯。(如上文所述，在所有实施方案中，氧化铈可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)。在一个实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约0.5％至约3％(以重量计)的量使用钯。在一个实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约0.67％至约2.67％(以重量计)的量使用钯。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1.5％至约2.5％(以重量计)的量使用Pd且所用氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约0.5％至约1.5％(以重量计)的量使用Pd且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1％至约2％(以重量计)的量使用Pd且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约2％(以重量计)的量使用Pd且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1％(以重量计)的量使用Pd且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd，且PNA材料中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd，且PNA材料中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd，且PNA材料中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd，且PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd，且PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd，且PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在较大(较冷)的发动机系统(例如，大于2.5升)中，PNA材料可包括Pd。
在一个实施方案中，以占PNA材料(即，组合物)中所用氧化铈量的约0.01至约15％(以重量计)的量使用钌。(如上文所述，在所有实施方案中，氧化铈可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)。在一个实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约0.5％至约12％(以重量计)的量使用钌。在一个实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量使用钌。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约3％至约4.5％(以重量计)的量使用Ru，且所用氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1％至约2.5％(以重量计)的量使用Ru，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1.67％至约4％(以重量计)的量使用Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1.67％至约4％(以重量计)的量使用Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约3.33％至约4％(以重量计)的量使用Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1.67％至约2％(以重量计)的量使用Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA材料中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在小的(较热)发动机系统(例如，小于2升)中，PNA材料可包括Ru。
在一个实施方案中，以占PNA材料(即，组合物)中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量使用MgO。在一个实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1％至约15％(以重量计)的量使用MgO。在一个实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量使用MgO。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约2％至约8％(以重量计)的量使用MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约2％至约4％(以重量计)的量使用MgO，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约6％至约8％(以重量计)的量使用MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约3％(以重量计)的量使用MgO，且PNA材料中所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约7％(以重量计)的量使用MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约10.5g/L的量的MgO，且PNA材料中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以占PNA材料(即，组合物)中所用氧化铈量的约1％至约30％(以重量计)的量使用Mn3O4。在一个实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1％至约25％(以重量计)的量使用Mn3O4。在一个实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量使用Mn3O4。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约5％至约20％(以重量计)的量使用Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约5％至约10％(以重量计)的量使用Mn3O4，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约15％至约20％(以重量计)的量使用Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约8％(以重量计)的量使用Mn3O4，且所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约18.67％(以重量计)的量使用Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约28g/L的量的Mn3O4，且PNA材料中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以占PNA材料(即，组合物)中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量使用氧化钙。在一个实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1％至约15％(以重量计)的量使用氧化钙。在一个实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量使用氧化钙。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA材料中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约2％至约8％(以重量计)的量使用氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约2％至约4％(以重量计)的量使用氧化钙，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约6％至约8％(以重量计)的量使用氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约3％(以重量计)的量使用氧化钙，且所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以占PNA材料中所用氧化铈量的约7％(以重量计)的量使用氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约10.5g/L的量的氧化钙，且PNA材料中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，使用约10.5g/L的量的MgO、使用约28g/L的量的Mn3O4、使用约10.5g/L的量的氧化钙且PNA材料(即，组合物)中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
PNA材料可用于在环境温度至各种操作温度下储存NOx排放物。例如，PNA材料可在环境温度至约100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃、300℃、305℃、310℃、315℃、320℃、325℃、330℃、335℃、340℃、345℃、350℃、355℃、375℃或400℃下储存NOx排放物。
在一个实施方案中，基于钯的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约200℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约190℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约180℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约170℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约160℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约150℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约140℃下储存NOx排放物。温度一旦超过上限储存温度，PNA材料即可“转换”(即，可停止吸附NOx排放物且可开始释放NOx排放物)。基于Pd的PNA材料的转换范围可为约130℃至约180℃、约140℃至约170℃、约145℃至约165℃或约150℃至约160℃。
NOx解吸附温度范围取决于包括PNA材料中的PGM的量在内的各种因素。在一个实施方案中，解吸附温度范围可大于或等于转换温度。在某一温度下，PNA材料可能不再储存任何NOx排放物。就这点而言，PNA材料可称为已完全释放所有NOx排放物。在一个实施方案中，基于Pd的PNA材料的完全释放温度大于约150℃。在一个实施方案中，基于Pd的PNA材料的完全释放温度大于约200℃。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料的完全释放温度在约200℃和约240℃之间。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料的完全释放温度为约240℃。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料的完全释放温度大于约240℃。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料在大于或等于约200℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料在大于或等于约240℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料在约200℃至约300℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于Pd的PNA材料在约大于或等于300℃下不再储存任何NOx排放物。
在一个实施方案中，基于钌的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约300℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约275℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约250℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约225℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约200℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料可用于在环境温度至大于或等于约190℃下储存NOx排放物。温度一旦超过上限储存温度，PNA材料即可“转换”(即，可停止吸附NOx排放物且可开始释放NOx排放物)。基于Ru的PNA材料的转换范围可为约170℃至约220℃、约180℃至约210℃、约185℃至约205℃或约190℃至约200℃。
NOx解吸附温度取决于包括PNA材料中的PGM和/或氧化物的量在内的各种因素。在一个实施方案中，解吸附温度范围可大于或等于转换温度。在某一温度下，PNA材料可能不再储存任何NOx排放物。就这点而言，PNA材料可称为已完全释放所有的NOx排放物。在一个实施方案中，基于Ru的PNA材料的完全释放温度大于约200℃。在一个实施方案中，基于Ru的PNA材料的完全释放温度大于约250℃。在一个实施方案中，基于Ru的PNA材料的完全释放温度大于或等于约300℃。在一个实施方案中，基于Ru的PNA材料的完全释放温度大于或等于约340℃。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料的完全释放温度在约300℃和约350℃之间。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料的完全释放温度为约340℃。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料在大于或等于约200℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料在大于或等于约250℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料在大于或等于约300℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料在大于或等于约340℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料在约300℃至约400℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于Ru的PNA材料在大于或等于约400℃的温度下不再储存任何NOx排放物。
在一个实施方案中，基于氧化锰的PNA材料可用于在环境温度至约150℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化锰的PNA材料可用于在环境温度至约125℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化锰的PNA材料可用于在环境温度至约110℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化锰的PNA材料可用于在环境温度至约100℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化锰的PNA材料可用于在环境温度至小于约100℃下储存NOx排放物。温度一旦超过上限储存温度，PNA材料即可“转换”(即，可停止吸附NOx排放物且可开始释放NOx排放物)。
在一个实施方案中，基于氧化锰的PNA材料在约200℃至约250℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化锰的PNA材料在约210℃至约240℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于锰的PNA材料在约215℃至约225℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于锰的PNA材料在约220℃下不再储存任何NOx排放物。
在一个实施方案中，基于氧化镁的PNA材料可用于在环境温度至约200℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化镁的PNA材料可用于在环境温度至约175℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化镁的PNA材料可用于在环境温度至约150℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化镁的PNA材料可用于在环境温度至小于约150℃下储存NOx排放物。温度一旦超过上限储存温度，PNA材料即可“转换”(即，可停止吸附NOx排放物且可开始释放NOx排放物)。
在一个实施方案中，基于氧化镁的PNA材料在约210℃至约260℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化镁的PNA材料在约220℃至约250℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于镁的PNA材料在约235℃至约245℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于镁的PNA材料在约240℃下不再储存任何NOx排放物。
在一个实施方案中，基于氧化钙的PNA材料可用于在环境温度至约250℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化钙的PNA材料可用于在环境温度至约225℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化钙的PNA材料可用于在环境温度至约200℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化钙的PNA材料可用于在环境温度至小于约200℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化钙的PNA材料可用于在环境温度至约180℃下储存NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化钙的PNA材料可用于在环境温度至小于约180℃下储存NOx排放物。温度一旦超过上限储存温度，PNA材料即可“转换”(即，可停止吸附NOx排放物且可开始释放NOx排放物)。
在一个实施方案中，基于氧化钙的PNA材料在约290℃至约340℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于氧化钙的PNA材料在约300℃至约330℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于钙的PNA材料在约305℃至约315℃的温度下不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，基于钙的PNA材料在约310℃下不再储存任何NOx排放物。
在一些实施方案中，使用湿式化学技术以碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM浸渍载体粒子。在一些实施方案中，可通过初湿含浸法技术来制备PNA材料。在一些实施方案中，通过基于等离子体的方法来制备PNA材料。在一些实施方案中，PNA材料包括NNm粒子、NNiM粒子和/或混合NNm/湿式化学粒子。在另一实施方案中，可通过在需要时，以需要的量连同其它固体成分一起向修补基面涂料中添加碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米或微米粒子来对其进行简单使用。
PNA材料组合物
PNA材料可包含载体粒子上的PGM、载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和各自在不同载体粒子上的不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物、各自在不同载体粒子上的不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM与各自在不同载体粒子上的相同或不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM与载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM、各自在不同载体粒子上的相同或不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物与载体粒子上的PGM以任何比率的组合。另外，如上文论述，可采用载体粒子上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物、载体粒子上的PGM及载体粒子上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物和PGM以任何比率的各种其它组合。PGM可包括例如钯、钌或其混合物。另外，PGM可包括其氧化物，诸如氧化钌。
在一些实施方案中，PNA材料可包含载体粒子上的钯；载体粒子上的钌；载体粒子上的氧化锰(优选为Mn3O4)；载体粒子上的氧化镁；载体粒子上的氧化钙；载体粒子上的氧化锰和载体粒子上的氧化镁以任何比率的组合；载体粒子上的氧化锰和载体粒子上的氧化钙以任何比率的组合；载体粒子上的氧化镁和载体粒子上的氧化钙以任何比率的组合；或载体粒子上的氧化锰、载体粒子上的氧化镁和载体粒子上的氧化钙以任何比率的组合。其它实施方案包括PNA材料，其包含载体粒子上的氧化锰和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的氧化镁和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的氧化钙和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的氧化锰、载体粒子上的氧化镁和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的氧化锰、载体粒子上的氧化钙和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的氧化镁、载体粒子上的氧化钙和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；或载体粒子上的氧化锰、载体粒子上的氧化镁、载体粒子上的氧化钙和载体粒子上的PGM以任何比率的组合，此在上文中论述。
在一些实施方案中，不同PNA材料不可在载体材料上混合。例如，如果使用氧化铈载体上的氧化锰和氧化铈载体上的氧化镁的组合，则将氧化锰浸渍至氧化铈载体材料上并搁置。单独地，接着将氧化镁浸渍到新鲜的氧化铈载体材料上。接着以PNA材料的所需比率组合氧化锰/氧化铈和氧化镁/氧化铈。
在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约0.01％至约5％(以重量计)的量的钯。(如上文所述，在所有实施方案中，氧化铈可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)。在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约0.5％至约3％(以重量计)的量的钯。在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约0.67％至约2.67％(以重量计)的量的钯。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1.5％至约2.5％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约0.5％至约1.5％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约2％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约2％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd，且PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd，且PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd，且PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在较大(较冷)的发动机系统(例如，大于2.5升)中，PNA组合物可包括Pd。
在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约0.01％至约15％(以重量计)的量的钌。(如上文所述，在所有实施方案中，氧化铈可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)。在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约0.5％至约12％(以重量计)的量的钌。在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量的钌。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约3％至约4.5％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约2.5％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1.67％至约4％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1.67％至约4％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约3.33％至约4％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1.67％至约2％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA组合物中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在小的(较热)发动机系统(例如，小于2升)中，PNA组合物可包括Ru。
在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量的MgO。在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约15％(以重量计)的量的MgO。在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量的MgO。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约2％至约8％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约2％至约4％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约6％至约8％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约3％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约7％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约10.5g/L的量的MgO，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约30％(以重量计)的量的Mn3O4。在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约25％(以重量计)的量的Mn3O4。在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量的Mn3O4。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约5％至约20％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约5％至约10％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约15％至约20％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约8％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约18.67％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约28g/L的量的Mn3O4，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量的氧化钙。在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约15％(以重量计)的量的氧化钙。在一个实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量的氧化钙。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA组合物中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约2％至约8％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约2％至约4％(以重量计)的量的氧化钙，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约6％至约8％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约3％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA组合物中所用氧化铈量的约7％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约10.5g/L的量的氧化钙，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，使用约10.5g/L的量的MgO，使用约28g/L的量的Mn3O4，使用约10.5g/L的量的氧化钙，且PNA组合物中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
氧化铈的量可对应于用以形成碱金属氧化物或碱土金属氧化物/氧化铈；PGM/氧化铈(包括如果采用NNm或NNiM粒子)；碱金属氧化物或碱土金属氧化物/氧化铈和PGM/氧化铈；碱金属氧化物或碱土金属氧化物/氧化铈和其它碱金属氧化物或碱土金属氧化物/氧化铈；或碱金属氧化物或碱土金属氧化物/氧化铈、其它碱金属氧化物或碱土金属氧化物/氧化铈及PGM/氧化铈的氧化铈的总量。
具有PGM组合物的PNA材料
在一些实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约20g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约15g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约6.0g/L和6.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5.0g/L和5.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约4.0g/L和4.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3.0g/L和3.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约2g/L至约4g/L的Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L的Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L至约15g/L的Ru。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5g/L至约6g/L的Ru。
PNA材料可包括浸渍有PGM的载体粒子。在一些实施方案中，可使用湿式化学技术向载体粒子中添加PGM。在一些实施方案中，可使用初湿含浸法向载体粒子中添加PGM。在一些实施方案中，可使用基于等离子体的方法(诸如纳米摞纳米)向载体粒子中添加PGM以形成PNA复合纳米粒子。在一些实施方案中，将这些PNA复合纳米粒子添加至载运粒子中以形成NNm PNA粒子或嵌埋在载运粒子内以形成NNiM PNA粒子。因此，载体粒子上的PGM可包括上文所述的微米载体粒子上的微米PGM、微米载体粒子上的纳米PGM、PNA纳米摞纳米粒子、PNA NNm粒子、PNA NNiM粒子或PNA混合NNm/湿式化学粒子。在一些实施方案中，PGM NNm粒子的微米级粒子可为浸渍有碱金属氧化物或碱土金属氧化物的微米级载体。在一些实施方案中，PGM NNm粒子的微米级粒子可浸渍碱金属氧化物或碱土金属氧化物。在一些实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM位于相同载体粒子上。在其它实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM位于不同载体粒子上。
在一些实施方案中，PNA材料的载体粒子可含有铂。在一些实施方案中，PNA材料的载体粒子可含有铑。在一些实施方案中，PNA材料的载体粒子可含有钯。在一些实施方案中，PNA材料的载体粒子可含有钌。在一些实施方案中，PNA材料的载体粒子可含有铂和钯混合物。例如，PNA材料的载体粒子可含有2:1至100:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体粒子可含有2:1至75:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体粒子可含有2:1至50:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体粒子可含有2:1至25:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体粒子可含有2:1至15:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体粒子可含有2:1至10:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体粒子可含有2:1铂与钯或大约2:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至20:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有5:1至15:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有8:1至12:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有10:1铂与钯或大约10:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至8:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有3:1至5:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有4:1铂与钯或大约4:1铂与钯的混合物。
在一些实施方案中，PNA材料可包含包含复合PNA纳米粒子的NNmTM粒子。在其它实施方案中，PNA材料可包含包含复合PNA纳米粒子的NNiM粒子。PGM NNm的微米级组分可进一步浸渍碱金属氧化物或碱土金属氧化物以形成PNA材料。PGM NNm的微米级组分可为氧化铈。如上文所述，在所有实施方案中，氧化铈可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合。在一些实施方案中，氧化铈包括86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％镧和/或氧化镧。另外，浸渍有碱金属氧化物或碱土金属氧化物的微米级氧化铈可用作NNm和NNiM粒子的微米级组分。
以下论述将使用NNmTM粒子来举例说明，但同样适用于NNiM粒子。复合纳米粒子可包括一种或多种纳米粒子粘附至载体纳米粒子以形成可捕集或储存NOx气体的“纳米摞纳米”复合纳米粒子。可使用铂族金属来制备复合纳米粒子。在某些实施方案中，复合纳米粒子可含有钯。在其它实施方案中，复合纳米粒子可含有钌。用于复合纳米粒子的合适载体纳米粒子包括(但不限于)纳米尺寸氧化铈(其可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)。
每种复合纳米粒子可承载在单一的载体纳米粒子上，或每种载体纳米粒子可包括一种或多种复合纳米粒子。载体纳米粒子上的复合纳米粒子可包括钯、钌或其混合物。在一些实施方案中，单独使用钯。在其它实施方案中，可单独使用钌。在其它实施方案中，铂可与钯组合使用。例如，载体纳米粒子可含有2:1至100:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米粒子可含有2:1至75:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米粒子可含有2:1至50:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米粒子可含有2:1至25:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米粒子可含有2:1至15:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米粒子可含有2:1至10:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米粒子可含有2:1铂与钯或大约2:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至20:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有5:1至15:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有8:1至12:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有10:1铂与钯或大约10:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至8:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有3:1至5:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有4:1铂与钯或大约4:1铂与钯的混合物。
用作PNA材料的组分的复合纳米粒子可通过如上文所述的基于等离子体的方法而产生。铂族金属(诸如钌、钯或其混合物)可在载运气体流中以流体化粉末的形式引入等离子体反应器中。得到的纳米摞纳米粒子与氧化性纳米摞纳米粒子和还性纳米摞纳米粒子具有类似的特性(即，直径或颗粒大小)。在一个实施方案中，对于NOx吸附复合纳米粒子而言，可在纳米尺寸氧化铈上沉积钌、钯或钯和铂的混合物。
为制备包含纳米摞纳米摞微米粒子(NNm)的PNA材料，可将复合纳米粒子分散液涂敷至多孔的微米级氧化铈或氧化铝。在将复合纳米粒子涂敷至微米级的氧化铈之后，微米级的氧化铈可浸渍碱金属氧化物或碱土金属氧化物纳米粒子。在一些实施方案中，NNm粒子与单独的碱金属氧化物或碱土金属氧化物在氧化铈载体上组合以形成PNA材料。微米级的氧化铈可含有氧化锆。在一些实施方案中，微米级的氧化铈基本上不含氧化锆。在其它实施方案中，微米级的氧化铈含有多达100％的氧化锆。在一个实施方案中，纳米粒子为PGM。在一个实施方案中，PGM为铂、钯或其混合物。在另一实施方案中，PGM为钌。在其它实施方案中，纳米粒子为非PGM。在一些实施方案中，非PGM为钨、钼、铌、锰或铬。
可如上文关于纳米摞纳米摞微米粒子所述来制备浸渍有复合纳米粒子的微米级载运粒子。
在一些实施方案中，PNA材料包含多种类型的粒子，其包含浸渍有碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子的微米级氧化铈粒子，和包含钌、铂、钯或其混合物的单独NNm或NNiM粒子。
在一些情形下，纳米级的Ru、Pt、Pd或Pt/Pd:纳米尺寸氧化铈的重量比为约1％:99％至约40％:60％。在一个实施方案中，纳米级的Ru、Pt、Pd或Pt/Pd:纳米尺寸氧化铈的重量比为约10％:90％。另外，Ru、Pt、Pd或Pt/Pd可包括其氧化物，诸如氧化钌。
PNA NNmTM粒子以NNmTM粒子的总质量计可含有约0.1重量％至6重量％Pd、Ru或氧化钌，或在另一实施方案中约0.5重量％至3.5重量％，或在另一实施方案中，约1重量％至约2.5重量％，或在另一实施方案中约2重量％至约3重量％，或在另一实施方案中约2.5重量％。NNmTM粒子可接着用于用以涂覆衬底的制剂，其中涂覆的衬底可用于催化转化器中。
在其它实施方案中，NNmTM粒子可包含使用上文所述基于等离子体的方法产生的金属，诸如W、Mo、Nb、Mn或Cr。
修补基面涂料组合物和层：涂敷至衬底
包含NNm、NNiM、混合粒子、沸石或PNA材料的修补基面涂料制剂可用以在用于催化的衬底上提供一层或多层，诸如催化转化器衬底。其它修补基面涂料也可用于改善性能。在一些实施方案中，修补基面涂料制剂可包括两种或两种以上不同修补基面涂料制剂，其使得含有高浓度沸石粒子的一层或多层修补基面涂料层可与含有包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分(诸如上文所述的NNm或NNiM粒子)的铂族金属催化剂的一层或多层修补基面涂料层在催化转化器衬底上分开。在一些实施方案中，向衬底涂敷一层催化修补基面涂料。在另一实施方案中，向衬底涂敷两层或两层以上催化修补基面涂料。
在一些实施方案中，除催化修补基面涂料以外，可向衬底涂敷其它修补基面涂料。例如，在一些实施方案中，可向衬底涂敷角落填充修补基面涂料。在一些实施方案中，可向衬底涂敷包含沸石的修补基面涂料。可向衬底涂敷包含沸石的修补基面涂料作为角落填充修补基面涂料(即，涂敷于衬底的第一修补基面涂料)，或可涂敷于衬底上的其它修补基面涂料中任一者下方或上方。在一些实施方案中，不存在包含沸石粒子的修补基面涂料。在一些实施方案中，修补基面涂料基本上不含沸石粒子。在一些实施方案中，含有催化活性材料的修补基面涂料基本上不含沸石粒子。在一些实施方案中，含有纳米摞纳米摞微米(NNm)粒子的修补基面涂料基本上不含沸石粒子。在一些实施方案中，含有微米内纳米摞纳米(NNiM)粒子的修补基面涂料基本上不含沸石粒子。在一些实施方案中，含有纳米摞纳米摞微米(NNm)粒子和微米内纳米摞纳米(NNiM)粒子的修补基面涂料基本上不含沸石粒子。
在一些实施方案中，涂覆的衬底不含沸石。在一些实施方案中，涂覆的衬底基本上不含沸石。在一些实施方案中，以衬底上所有修补基面涂料的总重量计，涂覆的衬底含有小于约0.1重量％沸石、小于约0.5重量％沸石、小于约1重量％沸石、小于约2重量％沸石或小于约5重量％沸石。
制剂可用于形成与先前的修补基面涂料层和制剂和催化转化器衬底相比包括减少量的铂族金属和/或提供更佳性能的修补基面涂料层和催化转化器衬底。
本文公开的许多修补基面涂料组合物可包括勃姆石。勃姆石可添加至修补基面涂料组合物中作为键合剂且经煅烧后转化为氧化铝。
修补基面涂料制剂的一些实施方案可加以配制而形成一种或多种以下基本的修补基面涂料层配置：
衬底-催化层(S-C)
衬底-催化层-沸石层(S-C-Z)
衬底-沸石层-催化层(S-Z-C)
衬底-催化层-PNA层-沸石层(S-C-P-Z)
衬底-催化层-沸石层-PNA层(S-C-Z-P)
衬底-PNA层-沸石层-催化层(S-P-Z-C)
衬底-PNA层-催化层-沸石层(S-P-C-Z)
衬底-沸石层-PNA层-催化层(S-Z-P-C)
衬底-沸石层-催化层-PNA层(S-Z-C-P)
衬底-催化层-(PNA/沸石层)(S-C-PZ)
衬底-(PNA/沸石层)-催化层(S-PZ-C)
衬底-(PNA/沸石/催化层)(S-PZC)
衬底-催化层-PNA层(S-C-P)
衬底-PNA层-催化层(S-P-C)
衬底-沸石层-PNA层(S-Z-P)
衬底-PNA层-沸石层(S-P-Z)
衬底-PNA层(S-P)
这些修补基面涂料层配置可为衬底的任何区域中的一层。任何以上配置都可含有角落填充层(F)，其可用于在沉积其它层之前填充沉底的角落。另外，任何以上配置都可具有一个以上的任何层。另外，任何以上配置都可去除一层或一层以上。在以上配置中：1)衬底(S)可为适用于催化转化器中的任何衬底、2)沸石层(Z)为包括沸石粒子的修补基面涂料层、3)催化层(C)为包括催化活性粒子的修补基面涂料层(此催化层可包括一个以上催化层，即C1-C2)，4)PNA层(P)为包括NOx吸附剂的修补基面涂料层，5)PNA/沸石层(PZ)为包括NOx吸附剂和沸石的修补基面涂料层，且6)PNA/沸石/催化层(PZC)为包括NOx吸附剂、沸石和催化活性粒子的修补基面涂料层。
应注意，在一些实施方案中，其它修补基面涂料层可设置在这些基本配置中所示的任何修补基面涂料层下方、上方、顶部或之间；即，除以上配置中所列的各层以外，在催化转化器衬底上可存在其它层。当一层(层Y)称作形成在另一层(层X)”顶部”时，在两层X与Y之间可不形成其它层，或可形成任意数量的其它层(层A、B、C等)。例如，如果层Y称作形成在层X顶部上，这可指的是可形成层X，接着可直接在层X顶上形成层A，接着可直接在层A顶上形成层B，接着可直接在层B顶上形成层Y的情形。或者，如果层Y称作形成在层X顶部上，这可指的是层Y可直接沉积在层X顶部上而在X与Y之间无插入层的情形。对于在层X与层Y之间不存在插入层的特定情形而言，层Y称作直接形成在层X顶上，或者等同地，层Y称作直接形成在层X顶部上。
在其它实施方案中，不涂敷其它修补基面涂料层；即，以上配置中所列的修补基面涂料为仅在催化转化器衬底上存在的修补基面涂料。在其它实施方案中，以上配置中所列的修补基面涂料可能有一层不存在(即，可省略一层)。
设置在衬底上的修补基面涂料层的各种配置在诸如图3、6、8、9、13、14、18和22B的图中示出。诸如图3、6、8、9、13、14、18和22B的图中的衬底、修补基面涂料层和其它元件的相对厚度并未按比例绘制。
衬底
最初的衬底优选是展现良好热稳定性(包括耐热冲击性)且所述修补基面涂料以稳定方式与其粘附的催化转化器衬底。合适的衬底包括(但不限于)由堇青石或其它陶瓷材料形成的衬底和由金属形成的衬底。衬底可为蜂窝结构。衬底可包括栅阵列结构或卷箔结构，其提供多个通道且产生高表面积。其中所涂敷的修补基面涂料在催化转化器中的涂覆的衬底的高表面积对流经催化转化器的废气提供有效处理。可向衬底涂敷角落填充层或缓冲层或粘附层，诸如薄勃姆石层，之后涂敷任何活性修补基面涂料层，但不作要求。
在以下修补基面涂料描述和配制中，复合纳米粒子被描述为NNm粒子的组分仅用于说明性目的。然而，复合纳米粒子同样可良好地作为NNiM粒子的组分。在以下描述中，依据修补基面涂料组合物中存在的固体量来提供修补基面涂料组合物中各组分的百分比，因为修补基面涂料组合物可以水性悬浮液的形式提供，或在一些情形下以干燥粉末的形式提供。“层”指的是在涂敷至衬底，加以干燥且煅烧后相应的修补基面涂料组合物。
通用修补基面涂料制备程序
通过将指定材料悬浮在水溶液中，将pH值调整至约2与约7之间、约3与约5之间或约4，且若必要则使用纤维素、玉米淀粉或其它增稠剂将粘度调整至约300cP至约1200cP之间的值来制备修补基面涂料。
通过以水溶液涂覆衬底，吹掉衬底的多余修补基面涂料(且任选地收集从衬底吹掉的多余修补基面涂料并回收利用)，干燥衬底且煅烧衬底来向衬底(可能已经具有一层或多层预先涂敷的修补基面涂料)涂敷修补基面涂料。
修补基面涂料的通用干燥和煅烧工艺
每个修补基面涂料一经涂敷至衬底(衬底可能已涂有先前的衬底或可能未经涂敷)，即吹掉多余修补基面涂料且收集并回收利用残余物。接着可将修补基面涂料干燥。可在室温或高温(例如，约30℃至约95℃、优选约60℃至约70℃)下，在大气压下或在减压下(例如，约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，或约7.5毫托至约675托)，在周围大气中或在惰性气氛下(诸如氮气或氩气)，且在衬底上方有气体流通过或无气体流通过(例如，干燥空气、干燥氮气或干燥氩气)的情形下进行修补基面涂料的干燥。在一些实施方案中，干燥过程为热干燥过程。热干燥过程包括在大于室温的温度下，但在低于标准煅烧温度的温度下除去溶剂的任何方式。在一些实施方案中，干燥过程可以是闪蒸干燥过程，包括通过压力突然降低或通过将衬底放置在温暖空气的上升气流中使水分从衬底快速蒸发。预期也可以使用其它的干燥方法。
在将衬底上的修补基面涂料干燥之后，接着可在衬底上将修补基面涂料煅烧。煅烧在高温下进行，诸如400℃至约700℃、优选约500℃至约600℃、更优选在约540℃至约560℃下或在约550℃下。煅烧可在大气压下或在减压下(例如，约1帕斯卡至约90,000帕斯卡、或约7.5毫托至约675托)、在周围大气中或在惰性气氛下(诸如氮气或氩气)且在衬底上方有气体流通过或无气体流通过(例如，干燥空气、干燥氮气或干燥氩气)的情形下进行。
对衬底进行区域涂覆
区域涂覆可用于将各种修补基面涂料制剂或修补基面涂料层分成衬底上的不同涂层，而非使修补基面涂料制剂或修补基面涂料层在衬底上的单一涂层中。衬底上的区域涂覆方法为本领域技术人员所知。区域涂覆的催化剂可易于由诸如美国专利No.5,010,051和5,057,483中所述的方法而产生，这些专利的全文以引用方式并入本文中。区域涂覆可简单地通过将衬底的第一末端浸入第一修补基面涂料制剂中，且随后将衬底的第二末端浸入第二修补基面涂料制剂中来完成。可使用本领域中已知的其它区域涂覆的方法。
区域涂覆可用于将各种修补基面涂料制剂或修补基面涂料层分成衬底上的不同区域，而非使修补基面涂料制剂或修补基面涂料层在衬底上的同一区域中。换句话说，并非以第一修补基面涂料涂覆衬底且接着以设置在第一修补基面涂料顶部的第二修补基面涂料涂覆衬底，而可在一个区或区域中以第一修补基面涂料涂覆衬底，且接着在不同的区或区域中以另一修补基面涂料涂覆衬底，以便视需要可调整不同修补基面涂料之间的接触(或重叠)，包括使接触最小化或消除不同修补基面涂料之间的接触。可在涂覆的衬底的区域之间留下小间隙，诸如5mm或5mm以下的间隙；间隙应尽可能小以便最大程度地使用衬底的表面积。在一些实施方案中，涂覆的衬底不同区域之间的间隙在约5mm和约50mm之间、约5mm和约40mm之间、约5mm和约30mm之间、约5mm和约20mm之间、约5mm和约10mm之间、约10mm和约50mm之间、约10mm和约40mm之间、约10mm和约30mm之间或约10mm和约20mm之间。
衬底区域的大小(例如，长度)可变化。例如，区域可为衬底长度的约5％、约10％、约15％、约20％、约25％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％或约95％。例如，长度为4英寸的衬底可包括约为衬底长度50％(即，约2英寸)的具有PNA修补基面涂料层的第一区域和约为衬底长度50％(即，约2英寸)的具有催化层的第二区域。
通过对衬底进行区域涂覆，可向衬底的特定区域以特定的组合涂覆特定的修补基面涂料制剂以实现某种结果。一些修补基面涂料制剂或修补基面涂料层抑制或减小其它修补基面涂料制剂或修补基面涂料层在位于衬底上同一涂层中时完全发挥作用的能力。例如，催化材料可将NO氧化成NO2。许多柴油催化剂与将污染物NOx转化为N2和H2O的下游选择性催化还原(SCR)装置结合使用。市售的SCR装置通常在NO2与NOx的比率为约50％时最佳作用。然而，来自柴油发动机的NOx通常主要为NO。因此，通过柴油催化剂将一部分NO氧化为NO2实际上可增强下游SCR装置后续还原NO和NO2的性能。(参考例如，Nova、Isabella和EnricoTronconi编者，Urea-SCR Technology for deNOx After Treatment of DieselExhausts.New York:Springer Science+Business Media,2014,在3.9部分，第81页。)将PNA材料修补基面涂料组合物或PNA材料层与含催化活性粒子的修补基面涂料组合物或催化活性层组合在衬底上的单一涂层中可减小催化活性层将NO氧化为NO2的能力。催化活性层可有效地将NO氧化为NO2以得到最佳的NO:NO2比率以便在SCR装置中还原。因此，通过在衬底上的不同区域中使PNA材料修补基面涂料组合物与含催化活性粒子的修补基面涂料组合物分开，NO可更容易地被氧化成NO2以便在SCR装置中还原。因此，抑制NO氧化为NO2可导致更多不利的NO从废气释放至大气中。
