CN107206357A - 具有挥发的铂的捕获区域的用于压缩点火发动机的排气系统 - Google Patents

具有挥发的铂的捕获区域的用于压缩点火发动机的排气系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107206357A
CN107206357A CN201680009226.5A CN201680009226A CN107206357A CN 107206357 A CN107206357 A CN 107206357A CN 201680009226 A CN201680009226 A CN 201680009226A CN 107206357 A CN107206357 A CN 107206357A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxidation catalyst
capture
oxide
catalyst
catalysis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680009226.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107206357B (zh
Inventor
A·F·奇菲
C·达利
D·哈彻
J·里兰德
F·莫罗
P·R·菲利普斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Matthey PLC
Original Assignee
Johnson Matthey PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB1502465.6A external-priority patent/GB201502465D0/en
Priority claimed from GBGB1504663.4A external-priority patent/GB201504663D0/en
Application filed by Johnson Matthey PLC filed Critical Johnson Matthey PLC
Publication of CN107206357A publication Critical patent/CN107206357A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107206357B publication Critical patent/CN107206357B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9463—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on one brick
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9463—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on one brick
    • B01D53/9468—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on one brick in different layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9463—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on one brick
    • B01D53/9472—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on one brick in different zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/12—Silica and alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/7007—Zeolite Beta
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/74—Noble metals
    • B01J29/7415—Zeolite Beta
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76—Iron group metals or copper
    • B01J29/763—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
    • B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/391—Physical properties of the active metal ingredient
    • B01J35/393—Metal or metal oxide crystallite size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/391—Physical properties of the active metal ingredient
    • B01J35/394—Metal dispersion value, e.g. percentage or fraction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/612—Surface area less than 10 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/613—10-100 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/038—Precipitation; Co-precipitation to form slurries or suspensions, e.g. a washcoat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1021—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/204—Alkaline earth metals
    • B01D2255/2042—Barium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20761—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/30—Silica
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B01D2255/502—Beta zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/902—Multilayered catalyst
    • B01D2255/9022—Two layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/903—Multi-zoned catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/723—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

用于处理由压缩点火发动机产生的废气的氧化催化剂，其包括：基材；设置在所述基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和包括捕获材料的区域，其中布置所述区域以在所述废气已接触和/或通过所述催化材料之后接触所述废气。

Description

具有挥发的铂的捕获区域的用于压缩点火发动机的排气系统
发明领域
本发明涉及用于处理由压缩点火发动机产生的废气的氧化催化剂和排气系统。本发明进一步涉及氧化催化剂、排气系统和用于捕获挥发的铂(Pt)的区域的方法和用途。本发明还涉及包括氧化催化剂或排气系统的车辆。
发明背景
压缩点火发动机产生包含各种污染物的废气，所述污染物是世界各地环境法规的主题。这些污染物包括一氧化碳(CO)、未燃烧烃(HC)、氮氧化物(NOx)和颗粒物质(PM)。
为了达到法规所设定的可以排放入大气的污染物的可容许水平，用于处理由压缩点火产生的废气的排气系统通常包含几个排放控制装置。在这样的排气系统中，通常将废气引导至第一排放控制装置，所述装置能够氧化气体中存在的一氧化碳(CO)和未燃烧烃(HC)。第一排放控制装置可以为例如柴油氧化催化剂(DOC)、催化碳烟过滤器(CSF)、NOx储存催化剂(NSC)、被动NOx吸附剂(PNA)、柴油放热催化剂(DEC)或冷启动概念(CSCTM)催化剂。
对于NOx排放而言，用于压缩点火发动机的排气系统可以包含用于NOx的选择性催化还原的催化剂，如选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。NOx的选择性催化还原(SCR)主要通过以下三个反应发生：
(1)4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O；
(2)4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O；和
(3)8NH3+6NO→7N2+12H2O。
在进入SCR催化剂或SCRFTM催化剂的废气中NO2:NO的比例可以影响其性能。大体而言，当NO2:NO的比例为约1:1时SCR催化剂或SCRFTM催化剂显示最优性能。这可能有问题，因为在正常使用期间压缩点火发动机产生的废气通常包含对于SCR催化剂或SCRFTM催化剂的最优性能而言不足的NO2(即NO2:NO的比例比1:1低得多)。为了补偿这种低水平的NO2，第一排放控制装置往往包含已被配制成将一氧化氮(NO)氧化至二氧化氮(NO2)的催化材料，因此提高废气中NO2:NO的比例。SCR催化剂或SCRFTM催化剂通常布置在排气系统中第一排放控制装置的下游，使得废气将穿过第一排放控制装置然后穿过SCR催化剂或SCRFTM催化剂。
用于将NO氧化至NO2的催化材料通常包括铂(Pt)。当第一排放控制装置暴露于相对高的温度足够长时段时，低水平的铂(Pt)可以从催化材料挥发并且可以变得捕集在SCR/SCRFTM催化剂上。这种相对高的温度可以在正常使用期间出现，尤其是在重型柴油应用中，或在过滤器再生期间，如当第一排放控制装置是CSF时或当存在上游柴油颗粒过滤器(DPF)时。捕集在SCR催化剂或SCRFTM催化剂上的Pt可以具有对催化剂性能的高度有害影响，因为它可以氧化氨(NH3)。捕集的Pt可以消耗用于选择性催化还原NOx的NH3(因此降低NOx转化率)，并且可以产生不期望的二次排放。
Pt挥发的问题论述于我们的公布WO 2013/088133、WO 2013/088132、WO 2013/088128和WO 2013/050784中。
发明简述
本发明提供用于处理由压缩点火发动机产生的废气的氧化催化剂，其包括：基材；设置在基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和包括捕获材料的区域，其中布置所述区域以在废气已接触和/或穿过催化材料之后接触废气。
包括捕获材料的区域是用于捕获挥发的铂(Pt)的区域。在废气已与催化材料接触和/或穿过催化材料之后，废气可以包含挥发Pt，尤其是当废气是相对热的时，如当发动机已在重负载下长时段运行时或当发动机是重型发动机时。布置所述区域以在废气已接触或穿过催化材料之后接触废气。
本领域中已发现在捕获挥发的Pt上有效的材料可以降低NO2的量(以及NO2:NO的比例)，特别是在对NO2:NO的比例敏感的下游排放控制装置的温度区域中，从而导致下游装置的性能的潜在降低，尤其是当所述装置是SCR催化剂或SCRFTM催化剂时。现有捕获材料可以使在用于产生NO2的排放控制装置的催化材料中所包括的任何Pt的益处无效。
本发明人已开发了不影响(即减少)废气中NO2的量(例如NO2:NO的比例)的用于捕集挥发的Pt的捕获材料。所述捕获材料将不会减少由氧化催化剂的催化材料中Pt氧化NO所产生的任何NO2的量。因此，与初始由压缩点火发动机产生的废气相比，已穿过氧化催化剂的催化材料和捕获材料二者的废气将包含更高比例的NO2:NO，从而使得可以获得下游SCR/SCRFTM催化剂的最优性能。