参考废气自发动机流出的顺序，PNA材料修补基面涂料可位于含有含催化活性粒子涂层(诸如柴油机氧化催化器涂层)的区域上游的衬底上的区域中。图18说明图18流向位于DOC区域上游的含有PNA区域的涂覆的衬底的废气。应注意，将修补基面涂料涂覆于衬底内部通道的表面上；图18的高度示意性的图简单地意味着有助于概念化将不同修补基面涂料分在不同区域中，而并不意味着详细的物理表示，尺寸也不是按比例绘制(对于说明衬底上的修补基面涂料的所有其它图而言，同样如此)。PNA材料可储存这些NOx排放物，直至SCR装置达到其最佳操作温度。另外，PNA材料修补基面涂料可位于含有含催化活性粒子涂层的区域下游的区域中。
另外，也可能连续使用多个衬底来代替单一区域涂覆的衬底。
可使用包含NNm、NNiM、沸石或PNA材料的修补基面涂料制剂来在用于催化的衬底(诸如催化转化器衬底)的一个或多个区域或部分上的涂层中提供一层或多层。因此，可使用一种或多种修补基面涂料制剂来在衬底第一区域上的涂层中提供一层或多层，且可使用一种或多种修补基面涂料制剂来在衬底第二区域上的涂层中提供一层或多层。衬底可具有一个以上区域，每个区域具有一种或多种修补基面涂料制剂来向衬底的一个区域的涂层中提供一层或多层。另外，衬底的一些区域在涂层中可不含任何修补基面涂料制剂或修补基面涂料层。此外，一个区域涂层的一部分或部分可与另一区域涂层的至少一部分或部分重叠。衬底的一个或多个区域也可能共用共同的修补基面涂料制剂或修补基面涂料层，诸如角落填充层。
在一些实施方案中，修补基面涂料制剂在催化转化器衬底的一个区域上的涂层中可包括两种或两种以上不同的修补基面涂料制剂，其使得可将含有高浓度沸石粒子的一个或多个修补基面涂料层与含有铂族金属催化剂(包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分，诸如上文所述的NNm或NNiM粒子)的一个或多个修补基面涂料层分开。催化转化器衬底的第二区域在涂层中可包括PNA材料修补基面涂料制剂。
制剂可用于形成与先前的修补基面涂料层和制剂和催化转化器衬底相比包括减少量的铂族金属和/或提供更佳性能的修补基面涂料层和催化转化器衬底。
应注意，修补基面涂料制剂可按任何次序涂覆至衬底上。即，第一修补基面涂料制剂可涂覆至第一区域上，紧接着将第二修补基面涂料制剂涂覆至第二区域上；或可将第二修补基面涂料制剂涂覆至第二区域上，紧接着将第一修补基面涂料制剂涂覆至第一区域上。在最初在衬底上对所述区域之一进行修补基面涂覆之后，可煅烧衬底，紧接着在衬底上对剩余区域进行修补基面涂覆且对衬底进行二次煅烧；或可在衬底上对两个区域进行修补基面涂覆，之后煅烧衬底。
角落填充修补基面涂料组合物和层
角落填充修补基面涂料层(F)可为相对廉价的层，其可涂敷至衬底来填充衬底中不可能大量渗透废气的“角落”和其它区域。角落填充层在图9中示意性图解，图9展示以S-F-C-Z配置涂覆的衬底中的单一矩形通道900。衬底通道的壁910已涂有角落填充修补基面涂料层920，接着涂覆含有催化剂的修补基面涂料层930，接着涂覆含有沸石粒子的修补基面涂料层940。当在催化转化器中操作涂覆的衬底时，废气通过通道的管腔950。通道的角落(其中之一，960，由箭头指示)具有相对厚的涂层，且废气将较不可能接触那些区域。例如在S-C-Z配置中，层920和930将为单一层，含有催化剂的修补基面涂料层，且大量的昂贵铂族金属将位于角落(诸如960)中，在此其相对无法催化。因此，在可使用S-C-Z配置时，可能并不具有成本效益。角落填充修补基面涂料层在S-Z-C配置中无法提供等同的成本节约，因为沸石相对便宜。
在展示矩形形状用于说明时，对于具有多边形通道的任何衬底或具有基本上并非圆柱形通道的任何衬底而言，维持等同的分析。对于具有基本上圆柱形通道的衬底而言(按照定义不具有角落)，就经济原因，角落填充修补基面涂料可能不必要(尽管因其它原因可能仍适用，诸如用于调整通道的直径)。
角落填充修补基面涂料组合物可包含氧化铝粒子(即，氧化铝)。例如可使用氧化铝粒子，诸如来自Grace Davison的MI-386材料等。氧化铝粒子的尺寸通常为约0.2微米以上，优选为约1微米以上。角落填充修补基面涂料的固体含量以重量计包括约80％至约98％多孔氧化铝(MI-386等)和约20％至约2％勃姆石，诸如约90％至97％氧化铝和约10％至3％勃姆石，或约95％至97％氧化铝和约5％至约3％勃姆石，诸如角落填充修补基面涂料包括约97％多孔氧化铝和约3％勃姆石。
在一些实施方案中，角落填充修补基面涂料组合物中的每个氧化铝粒子或基本上每个氧化铝粒子具有大约0.2微米至大约8微米，诸如约4微米至约6微米的直径。在一些实施方案中，角落填充修补基面涂料组合物中的氧化铝粒子具有大约0.2微米至大约8微米，诸如约4微米至约6微米的平均颗粒大小。在一些实施方案中，角落填充修补基面涂料组合物中至少约75％、至少约80％、至少约90％或至少约95％的氧化铝粒子具有在大约0.2微米至大约8微米范围内，诸如在约4微米至约6微米范围内的粒度。在向衬底涂敷修补基面涂料层之后，可将修补基面涂料层干燥，接着在衬底上加以煅烧。角落填充修补基面涂料可涂敷至约30g/l至高达约100g/l的浓度；典型值可为约50g/l。
沸石修补基面涂料组合物和沸石层
在内燃机冷启动期间，可使用沸石粒子来捕集有害气体，诸如烃、一氧化碳和氮氧化物。沸石层(Z)为使用通常比催化层包括更高百分比沸石的修补基面涂料组合物沉积的修补基面涂料层。
非铁交换沸石
沸石组合物和层的实例可见于美国专利No.8,679,433，其全文以引用的方式并入本文中。
在一些实施方案中，沸石层和修补基面涂料组合物包含沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子，基本上由其组成或由其组成。金属氧化物粒子优选是多孔的。金属氧化物粒子可为氧化铝粒子(例如，来自Grace Davison的MI-386等)。氧化铝粒子可为多孔的。可采用不同重量浓度配置的沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子。在以下描述中，依据修补基面涂料组合物中存在的固体量来提供修补基面涂料组合物中各组分的百分比，因为修补基面涂料组合物可在水性悬浮液中提供，或在某些情形下以干燥粉末的形式提供。沸石层指的是在已涂敷至衬底、经干燥且煅烧后的沸石修补基面涂料组合物。
在一些实施方案中，沸石粒子在沸石修补基面涂料组合物或沸石层中包含以重量计至少50％，包含大于约50％、或包含约50％至约100％的沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合。在一些实施方案中，在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中，沸石粒子以重量计占沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的大约60％至大约80％、例如，大约65％至大约70％或大约70％至大约80％。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中的沸石粒子在涂覆之前各自具有大约0.2微米至大约8微米，诸如约4微米至约6微米的直径。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中至少约75％、至少约80％、至少约90％或至少约95％的沸石粒子具有在大约0.2微米至大约8微米范围内，诸如在约4微米至约6微米范围内的粒度。在一些实施方案中，在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中，勃姆石粒子以重量计占沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的大约2％至大约5％。在一些实施方案中，在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中，勃姆石粒子以重量计占沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的大约3％。在一些实施方案中，在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中，金属氧化物粒子以重量计占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约15％至大约38％，例如大约15％至大约30％、大约17％至大约23％或大约17％至大约22％。在一些实施方案中，在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中，金属氧化物粒子以重量计占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约15％至大约23％。在一些实施方案中，在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中，金属氧化物粒子以重量计占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约25％至大约35％。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层含有约3％勃姆石粒子、约67％沸石粒子和约30％多孔氧化铝粒子。
在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层不包含任何铂族金属。如上文论述，六种铂族金属包括钌、铑、钯、锇、铱和铂。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层的特征在于基本上不存在任何铂族金属。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层100％不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层大约100％不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层不包含任何催化粒子。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层的特征在于基本上不存在任何催化粒子。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层100％不含任何催化粒子。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层大约100％不含任何催化粒子。
在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层以重量计可包括约2％至约5％勃姆石粒子、约60％至约80％沸石粒子且剩余为多孔氧化铝粒子(即，约15％至约38％)。在一个实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层以重量计包括约2％至约5％勃姆石粒子、约75％至约80％沸石粒子且剩余为多孔氧化铝粒子(即，约15％至约23％)。在另外的实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层以重量计包括约2％至约5％勃姆石粒子、约65％至约70％沸石粒子且剩余为多孔氧化铝粒子(即，约25％至约33％)。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层含有约3％勃姆石粒子、约67％沸石粒子和约30％多孔氧化铝粒子。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层不含任何催化材料。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层不含任何铂族金属。
在一些实施方案中，将含有沸石粒子的修补基面涂料组合物与水和酸(诸如乙酸)混合，之后以含有沸石粒子的修补基面涂料组合物涂覆衬底，由此形成含有沸石粒子的修补基面涂料组合物、水和酸的水性混合物。接着可将含有沸石粒子的修补基面涂料组合物、水和酸的此水性混合物涂敷至衬底(其中衬底可已涂敷有其它修补基面涂料层或可未经涂敷)。在一些实施方案中，此水性混合物的pH值可调整至约2至约7的pH水平，之后将其涂敷至衬底。在一些实施方案中，此水性混合物的pH值可调整至约4的pH水平，之后将其涂敷至衬底。
在一些实施方案中，沸石层(即，涂敷至衬底的含有沸石粒子的修补基面涂料组合物，或含有沸石粒子的修补基面涂料层)具有大约25g/l至大约90g/l(克/升)、大约50g/l至大约80g/l、或大约70至大约90g/l的浓度。在一些实施方案中，沸石层具有大约50g/l、60g/l、70g/l、80g/l或90g/l的浓度。在一些实施方案中，沸石层具有大约80g/l的浓度。
在一些实施方案中，其中沸石层涂敷在含有催化剂的层顶部上(即，含有催化剂的层比沸石层更接近衬底)，沸石层具有约70g/l至约90g/l的浓度。
在一些实施方案中，其中沸石层涂敷在含有催化剂的层下方(即，沸石层比含有催化剂的层更接近衬底)，沸石层具有约50g/l至约80g/l的浓度。
铁交换沸石
沸石组合物和层的实例可见于美国申请No.14/340,351和国际专利申请WO 2015/013545中，其以全文引用的方式并入本文中。
在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至15％铁的铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至10％铁的铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约2至10％铁的铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至8％铁的铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约2至8％铁的铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至6％铁的铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约2至6％铁的铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至5％铁的铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约2至5％铁的铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至4％铁的铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约2至4％铁的铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约3％铁的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至15％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至10％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约2至10％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至8％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约2至8％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至6％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约2至6％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至5％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约2至5％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约1至4％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约2至4％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，沸石层由以重量计包含约3％铁的钯浸渍铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，催化层中的微米级载体(称为“填充剂”)可经钯浸渍。钯可通过湿式化学方法或通过制备NNm粒子添加至填充剂中。在一个实施方案中，催化层不含沸石或基本上不含沸石。钯浸渍沸石可包含约0.1至5重量％钯，诸如约0.1重量％、约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％或约5重量％钯或约0.1至2重量％Pd、约2重量％至5重量％Pd或约0.5重量％至2重量％Pd。在一个实施方案中，钯浸渍沸石可包含约1重量％钯。
在一些实施方案中，沸石层和修补基面涂料中所用的沸石为铁交换沸石，诸如包含3％铁的沸石。在一些实施方案中，沸石层和修补基面涂料不包括催化活性粒子(诸如无含PGM的粒子)。在一些实施方案中，沸石层包括浸渍有钯的沸石。又在其它实施方案中，沸石层和修补基面涂料包括铁交换沸石，诸如包含3％铁的沸石。又在其它实施方案中，沸石层和修补基面涂料包括铁交换沸石，诸如包含3％铁的沸石，其经钯浸渍。沸石上的钯的量可在约0.1重量％至5重量％的范围内，诸如约0.1重量％、约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％或约5重量％，或约0.1至2重量％Pd、约2重量％至5重量％Pd或约0.5重量％至2重量％Pd。可调整浸渍至沸石中的钯的量以达到所有修补基面涂料层中所含总的钯的大约50％。
如本文前文所提到，在催化转化器仍是冷的时，在冷启动期间，沸石充当污染物一氧化碳(CO)、烃(HC)和氮氧化物(NOx)的临时储存组分(即，捕集器)。在催化转化器加热直至其操作温度(称为起燃温度)之后，储存的气体释放且随后被衬底上的催化活性材料(如本文所述，通常为铂、钯和其混合物)分解。参考例如，Kryl等人,Ind.Eng.Chem.Res.44:9524(2005)。铁交换沸石和铁交换沸石系统的实例可见于美国临时申请No.61/858,551，其全文以引用的方式并入本文中。
沸石可通过离子交换至铝硅酸盐沸石基质来改性。用于这种交换的常见离子为铁或铜。因此，铁交换沸石(铁离子交换沸石、铁浸渍沸石)和铜交换沸石已通过将沸石材料浸泡在含有铁或铜原子的溶液中而产生。这些材料，尤其是铁交换沸石，已用在用于将氮氧化物转化为氮气的系统中。参考例如US 2009/0260346，其描述铁交换或铜交换沸石和氨用于将氮氧化物还原为氮气的用途；US 5,451,387，其描述铁交换ZSM-5沸石与氨用于将NOx转化为N2的用途；EP 756,891；和EP 2,141,333，其描述铈交换沸石和铁交换沸石用于NOx还原。也已经建议铁交换沸石诸如用于傅-克(Friedel-Crafts)烷基化作用的其它用途；参考例如Bidart等人,Catalysis Letters,75:155(2001)。
本发明人已发现，铁交换沸石与不具有这种铁交换改性的沸石相比也具有优越的烃捕集能力。因此，在催化转化器中包涵铁交换沸石可导致急剧改善冷启动性能并改善污染控制。
铁交换沸石可简单地通过将沸石(诸如ZSM-5沸石或β-沸石)以10mM至100mM的浓度浸没在含有铁或亚铁离子的溶液(诸如硝酸铁、硫酸铁、硫酸亚铁、乙酸亚铁、氯化铁)中持续12至48小时而容易地制备。参考例如Lee等人,Materials Transactions 50:2476(2009)；US 5,451,387；Xin等人,Chem.Commun.7590-7592(2009)；Chen等人,CatalysisToday 42:73(1998)；和Sato等人,Catalysis Letters 12:193(1992)。铁交换沸石也可以例如从Clariant(以前为Süd-Chemie),Charlotte,North Carolina商业购买。
在本文公开的修补基面涂料和催化剂中使用铁交换沸石可使废气(诸如在冷启动废气中)中的烃含量与使用非铁交换沸石的相同催化剂配置相比减少至少约5％、至少约10％、至少约15％、至少约20％或至少约25％。
在本文公开的修补基面涂料和催化剂中使用铁交换沸石也可使废气(诸如在冷启动废气中)中的一氧化碳含量与使用非铁交换沸石的相同催化剂配置相比减少至少约5％、至少约10％、至少约15％、至少约20％或至少约25％。
在一些实施方案中，沸石层和修补基面涂料组合物包含沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子，基本上由其组成或由其组成。金属氧化物粒子优选是多孔的。金属氧化物粒子可为氧化铝粒子(例如，来自Grace Davison的MI-386等)。氧化铝粒子可为多孔的。可采用不同重量浓度配置的沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子。在以下描述中，依据修补基面涂料组合物中存在的固体量来提供修补基面涂料组合物中各组分的百分比，因为修补基面涂料组合物可以水性悬浮液的形式提供，或在一些情形下以干燥粉末的形式提供。沸石层指的是在涂敷至衬底、经干燥且煅烧后的沸石修补基面涂料组合物。
在一些实施方案中，沸石粒子在沸石修补基面涂料组合物或沸石层中占沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的至少50重量％、占大于约50重量％或占约50重量％至约100重量％。在一些实施方案中，沸石粒子在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中占沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的大约60重量％至大约80重量％、例如大约65重量％至大约70重量％或大约70重量％至大约80重量％。在一些实施方案中，在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中的沸石粒子在涂覆之前各自具有大约0.2微米至大约8微米，诸如约4微米至约6微米的直径。在一些实施方案中，在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中，至少约75％、至少约80％、至少约90％或至少约95％的沸石粒子具有大约0.2微米至大约8微米范围内，诸如约4微米至约6微米范围内的粒度。在一些实施方案中，勃姆石粒子在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中占沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的大约2％至大约5重量％。在一些实施方案中，勃姆石粒子在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中占沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的大约3重量％。在一些实施方案中，在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中的沸石粒子为铁交换沸石，例如包含3％铁的沸石。在一些实施方案中，金属氧化物粒子在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约15重量％至大约38重量％、例如，大约15重量％至大约30重量％、大约17重量％至大约23重量％或大约17重量％至大约22重量％。在一些实施方案中，金属氧化物粒子在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中占沸石粒子(其中沸石粒子可为铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子)、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约15重量％至大约38重量％、例如大约15重量％至大约30重量％、大约17重量％至大约23重量％或大约17重量％至大约22重量％。在一些实施方案中，金属氧化物粒子在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中占沸石粒子(其中沸石粒子可为铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子)、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约15重量％至大约23重量％。在一些实施方案中，金属氧化物粒子在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中占沸石粒子(其中沸石粒子可为铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子)、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约15重量％至大约23重量％。在一些实施方案中，金属氧化物粒子在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中占沸石粒子(其中沸石粒子可为铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子)、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约25重量％至大约35重量％。在一些实施方案中，金属氧化物粒子在含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层中占沸石粒子(其中沸石粒子可为铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子)、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约25重量％至大约35重量％。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层含有约3％勃姆石粒子、约67％沸石粒子和约30％多孔氧化铝粒子，其中沸石粒子可为铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层包含约3％勃姆石粒子、约70％沸石粒子和约30％多孔氧化铝粒子，其中沸石粒子可为铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子。
在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层不包含任何铂族金属。如上文论述，六种铂族金属包括钌、铑、钯、锇、铱和铂。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层的特征在于基本上不存在任何铂族金属。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层100％不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层大约100％不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层不包含任何催化粒子。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层的特征在于基本上不存在任何催化粒子。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层100％不含任何催化粒子。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层大约100％不含任何催化粒子。在以上所有实施方案中，沸石粒子可为铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子。
在其它实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层还包含钯，其中钯浸渍在沸石粒子中。沸石粒子可为铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层以重量计可包括约2％至约5％勃姆石粒子、约60％至约80％沸石粒子且剩余为多孔氧化铝粒子(即，约15％至约38％)。在一个实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层以重量计包括约2％至约5％勃姆石粒子、约75％至约80％沸石粒子且剩余为多孔氧化铝粒子(即，约15％至约23％)。在另外的实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层以重量计包括约2％至约5％勃姆石粒子、约65％至约70％沸石粒子且剩余为多孔氧化铝粒子(即，约25％至约33％)。在一些实施方案中，含有沸石粒子的修补基面涂料组合物或沸石层含有约3％勃姆石粒子、约67％沸石粒子和约30％多孔氧化铝粒子。在所有以上实施方案中，沸石粒子可为铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子。
在一些实施方案中，将含有沸石粒子的修补基面涂料组合物与水和酸(诸如乙酸)混合，之后以含有沸石粒子的修补基面涂料组合物涂覆衬底，由此形成含有沸石粒子的修补基面涂料组合物、水和酸的水性混合物。接着可将含有沸石粒子的修补基面涂料组合物、水和酸的此水性混合物涂敷至衬底(其中衬底可已涂敷有其它修补基面涂料层或可未经涂敷)。在一些实施方案中，此水性混合物的pH值可调整至约2至约7的pH水平，之后将其涂敷至衬底。在一些实施方案中，此水性混合物的pH值可调整至约4的pH水平，之后将其涂敷至衬底。
在一些实施方案中，沸石层(即，涂敷至衬底的含有沸石粒子的修补基面涂料组合物，或含有沸石粒子的修补基面涂料层)具有大约25g/l至大约90g/l(克/升)、大约50g/l至大约80g/l、或大约70至大约90g/l的浓度。在一些实施方案中，沸石层具有大约50g/l、60g/l、70g/l、80g/l或90g/l的浓度。在一些实施方案中，沸石层具有大约80g/l的浓度。
在一些实施方案中，其中沸石层涂敷在含有催化剂的层顶部上(即，含有催化剂的层比沸石层更接近衬底)，沸石层具有约70g/l至约90g/l的浓度。
在一些实施方案中，其中沸石层涂敷在含有催化剂的层下方(即，沸石层比含有催化剂的层更接近衬底)，沸石层具有约50g/l至约80g/l的浓度。
含有催化活性粒子的修补基面涂料组合物和催化活性层
含有催化活性粒子的修补基面涂料和层的实例可见于美国专利No.8,679,433和美国申请No.14/340,351和14/521,295中，其全文以引用的方式并入本文中。
衬底上的催化修补基面涂料组合物和催化层可包含催化活性材料，且可由各种方式形成。在一些实施方案中，催化活性材料可为仅通过湿式化学方法制备的催化粒子。在一些实施方案中，催化活性材料可包含纳米摞纳米摞微米(NNm)粒子。在一些实施方案中，催化活性材料可包含微米内纳米摞纳米(NNiM)粒子。在一些实施方案中，催化活性材料可包含混合NNm/湿式化学粒子。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含一种、一种或多种、两种、两种或两种以上、三种、三种或三种以上、四种或四种以上不同类型的催化活性材料。例如，在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNm粒子和仅通过湿式化学方法制备的催化粒子。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNiM粒子和仅通过湿式化学方法制备的催化粒子。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNm粒子和NNiM粒子。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含混合NNm/湿式化学粒子和仅通过湿式化学方法制备的催化粒子。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含混合NNm/湿式化学粒子和NNiM粒子。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含混合NNm/湿式化学粒子和NNm粒子。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNm粒子、NNiM粒子和仅通过湿式化学方法制备的催化粒子。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNm粒子、混合NNm/湿式化学粒子和仅通过湿式化学方法制备的催化粒子。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNiM粒子、混合NNm/湿式化学粒子和仅通过湿式化学方法制备的催化粒子。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNm粒子、混合NNm/湿式化学粒子和NNiM粒子。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNm粒子、NNiM粒子、混合NNm/湿式化学粒子和仅通过湿式化学方法制备的催化粒子。
优选的催化活性材料包含铂族金属(PGM)。铂族金属包括金属铂、钯、铑、钌、锇和铱。在一些实施方案中，可使用单一的金属类型作为特定催化修补基面涂料中的催化剂(诸如只有钯或只有铂)，且在一些实施方案中，可使用PGM的各种组合。例如，在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含铂和钯混合物。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含任何比率或任何比率范围的铂和钯混合物，诸如约1:2至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)。在一些实施方案中，所述比率的不同PGM可由两种或两种以上不同催化活性材料引起，诸如包含不同类型PGM的催化活性材料或包含不同比率的不同PGM的催化活性材料。
在以下描述中，依据修补基面涂料组合物中存在的固体量来提供修补基面涂料组合物中各组分的百分比，因为修补基面涂料组合物可以水性悬浮液的形式提供，或在一些情形下以干燥粉末的形式提供。催化剂层(或含有催化剂的层)指的是在涂敷至衬底、经干燥且煅烧后的含有催化剂的修补基面涂料组合物。
前述含有沸石粒子的修补基面涂料组合物和含有沸石粒子的层可不含催化粒子或铂族金属，或在替代实施方案中基本上不含催化粒子或铂族金属。前述含有沸石粒子的修补基面涂料组合物和含有沸石粒子的层可包含铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子。前述含有沸石粒子的修补基面涂料组合物和含有沸石粒子的层(其可为铁交换沸石粒子或非铁交换沸石粒子)可包含浸渍在沸石粒子中的钯。优选的是，包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物和层不含或基本上不含沸石。然而，在一些实施方案中，含有催化剂的修补基面涂料组合物和催化剂层可含有一定量的沸石，诸如占含有催化剂的修补基面涂料组合物或含有催化剂的层中总固体的多达约20％、多达约10％或多达约5％，其中修补基面涂料组合物或层包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分。
在一些实施方案中，含有催化剂的修补基面涂料组合物还包括“间隔”或“填充”粒子，其中间隔粒子可为陶瓷、金属氧化物或金属粒子。在一些实施方案中，间隔粒子可为二氧化硅、氧化铝、勃姆石或沸石粒子或以上各物的任何混合物，诸如任何比例的勃姆石粒子、二氧化硅粒子和沸石粒子。
在其中包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物和包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化剂层基本上不含沸石的一些实施方案中，含有催化剂的修补基面涂料组合物包含二氧化硅粒子、勃姆石粒子和NNm粒子，基本上由其组成或由其组成。在一些实施方案中，NNm粒子在含有催化剂的修补基面涂料组合物或含有催化剂的层中占NNm粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约35重量％至大约95重量％之间。在一些实施方案中，NNm粒子在含有催化剂的修补基面涂料组合物或含有催化剂的层中占NNm粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约40重量％至大约92重量％之间。在一些实施方案中，NNm粒子在含有催化剂的修补基面涂料组合物或含有催化剂的层中占NNm粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约60重量％至大约95重量％之间。在一些实施方案中，NNm粒子在含有催化剂的修补基面涂料组合物或含有催化剂的层中占NNm粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约80重量％至大约95重量％之间。在一些实施方案中，NNm粒子在含有催化剂的修补基面涂料组合物或含有催化剂的层中占NNm粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约80重量％至大约92重量％之间。在一些实施方案中，NNm粒子在含有催化剂的修补基面涂料组合物或含有催化剂的层中占NNm粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约92重量％。
在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物中，且在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化剂层中，铂族金属的百分比在约0.25％至约4％、约0.5％至约4％、约0.5％至约3％、约1％至约3％、约1％至约2％、约1％至约1.5％、约1.5％至约3％、约1.5％至约2.5％、约1.5％至约2％、约2％至约3％、约2.5％至约3％或约2％至约2.5％之间的范围内。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物和包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化剂层中，铂族金属的百分比为约0.5％、约0.75％、约1％、约1.25％、约1.5％、约1.75％、约2％、约2.25％、约2.5％、约2.75％或约3％。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物和包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化剂层中，铂族金属的百分比为约2.3％。
在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，二氧化硅粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约20重量％或20重量％以下；或在含有催化剂的修补基面涂料组合物或含有催化剂的层中，二氧化硅粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约10重量％或10重量％以下；在其它实施方案中，在含有催化剂的修补基面涂料组合物或含有催化剂的层中，二氧化硅粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约5重量％或5重量％以下。在各种实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，二氧化硅粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约1重量％至大约20重量％、大约1重量％至大约10重量％、大约1重量％至大约5重量％、约20重量％、约10重量％、约5重量％或约1重量％。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，勃姆石粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约2重量％至大约5重量％。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，勃姆石粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的大约3重量％。
在一些实施方案中，包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层还包含金属氧化物粒子，诸如上文论述的金属氧化物粒子(例如，多孔金属氧化物、氧化铝、多孔氧化铝等)。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，这些金属氧化物粒子进一步占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子、二氧化硅粒子和金属氧化物粒子的组合的多达大约65重量％、多达大约60重量％、多达大约55重量％或多达大约54重量％，诸如大约2重量％至大约54重量％。预期上文关于纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子论述的浓度范围可适用于那些材料与金属氧化物粒子的组合。
在其它实施方案中，包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层包含沸石粒子、勃姆石粒子和纳米摞纳米摞微米粒子，基本上由其组成或由其组成。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，纳米摞纳米摞微米粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和沸石粒子的组合的大约35重量％至大约95重量％之间。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，纳米摞纳米摞微米粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和沸石粒子的组合的大约40重量％至大约92重量％之间。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，纳米摞纳米摞微米粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和沸石粒子的组合的大约60重量％至大约95重量％之间。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，纳米摞纳米摞微米粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和沸石粒子的组合的大约80重量％至大约95重量％之间。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，纳米摞纳米摞微米粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和沸石粒子的组合的大约80重量％至大约92重量％之间。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，纳米摞纳米摞微米粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和沸石粒子的组合的大约92重量％。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，沸石粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和沸石粒子的组合的小于大约20重量％、小于大约10重量％或小于大约5重量％。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，沸石粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和沸石粒子的组合的大约1重量％至大约5重量％，诸如约5重量％。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，勃姆石粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和沸石粒子的组合的大约2重量％至大约5重量％。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，勃姆石粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和沸石粒子的组合的大约3重量％。
在一些实施方案中，包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层还包括金属氧化物粒子，诸如上文论述的金属氧化物粒子(例如，多孔金属氧化物、氧化铝、多孔氧化铝等)。在一些实施方案中，在包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物中或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层中，这些金属氧化物粒子占纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子、沸石粒子和金属氧化物粒子的组合的大约0重量％至大约54重量％，诸如大约2重量％至大约54重量％。预期上文关于纳米摞纳米摞微米粒子、勃姆石粒子和沸石粒子论述的浓度范围可适用于那些材料与金属氧化物粒子的组合。
在一些实施方案中，包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层包含带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金。在其它实施方案中，包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层包含带有包含铂的复合催化纳米粒子的微米级载体粒子。在其它实施方案中，包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物或包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的层包含带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子，其中复合纳米粒子具有一群带有包含铂/钯合金的催化纳米粒子的载体纳米粒子和一群带有包含钯的催化纳米粒子的载体纳米粒子。
在任何以上实施方案中，应了解可调整铂和钯的量以使得修补基面涂料层或组合修补基面涂料层中的铂和钯的总量为约15:1至1:1的Pt/Pd比率(重量/重量)。在任何以上实施方案中，可使用约12:1至1:1铂:钯(重量/重量)；约10:1至1:1铂:钯(重量/重量)；约8:1至1:1铂:钯(重量/重量)；约5:1至1:1铂:钯(重量/重量)；约4:1至1:1铂:钯(重量/重量)；约3:1至1:1铂:钯(重量/重量)；约10:1至2:1铂:钯(重量/重量)；约7:1至2:1铂:钯(重量/重量)；约6:1至3:1铂:钯(重量/重量)；约5:1至3:1铂:钯(重量/重量)；约4.5:1至3.5:1铂:钯(重量/重量)之间的比率或约4:1铂:钯(重量/重量)、约3:1铂:钯(重量/重量)、约2:1铂:钯(重量/重量)或约1:1铂:钯(重量/重量)的比率。在任何以上实施方案中，修补基面涂料层或组合修补基面涂料层中的铂和钯的总量可为约10:1 Pt/Pd比率(重量/重量)。在任何以上实施方案中，修补基面涂料层或组合修补基面涂料层中的铂和钯的总量可为约4:1Pt/Pd比率(重量/重量)。在任何以上实施方案中，修补基面涂料层或组合修补基面涂料层中的铂和钯的总量可为约3:1 Pt/Pd比率(重量/重量)。在任何以上实施方案中，修补基面涂料层或组合修补基面涂料层中的铂和钯的总量可为约2:1 Pt/Pd比率(重量/重量)。在任何以上实施方案中，修补基面涂料层或组合修补基面涂料层中的铂和钯的总量可为约1:1Pt/Pd比率(重量/重量)。
铂和钯可分布在用于制备催化剂的修补基面涂料的任何组分中。例如，通过等离子体制备方法制备的纳米粒子可包含使用的所有铂和钯。或者，通过等离子体制备方法制备的纳米粒子可包含使用的所有铂和一些钯，而剩余部分的钯可分布在用于制备催化剂的修补基面涂料层的一种或多种其它组分上。例如，如果催化剂中的铂:钯的总量以4:1的比率存在，纳米粒子可包含使用的100％的铂和使用的约50％的钯，产生具有约8:1铂:钯比率的纳米粒子，而剩余的50％的钯分布在另一组分(诸如本文所述的沸石、PNA或氧化铝填充剂)上。因此，该比率将为在通过等离子体制备的纳米粒子中8份铂、在通过等离子体制备的纳米粒子中1份钯和在修补基面涂料层的另一组分中1份钯，导致总体8:2或4:1的铂:钯比率。