本发明还提供捕获砖。所述捕获砖适合于捕获来自用于压缩点火发动机的排气系统中的包括铂(Pt)的催化材料的挥发的铂(Pt)。捕获砖包括：基材和设置在基材上的捕获材料。
本发明进一步提供用于处理由压缩点火发动机产生的废气的排气系统。所述排气系统包括：
(i)用于处理废气的氧化催化剂，其中所述氧化催化剂包括基材和设置在基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和
(ii)包括捕获材料的区域；
其中布置所述区域以在废气已接触和/或穿过催化材料之后接触废气。
布置包括捕获材料的区域以在废气已接触和/或穿过催化材料之后接触废气。用于捕获挥发的铂(Pt)的区域可以为氧化催化剂的组成部分(integral part)。
另外或替代地，用于捕获挥发的铂(Pt)的区域可以为捕获砖的部分。包括捕获材料的区域由捕获砖提供，其经布置以在废气已穿过氧化催化剂时，在废气已接触和/或穿过催化材料之后接触废气。
本发明的排气系统可以包括：
(i)用于处理废气的氧化催化剂，其中所述氧化催化剂包括第一基材和设置在第一基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和
(ii)用于捕获来自催化材料的挥发的铂(Pt)的捕获砖，其中所述捕获砖包括第二基材和设置在第二基材上的捕获材料；
其中布置所述捕获砖以在废气已穿过氧化催化剂之后接触废气。
“第一”基材是与“第二”基材分开的(例如“第一”基材与“第二”基材在空间上分开)。在此情形下术语“第一”和“第二”仅为用于鉴别每种基材的标记并且它们不限制本发明的范围。
在上述排气系统中，所述氧化催化剂可以为或可以不为本发明的氧化催化剂。
本发明进一步提供车辆。所述车辆包括压缩点火发动机和本发明的氧化催化剂、排气系统或捕获砖。
本发明的另一个方面涉及在用于处理由压缩点火发动机产生的废气的排气系统中用于捕获挥发的铂(Pt)的区域的用途。所述排气系统包括用于处理废气的氧化催化剂，所述氧化催化剂包括基材和设置在基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)，和其中用于捕获挥发的铂(Pt)的区域包括捕获材料，其中布置所述区域以在废气已接触或穿过催化材料和/或氧化催化剂之后接触废气。
本发明的另一个方面涉及捕获来自用于压缩点火发动机的排气系统中的催化材料的挥发的铂(Pt)的方法。
本发明还涉及处理由压缩点火发动机产生的废气的方法。
本发明的上述方法的每一种包括使由压缩点火发动机产生的废气穿过排气系统的步骤，所述排气系统包括：
(i)用于处理废气的氧化催化剂，其中所述氧化催化剂包括基材和设置在基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和
(ii)包括捕获材料的区域；
其中布置所述区域以在废气已接触和/或穿过催化材料之后接触废气。
通常，当废气温度≥700℃，如≥800℃，优选≥900℃时，挥发的铂可以存在于废气中(即在排气系统中)。
附图简述
图1是用于测试Cu/CHA沸石SCR催化剂上的铂污染的实验室反应器的示意图。
图2是显示本发明的排气系统实施方案的示意图。废气(20)穿过具有捕获区(3)的本发明的氧化催化剂(1)。在废气(20)已穿过氧化催化剂(1)之后，它穿过第二排放控制装置(10)，如选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。如果SCR将主动进行，则可以将氨源(30)引入废气。对于被动SCR，可以不存在氨源(30)。
图3是本发明的氧化催化剂的示意图。氧化催化剂具有设置在基材(1)上的区域或区(2)，其包括包含Pt的催化材料。在氧化催化剂的出口端处或附近存在捕获区(3)，所述捕获区包括用于捕获挥发Pt的捕获材料。
图4是本发明的氧化催化剂的示意图。氧化催化剂具有设置在基材(1)上的层(2)，所述层包括包含Pt的催化材料。在设置在催化材料的层(2)上的氧化催化剂的出口端处或附近存在捕获区(3)。捕获区(3)包括用于捕获挥发Pt的捕获材料。
图5是本发明的氧化催化剂的示意图。氧化催化剂具有设置在基材上的区域或区(2)，所述区域或区包括包含Pt的催化材料。在氧化催化剂的出口端处或附近存在捕获区域(3)。捕获区域(3)重叠于包含催化材料的区域或区(2)。捕获区域(3)包括用于捕获挥发Pt的捕获材料。
图6是显示本发明的排气系统实施方案的示意图。废气(20)穿过本发明的氧化催化剂(1)，其具有设置在基材的出口端表面处的捕获材料(3)。在废气(20)已穿过氧化催化剂(1)之后，它穿过第二排放控制装置(10)，如选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。如果SCR将主动进行，则可以将氨源(30)引入废气。对于被动SCR，可以不存在氨源(30)。
图7是本发明的氧化催化剂的示意图。氧化催化剂具有设置在基材(1)上的催化材料(2)。在基材的出口端表面处设置或负载有捕获材料(3)。
图8是本发明的氧化催化剂的示意图。氧化催化剂具有设置在基材(1)上的催化材料(2)。在基材的出口端表面处设置或负载有捕获材料(3)，其部分覆盖催化材料(2)。
图9是显示本发明的排气系统实施方案的示意图。废气(20)穿过可以为或可以不为本发明的氧化催化剂的氧化催化剂(1)。在废气(20)已穿过氧化催化剂(1)之后，它穿过包括基材和用于捕获挥发Pt的区域(3)的捕获砖(4)。然后废气(20)流动至第二排放控制装置(10)，如选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂上。如果SCR将主动进行，则在废气已穿过捕获砖(4)之后可以将氨源(30)引入废气。对于被动SCR，可以不存在氨源(30)。
发明详述
本发明涉及用于捕获挥发的铂(Pt)的区域，所述区域包括捕获材料或基本上由捕获材料组成。可以以各种方式布置所述区域来捕集或捕获已穿过(通常为氧化催化剂的)上游催化材料的废气中的挥发Pt。布置所述区域以阻止挥发Pt在第二下游排放控制装置，如SCR催化剂或SCRFTM催化剂上凝聚。
捕获材料包括或基本上由以下组成：
(a)具有≤约50m2/g的平均比表面积的耐火氧化物的颗粒，和/或
(b)具有≥约10nm的平均粒度和/或≤约10％的分散度的Pt合金化金属的颗粒。
本发明人已发现，当以适当方式在排气系统内布置捕获材料时，使用根据本发明的捕获材料可以减少或阻止挥发Pt变得沉积于下游SCR催化剂或SCRFTM催化剂上。本发明的捕获材料具有低催化活性，特别对CO和/或未燃烧HC的氧化，和尤其对NOx的氧化而言。大体而言，捕获材料还基本上对NO2的降解或还原无催化活性，特别是在发生Pt挥发的条件下和/或在下游SCR催化剂或SCRFTM催化剂对NO2:NO的比例敏感的温度区域中。
通常，优选捕获材料(即在新的或未使用时)基本上不含铂或捕获材料不包括铂。
还可以优选捕获材料大体上不包括贱金属，如钡或钒。
通常，用于捕获挥发的铂(Pt)的区域或其捕获材料包括0.1至3.5g in-3，优选0.2至2.5g in-3，还更优选0.3至2.0g in-3，和甚至更优选0.5至1.75g in-3(例如0.75至1.5gin-3)的耐火氧化物的负载量。
捕获材料可以包括或基本上由以下组成：具有≤约50m2/g(<约50m2/g)，如≤约40m2/g(<约40m2/g)，优选≤约30m2/g(<约30m2/g)，更优选≤约20m2/g(<约20m2/g)，甚至更优选≤约10m2/g(<约10m2/g)的平均比表面积的耐火氧化物的颗粒。
耐火氧化物的颗粒的平均比表面积(SSA)可以在-196℃使用容积法通过氮物理吸附测定。平均SSA使用BET吸附等温方程测定。
耐火氧化物可以具有<100微米的d90。耐火氧化物可以优选具有<75微米，如<50微米(例如<30微米)，和更优选<20微米的d90。已发现当耐火氧化物具有更小的d90时可以获得更好的填充和粘附。为了避免疑问，d90测量使用马尔文激光粒度仪(MalvernMastersizer)2000通过激光衍射粒度分析获得，其为基于体积的技术(即D90也可以被称为DV90(或D(v,0.90))，并且应用数学米氏(Mie)理论模型来测定粒度分布。
通常，耐火氧化物具有>0.1微米的d90。优选耐火氧化物具有>1.0微米，如>5.0微米的d90。
根据本发明使用的耐火氧化物的颗粒与在现有技术排放控制装置(例如DOC、CSF或NSC)中用作载体材料(例如对于催化活性金属，如铂族金属)的相同耐火氧化物的颗粒的平均比表面积相比，具有相对低的平均比表面积。大体而言，使用具有大平均比表面积的小耐火氧化物颗粒来使催化活性最大化。相比之下，根据本发明使用的耐火氧化物的颗粒是相对大的(即通常比在用作现有技术排放控制装置中的载体材料时大得多)。
具有≤约50m2/g的平均比表面积的耐火氧化物是本领域中已知的并且可以商购获得。还可能通过将具有>50m2/g的平均比表面积的耐火氧化物加热至高温、通常是明显高于在正常使用期间车辆的排气系统中耐火氧化物将遇到的温度的温度(例如1200℃以上)制备这样的耐火氧化物。因此，耐火氧化物(即具有低表面积)不是在氧化催化剂的使用期间原位形成的。
耐火氧化物可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铈和其混合或复合氧化物，如其两种或更多种的混合或复合氧化物。例如，耐火氧化物可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铈、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛-氧化铝、氧化锆-氧化铝、氧化铈-氧化铝、二氧化钛-二氧化硅、氧化锆-二氧化硅、氧化锆-二氧化钛、氧化铈-氧化锆和氧化铝-氧化镁。
耐火氧化物可以任选地被掺杂(例如掺杂有掺杂物)。掺杂物可以选自锆(Zr)、钛(Ti)、硅(Si)、钇(Y)、镧(La)、镨(Pr)、钐(Sm)、钕(Nd)和其氧化物。掺杂物的包括可以使耐火氧化物热稳定。要理解在此情形下对“掺杂”的任何提及是指其中耐火氧化物的本体或主晶格取代掺杂或填隙掺杂有掺杂物的材料。在一些情况下，少量的掺杂物可以存在于耐火氧化物的表面处。然而，大多数掺杂物将通常存在于耐火氧化物的主体中。
当耐火氧化物被掺杂时，掺杂物的总量是耐火氧化物的0.25至5重量％，优选0.5至3重量％(例如约1重量％)。
当耐火氧化物包括或基本上由氧化铈-氧化锆组成时，氧化铈-氧化锆可以基本上由20至95重量％的氧化铈和5至80重量％的氧化锆(例如50至95重量％氧化铈和5至50重量％氧化锆)，优选35至80重量％的氧化铈和20至65重量％氧化锆(例如55至80重量％氧化铈和20至45重量％氧化锆)，甚至更优选45至75重量％的氧化铈和25至55重量％氧化锆组成。
优选耐火氧化物选自氧化铝、二氧化硅、氧化铈、二氧化硅-氧化铝、氧化铈-氧化铝、氧化铈-氧化锆和氧化铝-氧化镁。更优选地，耐火氧化物选自氧化铝、氧化铈、二氧化硅-氧化铝和氧化铈-氧化锆。耐火氧化物可以为氧化铝或二氧化硅-氧化铝。
在一个实施方案中，捕获材料不包括Pt合金化材料(PAM)，特别是当Pt合金化材料包括钯时。该实施方案在本文中称为“无PAM实施方案”。更优选地，捕获材料不包括钯和铂。进一步优选捕获材料不包括一种或多种铂族金属(PGM)和/或一种或多种货币金属金(Au)和/或银(Ag)。甚至更优选地，捕获材料不包括一种或多种过渡金属(即除了可以为耐火氧化物的部分的任何过渡金属，如氧化锆以外)。在这种情况下，具有≤50m2/g的平均比表面积的耐火氧化物的颗粒可以主要或仅用作捕获材料。
在无PAM实施方案中，耐火氧化物优选为氧化铈、氧化铈-氧化铝或氧化铈-氧化锆。更优选耐火氧化物包括或基本上由氧化铈组成。甚至更优选地，耐火氧化物基本上由氧化铈组成。
另外或替代地，捕获材料可以包括或基本上由Pt合金化材料(PAM)，如钯(Pd)的颗粒组成。其中Pt合金化材料包括在捕获材料中的本发明的实施方案在本文中称为“含PAM实施方案”。
已发现Pt合金化材料(PAM)包括在捕获材料中是有利的，因为它可以易于与挥发Pt形成合金。在捕获材料中Pt与Pt合金化材料之间的合金(例如Pt-Pd合金)的形成因合金的稳定性而有效捕集挥发Pt。
通常，Pt合金化材料包括或基本上由金属和/或其氧化物组成。金属优选选自钯(Pd)；金(Au)；铜(Cu)；Pd和Au的混合物；Pd和Cu的混合物；Au和Cu的混合物；Pd、Au和Cu的混合物；Pd和Au的双金属合金；Pd和Cu的双金属合金；Au和Cu的双金属合金；和Pd、Au和Cu的三金属合金。优选金属选自钯(Pd)，Pd和Au的混合物，和Pd和Au的双金属合金。更优选地，金属是钯(Pd)。
为了避免疑问，Pt合金化材料不包括铂(例如在新的或未使用时)。
优选Pt合金化材料的颗粒具有≥约10nm的平均粒度，如>约10nm的平均粒度。更优选地，Pt合金化材料的颗粒具有≥约15nm，如≥约20nm，还更优选≥约50nm，如≥约75nm的平均粒度。
通常，将可以充当Pt合金化材料的金属包括在氧化催化剂中用于其催化活性。在常规排放控制装置中这类金属(例如钯)的平均粒度远小于10nm。用于根据本发明的捕获材料中的Pt合金化材料的颗粒是相对大的。已意外地发现Pt合金化材料的这类大颗粒能够捕集或捕获挥发Pt而相对无催化活性。
通常Pt合金化材料具有10nm至1000微米的平均粒度。优选Pt合金化材料具有15nm至100微米，更优选20nm至20微米，特别是50nm至5微米，如75nm至3微米的平均粒度。
Pt合金化材料颗粒的颗粒通常具有≤约10％(例如<约10％)，优选≤约7.5％，如≤约5％，更优选≤约2.5％的分散度。分散度的测量是指未使用的Pt合金化材料颗粒(即新鲜颗粒，其尚未经受重复或长时间的使用)。
本文中关于Pt合金化材料，特别是当Pt合金化材料是钯时所使用的“平均粒度”和“分散度”通过如下所述CO化学吸附测定。Pt合金化材料含量通过电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测量。样品的CO摄取使用Micromeritics Autochem 2920仪器测量。在300℃用氢气预处理样品。在50℃通过脉冲化学吸附测量一氧化碳摄取。然后，基于样品的CO摄取和Pt合金化材料含量，使用Autochem 2920软件计算Pt合金化材料分散度和粒度。在计算中使用1:1的CO:Pd化学吸附比例。
Pt合金化材料的分散度是Pt合金化材料的粒度的度量。具有低表面积的大颗粒具有低分散度。当如钯或金的材料因其催化活性而被包括在组合物中时，因为期望高表面积，颗粒具有高分散度。在催化组合物中钯或其它这类材料的分散度通常远大于10％。
通常，捕获材料或捕获区域具有1g ft-3至50g ft-3，优选4g ft-3至40g ft-3，甚至更优选8g ft-3至30g ft-3的Pt合金化材料的总负载量(例如Pt合金化材料的金属含量)。
Pt合金化材料如钯可以设置或负载在基材，如氧化催化剂或捕获砖的基材上(例如Pt合金化材料直接涂覆于基材上)。
优选Pt合金化材料设置或负载在载体材料(例如粒状载体材料)上。Pt合金化材料可以直接设置于载体材料上或直接由载体材料负载(例如Pt合金化材料与载体材料之间不存在插入的载体材料)。例如，Pt合金化材料如钯可以分散在载体材料的表面上和/或浸渍于载体材料中。
通常，载体材料包括或基本上由耐火氧化物组成。通常，耐火氧化物不是促进Pt合金化材料的催化活性的材料，特别是当Pt合金化材料包括钯时(例如钯在CO和/或未燃烧HC的氧化中的催化活性)。
Pt合金化材料的至少一个颗粒可以设置或负载在耐火氧化物的至少一个颗粒上。优选地，Pt合金化材料的多个颗粒设置或负载在耐火氧化物的至少一个颗粒上。更优选地，存在耐火氧化物的多个颗粒，其中Pt合金化材料的多个颗粒设置或负载在耐火氧化物的每个颗粒上。
耐火氧化物可以为如上文定义的。因此，耐火氧化物可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铈和其混合或复合氧化物，如其两种或更多种的混合或复合氧化物。例如，耐火氧化物可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铈、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛-氧化铝、氧化锆-氧化铝、氧化铈-氧化铝、二氧化钛-二氧化硅、氧化锆-二氧化硅、氧化锆-二氧化钛、氧化铈-氧化锆和氧化铝-氧化镁。
耐火氧化物可以任选地被掺杂(例如掺杂有掺杂物)。掺杂物可以选自锆(Zr)、钛(Ti)、硅(Si)、钇(Y)、镧(La)、镨(Pr)、钐(Sm)、钕(Nd)和其氧化物。
当耐火氧化物被掺杂时，掺杂物的总量是耐火氧化物的0.25至5重量％，优选0.5至3重量％(例如约1重量％)。
当耐火氧化物包括或基本上由氧化铈-氧化锆组成时，氧化铈-氧化锆可以基本上由20至95重量％的氧化铈和5至80重量％的氧化锆(例如50至95重量％氧化铈和5至50重量％氧化锆)，优选35至80重量％的氧化铈和20至65重量％氧化锆(例如55至80重量％氧化铈和20至45重量％氧化锆)，甚至更优选45至75重量％的氧化铈和25至55重量％氧化锆组成。
优选耐火氧化物选自氧化铝、二氧化硅、氧化铈、二氧化硅-氧化铝、氧化铈-氧化铝、氧化铈-氧化锆和氧化铝-氧化镁。更优选地，耐火氧化物选自氧化铝、氧化铈、二氧化硅-氧化铝和氧化铈-氧化锆。甚至更优选地，耐火氧化物是氧化铝或二氧化硅-氧化铝，特别是二氧化硅-氧化铝。
在第一含PAM实施方案中，耐火氧化物的颗粒属于将用作催化材料的载体材料的类型(例如它们是相对小的并且具有高表面积)。
在第一含PAM实施方案中，耐火氧化物的颗粒通常具有>约50m2/g，优选≥约60m2/g，如≥约100m2/g的平均比表面积。
在第一含PAM实施方案中，优选耐火氧化物选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛-氧化铝、氧化锆-氧化铝、二氧化钛-二氧化硅、氧化锆-二氧化硅、氧化锆-二氧化钛和氧化铝-氧化镁。更优选地，耐火氧化物选自氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝和氧化铝-氧化镁。
在第二含PAM实施方案中，耐火氧化物属于具有相对低的平均比表面积和具有相对大的颗粒的上文所定义的类型。
第二含PAM实施方案涉及包括或基本上由以下组成的捕获材料：
(a)具有≤约50m2/g的平均比表面积或如上文另外定义的耐火氧化物的颗粒，和
(b)如上文定义的Pt合金化材料的颗粒。
如在本文中上文所描述的，Pt合金化材料通常设置或负载在载体材料(例如粒状载体材料)上，所述载体材料包括或基本上由具有≤约50m2/g的平均比表面积或如上文另外定义的耐火氧化物组成。Pt合金化材料可以直接设置于载体材料上或直接由载体材料负载(例如Pt合金化材料与载体材料之间不存在插入的载体材料)。例如，Pt合金化材料如钯可以分散在载体材料的表面上和/或浸渍于载体材料中。
Pt合金化材料的至少一个颗粒可以设置或负载在耐火氧化物的至少一个颗粒上。优选地，Pt合金化材料的多个颗粒设置或负载在耐火氧化物的至少一个颗粒上。更优选地，存在耐火氧化物的多个颗粒，其中Pt合金化材料的多个颗粒设置或负载在耐火氧化物的每个颗粒上。
本发明包括捕获材料相对于包括(Pt)的催化材料的各种布置，所述催化材料是氧化催化剂的部分。原则上，捕获材料可以与包括这样的催化材料的氧化催化剂一起使用。
当氧化催化剂自身包括捕获材料(即捕获材料设置或负载在与催化材料相同的基材上)时，氧化催化剂是本发明的氧化催化剂。
当捕获材料是捕获砖的部分时，氧化催化剂可以为本发明的氧化催化剂或不具有包括捕获材料的区域的氧化催化剂。
当氧化催化剂是本发明的氧化催化剂时，它可以包括有包括第一捕获材料的区域并且捕获砖可以包括第二捕获材料。第一捕获材料可以具有与第二捕获材料的组成相同或不同的组成。当第一捕获材料和第二捕获材料的组成不同时，每种捕获材料可以独立地具有如上文定义的组成。
当氧化催化剂是不具有包括捕获材料的区域的氧化催化剂时，氧化催化剂包括或基本上由设置在基材上的催化材料组成，其中所述催化材料包括铂(Pt)。
除非上下文另外指明，下文关于氧化催化剂所描述的特征涉及本发明的氧化催化剂和/或不具有包括捕获材料的区域的氧化催化剂。
氧化催化剂可以为柴油氧化催化剂(DOC)、催化碳烟过滤器(CSF)、NOx储存催化剂(NSC)、被动NOx吸附剂(PNA)、柴油放热催化剂(DEC)、冷启动概念(CSCTM)催化剂[参见WO2012/166868和国际专利申请号PCT/US14/69079，其各自通过引用并入本文]或氨泄漏催化剂(ASC)。优选氧化催化剂是DOC、CSF、NSC、PNA或DEC。更优选地，氧化催化剂是DOC或CSF。
为了避免疑问，捕获材料和催化材料具有不同的组成。
通常，催化材料包括设置或负载在载体材料(本文中称为催化材料的载体材料或“CM载体材料”)上的铂(Pt)。铂可以直接设置于载体材料上或直接由载体材料负载(例如铂与载体材料之间不存在插入的载体材料)。例如，铂可以分散在载体材料的表面上方和/或浸渍于载体材料内。
CM载体材料包括或基本上由耐火氧化物(本文中称为催化材料的耐火氧化物)组成。耐火氧化物的颗粒通常具有≥75m2/g，如≥100m2/g，和优选≥100m2/g的平均比表面积。
CM载体材料的耐火氧化物通常选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铈和其混合或复合氧化物，如其两种或更多种的混合或复合氧化物。例如，耐火氧化物可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铈、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛-氧化铝、氧化锆-氧化铝、氧化铈-氧化铝、二氧化钛-二氧化硅、氧化锆-二氧化硅、氧化锆-二氧化钛、氧化铈-氧化锆和氧化铝-氧化镁。
当CM载体材料或其耐火氧化物包括或基本上由氧化铝的混合或复合氧化物(例如二氧化硅-氧化铝、氧化铝-氧化镁或氧化铝和氧化铈的混合物)组成时，优选氧化铝的混合或复合氧化物包括至少50至99重量％的氧化铝，更优选70至95重量％的氧化铝，甚至更优选75至90重量％的氧化铝。
当CM载体材料或其耐火氧化物包括或基本上由氧化铈-氧化锆组成时，氧化铈-氧化锆可以基本上由20至95重量％的氧化铈和5至80重量％的氧化锆(例如50至95重量％氧化铈和5至50重量％氧化锆)，优选35至80重量％的氧化铈和20至65重量％氧化锆(例如55至80重量％氧化铈和20至45重量％氧化锆)，甚至更优选45至75重量％的氧化铈和25至55重量％氧化锆组成。
CM载体材料或其耐火氧化物可以任选地被掺杂(例如掺杂有掺杂物)。掺杂物可以选自锆(Zr)、钛(Ti)、硅(Si)、钇(Y)、镧(La)、镨(Pr)、钐(Sm)、钕(Nd)和其氧化物。
当CM载体材料或其耐火氧化物被掺杂时，掺杂物的总量是0.25至5重量％，优选0.5至3重量％(例如约1重量％)。
CM载体材料或其耐火氧化物可以包括或基本上由掺杂有掺杂物的氧化铝组成。当催化材料包括碱土金属时，优选当氧化催化剂是柴油氧化催化剂(DOC)或催化碳烟过滤器(CSF)时，特别优选CM载体材料或其耐火氧化物包括或基本上由掺杂有掺杂物的氧化铝组成。
氧化铝可以掺杂有包括硅(Si)、镁(Mg)、钡(Ba)、镧(La)、铈(Ce)、钛(Ti)或锆(Zr)或其两种或更多种的组合的掺杂物。掺杂物可以包括或基本上由以下组成：硅的氧化物，镁的氧化物，钡的氧化物，镧的氧化物，铈的氧化物，钛的氧化物或锆的氧化物。优选地，掺杂物包括或基本上由硅、镁、钡、铈或其氧化物组成，特别是硅或铈或其氧化物。更优选地，掺杂物包括或基本上由硅、镁、钡或其氧化物组成；特别是硅、镁或其氧化物；尤其是硅或其氧化物。
掺杂有掺杂物的氧化铝的实例包括掺杂有二氧化硅的氧化铝、掺杂有氧化镁的氧化铝、掺杂有钡或氧化钡的氧化铝、掺杂有氧化镧的氧化铝、或掺杂有氧化铈的氧化铝，特别是掺杂有二氧化硅的氧化铝、掺杂有氧化镧的氧化铝或掺杂有氧化铈的氧化铝。优选掺杂有掺杂物的氧化铝是掺杂有二氧化硅的氧化铝、掺杂有钡或氧化钡的氧化铝、或掺杂有氧化镁的氧化铝。更优选地，掺杂有掺杂物的氧化铝是掺杂有二氧化硅的氧化铝或掺杂有氧化镁的氧化铝。甚至更优选地，掺杂有掺杂物的氧化铝是掺杂有二氧化硅的氧化铝。
当氧化铝是掺杂有二氧化硅的氧化铝时，氧化铝掺杂有0.5至45重量％(即氧化铝的重量％)，优选1至40重量％，更优选1.5至30重量％(例如1.5至10重量％)，特别是2.5至25重量％，更特别是3.5至20重量％(例如5至20重量％)，甚至更优选4.5至15重量％的总量的二氧化硅。
当氧化铝是掺杂有氧化镁的氧化铝时，氧化铝掺杂有如上文定义的量或1至40重量％(即氧化铝的重量％)，如5至28重量％的量的氧化镁。更优选地，氧化铝掺杂有10至25重量％的量的氧化镁。
替代地或另外，CM载体材料或其耐火氧化物可以包括或基本上由碱土金属铝酸盐组成。术语“碱土金属铝酸盐”通常指具有式MAl2O4的化合物，其中“M”表示碱土金属，如Mg、Ca、Sr或Ba。这类化合物可以包括尖晶石结构。
通常，碱土金属铝酸盐是铝酸镁(MgAl2O4)、铝酸钙(CaAl2O4)、铝酸锶(SrAl2O4)、铝酸钡(BaAl2O4)或其两种或更多种的混合物。优选地，碱土金属铝酸盐是铝酸镁(MgAl2O4)。