在任何以下修补基面涂料组分中可存在一部分钯：—沸石(铁交换沸石或非铁交换沸石)。Pd可通过标准湿式化学技术沉积在沸石上，包括以钯盐溶液(诸如钯酸盐溶液)浸渍沸石粒子至初湿含浸点，紧接着进行干燥和煅烧以将钯盐转化为元素钯。沸石上的钯的量可在约0.1重量％至5重量％的范围内，诸如约0.1重量％、约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％或约5重量％，或约0.1至2重量％Pd、约2重量％至5重量％Pd或约0.5重量％至2重量％Pd。如前文段落中所论述，可调整沸石上的钯的量以达到所有修补基面涂料层中所含总钯的大约50％。—填充剂材料。在修补基面涂料的各层中使用微米级多孔氧化铝(多孔氧化铝)形式的填充剂材料。可通过标准湿式化学技术(在微米级多孔氧化铝上初湿含浸钯盐溶液，紧接着进行干燥/煅烧)或通过制备Pd/Al2O3纳米摞纳米(“NN”)复合纳米粒子、形成复合纳米粒子悬浮液且以Pd/Al2O3复合纳米粒子(“NNm”)浸渍微米级多孔氧化铝来将钯沉积在填充剂材料上。微米级氧化铝上的钯的量可在约1重量％至5重量％的范围内，诸如约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％或约5重量％，或约1至3重量％Pd、约2重量％至3重量％Pd或约1重量％至2重量％Pd。可调整微米级氧化铝上的钯的量以达到所有修补基面涂料层中所含总钯的大约50％。—PNA材料。前文和下文关于PNA组合物、修补基面涂料和层的论述解释所述层中所含的钯。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含仅通过湿式化学方法制备的催化粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率约为以下比率或任何比率范围，诸如约1:2至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)、或钯且无铂、或铂且无钯。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNm粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率约为以下比率或任何比率范围，诸如约1:2至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1Pt/Pd(重量/重量)、或钯且无铂、或铂且无钯。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNiM粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率约为以下比率或任何比率范围，诸如约1:2至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)、或钯且无铂、或铂且无钯。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含混合NNm/湿式化学粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率约为以下比率或任何比率范围，诸如约1:2至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)、或钯且无铂、或铂且无钯。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。在一些实施方案中，其中催化修补基面涂料可包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比，铂:钯催化剂可包含在在纳米粒子载体上包含Pt:Pd合金纳米粒子的复合纳米粒子，其中复合纳米粒子与微米级载运粒子键合；且包含钯的催化剂可包含通过湿式化学方法沉积在微米级粒子上的钯。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含具有不同比率的不同催化金属的不同类型催化活性材料的混合物。在其它实施方案中，不同类型的催化活性材料可置于不同修补基面涂料中。在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含具有铂和钯混合物的催化活性材料，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，具有铂和钯混合物的催化活性材料，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含仅通过湿式化学方法制备的催化粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，仅通过湿式化学方法制备的催化粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNm粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，NNm粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNiM粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，NNiM粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含混合NNm/湿式化学粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，混合NNm/湿式化学粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含不同类型催化活性材料的混合物，例如具有不同结构或不同比率的不同催化金属的催化活性材料，包括(但不限于)具有不同结构和不同比率的不同催化金属的催化活性材料。在其它实施方案中，不同类型的催化活性材料可置于不同修补基面涂料。例如，在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含仅通过湿式化学方法制备的催化粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，NNm粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含仅通过湿式化学方法制备的催化粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，NNiM粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNm粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，仅通过湿式化学方法制备的催化粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNm粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，NNiM粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNiM粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，仅通过湿式化学方法制备的催化粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNiM粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，NNm粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含混合NNm/湿式化学催化粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，NNm粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含混合NNm/湿式化学催化粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，NNiM粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNm粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，混合NNm/湿式化学催化粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含NNiM粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，混合NNm/湿式化学催化粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含混合NNm/湿式化学催化粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，仅通过湿式化学方法制备的催化粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料可包含仅通过湿式化学方法制备的催化粒子与铂和钯混合物的混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约10:1至约100:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约40:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约10:1至约30:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约15:1至约25:1 Pt/Pd(重量/重量)或铂且无钯，且在相同修补基面涂料或不同修补基面涂料中，混合NNm/湿式化学催化粒子与铂和钯混合物，其中铂和钯的比率或比率范围为约1:2至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约1:1至约5:1 Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约4:1Pt/Pd(重量/重量)、或约2:1至约8:1 Pt/Pd(重量/重量)或钯且无铂，或包含铂:钯重量比为约20:1的催化剂和包含钯的另一种催化剂，以使得组合催化剂包含1:2铂:钯至8:1铂:钯的重量比。
本公开涵盖在催化修补基面涂料中不同类型的催化活性材料的任何其它组合。
在以下描述中，依据修补基面涂料组合物中存在的固体量来提供修补基面涂料组合物中各组分的百分比，因为修补基面涂料组合物可在水性悬浮液中提供，或在某些情形下以干燥粉末的形式提供。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料组合物还包括“填充剂”粒子，其中填充剂粒子可为陶瓷、金属氧化物或金属粒子。在一些实施方案中，填充剂粒子可为二氧化硅或金属氧化物(诸如氧化铝，例如MI-386等)或二氧化硅或金属氧化物粒子以任何比例的任何混合物。在一些实施方案中，填充剂粒子可包含沸石粒子。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物中不存在沸石粒子或基本上不存在沸石粒子。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料组合物和催化层中的铂族金属的百分比在约0.01重量％至约20重量％、约0.1重量％至约15重量％、约0.5重量％至约12重量％、约1重量％至约10重量％、约2重量％至约9重量％、约3重量％至约8重量％、约4重量％至约7重量％或约5重量％至约7重量％之间的范围内。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料组合物和催化层包含勃姆石粒子、填充剂粒子和催化活性材料(诸如仅通过湿式化学方法制备的催化粒子、NNm粒子或NNiM粒子)，基本上由其组成或由其组成。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，催化活性材料占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约35重量％至约92重量％之间。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，催化活性材料占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约40重量％至约92重量％之间。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，催化活性材料占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约60重量％至约95重量％之间。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，催化活性材料占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约80重量％至约95重量％之间。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，催化活性材料占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约80重量％至约92重量％之间。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，催化活性材料占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约35重量％至约95重量％之间。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，催化活性材料占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约92重量％。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，催化活性材料占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约95重量％。
在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，勃姆石粒子占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约20重量％或20重量％以下。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，勃姆石粒子占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约10重量％或10重量％以下。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，勃姆石粒子占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约5重量％或5重量％以下。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，勃姆石粒子占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约1重量％或1重量％以下。在各种实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，勃姆石粒子占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约1重量％至约20重量％、或约1重量％至约10重量％、或约1重量％至约5重量％、或约2重量％至约5重量％。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，勃姆石粒子占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约1重量％。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，勃姆石粒子占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约2重量％。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，勃姆石粒子占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约3重量％。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，勃姆石粒子占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约4重量％。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，勃姆石粒子占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约5重量％。
在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，填充剂粒子(诸如氧化铝粒子,例如MI-386等)占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约65重量％或65重量％以下。在一些实施方案中，在催化修补基面涂料组合物或催化层中，填充剂粒子(例如金属氧化物粒子，诸如氧化铝粒子，例如MI-386等)或二氧化硅粒子占催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子的组合的约65重量％或65重量％以下、约60重量％或60重量％以下、约55重量％或55重量％以下、约50重量％或50重量％以下、约45重量％或45重量％以下、约40重量％或40重量％以下、约35重量％或35重量％以下、约30重量％或30重量％以下、约25重量％或25重量％以下、约20重量％或20重量％以下、约15重量％或15重量％以下、约10重量％或10重量％以下、约8重量％或8重量％以下、约5重量％或5重量％以下或约3重量％或3重量％以下或约2％或2％以下。在一些实施方案中，填充剂粒子可占约2％至约65％、或约2％至约55％、或约3％至约45％、或约3％至约35％、或约5％至约25％的范围。预期上文关于催化修补基面涂料组合物或催化层中的催化活性材料、勃姆石粒子和填充剂粒子所论述的浓度范围可适用于不同类型填充剂粒子的组合。
在一些实施方案中，含有催化剂的修补基面涂料组合物与水和酸(诸如乙酸)混合，之后以含有催化剂的修补基面涂料组合物涂覆衬底，由此形成含有催化剂的修补基面涂料组合物、水和酸的水性混合物。可通过将固体成分(约30重量％)与水(约70重量％)混合，且添加乙酸将pH值调整至约4来制备修补基面涂料。接着可研磨修补基面涂料浆料以达到约4μm至约6μm的平均粒度。接着将包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物、水和酸的此水性混合物涂敷至衬底(其中衬底可已涂敷有其它修补基面涂料层或可未经涂敷)。修补基面涂料可通过浸涂或真空涂覆来涂覆至衬底上。在一些实施方案中，将此水性混合物的pH值调整至约2至约7的pH水平，之后将其涂敷至衬底。在一些实施方案中，将此水性混合物的pH值调整至约4的pH水平，之后将其涂敷至衬底。在一些实施方案中，通过与纤维素溶液、与玉米淀粉或与类似的增稠剂混合来调整水性修补基面涂料的粘度。在一些实施方案中，将粘度调整至约300cP至约1200cP之间的值。在添加纤维素或玉米淀粉后，可使修补基面涂料老化约24小时至约48小时。在涂覆之前，衬底可任选地经过预湿润。
在一些实施方案中，催化修补基面涂料组合物包含约30g/l至约250g/l、或约50g/l至约250g/l，诸如约30g/l至约140g/l、或约30g/l至约70g/l、或约30g/l至约60g/l、或约40g/l至约70g/l、或约40g/l至约60g/l、或约40g/l至约50g/l、或约50g/l至约140g/l、或约70g/l至大约140g/l、或约90g/l至约140g/l、或约110g/l至约130g/l的浓度。在一些实施方案中，催化修补基面涂料组合物包含约30g/l、约40g/l、约50g/l、约60g/l、约70g/l、大约80g/l、约90g/l、约100g/l、约110g/l、约120g/l、大约130g/l或约140g/l的浓度。优选地，催化修补基面涂料组合物包含约40g/l、50g/l、60g/l或120g/l的浓度。
PNA材料修补基面涂料组合物和PNA层
PNA材料可用于在内燃机冷启动期间储存氮氧化物气体。PNA材料可作为修补基面涂料的一部分涂敷至催化转化器的衬底。PNA材料在低温发动机操作期间储存氮氧化物气体。在一些实施方案中，PNA材料修补基面涂料中的PNA材料可包含载体粒子上的PGM；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和各自在不同载体粒子上的不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物、各自在不同载体粒子上的不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物和载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM与各自在不同载体粒子上的相同或不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM与载体粒子上的PGM以任何比率的组合；载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM、各自在不同载体粒子上的相同或不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物和载体粒子上的PGM以任何比率的组合。另外，如上文论述，可采用载体粒子上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物、载体粒子上的PGM和载体粒子上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物和PGM以任何比率的各种其它组合。
在一些实施方案中，在载体材料上不可混合不同的PNA材料。例如，如果使用氧化铈载体上的氧化锰与氧化铈载体上的氧化镁的组合，则将氧化锰浸渍至氧化铈载体材料上并搁置。单独地，接着将氧化镁浸渍到新鲜的氧化铈载体材料上。接着以PNA材料的所需比率组合氧化锰/氧化铈和氧化镁/氧化铈。
载体粒子可包括例如块状耐高温氧化物，诸如氧化铝或氧化铈。氧化铈的一个实例包括来自Rhodia的HSA5、HSA20或其混合物。氧化铈粒子可含有氧化锆。氧化铈粒子可含有镧和/或氧化镧。另外，氧化铈粒子可含有氧化锆和氧化镧两者。氧化铈粒子也可含有氧化钇。因此，氧化铈粒子可包括氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物、铈-锆-镧-钇氧化物粒子或其组合。在一些实施方案中，纳米尺寸氧化铈粒子含有40-90重量％氧化铈、5-60重量％氧化锆、1-15重量％氧化镧和/或1-10重量％氧化钇。在一个实施方案中，氧化铈粒子含有86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈粒子含有40重量％氧化铈、50重量％氧化锆、5重量％氧化镧和5重量％氧化钇。
载体粒子可为微米级和/或纳米级的。合适的微米级载体粒子包括微米级的氧化铈粒子，包括(但不限于)HSA5、HSA20或其混合物。在一些实施方案中，载体粒子除碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子或其混合物以外，还可包括PGM。PGM可包括钌、铂、钯或其混合物。如上文所述，碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子可为纳米尺寸或微米级的。在一些实施方案中，使用湿式化学技术将PGM添加至微米级的载体粒子中。在一些实施方案中，使用初湿含浸技术将PGM添加至微米级的载体粒子中。在一些实施方案中，使用初湿含浸法和/或湿式化学技术将PGM添加至纳米级的载体粒子中。在一些实施方案中，通过上文所述基于等离子体的方法将PGM添加至载体粒子中以形成复合PNA纳米粒子。在一些实施方案中，将这些PNA复合纳米粒子添加至载运粒子中以形成NNm PNA粒子或嵌埋在载运粒子内以形成NNiM PNA粒子。因此，载体粒子上的PGM可包括上文所述的微米载体粒子上的微米PGM、微米载体粒子上的纳米PGM、PNA纳米摞纳米粒子、PNA NNm粒子、PNA NNiM粒子或PNA混合NNm/湿式化学粒子。在一些实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子和PGM在同一微米级的载体粒子上。在其它实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子和PGM在不同的微米级载体粒子上。
在一些实施方案中，PNA层和修补基面涂料组合物包含PNA材料和勃姆石粒子，基本上由其组成或由其组成。可采用不同重量浓度配置的PNA材料和勃姆石粒子。在以下描述中，依据修补基面涂料组合物中存在的固体量来提供修补基面涂料组合物中各组分的百分比，因为修补基面涂料组合物可在水性悬浮液中提供，或在某些情形下以干燥粉末的形式提供。PNA层指的是在涂敷至衬底、经干燥且煅烧后的PNA修补基面涂料组合物。
在一些实施方案中，在PNA修补基面涂料组合物或PNA材料层中，PNA材料占PNA材料和勃姆石粒子的组合的至少50％，占约50％以上或占约50％至约100重量％。在一些实施方案中，在含有PNA材料粒子的修补基面涂料组合物或PNA材料层中，PNA材料占PNA材料和勃姆石粒子的组合的大约60重量％至大约80重量％，例如大约65重量％至大约70重量％、或大约70重量％至大约80重量％。在一些实施方案中，在含有PNA材料粒子的修补基面涂料组合物或PNA材料层中，PNA材料占PNA材料和勃姆石粒子的组合的大约90重量％至大约100重量％，例如大约90重量％至大约95重量％、或大约95重量％至大约100重量％。在一些实施方案中，在含有PNA材料粒子的修补基面涂料组合物或PNA材料层中，PNA材料占PNA材料和勃姆石粒子的组合的大约95重量％至大约98重量％。
在一些实施方案中，PNA材料包含氧化铈。在一些实施方案中，在PNA修补基面涂料组合物或PNA材料层中，氧化铈(其可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)占PNA材料和勃姆石粒子的组合的大约57重量％至大约99重量％。在一些实施方案中，在PNA修补基面涂料组合物或PNA材料层中，氧化铈(其可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)占PNA材料和勃姆石粒子的组合的大约59重量％至大约98重量％。在一些实施方案中，在PNA修补基面涂料组合物或PNA材料层中，氧化铈(其可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)占PNA材料和勃姆石粒子的组合的大约85重量％至大约97重量％。在一些实施方案中，在PNA修补基面涂料组合物或PNA材料层中，氧化铈(其可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)占PNA材料和勃姆石粒子的组合的大约85重量％至大约88重量％。在一些实施方案中，在PNA修补基面涂料组合物或PNA材料层中，氧化铈(其可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)占PNA材料和勃姆石粒子的组合的大约90重量％至大约98重量％。在一些实施方案中，在PNA修补基面涂料组合物或PNA材料层中，氧化铈(其可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)占PNA材料和勃姆石粒子的组合的大约93重量％至大约95重量％。
在一些实施方案中，在含有PNA材料的修补基面涂料组合物或PNA材料层中，勃姆石粒子占PNA材料和勃姆石粒子的组合的大约1重量％至大约10重量％。在一些实施方案中，在含有PNA材料的修补基面涂料组合物或PNA材料层中，勃姆石粒子占PNA材料和勃姆石粒子的组合的大约2重量％至大约5重量％。在一些实施方案中，在含有PNA材料的修补基面涂料组合物或PNA材料层中，勃姆石粒子占PNA材料粒子和勃姆石粒子的组合的大约3重量％。
在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.01％至约5％(以重量计)的量的钯。(如上文所述，在所有实施方案中，氧化铈可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)。在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.5％至约3％(以重量计)的量的钯。在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.67％至约2.67％(以重量计)的量的钯。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1.5％至约2.5％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.5％至约1.5％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1％至约2％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约2％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在较大(较冷)的发动机系统(例如，大于2.5升)中，PNA修补基面涂料组合物或层可包括Pd。
在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.01％至约15％(以重量计)的量的钌。(如上文所述，在所有实施方案中，氧化铈可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)。在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.5％至约12％(以重量计)的量的钌。在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量的钌。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约3％至约4.5％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1％至约2.5％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1.67％至约4％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1.67％至约4％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约3.33％至约4％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1.67％至约2％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在小(较热)的发动机系统(例如，小于2升)中，PNA修补基面涂料组合物或层可包括Ru。
在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量的MgO。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约15％(以重量计)的量的MgO。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量的MgO。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约2％至约8％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约2％至约4％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约6％至约8％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约3％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约7％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约10.5g/L的量的MgO，且修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约30％(以重量计)的量的Mn3O4。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约25％(以重量计)的量的Mn3O4。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量的Mn3O4。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约5％至约20％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约5％至约10％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约15％至约20％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约8％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约18.67％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约28g/L的量的Mn3O4，且修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量的氧化钙。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约15％(以重量计)的量的氧化钙。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量的氧化钙。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约2％至约8％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约2％至约4％(以重量计)的量的氧化钙，且修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约6％至约8％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约3％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约7％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约10.5g/L的量的氧化钙，且修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，使用约10.5g/L的量的MgO、使用约28g/L的量的Mn3O4、使用约10.5g/L的量的氧化钙，且修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一些实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或含有修补基面涂料组合物或PNA材料的层不包含任何铂族金属。如上文论述，六种铂族金属包括钌、铑、钯、锇、铱和铂。(PGM常指的是催化剂金属)。在一些实施方案中，含有PNA材料的修补基面涂料组合物或PNA材料的特征在于基本上不存在任何铂族金属。在一些实施方案中，含有PNA材料的修补基面涂料组合物或PNA材料层100％不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含有PNA材料的修补基面涂料组合物或PNA材料层大约100％不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含有PNA材料的修补基面涂料组合物或PNA材料层不包含任何催化粒子。在一些实施方案中，含有PNA材料粒子的修补基面涂料组合物或PNA材料层的特征在于基本上不存在任何催化粒子。在一些实施方案中，含有PNA材料粒子的修补基面涂料组合物或PNA材料层100％不含任何催化粒子。在一些实施方案中，含有PNA材料粒子的修补基面涂料组合物或PNA材料层大约100％不含任何催化粒子。
如上文论述，在其它实施方案中，PNA材料修补基面涂料可含有PGM。在一些实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约20g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约15g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约6.0g/L和6.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5.0g/L和5.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约4.0g/L和4.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3.0g/L和3.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约2g/L至约4g/L Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L至约15g/L Ru。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5g/L至约6g/L Ru。
可使用上文所述的湿式化学技术将PGM添加至载体粒子中。也可使用上文所述的初湿含浸技术将PGM添加至载体粒子中。可使用上文所述的基于等离子体的方法将PGM添加至载体粒子中。在一些实施方案中，PNA材料修补基面涂料包括浸渍有碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子的载体粒子和单独的PGM粒子，包括例如NNm或NNiM粒子。在一些实施方案中，PGM NNm和NNiM粒子的微米级粒子可为浸渍有碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子的微米级载体。在一些实施方案中，PGM NNm的微米级粒子可浸渍有碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子。在一个实施方案中，NNm粒子为负载在纳米氧化铈上的纳米铂族金属，其中纳米摞纳米粒子负载在微米级的氧化铈上。在另一实施方案中，NNiM粒子为负载在纳米尺寸氧化铈上的纳米级铂族金属。在一些实施方案中，铂族金属为Pt、Pd、Ru或其混合物。在一些实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子和PGM位于相同的载体粒子上。在其它实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子和PGM位于不同的载体粒子上。载体粒子也可为氧化铝。
用作PNA修补基面涂料或层的组分的复合纳米粒子可通过如上文所述的基于等离子体的方法而产生。
在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至100:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至75:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至50:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至25:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至15:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至10:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1铂与钯或大约2:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至20:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有5:1至15:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有8:1至12:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有10:1铂与钯或大约10:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至8:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有3:1至5:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有4:1铂与钯或大约4:1铂与钯的混合物。
在一些实施方案中，含有PNA材料的修补基面涂料组合物或PNA材料层可包括沸石。
在一些实施方案中，含有PNA材料的修补基面涂料组合物与水和酸(诸如乙酸)混合，之后以含有PNA材料的修补基面涂料组合物涂覆衬底，由此形成含有PNA材料的修补基面涂料组合物、水和酸的水性混合物。接着可将含有PNA材料的修补基面涂料组合物、水和酸的此水性混合物涂敷至衬底(其中衬底可已涂敷有其它修补基面涂料层或可未经涂敷)。在一些实施方案中，此水性混合物的pH值可调整至约2至约7的pH水平，之后将其涂敷至衬底。在一些实施方案中，此水性混合物的pH值可调整至约4的pH水平，之后将其涂敷至衬底。
修补基面涂料层可包括对废气较不具活性或呈惰性的材料。所述材料可并入作为反应性催化剂的载体或为金属提供表面积。在一些实施方案中，含有催化剂的修补基面涂料组合物还包括“间隔”或“填充剂”粒子，其中间隔粒子可例如为陶瓷、金属氧化物或金属粒子。在一些实施方案中，间隔粒子可为勃姆石。
PNA材料/沸石修补基面涂料组合物和PNA/沸石层
PNA材料和沸石粒子可作为相同修补基面涂料的部分涂敷至催化转化器的衬底。PNA材料和沸石粒子两者都可用于在内燃机的冷启动期间捕集有害的气体。
在一些实施方案中，PNA材料和沸石粒子层(P/Z层)和修补基面涂料组合物包含PNA材料、沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子，基本上由其组成或由其组成。金属氧化物粒子优选是多孔的。金属氧化物粒子可为氧化铝粒子(例如，来自Grace Davison的MI-386等)或氧化铈粒子。氧化铝粒子可为多孔的。可采用不同重量浓度配置的PNA材料、沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子。在以下描述中，依据修补基面涂料组合物中存在的固体量来提供修补基面涂料组合物中各组分的百分比，因为修补基面涂料组合物可以水性悬浮液的形式提供，或在一些情形下以干燥粉末的形式提供。P/Z层指的是在涂敷至衬底、经干燥且煅烧后的P/Z修补基面涂料组合物。
在一些实施方案中，在P/Z修补基面涂料组合物或P/Z 1层中，PNA材料和沸石粒子占PNA材料、沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的至少50重量％、占约50重量％以上或占约50重量％至约100重量％。在一些实施方案中，在含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层中，PNA材料和沸石粒子占PNA材料、沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的大约60重量％至大约80重量％，例如大约65重量％至大约70重量％、或大约70重量％至大约80重量％。
在一些实施方案中，在含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层中，勃姆石粒子占PNA材料、沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的大约1重量％至大约10重量％。在一些实施方案中，在含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层中，勃姆石粒子占PNA材料、沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的大约2重量％至大约5重量％。在一些实施方案中，在含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层中，勃姆石粒子占PNA材料、沸石粒子、勃姆石粒子和金属氧化物粒子的组合的大约3重量％。
在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.01％至约5％(以重量计)的量的钯。(如上文所述，在所有实施方案中，氧化铈可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)。在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.5％至约3％(以重量计)的量的钯。在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.67％至约2.67％(以重量计)的量的钯。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1.5％至约2.5％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.5％至约1.5％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1％至约2％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约2％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1％(以重量计)的量的Pd，且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约5g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约2g/L至约4g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L的量的Pd，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在较大(较冷)的发动机系统(例如，大于2.5升)中，PNA修补基面涂料组合物或层可包括Pd。
在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.01至约15％(以重量计)的量的钌。(如上文所述，在所有实施方案中，氧化铈可包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)。在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约0.5％至约12％(以重量计)的量的钌。在一个实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量的钌。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约3％至约4.5％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1％至约2.5％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1.67％至约4％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1.67％至约4％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约3.33％至约4％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用占PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈量的约1.67％至约2％(以重量计)的量的Ru，且所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，使用约1g/L至约20g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约3g/L至约15g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约4g/L至约8g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，使用约5g/L至约6g/L的量的Ru，且PNA修补基面涂料组合物或层中所用氧化铈的量大于或等于约300g/L。在小(较热)的发动机系统(例如，小于2升)中，PNA修补基面涂料组合物或层可包括Ru。
在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量的MgO。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约15％(以重量计)的量的MgO。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量的MgO。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约2％至约8％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约2％至约4％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约6％至约8％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约3％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约7％(以重量计)的量的MgO，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约10.5g/L的量的MgO，且修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约30％(以重量计)的量的Mn3O4。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约25％(以重量计)的量的Mn3O4。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量的Mn3O4。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约5％至约20％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约5％至约10％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约15％至约20％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约8％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约18.67％(以重量计)的量的Mn3O4，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约28g/L的量的Mn3O4，且修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约20％(以重量计)的量的氧化钙。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约15％(以重量计)的量的氧化钙。在一个实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约1％至约10％(以重量计)的量的氧化钙。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约2％至约8％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约2％至约4％(以重量计)的量的氧化钙，且修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约6％至约8％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约3％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，使用占修补基面涂料或层中所用氧化铈量的约7％(以重量计)的量的氧化钙，且所用氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，使用约10.5g/L的量的氧化钙，且修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，使用约10.5g/L的量的MgO，使用约28g/L的量的Mn3O4，使用约10.5g/L的量的氧化钙，且修补基面涂料或层中所用氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一些实施方案中，在含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层中，金属氧化物粒子占PNA材料粒子、沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约15重量％至大约38重量％，例如大约15重量％至大约30重量％、大约17重量％至大约23重量％或大约17重量％至大约22重量％。在一些实施方案中，在含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层中，金属氧化物粒子占PNA材料、沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约15重量％至大约23重量％。在一些实施方案中，在含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层中，金属氧化物粒子占PNA材料、沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的大约25重量％至大约35重量％。在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层含有约3％勃姆石粒子、约67％PNA材料和沸石粒子及约30％多孔氧化铝粒子。
在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z不包含任何铂族金属。如上文论述，六种铂族金属包括钌、铑、钯、锇、铱和铂。在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z的特征在于基本上不存在任何铂族金属。在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层100％不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层大约100％不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层不包含任何催化粒子。在一些实施方案中，含有P/Z粒子的修补基面涂料组合物或P/Z层的特征在于基本上不存在任何催化粒子。在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P P/Z层100％不含任何催化粒子。在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层大约100％不含任何催化粒子。
在其它实施方案中，P/Z修补基面涂料可包含PGM。在一些实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约20g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约15g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约6.0g/L和6.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5.0g/L和5.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约4.0g/L和4.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3.0g/L和3.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约2g/L至约4g/L Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L至约15g/L Ru。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5g/L至约6g/L Ru。
可使用上文所述的湿式化学技术将PGM添加至载体粒子中。也可使用上文所述的初湿含浸技术将PGM添加至载体粒子中。可使用上文所述的基于等离子体的方法将PGM添加至载体粒子中。在一些实施方案中，PNA材料修补基面涂料包括浸渍有碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子的载体粒子和单独的PGM粒子，包括例如NNm或NNiM粒子。在一些实施方案中，PGM NNm和NNiM粒子的微米级粒子可为浸渍有碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子的微米级载体。在一些实施方案中，PGM NNm的微米级粒子可浸渍有碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子。在一个实施方案中，NNm粒子为负载在纳米氧化铈上的纳米铂族金属，其中纳米摞纳米粒子负载在微米级的氧化铈上。在另一实施方案中，NNiM粒子为负载在纳米尺寸氧化铈上的纳米级铂族金属。在一些实施方案中，铂族金属为Pt、Pd、Ru或其混合物。在一些实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子和PGM位于相同的载体粒子上。在其它实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物粒子和PGM位于不同的载体粒子上。载体粒子也可为氧化铝。
用作P/Z修补基面涂料或层的组分的复合纳米粒子可通过如上文所述的基于等离子体的方法而产生。
在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至100:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至75:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至50:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至25:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至15:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至10:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1铂与钯或大约2:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至20:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有5:1至15:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有8:1至12:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有10:1铂与钯或大约10:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有2:1至8:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有3:1至5:1铂与钯的混合物。在一些实施方案中，载体粒子可含有4:1铂与钯或大约4:1铂与钯的混合物。
在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层可包括约2重量％至约5重量％勃姆石粒子、约60重量％至约80重量％PNA材料和沸石粒子,且剩余为多孔氧化铝粒子(即，约15重量％至约38重量％)。在一个实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层包括约2重量％至约5重量％勃姆石粒子、约75重量％至约80重量％PNA材料和沸石粒子,且剩余为多孔氧化铝粒子(即，约15重量％至约23重量％)。在另一实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z 1层包括约2重量％至约5重量％勃姆石粒子、约65重量％至约70重量％PNA材料和沸石粒子，且剩余为多孔氧化铝粒子(即，约25重量％至约33重量％)。在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层含有约3％勃姆石粒子、约67％PNA材料和沸石粒子，及约30％多孔氧化铝粒子。在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层不含任何催化材料。在一些实施方案中，含有P/Z的修补基面涂料组合物或P/Z层不含任何铂族金属。
在一些实施方案中，将含有P/Z的修补基面涂料组合物与水和酸(诸如乙酸)混合，之后以含有P/Z的修补基面涂料组合物涂覆衬底，由此形成含有P/Z的修补基面涂料组合物、水和酸的水性混合物。接着可将含有P/Z的修补基面涂料组合物、水和酸的此水性混合物涂敷至衬底(其中衬底可已涂敷有其它修补基面涂料层或可未经涂敷)。在一些实施方案中，此水性混合物的pH值可调整至约2至约7的pH水平，之后将其涂敷至衬底。在一些实施方案中，此水性混合物的pH值可调整至约4的pH水平，之后将其涂敷至衬底。
修补基面涂料层可包括对废气较不具活性或呈惰性的材料。所述材料可并入作为反应性催化剂的载体或为金属提供表面积。在一些实施方案中，含有催化剂的修补基面涂料组合物还包括“间隔”或“填充剂”粒子，其中间隔粒子可例如为陶瓷、金属氧化物或金属粒子。在一些实施方案中，间隔粒子可为勃姆石。
PNA材料/沸石/催化活性修补基面涂料组合物和PNA/沸石/催化剂层
PNA材料、沸石粒子和催化活性材料可涂敷至催化转化器的衬底作为相同修补基面涂料的部分，由此消除对多个修补基面涂料的需求。在其它实施方案中，PNA材料、沸石粒子和催化活性材料可涂敷至催化转化器在多层修补基面涂料中的衬底上。在其它实施方案中，PNA材料、沸石粒子和催化活性材料可涂敷至催化转化器在单独区域中的衬底上(衬底的不同区域)，以便可调整、最小化或消除修补基面涂料之间的重叠。PNA材料和沸石粒子可用于在内燃机冷启动期间捕集有害气体，且催化活性粒子在自沸石和PNA材料释放有害气体时将其氧化。
在一些实施方案中，PNA材料和沸石粒子层(P/Z层)和修补基面涂料组合物包含PNA材料、沸石粒子、勃姆石粒子、金属氧化物粒子、二氧化硅粒子、氧化铝/密封剂粒子(具有或不具有BaO)和NNm粒子，基本上由其组成或由其组成。沸石粒子、PNA材料和催化活性粒子的组合物可为上文所述的任何组合物。
一些示例性修补基面涂料制剂
本文描述几种实施方案用于说明性目的。催化层、沸石层和PNA层可涂敷在衬底的不同区域，以最小化或消除各层之间的重叠。角落填充层也可涂敷至特定区域。然而，角落填充层通常涂敷至整个衬底，之后涂敷任何其它层，而无论其它层是涂敷至整个衬底或是涂敷至衬底的特定区域。
表3列举可涂敷至衬底的任何区域的修补基面涂料制剂的示例性实施方案。具体来说，提供各种修补基面涂料层(角落填充层、催化层(其包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分)和沸石层)的组合物。铁交换沸石表示为“沸石(Fe)”，而非铁交换沸石简单地表示为“沸石”。另外，下文和表3中列举的所有修补基面涂料配置都可在各种修补基面涂料制剂中含有PNA层或PNA材料。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
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在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群带有复合催化纳米粒子的微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂/钯合金的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级粒子组成，其中此群粒子由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂/钯合金和通过湿式化学方法浸渍有钯的MI-386粒子，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由氧化铝组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由浸渍有钯的沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由包含钯的铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由铁交换沸石粒子组成，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和带有包含钯的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在一些实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和浸渍有钯的MI-386粒子组成，且3)沸石层由沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和浸渍有钯的MI-386粒子组成，且3)沸石层由铁交换沸石粒子组成。在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和浸渍有钯的MI-386粒子组成，且3)沸石层由浸渍有钯的沸石粒子组成。又在其它实施方案中，如下配制修补基面涂料层：1)角落填充层由带有复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子组成，其中催化纳米粒子包含铂，2)包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化层由一群微米级载体粒子组成，其中此群粒子由带有包含铂的复合催化纳米粒子的MI-386载体粒子和浸渍有钯的MI-386粒子组成，且3)沸石层由包含钯的铁交换沸石粒子组成。
在修补基面涂料层制剂的任何以上实施方案中，组合修补基面涂料层中铂与钯的总量比率在8:1至1:1的范围内。在一些实施方案中，组合修补基面涂料层中铂与钯的总量比率为4:1。
催化转化器和产生催化转化器的方法
在一些实施方案中，本公开提供催化转化器，其可包含本文所述的任何修补基面涂料层、修补基面涂料区域和修补基面涂料配置。催化转化器适用于各种应用中，诸如在柴油车辆中，包括轻型或重型柴油车辆。
图1说明一种根据一些实施方案的催化转化器。在修补基面涂料组合物中包括催化活性材料，将修补基面涂料组合物涂覆至衬底以形成涂覆的衬底。衬底可为区域涂覆的衬底114。涂覆的衬底114封闭在绝缘材料112中，绝缘材料112又封闭在(例如，不锈钢的)金属容器110中。示出隔热罩108和气体传感器(例如，氧气传感器)106。催化转化器可通过法兰104和118固定至车辆的排气系统。废气(包括烃、一氧化碳和氮氧化物的原始排放物)在102处进入催化转化器。当原始排放物通过催化转化器时，它们与涂覆的衬底上的催化活性材料反应，导致在120处排出水、二氧化碳和氮气的尾管排放物。图1A为一部分涂覆的衬底114的放大视图，其展示涂覆的衬底的蜂窝结构。下文进一步详细论述的涂覆的衬底可并入用在车辆排放物控制系统中的催化转化器中。
图2至3、5至8、12至14和22说明形成用在催化转化器中的涂覆的衬底的各种方法。这些说明性方法中可使用本文公开的任何含有催化剂的修补基面涂料、含有沸石粒子的修补基面涂料或PNA材料修补基面涂料。本文公开的任何角落填充修补基面涂料都可用在使用角落填充修补基面涂料的任何说明性方法中。另外，可按任何顺序向衬底添加层或修补基面涂料或从衬底除去层或修补基面涂料。
图2说明一种根据本公开的一些实施方案形成涂覆的衬底的方法200。该方法包括以含有沸石粒子的修补基面涂料组合物涂覆衬底，其中含有沸石粒子的修补基面涂料组合物包含高浓度的沸石粒子；且以含有催化剂的修补基面涂料组合物涂覆得到的涂覆的衬底，其中催化剂修补基面涂料组合物可包括一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分以形成涂覆的衬底，其中含有催化剂的修补基面涂料组合物包含催化粉末。优选地在每个涂覆步骤之间进行干燥过程和煅烧过程。此配置表示为S-Z-C(衬底-沸石层-催化剂层)。
在步骤210中，将第一修补基面涂料组合物，即含有沸石粒子的组合物涂敷至衬底从而以第一修补基面涂料层涂覆衬底。优选地，衬底包含堇青石、基本上由堇青石组成或由堇青石组成且包含蜂窝结构。然而，如本文所论述，预期衬底也可由其它材料形成且形成为其它配置。
在步骤220中，在衬底上进行第一干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤230中，在衬底上进行第一煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在步骤240中，将第二修补基面涂料组合物，即包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物涂敷至衬底从而以第二修补基面涂料层涂覆第一修补基面涂料层。
在步骤250中，在衬底上进行第二干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤260中，在衬底上进行第二煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在第二煅烧过程之后，涂覆的衬底在其表面上包括第一层和第二层。第一层包括高浓度的沸石。置于第一层上的第二层包括催化材料。此方法说明产生不具有其它修补基面涂料层的衬底-沸石粒子-催化粉末配置(S-Z-C)；此方法可易于修改以在所说明的任何步骤之前或之后视需要涂敷其它修补基面涂料层，诸如另一催化层(S-Z-C1-C2)。优选地在每个涂覆步骤之间进行干燥过程和煅烧过程。
图3A至3C说明根据本公开的一些实施方案，在修补基面涂料涂覆方法的不同阶段产生涂覆的衬底。
图3A说明在以第一修补基面涂料组合物涂覆之前的衬底310。衬底310优选地包含堇青石、基本上由堇青石组成或由堇青石组成且包含蜂窝结构。然而，预期衬底310的其它配置也在本公开的范围内。应注意，图3A至3C中对衬底310的展示仅说明被涂覆的一部分表面，且因此说明涂覆至此部分衬底上的后续修补基面涂料层展示为仅涂覆此部分衬底的顶表面。另外，在衬底的其它部分或区域上可涂覆其它修补基面涂料层。如图3A至3C中对于所示衬底部分所展示，如果图3A至3C中对衬底310的展示已打算说明整个衬底，则修补基面涂料层将展示为涂覆衬底的整个表面，而不仅是顶表面。
图3B说明表面已涂有含有沸石粒子的修补基面涂料组合物的衬底310，如图2展示的过程中所论述。可对包括沸石粒子的第一修补基面涂料组合物进行涂敷、干燥和煅烧。得到的第一修补基面涂料层320形成在衬底310的表面上。此第一修补基面涂料320包括高浓度的沸石粒子。
图3C说明第一修补基面涂料层320已涂覆第二修补基面涂料组合物之后的衬底310，如图2展示的过程中所论述。可对如上文所述含有催化粉末的第二修补基面涂料组合物进行涂敷、干燥和煅烧。因此，第二修补基面涂料层330形成在第一修补基面涂料层320上。此第二修补基面涂料层330可包含包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化活性粉末。此涂覆的衬底为不具有其它修补基面涂料层的衬底-沸石粒子-催化粉末配置(S-Z-C)；在所说明的任何层下方、上方或之间可视需要包括其它修补基面涂料层。
图5说明一种根据一些实施方案形成涂覆的衬底的方法500。该方法包括：以包含组合物的修补基面涂料组合物涂覆衬底，所述组合物包含可包括一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化粒子，以形成经催化粒子涂覆的衬底；且后续以又一种包含高浓度沸石粒子的修补基面涂料组合物(称为含有沸石粒子的修补基面涂料组合物)涂覆得到的带催化粒子涂层的衬底，以形成带完整涂层的衬底，其为带催化粒子涂层的衬底/带沸石粒子涂层的衬底。优选地在每个涂覆步骤之间进行干燥过程和煅烧过程。此配置表示为S-C-Z(衬底-催化剂层-沸石层)。
在步骤510中，将可包括一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的第一修补基面涂料组合物，即含有催化粉末的组合物涂敷至衬底从而以第一修补基面涂料涂覆衬底。优选地，衬底包含堇青石、基本上由堇青石组成或由堇青石组成且包含蜂窝结构。然而，如本文所论述，预期衬底也可由其它材料形成且形成为其它配置。
在步骤520中，在衬底上进行第一干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤530中，在衬底上进行第一煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在步骤540中，将第二修补基面涂料组合物，即含有沸石粒子的修补基面涂料组合物涂敷至衬底从而以第二修补基面涂料涂覆第一修补基面涂料。
在步骤550中，在衬底上进行第二干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤560中，在衬底上进行第二煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在第二煅烧过程之后，涂覆的衬底在其表面上包含第一层和第二层。第一层包含可包括一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化材料。置于第一层上的第二层包含高浓度的沸石。此方法说明产生不具有其它修补基面涂料层的衬底-催化粉末-沸石粒子配置(S-C-Z)；此方法可易于修改以在所说明的任何步骤之前或之后视需要涂敷其它涂层。
图6A至6C说明在根据一些实施方案的修补基面涂料涂覆方法的不同阶段产生涂覆的衬底。
图6A说明在涂覆第一修补基面涂料组合物之前的衬底610。优选地，衬底610包含堇青石、基本上由堇青石组成或由堇青石组成且包含蜂窝结构。然而，预期衬底610的其它配置也在本公开的范围内。应注意，图6A至6C中对衬底610的展示仅说明被涂覆的一部分表面，且因此说明涂覆至此部分衬底上的后续涂层展示为仅涂覆此部分衬底的顶表面。另外，在衬底的其它部分或区域上可涂覆其它涂层。如图6A至6C中对于所示衬底部分所展示，如果图6A至6C中对衬底610的展示已打算说明整个衬底，则涂层将展示为涂覆的衬底的整个表面，而不仅是顶表面。
图6B说明其表面已涂覆含有催化剂的修补基面涂料组合物之后的衬底610，如图5展示的过程中所论述。可对可含有包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化粉末的第一修补基面涂料组合物进行涂敷、干燥和煅烧。得到的第一修补基面涂料620形成在衬底610的表面上。此第一修补基面涂料620包含催化粉末。
图6C说明第一修补基面涂料620已涂覆第二修补基面涂料组合物之后的衬底610，如图5展示的过程中所论述。可对含有沸石粒子的第二修补基面涂料组合物进行涂敷、干燥和煅烧。因此，第二修补基面涂料630形成在第一修补基面涂料620上。此第二修补基面涂料630包含沸石粒子，优选具有高浓度。此涂覆的衬底为不具有其它修补基面涂料层的衬底-催化粉末-沸石粒子配置(S-C-Z)；在所说明的任何层下方、上方或之间可视需要包括其它涂层。
图7说明一种根据一些实施方案形成涂覆的衬底的方法700。该方法包括以包含含有氧化铝的角落填充修补基面涂料组合物的修补基面涂料组合物涂覆衬底；以后续的修补基面涂料组合物涂覆得到的带角落填充涂层的衬底，该后续的修补基面涂料组合物包含含有催化粒子的组合物，该等催化粒子包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分(称为含有催化剂的修补基面涂料组合物、含有催化活性粉末的修补基面涂料组合物或含有催化剂粉末的修补基面涂料组合物)以形成带角落填充涂层的衬底/带催化剂粒子涂层的衬底；且后续以又一种包含高浓度沸石粒子的修补基面涂料组合物(称为含有沸石粒子的修补基面涂料组合物)涂覆得到的带角落填充涂层的衬底/带催化剂层涂层的衬底，以形成带完整涂层的衬底，其为带角落填充涂层的衬底/带催化剂粒子涂层的衬底/带沸石粒子涂层的衬底。优选地在每个涂覆步骤之间进行干燥过程和煅烧过程。此配置表示为S-F-C-Z(衬底-角落填充层-催化剂层-沸石层)。
在步骤710中，将第一修补基面涂料组合物，即角落填充修补基面涂料组合物涂敷至衬底从而以第一修补基面涂料涂覆衬底。优选地，衬底包含堇青石、基本上由堇青石组成或由堇青石组成且包含蜂窝结构。然而，如本文所论述，预期衬底也可由其它材料形成且形成为其它配置。
在步骤720中，在衬底上进行第一干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤730中，在衬底上进行第一煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在步骤740中，将第二修补基面涂料组合物，即可包括一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物涂敷至衬底从而以第二修补基面涂料涂覆第一修补基面涂料。
在步骤750中，在衬底上进行第二干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤760中，在衬底上进行第二煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在步骤770中，将第三修补基面涂料组合物，即含有沸石粒子的修补基面涂料组合物涂敷至衬底从而以第三涂层涂覆第二修补基面涂料。
在步骤780中，在衬底上进行第三干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤790中，在衬底上进行第三煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在第三煅烧过程之后，涂覆的衬底在其表面上包含第一层、第二层和第三层。置于衬底上的第一层含有角落填充材料，诸如氧化铝。置于第一层上的第二层包含可包括一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化材料。置于第二层上的第三层包含高浓度的沸石。此方法说明产生不具有其它修补基面涂料层的衬底-角落填充-催化粉末-沸石粒子配置(S-F-C-Z)；此方法可易于修改以在所说明的任何步骤之前或之后视需要涂敷其它涂层。
图8A至8D说明在根据一些实施方案的修补基面涂料涂覆方法的不同阶段产生涂覆的衬底。
图8A说明在涂覆第一修补基面涂料组合物之前的衬底810。优选地，衬底810包含堇青石、基本上由堇青石组成或由堇青石组成且包含蜂窝结构。然而，预期也可以使用其它配置的衬底810。应注意，图8A至8D中对衬底810的展示仅说明被涂覆的一部分表面，且因此说明涂覆至此部分衬底上的后续涂层展示为仅涂覆此部分衬底的顶表面。另外，在衬底的其它部分或区域上可涂覆其它涂层。如图8A至8D中对于所示衬底部分所展示，如果图8A至8D中对衬底810的展示已打算说明整个衬底，则涂层将展示为涂覆的衬底的整个表面，而不仅是顶表面。
图8B说明表面已涂有角落填充修补基面涂料组合物的衬底810，如图7展示的过程中所论述。可对含有角落填充材料的第一修补基面涂料组合物进行涂敷、干燥和煅烧。得到的第一修补基面涂料820形成在衬底810的表面上。此第一修补基面涂料820包含角落填充材料，诸如氧化铝。
图8C说明第一修补基面涂料820已涂覆第二修补基面涂料组合物之后的衬底810，如图7展示的过程中所论述。可对含有可包括一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化粉末的第二修补基面涂料组合物进行涂敷、干燥和煅烧。因此，第二修补基面涂料830形成在第一修补基面涂料820上。此第二修补基面涂料830包含包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化粉末。
图8D说明第二修补基面涂料830已涂覆第三修补基面涂料组合物之后的衬底810，如图7展示的过程中所论述。可对含有沸石粒子的第三组合物进行涂敷、干燥和煅烧。因此，第三涂层840形成在第二修补基面涂料830上。此第三涂层840包含沸石粒子，优选为高浓度的。此涂覆的衬底为不具有其它修补基面涂料层的衬底-角落填充-催化粉末-沸石粒子配置(S-F-C-Z)；可视需要在所说明的任何层下方、上方或之间包括其它涂层。
图9展示以S-F-C-Z配置涂覆的不具有其它修补基面涂料层的涂覆的衬底中的单一矩形通道900。衬底通道的壁910已涂有角落填充修补基面涂料920，接着为含有催化剂的涂层(包含一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分)930，接着为含有沸石粒子的涂层940。当催化转化器中采用涂覆的衬底作为排放物控制系统的一部分时，废气通过通道的管腔950。
尽管未说明，但本公开也包含一种根据S-F-Z-C(衬底-角落填充层-沸石层-催化剂层)实施方案形成涂覆的衬底的方法。该方法包括以包含含有氧化铝的角落填充修补基面涂料组合物的修补基面涂料组合物涂覆衬底；以后续的修补基面涂料组合物涂覆得到的带角落填充涂层的衬底，该后续的修补基面涂料组合物包含含有沸石粒子的组合物(称为含有沸石粒子的修补基面涂料组合物)以形成带角落填充涂层的衬底/带沸石粒子涂层的衬底；且后续以又一种修补基面涂料组合物涂覆得到的带角落填充涂层的衬底/带沸石层涂层的衬底，该后续修补基面涂料组合物包含可包括一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的催化剂粒子(称为含有催化剂的修补基面涂料组合物、含有催化活性粉末的修补基面涂料组合物或含有催化剂粉末的修补基面涂料组合物)，以形成带完整涂层的衬底，其为带角落填充涂层的衬底/带沸石粒子涂层的衬底/带催化剂粒子涂层的衬底。优选地在每个涂覆步骤之间进行干燥过程和煅烧过程。此配置表示为S-F-Z-C(衬底-角落填充层-沸石层-催化剂层)。
图12说明一种根据一些实施方案形成区域涂覆的衬底的方法1200。该方法包括以包含含有催化粒子的组合物的修补基面涂料组合物涂覆衬底的第一区域，以另一种包含高浓度沸石粒子的后续修补基面涂料组合物涂覆得到的衬底的经催化剂层涂覆的第一区域，以形成衬底的经催化剂粒子涂覆/经沸石粒子涂覆的第一区域。该方法还包括以包含含有PNA材料的组合物的修补基面涂料组合物涂覆衬底的第二区域，以形成包含衬底的催化剂粒子涂覆区域/沸石粒子涂覆区域和衬底的PNA粒子涂覆区域的区域涂覆的衬底。优选地在每个涂覆步骤之间进行干燥过程和煅烧过程。此配置表示为在衬底的一个区域上为S-C-Z(衬底-催化剂层-沸石层)且在衬底的另一个区域上为S-P(衬底-PNA层)。
在步骤1210中，将第一修补基面涂料组合物，即可包括一种或多种通过等离子体产生的催化剂组分的含有催化剂的修补基面涂料组合物涂敷至衬底的一个区域以涂覆衬底的第一区域。优选地，衬底包含堇青石、基本上由堇青石组成或由堇青石组成且包含蜂窝结构。然而，如本文所论述，预期衬底也可由其它材料形成且形成为其它配置。
在步骤1220中，在衬底上进行第一干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤1230中，在衬底上进行第一煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在步骤1240中，将第二修补基面涂料组合物，即含有沸石粒子的修补基面涂料组合物涂敷至衬底的第一区域从而以第二修补基面涂料层涂覆第一修补基面涂料层。
在步骤1250中，在衬底上进行第二干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤1260中，在衬底上进行第二煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在步骤1270中，将第三修补基面涂料组合物，即含有PNA粒子的修补基面涂料组合物涂敷至衬底的第二区域从而涂覆衬底的第二区域。
在步骤1280中，在衬底上进行第三干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤1290中，在衬底上进行第三煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在第三煅烧过程之后，涂覆的衬底在其表面的第一区域上包含第一层和第二层且在其表面的第二区域上包含第三层。置于衬底的第一区域上的第一层包含催化材料。置于第一层上的第二层包含高浓度的沸石。置于衬底的第二区域上的第三层包含PNA材料。此方法说明在衬底的不同区域上产生不具有其它修补基面涂料层的区域涂覆的配置(S-C-Z)和(S-P)；此方法可易于修改以在所说明的任何步骤之前或之后视需要对衬底的任何区域涂敷其它修补基面涂料层。另外，衬底可含有两个以上可具有0个或多个修补基面涂料层的区域。此外，衬底的一个区域在衬底的第二区域接收到其第一修补基面涂料层之前并非必须经过完全涂覆。另外，在一些实施方案中，PNA修补基面涂料组合物可涂敷至衬底的第二区域，之后将催化层或沸石层涂敷至衬底的第一区域。
图13A至13D说明根据一些实施方案在修补基面涂料涂覆方法的不同阶段产生区域涂覆的衬底。
图13A说明一种在经第一修补基面涂料组合物涂覆之前的衬底1310。优选地，衬底1310包含堇青石、基本上由堇青石组成或由堇青石组成且包含蜂窝结构。然而，预期也可以使用衬底1310的其它配置。应注意，图13A至13D中对衬底1310的展示仅说明被涂覆的一部分表面，且因此说明涂覆至此部分衬底上的后续修补基面涂料层展示为仅涂覆此部分衬底的顶表面。如图13A至13D中对于所示衬底部分所展示，如果图13A至13D中对衬底1310的展示已打算说明整个衬底，则修补基面涂料层将展示为涂覆的衬底的整个表面，而不仅是顶表面。
图13B说明其表面的区域1已涂有第一修补基面涂料组合物的衬底1310，如图12展示的过程中所论述。可对含有催化粉末的第一修补基面涂料组合物进行涂敷、干燥和煅烧。得到的第一修补基面涂料1320形成在衬底1310表面的区域1上。此第一修补基面涂料1320包含催化粉末。
图13C说明第一修补基面涂料层1320已涂覆第二修补基面涂料组合物之后的衬底1310的区域1，如图12展示的过程中所论述。可对含有沸石粒子的第二组合物进行涂敷、干燥和煅烧。因此，第二修补基面涂料层1330形成在第一修补基面涂料层1320上。此第二修补基面涂料层1330包含沸石粒子，优选具有高浓度。此第二修补基面涂料层可覆盖整个第一修补基面涂料层或仅覆盖第一修补基面涂料层的一部分。另外，此第二修补基面涂料层的部分可形成在衬底上。因此，第二修补基面涂料层的一部分可直接沉积在衬底上且第二修补基面涂料层的另一部分可直接沉积在第一修补基面涂料层上以便一部分与第一修补基面涂料层重叠。
图13D说明衬底的区域2已涂覆第三修补基面涂料组合物之后的衬底1310，如图12展示的过程中所论述。可对含有PNA粒子的第三组合物进行涂敷、干燥和煅烧。因此，第三修补基面涂料层1340形成在衬底的区域2上。此第三修补基面涂料层1340包含PNA材料。第三修补基面涂料层的一部分可直接沉积在衬底上且第三修补基面涂料层的另一部分可直接沉积在第一区域上以便一部分与区域1中的修补基面涂料层重叠。此涂覆的衬底在衬底的第一区域中为衬底-催化粉末-沸石粒子配置(S-C-Z)，且在衬底的第二区域中为衬底-PNA材料配置(S-P)，不具有其它修补基面涂料层；此方法可易于修改以在所说明的任何步骤之前或之后视需要对衬底的任何区域涂敷其它修补基面涂料层。另外，衬底可含有两个以上可具有0个或多个修补基面涂料层的区域。例如，图13D包括在衬底上不具有修补基面涂料层的区域3(或如前文提到的间隙)。此外，衬底的一个区域在衬底的第二区域接收到其第一修补基面涂料层之前并非必须经过完全涂覆。
尽管未说明，但本公开也包含一种根据任何公开的实施方案，诸如(S-F-Z-C)、(S-C)、(S-C-Z-P)、(S-Z-P)、(S-P)等，在衬底的任何区域上以任何组合形成区域涂覆的衬底的方法。另外，催化层可包括一个或多个催化层，诸如C1-C2配置。
图14(A)至14(C)展示区域涂覆的衬底的其它实施方案。图14A展示一种区域涂覆的衬底，其中衬底的第一涂覆区域和第二涂覆区域共用共同的第一修补基面涂料层1420，例如角落填充层。所述区域除第一修补基面涂料层以外，也可共用其它的修补基面涂料组合物。图14B展示一种区域涂覆的衬底，其中在衬底的第一涂覆区域和第二涂覆区域之间无未经涂覆的区域。图14C展示一种区域涂覆的衬底，其中衬底的第一涂覆区域的第二修补基面涂料层与衬底的第二涂覆区域的一部分重叠。来自任何区域的任何修补基面涂料层都可与另一涂覆区域的一部分重叠。应注意，修补基面涂料层涂覆在衬底内部通道的表面上；图13至14的高度示意图简单地打算有助于对分开不同区域中的不同修补基面涂料进行概念化，而并非打算作为详细的物理表示，尺寸也并非按比例绘制的(对于说明衬底上的修补基面涂料的所有其它图而言，同样如此)。
图22A说明一种根据本公开的一些实施方案形成涂覆的衬底的方法。该方法包括以第一修补基面涂料组合物(诸如第一催化修补基面涂料组合物)涂覆衬底，以形成第一修补基面涂料组合物层(诸如第一催化层)，且以第二修补基面涂料组合物(诸如第二催化修补基面涂料组合物)涂覆衬底以形成第二修补基面涂料组合物层(诸如第二催化层)。此配置表示为S-C1-C2(衬底-第一催化层-第二催化层)。在一些实施方案中，第一催化修补基面涂料组合物与第二催化修补基面涂料组合物可具有相同的组成。在其它实施方案中，第一催化修补基面涂料组合物与第二催化修补基面涂料组合物可具有不同的组成。第一催化修补基面涂料组合物与第二催化修补基面涂料组合物可为本申请中公开的任何催化修补基面涂料组合物。另外，可有其它修补基面涂料组合物与第一催化修补基面涂料和第二催化修补基面涂料一起采用。例如，首先可在衬底上采用角落填充修补基面涂料组合物。另外，可存在具有第一和第二催化修补基面涂料组合物的沸石修补基面涂料和/或PNA修补基面涂料。
在步骤2205中，将第一修补基面涂料组合物(第一催化修补基面涂料组合物)涂敷至衬底以形成第一催化层。优选地，衬底包含堇青石、基本上由堇青石组成或由堇青石组成且包含蜂窝结构。然而，如本文所论述，预期衬底也可由其它材料形成且形成为其它配置。
在步骤2210中，在衬底上进行第一干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤2215中，在衬底上进行第一煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在步骤2220中，将第二修补基面涂料组合物(第二催化修补基面涂料组合物)涂敷至衬底从而以第二层涂覆第一催化层。
在步骤2225中，在衬底上进行第二干燥过程。所述干燥过程的实例包括(但不限于)热干燥过程或急骤干燥过程。
在步骤2230中，在衬底上进行第二煅烧过程。预期煅烧过程的长度和温度可视具体实施方案中各组分的特征而变化。
在第二煅烧过程之后，涂覆的衬底在其表面上包括第一催化层和第二催化层。两个催化层都包含催化活性材料，但在一些实施方案中，第一催化层和第二催化层的催化活性材料的组成可不同。此方法说明一种产生不具有其它修补基面涂料层的衬底-第一催化层-第二催化层(S-C1-C2)配置的方法；此方法可易于修改以在所说明的任何步骤之前或之后视需要涂敷其它修补基面涂料层。优选地在每个涂覆步骤之间进行干燥过程和煅烧过程。
图22B说明经第一催化层和第二催化层(S-C1-C2配置)2235涂覆的衬底的一种实施方案。另外，可在衬底的其它部分或区域上涂覆其它修补基面涂料层。优选地，衬底2240包含堇青石、基本上由堇青石组成或由堇青石组成且包含蜂窝结构。然而，如本文所论述，预期衬底也可由其它材料形成且形成为其它配置。第一催化层2245涂覆衬底2240且第二催化层450涂覆第一催化层2245以外的衬底2240。在一些实施方案中，第一催化层2245与第二催化层2250可具有相同的组成。在其它实施方案中，第一催化层2245与第二催化层2250可具有不同的组成。如前文所述，第一催化层和第二催化层可为本文公开的任何催化层。在一些实施方案中，第一催化层或第二催化层可包含另一种类型的催化活性材料。
排气系统、车辆和排放物性能
应了解，本文所述的涂覆的衬底、使用本文所述涂覆的衬底的催化转化器和使用本文所述涂覆的衬底的废气处理系统尤其适用于轻型柴油发动机和重型柴油车辆。使用本文所述催化转化器的车辆可符合关于轻型和重型柴油车辆的欧洲5、欧洲6、U.S.EPA(截至2010年)、U.S.EPA固有低排放车辆(ILEV)和/或U.S.EPA超低排放车辆(ULEV)标准。
轻型柴油机
在本公开的一些实施方案中，将如本文所公开的涂覆的衬底置于催化转化器内的某一位置处以配置成用以接收来自内燃机的废气，诸如在内燃机的排气系统中。催化转化器可用于来自柴油发动机(诸如轻型柴油发动机)的废气。催化转化器可安装在含有柴油发动机(诸如轻型柴油发动机)的车辆上。
将涂覆的衬底置于外壳内，诸如图1中所示，外壳又可置于内燃机的排气系统(也称为废气处理系统)中。内燃机可为柴油发动机，诸如轻型柴油发动机，诸如轻型柴油车辆的发动机。内燃机的排气系统将来自发动机的废气通常接收至排气歧管中，且将废气传输至废气处理系统。催化转化器形成排气系统的部分且常称为柴油机氧化催化器(DOC)。排气系统也可以包括柴油机颗粒过滤器(DPF)和/或选择性催化还原装置(SCR装置)和/或稀油NOx捕集器(LNT)；在从发动机接收废气的顺序中，典型的排列为DOC-DPF和DOC-DPF-SCR。排气系统也可以包括其它组分，诸如氧传感器、HEGO(加热式废气氧)传感器、UEGO(通用废气氧)传感器、用于其它气体的传感器和温度传感器。排气系统也可以包括控制器，诸如发动机控制装置(ECU)、微处理器或发动机管理计算机，其可调整车辆的各种参数(燃料流率、燃料/空气比、燃料喷射、发动机定时、阀定时等)以使到达废气处理系统的废气的组分最优化，从而管理释放到环境中的排放物。
“处理”废气，诸如来自柴油发动机(诸如轻型柴油发动机)的废气，指的是使废气经过排气系统(废气处理系统)后释放到环境中。如上所述，来自发动机的废气通常将流经包含柴油机氧化催化器和柴油机颗粒过滤器的排气系统或包含柴油机氧化催化器、柴油机颗粒过滤器和选择性催化还原装置(SCR)的排气系统，之后释放到环境中。
美国环境保护署将“轻型柴油车辆”(“LDDV”)定义为具有8,500磅或8,500磅以下的车辆总重且设计主要用于运输人或财物的柴油动力机动车辆，而非柴油公共汽车。在欧洲，“轻型柴油发动机”被认为是用在3.5公吨或3.5公吨以下(7,716磅或7,716磅以下)的车辆中的发动机(参考欧盟指令1992/21EC和1995/48EC)。在本公开的一些实施方案中，轻型柴油车辆为重量为约8,500磅或8,500磅以下或约7,700磅或7,700磅以下的柴油车辆，且轻型柴油发动机为用在轻型柴油车辆中的发动机。
当用在催化转化器中时，本文公开的涂覆的衬底可提供优于其它催化转化器的显著改良。涂覆的衬底中的沸石在废气仍是冷的时候充当废气的中间储存装置。不利的气体(包括(但不限于)烃、一氧化碳和氮氧化物或NOx)在冷启动阶段期间吸附至沸石，而催化剂尚不具活性，且稍后在催化剂达到足以有效分解气体的温度(即，起燃温度)时释放。
在一些实施方案中，采用本文公开的涂覆的衬底的催化转化器和废气处理系统呈现以下排放物：3400mg/英里或3400mg/英里以下的CO排放物和400mg/英里或400mg/英里以下的NOx排放物；3400mg/英里或3400mg/英里以下的CO排放物和200mg/英里或200mg/英里以下的NOx排放物；或1700mg/英里或1700mg/英里以下的CO排放物和200mg/英里或200mg/英里以下的NOx排放物。公开的用作催化转化器衬底的涂覆的衬底可用于排放系统中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。
欧洲的排放限制在URLeuropa.eu/legislation_summaries/environm ent/air_pollution/128186_en.htm概述。截至2009年9月实施的欧洲5排放标准规定500mg/km CO排放物、180mg/km NOx排放物和230mg/km HC(烃)+NOx排放物的限值。预定截至2014年9月实施的欧洲6排放标准规定500mg/km CO排放物、80mg/km NOx排放物和170mg/km HC(烃)+NOx排放物的限值。所公开的催化转化器衬底可用于排放系统中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的负载有5.0g/l或5.0g/l以下PGM的催化转化器呈现比仅使用湿式化学方法制得且具有相同或类似PGM负载的催化转化器至少低5℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的负载有5.0g/l或5.0g/l以下PGM的催化转化器呈现比仅使用湿式化学方法制得且具有相同或类似PGM负载的催化转化器至少低10℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的负载有4.0g/l或4.0g/l以下PGM的催化转化器呈现比仅使用湿式化学方法制得且具有相同或类似PGM负载的催化转化器至少低5℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器展示在仅使用湿式化学方法制得的催化转化器的一氧化碳起燃温度的+/-3℃以内的一氧化碳起燃温度，而由涂覆的衬底制得的催化转化器采用比仅使用湿式化学方法制得的催化转化器少30％的催化剂。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示此性能(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现在仅使用湿式化学方法制得的催化转化器的一氧化碳起燃温度+/-2℃以内的一氧化碳起燃温度，而由涂覆的衬底制得的催化转化器采用比仅使用湿式化学方法制得的催化转化器少30％的催化剂。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示此性能(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现在仅使用湿式化学方法制得的催化转化器的一氧化碳起燃温度+/-4℃以内的一氧化碳起燃温度，而由涂覆的衬底制得的催化转化器采用比仅使用湿式化学方法制得的催化转化器少40％的催化剂。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示此性能(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现在仅使用湿式化学方法制得的催化转化器的一氧化碳起燃温度+/-2℃以内的一氧化碳起燃温度，而由涂覆的衬底制得的催化转化器采用比仅使用湿式化学方法制得的催化转化器少40％的催化剂。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示此性能(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现在仅使用湿式化学方法制得的催化转化器的一氧化碳起燃温度+/-5℃以内的一氧化碳起燃温度，而由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器采用比仅使用湿式化学方法制得的催化转化器少50％的催化剂。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示此性能(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现在仅使用湿式化学方法制得的催化转化器的一氧化碳起燃温度+/-2℃以内的一氧化碳起燃温度，而由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器采用比仅使用湿式化学方法制得的催化转化器少50％的催化剂。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示此性能(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合美国EPA排放要求，而与符合相同标准的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比使用少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。排放要求可为中值寿命要求或完整寿命要求。要求可为TLEV要求、LEV要求或ULEV要求。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合EPA TLEV/LEV中值寿命要求。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合EPA TLEV/LEV完整寿命要求。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合EPA ULEV中值寿命要求。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合EPA ULEV完整寿命要求。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合EPA TLEV/LEV中值寿命要求，而使用与符合此标准的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合EPA TLEV/LEV完整寿命要求，而使用与符合此标准的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合EPA ULEV中值寿命要求，而使用与符合此标准的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合EPA ULEV完整寿命要求，而使用与符合此标准的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合欧洲5要求。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合欧洲6要求。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合欧洲5要求，而使用与符合欧洲5要求的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合欧洲6要求，而使用与符合欧洲6要求的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现4200mg/英里或4200mg/英里以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现3400mg/英里或3400mg/英里以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现2100mg/英里或2100mg/英里以下的一氧化碳排放物。在另一实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现1700mg/英里或1700mg/英里以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现500mg/km或500mg/km以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现375mg/km或375mg/km以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现250mg/km或250mg/km以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现180mg/km或180mg/km以下的NOx排放物。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现80mg/km或80mg/km以下的NOx排放物。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现40mg/km或40mg/km以下的NOx排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现230mg/km或230mg/km以下的NOx+HC排放物。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现170mg/km或170mg/km以下的NOx+HC排放物。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现85mg/km或85mg/km以下的NOx+HC排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现500mg/km或500mg/km以下的一氧化碳排放物，而使用与呈现相同或类似排放物的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现375mg/km或375mg/km以下的一氧化碳排放物，而使用与呈现相同或类似排放物的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现250mg/km或250mg/km以下的一氧化碳排放物，而使用与呈现相同或类似排放物的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现180mg/km或180mg/km以下的NOx排放物，而使用与呈现相同或类似排放物的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现80mg/km或80mg/km以下的NOx排放物，而使用与呈现相同或类似排放物的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现40mg/km或40mg/km以下的NOx排放物，而使用与呈现相同或类似排放物的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现230mg/km或230mg/km以下的NOx+HC排放物，而使用与呈现相同或类似排放物的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现170mg/km或170mg/km以下的NOx+HC排放物，而使用与呈现相同或类似排放物的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现85mg/km或85mg/km以下的NOx+HC排放物，而使用与呈现相同或类似排放物的仅使用湿式化学方法制得的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km或约150,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，对于上述比较而言，将由本公开的衬底制得的催化转化器的铂族金属节约(减少)与1)对于所公开的应用而言(例如用在柴油发动机或车辆，诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆上)，使用湿式化学制得的市售催化转化器，或2)仅使用湿式化学制得的使用最小量的铂族金属来实现所示性能标准的催化转化器进行比较。
在一些实施方案中，对于上述比较而言，根据本公开的涂覆的衬底和在市售催化转化器中使用的催化剂或仅使用湿式化学方法制备的催化剂在测试之前都经过老化(相同量)。在一些实施方案中，根据本公开的涂覆的衬底和在市售催化转化器中使用的催化剂衬底或仅使用湿式化学方法制备的催化剂衬底老化至约(或至多约)50,000公里、约(或至多约)50,000英里、约(或至多约)75,000公里、约(或至多约)75,000英里、约(或至多约)100,000公里、约(或至多约)100,000英里、约(或至多约)125,000公里、约(或至多约)125,000英里、约(或至多约)150,000公里或约(或至多约)150,000英里。在一些实施方案中，对于上述比较而言，根据本公开的涂覆的衬底和在市售催化转化器中使用的催化剂衬底或仅使用湿式化学方法制备的催化剂衬底在测试之前经过人工老化(相同量)。在一些实施方案中，通过加热至约400℃、约500℃、约600℃、约700℃、约800℃、约900℃、约1000℃、约1100℃或约1200℃持续约(或至多约)4小时、约(或至多约)6小时、约(或至多约)8小时、约(或至多约)10小时、约(或至多约)12小时、约(或至多约)14小时、约(或至多约)16小时、约(或至多约)18小时、约(或至多约)20小时、约(或至多约)22小时或约(或至多约)24小时将其人工老化。在一些实施方案中，通过加热至约800℃持续约16小时将其人工老化。
在一些实施方案中，对于上述比较而言，将由本公开的衬底制得的催化转化器的铂族金属节约(减少)与1)对于所公开的应用而言(例如用在柴油发动机或车辆，诸如轻型柴油发动机或轻型柴油车辆上)，仅使用湿式化学制得的市售催化转化器，或2)仅使用湿式化学制得的使用最小量的铂族金属来实现所示性能标准的催化转化器进行比较，且在如上所述将根据本公开的涂覆的衬底和在市售催化剂或仅使用湿式化学制得的以最小量的PGM来实现所示性能标准的催化剂中使用的催化衬底老化之后。
在一些实施方案中，对于上述采用本公开的涂覆的衬底的催化转化器而言、对于使用采用本公开的涂覆的衬底的催化转化器的废气处理系统而言以及对于采用这些催化转化器和废气处理系统的车辆而言，连同柴油机颗粒过滤器一起采用催化转化器作为柴油机氧化催化器，或连同柴油机颗粒过滤器和选择性催化还原装置一起采用催化转化器作为柴油机氧化催化器以符合或超越上文所述关于CO和/或NOx和/或HC的标准。
重型柴油机