在氧化催化剂中，催化材料可以包括单一铂族金属(PGM)，所述铂族金属是铂(例如催化材料包括铂作为仅有的铂族金属)。
替代地，取决于氧化催化剂的应用，催化材料可以包括(i)铂(Pt)，和(ii)钯(Pd)和/或铑(Rh)。
如果催化材料包括钯(Pd)，则通常催化材料包括具有<10nm，优选≤8nm的平均粒度的钯(Pd)的颗粒。
如果催化材料包括钯(Pd)，则通常催化材料包括具有>10％，优选≥15％(例如15至35％)，如≥20％(例如20至30％)的分散度的钯(Pd)的颗粒。
大体而言，当催化区域或其催化材料包括Pt和Pd(和任选的Rh)时，通常Pt比Pd的质量比例≥1:1。催化材料可以包括Pt和任选的Pd，以使得Pt比Pd的质量比例为1:0至1:1。已发现当催化材料相对富含Pt时发生铂的挥发。
优选当催化材料包括Pt和Pd(和任选的Rh)时，Pt比Pd的质量比例≥1.5:1，更优选≥2:1(例如≥3:1)，甚至更优选≥4:1，如≥10:1。Pt比Pd的质量比例(即质量比)优选为50:1至1:1，更优选30:1至2:1(例如25:1至4:1)，甚至更优选20:1至5:1，如15:1至7.5:1。
通常，当催化材料包括Pt和Rh(和任选的Pd)时，通常Pt比Rh的质量比例≥1:1。催化材料可以包括Pt和任选的Rh，以使得Pt比Rh的质量比例为1:0至1:1。当催化材料包括Pt和Rh(和任选的Pd)时，优选Pt比Rh的质量比例≥1.5:1，更优选≥2:1(例如≥3:1)，甚至更优选≥4:1，如≥10:1。Pt比Rh的质量比例(即质量比)优选为50:1至1:1，更优选30:1至2:1(例如25:1至4:1)，甚至更优选20:1至5:1，如15:1至7.5:1。
如果催化材料包括Pd(和任选的Rh)，则催化材料可以包括设置或负载在CM载体材料上的Pd。如果还存在Rh，则催化材料可以包括设置或负载在CM载体材料上的Pd和Rh。
通常，氧化催化剂具有5至500g ft-3的PGM总负载量。优选地，PGM总负载量为10至400g ft-3，更优选20至300g ft-3，还更优选25至250g ft-3，和甚至更优选30至200g ft-3。
在第一氧化催化剂实施方案(具有或不具有捕获材料)中，氧化催化剂是柴油氧化催化剂(DOC)、柴油放热催化剂(DEC)或被动NOx吸附剂(PNA)。
当氧化催化剂是柴油氧化催化剂(DOC)、柴油放热催化剂(DEC)、被动NOx吸附剂(PNA)、冷启动概念(CSCTM)催化剂或氨泄漏催化剂(ASC)时，通常氧化催化剂或其催化材料具有20至200g ft-3、更优选40至160g ft-3的PGM总负载量。
在第二氧化催化剂实施方案(具有或不具有捕获材料)中，氧化催化剂是催化碳烟过滤器(CSF)。
当氧化催化剂是催化碳烟过滤器(CSF)时，优选氧化催化剂或其催化材料具有1至100g ft-3、更优选5至50g ft-3的PGM总负载量。
当氧化催化剂是柴油氧化催化剂(DOC)、柴油放热催化剂(DEC)、被动NOx吸附剂(PNA)、冷启动概念(CSCTM)催化剂、氨泄漏催化剂(ASC)或催化碳烟过滤器(CSF)时，优选氧化催化剂或其催化材料不包括铑(Rh)。催化材料可以包括铂(Pt)或铂(Pt)和钯(Pd)，通常作为仅有的铂族金属(PGM)。
当氧化催化剂是柴油氧化催化剂(DOC)、柴油放热催化剂(DEC)或催化碳烟过滤器(CSF)时，优选耐火氧化物包括氧化铝，如任选地掺杂有掺杂物的氧化铝(例如其中掺杂物包括硅或其氧化物，或掺杂物是二氧化硅)或氧化铝的混合或复合氧化物(例如二氧化硅-氧化铝)。替代地，耐火氧化物可以基本上由氧化铝组成。
在第一和第二氧化催化剂实施方案中的催化材料可以进一步包括催化剂促进剂。所述催化剂促进剂可以包括或基本上由碱土金属组成。碱土金属可以选自镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)和其两种或更多种的组合。优选碱土金属是钙(Ca)、锶(Sr)或钡(Ba)，更优选锶(Sr)或钡(Ba)，并且最优选碱土金属是钡(Ba)。
通常，催化材料包括10至500g ft-3(例如60至400g ft-3或10至450g ft-3)，特别是20至400g ft-3，更特别是35至350g ft-3，如50至300g ft-3，尤其是75至250g ft-3的碱土金属的总量。
通常，催化剂促进剂(例如碱土金属)和铂(和任选的钯)负载在CM载体材料上。
在第三氧化催化剂实施方案(具有或不具有捕获材料)中，氧化催化剂是NOx储存催化剂(NSC)。
当氧化催化剂是NOx储存催化剂(NSC)时，优选氧化催化剂或其催化材料可以包括：
(a)铂(Pt)和钯(Pd)，优选Pt和Pd作为仅有的PGM；或
(b)铂(Pt)和铑(Rh)，优选Pt和Rh作为仅有的PGM；或
(c)铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh)，优选Pt、Pd和Rh作为仅有的PGM。
当氧化催化剂是NOx储存催化剂(NSC)时，优选氧化催化剂或其催化材料具有20至200g ft-3、更优选40至160g ft-3的PGM总负载量。
如果催化材料包括Pd，则Pd可以设置或负载在CM载体材料上。
如果催化材料包括Pd，则Pd可以设置或负载在CM载体材料上。
在第三氧化催化剂实施方案中，优选CM载体包括或基本上由耐火氧化物组成，所述耐火氧化物选自氧化铝-氧化镁(例如其混合或复合氧化物)、掺杂有氧化镁的氧化铝和铝酸镁(MgAl2O4)。更优选地，耐火氧化物选自氧化铝-氧化镁(例如其混合或复合氧化物)和掺杂有氧化镁的氧化铝。氧化铝-氧化镁或掺杂有氧化镁的氧化铝包括1至40重量％(即氧化铝的重量％)，如5至28重量％的量的氧化镁。更优选地，氧化铝掺杂有10至25重量％的量的氧化镁。
当氧化催化剂是NOx储存催化剂(NSC)时，通常氧化催化剂或其催化材料包括NOx储存组分。
NOx储存组分包括选自镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)和其两种或更多种的组合的碱土金属。优选碱土金属是钙(Ca)、锶(Sr)或钡(Ba)，更优选锶(Sr)或钡(Ba)，并且最优选碱土金属是钡(Ba)。
通常，NOx储存组分由碱土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物组成。
当氧化催化剂是NOx储存催化剂(NSC)时，通常氧化催化剂或其催化材料包括100至6000g ft-3，优选250至900g ft-3(例如250至500g ft-3)，特别是300至850g ft-3(例如300至450g ft-3)，更特别是400至800g ft-3，如450至600g ft-3的NOx储存组分(例如碱土金属)的总量。在一些情况下，CM载体材料和/或NSC载体材料可以提供一些NOx储存活性，如当载体材料包括氧化铈时。为了避免疑问，NOx储存组分的总量通常不包括CM载体材料的量和/或NSC载体材料的量。
NOx储存组分可以设置或负载在CM载体材料上。
氧化催化剂或其催化材料可以进一步包括NOx储存组分载体材料(本文中称为“NSC载体材料”)。另外或作为NOx储存组分设置或负载在CM载体材料上的替代，NOx储存组分可以设置或负载在NSC载体材料上。
NSC载体材料包括或基本上由耐火氧化物组成，如选自氧化铈和其混合或复合氧化物的耐火氧化物。氧化铈的混合或复合氧化物可以选自氧化铈-氧化铝和氧化铈-氧化锆。优选耐火氧化物选自氧化铈和氧化铈-氧化锆。
当NSC载体材料或其耐火氧化物包括或基本上由氧化铈-氧化锆组成时，氧化铈-氧化锆可以基本上由20至95重量％的氧化铈和5至80重量％的氧化锆(例如50至95重量％氧化铈和5至50重量％氧化锆)，优选35至80重量％的氧化铈和20至65重量％氧化锆(例如55至80重量％氧化铈和20至45重量％氧化锆)，甚至更优选45至75重量％的氧化铈和25至55重量％氧化锆组成。
氧化催化剂(包括第一至第三氧化催化剂实施方案)或其催化材料可以进一步包括沸石。优选沸石是中孔沸石(例如具有十个四面体原子的最大环尺寸的沸石)或大孔沸石(例如具有十二个四面体原子的最大环尺寸的沸石)。合适的沸石或沸石类型的实例包括八面沸石、斜发沸石、丝光沸石、硅沸石、镁碱沸石、沸石X、沸石Y、超稳定沸石Y、AEI沸石、ZSM-5沸石、ZSM-12沸石、ZSM-20沸石、ZSM-34沸石、CHA沸石、SSZ-3沸石、SAPO-5沸石、钾沸石、β沸石或铜CHA沸石。沸石优选为ZSM-5、β沸石或Y沸石。
通常，沸石具有至少25:11，优选至少25:1的二氧化硅比氧化铝摩尔比，其中有用的范围是25:1至1000:1、50:1至500:1以及25:1至100:1、25:1至300:1、100:1至250:1。
当氧化催化剂或其催化材料包括沸石时，通常沸石的总负载量为0.05至3.00gin-3、特别是0.10至2.00g in-3、更特别是0.2至0.8g in-3。
大体而言，氧化催化剂包括有包括催化材料的区域。包括催化材料的区域在本文中称为“催化区域”。催化区域通常设置或负载在基材上。催化区域可以直接设置于基材上(即催化区域与基材的表面接触)。
捕获区域可以：
(a)设置或负载在催化区域上；和/或
(b)直接设置于基材上[即捕获区域与基材的表面接触]；和/或
(c)与催化区域接触[即捕获区域相邻于或邻接催化区域]。
大体而言，捕获区域设置或负载在基材的多个通道壁(即基材内的每个通道壁)上。
本发明的氧化催化剂还包括有包括捕获材料的区域，布置所述区域以在废气已接触和/或穿过催化材料之后接触废气。包括捕获材料的区域在本文中称为“捕获区域”。
通常，布置捕获区域以在废气离开氧化催化剂时接触废气。可以布置或定向催化区域以在捕获区域之前接触废气。在本发明的氧化催化剂的第一至第三布置中，布置捕获区域以在废气离开氧化催化剂时接触废气，并且任选地布置或定向催化区域以在捕获区域之前接触废气。
优选捕获区域是捕获区。更优选地，捕获区设置或负载在基材的出口端处或附近。
大体而言，捕获区具有≥1英寸(≥25.4mm)的长度。捕获区的该长度独立于基材的长度。
捕获区通常具有2.5至50％的基材长度(例如5至45％)，优选10至40％的基材长度(例如15至35％)，更优选15至30％的基材长度的长度。
在本发明的氧化催化剂的第一布置(包括第一至第三氧化催化剂实施方案)中，催化区域设置或负载在捕获区的上游。优选地，催化区域是催化区。更优选地，催化区设置或负载在基材的入口端处或附近。
通常，催化区具有10至90％的基材长度(例如50至90％)，优选15至80％的基材长度(例如55至80％)，更优选20至75％(例如30至65％)的基材长度，还更优选30至65％的长度。
催化区可以毗连捕获区。优选地，催化区与捕获区接触。当催化区毗连捕获区或催化区与捕获区接触时，催化区和捕获区可以以层的形式(例如单个层)设置或负载在基材上。因此，当催化区和捕获区相互毗连或接触时，层(例如单层)可以形成于基材上。这种布置可以避免背压的问题。
催化区可以与捕获区分开。催化区与捕获区之间可以存在间隙(例如间隔)。
捕获区可以重叠于催化区。捕获区的端部或部分可以设置或负载在催化区上。捕获区通常仅部分重叠于催化区。
在本发明的第二氧化催化剂布置(包括第一至第三氧化催化剂实施方案)中，催化区域是催化层。优选催化层延伸基本上基材的全长，特别是整料基材的通道的全长。
捕获区通常设置或负载在催化层上。优选捕获区直接设置于催化层上(即捕获区与催化层的表面接触)。
当捕获区设置或负载在催化层上时，优选捕获区的全长设置或负载在催化层上。捕获区的长度小于催化层的长度。
在第三氧化催化剂布置(包括第一至第三氧化催化剂实施方案)中，经布置以在废气已接触和/或穿过催化材料之后接触废气的捕获区域是设置或负载在(即基材的)出口端表面上的捕获材料。因此，氧化催化剂包括：具有入口端表面和出口端表面的基材；设置在基材上的催化材料；和捕获材料，其中所述捕获材料设置或负载在(即基材的)出口端表面上。
第三氧化催化剂布置提供了减少或阻止挥发的铂逃逸含铂氧化催化剂的有成本效益的解决方案(其还可以避免减少已由催化剂产生的NO2的量)，因为它不需要使用大量昂贵的材料，如贵金属或稀土金属。
捕获材料可以直接设置或负载于基材的出口端表面上(例如捕获材料与基材的出口端表面接触)。
在第三氧化催化剂布置(包括第一至第三氧化催化剂实施方案)中，当捕获材料包括或基本上由Pt合金化材料组成时，优选氧化催化剂具有1g ft-3至500g ft-3(例如50至400g ft-3)，优选4g ft-3至250g ft-3(例如75至250g ft-3)，甚至更优选8g ft-3至150g ft-3(例如100至150g ft-3)的Pt合金化材料的总负载量(例如Pt合金化材料的金属含量)。捕获材料可以占据相对小体积的基材并且它可以对于存在Pt合金化材料的高负载量是必需的。
Pt合金化材料如钯可以设置或负载在基材的出口端表面上(例如Pt合金化材料直接涂覆于基材的出口端表面上)。
捕获材料设置或负载在基材的出口端表面上(例如基材的下游、端面)。基材的出口端表面通常包括多个通道壁边缘。
基材的出口端表面可以为平面(例如如在常规蜂窝体基材中)或非平面的。当基材的出口端表面非平面时，出口端表面可以具有三维形貌构造。具有非平面端表面的基材的实例描述于US 8,257,659中。具有非平面端表面的基材可以对捕获材料提供比具有平面端表面的基材更大的表面积来捕集挥发的铂。
大体而言，优选基材的出口端表面是平面的。
除了设置或负载在基材的出口端表面上以外，捕获材料可以设置或负载在基材内的多个通道壁上。在捕获材料的应用期间，一些捕获材料可以进入基材的通道，因此部分涂覆基材内的通道壁。
当捕获材料设置或负载在基材内的多个通道壁上时，氧化催化剂包括捕获区，其中所述捕获区包括或基本上由捕获材料组成。
捕获区通常具有≤25mm，优选≤20mm，如≤15mm，更优选≤10mm(例如≤5mm)，和甚至更优选≤3mm(例如<3mm)的平均长度(例如从基材的出口端表面起)。为了避免疑问，平均长度是指在基材的轴向上的长度。
大体而言，氧化催化剂包括设置在基材上的催化材料。催化材料设置或负载在基材内的多个通道壁上。
在第三氧化催化剂布置(包括第一至第三氧化催化剂实施方案)中，当基材是过滤式整料基材时，催化材料可以设置或负载在入口通道的堵塞或密封端上。优选催化材料设置或负载在多个入口通道的堵塞或密封端上。入口通道的每个堵塞或密封端处在基材的下游端(即废气出口侧)。
当本发明的氧化催化剂是柴油氧化催化剂(DOC)、柴油放热催化剂(DEC)、被动NOx吸附剂(PNA)、NOx储存催化剂(NSC)、CSCTM催化剂、ASC或催化碳烟过滤器(CSF)时，氧化催化剂可以具有上述第一、第二或第三氧化催化剂布置。
当本发明的氧化催化剂是催化碳烟过滤器(CSF)时，催化区域(或催化层或催化区)和捕获区域(或捕获区)可以设置或负载在(i)基材的多个入口通道壁，和/或(ii)基材的多个出口通道壁上。
替代地，优选当本发明的氧化催化剂是催化碳烟过滤器(CSF)时，催化区域(或催化层或催化区)设置或负载在基材的多个入口通道壁上，并且捕获区域(或捕获区)设置或负载在基材的多个出口通道壁上。
用于负载氧化催化剂的基材是本领域中公知的。用于制造载体涂料以将催化材料或捕获材料施加至基材上的方法和用于将载体涂料施加至基材上的方法也是本领域中已知的(参见，例如，我们的WO 99/47260、WO 2007/077462和WO 2011/080525)。
基材通常具有多个通道(例如用于废气流动穿过)。通常，基材是陶瓷材料或金属材料。
优选基材由堇青石(SiO2-Al2O3-MgO)、碳化硅(SiC)、Fe-Cr-Al合金、Ni-Cr-Al合金或不锈钢合金制成或组成。
通常，基材是整料(本文中还称为整料基材)。这类整料基材是本领域中公知的。整料基材可以为流通式整料基材或过滤式整料基材。
流通式整料基材通常包括蜂窝体整料(例如金属或陶瓷蜂窝体整料)，所述蜂窝体整料具有多个延伸穿过其中的通道，所述通道在两端打开。当基材是流通式整料基材时，本发明的氧化催化剂通常是柴油氧化催化剂(DOC)、NOx储存催化剂(NSC)、被动NOx吸附剂(PNA)、柴油放热催化剂(DEC)、冷启动概念(CSCTM)催化剂或氨泄漏催化剂(ASC)。
过滤式整料基材通常包括多个入口通道和多个出口通道，其中所述入口通道在上游端(即废气入口侧)打开并且在下游端(即废气出口侧)堵塞或密封，出口通道在上游端堵塞或密封并且在下游端打开，和其中每个入口通道通过多孔结构与出口通道分开。当基材是过滤式整料基材时，本发明的氧化催化剂通常是催化碳烟过滤器(CSF)或过滤器上的NOx储存催化剂(NSC)，优选催化碳烟过滤器(CSF)。
当整料基材是过滤式整料基材时，优选过滤式整料基材是壁流式过滤器。在壁流式过滤器中，每个入口通道通过多孔结构的壁与出口通道交替分开并且反之亦然。优选以蜂窝体布置来布置入口通道和出口通道。当存在蜂窝体布置时，优选垂直和横向相邻于入口通道的通道在上游端堵塞并且反之亦然(即垂直和横向相邻于出口通道的通道在下游端堵塞)。当从任一端观察时，通道的交替堵塞和打开端呈现棋盘的外观。
原则上，基材可以具有任何形状或尺寸。然而，通常选择基材的形状和尺寸以使催化剂中的催化活性材料至废气的暴露最优化。基材可以例如具有管状、纤维状或粒状形式。合适的负载基材的实例包括整料式蜂窝体堇青石类型的基材、整料式蜂窝体SiC类型的基材、层状纤维或针织织物类型的基材、泡沫类型的基材、交叉流类型的基材、金属丝网类型的基材、金属多孔体类型的基材和陶瓷颗粒类型的基材。
本发明还提供包括或基本上由基材和设置在基材上的捕获材料组成的捕获砖。捕获材料可以为如上文定义的捕获材料。
通常，捕获砖包括层，所述层包括或基本上由捕获材料组成。该层设置或负载在基材上。优选该层延伸基本上基材的全长，特别是基材的通道的全长。
捕获砖可以基本上由基材和层组成，所述层包括或基本上由捕获材料组成。
当捕获材料包括耐火氧化物的颗粒时，捕获砖可以具有0.1至3.5g in-3，优选0.2至2.5g in-3，还更优选0.3至2.0g in-3，和甚至更优选0.5至1.75g in-3(例如0.75至1.5gin-3)的耐火氧化物负载量。
捕获砖的基材通常是整料(本文中还称为整料基材)，如上文定义的。整料基材优选是流通式整料基材。
通常，捕获砖的基材具有30mm至300mm(例如30mm至100mm)，优选40mm至200mm，如50mm至150mm的轴长度。
本发明进一步提供用于处理由压缩点火发动机产生的废气的排气系统。通常，排气系统包括(i)本发明的氧化催化剂和/或本发明的捕获砖，和(ii)排放控制装置。
排放控制装置的实例包括柴油颗粒过滤器(DPF)、NOx储存催化剂(NSC)、贫NOx催化剂(LNC)、选择性催化还原(SCR)催化剂、柴油氧化催化剂(DOC)、催化碳烟过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂、氨泄漏催化剂(ASC)和其两种或更多种的组合。这类排放控制装置全部是本领域中公知的。
优选排气系统包括选自以下的排放控制装置：NOx储存催化剂(NSC)，氨泄漏催化剂(ASC)，柴油颗粒过滤器(DPF)，选择性催化还原(SCR)催化剂，催化碳烟过滤器(CSF)，选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂和其两种或更多种的组合。更优选地，排放控制装置选自柴油颗粒过滤器(DPF)、选择性催化还原(SCR)催化剂、催化碳烟过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂和其两种或更多种的组合。甚至更优选地，排放控制装置是选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。
当本发明的排气系统包括SCR催化剂或SCRFTM催化剂时，排气系统可以进一步包括用于将含氮还原剂如氨或者氨前体如尿素或甲酸铵，优选尿素注入SCR催化剂或SCRFTM催化剂的上游废气的注射器。通常，注射器在氧化催化剂和/或捕获砖的下游。这种注射器可以流体连接至含氮还原剂前体的来源(例如槽)。将前体阀控制计量添加至废气中可以通过合适程序化的发动机管理构件和由监测废气组成的传感器提供的闭环或开环反馈调控。氨还可以通过加热氨基甲酸铵(固体)产生并且可以将产生的氨注入废气。
替代地或除注射器以外，氨可以原位产生(例如在设置在SCR催化剂或SCRFTM催化剂的上游的NSC的富再生期间)。因此，排气系统可以进一步包括用于用烃富集废气的发动机管理机构。
SCR催化剂或SCRFTM催化剂可以包括选自Cu、Hf、La、Au、In、V、镧系元素和第VIII族过渡金属(例如Fe)的至少一种的金属，其中所述金属负载在耐火氧化物或分子筛上。金属优选选自Ce、Fe、Cu和其任意两种或多种的组合，更优选金属是Fe或Cu。
用于SCR催化剂或SCRFTM催化剂的耐火氧化物可以选自Al2O3、TiO2、CeO2、SiO2、ZrO2和包括其两种或更多种的混合氧化物。非沸石催化剂还可以包括氧化钨(例如V2O5/WO3/TiO2、WOx/CeZrO2、WOx/ZrO2或Fe/WOx/ZrO2)。
当SCR催化剂、SCRFTM催化剂或其载体涂料包括至少一种分子筛，如铝硅酸盐沸石或SAPO时是特别优选的。至少一种分子筛可以为小、中或大孔分子筛。本文中“小孔分子筛”意指包含8的最大环尺寸的分子筛，如CHA；本文中“中孔分子筛”意指包含10的最大环尺寸的分子筛，如ZSM-5；并且本文中“大孔分子筛”意指具有12的最大环尺寸的分子筛，如β。小孔分子筛潜在有利于在SCR催化剂中使用。
在本发明的排气系统中，优选用于SCR催化剂或SCRFTM催化剂的分子筛是选自以下者并且具有约10至约50，如约15至约40的二氧化硅比氧化铝比例的合成铝硅酸盐沸石分子筛：AEI，ZSM-5，ZSM-20，ERI包括ZSM-34，丝光沸石，镁碱沸石，BEA包括β，Y，CHA，LEV包括Nu-3，MCM-22和EU-1，优选AEI或CHA。
在第一排气系统布置中，排气系统包括本发明的氧化催化剂(例如包括有包括捕获材料的区域的氧化催化剂)。
在第一排气系统布置的第一实施方案中，排气系统包括本发明的氧化催化剂(例如作为DOC、DEC、NSC、PNA、CSCTM催化剂或ASC)和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。本发明的氧化催化剂通常之后是选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂(例如在其上游)。含氮还原剂注射器可以布置在氧化催化剂与选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂之间。因此，氧化催化剂可以之后是含氮还原剂注射器(例如在其上游)，并且含氮还原剂注射器可以之后是选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂(例如在其上游)。
在第一排气系统布置的第二实施方案中，排气系统包括本发明的氧化催化剂(例如作为CSF、DOC、DEC、NSC、PNA、CSCTM催化剂或ASC)和选择性催化还原(SCR)催化剂和任选的催化碳烟过滤器(CSF)或柴油颗粒过滤器(DPF)。
在第一排气系统布置的第二实施方案中，本发明的氧化催化剂通常之后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。含氮还原剂注射器可以布置在氧化催化剂与选择性催化还原(SCR)催化剂之间。因此，氧化催化剂可以之后是含氮还原剂注射器(例如在其上游)，并且含氮还原剂注射器可以之后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。选择性催化还原(SCR)催化剂可以之后是催化碳烟过滤器(CSF)或柴油颗粒过滤器(DPF)(例如在其上游)。
第一排气布置的第三实施方案涉及包括以下的排气系统：柴油氧化催化剂(DOC)，本发明的氧化催化剂，优选作为催化碳烟过滤器(CSF)，和选择性催化还原(SCR)催化剂。柴油氧化催化剂(DOC)通常之后是本发明的氧化催化剂(例如在其上游)。本发明的氧化催化剂通常之后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。含氮还原剂注射器可以布置在氧化催化剂与选择性催化还原(SCR)催化剂之间。因此，氧化催化剂可以之后是含氮还原剂注射器(例如在其上游)，并且含氮还原剂注射器可以之后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。
在第二排气系统布置中，排气系统包括(i)用于处理废气的氧化催化剂，其中所述氧化催化剂包括第一基材和设置在第一基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和(ii)本发明的捕获砖；其中布置所述捕获砖以在废气已穿过氧化催化剂之后接触废气。氧化催化剂可以为或可以不为本发明的氧化催化剂。
在第二排气系统布置的第一实施方案中，排气系统包括氧化催化剂(例如作为DOC、DEC、NSC、PNA、CSCTM催化剂或ASC)，如上文定义的氧化催化剂或本发明的氧化催化剂，本发明的捕获砖和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。本发明的氧化催化剂通常之后是捕获砖(例如在其上游)。捕获砖通常之后是选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。含氮还原剂注射器可以布置在氧化催化剂与选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂之间，优选在捕获砖与选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂之间。因此，氧化催化剂可以之后是捕获砖(例如在其上游)，捕获砖可以之后是含氮还原剂注射器(例如在其上游)，并且含氮还原剂注射器可以之后是选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂(例如在其上游)。