在本公开的一些实施方案中，将如本文所公开的涂覆的衬底置于催化转化器内的某一位置处以配置成用以接收来自内燃机的废气，诸如在内燃机的排气系统中。催化转化器可用于来自柴油发动机(诸如重型柴油发动机)的废气。催化转化器可安装在含有柴油发动机(诸如重型柴油发动机)的车辆上。
将涂覆的衬底置于外壳内，诸如图1中所示，外壳又可置于内燃机的排气系统(也称为废气处理系统)中。内燃机可为柴油发动机，诸如重型柴油发动机，诸如重型柴油车辆的发动机。内燃机的排气系统将来自发动机的废气通常接收至排气歧管中，且将废气传输至废气处理系统。催化转化器形成排气系统的部分且常称为柴油机氧化催化器(DOC)。排气系统也可以包括柴油机颗粒过滤器(DPF)和/或选择性催化还原装置(SCR装置)和/或稀油NOx捕集器(LNT)；在从发动机接收废气的顺序中，典型的排列为DOC-DPF和DOC-DPF-SCR。排气系统也可以包括其它组分，诸如氧传感器、HEGO(加热式废气氧)传感器、UEGO(通用废气氧)传感器、用于其它气体的传感器和温度传感器。排气系统也可以包括控制器，诸如发动机控制装置(ECU)、微处理器或发动机管理计算机，其可调整车辆的各种参数(燃料流率、燃料/空气比、燃料喷射、发动机定时、阀定时等)以使到达废气处理系统的废气的组分最优化，从而管理释放到环境中的排放物。
“处理”废气，诸如来自柴油发动机(诸如重型柴油发动机)的废气，指的是使废气经过排气系统(废气处理系统)后释放到环境中。如上所述，来自发动机的废气通常将流经包含柴油机氧化催化器和柴油机颗粒过滤器的排气系统或包含柴油机氧化催化器、柴油机颗粒过滤器和选择性催化还原装置(SCR)的排气系统，之后释放到环境中。
本文所述的催化转化器和排气系统可用在重型柴油车辆中。美国环境保护署(“U.S.EPA”)将“重型车辆”定义为具有8,500磅以上车辆总重等级的那些车辆，除了某些重量小于10,000磅的客运车辆以外。U.S.EPA还将“轻重型柴油发动机”定义为用在重于8,500磅但轻于19,500磅的车辆中的发动机，除了某些重量小于10,000磅的客运车辆以外。U.S.EPA还将“中重型柴油发动机”定义为用在19,500磅或比19,500磅重，33,000磅或比33,000磅轻的车辆中的发动机。U.S.EPA还将“重重型柴油发动机”定义为用在33,000磅以上的车辆中的发动机。在加利福尼亚，“轻重型柴油发动机”定义为用在重于14,000磅但轻于19,500磅的车辆中的发动机，所述车辆是在1995年或1995年之后制造的。在欧洲，“重型柴油发动机”被认为是用在3.5公吨以上(7,716磅以上)的车辆中的发动机。在本公开的一些实施方案中，重型柴油车辆为重量大于约7,700磅、或大于约8,500磅、或大于约10,000磅、或大于约14,000磅、或大于约19,500磅、或大于约33,000磅的柴油车辆，重型柴油发动机为用在重型柴油车辆中的发动机。
当用在催化转化器中时，本文公开的涂覆的衬底可提供优于用于重型车辆的其它催化转化器的显著改良。不同比率的混合铂族金属可独立地影响HC、CO和NOx排放物的催化效率。例如，在一些实施方案中，具有铂和钯混合物(比率为20:1 Pt/Pd(重量/重量))的催化活性材料与具有铂和钯混合物(比率为5:1 Pt/Pd(重量/重量))的催化活性材料相比(对于使用的等量总PGM)对于催化NOx排放物更为有效且对于催化HC排放物较不有效。在重型车辆中的催化转化器的平均运行高温下，重要的是有效地催化ΝΟx排放物，而不损失对HC和CO排放物的有效催化。本文公开的催化剂组合和修补基面涂料架构提供对NOx排放物的有效催化和对HC和CO排放物的有效催化。本文公开的涂覆的衬底适合与下游的选择性催化还原(SCR)装置组合使用。SCR催化过程使有毒的氮氧化物(NOx)还原为无害的氮气(N2)。当进入装置的NO与NO2的比率(即，一氧化氮与二氧化氮的比率)为1:1时，出现最佳的SCR性能。通过在SCR装置上游将一些NO氧化为NO2，本文公开的涂覆的衬底将NO:NO2的比率调整为接近最佳的1:1比率，且因此改良排放物控制系统对于减少氮氧化物排放物的总体性能。
截至2008年10月实施的关于重型车辆排放物的欧洲5排放标准规定1500mg/kWhCO排放物、460mg/kWh HC排放物和2000mg/kWhΝΟx排放物的限值(指令2005/55/EC)。预定在2013年12月实施的关于重型车辆排放物的欧洲6排放标准规定1500mg/kWh CO排放物、130mg/kWh HC排放物和400mg/kWh NOx排放物的限值(法规595/2009/EC)。公开的催化转化器衬底可用于排放系统中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。
对于2010年以后制造的那些车辆而言，关于“重型公路压缩点火发动机和城市公交车”的U.S.EPA排放标准概述在http://www.epa.gov/otaq/standards/heavy-duty/hdci-exhaust.htm中且对于EPA瞬态测试程序(the EPA Transient Test Procedure)和补充排放试验(the Supple mental Emission Test)而言规定15.5g/bhp-hr CO排放物、140mg/bhp-hr无甲烷烃(NMHC)排放物和200mg/bhp-hr NOx排放物的限值。对于2010年以后制造的那些车辆而言，关于“重型公路压缩点火发动机和城市公交车”的U.S.EPA排放标准对于非超限试验(the Not to Exceed Test)方法而言具有15.5g/bhp-hr CO排放物、210mg/bhp-hr无甲烷烃(NMHC)排放物和300mg/bhp-hr NOx排放物的限值。
关于“重型公路发动机—清洁燃料车队废气排放标准”的U.S.EPA排放标准概述在http://www.epa.gov/otaq/standards/heavy-duty/hd-cff.htm中且对于重型柴油发动机固有低排放车辆(“ILEV”)规定14.4g/bhp-hr CO排放物的另一限值且对于重型柴油发动机超低排放车辆(“ULEV”)规定7.2g/bhp-hr CO排放物的另一限值
U.S.EPA认为发动机的“使用寿命”对于轻重型柴油发动机而言为早于10年或110,000英里，对于中重型柴油发动机而言为185,000英里且对于2004年以后制造的重重型柴油发动机而言为435,000英里(或22,000小时运行时间)。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合关于CO、HC和NOx排放物的欧洲5要求。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器排放小于1500mg/kWh CO排放物、小于460mg/kWh HC排放物和小于2000mg/kWh NOx排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合欧洲5要求，而使用与使用单一类型催化活性材料制得且符合欧洲5要求的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和参考催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合关于CO、HC和NOx排放物的欧洲6要求。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器排放小于1500mg/kWh CO排放物、小于130mg/kWh HC排放物和小于400mg/kWh NOx排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合欧洲6要求，而使用与使用单一类型催化活性材料制得且符合欧洲6要求的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和参考催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合关于CO、HC和NOx排放物的U.S.EPA“重型公路压缩点火发动机和城市公交车”排放标准。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器排放小于15.5g/bhp-hr CO排放物、140mg/bhp-hr无甲烷烃(NMHC)排放物和200mg/bhp-hr NOx排放物。在一些实施方案中，排放要求为完整“使用寿命”要求。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合U.S.EPA“重型公路压缩点火发动机和城市公交车”排放标准，而使用与使用单一类型催化活性材料制得且符合U.S.EPA“重型公路压缩点火发动机和城市公交车”排放标准的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和参考催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆，诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合关于CO、HC和NOx排放物的U.S.EPA“重型公路发动机—清洁燃料车队废气排放标准”ILEV排放标准。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器排放小于14.4g/bhp-hrCO排放物、140mg/bhp-hr无甲烷烃(NMHC)排放物和200mg/bhp-hrNOx排放物。在一些实施方案中，排放要求为完整“使用寿命”要求。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合U.S.EPA“重型公路发动机—清洁燃料车队废气排放标准”ILEV排放标准，而使用与使用单一类型催化活性材料制得且符合U.S.EPA“重型公路压缩点火发动机和城市公交车”排放标准的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和参考催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合关于CO、HC和NOx排放物的U.S.EPA“重型公路发动机—清洁燃料车队废气排放标准”ULEV排放标准。在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器排放小于7.2g/bhp-hr CO排放物、140mg/bhp-hr无甲烷烃(NMHC)排放物和200mg/bhp-hrΝΟx排放物。在一些实施方案中，排放要求为完整“使用寿命”要求。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器符合U.S.EPA“重型公路发动机—清洁燃料车队废气排放标准”ULEV排放标准，而使用与使用单一类型催化活性材料制得且符合U.S.EPA“重型公路压缩点火发动机和城市公交车”排放标准的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现4000mg/bhp-hr或4000mg/bhp-hr以下、2400mg/bhp-hr或2400mg/bhp-hr以下、1200mg/bhp-hr或1200mg/bhp-hr以下、400mg/bhp-hr或400mg/bhp-hr以下、200mg/bhp-hr或200mg/bhp-hr以下、150mg/bhp-hr或150mg/bhp-hr以下或100mg/bhp-hr或100mg/bhp-hr以下的NOx排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现4000mg/kWh或4000mg/kWh以下、3000mg/kWh或3000mg/kWh以下、2000mg/kWh或2000mg/kWh以下、1000mg/kWh或1000mg/kWh以下、400mg/kWh或400mg/kWh以下、300mg/kWh或300mg/kWh以下或200mg/kWh或200mg/kWh以下的NOx排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现46.5g/bhp-hr或46.5g/bhp-hr以下、31g/bhp-hr或31g/bhp-hr以下、15.5g/bhp-hr或15.5g/bhp-hr以下、14.4g/bhp-hr或14.4g/bhp-hr以下、7.2g/bhp-hr或7.2g/bhp-hr以下或3.6g/bhp-hr或3.6g/bhp-hr以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现4500mg/kWh或4500mg/kWh以下、3000mg/kWh或3000mg/kWh以下、1500mg/kWh或1500mg/kWh以下、1200mg/kWh或1200mg/kWh以下、800mg/kWh或800mg/kWh以下或600mg/kWh或600mg/kWh以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现46.5g/bhp-hr(克每制动马力-小时)或46.5g/bhp-hr以下、31g/bhp-hr或31g/bhp-hr以下、15.5g/bhp-hr或15.5g/bhp-hr以下、14.4g/bhp-hr或14.4g/bhp-hr以下、7.2g/bhp-hr或7.2g/bhp-hr以下、3.6g/bhp-hr或3.6g/bhp-hr以下的一氧化碳排放物和4000mg/bhp-hr或4000mg/bhp-hr以下、2400mg/bhp-hr或2400mg/bhp-hr以下、1200mg/bhp-hr、400mg/bhp-hr或400mg/bhp-hr以下、200mg/bhp-hr或200mg/bhp-hr以下、150mg/bhp-hr或150mg/bhp-hr以下或100mg/bhp-hr或100mg/bhp-hr以下的NOx排放物。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现4500mg/kWh或4500mg/kWh以下、3000mg/kWh或3000mg/kWh以下、1500mg/kWh或1500mg/kWh以下、1200mg/kWh或1200mg/kWh以下、800mg/kWh或800mg/kWh以下或600mg/kWh或600mg/kWh以下的一氧化碳排放物和4000mg/kWh或4000mg/kWh以下、3000mg/kWh或3000mg/kWh以下、2000mg/kWh或2000mg/kWh以下、1000mg/kWh或1000mg/kWh以下、400mg/kWh或400mg/kWh以下、300mg/kWh或300mg/kWh以下或200mg/kWh或200mg/kWh以下的NOx排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现2400mg/bhp-hr或2400mg/bhp-hr以下、1200mg/bhp-hr或1200mg/bhp-hr以下、600mg/bhp-hr或600mg/bhp-hr以下、300mg/bhp-hr或300mg/bhp-hr以下、140mg/bhp-hr或140mg/bhp-hr以下、100mg/bhp-hr或100mg/bhp-hr以下或60mg/bhp-hr或60mg/bhp-hr以下的无甲烷烃(NMHC)排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆)(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现2000mg/kWh或2000mg/kWh以下、1000mg/kWh或1000mg/kWh以下、920mg/kWh或920mg/kWh以下、460mg/kWh或460mg/kWh以下、250mg/kWh或250mg/kWh以下、130mg/kWh或130mg/kWh以下或60mg/kWh或60mg/kWh以下的烃(HC)排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现2400mg/bhp-hr或2400mg/bhp-hr以下、1200mg/bhp-hr或1200mg/bhp-hr以下、600mg/bhp-hr或600mg/bhp-hr以下、300mg/bhp-hr或300mg/bhp-hr以下、140mg/bhp-hr或140mg/bhp-hr以下、100mg/bhp-hr或100mg/bhp-hr以下或60mg/bhp-hr或60mg/bhp-hr以下的无甲烷烃(NMHC)排放物和4000mg/bhp-hr或4000mg/bhp-hr以下、2400mg/bhp-hr或2400mg/bhp-hr以下、1200mg/bhp-hr、400mg/bhp-hr或400mg/bhp-hr以下、200mg/bhp-hr或200mg/bhp-hr以下、150mg/bhp-hr或150mg/bhp-hr以下或100mg/bhp-hr或100mg/bhp-hr以下的NOx排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器呈现2000mg/kWh或2000mg/kWh以下、1000mg/kWh或1000mg/kWh以下、920mg/kWh或920mg/kWh以下、460mg/kWh或460mg/kWh以下、250mg/kWh或250mg/kWh以下、130mg/kWh或130mg/kWh以下或60mg/kWh或60mg/kWh以下的烃(HC)排放物和4000mg/kWh或4000mg/kWh以下、3000mg/kWh或3000mg/kWh以下、2000mg/kWh或2000mg/kWh以下、1000mg/kWh或1000mg/kWh以下、400mg/kWh或400mg/kWh以下、300mg/kWh或300mg/kWh以下或200mg/kWh或200mg/kWh以下的NOx排放物。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的催化转化器呈现4000mg/bhp-hr或4000mg/bhp-hr以下、2400mg/bhp-hr或2400mg/bhp-hr以下、1200mg/bhp-hr或1200mg/bhp-hr以下、400mg/bhp-hr或400mg/bhp-hr以下、200mg/bhp-hr或200mg/bhp-hr以下、150mg/bhp-hr或150mg/bhp-hr以下或100mg/bhp-hr或100mg/bhp-hr以下的NOx排放物，而使用与使用单一类型催化活性材料制得的呈现相同或类似排放物的参考催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和参考催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现4000mg/kWh或4000mg/kWh以下、3000mg/kWh或3000mg/kWh以下、1500mg/kWh或1500mg/kWh以下、1200mg/kWh或1200mg/kWh以下、800mg/kWh或800mg/kWh以下或600mg/kWh或600mg/kWh以下的NOx排放物，而使用与使用单一类型催化活性材料制得的呈现相同或类似排放物的参考催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和参考催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的催化转化器呈现46.5g/bhp-hr或46.5g/bhp-hr以下、31g/bhp-hr或31g/bhp-hr以下、15.5g/bhp-hr或15.5g/bhp-hr以下、14.4g/bhp-hr或14.4g/bhp-hr以下、7.2g/bhp-hr或7.2g/bhp-hr以下或3.6g/bhp-hr或3.6g/bhp-hr以下的一氧化碳排放物，而使用与使用单一类型催化活性材料制得的呈现相同或类似排放物的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和参考催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现4500mg/kWh或4500mg/kWh以下、3000mg/kWh或3000mg/kWh以下、1500mg/kWh或1500mg/kWh以下、1200mg/kWh或1200mg/kWh以下、800mg/kWh或800mg/kWh以下或600mg/kWh或600mg/kWh以下的一氧化碳排放物，而使用与使用单一类型催化活性材料制得的呈现相同或类似排放物的参考催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和参考催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的催化转化器呈现46.5g/bhp-hr或46.5g/bhp-hr以下、31g/bhp-hr或31g/bhp-hr以下、15.5g/bhp-hr或15.5g/bhp-hr以下、14.4g/bhp-hr或14.4g/bhp-hr以下、7.2g/bhp-hr或7.2g/bhp-hr以下或3.6g/bhp-hr或3.6g/bhp-hr以下的一氧化碳排放物和4000mg/bhp-hr或4000mg/bhp-hr以下、2400mg/bhp-hr或2400mg/bhp-hr以下、1200mg/bhp-hr、400mg/bhp-hr或400mg/bhp-hr以下、200mg/bhp-hr或200mg/bhp-hr以下、150mg/bhp-hr或150mg/bhp-hr以下或100mg/bhp-hr或100mg/bhp-hr以下的NOx排放物，而使用与使用单一类型催化活性材料制得的呈现相同或类似排放物的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现4500mg/kWh或4500mg/kWh以下、3000mg/kWh或3000mg/kWh以下、1500mg/kWh或1500mg/kWh以下、1200mg/kWh或1200mg/kWh以下、800mg/kWh或800mg/kWh以下或600mg/kWh或600mg/kWh以下的一氧化碳排放物和4000mg/kWh或4000mg/kWh以下、3000mg/kWh或3000mg/kWh以下、2000mg/kWh或2000mg/kWh以下、1000mg/kWh或1000mg/kWh以下、400mg/kWh或400mg/kWh以下、300mg/kWh或300mg/kWh以下或200mg/kWh或200mg/kWh以下的NOx排放物，而使用与使用单一类型催化活性材料制得的呈现相同或类似排放物的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的催化转化器呈现2400mg/bhp-hr或2400mg/bhp-hr以下、1200mg/bhp-hr或1200mg/bhp-hr以下、600mg/bhp-hr或600mg/bhp-hr以下、300mg/bhp-hr或300mg/bhp-hr以下、140mg/bhp-hr或140mg/bhp-hr以下、100mg/bhp-hr或100mg/bhp-hr以下或60mg/bhp-hr或60mg/bhp-hr以下的无甲烷烃(NMHC)排放物，而使用与使用单一类型催化活性材料制得的呈现相同或类似排放物的参考催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和参考催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现2000mg/kWh或2000mg/kWh以下、1000mg/kWh或1000mg/kWh以下、920mg/kWh或920mg/kWh以下、460mg/kWh或460mg/kWh以下、250mg/kWh或250mg/kWh以下、130mg/kWh或130mg/kWh以下或60mg/kWh或60mg/kWh以下的烃(HC)排放物，而使用与使用单一类型催化活性材料制得的呈现相同或类似排放物的参考催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆(例如，轻重型柴油发动机或轻重型柴油车辆、或中重型柴油发动机或中重型柴油车辆、或重重型柴油发动机或重重型柴油车辆))上采用的催化转化器呈现2400mg/bhp-hr或2400mg/bhp-hr以下、1200mg/bhp-hr或1200mg/bhp-hr以下、600mg/bhp-hr或600mg/bhp-hr以下、300mg/bhp-hr或300mg/bhp-hr以下、140mg/bhp-hr或140mg/bhp-hr以下、100mg/bhp-hr或100mg/bhp-hr以下或60mg/bhp-hr或60mg/bhp-hr以下的无甲烷烃(NMHC)排放物和4000mg/bhp-hr或4000mg/bhp-hr以下、2400mg/bhp-hr或2400mg/bhp-hr以下、1200mg/bhp-hr、400mg/bhp-hr或400mg/bhp-hr以下、200mg/bhp-hr或200mg/bhp-hr以下、150mg/bhp-hr或150mg/bhp-hr以下或100mg/bhp-hr或100mg/bhp-hr以下的NOx排放物，而使用与使用单一类型催化活性材料制得的呈现相同或类似排放物的参考催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和参考催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得且在柴油发动机或柴油车辆(诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆)上采用的催化转化器呈现2000mg/kWh或2000mg/kWh以下、1000mg/kWh或1000mg/kWh以下、920mg/kWh或920mg/kWh以下、460mg/kWh或460mg/kWh以下、250mg/kWh或250mg/kWh以下、130mg/kWh或130mg/kWh以下或60mg/kWh或60mg/kWh以下的烃(HC)排放物和4000mg/kWh或4000mg/kWh以下、3000mg/kWh或3000mg/kWh以下、2000mg/kWh或2000mg/kWh以下、1000mg/kWh或1000mg/kWh以下、400mg/kWh或400mg/kWh以下、300mg/kWh或300mg/kWh以下或200mg/kWh或200mg/kWh以下的NOx排放物，而使用与使用单一类型催化活性材料制得的呈现相同或类似排放物的催化转化器相比少至少约30％、少至多约30％、少至少约40％、少至多约40％、少至少约50％或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载。在一些实施方案中，涂覆的衬底用在DOC-DPF或DOC-DPF-SCR配置的催化转化器(柴油机氧化催化器)中以符合或超越这些标准。在一些实施方案中，由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器在操作约50,000km、约50,000英里、约75,000km、约75,000英里、约100,000km、约100,000英里、约110,00km、约110,000英里、约125,000km、约125,000英里、约150,000km、约150,000英里、约185,000km、约185,000英里、约200,000km、约200,000英里、约300,000km、约300,000英里、约400,000km、约400,000英里、约435,000km或约435,000英里后展示任何以上性能标准(对于由本公开的涂覆的衬底制得的催化转化器和比较性催化转化器两者而言)。
在一些实施方案中，对于上述比较而言，将由本公开的衬底制得的催化转化器的铂族金属节约(减少)与1)对于所公开的应用而言(例如用在柴油发动机或车辆，诸如重型柴油发动机或重型柴油车辆上)，使用单一类型的催化活性材料制得的市售催化转化器，或2)使用单一类型的催化活性材料制得的使用最小量的铂族金属来实现所示性能标准的催化转化器进行比较。
在一些实施方案中，对于上述比较而言，根据本公开的涂覆的衬底和在市售催化转化器中使用的催化剂或使用单一类型的催化活性材料制备的催化剂在测试之前都经过老化(相同量)。在一些实施方案中，根据本公开的涂覆的衬底和在市售催化转化器中使用的催化剂衬底或使用单一类型催化活性材料制备的催化剂衬底两者都老化至操作约(或至多约)50,000km、约(或至多约)50,000英里、约(或至多约)75,000km、约(或至多约)75,000英里、约(或至多约)100,000km、约(或至多约)100,000英里、约(或至多约)110,00km、约(或至多约)110,000英里、约(或至多约)125,000km、约(或至多约)125,000英里、约(或至多约)150,000km、约(或至多约)150,000英里、约(或至多约)185,000km、约(或至多约)185,000英里、约(或至多约)200,000km、约(或至多约)200,000英里、约(或至多约)300,000km、约(或至多约)300,000英里、约(或至多约)400,000km、约(或至多约)400,000英里、约(或至多约)435,000km或约(或至多约)435,000英里。在一些实施方案中，对于上述比较而言，根据本公开的涂覆的衬底和在市售催化转化器中使用的催化剂衬底或使用单一类型催化活性材料制备的催化剂衬底在测试之前都经过人工老化(相同量)。在一些实施方案中，通过加热至约200℃至约1200℃的任意温度(例如，约400℃、约500℃、约600℃、约700℃、约800℃、约900℃、约1000℃、约1100℃或约1200℃)持续约(或至多约)1小时至约(或至多约)1000小时的任意时间(例如约(或至多约)4小时、约(或至多约)6小时、约(或至多约)8小时、约(或至多约)10小时、约(或至多约)12小时、约(或至多约)14小时、约(或至多约)16小时、约(或至多约)18小时、约(或至多约)20小时、约(或至多约)22小时、约(或至多约)24小时、约(或至多约)50小时、约(或至多约)100小时、约(或至多约)500小时或约(或至多约)1000小时)将其人工老化。在一些实施方案中，可在任意气氛下将其人工老化，例如0％至80％氧气、0至80％氮气和0至80％水分含量。在一些实施方案中，通过在包含约20％氧气、75％氮气和约5％水分的气氛下加热至约700℃持续约16小时来将其人工老化。
在一些实施方案中，对于上述采用本公开的涂覆的衬底的催化转化器而言、对于使用采用本公开的涂覆的衬底的催化转化器的废气处理系统而言以及对于采用这些催化转化器和废气处理系统的车辆而言，连同柴油机颗粒过滤器一起采用催化转化器作为柴油机氧化催化器，或连同柴油机颗粒过滤器和选择性催化还原装置一起采用催化转化器作为柴油机氧化催化器以符合或超越上文所述关于CO和/或NOx和/或HC的标准。
示例性实施方案
实施方案1.一种涂覆的衬底，其包含：包含第一区域和第二区域的衬底；第一区域包含包含沸石粒子的修补基面涂料层和包含催化活性粒子的修补基面涂料层，所述催化活性粒子包含在微米级载运粒子上的复合纳米粒子，其中复合纳米粒子包含载体纳米粒子和催化纳米粒子；和第二区域，其包含包含被动NOx吸附剂(PNA)材料的修补基面涂料层。
实施方案2.如实施方案1所述的涂覆的衬底，其中复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案3.如实施方案1至2中任一项所述的涂覆的衬底，其中第一区域的一部分与第二区域重叠。
实施方案4.如实施方案1至3中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层形成在包含催化活性粒子的修补基面涂料层顶部上。
实施方案5.如实施方案1至3中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层形成在包含沸石粒子的修补基面涂料层顶部上。
实施方案6.如实施方案1至5中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
实施方案7.如实施方案1至6中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述催化纳米粒子包含铂和钯。
实施方案8.如实施方案7所述的涂覆的衬底，其中所述催化纳米粒子包含重量比为4:1铂:钯的铂和钯。
实施方案9.如实施方案1至8中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述载体纳米粒子具有10nm至20nm的平均直径。
实施方案10.如实施方案1至9中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
实施方案11.如实施方案1至10中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层包含金属氧化物粒子和勃姆石粒子。
实施方案12.如实施方案11所述的涂覆的衬底，其中所述金属氧化物粒子为氧化铝粒子。
实施方案13.如实施方案11至12中任一项所述的涂覆的衬底，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述沸石粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的60重量％至80重量％。
实施方案14.实施方案11至13中任一项所述的涂覆的衬底，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案15.实施方案11至14中任一项所述的涂覆的衬底，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述金属氧化物粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的15重量％至38重量％。
实施方案16.如实施方案1至15中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层不包含铂族金属。
实施方案17.实施方案1至16中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层中的沸石粒子各自具有0.2微米至8微米的直径。
实施方案18.实施方案1至17中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层还包含勃姆石粒子和二氧化硅粒子。
实施方案19.实施方案1至18中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层基本上不含沸石。
实施方案20.实施方案18至19中任一项所述的涂覆的衬底，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述催化活性粒子占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的35重量％至95重量％。
实施方案21.如实施方案18至20中任一项所述的涂覆的衬底，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述二氧化硅粒子以占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合至多20重量％的量存在。
实施方案22.如实施方案17至21中任一项所述的涂覆的衬底，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的2重量％至5重量％。
实施方案23.如实施方案18至22中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层包含92重量％催化活性粒子、3重量％勃姆石粒子和5重量％二氧化硅粒子。
实施方案24.如实施方案1至23中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA材料包含在多个微米级载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案25.如实施方案24所述的涂覆的衬底，其中所述PNA材料包含在第二多个微米级载体粒子上的第二碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案26.如实施方案25所述的涂覆的衬底，其中所述PNA材料包含在第三多个微米级载体粒子上的第三碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案27.如实施方案24至26中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二和第三碱金属氧化物或碱土金属氧化物选自氧化锰、氧化镁和氧化钙。
实施方案28.如实施方案1至27中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA材料包含PGM。
实施方案29.如实施方案28所述的涂覆的衬底，其中PGM在第四多个微米级载体粒子上。
实施方案30.如实施方案28至29中任一项所述的涂覆的衬底，其中PGM在第一、第二或第三多个微米级载体粒子中的至少一者上。
实施方案31.如实施方案28至30中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PGM包含铂、钯或其混合物。
实施方案32.如实施方案28至31中任一项所述的涂覆的衬底，其中在多个微米级载体粒子上的所述PGM包含NNm或NNiM粒子。
实施方案33.如实施方案24至32中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述碱金属氧化物或碱土金属氧化物是纳米级的。
实施方案34.如实施方案24至33中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子包含二氧化铈。
实施方案35.如实施方案34所述的涂覆的衬底，其中所述PNA材料包含约150g/L至约350g/L二氧化铈。
实施方案36.如实施方案1至35中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA材料在环境温度至约100℃下储存NOx排放物。
实施方案37.如实施方案1至36中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA材料在环境温度至约150℃下储存NOx排放物。
实施方案38.如实施方案1至37中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA材料在环境温度至约200℃下储存NOx排放物。
实施方案39.如实施方案1至38中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述包含PNA材料的修补基面涂料层还包含勃姆石粒子。
实施方案40.如实施方案39所述的涂覆的衬底，其中在包含PNA材料的修补基面涂料层中，所述PNA材料占PNA材料和勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
实施方案41.如实施方案39至40中任一项所述的涂覆的衬底，其中在包含PNA材料的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占PNA材料和勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案42.如实施方案1至41中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述衬底包含堇青石。
实施方案43.如实施方案1至42中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述衬底包含蜂窝结构。
实施方案44.如实施方案1至43中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层具有25g/l至90g/l的浓度。
实施方案45.如实施方案1至44中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层具有50g/l至250g/l的浓度。
实施方案46.如实施方案1至45中任一项所述的涂覆的衬底，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
实施方案47.如实施方案1至46中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述涂覆的衬底具有4g/l或4g/l以下的铂族金属负载和比具有仅通过湿式化学方法沉积的相同铂族金属负载的衬底的起燃温度低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案48.如实施方案1至47中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约4.0g/l的铂族金属负载。
实施方案49.如实施方案1至48中任一项所述的涂覆的衬底，所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约5.5g/l的铂族金属负载，其中在车辆催化转化器中操作125,000英里后，所述涂覆的衬底具有比仅通过湿式化学方法沉积铂族金属制备的在车辆催化转化器中操作125,000英里后具有相同铂族金属负载的涂覆的衬底低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案50.如实施方案1至49中任一项所述的涂覆的衬底，所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约5.5g/l的铂族金属负载，其中在800℃下老化16小时后，所述涂覆的衬底具有比仅通过湿式化学方法沉积铂族金属制备的在800℃下老化16小时后具有相同铂族金属负载的涂覆的衬底低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案51.一种催化转化器，其包含根据实施方案1至50中任一项所述的涂覆的衬底。
实施方案52.一种废气处理系统，其包含用于废气的管道和根据实施方案51所述的催化转化器。
实施方案53.一种柴油车辆，其包含根据实施方案51所述的催化转化器。
实施方案54.如实施方案53所述的柴油车辆，其中所述柴油车辆为轻型柴油车辆。
实施方案55.一种处理废气的方法，其包括使实施方案1至50中任一项所述的涂覆的衬底与废气接触。
实施方案56.如实施方案55所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
实施方案57.一种处理废气的方法，其包括使实施方案1至50中任一项所述的涂覆的衬底与废气接触，其中所述衬底置于被配置成用于接收废气的催化转化器内。
实施方案58.如实施方案57所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
实施方案59.一种形成涂覆的衬底的方法，其包括：以包含沸石粒子的修补基面涂料组合物涂覆衬底的第一区域；以包含催化活性粒子的修补基面涂料组合物涂覆衬底的第一区域，所述催化活性粒子包含在微米级载运粒子上的复合纳米粒子，其中复合纳米粒子包含载体纳米粒子和催化纳米粒子；以包含PNA材料的修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域。
实施方案60.如实施方案59所述的方法，其中所述复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案61.如实施方案59至60中任一项所述的方法，其中第一区域的一部分与第二区域重叠。
实施方案62.如实施方案57至61中任一项所述的方法，其中在以包含沸石粒子的修补基面涂料组合物涂覆衬底的第一区域之后进行以包含催化活性粒子的修补基面涂料组合物涂覆衬底的第一区域。
实施方案63.如实施方案57至61中任一项所述的方法，其中在以包含催化活性粒子的修补基面涂料组合物涂覆衬底的第一区域之后进行以包含沸石粒子的修补基面涂料组合物涂覆衬底的第一区域。
实施方案64.如实施方案59至63中任一项所述的方法，其中所述催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
实施方案65.如实施方案59至64中任一项所述的方法，其中所述催化纳米粒子包含铂和钯。
实施方案66.如实施方案65所述的方法，其中所述催化纳米粒子包含重量比为4:1铂:钯的铂和钯。
实施方案67.如实施方案59至66中任一项所述的方法，其中所述载体纳米粒子具有10nm至20nm的平均直径。
实施方案68.如实施方案59至67中任一项所述的方法，其中所述催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
实施方案69.如实施方案59至68中任一项所述的方法，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层包含金属氧化物粒子和勃姆石粒子。
实施方案70.如实施方案69所述的方法，其中所述金属氧化物粒子为氧化铝粒子。
实施方案71.如实施方案69至70中任一项所述的方法，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述沸石粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的60重量％至80重量％。
实施方案72.如实施方案69至71中任一项所述的方法，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案73.如实施方案69至72中任一项所述的方法，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述金属氧化物粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的15重量％至38重量％。
实施方案74.如实施方案69至73中任一项所述的方法，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层不包含铂族金属。
实施方案75.如实施方案59至74中任一项所述的方法，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层中的沸石粒子各自具有0.2微米至8微米的直径。
实施方案76.如实施方案59至75中任一项所述的方法，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层还包含勃姆石粒子和二氧化硅粒子。
实施方案77.如实施方案59至76中任一项所述的方法，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层基本上不含沸石。
实施方案78.如实施方案76至77中任一项所述的方法，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述催化活性粒子占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的35重量％至95重量％。
实施方案79.如实施方案76至78中任一项所述的方法，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述二氧化硅粒子以占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合至多20重量％的量存在。
实施方案80.如实施方案76至79中任一项所述的方法，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的2重量％至5重量％。
实施方案81.如实施方案76至80中任一项所述的方法，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层包含92重量％催化活性粒子、3重量％勃姆石粒子和5重量％二氧化硅粒子。
实施方案82.如实施方案59至81中任一项所述的方法，其中所述PNA材料包含在多个微米级载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案83.如实施方案82所述的方法，其中所述PNA材料包含在第二多个微米级载体粒子上的第二碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案84.如实施方案83所述的方法，其中所述PNA材料包含在第三多个微米级载体粒子上的第三碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案85.如实施方案82至84中任一项所述的方法，其中所述第一、第二和第三碱金属氧化物或碱土金属氧化物选自氧化锰、氧化镁和氧化钙。
实施方案86.如实施方案59至85中任一项所述的方法，其中所述PNA材料包含PGM。
实施方案87.如实施方案86所述的方法，其中PGM在第四多个微米级载体粒子上。
实施方案88.如实施方案86至87中任一项所述的方法，其中PGM在第一、第二或第三多个微米级载体粒子中的至少一者上。
实施方案89.如实施方案86至88中任一项所述的方法，其中所述PGM包含铂、钯或其混合物。
实施方案90.如实施方案86至89中任一项所述的方法，其中所述在多个微米级载体粒子上的PGM包含NNm或NNiM粒子。
实施方案91.如实施方案82至90中任一项所述的方法，其中所述碱金属氧化物或碱土金属氧化物是纳米级的。
实施方案92.如实施方案82至91中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子包含二氧化铈。
实施方案93.如实施方案92所述的方法，其中所述PNA材料包含约150g/L至约350g/L二氧化铈。
实施方案94.如实施方案59至93中任一项所述的方法，其中所述PNA材料在环境温度至约100℃下储存NOx排放物。
实施方案95.如实施方案59至94中任一项所述的方法，其中所述PNA材料在环境温度至约150℃下储存NOx排放物。
实施方案96.如实施方案59至95中任一项所述的方法，其中所述PNA材料在环境温度至约200℃下储存NOx排放物。
实施方案97.如实施方案59至96中任一项所述的方法，其中所述包含PNA材料的修补基面涂料层还包含勃姆石粒子。
实施方案98.如实施方案97所述的方法，其中在包含PNA材料的修补基面涂料层中，所述PNA材料占PNA材料和勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
实施方案99.如实施方案97至98中任一项所述的方法，其中在包含PNA材料的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占PNA材料和勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案100.如实施方案59至99中任一项所述的方法，其中所述衬底包含堇青石。
实施方案101.如实施方案59至100中任一项所述的方法，其中所述衬底包含蜂窝结构。
实施方案102.如实施方案59至101中任一项所述的方法，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层具有25g/l至90g/l的浓度。
实施方案103.如实施方案59至102中任一项所述的方法，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层具有50g/l至250g/l的浓度。
实施方案104.如实施方案59至103中任一项所述的方法，其还包括以角落填充修补基面涂料组合物涂覆衬底，之后以另一修补基面涂料组合物涂覆衬底。
实施方案105.如实施方案59至104中任一项所述的方法，其中所述涂覆的衬底具有4g/l或4g/l以下的铂族金属负载和比具有仅通过湿式化学方法沉积的相同铂族金属负载的衬底的起燃温度低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案106.如实施方案59至105中任一项所述的方法，其中所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约4.0g/l的铂族金属负载。
实施方案107.如实施方案59至106中任一项所述的方法，所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约5.5g/l的铂族金属负载，其中在车辆催化转化器中操作125,000英里后，所述涂覆的衬底具有比仅通过湿式化学方法沉积铂族金属制备的具有相同铂族金属负载的涂覆的衬底在车辆催化转化器中操作125,000英里后低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案108.如实施方案59至107中任一项所述的方法，所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约5.5g/l的铂族金属负载，其中在800℃下老化16小时后，涂覆的衬底具有比仅通过湿式化学方法沉积铂族金属制备的具有相同铂族金属负载的涂覆的衬底在800℃下老化16小时后低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案109.一种催化转化器，其包含根据实施方案59至108中任一项所述的涂覆的衬底。
实施方案110.一种废气处理系统，其包含用于废气的管道和根据实施方案109所述的催化转化器。
实施方案111.一种车辆，其包含根据实施方案109所述的催化转化器。
实施方案112.一种柴油车辆，其包含根据实施方案109所述的催化转化器。
实施方案113.如实施方案112所述的柴油车辆，其中所述柴油车辆为轻型柴油车辆。
实施方案114.一种包含催化转化器的车辆，所述催化转化器包含涂覆的衬底，所述涂覆的衬底包含：包含第一区域和第二区域的衬底；所述第一区域包含包含沸石粒子的修补基面涂料层和包含催化活性粒子的修补基面涂料层，所述催化活性粒子包含在微米级载运粒子上的复合纳米粒子，其中所述复合纳米粒子包含载体纳米粒子和催化纳米粒子；且所述第二区域包含包含PNA材料的修补基面涂料层。