在第二排气系统布置的第二实施方案中，排气系统包括氧化催化剂(例如作为CSF、DOC、DEC、NSC、PNA、CSCTM催化剂或ASC)，如上文所描述的氧化催化剂或本发明的氧化催化剂，本发明的捕获砖和选择性催化还原(SCR)催化剂和任选的催化碳烟过滤器(CSF)或柴油颗粒过滤器(DPF)。
在第二排气系统布置的第二实施方案中，氧化催化剂通常之后是捕获砖(例如在其上游)，并且捕获砖通常之后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。含氮还原剂注射器可以布置在氧化催化剂与选择性催化还原(SCR)催化剂之间，优选含氮还原剂注射器布置在捕获砖与选择性催化还原(SCR)催化剂之间。因此，氧化催化剂可以之后是捕获砖(例如在其上游)，并且捕获砖可以之后是含氮还原剂注射器(例如在其上游)，并且含氮还原剂注射器可以之后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。选择性催化还原(SCR)催化剂可以之后是催化碳烟过滤器(CSF)或柴油颗粒过滤器(DPF)(例如在其上游)。
第二排气系统布置的第三实施方案涉及包括以下的排气系统：柴油氧化催化剂(DOC)，氧化催化剂，如上文所描述的或本发明的氧化催化剂，作为催化碳烟过滤器(CSF)，捕获砖和选择性催化还原(SCR)催化剂。柴油氧化催化剂(DOC)通常之后是氧化催化剂(例如CSF)(例如在其上游)。本发明的氧化催化剂通常之后是捕获砖(例如在其上游)，并且捕获砖通常之后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。含氮还原剂注射器可以布置在氧化催化剂与选择性催化还原(SCR)催化剂之间，优选含氮还原剂注射器布置在捕获砖与选择性催化还原(SCR)催化剂之间。因此，氧化催化剂可以之后是捕获砖(例如在其上游)，并且捕获砖可以之后是含氮还原剂注射器(例如在其上游)，并且含氮还原剂注射器可以之后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。
在上文中所描述的第一或第二排气系统布置的任何实施方案中，ASC催化剂可以设置在SCR催化剂或SCRFTM催化剂下游(即作为单独的基材整料)，或更优选作为包括SCR催化剂的基材整料的下游或后端上的区，所述基材整料可以用作ASC的载体。
本发明进一步提供车辆。所述车辆包括压缩点火发动机和本发明的氧化催化剂、排气系统或捕获砖。压缩点火发动机优选是柴油发动机。柴油发动机可以为均质充量压缩点火(HCCI)发动机、预混合充量压缩点火(PCCI)发动机或低温燃烧(LTC)发动机。优选柴油发动机是常规(即传统)柴油发动机。
车辆可以为轻型柴油车(LDV)，如美国或欧洲法规中所定义的。轻型柴油车通常具有<2840kg的重量，更优选<2610kg的重量。
在美国，轻型柴油车(LDV)是指具有≤8,500磅(US lbs)的毛重的柴油车。在欧洲，术语轻型柴油车(LDV)是指(i)除驾驶员的座位以外包括不多于八个座位并且具有不超过5吨的最大质量的客运车辆，和(ii)具有不超过12吨的最大质量的用于运输货物的车辆。
替代地，车辆可以为重型柴油车(HDV)，如具有>8,500磅(US lbs)的毛重的柴油车，如美国法规中定义的。
具有过滤式基材的排放控制装置可以选自柴油颗粒过滤器(DPF)、催化碳烟过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂和其两种或更多种的组合。
定义
本文中所使用的术语“混合氧化物”通常是指呈单一相的氧化物的混合物，如本领域中通常已知的。本文中所使用的术语“复合氧化物”通常是指具有多于一个相的氧化物的组合物，如本领域中通常已知的。
本文中所使用的首字母缩略词“PGM”是指“铂族金属”。术语“铂族金属”通常是指选自Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt的金属，优选选自Ru、Rh、Pd、Ir和Pt的金属。大体而言，术语“PGM”优选是指选自Rh、Pt和Pd的金属。
本文中所使用的措辞“货币金属”是指金属铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)。
本文中所使用的术语“捕获区域”是“用于捕获挥发的铂(Pt)的区域”的同义词。
本文中所使用的措辞“端表面”，特别是关于“入口端表面”或“出口端表面”，与措辞“端面”同义。基材的端表面或端面通常由界定或限制穿过基材的通道的壁边缘形成(例如在基材的外表面处)。
本文中所使用的措辞“Pt合金化材料”是指能够与铂(即铂金属)形成合金的材料，优选当废气的温度<900℃、特别是<800℃，如<700℃时。
本文中所使用的措辞“基本上由…组成”限制特征的范围以包括规定的材料和不实质上影响所述特征的基本特性的任何其它材料或步骤，如例如较少的杂质。措辞“基本上由…组成”包括措辞“由...组成”。
本文中通常在载体涂料区域、载体涂层或载体涂料区的内容物的情形下关于材料所使用的措辞“基本上不含”意指所述材料呈较少量，如≤5重量％，优选≤2重量％，更优选≤1重量％。措辞“基本上不含”包括措辞“不包含”。
本文中关于数值范围的端点所使用的措辞“约”包括规定数值范围的准确端点。因此，例如，定义参数为至多“约0.2”的措辞包括参数为至多并包括0.2。
本文中所使用的术语“选择性催化还原过滤器催化剂”包括已涂覆至柴油颗粒过滤器上的选择性催化还原制剂(SCR-DPF)，其为本领域中已知的。
实施例
现将借助以下非限制性实施例来阐释本发明。
实施例1
将适当量的Pt和Pd盐添加至包括二氧化硅-氧化铝的载体涂料浆料，其研磨至小于20微米的d90。使用常规涂覆技术将载体涂料施加至1.9升具有600个孔/平方英寸(cpsi)的陶瓷流通式基材。将所得涂覆部分干燥并在500℃煅烧以产生氧化催化剂。所得氧化催化剂具有150g ft-3的总PGM负载量和3:1的Pt:Pd重量比。
实施例2
将适当量的Pt和Pd盐添加至包括二氧化硅-氧化铝的载体涂料浆料，其研磨至小于20微米的d90。使用常规涂覆技术将载体涂料施加至1.9升具有600cpsi的陶瓷流通式基材。将所得涂覆部分干燥并在500℃煅烧以产生氧化催化剂。所得氧化催化剂具有150g ft-3的总PGM负载量和3:1的Pt:Pd重量比。
用Pd盐和甲酸浸渍具有<10m2/g比表面积(SSA)的α氧化铝。将混合物干燥并在500℃煅烧。所得粉末具有通过CO化学吸附测量的1％Pd分散度。将粉末研磨至小于20微米的d90并施加至所述部分的出口端上1"的深度。将涂料干燥并在500℃煅烧。在1英寸深度上方的Pd负载量为20g ft-3。
实施例3
将适当量的Pt和Pd盐添加至包括二氧化硅-氧化铝的载体涂料浆料，其研磨至小于20微米的d90。使用常规涂覆技术将载体涂料施加至1.9升具有600cpsi的陶瓷流通式基材。将所得涂覆部分干燥并在500℃煅烧以产生氧化催化剂。所得氧化催化剂具有150g ft-3的总PGM负载量和3:1的Pt:Pd重量比。
用Pd盐而不用甲酸浸渍具有<10m2/g SSA的α氧化铝。将混合物干燥并在500℃煅烧。所得粉末具有通过CO化学吸附测量的13％分散度。将粉末研磨至小于20微米的d90并施加至所述部分的出口端上1"的深度。将涂料干燥并在500℃煅烧。在1英寸深度上方的Pd负载量为20g ft-3。
实验结果
老化
实施例1、2和3的催化剂各自在2.4升工作台的发动机上使用<10ppm硫燃料放热老化。由后注射燃料运行放热周期以产生750℃的砖内温度，以250kg/h的废气流速进行20分钟。对每种催化剂完成80个放热周期，等同于1600分钟的老化。
评价
通过在以1200rpm的发动机速度运行的2.4升工作台的发动机上测试评估实施例1、2和3的老化催化剂的NO氧化性能。在250℃催化剂入口温度记录结果并示于表1中。表1中的结果显示了实施例1、2和3在250℃的NO氧化性能。
表1
实施例编号 250℃的NO氧化(％)
1 82
2 80
3 66
实施例1和2的NO氧化性能非常类似。实施例1是不具有捕获材料的催化剂。实施例2是具有根据本发明的捕获材料的催化剂并具有<10％的Pd分散度。因为实施例1和2的NO氧化性能非常类似，所以实施例2中的捕获材料不明显影响催化剂的其它组分的NO氧化性能。实施例3的NO氧化性能明显低于实施例1和2。在实施例3中使用的捕获材料具有>10％的Pd分散度。表1中的结果显示了实施例3的捕获材料明显影响催化剂的其它组分的NO氧化性能。
实施例4
涂覆有3重量％Cu/CHA沸石的基材的制备
将可以商购获得的铝硅酸盐CHA沸石伴随搅拌添加至Cu(NO3)2的水溶液。将浆料过滤、然后洗涤并干燥。可以重复程序以实现期望的金属负载量。煅烧最终产物。在混合之后，添加粘结剂和流变改性剂以形成载体涂料组合物。
使用WO 99/47260中所公开的方法用3重量％Cu/CHA沸石样品的含水浆料涂布400cpsi堇青石流通式基材整料。将该涂覆产物(仅从一端涂覆)干燥并随后煅烧并且从另一端重复该过程以使得基本上涂覆整个基材整料，在两个涂层之间的接合处在轴向上具有较少重叠。在空气中在500℃在炉中老化涂覆的基材整料5小时。从成品切割1英寸(2.54cm)直径×3英寸长(7.62cm)的芯。
实施例5
将二氧化硅-氧化铝粉末在水中制浆并研磨至<20微米的d90。将乙酸钡添加至浆料，接着添加适当量的可溶性铂和钯盐。添加β沸石以使得浆料包括按质量计77％二氧化硅-氧化铝和23％沸石。然后搅拌浆料以均化。使用常规涂覆技术将所得载体涂料施加至具有400cpsi的堇青石流通式整料的入口通道。然后干燥所述部分。
将二氧化硅-氧化铝的第二浆料研磨至<20微米的d90。添加可溶性铂盐并且搅拌混合物以均化。使用已建立的涂覆技术将浆料施加至基材的出口端。然后将所述部分干燥并在500℃煅烧。所得催化剂具有150g ft-3的总PGM负载量和3:1的Pt:Pd重量比。
实施例6
将具有大约150m2/g的表面积的二氧化硅-氧化铝粉末在水中制浆并研磨至<20微米的d90。添加可溶性钯盐并且搅拌混合物以均化。使用常规涂覆技术将浆料施加至根据实施例5制得的催化剂的出口端，达到1英寸的涂覆深度。该1英寸捕获涂层的Pd负载量是20gft-3。
实施例7
用Pd盐和甲酸浸渍具有<10m2/g比表面积(SSA)的α氧化铝。将混合物干燥并在500℃煅烧。所得粉末具有通过CO化学吸附测量的1％Pd分散度。将粉末研磨至小于20微米的d90并且使用常规涂覆技术施加至根据实施例5制得的催化剂的出口端，达到1英寸的涂覆深度。将涂料干燥并在500℃煅烧。在1英寸深度上方的Pd负载量为20g ft-3。
实验结果
系统测试
在图1中图解的第一合成催化活性测试(SCAT)实验室反应器上进行测试，其中实施例4的涂覆Cu/CHA沸石SCR催化剂的老化芯设置于实施例5、6或7的催化剂芯的下游导管中。合成气体混合物以每分钟6升的速率穿过导管。在稳态温度在900℃的催化剂出口温度使用炉来加热(或“老化”)氧化催化剂样品2小时。SCR催化剂设置在氧化催化剂样品的下游并且在老化过程期间通过调节炉出口与SCR入口之间管的长度保持在300℃的催化剂温度，但视适合可以使用水冷热交换器护套。使用适当定位的热电偶测定温度(T1和T2)。在老化期间使用的气体混合物是40％空气、50％N2、10％H2O。
在氧化催化剂的老化之后，将SCR催化剂从第一SCAT反应器中去除并插入第二SCAT反应器以特定测试老化样品的NH3-SCR活性。然后在500℃使用合成气体混合物(O2＝10％；H2O＝5％，CO2＝330ppm；NH3＝400ppm；NO＝500ppm；NO2＝0ppm；N2＝余值，即使用0.8的α值(NH3:NOx的比例)，以使得可得到的最大可能NOx转化率为80％)测试SCR催化剂的SCR活性(NOx转化率)，并且所得NOx转化率示于表2中。
表2
表2显示了在900℃用上游氧化催化剂芯老化2小时之后取自实施例4的老化SCR催化剂芯的NOx转化活性。“空白”样品是其中未将含铂氧化催化剂置于老化装置中SCR芯的上游的参考样品。即，在含铂催化剂不存在下进行空白老化并且因此不能发生铂挥发。在500℃NOx转化率为60％并且表示在老化之后在无铂挥发情况下实现的基线转化率。
在上游位置中用来自实施例5的芯老化的SCR样品显示了NOx转化率上的明显降低。实施例5的催化剂不具有铂捕获材料。在上游位置中用来自实施例6的芯老化的SCR样品显示了与空白运行类似的NOx转化性能。实施例6包括使用高表面积氧化物载体的捕获材料。在上游位置中用来自实施例7的芯老化的SCR样品显示了与空白运行类似的NOx转化性能。实施例7包括使用低表面积氧化物载体和<1％Pd分散度的捕获材料。使用具有低表面积载体的钯仍作为捕获材料有效捕获挥发的铂。
为了避免任何疑问，本文中引用的任何和所有文献的全部内容通过引用并入本申请。

Claims (32)

1.用于处理由压缩点火发动机产生的废气的氧化催化剂，其包括：
基材；
设置在所述基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和
包括捕获材料的区域，
其中布置所述区域以在所述废气已接触和/或穿过所述催化材料之后接触所述废气。
2.根据权利要求1所述的氧化催化剂，其中所述捕获材料包括具有≥约10nm平均粒度的Pt合金化金属的颗粒。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的氧化催化剂，其中所述捕获材料包括具有≤约10％的分散度的Pt合金化金属的颗粒。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的氧化催化剂，其中所述Pt合金化材料包括金属和/或其氧化物，其中所述金属选自钯(Pd)；金(Au)；铜(Cu)；Pd和Au的混合物；Pd和Cu的混合物；Au和Cu的混合物；Pd、Au和Cu的混合物；Pd和Au的双金属合金；Pd和Cu的双金属合金；Au和Cu的双金属合金；和Pd、Au和Cu的三金属合金。
5.根据权利要求4所述的氧化催化剂，其中所述金属选自钯(Pd)，Pd和Au的混合物，和Pd和Au的双金属合金。
6.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述捕获材料包括具有≤约50m2/g的平均比表面积的耐火氧化物的颗粒。
7.根据权利要求6所述的氧化催化剂，其中所述耐火氧化物选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铈和其混合或复合氧化物，其中所述混合或复合氧化物选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铈、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛-氧化铝、氧化锆-氧化铝、氧化铈-氧化铝、二氧化钛-二氧化硅、氧化锆-二氧化硅、氧化锆-二氧化钛、氧化铈-氧化锆和氧化铝-氧化镁。
8.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料包括设置或负载在载体材料上的铂(Pt)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料包括(i)铂(Pt)，和(ii)钯(Pd)和/或铑(Rh)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料包括≥1:1的Pt比Pd的质量比例的Pt和Pd。
11.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化材料包括≥1:1的Pt比Rh的质量比例的Pt和Rh。
12.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述捕获区域设置或负载在所述催化区域上。
13.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述捕获区域直接设置于所述基材上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述捕获区域与所述催化区域接触。
15.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述捕获区域是捕获区，并且所述催化区域设置或负载在所述捕获区的上游。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的氧化催化剂，其中所述催化区域是催化层并且所述捕获区域是捕获区，和其中所述捕获区设置或负载在所述催化层上。
17.根据权利要求1至14中任一项所述的氧化催化剂，其中所述基材具有入口端表面和出口端表面，和其中经布置以在所述废气已接触和/或穿过所述催化材料之后接触所述废气的所述包括捕获材料的区域是设置在所述基材的出口端表面上的捕获材料。
18.根据权利要求17所述的氧化催化剂，其进一步包括捕获区，其中所述捕获区包括设置或负载在所述基材内的多个通道壁上的所述捕获材料，和其中所述捕获区具有≤25mm的平均长度。
19.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中所述基材是流通式整料基材。
20.根据权利要求1至18中任一项所述的氧化催化剂，其中所述基材是过滤式整料基材。
21.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其为柴油氧化催化剂(DOC)、催化碳烟过滤器(CSF)、NOx储存催化剂(NSC)、被动NOx吸附剂(PNA)或柴油放热催化剂(DEC)。
22.用于处理由压缩点火发动机产生的废气的排气系统，其中所述排气系统包括根据权利要求1至21中任一项所述的氧化催化剂，和排放控制装置。
23.用于捕获来自压缩点火发动机的排气系统中的包括铂(Pt)的催化材料的挥发的铂(Pt)的捕获砖，其中所述捕获砖包括：
基材；和
设置在所述基材上的捕获材料。
24.根据权利要求23所述的捕获砖，其中所述捕获材料包括具有≥约10nm平均粒度的Pt合金化金属的颗粒。
25.根据权利要求23或权利要求24所述的捕获砖，其中所述捕获材料包括具有≤约10％的分散度的Pt合金化金属的颗粒。
26.根据权利要求24或权利要求25所述的捕获砖，其中所述Pt合金化材料包括金属和/或其氧化物，其中所述金属选自钯(Pd)；金(Au)；铜(Cu)；Pd和Au的混合物；Pd和Cu的混合物；Au和Cu的混合物；Pd、Au和Cu的混合物；Pd和Au的双金属合金；Pd和Cu的双金属合金；Au和Cu的双金属合金；和Pd、Au和Cu的三金属合金。
27.根据权利要求26所述的捕获砖，其中所述金属选自钯(Pd)，Pd和Au的混合物，和Pd和Au的双金属合金。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的捕获砖，其中所述捕获材料包括具有≤约50m2/g的平均比表面积的耐火氧化物的颗粒。
29.根据权利要求28所述的捕获砖，其中所述耐火氧化物选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铈和其混合或复合氧化物，其中所述混合或复合氧化物选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铈、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛-氧化铝、氧化锆-氧化铝、氧化铈-氧化铝、二氧化钛-二氧化硅、氧化锆-二氧化硅、氧化锆-二氧化钛、氧化铈-氧化锆和氧化铝-氧化镁。
30.根据权利要求23至29中任一项所述的捕获砖，其中所述基材是流通式整料基材。
31.用于处理由压缩点火发动机产生的废气的排气系统，其中所述排气系统包括：
(i)用于处理所述废气的氧化催化剂，其中所述氧化催化剂包括第一基材和设置在所述第一基材上的催化材料，其中所述催化材料包括铂(Pt)；和
(ii)根据权利要求23至30中任一项所述的捕获砖；
其中布置所述捕获砖以在所述废气已穿过所述氧化催化剂之后接触废气。
32.根据权利要求31所述的排气系统，其中所述氧化催化剂是权利要求1至21的任一项中所定义的。
CN201680009226.5A 2015-02-13 2016-02-08 具有挥发的铂的捕获区域的用于压缩点火发动机的排气系统 Active CN107206357B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1502465.6 2015-02-13
GBGB1502465.6A GB201502465D0 (en) 2015-02-13 2015-02-13 Exhaust system for a compression ignition engine having a capture region for volatilised platinum
GB1504663.4 2015-03-19
GBGB1504663.4A GB201504663D0 (en) 2015-03-19 2015-03-19 Exhaust system for a compression ignition engine having a capture region for volatilised platinum
PCT/GB2016/050285 WO2016128720A1 (en) 2015-02-13 2016-02-08 Exhaust system for a compression ignition engine having a capture region for volatilised platinum

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107206357A true CN107206357A (zh) 2017-09-26
CN107206357B CN107206357B (zh) 2020-01-03

Family

ID=55346139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680009226.5A Active CN107206357B (zh) 2015-02-13 2016-02-08 具有挥发的铂的捕获区域的用于压缩点火发动机的排气系统

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10179325B2 (zh)
EP (1) EP3256251B8 (zh)
JP (1) JP6803843B2 (zh)
KR (1) KR102329476B1 (zh)
CN (1) CN107206357B (zh)
BR (1) BR112017017080A2 (zh)
DE (1) DE102016102121A1 (zh)
GB (3) GB2535327B (zh)
RU (1) RU2730511C2 (zh)
WO (1) WO2016128720A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201504658D0 (en) * 2015-03-19 2015-05-06 Johnson Matthey Plc Exhaust system for a compression ignition engine having a capture face for volatilised platinum
CN109070069B (zh) * 2016-04-11 2023-09-15 庄信万丰股份有限公司 用颗粒稳定化的泡沫涂布基材的方法
US10125646B2 (en) 2016-04-13 2018-11-13 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system for a diesel engine
GB2551623A (en) 2016-04-22 2017-12-27 Johnson Matthey Plc Methods of producing SAPO-56, an AFX-containing molecular sieve
EP3493906A1 (en) 2016-08-05 2019-06-12 Johnson Matthey Public Limited Company Diesel oxidation catalyst having a capture region for sulfur containing impurities
GB201613849D0 (en) * 2016-08-12 2016-09-28 Johnson Matthey Plc Exhaust system for a compression ignition engine having a capture region for volatilised platinum