实施方案115.如实施方案114所述的车辆，其中所述复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案116.如实施方案114至115中任一项所述的车辆，其中第一区域的一部分与第二区域重叠。
实施方案117.如实施方案114至116中任一项所述的车辆，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层形成在包含催化活性粒子的修补基面涂料层顶部上。
实施方案118.如实施方案114至116中任一项所述的车辆，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层形成在包含沸石粒子的修补基面涂料层顶部上。
实施方案119.如实施方案114至118中任一项所述的车辆，其中所述催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
实施方案120.如实施方案114至119中任一项所述的车辆，其中所述催化纳米粒子包含铂和钯。
实施方案121.如实施方案120所述的车辆，其中所述催化纳米粒子包含重量比为4:1铂:钯的铂和钯。
实施方案122.如实施方案120至121中任一项所述的车辆，其中所述载体纳米粒子具有10nm至20nm的平均直径。
实施方案123.如实施方案120至122中任一项所述的车辆，其中所述催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
实施方案124.如实施方案120至123中任一项所述的车辆，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层包含金属氧化物粒子和勃姆石粒子。
实施方案125.如实施方案124所述的车辆，其中所述金属氧化物粒子为氧化铝粒子。
实施方案126.如实施方案124至125中任一项所述的车辆，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述沸石粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的60重量％至80重量％。
实施方案127.如实施方案124至126中任一项所述的车辆，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案128.如实施方案124至127中任一项所述的车辆，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述金属氧化物粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的15重量％至38重量％。
实施方案129.如实施方案114至128中任一项所述的车辆，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层不包含铂族金属。
实施方案130.如实施方案114至129中任一项所述的车辆，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层中的沸石粒子各自具有0.2微米至8微米的直径。
实施方案131.如实施方案114至130中任一项所述的车辆，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层还包含勃姆石粒子和二氧化硅粒子。
实施方案132.如实施方案114至131中任一项所述的车辆，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层基本上不含沸石。
实施方案133.如实施方案131至132中任一项所述的车辆，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述催化活性粒子占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的35重量％至95重量％。
实施方案134.如实施方案131至133中任一项所述的车辆，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述二氧化硅粒子以占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合至多20重量％的量存在。
实施方案135.如实施方案131至134中任一项所述的车辆，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的2重量％至5重量％。
实施方案136.如实施方案131至135中任一项所述的车辆，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层包含92重量％催化活性粒子、3重量％勃姆石粒子和5重量％二氧化硅粒子。
实施方案137.如实施方案114至136中任一项所述的车辆，其中所述PNA材料包含在多个微米级载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案138.如实施方案137所述的车辆，其中所述PNA材料包含在第二多个微米级载体粒子上的第二碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案139.如实施方案138所述的车辆，其中所述PNA材料包含在第三多个微米级载体粒子上的第三碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案140.如实施方案137至139中任一项所述的车辆，其中所述第一、第二和第三碱金属氧化物或碱土金属氧化物选自氧化锰、氧化镁和氧化钙。
实施方案141.如实施方案114至140中任一项所述的车辆，其中所述PNA材料包含PGM。
实施方案142.如实施方案141所述的车辆，其中PGM在第四多个微米级载体粒子上。
实施方案143.如实施方案141至142中任一项所述的车辆，其中PGM在第一、第二或第三多个微米级载体粒子中的至少一者上。
实施方案144.如实施方案141至143中任一项所述的车辆，其中所述PGM包含铂、钯或其混合物。
实施方案145.如实施方案141至144中任一项所述的车辆，其中所述在多个微米级载体粒子上的PGM包含NNm或NNiM粒子。
实施方案146.如实施方案137至145中任一项所述的车辆，其中所述碱金属氧化物或碱土金属氧化物是纳米级的。
实施方案147.如实施方案137至146中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子包含二氧化铈。
实施方案148.如实施方案147所述的车辆，其中所述PNA材料包含约150g/L至约350g/L二氧化铈。
实施方案149.如实施方案114至148中任一项所述的车辆，其中所述PNA材料在环境温度至约100℃下储存NOx排放物。
实施方案150.如实施方案114至149中任一项所述的车辆，其中所述PNA材料在环境温度至约150℃下储存NOx排放物。
实施方案151.如实施方案114至150中任一项所述的车辆，其中所述PNA材料在环境温度至约200℃下储存NOx排放物。
实施方案152.如实施方案114至151中任一项所述的车辆，其中所述包含PNA材料的修补基面涂料层还包含勃姆石粒子。
实施方案153.如实施方案152所述的车辆，其中在包含PNA材料的修补基面涂料层中，所述PNA材料占PNA材料和勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
实施方案154.如实施方案152至153中任一项所述的车辆，其中在包含PNA材料的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占PNA材料和勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案155.如实施方案114至154中任一项所述的车辆，其中所述衬底包含堇青石。
实施方案156.如实施方案114至155中任一项所述的车辆，其中所述衬底包含蜂窝结构。
实施方案157.如实施方案114至156中任一项所述的车辆，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层具有25g/l至90g/l的浓度。
实施方案158.如实施方案114至157中任一项所述的车辆，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层具有50g/l至250g/l的浓度。
实施方案159.如实施方案114至158中任一项所述的车辆，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
实施方案160.如实施方案114至159中任一项所述的车辆，其中所述涂覆的衬底具有4g/l或4g/l以下的铂族金属负载和比具有仅通过湿式化学方法沉积的相同铂族金属负载的衬底的起燃温度低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案161.如实施方案114至160中任一项所述的车辆，其中所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约4.0g/l的铂族金属负载。
实施方案162.如实施方案114至161中任一项所述的车辆，所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约5.5g/l的铂族金属负载，其中在车辆催化转化器中操作125,000英里后，所述涂覆的衬底具有比仅通过湿式化学方法沉积铂族金属制备的具有相同铂族金属负载的涂覆的衬底在车辆催化转化器中操作125,000英里后低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案163.如实施方案114至162中任一项所述的车辆，所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约5.5g/l的铂族金属负载，其中在800℃下老化16小时后，所述涂覆的衬底具有比仅通过湿式化学方法沉积铂族金属制备的具有相同铂族金属负载的涂覆的衬底在800℃下老化16小时后低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案164.如实施方案114至163中任一项所述的车辆，其中所述车辆为柴油车辆。
实施方案165.如实施方案164所述的车辆，其中所述车辆为轻型柴油车辆。
实施方案166.如实施方案114至165中任一项所述的车辆，其中所述车辆符合欧洲排放标准欧洲5或欧洲6。
实施方案167.如实施方案114至166中任一项所述的车辆，其还包含SCR装置。
实施方案168.一种催化转化器，其包含涂覆的衬底，所述涂覆的衬底包含：包含第一区域和第二区域的衬底；所述第一区域包含包含沸石粒子的修补基面涂料层和包含催化活性粒子的修补基面涂料层，所述催化活性粒子包含在微米级载运粒子上的复合纳米粒子，其中所述复合纳米粒子包含载体纳米粒子和催化纳米粒子；且所述第二区域包含包含PNA材料的修补基面涂料层。
实施方案169.如实施方案168所述的催化转化器，其中所述复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案170.如实施方案168至169中任一项所述的催化转化器，其中第一区域的一部分与第二区域重叠。
实施方案171.如实施方案168至170中任一项所述的催化转化器，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层形成在包含催化活性粒子的修补基面涂料层顶部上。
实施方案172.如实施方案168至170中任一项所述的催化转化器，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层形成在包含沸石粒子的修补基面涂料层顶部上。
实施方案173.如实施方案168至172中任一项所述的催化转化器，其中所述催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
实施方案174.如实施方案168至173中任一项所述的催化转化器，其中所述催化纳米粒子包含铂和钯。
实施方案175.如实施方案174所述的催化转化器，其中所述催化纳米粒子包含重量比为4:1铂:钯的铂和钯。
实施方案176.如实施方案168至175中任一项所述的催化转化器，其中所述载体纳米粒子具有10nm至20nm的平均直径。
实施方案177.如实施方案168至176中任一项所述的催化转化器，其中所述催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
实施方案178.如实施方案168至177中任一项所述的催化转化器，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层包含金属氧化物粒子和勃姆石粒子。
实施方案179.如实施方案178所述的催化转化器，其中所述金属氧化物粒子为氧化铝粒子。
实施方案180.如实施方案178至179中任一项所述的催化转化器，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述沸石粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的60重量％至80重量％。
实施方案181.如实施方案178至180中任一项所述的催化转化器，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案182.如实施方案178至181中任一项所述的催化转化器，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述金属氧化物粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的15重量％至38重量％。
实施方案183.如实施方案168至182中任一项所述的催化转化器，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层不包含铂族金属。
实施方案184.如实施方案168至183中任一项所述的催化转化器，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层中的沸石粒子各自具有0.2微米至8微米的直径。
实施方案185.如实施方案168至184中任一项所述的催化转化器，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层还包含勃姆石粒子和二氧化硅粒子。
实施方案186.如实施方案168至185中任一项所述的催化转化器，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层基本上不含沸石。
实施方案187.如实施方案185至186中任一项所述的催化转化器，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述催化活性粒子占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的35重量％至95重量％。
实施方案188.如实施方案185至187中任一项所述的催化转化器，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述二氧化硅粒子以占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合至多20重量％的量存在。
实施方案189.如实施方案185至188中任一项所述的催化转化器，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的2重量％至5重量％。
实施方案190.如实施方案185至189中任一项所述的催化转化器，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层包含92重量％催化活性粒子、3重量％勃姆石粒子和5重量％二氧化硅粒子。
实施方案191.如实施方案168至190中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA材料包含在多个微米级载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案192.如实施方案191所述的催化转化器，其中所述PNA材料包含在第二多个微米级载体粒子上的第二碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案193.如实施方案192所述的催化转化器，其中所述PNA材料包含在第三多个微米级载体粒子上的第三碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案194.如实施方案191至193中任一项所述的催化转化器，其中所述第一、第二和第三碱金属氧化物或碱土金属氧化物选自氧化锰、氧化镁和氧化钙。
实施方案195.如实施方案168至194中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA材料包含PGM。
实施方案196.如实施方案195所述的催化转化器，其中PGM在第四多个微米级载体粒子上。
实施方案197.如实施方案195至196中任一项所述的催化转化器，其中PGM在第一、第二或第三多个微米级载体粒子中的至少一者上。
实施方案198.如实施方案195至197中任一项所述的催化转化器，其中所述PGM包含铂、钯或其混合物。
实施方案199.如实施方案195至198中任一项所述的催化转化器，其中所述在多个微米级载体粒子上的PGM包含NNm或NNiM粒子。
实施方案200.如实施方案191至199中任一项所述的催化转化器，其中所述碱金属氧化物或碱土金属氧化物是纳米级的。
实施方案201.如实施方案191至200中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子包含二氧化铈。
实施方案202.如实施方案201所述的催化转化器，其中所述PNA材料包含约150g/L至约350g/L二氧化铈。
实施方案203.如实施方案168至202中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA材料在环境温度至约100℃下储存NOx排放物。
实施方案204.如实施方案168至203中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA材料在环境温度至约150℃下储存NOx排放物。
实施方案205.如实施方案168至204中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA材料在环境温度至约200℃下储存NOx排放物。
实施方案206.如实施方案168至205中任一项所述的催化转化器，其中所述包含PNA材料的修补基面涂料层还包含勃姆石粒子。
实施方案207.如实施方案206所述的催化转化器，其中在包含PNA材料的修补基面涂料层中，所述PNA材料占PNA材料和勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
实施方案208.如实施方案206至207中任一项所述的催化转化器，其中在包含PNA材料的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占PNA材料和勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案209.如实施方案168至208中任一项所述的催化转化器，其中所述衬底包含堇青石。
实施方案210.如实施方案168至209中任一项所述的催化转化器，其中所述衬底包含蜂窝结构。
实施方案211.如实施方案168至210中任一项所述的催化转化器，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层具有25g/l至90g/l的浓度。
实施方案212.如实施方案168至211中任一项所述的催化转化器，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层具有50g/l至250g/l的浓度。
实施方案213.如实施方案168至212中任一项所述的催化转化器，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
实施方案214.如实施方案168至213中任一项所述的催化转化器，其中所述涂覆的衬底具有4g/l或4g/l以下的铂族金属负载和比具有仅通过湿式化学方法沉积的相同铂族金属负载的衬底的起燃温度低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案215.如实施方案168至214中任一项所述的催化转化器，其中所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约4.0g/l的铂族金属负载。
实施方案216.如实施方案168至215中任一项所述的催化转化器，所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约5.5g/l的铂族金属负载，其中在车辆催化转化器中操作125,000英里后，所述涂覆的衬底具有比仅通过湿式化学方法沉积铂族金属制备的具有相同铂族金属负载的涂覆的衬底在车辆催化转化器中操作125,000英里后低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案217.如实施方案168至216中任一项所述的催化转化器，所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约5.5g/l的铂族金属负载，其中在800℃下老化16小时后，所述涂覆的衬底具有比仅通过湿式化学方法沉积铂族金属制备的具有相同铂族金属负载的涂覆的衬底在800℃下老化16小时后低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案218.一种废气处理系统，其包含用于废气的管道和催化转化器，所述催化转化器包含涂覆的衬底，所述涂覆的衬底包含：包含第一区域和第二区域的衬底；所述第一区域包含包含沸石粒子的修补基面涂料层和包含催化活性粒子的修补基面涂料层，所述催化活性粒子包含在微米级载运粒子上的复合纳米粒子，其中所述复合纳米粒子包含载体纳米粒子和催化纳米粒子；且所述第二区域包含包含PNA材料的修补基面涂料层。
实施方案219.如实施方案218所述的废气处理系统，其中所述复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案220.如实施方案218至219中任一项所述的废气处理系统，其中第一区域的一部分与第二区域重叠。
实施方案221.如实施方案218至220中任一项所述的废气处理系统，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层形成在包含催化活性粒子的修补基面涂料层顶部上。
实施方案222.如实施方案218至220中任一项所述的废气处理系统，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层形成在包含沸石粒子的修补基面涂料层顶部上。
实施方案223.如实施方案218至222中任一项所述的废气处理系统，其中所述催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
实施方案224.如实施方案218至223中任一项所述的废气处理系统，其中所述催化纳米粒子包含铂和钯。
实施方案225.如实施方案224所述的废气处理系统，其中所述催化纳米粒子包含重量比为4:1铂:钯的铂和钯。
实施方案226.如实施方案218至225中任一项所述的废气处理系统，其中所述载体纳米粒子具有10nm至20nm的平均直径。
实施方案227.如实施方案218至226中任一项所述的废气处理系统，其中所述催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
实施方案228.如实施方案218至227中任一项所述的废气处理系统，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层包含金属氧化物粒子和勃姆石粒子。
实施方案229.如实施方案228所述的废气处理系统，其中所述金属氧化物粒子为氧化铝粒子。
实施方案230.如实施方案228至229中任一项所述的废气处理系统，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述沸石粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的60重量％至80重量％。
实施方案231.如实施方案228至230中任一项所述的废气处理系统，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案232.如实施方案218至231中任一项所述的废气处理系统，其中在包含沸石粒子的修补基面涂料层中，所述金属氧化物粒子占沸石粒子、金属氧化物粒子和勃姆石粒子的混合物的15重量％至38重量％。
实施方案233.如实施方案218至232中任一项所述的废气处理系统，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层不包含铂族金属。
实施方案234.如实施方案218至233中任一项所述的废气处理系统，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层中的沸石粒子各自具有0.2微米至8微米的直径。
实施方案235.如实施方案218至234中任一项所述的废气处理系统，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层还包含勃姆石粒子和二氧化硅粒子。
实施方案236.如实施方案218至235中任一项所述的废气处理系统，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层基本上不含沸石。
实施方案237.如实施方案235至236中任一项所述的废气处理系统，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述催化活性粒子占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的35重量％至95重量％。
实施方案238.如实施方案235至237中任一项所述的废气处理系统，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述二氧化硅粒子以占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合至多20重量％的量存在。
实施方案239.如实施方案235至238中任一项所述的废气处理系统，其中在包含催化活性粒子的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占催化活性粒子、勃姆石粒子和二氧化硅粒子的组合的2重量％至5重量％。
实施方案240.如实施方案235至239中任一项所述的废气处理系统，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层包含92重量％催化活性粒子、3重量％勃姆石粒子和5重量％二氧化硅粒子。
实施方案241.如实施方案218至240中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA材料包含在多个微米级载体粒子上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案242.如实施方案241所述的废气处理系统，其中所述PNA材料包含在第二多个微米级载体粒子上的第二碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案243.如实施方案242所述的废气处理系统，其中所述PNA材料包含在第三多个微米级载体粒子上的第三碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案244.如实施方案241至243中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一、第二和第三碱金属氧化物或碱土金属氧化物选自氧化锰、氧化镁和氧化钙。
实施方案245.如实施方案218至244中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA材料包含PGM。
实施方案246.如实施方案245所述的废气处理系统，其中PGM在第四多个微米级载体粒子上。
实施方案247.如实施方案245至246中任一项所述的废气处理系统，其中PGM在第一、第二或第三多个微米级载体粒子中的至少一者上。
实施方案248.如实施方案245至247中任一项所述的废气处理系统，其中所述PGM包含铂、钯或其混合物。
实施方案249.如实施方案245至248中任一项所述的废气处理系统，其中所述在多个微米级载体粒子上的PGM包含NNm或NNiM粒子。
实施方案250.如实施方案241至249中任一项所述的废气处理系统，其中所述碱金属氧化物或碱土金属氧化物是纳米级的。
实施方案251.如实施方案241至250中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子包含二氧化铈。
实施方案252.如实施方案251所述的废气处理系统，其中所述PNA材料包含约150g/L至约350g/L二氧化铈。
实施方案253.如实施方案218至252中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA材料在环境温度至约100℃下储存NOx排放物。
实施方案254.如实施方案218至253中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA材料在环境温度至约150℃下储存NOx排放物。
实施方案255.如实施方案218至254中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA材料在环境温度至约200℃下储存NOx排放物。
实施方案256.如实施方案218至255中任一项所述的废气处理系统，其中所述包含PNA材料的修补基面涂料层还包含勃姆石粒子。
实施方案257.如实施方案256所述的废气处理系统，其中在包含PNA材料的修补基面涂料层中，所述PNA材料占PNA材料和勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
实施方案258.如实施方案256至257中任一项所述的废气处理系统，其中在包含PNA材料的修补基面涂料层中，所述勃姆石粒子占PNA材料和勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案259.如实施方案218至258中任一项所述的废气处理系统，其中所述衬底包含堇青石。
实施方案260.如实施方案218至259中任一项所述的废气处理系统，其中所述衬底包含蜂窝结构。
实施方案261.如实施方案218至260中任一项所述的废气处理系统，其中所述包含沸石粒子的修补基面涂料层具有25g/l至90g/l的浓度。
实施方案262.如实施方案218至261中任一项所述的废气处理系统，其中所述包含催化活性粒子的修补基面涂料层具有50g/l至250g/l的浓度。
实施方案263.如实施方案218至262中任一项所述的废气处理系统，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
实施方案264.如实施方案218至263中任一项所述的废气处理系统，其中所述涂覆的衬底具有4g/l或4g/l以下的铂族金属负载和比具有仅通过湿式化学方法沉积的相同铂族金属负载的衬底的起燃温度低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案265.如实施方案218至264中任一项所述的废气处理系统，其中所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约4.0g/l的铂族金属负载。
实施方案266.如实施方案218至265中任一项所述的废气处理系统，所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约5.5g/l的铂族金属负载，其中在车辆催化转化器中操作125,000英里后，所述涂覆的衬底具有比仅通过湿式化学方法沉积铂族金属制备的具有相同铂族金属负载的涂覆的衬底在车辆催化转化器中操作125,000英里后低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案267.如实施方案218至266中任一项所述的废气处理系统，所述涂覆的衬底具有约3.0g/l至约5.5g/l的铂族金属负载，其中在800℃下老化16小时后，所述涂覆的衬底具有比仅通过湿式化学方法沉积铂族金属制备的具有相同铂族金属负载的涂覆的衬底在800℃下老化16小时后低至少5℃的一氧化碳起燃温度。
实施方案268.如实施方案218至267中任一项所述的废气处理系统，其还包含SCR装置。
实施方案269.如实施方案1所述的涂覆的衬底、实施方案59所述的方法、实施方案114所述的车辆、实施方案168所述的催化转化器或实施方案218所述的废气处理系统，其中所述微米级载运粒子还包含一种或多种通过湿式化学方法沉积的铂族金属。
实施方案270.一种涂覆的衬底，其包含：包含第一区域和第二区域的衬底；所述第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，其包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且所述第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中所述第一复合纳米粒子包含第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
实施方案271.如实施方案270所述的涂覆的衬底，其中所述第一复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案272.如实施方案270所述的涂覆的衬底，其在所述第一区域与所述第二区域之间还包含第三区域。
实施方案273.如实施方案270至272中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
实施方案274.如实施方案270至272中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
实施方案275.如实施方案270至274中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第二区域还包含包含第二复合纳米粒子的第二催化层，其中所述第二复合纳米粒子包含第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
实施方案276.如实施方案275所述的涂覆的衬底，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案277.如实施方案270至276中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
实施方案278.如实施方案270至277中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
实施方案279.如实施方案278所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案280.如实施方案270至279中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
实施方案281.如实施方案270至280中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
实施方案282.如实施方案270至281中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第二区域还包含包含沸石粒子的沸石层。
实施方案283.如实施方案282所述的涂覆的衬底，其中所述沸石层不包含铂族金属。
实施方案284.如实施方案282至283中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述沸石层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案285.如实施方案282至283中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一催化层形成在所述沸石层的顶部上。
实施方案286.如实施方案285所述的涂覆的衬底，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案287.如实施方案286所述的涂覆的衬底，其中所述第一催化层包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
实施方案288.如实施方案287所述的涂覆的衬底，其中所述第二催化层包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案289.如实施方案270至288中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二催化层基本上不含沸石。
实施方案290.如实施方案270至289中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层储存NOx气体至高达至少第一温度且在第一温度或高于第一温度下释放所述储存的NOx气体。
实施方案291.如实施方案290所述的涂覆的衬底，其中所述第一温度为150℃。
实施方案292.如实施方案270至291中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子是微米级的。
实施方案293.如实施方案270至292中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
实施方案294.如实施方案270至293中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案295.如实施方案294所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子包含HSA5。
实施方案296.如实施方案270至295中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
实施方案297.如实施方案270至296中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
实施方案298.如实施方案270至291和293至297中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体粒子上的PGM纳米粒子。
实施方案299.如实施方案298所述的涂覆的衬底，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
实施方案300.如实施方案298所述的涂覆的衬底，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
实施方案301.如实施方案299至300中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案302.如实施方案301所述的涂覆的衬底，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
实施方案303.如实施方案270至302中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案304.如实施方案270至303中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PGM包含钯。
实施方案305.如实施方案304所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含约2g/L至约4g/L钯。
实施方案306.如实施方案305所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含约3g/L钯。
实施方案307.如实施方案304至306中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述涂覆的衬底用在大于或等于2.5L的发动机系统中。
实施方案308.如实施方案270至303中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PGM包含钌。
实施方案309.如实施方案308所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含约3g/L至约15g/L钌。
实施方案310.如实施方案309所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含约5g/L至约6g/L钌。
实施方案311.如实施方案308至310中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一温度为300℃。
实施方案312.如实施方案308至311中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述涂覆的衬底用在小于或等于2.5L的发动机系统中。
实施方案313.如实施方案270至312中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含大于或等于约150g/L所述多个载体粒子。
实施方案314.如实施方案270至313中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含大于或等于约300g/L所述多个载体粒子。
实施方案315.如实施方案270至314中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层还包含勃姆石粒子。
实施方案316.如实施方案315所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA层中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
实施方案317.如实施方案315至316中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述勃姆石粒子占所述PNA层中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案318.如实施方案270至317中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述衬底包含堇青石。
实施方案319.如实施方案270至318中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述衬底包含蜂窝结构。
实施方案320.如实施方案270至319中任一项所述的涂覆的衬底，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
实施方案321.如实施方案320所述的涂覆的衬底，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的所述第二区域上。
实施方案322.如实施方案321所述的涂覆的衬底，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的所述第一和第二区域上。
实施方案323.一种催化转化器，其包含根据实施方案270至322中任一项所述的涂覆的衬底。
实施方案324.一种废气处理系统，其包含用于废气的管道和根据实施方案323所述的催化转化器。
实施方案325.一种车辆，其包含根据实施方案323所述的催化转化器。
实施方案326.如实施方案325所述的车辆，其中所述车辆符合欧洲排放标准欧洲5。
实施方案327.如实施方案325所述的车辆，其中所述车辆符合欧洲排放标准欧洲6。
实施方案328.如实施方案325所述的车辆，其中所述车辆为柴油车辆。
实施方案329.如实施方案326所述的车辆，其中所述柴油车辆为轻型柴油车辆或重型柴油车辆。
实施方案330.一种处理废气的方法，其包括使实施方案270至322中任一项所述的涂覆的衬底与废气接触。
实施方案331.如实施方案330所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
实施方案332.一种处理废气的方法，其包括使实施方案270至322中任一项所述的涂覆的衬底与废气接触，其中所述衬底置于被配置成用于接收所述废气的催化转化器内。
实施方案333.如实施方案333所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
实施方案334.一种形成涂覆的衬底的方法，其包括：以包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)的被动NOx吸附剂(PNA)修补基面涂料组合物涂覆衬底的第一区域；且以包含第一复合纳米粒子的第一催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域，其中所述第一复合纳米粒子包含第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
实施方案335.如实施方案334所述的方法，其中在所述第一区域和所述第二区域之间存在第三区域。
实施方案336.如实施方案334所述的方法，其中在涂覆所述第一区域之前涂覆所述第二区域。
实施方案337.如实施方案334至336中任一项所述的方法，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
实施方案338.如实施方案334至336中任一项所述的方法，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
实施方案339.如实施方案334至336中任一项所述的方法，其还包括以包含第二复合纳米粒子的第二催化修补基面涂料组合物涂覆所述第二区域，其中所述第二复合纳米粒子包含第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
实施方案340.如实施方案339所述的方法，其中以所述第一催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域，之后进行以所述第二催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域。
实施方案341.如实施方案334至340中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
实施方案342.如实施方案334至341中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
实施方案343.如实施方案342所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案344.如实施方案334至343中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
实施方案345.如实施方案334至344中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
实施方案346.如实施方案334至345中任一项所述的方法，其还包括以包含沸石粒子的沸石修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域。
实施方案347.如实施方案346所述的方法，其中所述沸石修补基面涂料组合物不包含铂族金属。
实施方案348.如实施方案346至347中任一项所述的方法，其中以所述第一催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域，之后进行以所述沸石修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域。
实施方案349.如实施方案346至347中任一项所述的方法，其中以所述沸石修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域，之后进行以所述第一催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域。
实施方案350.如实施方案349所述的方法，其中以所述第一催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域，之后进行以所述第二催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域。
实施方案351.如实施方案350所述的方法，其中所述第一催化修补基面涂料组合物包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
实施方案352.如实施方案351所述的方法，其中所述第二催化修补基面涂料组合物包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案353.如实施方案334至352中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化修补基面涂料组合物基本上不含沸石。
实施方案354.如实施方案334至353中任一项所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物储存NOx气体至高达至少第一温度且在第一温度或高于第一温度下释放所述储存的NOx气体。
实施方案355.如实施方案354所述的方法，其中所述第一温度为150℃。
实施方案356.如实施方案334至355中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子是微米级的。
实施方案357.如实施方案334至356中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
实施方案358.如实施方案334至357中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案359.如实施方案358所述的方法，其中所述多个载体粒子包含HSA5。
实施方案360.如实施方案334至359中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
实施方案361.如实施方案334至360中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
实施方案362.如实施方案334至355和357至361中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体纳米粒子上的PGM纳米粒子。
实施方案363.如实施方案362所述的方法，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
实施方案364.如实施方案362所述的方法，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
实施方案365.如实施方案363至364中任一项所述的方法，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案366.如实施方案365所述的方法，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
实施方案367.如实施方案334至366中任一项所述的方法，其中所述第一、第二和PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案368.如实施方案334至367中任一项所述的方法，其中所述PGM包含钯。
实施方案369.如实施方案368所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含约2g/L至约4g/L钯。
实施方案370.如实施方案369所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含约3g/L钯。
实施方案371.如实施方案368至370中任一项所述的方法，其中所述涂覆的衬底用在大于或等于2.5L的发动机系统中。
实施方案372.如实施方案334至367中任一项所述的方法，其中所述PGM包含钌。
实施方案373.如实施方案372所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含约3g/L至约15g/L钌。
实施方案374.如实施方案373所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含约5g/L至约6g/L钌。
实施方案375.如实施方案372至374中任一项所述的方法，其中所述第一温度为300℃。
实施方案376.如实施方案372至375中任一项所述的方法，其中所述涂覆的衬底用在小于或等于2.5L的发动机系统中。
实施方案377.如实施方案334至376中任一项所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含大于或等于约150g/L所述多个载体粒子。
实施方案378.如实施方案334至377中任一项所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含大于或等于约300g/L所述多个载体粒子。
实施方案379.如实施方案334至378中任一项所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物还包含勃姆石粒子。
实施方案380.如实施方案379所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA修补基面涂料组合物中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
实施方案381.如实施方案379至380中任一项所述的方法，其中所述勃姆石粒子占所述PNA修补基面涂料组合物中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案382.如实施方案334至381中任一项所述的方法，其中所述衬底包含堇青石。
实施方案383.如实施方案334至382中任一项所述的方法，其中所述衬底包含蜂窝结构。
实施方案384.如实施方案334至383中任一项所述的方法，其还包括以角落填充修补基面涂料组合物涂覆所述衬底。
实施方案385.如实施方案384所述的方法，其中所述角落填充修补基面涂料组合物直接沉积在所述衬底的第二区域上。
实施方案386.如实施方案385所述的方法，其中所述角落填充修补基面涂料组合物直接沉积在所述衬底的第一和第二区域上。
实施方案387.一种催化转化器，其包含根据实施方案334至386中任一项所述的涂覆的衬底。
实施方案388.一种废气处理系统，其包含用于废气的管道和根据实施方案387所述的催化转化器。
实施方案389.一种车辆，其包含根据实施方案387所述的催化转化器。
实施方案390.如实施方案389所述的车辆，其中所述车辆符合欧洲排放标准欧洲5。
实施方案391.如实施方案389所述的车辆，其中所述车辆符合欧洲排放标准欧洲6。
实施方案392.如实施方案389所述的车辆，其中所述车辆为柴油车辆。
实施方案393.如实施方案392所述的车辆，其中所述柴油车辆为轻型柴油车辆或重型柴油车辆。
实施方案394.一种处理废气的方法，其包括使实施方案334至386中任一项所述的涂覆的衬底与废气接触。
实施方案395.如实施方案394所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
实施方案396.一种处理废气的方法，其包括使实施方案334至386中任一项所述的涂覆的衬底与废气接触，其中所述衬底置于被配置成用于接收所述废气的催化转化器内。
实施方案397.如实施方案396所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
实施方案398.一种处理废气的方法，其包括：使涂覆的衬底与包含NOx排放物的废气接触，其中所述涂覆的衬底包含：包含第一区域和第二区域的衬底；所述第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，所述被动NOx吸附剂(PNA)层包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且所述第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中所述第一复合纳米粒子包含第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
实施方案399.如实施方案398所述的方法，其中所述第一复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案400.如实施方案398所述的方法，其中所述衬底在所述第一区域与所述第二区域之间还包含第三区域。
实施方案401.如实施方案398至400中任一项所述的方法，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
实施方案402.如实施方案398至400中任一项所述的方法，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
实施方案403.如实施方案398至402中任一项所述的方法，其中所述第二区域还包含包含第二复合纳米粒子的第二催化层，其中所述第二复合纳米粒子包含第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
实施方案404.如实施方案403所述的方法，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案405.如实施方案398至404中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
实施方案406.如实施方案398至405中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
实施方案407.如实施方案406所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案408.如实施方案398至407中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
实施方案409.如实施方案398至408中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
实施方案410.如实施方案398至409中任一项所述的方法，其中所述第二区域还包含包含沸石粒子的沸石层。
实施方案411.如实施方案410所述的方法，其中所述沸石层不包含铂族金属。
实施方案412.如实施方案410至411中任一项所述的方法，其中所述沸石层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案413.如实施方案410至411中任一项所述的方法，其中所述第一催化层形成在所述沸石层的顶部上。
实施方案414.如实施方案413所述的方法，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案415.如实施方案414所述的方法，其中所述第一催化层包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
实施方案416.如实施方案415所述的方法，其中所述第二催化层包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案417.如实施方案398至416中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化层基本上不含沸石。
实施方案418.如实施方案398至417中任一项所述的方法，其中所述PNA层储存NOx排放物至高达至少第一温度且在第一温度或高于第一温度下释放所述储存的NOx排放物。
实施方案419.如实施方案418所述的方法，其中所述第一温度为150℃。
实施方案420.如实施方案398至419中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子是微米级的。
实施方案421.如实施方案398至420中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
实施方案422.如实施方案398至421中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案423.如实施方案422所述的方法，其中所述多个载体粒子包含HSA5。
实施方案424.如实施方案398至423中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
实施方案425.如实施方案398至424中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
实施方案426.如实施方案398至419和421至425中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体纳米粒子上的PGM纳米粒子。
实施方案427.如实施方案426所述的方法，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
实施方案428.如实施方案426所述的方法，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
实施方案429.如实施方案427至428中任一项所述的方法，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案430.如实施方案429所述的方法，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
实施方案431.如实施方案398至430中任一项所述的方法，其中所述PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案432.实施方案398至430中任一项所述的方法，其中所述PGM包含钯。
实施方案433.如实施方案432所述的方法，其中所述PNA层包含约2g/L至约4g/L钯。
实施方案434.如实施方案433所述的方法，其中所述PNA层包含约3g/L钯。
实施方案435.如实施方案432至434中任一项所述的方法，其中所述涂覆的衬底用在大于或等于2.5L的发动机系统中。
实施方案436.如实施方案398至430中任一项所述的方法，其中所述PGM包含钌。
实施方案437.如实施方案436所述的方法，其中所述PNA层包含约3g/L至约15g/L钌。
实施方案438.如实施方案437所述的方法，其中所述PNA层包含约5g/L至约6g/L钌。
实施方案439.如实施方案436至438中任一项所述的方法，其中所述第一温度为300℃。
实施方案440.如实施方案436至439中任一项所述的方法，其中所述涂覆的衬底用在小于或等于2.5L的发动机系统中。
实施方案441.如实施方案398至440中任一项所述的方法，其中所述PNA层包含大于或等于约150g/L所述多个载体粒子。
实施方案442.如实施方案398至441中任一项所述的方法，其中所述PNA层包含大于或等于约300g/L所述多个载体粒子。
实施方案443.如实施方案398至442中任一项所述的方法，其中所述PNA层还包含勃姆石粒子。
实施方案444.如实施方案443所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA层中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
实施方案445.如实施方案443至444中任一项所述的方法，其中所述勃姆石粒子占所述PNA层中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案446.如实施方案398至445中任一项所述的方法，其中所述衬底包含堇青石。
实施方案447.如实施方案398至446中任一项所述的方法，其中所述衬底包含蜂窝结构。
实施方案448.如实施方案398至447中任一项所述的方法，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
实施方案449.如实施方案448所述的方法，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第二区域上。
实施方案450.如实施方案449所述的方法，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第一和第二区域上。
实施方案451.如实施方案398至449中任一项所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
实施方案452.一种催化转化器，其包含：涂覆的衬底，所述涂覆的衬底包含：包含第一区域和第二区域的衬底；所述第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，所述被动NOx吸附剂(PNA)层包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且所述第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中所述第一复合纳米粒子包含第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
实施方案453.如实施方案452所述的催化转化器，其在所述第一区域与所述第二区域之间还包含第三区域。
实施方案454.如实施方案452所述的催化转化器，其中所述第一复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案455.如实施方案452至454中任一项所述的催化转化器，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
实施方案456.如实施方案452至454中任一项所述的催化转化器，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
实施方案457.如实施方案452至456中任一项所述的催化转化器，其中所述第二区域还包含包含第二复合纳米粒子的第二催化层，其中所述第二复合纳米粒子包含第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
实施方案458.如实施方案457所述的催化转化器，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案459.如实施方案452至458中任一项所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
实施方案460.如实施方案452至459中任一项所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
实施方案461.如实施方案460所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案462.如实施方案452至461中任一项所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
实施方案463.如实施方案452至462中任一项所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
实施方案464.如实施方案452至463中任一项所述的催化转化器，其中所述第二区域还包含包含沸石粒子的沸石层。
实施方案465.如实施方案464所述的催化转化器，其中所述沸石层不包含铂族金属。
实施方案466.如实施方案464至465中任一项所述的催化转化器，其中所述沸石层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案467.如实施方案464至465中任一项所述的催化转化器，其中所述第一催化层形成在所述沸石层的顶部上。
实施方案468.如实施方案467所述的催化转化器，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案469.如实施方案468所述的催化转化器，其中所述第一催化层包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
实施方案470.如实施方案469所述的催化转化器，其中所述第二催化层包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案471.如实施方案452至470中任一项所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二催化层基本上不含沸石。
实施方案472.如实施方案452至471中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA层储存NOx气体至高达至少第一温度且在第一温度或高于第一温度下释放所述储存的NOx气体。
实施方案473.如实施方案472所述的催化转化器，其中所述第一温度为150℃。
实施方案474.如实施方案452至473中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子是微米级的。
实施方案475.如实施方案452至474中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
实施方案476.如实施方案452至475中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案477.如实施方案476所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子包含HSA5。
实施方案478.如实施方案452至477中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
实施方案479.如实施方案452至478中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
实施方案480.如实施方案452至473和475至479中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体纳米粒子上的PGM纳米粒子。
实施方案481.如实施方案480所述的催化转化器，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
实施方案482.如实施方案480所述的催化转化器，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
实施方案483.如实施方案481至482中任一项所述的催化转化器，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案484.如实施方案483所述的催化转化器，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
实施方案485.如实施方案452至484中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案486.如实施方案452至485中任一项所述的催化转化器，其中所述PGM包含钯。
实施方案487.如实施方案486所述的催化转化器，其中所述PNA层包含约2g/L至约4g/L钯。
实施方案488.如实施方案487所述的催化转化器，其中所述PNA层包含约3g/L钯。
实施方案489.如实施方案486至488中任一项所述的催化转化器，其中所述催化转化器用在大于或等于2.5L的发动机系统中。
实施方案490.如实施方案452至485中任一项所述的催化转化器，其中所述PGM包含钌。
实施方案491.如实施方案490所述的催化转化器，其中所述PNA层包含约3g/L至约15g/L钌。
实施方案492.如实施方案491所述的催化转化器，其中所述PNA层包含约5g/L至约6g/L钌。
实施方案493.如实施方案490至492中任一项所述的催化转化器，其中所述第一温度为300℃。
实施方案494.如实施方案490至493中任一项所述的催化转化器，其中所述催化转化器用在小于或等于2.5L的发动机系统中。
实施方案495.如实施方案452至494中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA层包含大于或等于约150g/L所述多个载体粒子。
实施方案496.如实施方案452至495中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA层包含大于或等于约300g/L所述多个载体粒子。
实施方案497.如实施方案452至496中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA层还包含勃姆石粒子。
实施方案498.如实施方案497所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA层中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
实施方案499.如实施方案497至498中任一项所述的催化转化器，其中所述勃姆石粒子占所述PNA层中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案500.如实施方案452至499中任一项所述的催化转化器，其中所述衬底包含堇青石。
实施方案501.如实施方案452至500中任一项所述的催化转化器，其中所述衬底包含蜂窝结构。
实施方案502.如实施方案452至501中任一项所述的催化转化器，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
实施方案503.一种包含催化转化器的车辆，所述催化转化器包含涂覆的衬底，所述涂覆的衬底包含：包含第一区域和第二区域的衬底；所述第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，所述被动NOx吸附剂(PNA)层包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且所述第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中所述第一复合纳米粒子包含第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
实施方案504.如实施方案503所述的涂覆的衬底，其在所述第一区域与所述第二区域之间还包含第三区域。
实施方案505.如实施方案503所述的车辆，其中所述第一复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案506.如实施方案503至505中任一项所述的车辆，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
实施方案507.如实施方案503至505中任一项所述的车辆，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
实施方案508.如实施方案503至507中任一项所述的车辆，其中所述第二区域还包含包含第二复合纳米粒子的第二催化层，其中所述第二复合纳米粒子包含第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
实施方案509.如实施方案508所述的车辆，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案510.如实施方案503至509中任一项所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
实施方案511.如实施方案503至510中任一项所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
实施方案512.如实施方案511所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案513.如实施方案503至512中任一项所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
实施方案514.如实施方案503至513中任一项所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
实施方案515.如实施方案503至514中任一项所述的车辆，其中所述第二区域还包含包含沸石粒子的沸石层。
实施方案516.如实施方案515所述的车辆，其中所述沸石层不包含铂族金属。
实施方案517.如实施方案515至516中任一项所述的车辆，其中所述沸石层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案518.如实施方案515至516中任一项所述的车辆，其中所述第一催化层形成在所述沸石层的顶部上。
实施方案519.如实施方案518所述的车辆，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案520.如实施方案519所述的车辆，其中所述第一催化层包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
实施方案521.如实施方案520所述的车辆，其中所述第二催化层包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案522.如实施方案503至521中任一项所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二催化层基本上不含沸石。
实施方案523.如实施方案503至522中任一项所述的车辆，其中所述PNA层储存来自所述车辆发动机的NOx废气至高达至少第一温度且在第一温度或高于第一温度下释放所述储存的NOx废气。
实施方案524.如实施方案523所述的车辆，其中所述第一温度为150℃。
实施方案525.如实施方案503至524中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子是微米级的。
实施方案526.如实施方案503至525中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
实施方案527.如实施方案503至526中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案528.如实施方案527所述的车辆，其中所述多个载体粒子包含HSA5。
实施方案529.如实施方案503至528中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
实施方案530.如实施方案503至529中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
实施方案531.如实施方案503至524和526至530中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体纳米粒子上的PGM纳米粒子。
实施方案532.如实施方案531所述的车辆，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
实施方案533.如实施方案531所述的车辆，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
实施方案534.如实施方案532至533中任一项所述的车辆，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案535.如实施方案534所述的车辆，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
实施方案536.如实施方案503至535中任一项所述的车辆，其中所述PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案537.如实施方案503至536中任一项所述的车辆，其中所述PGM包含钯。
实施方案538.如实施方案537所述的车辆，其中所述PNA层包含约2g/L至约4g/L钯。
实施方案539.如实施方案538所述的车辆，其中所述PNA层包含约3g/L钯。
实施方案540.如实施方案537至539中任一项所述的车辆，其中所述车辆具有大于或等于2.5L发动机。
实施方案541.如实施方案503至536中任一项所述的车辆，其中所述PGM包含钌。
实施方案542.如实施方案541所述的车辆，其中所述PNA层包含约3g/L至约15g/L钌。
实施方案543.如实施方案542所述的车辆，其中所述PNA层包含约5g/L至约6g/L钌。
实施方案544.如实施方案541至543中任一项所述的车辆，其中所述第一温度为300℃。
实施方案545.如实施方案541至544中任一项所述的车辆，其中所述车辆具有小于或等于2.5L的发动机。
实施方案546.如实施方案503至545中任一项所述的车辆，其中所述PNA层包含大于或等于约150g/L所述多个载体粒子。
实施方案547.如实施方案503至546中任一项所述的车辆，其中所述PNA层包含大于或等于约300g/L所述多个载体粒子。
实施方案548.如实施方案503至547中任一项所述的车辆，其中所述PNA层还包含勃姆石粒子。
实施方案549.如实施方案548所述的车辆，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA层中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
实施方案550.如实施方案548至549中任一项所述的车辆，其中所述勃姆石粒子占所述PNA层中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案551.如实施方案503至550中任一项所述的车辆，其中所述衬底包含堇青石。
实施方案552.如实施方案503至551中任一项所述的车辆，其中所述衬底包含蜂窝结构。
实施方案553.如实施方案503至550中任一项所述的车辆，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
实施方案554.如实施方案553所述的车辆，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第二区域上。
实施方案555.如实施方案554所述的车辆，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第一和第二区域上。
实施方案556.如实施方案503至555中任一项所述的车辆，其中所述车辆为柴油车辆。
实施方案557.如实施方案556所述的车辆，其中所述车辆为轻型或重型柴油车辆。
实施方案558.如实施方案503至557中任一项所述的车辆，其中所述车辆符合欧洲排放标准欧洲5或欧洲6。
实施方案559.如实施方案503至558中任一项所述的车辆，其还包含位于所述催化转化器下游的SCR装置。
实施方案560.如实施方案503至559中任一项所述的车辆，其还包含LNT。
实施方案561.一种废气处理系统，其包含用于包含NOx排放物的废气的管道和包含涂覆的衬底的催化转化器，所述涂覆的衬底包含：包含第一区域和第二区域的衬底；所述第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，所述被动NOx吸附剂(PNA)层包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且所述第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中所述第一复合纳米粒子包含第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
实施方案562.如实施方案561所述的废气处理系统，其在所述第一区域与所述第二区域之间还包含第三区域。
实施方案563.如实施方案561所述的废气处理系统，其中所述第一复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案564.如实施方案561至563中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
实施方案565.如实施方案561至563中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
实施方案566.如实施方案561至565中任一项所述的废气处理系统，其中所述第二区域还包含包含第二复合纳米粒子的第二催化层，其中所述第二复合纳米粒子包含第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
实施方案567.如实施方案566所述的废气处理系统，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案568.如实施方案561至567中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
实施方案569.如实施方案561至568中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
实施方案570.如实施方案569所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案571.如实施方案561至570中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
实施方案572.如实施方案561至571中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
实施方案573.如实施方案561至572中任一项所述的废气处理系统，其中所述第二区域还包含包含沸石粒子的沸石层。
实施方案574.如实施方案573所述的废气处理系统，其中所述沸石层不包含铂族金属。
实施方案575.如实施方案573至574中任一项所述的废气处理系统，其中所述沸石层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案576.如实施方案573至574中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一催化层形成在所述沸石层的顶部上。
实施方案577.如实施方案576所述的废气处理系统，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
实施方案578.如实施方案577所述的废气处理系统，其中所述第一催化层包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
实施方案579.如实施方案578所述的废气处理系统，其中所述第二催化层包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
实施方案580.如实施方案561至579中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二催化层基本上不含沸石。
实施方案581.如实施方案561至580中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA层储存NOx排放物至高达至少第一温度且在第一温度或高于第一温度下释放所述储存的NOx排放物。
实施方案582.如实施方案581所述的废气处理系统，其中所述第一温度为150℃。
实施方案583.如实施方案561至582中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子是微米级的。
实施方案584.如实施方案561至583中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
实施方案585.如实施方案561至584中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案586.如实施方案585所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子包含HSA5。
实施方案587.如实施方案561至586中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
实施方案588.如实施方案561至587中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
实施方案589.如实施方案561至582和584至588中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体纳米粒子上的PGM纳米粒子。
实施方案590.如实施方案589所述的废气处理系统，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
实施方案591.如实施方案589所述的废气处理系统，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
实施方案592.如实施方案590至591中任一项所述的废气处理系统，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
实施方案593.如实施方案592所述的废气处理系统，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
实施方案594.如实施方案561至593中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
实施方案595.如实施方案561至594中任一项所述的废气处理系统，其中所述PGM包含钯。
实施方案596.如实施方案595所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含约2g/L至约4g/L钯。
实施方案597.如实施方案596所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含约3g/L钯。
实施方案598.如实施方案595至597中任一项所述的废气处理系统，其中所述废气处理系统用在大于或等于2.5L的发动机系统中。
实施方案599.如实施方案561至594中任一项所述的废气处理系统，其中所述PGM包含钌。
实施方案600.如实施方案599所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含约3g/L至约15g/L钌。
实施方案601.如实施方案600所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含约5g/L至约6g/L钌。
实施方案602.如实施方案599至601中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一温度为300℃。
实施方案603.如实施方案599至602中任一项所述的废气处理系统，其中所述废气处理系统用在小于或等于2.5L的发动机系统中。
实施方案604.如实施方案561至603中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含大于或等于约150g/L所述多个载体粒子。
实施方案605.如实施方案561至604中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含大于或等于约300g/L所述多个载体粒子。
实施方案606.如实施方案561至605中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA层还包含勃姆石粒子。
实施方案607.如实施方案606所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA层中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
实施方案608.如实施方案606至607中任一项所述的废气处理系统，其中所述勃姆石粒子占所述PNA层中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
实施方案609.如实施方案561至608中任一项所述的废气处理系统，其中所述衬底包含堇青石。
实施方案610.如实施方案561至609中任一项所述的废气处理系统，其中所述衬底包含蜂窝结构。
实施方案611.如实施方案561至610中任一项所述的废气处理系统，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
实施方案612.如实施方案611所述的废气处理系统，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第二区域上。
实施方案613.如实施方案612所述的废气处理系统，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第一和第二区域上。
实施方案614.如实施方案561至613中任一项所述的废气处理系统，其还包含位于所述催化转化器下游的SCR装置
实施方案615.如实施方案561至614中任一项所述的废气处理系统，其还包含LNT。
实施方案616.如实施方案561至615中任一项所述的废气处理系统，其中所述废气处理系统符合欧洲排放标准欧洲5。
实施方案617.如实施方案561至616中任一项所述的废气处理系统，其中所述废气处理系统符合欧洲排放标准欧洲6。
实施例
如上文论述，修补基面涂料组合物可通过各种不同的方式来配置和涂敷。所述配置提供制备涂有修补基面涂料的衬底的实例。
制备修补基面涂料的通用程序
通过将固体成分(约30重量％)与水(约70重量％)混合来制备修补基面涂料。添加乙酸将pH值调整至约4。接着研磨修补基面涂料浆料以达到约4μm至约6μm的平均粒度。通过与纤维素溶液或与玉米淀粉混合将修补基面涂料的粘度调整至所需的粘度，通常在约300cP至约1200cP之间。在纤维素或玉米淀粉添加之后，使修补基面涂料老化约24小时至约48小时。通过浸涂或真空涂覆将修补基面涂料涂覆至衬底上。将要涂覆的部分在涂覆之前可任选地经过预先湿润。涂覆至衬底上的修补基面涂料量可在约50g/l至约250g/l的范围内。将多余的修补基面涂料吹掉并回收。接着将涂有修补基面涂料的衬底在约25℃至约95℃下通过在涂覆的部分上吹空气进行干燥，直到重量趋向平稳。接着将涂有修补基面涂料的衬底在约450℃至约650℃下煅烧约1小时至约2小时。
在这些配置之一中，涂敷至衬底上的第一修补基面涂料组合物包含3％(或大约3％)勃姆石、80％(或大约80％)沸石和17％(或大约17％)多孔氧化铝(例如，MI-386等)，而第二修补基面涂料组合物包含3％(或大约3％)勃姆石、5％(或大约5％)二氧化硅(或，在另一实施方案中并非二氧化硅，而是5％沸石或大约5％沸石)和92％(或大约92％)催化粉末(即，含有催化材料的粉末)，其中催化粉末为NNm粉末(在载体微米粒子上的载体纳米粒子上的催化纳米粒子)。
将上文关于第一修补基面涂料组合物所论述的成分与水和酸(诸如乙酸)混合，且将pH值调整至约4。在将粘度调整至适当水平后，将此第一修补基面涂料涂覆至衬底上，其具有70g/L的大致层浓度。
接着将此第一修补基面涂料层干燥并煅烧。在此第一修补基面涂覆步骤后，施加第二修补基面涂覆步骤，其中将上文关于第二修补基面涂料组合物所论述的成分与水和酸(诸如乙酸)混合，且将pH值调整至约4。在将粘度调整至适当水平后，将此第二修补基面涂料涂覆至衬底上，其具有120g/l的大致层浓度。接着将此第二修补基面涂料层干燥并煅烧。
实施例1：衬底-沸石粒子-催化粉末配置或S-Z-C配置：在含有催化剂的修补基面涂料中无沸石
(a)第一修补基面涂料组合物：大约70g/l如下：
3％勃姆石
80％沸石
17％多孔氧化铝(MI-386等)
(b)第二修补基面涂料组合物：大约120g/l如下：
3％勃姆石；
5％二氧化硅；
92％NNm粉末(在微米粒子上的纳米粒子上的纳米粒子)，含有PGM(即，铂族金属或贵金属)的粉末。
将来自(a)的修补基面涂料成分与水和乙酸混合且将pH值调整至约4。在将粘度调整至适当水平后，将修补基面涂料涂覆至衬底上，其大致的层浓度为70g/l。将多余的修补基面涂料吹掉并回收。接着将此第一修补基面涂料层干燥并煅烧。在此第一修补基面涂覆步骤后，进行第二修补基面涂覆步骤：将来自(b)的成分与水和乙酸混合并将pH调整至约4。在将粘度调整至适当水平后，将修补基面涂料涂覆至衬底上，其大致层浓度为120g/l。再一次将多余的修补基面涂料吹掉并回收。接着将此第二修补基面涂料层干燥并煅烧。
实施例2：衬底-沸石粒子-催化粉末配置或S-Z-C配置：在含有催化剂的修补基面涂料中存在沸石
(a)第一修补基面涂料组合物：大约70g/l如下：
3％勃姆石
80％沸石
17％多孔氧化铝(MI-386等)
(b)第二修补基面涂料组合物：大约120g/l如下：
3％勃姆石；
5％沸石；
92％NNm粉末(在载体微米粒子上的载体纳米粒子上的催化纳米粒子)，含有PGM(即，铂族金属或贵金属)的粉末。
使用实施例1中所述的相同程序来涂覆此实施例中的衬底。
实施例3：衬底-沸石粒子-催化粉末或S-Z-C配置的另一实例
(a)第一修补基面涂料组合物：25g/l至90g/l(优选为大约60g/l或大约70g/l)如下：
2-5％勃姆石(优选为约3％)；
60-80％沸石，诸如75-80％沸石(优选为约80％)；
15-38％多孔氧化铝(MI-386等)，诸如15-22％多孔氧化铝(优选为约17％至约22％)。
(b)第二修补基面涂料组合物：50g/l至250g/l(优选为大约120g/l)如下：
2-5％勃姆石(优选为约3％)；
0-20％二氧化硅(优选为约5％)；
40-92％催化活性粉末(优选为约92％)；和
0-52％多孔氧化铝(优选为约0％)。
使用实施例1中所述的相同程序来涂覆此实施例中的衬底。在另一实施方案中，使用0-20％沸石代替0-20％二氧化硅(所用沸石的优选量为约5％)。
实施例4：衬底-角落填充-催化粒子-沸石或S-F-C-Z配置
在另一有利的配置中，涂敷至衬底的第一修补基面涂料组合物为涂敷至衬底的角落填充修补基面涂料。角落填充修补基面涂料的固体内容物包含约97重量％多孔氧化铝(MI-386)和约3重量％勃姆石。向角落填充修补基面涂料中添加水和乙酸，将pH调整至约4并调整粘度。将角落填充修补基面涂料组合物涂敷至衬底，吹掉多余修补基面涂料并回收，且将修补基面涂料干燥并煅烧。以上实施例中说明的含有沸石的修补基面涂料组合物和含有催化剂的修补基面涂料组合物也可用在此实施例中。因此，将第二修补基面涂料组合物涂敷于角落填充修补基面涂料层上，其包含3％(或大约3％)勃姆石、5％(或大约5％)二氧化硅和92％(或大约92％)催化粉末(即，含有催化材料的粉末)。将多余的含有催化剂的修补基面涂料吹掉并回收。涂敷之后，将含有催化剂的修补基面涂料组合物干燥并煅烧。涂敷在含有催化剂的修补基面涂料层上的第三修补基面涂料组合物包含3％(或大约3％)勃姆石、67％(或大约67％)沸石和30％(或大约30％)多孔氧化铝(例如，MI-386等)。涂敷之后，将多余的含有沸石粒子的修补基面涂料吹掉并回收，且将含有沸石粒子的修补基面涂料组合物干燥并煅烧。
图4说明根据一个实施方案制备的涂覆的衬底与在用其中沸石未与催化粒子分离的修补基面涂料制备的涂有纳米颗粒的衬底中使用的配置相比的性能。下文所述的所有测试结果都利用在800℃下人工老化16小时的催化剂来模拟汽车125,000英里后操作。
实心圆形·和与这些数据点拟合的曲线代表以下涂覆流程：
a)第一层，为角落填充修补基面涂料，紧接着
b)第二层，为使用纳米摞纳米摞微米催化剂的含有5％沸石(即，极低沸石浓度)的PGM修补基面涂料。PGM为2:1 Pt/Pd。
为了模拟，此第二层后可紧接有或可能不紧接有含有沸石粒子的修补基面涂料层。在实际实践中，将含有沸石粒子的修补基面涂料组合物涂敷在PGM层下方(即，在涂敷PGM修补基面涂料之前对衬底进行涂敷、干燥并煅烧)或涂敷在PGM层上方(即，在涂敷PGM修补基面涂料之前对衬底进行涂敷、干燥并煅烧)。
实心方形■和与这些数据点拟合的线代表以下涂覆流程：
a)第一层，为角落填充修补基面涂料，紧接着
b)第二层，为PGM修补基面涂料，含有完整的沸石量(即，含沸石的修补基面涂料层的所有沸石都与含有纳米摞纳米摞微米催化粉末的层组合)。PGM为2:1 Pt/Pd。
出于实验目的，在稳态条件下进行模拟(在实际操作中，冷启动条件并非稳态)。使含有一氧化碳、NOx和烃的载运气体通过涂覆的衬底来模拟柴油机废气。衬底的温度逐渐上升，直至达到起燃温度(即，当涂覆的衬底达到足以将CO转化为CO2的温度)。
由图表显而易见，在与用沸石和PGM的组合修补基面涂料制备的涂覆的衬底进行比较时，根据本公开制备的涂覆的衬底在相同的铂族金属负载下展示较低的一氧化碳起燃温度(即，如本文所述的涂覆的衬底与具有组合沸石-PGM修补基面涂料的涂覆的衬底相比展示更佳的性能，但使用相同量的PGM)，或在相同的起燃温度下需要较低的铂族金属负载(即，为获得本文所述的涂覆的衬底与具有组合沸石-PGM修补基面涂料的涂覆的衬底相比相同的性能，对于本文所述的涂覆的衬底而言需要更少昂贵的PGM)。
具体而言，由组合沸石-PGM修补基面涂料达到的最低起燃温度在3.3g/L铂族金属负载下为157℃，而根据如本文所述制备(使用具有低沸石含量的催化层)且具有相同3.3g/L PGM负载的涂覆的衬底具有147℃的起燃温度，起燃温度降低10℃。因此，含有低量沸石的修补基面涂覆的衬底在相同的PGM负载下展示优越的性能。
157℃的最低起燃温度由具有组合沸石-PGM修补基面涂料的涂覆的衬底在3.3g/l的铂族金属负载下达到。157℃的起燃温度由具有含有低量沸石的修补基面涂料的涂覆的衬底在1.8g/l的铂族金属负载下达到，铂族金属负载减少1.5g/L或45％。因此，具有含有低量沸石的修补基面涂料的涂覆的衬底与具有组合沸石-PGM修补基面涂料的涂覆的衬底相比在显著减少的PGM负载下展示相同性能。
本文所述的催化转化器性能与市售催化转化器的比较
A.起燃温度的改良
图10说明与具有仅使用湿式化学方法用于沉积铂族金属所制备的衬底的市售催化转化器相比，涂覆的衬底在催化转化器中的性能，其中涂覆的衬底是根据本公开的一个实施方案制备的。以与上文在图4结果描述的章节中所示的类似方式将涂覆的衬底人工老化并进行测试。
实心圆形表示由具有纳米摞纳米摞微米(NNm)催化剂(其中PGM为2:1 Pt:Pd)的修补基面涂料制备的涂覆的衬底的一氧化碳起燃温度的数据点。实心方形指示仅使用湿式化学方法用于沉积铂族金属(也具有2:1的Pt:Pd比率)制备的市售涂覆的衬底的CO起燃温度。
市售涂覆的衬底在5.00g/l的PGM负载下呈现141℃和143℃的CO起燃温度(平均为142℃)。具有NNm修补基面涂料的涂覆的衬底在5.1g/l PGM负载下呈现133℃的CO起燃温度且在5.2g/l PGM负载下呈现131℃的CO起燃温度，或在类似的PGM负载下比市售涂覆的衬底低约8至约10℃。具有NNm修补基面涂料的涂覆的衬底在3.3g/l的PGM负载下呈现142℃的CO起燃温度，对于与市售涂覆的衬底类似的起燃性能而言，但节约(减少)34％的PGM负载。
B.车辆的排放物分布的改良
图11说明安装在催化转化器中且用作柴油机氧化催化器的根据本公开的一些实施方案制备的涂覆的衬底与仅使用湿式化学方法用于沉积铂族金属所制备的市售催化转化器相比的性能。在安装在滚轴上且通过机械驱动进行测试的实际柴油发动机车辆上进行这些测量。使来自发动机的废气通过柴油机氧化催化器(DOC)，且传感器在废气通过DOC后测量排放物分布。(排放物随后通过柴油机颗粒过滤器(DPF)，之后释放到环境中。)使测试的DOC在800℃下人工老化16小时来模拟在汽车中125,000英里后操作。
图11中展示废气在通过DOC之后且在进入DPF之前的中间床排放物分布。左侧组的条状图中展示一氧化碳的中间床排放物，而右侧组的条状图中展示烃和氮氧化物的中间床排放物。每组的左侧条状图中展示通过市售柴油机氧化催化器(DOC)后的排放物分布，并将其标准化为1.0。由每组的中心条状图和右侧条状图说明使用根据本文所述方法制备的催化转化器的DOC的排放物分布。每组的中心条状图是关于根据本公开制备的节约40％的催化转化器(即，含有比市售催化转化器少40％的PGM)，而每组的右侧条状图是关于根据本公开制备的节约50％的催化转化器(即，含有比市售催化转化器少50％的PGM)。本公开的40％节约转化器展示与市售催化剂相比85.3％的CO排放物和89.5％的HC/NOx排放物。本公开的50％节约转化器展示与市售催化剂相比89.3％的CO排放物和94.7％的HC/NOx排放物。因此，由根据本公开的涂覆的衬底制备的催化转化器展示比仅使用湿式化学用于沉积铂族金属所制备的市售催化剂优越的排放性能，同时使用显著较少的PGM。
实施例5：在衬底-角落填充-催化粒子-沸石或S-F-C-Z配置中使用的Fe交换沸石
以与实施例4中所述类似的方式，将包含氧化铝粒子的第一修补基面涂料组合物涂敷至衬底作为角落填充修补基面涂料，且干燥并煅烧。将第二修补基面涂料组合物涂敷于角落填充修补基面涂料层上，其包含约2％勃姆石和约98％纳米摞纳米摞微米(NNm)催化粉末。催化粉末中铂与钯的比率为4:1 Pt:Pd。(贵金属的负载为1.8％；在150g/LNNm粉末和3g/L勃姆石时，每升使用大约2.7g贵金属。)涂敷之后，将含有催化剂的修补基面涂料组合物干燥并煅烧。将第三修补基面涂料组合物涂敷于含有催化剂的修补基面涂料层上，其包含约3％勃姆石、约47％多孔氧化铝(经由用于沉积铂族金属的湿式化学方法以钯浸渍，重量百分比为大约1％，因此在50g/L Pd浸渍的Al2O3悬浮液中0.5g/L的Pd)和约50％铁交换沸石(3％铁交换沸石)。在组合修补基面涂料层中的衬底上，铂总量与钯总量的比率为2:1Pt:Pd(NNm催化粒子层中四份Pt、NNm催化粒子层中一份Pd和沸石层中一份Pd)。将第三修补基面涂料层干燥并煅烧。
在使用非铁交换沸石制备且在沸石层中不含钯的催化剂的烃排放标准化为100时，Fe交换沸石配置的烃排放为约75，即减少约25％。类似地，当使用非铁交换沸石制备且在沸石层中不含钯的催化剂的一氧化碳排放标准化为100时，Fe交换沸石配置的CO排放为约75，即也减少约25％。此为优于以前配置的显著优势。
实施例6：催化层中具有两种类型催化活性材料的衬底—催化层(S—C)配置
在一种实施例配置中，涂敷至衬底的催化修补基面涂料组合物包含衬底和催化修补基面涂料层。催化修补基面涂料层可包含约3重量％勃姆石、约40重量％NNm粒子(其中铂:钯重量比为20:1)、约40重量％NNm粒子(其中铂:钯重量比为5:1)和约17重量％多孔氧化铝(诸如MI-386)。
将上文关于催化修补基面涂料组合物论述的成分与水和酸(诸如乙酸)混合且将pH值调整至约4。在将粘度调整至适当水平后，将此第一修补基面涂料涂覆至衬底上。吹掉多余修补基面涂料并回收。接着将涂覆的衬底干燥并煅烧.
实施例7：具有两个催化层的衬底—第一催化层—第二催化层(S—C1—C2)配置，每个催化层包含不同类型的催化活性材料
在一种实施例配置中，涂敷至衬底的催化修补基面涂料组合物包含衬底、第一催化修补基面涂料层和第二催化修补基面涂料层。第一催化修补基面涂料层可包含约3重量％勃姆石、约80重量％NNm粒子(其中铂:钯重量比为20:1)和约17重量％多孔氧化铝(诸如MI-386)。第二催化修补基面涂料层可包含约3重量％勃姆石、约80重量％NNm粒子(其中铂:钯重量比为5:1)和约17重量％多孔氧化铝(诸如MI-386)。
将上文关于第一催化修补基面涂料组合物论述的成分与水和酸(诸如乙酸)混合且将pH调整至约4。在将粘度调整至适当水平后，将此第一修补基面涂料涂覆至衬底上。将多余的修补基面涂料吹掉并回收。接着将此第一催化修补基面涂料层干燥并煅烧。
在此第一涂覆步骤后，施加第二涂覆步骤，其中将上文关于第二修补基面涂料组合物论述的成分与水和酸(诸如乙酸)混合且将pH调整至约4。在将粘度调整至适当水平后，将此第二修补基面涂料涂覆至衬底上。再一次将多余的修补基面涂料吹掉并回收。接着将此第二修补基面涂料干燥并煅烧。
实施例8：衬底—第一催化层—第二催化层(S—C1—C2)
具有两个催化层的另一种配置
在另一种实施例配置中，涂敷至衬底的催化修补基面涂料组合物包含衬底、任选的角落填充层、第一催化修补基面涂料层和第二催化修补基面涂料层。衬底含有总计约0.8g/L的铂族金属负载。
任选的角落填充层可由多孔氧化铝(诸如MI-386粒子)和约3％勃姆石组成，且可任选地还包含沸石。以角落填充层修补基面涂料的固体含量计，可包括20重量％与90重量％之间的量的沸石，诸如约50重量％。使用时，将约50g/L至60g/L的量的任选角落填充层涂敷至衬底。
第一催化修补基面涂料层可包含勃姆石(约3重量％)、NNm粒子(微米氧化铝上的纳米氧化铝上的纳米铂:钯合金)(其中铂:钯重量比为20:1，其量为约25g/L(对应于约0.33g/L的Pt:Pd))；氧化铝粒子(经由湿式化学用钯浸渍，其量为约18g/L(对应于约0.07g/L的Pd))；和约10至15g/L多孔氧化铝(诸如MI-386)。第一催化修补基面涂料层中总铂族金属负载为约0.4g/L，其中[20:1 Pt:Pd合金]与[Pd]的比率为约5比1。将此第一催化修补基面涂料层以约50g/L至60g/L的量涂敷至衬底。
第二催化修补基面涂料层可包含约3重量％勃姆石、约48.5重量％NNm粒子(其中铂:钯重量比为20:1)和约48.5重量％多孔氧化铝(诸如MI-386)。铂:钯重量比为20:1的NNm粒子的量为约25-30g/L，对应于修补基面涂料中约1.2％至1.5％的铂族金属。氧化铝的量为约25-30g/L。第二催化修补基面涂料层中总铂族金属负载为约0.4g/L，由20:1的Pt:Pd组成。将此第二催化修补基面涂料层以约50g/L至60g/L的量涂敷至衬底。
当使用任选的角落填充层时，将上文关于角落填充层修补基面涂料组合物论述的成分与水和酸(诸如乙酸)混合且将pH调整至约4。在将粘度调整至适当水平后，将角落填充层修补基面涂料涂覆至衬底上。将多余修补基面涂料吹掉并可回收。接着将此角落填充修补基面涂料层干燥并煅烧。
将上文关于第一催化修补基面涂料组合物论述的成分与水和酸(诸如乙酸)混合且将pH调整至约4。在将粘度调整至适当水平后，将此第一催化修补基面涂料涂覆至衬底上。将多余催化修补基面涂料吹掉并回收。接着将此第一催化修补基面涂料层干燥并煅烧。
在此第一涂覆步骤后，施加第二涂覆步骤，其中将上文关于第二催化修补基面涂料组合物论述的成分与水和酸(诸如乙酸)混合且将pH调整至约4。在将粘度调整至适当水平后，将此第二催化修补基面涂料涂覆至衬底上。再一次将多余催化修补基面涂料吹掉并回收。接着将此第二催化修补基面涂料层干燥并煅烧。
实施例9：衬底—角落填充层—第一催化层—第二催化层(S—F—C1—C2)
在另一种示例性配置中，涂敷至衬底的催化修补基面涂料组合物包含衬底、角落填充层、第一催化修补基面涂料层和第二催化修补基面涂料层。如在实施例8中，由以下修补基面涂料来制备催化剂。
角落填充层：
由50g/L Al2O3(MI-386)+约5％勃姆石组成。
第一催化层：
21g/l NNm、纳米-20:1 Pt:Pd/纳米-Al2O3/微米-Al2O3(大约0.33g/L的20:1 Pt:Pd)和8g/l的湿式化学Pd浸渍至微米-Al2O3(MI-386)(大约0.07g/L Pd)中，其一起提供3:l比率的Pt:Pd(总计0.4g/L PGM)；
30g/l Al2O3(MI-386填充剂)；和
5％勃姆石。
第二催化层：
27g/l 20:1的NNm、纳米-20:1 Pt:Pd/纳米-Al2O3/微米-Al2O3(大约0.4g/L的20:1 Pt:Pd)和28g/l的Al2O3(MI-386填充剂)；和
5％勃姆石。
关于此催化剂在各种温度(℃)下将NOx氧化为NO2的性能数据展示于图21和表4中(绘制成虚线，数据点处具有圆形；列在表4中标记为实施例9目录)且与符合EPA规定的市售催化剂的性能相匹配(绘制成实线，数据点处具有方形；列在表1中标记为列.目录)。给出的百分比表示NO2相对于存在的总NOx的百分比。
表4
测试PNA材料的NOx储存和释放
测试各种PNA材料的NOx储存和释放温度的性能。为了测试各种PNA材料的性能，坚持以下过程：(1)建立实际的PNA样品；(2)通过水热方式使样品老化；(3)使用模拟轻型柴油车辆废气的合成气体混合物测试样品的NOx排放物储存和释放。展示在图15-17中的结果为“第二次运行”(即，使PNA样品连续运行来确定是否存在任何残余储存效应)。基于图15-17中所示的结果，不存在残余储存效应且PNA材料释放100％储存的NOx排放物。
下表1和2列举用于测试PNA样品的老化条件和测试方案。
表1
表2
图15为展示基于锰的PNA材料在操作温度谱内的NOx排放物吸附和释放的图表。如图15中所示，基于锰的PNA材料在高达约110℃下有效储存NOx排放物。此时，PNA材料停止吸附NOx排放物且开始释放所吸附的NOx。在约220℃下，释放所有储存的NOx排放物。因此，基于锰的氧化物为在环境温度至约100℃下的良好NOx排放物吸附剂。另外，基于锰的氧化物展示“剧烈”的释放温度。NO滑移在110℃下的略微下降是由于水被打开。
图16为展示基于镁的PNA材料在操作温度谱内的NOx排放物吸附和释放的图表。如图16中所示，基于镁的PNA材料在高达约150℃下有效储存NOx排放物。此时，PNA材料停止吸附NOx排放物且开始释放所吸附的NOx。在约240℃下，释放所有储存的NOx排放物。因此，基于镁的氧化物为在环境温度至约150℃下的良好NOx排放物吸附剂。另外，基于镁的氧化物展示“剧烈”的释放温度。NO滑动在110℃下的剧烈下降是由于水被打开。
图17为展示基于钙的PNA材料在操作温度谱内的NOx排放物吸附和释放的图表。如图17中所示，基于钙的PNA材料在高达约180℃下有效储存NOx排放物。此时，PNA材料停止吸附NOx排放物且开始释放所吸附的NOx。在约310℃下，释放所有储存的NOx排放物。因此，基于钙的氧化物为在环境温度至约150℃下的良好NOx排放物吸附剂。另外，基于钙的氧化物展示“剧烈”的释放温度。NO滑动在110℃下的剧烈下降是由于水被打开。
图19说明采用涂有基于钯的PNA材料的衬底且整个催化转化器的铂族金属负载为约2.5g/l的催化转化器的一个实施方案(催化转化器A，虚线)与整个催化转化器的铂族金属负载为约6.4g/l的市售催化转化器(催化转化器B，实线)性能相比的NOx排放物储存对比性能。
通过产生包括通过湿式化学方法产生的氧化铈上的钯和勃姆石的PNA修补基面涂料来形成催化转化器A(采用如本文所述的PNA材料)。将PNA修补基面涂料涂覆至衬底的第一区域上且将衬底干燥并煅烧。在PNA区域下游的衬底的第二区域上，衬底具有角落填充层、包含NNm粒子且Pt:Pd重量比为2:1的催化层(在角落填充层的顶部上)和沸石层(在催化层顶部上)，所有这些层都如本文所述。催化转化器B为通过湿式化学方法形成的市售催化转化器。在相同的条件下测试两种催化转化器。
如图19中所示，随着催化转化器B的温度增加，NOx排放物线性增加。相反，随着催化转化器A的温度增加，NOx排放物仅略微增加直至指定时间和温度后，其中NOx排放物剧烈释放。因此，催化转化器A能够在环境温度直至约150℃下储存NOx排放物。
图20说明催化转化器A与催化转化器B的尾管排放物的对比。如图20中所示，催化转化器A可具有比催化转化器B少约50％的CO排放物且使用显著较少的PGM，由此降低成本。
本文中通过识别引用提到的所有公布、专利、专利申请和公布专利申请的公开内容均以全文引用的方式并入本文中。
已根据合并有细节的具体实施方案来描述本发明以便于理解本发明的构建和操作的原则。本文中提到此类具体实施方案及其细节并非想要限制其附加的权利要求书的范围。本领域技术人员将易于显而易见，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，在选定用于说明的实施方案中可进行其它的各种修改。因此，所述描述和实施例不应理解为限制本发明的范围。
表3.修补基面涂料制剂的示例性实施方案
Claims (348)
1.一种涂覆的衬底，其包含：
包含第一区域和第二区域的衬底；
所述第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，其包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且
所述第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中所述第一复合纳米粒子包含在第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
2.如权利要求1所述的涂覆的衬底，其中所述第一复合纳米粒子是等离子体产生的。
3.如权利要求1所述的涂覆的衬底，其在所述第一区域与所述第二区域之间还包含第三区域。
4.如权利要求1-3中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
5.如权利要求1-3中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
6.如权利要求1-5中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第二区域还包含包含第二复合纳米粒子的第二催化层，其中所述第二复合纳米粒子包含在第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
7.如权利要求6所述的涂覆的衬底，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
8.如权利要求1-7中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
9.如权利要求1-8中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
10.如权利要求9所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
11.如权利要求1-10中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
12.如权利要求1-11中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
13.如权利要求1-12中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第二区域还包含包含沸石粒子的沸石层。
14.如权利要求13所述的涂覆的衬底，其中所述沸石层不包含铂族金属。
15.如权利要求13-14中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述沸石层形成在所述第一催化层的顶部上。
16.如权利要求13-14中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一催化层形成在所述沸石层的顶部上。
17.如权利要求16所述的涂覆的衬底，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
18.如权利要求17所述的涂覆的衬底，其中所述第一催化层包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
19.如权利要求18所述的涂覆的衬底，其中所述第二催化层包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
20.如权利要求1-19中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一、第二或第一与第二催化层基本上不含沸石。
21.如权利要求1-20中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层储存NOx气体至高达至少第一温度且在所述第一温度或高于所述第一温度下释放所述储存的NOx气体。
22.如权利要求21所述的涂覆的衬底，其中所述第一温度为150℃。
23.如权利要求1-22中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子是微米级的。
24.如权利要求1-23中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
25.如权利要求1-24中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
26.如权利要求25所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子包含HSA5、HSA20或其混合物。
27.如权利要求1-26中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
28.如权利要求1-27中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
29.如权利要求1-22及24-28中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体粒子上的PGM纳米粒子。
30.如权利要求29所述的涂覆的衬底，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
31.如权利要求29所述的涂覆的衬底，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
32.如权利要求30-31中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
33.如权利要求32所述的涂覆的衬底，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
34.如权利要求1-33中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
35.如权利要求1-34中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PGM包含钯。
36.如权利要求35所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含约2g/L至约4g/L钯。
37.如权利要求36所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含约3g/L钯。
38.如权利要求35-37中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述涂覆的衬底用在大于或等于2.5L的发动机系统中。
39.如权利要求1-34中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PGM包含钌。
40.如权利要求39所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含约3g/L至约15g/L钌。
41.如权利要求40所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含约5g/L至约6g/L钌。
42.如权利要求39-41中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述第一温度为300℃。
43.如权利要求39-42中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述涂覆的衬底用在小于或等于2.5L的发动机系统中。
44.如权利要求1-43中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含大于或等于约150g/L的所述多个载体粒子。
45.如权利要求1-44中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层包含大于或等于约300g/L的所述多个载体粒子。
46.如权利要求1-45中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述PNA层还包含勃姆石粒子。
47.如权利要求46所述的涂覆的衬底，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA层中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
48.如权利要求46-47中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述勃姆石粒子占所述PNA层中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
49.如权利要求1-48中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述衬底包含堇青石。
50.如权利要求1-49中任一项所述的涂覆的衬底，其中所述衬底包含蜂窝结构。
51.如权利要求1-50中任一项所述的涂覆的衬底，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
52.如权利要求51所述的涂覆的衬底，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第二区域上。
53.如权利要求52所述的涂覆的衬底，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第一和第二区域上。
54.一种催化转化器，其包含根据权利要求1-53中任一项所述的涂覆的衬底。
55.一种废气处理系统，其包含用于废气的管道和根据权利要求54所述的催化转化器。
56.一种车辆，其包含根据权利要求54所述的催化转化器。
57.如权利要求56所述的车辆，其中所述车辆符合欧洲排放标准欧洲5。
58.如权利要求56所述的车辆，其中所述车辆符合欧洲排放标准欧洲6。
59.如权利要求56所述的车辆，其中所述车辆为柴油车辆。
60.如权利要求57所述的车辆，其中所述柴油车辆为轻型柴油车辆或重型柴油车辆。
61.一种处理废气的方法，其包括使如权利要求1-53中任一项所述的涂覆的衬底与所述废气接触。
62.如权利要求61所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
63.一种处理废气的方法，其包括使如权利要求1-53中任一项所述的涂覆的衬底与所述废气接触，其中所述衬底置于被配置成接收所述废气的催化转化器内。
64.如权利要求63所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
65.一种形成涂覆的衬底的方法，其包括：
以被动NOx吸附剂(PNA)修补基面涂料组合物涂覆衬底的第一区域，所述修补基面涂料组合物包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；和
以包含第一复合纳米粒子的第一催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域，其中所述第一复合纳米粒子包含在第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
66.如权利要求65所述的方法，其中在所述第一区域与所述第二区域之间存在第三区域。
67.如权利要求65所述的方法，其中在涂覆所述第一区域之前涂覆所述第二区域。
68.如权利要求65-67中任一项所述的方法，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
69.如权利要求65-67中任一项所述的方法，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
70.如权利要求65-67中任一项所述的方法，其还包括以包含第二复合纳米粒子的第二催化修补基面涂料组合物涂覆所述第二区域，其中所述第二复合纳米粒子包含在第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
71.如权利要求70所述的方法，其中在以所述第二催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域之前进行以所述第一催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域。
72.如权利要求65-71中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
73.如权利要求65-72中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
74.如权利要求73所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
75.如权利要求65-74中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
76.如权利要求65-75中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
77.如权利要求65-76中任一项所述的方法，其还包括以包含沸石粒子的沸石修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域。
78.如权利要求77所述的方法，其中所述沸石修补基面涂料组合物不包含铂族金属。
79.如权利要求77-78中任一项所述的方法，其中在以所述沸石修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域之前进行以所述第一催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域。
80.如权利要求77-78中任一项所述的方法，其中在以所述第一催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域之前进行以所述沸石修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域。
81.如权利要求80所述的方法，其中在以所述第二催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域之前进行以所述第一催化修补基面涂料组合物涂覆所述衬底的第二区域。
82.如权利要求81所述的方法，其中所述第一催化修补基面涂料组合物包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
83.如权利要求82所述的方法，其中所述第二催化修补基面涂料组合物包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
84.如权利要求65-83中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化修补基面涂料组合物基本上不含沸石。
85.如权利要求65-84中任一项所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物储存NOx气体至高达至少第一温度且在所述第一温度或高于所述第一温度下释放所述储存的NOx气体。
86.如权利要求85所述的方法，其中所述第一温度为150℃。
87.如权利要求65-86中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子是微米级的。
88.如权利要求65-87中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
89.如权利要求65-88中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
90.如权利要求89所述的方法，其中所述多个载体粒子包含HSA5、HSA20或其混合物。
91.如权利要求65-90中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
92.如权利要求65-91中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
93.如权利要求65-86及88-92中任一项所述的方法，其中在所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体纳米粒子上的PGM纳米粒子。
94.如权利要求93所述的方法，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
95.如权利要求93所述的方法，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
96.如权利要求94-95中任一项所述的方法，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
97.如权利要求96所述的方法，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
98.如权利要求65-97中任一项所述的方法，其中所述第一、第二及PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
99.如权利要求65-98中任一项所述的方法，其中所述PGM包含钯。
100.如权利要求99所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含约2g/L至约4g/L钯。
101.如权利要求100所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含约3g/L钯。
102.如权利要求99-101中任一项所述的方法，其中所述涂覆的衬底用在大于或等于2.5L的发动机系统中。
103.如权利要求65-98中任一项所述的方法，其中所述PGM包含钌。
104.如权利要求103所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含约3g/L至约15g/L钌。
105.如权利要求104所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含约5g/L至约6g/L钌。
106.如权利要求103-105中任一项所述的方法，其中所述第一温度为300℃。
107.如权利要求103-106中任一项所述的方法，其中所述涂覆的衬底用在小于或等于2.5L的发动机系统中。
108.如权利要求65-107中任一项所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含大于或等于约150g/L的所述多个载体粒子。
109.如权利要求65-108中任一项所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物包含大于或等于约300g/L的所述多个载体粒子。
110.如权利要求65-109中任一项所述的方法，其中所述PNA修补基面涂料组合物还包含勃姆石粒子。
111.如权利要求110所述的方法，其中在所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA修补基面涂料组合物中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
112.如权利要求110-111中任一项所述的方法，其中所述勃姆石粒子占所述PNA修补基面涂料组合物中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
113.如权利要求65-112中任一项所述的方法，其中所述衬底包含堇青石。
114.如权利要求65-113中任一项所述的方法，其中所述衬底包含蜂窝结构。
115.如权利要求65-114中任一项所述的方法，其还包括以角落填充修补基面涂料组合物涂覆所述衬底。
116.如权利要求115所述的方法，其中将所述角落填充修补基面涂料组合物直接沉积在所述衬底的第二区域上。
117.如权利要求116所述的方法，其中将所述角落填充修补基面涂料组合物直接沉积在所述衬底的第一和第二区域上。
118.一种催化转化器，其包含根据权利要求65-117中任一项所述的涂覆的衬底。
119.一种废气处理系统，其包含用于废气的管道和根据权利要求118所述的催化转化器。
120.一种车辆，其包含根据权利要求118所述的催化转化器。
121.如权利要求120所述的车辆，其中所述车辆符合欧洲排放标准欧洲5。
122.如权利要求120所述的车辆，其中所述车辆符合欧洲排放标准欧洲6。
123.如权利要求120所述的车辆，其中所述车辆为柴油车辆。
124.如权利要求123所述的车辆，其中所述柴油车辆为轻型柴油车辆或重型柴油车辆。
125.一种处理废气的方法，其包括使如权利要求65-117中任一项所述的涂覆的衬底与所述废气接触。
126.如权利要求125所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
127.一种处理废气的方法，其包括使如权利要求65-117中任一项所述的涂覆的衬底与所述废气接触，其中所述衬底置于被配置成接收所述废气的催化转化器内。
128.如权利要求127所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
129.一种处理废气的方法，其包括：
使涂覆的衬底与包含NOx排放物的废气接触，其中所述涂覆的衬底包含：
包含第一区域和第二区域的衬底；
所述第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，其包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且
所述第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中所述第一复合纳米粒子包含在第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
130.如权利要求129所述的方法，其中所述第一复合纳米粒子通过等离子体产生。
131.如权利要求129所述的方法，其中所述衬底在所述第一区域与所述第二区域之间还包含第三区域。
132.如权利要求129-131中任一项所述的方法，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
133.如权利要求129-131中任一项所述的方法，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
134.如权利要求129-133中任一项所述的方法，其中所述第二区域还包含包含第二复合纳米粒子的第二催化层，其中所述第二复合纳米粒子包含在第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
135.如权利要求134所述的方法，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
136.如权利要求129-135中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
137.如权利要求129-136中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
138.如权利要求137所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
139.如权利要求129-138中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
140.如权利要求129-139中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
141.如权利要求129-140中任一项所述的方法，其中所述第二区域还包含包含沸石粒子的沸石层。
142.如权利要求141所述的方法，其中所述沸石层不包含铂族金属。
143.如权利要求141-142中任一项所述的方法，其中所述沸石层形成在所述第一催化层的顶部上。
144.如权利要求141-142中任一项所述的方法，其中所述第一催化层形成在所述沸石层的顶部上。
145.如权利要求144所述的方法，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
146.如权利要求145所述的方法，其中所述第一催化层包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
147.如权利要求146所述的方法，其中所述第二催化层包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
148.如权利要求129-147中任一项所述的方法，其中所述第一、第二或第一与第二催化层基本上不含沸石。
149.如权利要求129-148中任一项所述的方法，其中所述PNA层储存NOx排放物至高达至少第一温度且在所述第一温度或高于所述第一温度下释放所述储存的NOx排放物。
150.如权利要求149所述的方法，其中所述第一温度为150℃。
151.如权利要求129-150中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子是微米级的。
152.如权利要求129-151中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
153.如权利要求129-152中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
154.如权利要求153所述的方法，其中所述多个载体粒子包含HSA5、HSA20或其混合物。
155.如权利要求129-154中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
156.如权利要求129-155中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
157.如权利要求129-150及152-156中任一项所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体纳米粒子上的PGM纳米粒子。
158.如权利要求157所述的方法，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
159.如权利要求157所述的方法，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
160.如权利要求158-159中任一项所述的方法，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
161.如权利要求160所述的方法，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
162.如权利要求129-161中任一项所述的方法，其中所述PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
163.如权利要求129-161中任一项所述的方法，其中所述PGM包含钯。
164.如权利要求163所述的方法，其中所述PNA层包含约2g/L至约4g/L钯。
165.如权利要求164所述的方法，其中所述PNA层包含约3g/L钯。
166.如权利要求163-165中任一项所述的方法，其中所述涂覆的衬底用在大于或等于2.5L的发动机系统中。
167.如权利要求129-161中任一项所述的方法，其中所述PGM包含钌。
168.如权利要求167所述的方法，其中所述PNA层包含约3g/L至约15g/L钌。
169.如权利要求168所述的方法，其中所述PNA层包含约5g/L至约6g/L钌。
170.如权利要求167-169中任一项所述的方法，其中所述第一温度为300℃。
171.如权利要求167-170中任一项所述的方法，其中所述涂覆的衬底用在小于或等于2.5L的发动机系统中。
172.如权利要求129-171中任一项所述的方法，其中所述PNA层包含大于或等于约150g/L的所述多个载体粒子。
173.如权利要求129-172中任一项所述的方法，其中所述PNA层包含大于或等于约300g/L的所述多个载体粒子。
174.如权利要求129-173中任一项所述的方法，其中所述PNA层还包含勃姆石粒子。
175.如权利要求174所述的方法，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA层中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
176.如权利要求174-175中任一项所述的方法，其中所述勃姆石粒子占所述PNA层中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
177.如权利要求129-176中任一项所述的方法，其中所述衬底包含堇青石。
178.如权利要求129-177中任一项所述的方法，其中所述衬底包含蜂窝结构。
179.如权利要求129-178中任一项所述的方法，其还包括直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
180.如权利要求179所述的方法，其中将所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第二区域上。
181.如权利要求180所述的方法，其中将所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第一和第二区域上。
182.如权利要求129-180中任一项所述的方法，其中所述废气在接触所述衬底的第二区域之前接触所述衬底的第一区域。
183.一种催化转化器，其包含：
涂覆的衬底，其包含：
包含第一区域和第二区域的衬底；
所述第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，其包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且
所述第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中所述第一复合纳米粒子包含在第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
184.如权利要求183所述的催化转化器，其在所述第一区域与所述第二区域之间还包含第三区域。
185.如权利要求183所述的催化转化器，其中所述第一复合纳米粒子通过等离子体产生。
186.如权利要求183-185中任一项所述的催化转化器，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
187.如权利要求183-185中任一项所述的催化转化器，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
188.如权利要求183-187中任一项所述的催化转化器，其中所述第二区域还包含包含第二复合纳米粒子的第二催化层，其中所述第二复合纳米粒子包含在第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
189.如权利要求188所述的催化转化器，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
190.如权利要求183-189中任一项所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
191.如权利要求183-190中任一项所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
192.如权利要求191所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
193.如权利要求183-192中任一项所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
194.如权利要求183-193中任一项所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
195.如权利要求183-194中任一项所述的催化转化器，其中所述第二区域还包含包含沸石粒子的沸石层。
196.如权利要求195所述的催化转化器，其中所述沸石层不包含铂族金属。
197.如权利要求195-196中任一项所述的催化转化器，其中所述沸石层形成在所述第一催化层的顶部上。
198.如权利要求195-196中任一项所述的催化转化器，其中所述第一催化层形成在所述沸石层的顶部上。
199.如权利要求198所述的催化转化器，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
200.如权利要求199所述的催化转化器，其中所述第一催化层包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
201.如权利要求200所述的催化转化器，其中所述第二催化层包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
202.如权利要求183-201中任一项所述的催化转化器，其中所述第一、第二或第一与第二催化层基本上不含沸石。
203.如权利要求183-202中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA层储存NOx气体至高达至少第一温度且在所述第一温度或高于所述第一温度下释放所述储存的NOx气体。
204.如权利要求203所述的催化转化器，其中所述第一温度为150℃。
205.如权利要求183-204中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子是微米级的。
206.如权利要求183-205中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
207.如权利要求183-206中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
208.如权利要求207所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子包含HSA5、HSA20或其混合物。
209.如权利要求183-208中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
210.如权利要求183-209中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
211.如权利要求183-204及206-210中任一项所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体纳米粒子上的PGM纳米粒子。
212.如权利要求211所述的催化转化器，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
213.如权利要求211所述的催化转化器，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
214.如权利要求212-213中任一项所述的催化转化器，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
215.如权利要求214所述的催化转化器，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
216.如权利要求183-215中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
217.如权利要求183-216中任一项所述的催化转化器，其中所述PGM包含钯。
218.如权利要求217所述的催化转化器，其中所述PNA层包含约2g/L至约4g/L钯。
219.如权利要求218所述的催化转化器，其中所述PNA层包含约3g/L钯。
220.如权利要求217-219中任一项所述的催化转化器，其中所述催化转化器用在大于或等于2.5L的发动机系统中。
221.如权利要求183-216中任一项所述的催化转化器，其中所述PGM包含钌。
222.如权利要求221所述的催化转化器，其中所述PNA层包含约3g/L至约15g/L钌。
223.如权利要求222所述的催化转化器，其中所述PNA层包含约5g/L至约6g/L钌。
224.如权利要求221-223中任一项所述的催化转化器，其中所述第一温度为300℃。
225.如权利要求221-224中任一项所述的催化转化器，其中所述催化转化器用在小于或等于2.5L的发动机系统中。
226.如权利要求183-225中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA层包含大于或等于约150g/L的所述多个载体粒子。
227.如权利要求183-226中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA层包含大于或等于约300g/L的所述多个载体粒子。
228.如权利要求183-227中任一项所述的催化转化器，其中所述PNA层还包含勃姆石粒子。
229.如权利要求228所述的催化转化器，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA层中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
230.如权利要求228-229中任一项所述的催化转化器，其中所述勃姆石粒子占所述PNA层中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
231.如权利要求183-230中任一项所述的催化转化器，其中所述衬底包含堇青石。
232.如权利要求183-231中任一项所述的催化转化器，其中所述衬底包含蜂窝结构。
233.如权利要求183-232中任一项所述的催化转化器，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
234.一种车辆，其包含催化转化器，所述催化转化器包含涂覆的衬底，所述涂覆的衬底包含：
包含第一区域和第二区域的衬底；
所述第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，其包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且
所述第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中所述第一复合纳米粒子包含在第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
235.如权利要求234所述的涂覆的衬底，其在所述第一区域与所述第二区域之间还包含第三区域。
236.如权利要求234所述的车辆，其中所述第一复合纳米粒子通过等离子体产生。
237.如权利要求234-236中任一项所述的车辆，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
238.如权利要求234-236中任一项所述的车辆，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
239.如权利要求234-238中任一项所述的车辆，其中所述第二区域还包含包含第二复合纳米粒子的第二催化层，其中所述第二复合纳米粒子包含在第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
240.如权利要求239所述的车辆，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
241.如权利要求234-240中任一项所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
242.如权利要求234-241中任一项所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
243.如权利要求242所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
244.如权利要求234-243中任一项所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
245.如权利要求234-244中任一项所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
246.如权利要求234-245中任一项所述的车辆，其中所述第二区域还包含包含沸石粒子的沸石层。
247.如权利要求246所述的车辆，其中所述沸石层不包含铂族金属。
248.如权利要求246-247中任一项所述的车辆，其中所述沸石层形成在所述第一催化层的顶部上。
249.如权利要求246-247中任一项所述的车辆，其中所述第一催化层形成在所述沸石层的顶部上。
250.如权利要求249所述的车辆，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
251.如权利要求250所述的车辆，其中所述第一催化层包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
252.如权利要求251所述的车辆，其中所述第二催化层包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
253.如权利要求234-252中任一项所述的车辆，其中所述第一、第二或第一与第二催化层基本上不含沸石。
254.如权利要求234-253中任一项所述的车辆，其中所述PNA层储存来自所述车辆发动机的NOx废气至高达至少第一温度且在所述第一温度或高于所述第一温度下释放所述储存的NOx废气。
255.如权利要求254所述的车辆，其中所述第一温度为150℃。
256.如权利要求234-255中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子是微米级的。
257.如权利要求234-256中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
258.如权利要求234-257中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
259.如权利要求258所述的车辆，其中所述多个载体粒子包含HSA5、HSA20或其混合物。
260.如权利要求234-259中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
261.如权利要求234-260中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
262.如权利要求234-255及257-261中任一项所述的车辆，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体纳米粒子上的PGM纳米粒子。
263.如权利要求262所述的车辆，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
264.如权利要求262所述的车辆，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
265.如权利要求263-264中任一项所述的车辆，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
266.如权利要求265所述的车辆，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
267.如权利要求234-266中任一项所述的车辆，其中所述PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
268.如权利要求234-267中任一项所述的车辆，其中所述PGM包含钯。
269.如权利要求268所述的车辆，其中所述PNA层包含约2g/L至约4g/L钯。
270.如权利要求269所述的车辆，其中所述PNA层包含约3g/L钯。
271.如权利要求268-270中任一项所述的车辆，其中所述车辆具有大于或等于2.5L的发动机。
272.如权利要求234-267中任一项所述的车辆，其中所述PGM包含钌。
273.如权利要求272所述的车辆，其中所述PNA层包含约3g/L至约15g/L钌。
274.如权利要求273所述的车辆，其中所述PNA层包含约5g/L至约6g/L钌。
275.如权利要求272-274中任一项所述的车辆，其中所述第一温度为300℃。
276.如权利要求272-275中任一项所述的车辆，其中所述车辆具有小于或等于2.5L的发动机。
277.如权利要求234-276中任一项所述的车辆，其中所述PNA层包含大于或等于约150g/L的所述多个载体粒子。
278.如权利要求234-277中任一项所述的车辆，其中所述PNA层包含大于或等于约300g/L的所述多个载体粒子。
279.如权利要求234-278中任一项所述的车辆，其中所述PNA层还包含勃姆石粒子。
280.如权利要求279所述的车辆，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA层中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
281.如权利要求279-280中任一项所述的车辆，其中所述勃姆石粒子占所述PNA层中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
282.如权利要求234-281中任一项所述的车辆，其中所述衬底包含堇青石。
283.如权利要求234-282中任一项所述的车辆，其中所述衬底包含蜂窝结构。
284.如权利要求234-281中任一项所述的车辆，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
285.如权利要求284所述的车辆，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第二区域上。
286.如权利要求285所述的车辆，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第一和第二区域上。
287.如权利要求234-286中任一项所述的车辆，其中所述车辆为柴油车辆。
288.如权利要求287所述的车辆，其中所述车辆为轻型或重型柴油车辆。
289.如权利要求234-288中任一项所述的车辆，其中所述车辆符合欧洲排放标准欧洲5或欧洲6。
290.如权利要求234-289中任一项所述的车辆，其还包含位于所述催化转化器下游的SCR装置。
291.如权利要求234-290中任一项所述的车辆，其还包含LNT。
292.一种废气处理系统，其包含用于包含NOx排放物的废气的管道和包含涂覆的衬底的催化转化器，所述涂覆的衬底包含：
包含第一区域和第二区域的衬底；
所述第一区域包含被动NOx吸附剂(PNA)层，其包含在多个包含氧化铈的载体粒子上的纳米级铂族金属(PGM)；且
所述第二区域包含包含第一复合纳米粒子的第一催化层，其中所述第一复合纳米粒子包含在第一载体纳米粒子上的第一催化纳米粒子。
293.如权利要求292所述的废气处理系统，其在所述第一区域与所述第二区域之间还包含第三区域。
294.如权利要求292所述的废气处理系统，其中所述第一复合纳米粒子通过等离子体产生。
295.如权利要求292-294中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第一NNm粒子。
296.如权利要求292-294中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第一NNiM粒子。
297.如权利要求292-296中任一项所述的废气处理系统，其中所述第二区域还包含包含第二复合纳米粒子的第二催化层，其中所述第二复合纳米粒子包含在第二载体纳米粒子上的第二催化纳米粒子。
298.如权利要求297所述的废气处理系统，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
299.如权利要求292-298中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含至少一种铂族金属。
300.如权利要求292-299中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含铂和钯。
301.如权利要求300所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子包含重量比为2:1至10:1铂:钯的铂和钯。
302.如权利要求292-301中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二载体纳米粒子具有5nm至20nm的平均直径。
303.如权利要求292-302中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二催化纳米粒子具有1nm与5nm之间的平均直径。
304.如权利要求292-303中任一项所述的废气处理系统，其中所述第二区域还包含包含沸石粒子的沸石层。
305.如权利要求304所述的废气处理系统，其中所述沸石层不包含铂族金属。
306.如权利要求304-305中任一项所述的废气处理系统，其中所述沸石层形成在所述第一催化层的顶部上。
307.如权利要求304-305中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一催化层形成在所述沸石层的顶部上。
308.如权利要求307所述的废气处理系统，其中所述第二催化层形成在所述第一催化层的顶部上。
309.如权利要求308所述的废气处理系统，其中所述第一催化层包含重量比为2:1至4:1铂:钯的铂和钯。
310.如权利要求309所述的废气处理系统，其中所述第二催化层包含重量比为10:1铂:钯的铂和钯。
311.如权利要求292-310中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一、第二或第一与第二催化层基本上不含沸石。
312.如权利要求292-311中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA层储存NOx排放物至高达至少第一温度且在所述第一温度或高于所述第一温度下释放所述储存的NOx排放物。
313.如权利要求312所述的废气处理系统，其中所述第一温度为150℃。
314.如权利要求292-313中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子是微米级的。
315.如权利要求292-314中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子是纳米级的。
316.如权利要求292-315中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子还包含氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
317.如权利要求316所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子包含HSA5、HSA20或其混合物。
318.如权利要求292-317中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过湿式化学技术后紧接进行煅烧而产生。
319.如权利要求292-318中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM通过初湿含浸法后紧接进行煅烧而产生。
320.如权利要求292-313及315-319中任一项所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM包含PNA复合纳米粒子，其中所述PNA复合纳米粒子包含在包含氧化铈的第三载体纳米粒子上的PGM纳米粒子。
321.如权利要求320所述的废气处理系统，其中所述PNA复合纳米粒子与微米级载运粒子键合以形成第二NNm粒子。
322.如权利要求320所述的废气处理系统，其中所述PNA复合纳米粒子嵌埋在载运粒子内以形成第二NNiM粒子。
323.如权利要求321-322中任一项所述的废气处理系统，其中所述载运粒子包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇或其组合。
324.如权利要求323所述的废气处理系统，其中所述载运粒子包含86重量％氧化铈、10重量％氧化锆和4重量％氧化镧。
325.如权利要求292-324中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA复合纳米粒子通过等离子体产生。
326.如权利要求292-325中任一项所述的废气处理系统，其中所述PGM包含钯。
327.如权利要求326所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含约2g/L至约4g/L钯。
328.如权利要求327所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含约3g/L钯。
329.如权利要求326-328中任一项所述的废气处理系统，其中所述废气处理系统用在大于或等于2.5L的发动机系统中。
330.如权利要求292-325中任一项所述的废气处理系统，其中所述PGM包含钌。
331.如权利要求330所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含约3g/L至约15g/L钌。
332.如权利要求331所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含约5g/L至约6g/L钌。
333.如权利要求330-332中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一温度为300℃。
334.如权利要求330-333中任一项所述的废气处理系统，其中所述废气处理系统用在小于或等于2.5L的发动机系统中。
335.如权利要求292-334中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含大于或等于约150g/L所述多个载体粒子。
336.如权利要求292-335中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA层包含大于或等于约300g/L的所述多个载体粒子。
337.如权利要求292-336中任一项所述的废气处理系统，其中所述PNA层还包含勃姆石粒子。
338.如权利要求337所述的废气处理系统，其中所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM占所述PNA层中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的95重量％至98重量％。
339.如权利要求337-338中任一项所述的废气处理系统，其中所述勃姆石粒子占所述PNA层中的所述多个载体粒子上的所述纳米级PGM与勃姆石粒子的混合物的2重量％至5重量％。
340.如权利要求292-339中任一项所述的废气处理系统，其中所述衬底包含堇青石。
341.如权利要求292-340中任一项所述的废气处理系统，其中所述衬底包含蜂窝结构。
342.如权利要求292-341中任一项所述的废气处理系统，其还包含直接沉积在所述衬底上的角落填充层。
343.如权利要求342所述的废气处理系统，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第二区域上。
344.如权利要求343所述的废气处理系统，其中所述角落填充层直接沉积在所述衬底的第一和第二区域上。
345.如权利要求292-344中任一项所述的废气处理系统，其还包含位于所述催化转化器下游的SCR装置。
346.如权利要求292-345中任一项所述的废气处理系统，其还包含LNT。
347.如权利要求292-346中任一项所述的废气处理系统，其中所述废气处理系统符合欧洲排放标准欧洲5。
348.如权利要求292-347中任一项所述的废气处理系统，其中所述废气处理系统符合欧洲排放标准欧洲6。
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