GB2553339A (en) * 2016-09-02 2018-03-07 Johnson Matthey Plc Improved NOx trap
JP6693406B2 (ja) * 2016-12-20 2020-05-13 三菱自動車工業株式会社 排気ガス浄化装置
GB201911702D0 (en) 2019-08-15 2019-10-02 Johnson Matthey Plc Particulate filters
RU2745091C1 (ru) * 2020-05-21 2021-03-19 Общество с ограниченной ответственностью "Экострим" Каталитическая система для окисления аммиака
WO2023235314A2 (en) * 2022-05-31 2023-12-07 Cummins Inc. Aftertreatment system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040028587A1 (en) * 2000-06-06 2004-02-12 Twigg Martyn Vincent Diesel exhaust system including nox-trap
US20080125313A1 (en) * 2006-11-27 2008-05-29 Fujdala Kyle L Engine Exhaust Catalysts Containing Palladium-Gold
US20080125308A1 (en) * 2006-11-27 2008-05-29 Fujdala Kyle L Engine Exhaust Catalysts Containing Palladium-Gold
CN103974759A (zh) * 2011-12-12 2014-08-06 庄信万丰股份有限公司 催化基底整料
CN103987444A (zh) * 2011-12-12 2014-08-13 庄信万丰股份有限公司 用于包括scr催化剂的贫燃内燃机的排气系统
US20140271427A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Basf Corporation Catalyst Materials For No Oxidation

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1469079A (en) 1922-08-10 1923-09-25 Kenneth B Glenn Floating jewel bearing
US3966790A (en) * 1973-12-10 1976-06-29 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Compositions and methods for high temperature stable catalysts
GB2122912A (en) * 1982-06-29 1984-01-25 Johnson Matthey Plc Exhaust gas purification catalyst
GB2142253A (en) * 1983-06-27 1985-01-16 Johnson Matthey Plc Exhaust gas purification catalysts
JPH11169728A (ja) * 1997-12-15 1999-06-29 Toho Gas Co Ltd メタン酸化触媒
GB9805815D0 (en) 1998-03-19 1998-05-13 Johnson Matthey Plc Manufacturing process
GB0600130D0 (en) 2006-01-06 2006-02-15 Johnson Matthey Plc Exhaust system comprising zoned oxidation catalyst
CN101683622B (zh) 2007-01-17 2013-03-06 纳米星公司 含有钯-金的发动机排气催化剂
US8257659B2 (en) 2007-07-02 2012-09-04 Cummins Filtration Ip, Inc. Prevention of face-plugging on aftertreatment devices in exhaust
JP5637980B2 (ja) * 2008-03-27 2014-12-10 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフトＵｍｉｃｏｒｅ ＡＧ ＆ Ｃｏ．ＫＧ 卑金属及び卑金属改質ディーゼル酸化触媒
GB0903262D0 (en) * 2009-02-26 2009-04-08 Johnson Matthey Plc Filter
GB201000019D0 (en) 2010-01-04 2010-02-17 Johnson Matthey Plc Coating a monolith substrate with catalyst component
US8137648B2 (en) 2010-10-12 2012-03-20 Ford Global Technologies, Llc Diesel engine exhaust treatment system and method including a platinum group metal trapping device
US20120308439A1 (en) 2011-06-01 2012-12-06 Johnson Matthey Public Limited Company Cold start catalyst and its use in exhaust systems
JP5938819B2 (ja) 2011-10-06 2016-06-22 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 排気ガス処理用酸化触媒
GB201200781D0 (en) 2011-12-12 2012-02-29 Johnson Matthey Plc Exhaust system for a lean-burn ic engine comprising a pgm component and a scr catalyst
EP2674584B2 (de) 2012-06-14 2020-04-29 Umicore AG & Co. KG Verwendung eines Oxidationskatalysators zur Verhinderung der Kontamination eines SCR-Katalysators mit Platin
GB201220912D0 (en) * 2012-11-21 2013-01-02 Johnson Matthey Plc Oxidation catalyst for treating the exhaust gas of a compression ignition engine
US9511355B2 (en) * 2013-11-26 2016-12-06 Clean Diesel Technologies, Inc. (Cdti) System and methods for using synergized PGM as a three-way catalyst
RU2016106293A (ru) * 2013-07-26 2017-08-31 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Катализатор окисления на основе вольфрама/диоксида титана
GB2522978B (en) 2013-12-06 2016-09-07 Johnson Matthey Plc Cold start catalyst and its use in exhaust systems

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040028587A1 (en) * 2000-06-06 2004-02-12 Twigg Martyn Vincent Diesel exhaust system including nox-trap
US20080125313A1 (en) * 2006-11-27 2008-05-29 Fujdala Kyle L Engine Exhaust Catalysts Containing Palladium-Gold
US20080125308A1 (en) * 2006-11-27 2008-05-29 Fujdala Kyle L Engine Exhaust Catalysts Containing Palladium-Gold
CN103974759A (zh) * 2011-12-12 2014-08-06 庄信万丰股份有限公司 催化基底整料
CN103987444A (zh) * 2011-12-12 2014-08-13 庄信万丰股份有限公司 用于包括scr催化剂的贫燃内燃机的排气系统
US20140271427A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Basf Corporation Catalyst Materials For No Oxidation

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170117410A (ko) 2017-10-23
GB2560115B (en) 2019-10-09
GB2535327B (en) 2017-08-16
EP3256251B1 (en) 2023-07-05
JP6803843B2 (ja) 2020-12-23
GB201710940D0 (en) 2017-08-23
RU2017131594A (ru) 2019-03-13
JP2018511725A (ja) 2018-04-26
GB2560115A (en) 2018-08-29
KR102329476B1 (ko) 2021-11-23
GB2535327A (en) 2016-08-17
EP3256251B8 (en) 2024-04-03
DE102016102121A1 (de) 2016-08-18
US20160236179A1 (en) 2016-08-18
GB201602179D0 (en) 2016-03-23
WO2016128720A1 (en) 2016-08-18
GB2552424B (en) 2018-05-16
RU2017131594A3 (zh) 2019-04-30
EP3256251A1 (en) 2017-12-20
US10179325B2 (en) 2019-01-15
BR112017017080A2 (pt) 2018-04-10
CN107206357B (zh) 2020-01-03
GB201805545D0 (en) 2018-05-16
GB2552424A (en) 2018-01-24
RU2730511C2 (ru) 2020-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107206357A (zh) 具有挥发的铂的捕获区域的用于压缩点火发动机的排气系统
EP4070884A1 (en) Exhaust system for a compression ignition engine comprising oxidation catalyst
JP6712604B2 (ja) 揮発した白金のための捕捉面を有する圧縮着火エンジン用排気システム
CN108138623A (zh) 包含被动nox吸附剂的排气系统
CN109789403A (zh) 具有含硫杂质的捕获区域的柴油氧化催化剂
US20190217278A1 (en) Oxidation catalyst for a diesel engine exhaust
JP6853342B2 (ja) 揮発した白金のための捕捉領域を備える、圧縮着火エンジン用の排気システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant