CN107249734A - 具有稳定的一氧化氮(no)氧化性能的催化剂 - Google Patents
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Abstract
描述了一种制备用于在压缩点火发动机的排气系统中产生NO2与NO的稳定比率的催化剂组合物的方法。所述方法包括：(i)制备包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)化合物的第一组合物；(ii)通过用还原剂将所述铂(Pt)化合物还原至铂(Pt)来制备第二组合物；以及(iii)将所述第二组合物加热到至少650℃。
Description
发明领域
本发明涉及用于在压缩点火发动机的排气系统中稳定产生NO2的催化剂组合物和用于其制备的方法。本发明还涉及氧化催化剂、用于其制造的方法和包括所述氧化催化剂的排气系统。
发明背景
诸如柴油发动机的压缩点火发动机产生大体上包含至少四类污染物的废气排放，所述污染物由全世界的政府间组织针对其立法：一氧化碳(CO)，未燃烧烃(HC)，氮氧化物(NOx)和微粒物质(PM)。压缩点火发动机、特别是车辆柴油发动机的排放标准正在渐进地收紧。需要提供能够满足这些标准、有成本效益的改进的排气系统。
用于压缩点火发动机的排气系统大体上包括几种排放控制装置。每种排放控制装置具有专门的功能并且负责处理废气中一类或多类的污染物。例如，用于柴油发动机的排气系统可包括(i)用于氧化CO和HC的柴油氧化催化剂(DOC)和(ii)用于将NOx还原至氮气(N2)的选择性催化还原(SCR)催化剂。排气系统中各排放控制装置之间的相互作用对于系统的总效率而言是重要的，因为上游排放控制装置的性能可影响下游排放控制装置的性能。
诸如DOC的氧化催化剂可将废气中的一些一氧化氮(NO)氧化至二氧化氮(NO2)。所生成的NO2可用来使已例如被下游柴油微粒过滤器(DPF)或下游催化碳烟过滤器(CSF)捕集的微粒物质(PM)再生。氧化催化剂所生成的NO2还可对选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂的性能有益。压缩点火发动机所直接产生的废气中NO2:NO之比对于最佳SCR催化剂或SCRFTM催化剂性能而言一般过低并且可能太低而不能辅助DPF或CSF的被动再生。特别是，当诸如DOC的氧化催化剂位于排气系统中SCR或SCRFTM催化剂的上游时，所生成的NO2可改变废气中NO2:NO之比以有利于最优SCR或SCRFTM催化剂性能。
尽管在排气系统中包括具有良好NO2生成活性的氧化催化剂可为有利的，但以这种方式使用氧化催化剂可能有问题。在给定废气温度下由氧化催化剂所生成NO2的量可在其寿命内显著变化。这可能损害下游排放控制装置的性能，并且可能必需配制下游催化剂以适应氧化催化剂性能的变化。对于进行活性SCR的排气系统而言，NO2量的变化可使得难以校准含氮还原剂的计量添加，因为计量添加取决于NOx的量和NO2:NOx之比。
发明内容
本发明人已发现使诸如DOC的氧化催化剂在其寿命内的NO2生成活性(即，NO氧化活性)稳定的方式。因此，当组装或配置包括在氧化催化剂下游的排放控制装置、特别是SCR催化剂或SCRFTM催化剂的排气系统时，不需要考虑氧化催化剂在其寿命内所生成NO2量的变化。这允许在下游排放控制装置上使用催化剂制剂，其在氧化催化剂所生成NO2的量保持相对恒定或在窄操作窗口内时显示极佳的性能。也更易于在进行活性SCR的排气系统中校准含氮还原剂的计量添加。
本发明提供一种制备催化剂组合物、特别是用于在压缩点火发动机的排气系统中产生NO2与NO的稳定比率的催化剂组合物的方法。所述方法包括：
(i)制备包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)化合物的第一组合物；
(ii)通过用还原剂将铂(Pt)化合物还原至铂(Pt)来制备第二组合物；以及
(iii)将第二组合物加热到至少650℃。
常见的是在氧化催化剂的制造期间在基材上原位制备氧化催化剂的最终催化剂组合物。将用于制备催化剂组合物的组分(例如铂族金属盐、耐火金属氧化物等)溶解或分散于溶液中以形成载体涂料。将载体涂料涂布于基材上，并且然后干燥和煅烧经涂布的基材。在干燥和煅烧步骤期间在基材的表面上原位形成最终催化剂组合物，所述干燥和煅烧步骤通常将一种或多种铂族金属组分“固定”至耐火金属氧化物载体材料。
由常规方法产生的催化剂组合物往往显示良好的初始NO氧化活性(即，NO2生成活性)，所述活性随着组合物在长时间段内(例如在多个驾驶周期内)使用而劣化。NO氧化活性(即，NO2生成活性)的这种劣化可由如下的参数ΔNO2(S1至S2)来量化：
ΔNO2(S1至S2)＝S1所产生NO2的量-S2所产生NO2的量
其中S2表示处于第二状态的催化剂组合物，其已经受比处于早期第一状态S1的催化剂组合物更大的使用。在特定废气温度下催化剂组合物所生成NO2的量可使用标准技术来测量。
大体上，ΔNO2(S1至S2)表示已首次使用的催化剂组合物(即，S1表示尚未经受重复长时间使用的“新”或“新鲜”的催化剂组合物)与已经受重复使用的催化剂组合物(即，S2)之间的NO2生成活性的差异。现有技术中催化剂组合物的问题在于ΔNO2(S1至S2)可为相对大的，甚至当在催化剂组合物相比于例如组合物的典型使用寿命而言已使用相对短的时段或已经受相对少的高温再生事件之后进行S2的测量时也是如此。
期望催化剂组合物在其寿命周期内显示所生成NO2量的最小改变，以使得ΔNO2(S1至S2)＝0或保持尽可能接近零(其中S1表示尚未经受重复长时间使用的“新”或“新鲜”的催化剂组合物)。
本发明还提供一种催化剂组合物。所述催化剂组合物适合用于在压缩点火发动机的排气系统中产生NO2与NO(即，NO2:NOx)的稳定比率。
本发明提供一种催化剂组合物，和一种制备所述催化剂组合物的方法，借此催化剂组合物的ΔNO2(S1至S2)非常小[例如其中S1表示已首次使用的催化剂组合物并且S2表示已经受重复使用的催化剂组合物]。
大体而言，本发明的催化剂组合物包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)。
本发明的催化剂组合物可为从本发明的方法获得或可获得的。催化剂组合物通常从所述方法直接获得或直接可获得。
另外或替代地，铂(Pt)具有10至35nm的平均微晶尺寸。
如上文提及的，已发现本发明的催化剂组合物甚至在长时间重复使用之后保持其NO氧化活性(即，NO2生成性能)，以使得ΔNO2(S1至S2)非常小。除ΔNO2(S1至S2)非常小以外，本发明的催化剂组合物还具有极佳的NO氧化活性(即，所生成NO2的绝对量高)。
本发明的另一个方面涉及一种包括设置在基材上的本发明的催化剂组合物的氧化催化剂。所述氧化催化剂适合用于处理来自压缩点火发动机的废气(例如直接来自压缩点火发动机的废气)和/或用于使包括过滤基材的排放控制装置主动再生。对“处理来自压缩点火发动机的废气”的提及是指氧化在来自压缩点火发动机的废气中的一氧化碳(CO)、烃(HC)和一氧化氮(NO)。
本发明进一步提供一种制造本发明的氧化催化剂的方法。所述方法包括：
(i)制备包括本发明的催化剂组合物的载体涂料；以及
(ii)将载体涂料涂覆于基材。
本发明的氧化催化剂特别适合于与SCR催化剂或SCRFTM催化剂，特别是包括过渡金属交换的沸石(例如铜交换的沸石或铁交换的沸石)的SCR催化剂或SCRFTM催化剂一起使用，或者用于使包括过滤基材的排放控制装置主动再生中。
本发明提供一种用于压缩点火发动机的排气系统。所述排气系统包括本发明的氧化催化剂和排放控制装置。
本发明进一步提供一种车辆，其包括压缩点火发动机和本发明的氧化催化剂或本发明的排气系统。
本发明的另一个方面涉及一种稳定生成用于排放控制装置的来自压缩点火发动机的废气中的NO2的方法，所述方法包括：(a)使废气与本发明的催化剂组合物或氧化催化剂接触以产生经处理的废气；以及(b)将经处理的废气传递至排放控制装置。
本发明进一步涉及催化剂组合物或氧化催化剂的用途，用于稳定生成或稳定产生用于排放控制装置(例如下游排放控制装置)的来自压缩点火发动机的废气中的NO2。
本发明还涉及本发明的催化剂组合物或氧化催化剂在使具有过滤基材的排放控制装置(例如具有过滤基材的下游排放控制装置)再生中的用途。排放控制装置的再生可为“被动”或“主动”的。
附图简述
图1示出在各种温度(在30℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃和随后30℃)实施例4的催化剂组合物的X射线衍射(XRD)衍射图。
图2示出在各种温度(在30℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃和随后30℃)实施例5的催化剂组合物的XRD衍射图。
图3是示出在各种温度(在30℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃和随后30℃)实施例4和5的平均(均值)Pt微晶尺寸的柱状图。
发明详述
已意外地发现可产生可稳定生成NO2(例如在氧化催化剂的寿命内)的催化剂组合物。在大致上不劣化或降低催化剂组合物的初始NO氧化活性的情况下，可获得催化剂组合物NO2生成活性的稳定。本发明的催化剂组合物具有相比于通过常规方法制备的组合物而言相对小的ΔNO2(S1至S2)(其中S1表示催化剂组合物的初始新鲜状态并且S2表示已经受重复和长时间使用的催化剂组合物)。这意指在本发明的催化剂组合物已新鲜地涂覆于基材之后，相比于当催化剂组合物处于较旧的老化状态时所生成NO2量之间的差异是相对小的。
大体上，本发明的方法包括或由以下步骤组成：
(i)制备包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)化合物的第一组合物；
(ii)通过用还原剂将铂(Pt)化合物还原至铂(Pt)来制备第二组合物；以及
(ii)将第二组合物加热到至少650℃。
原则上，在(i)制备包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)化合物的第一组合物的步骤中可使用任何常规方法。第一组合物可例如具有与用于氧化催化剂的已涂布于基材上并且在经涂布的基材已干燥和煅烧之前的常规载体涂料相同的配方。
步骤(i)可为(i)通过初湿含浸法、沉积沉淀法或共同沉淀法来制备包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)化合物的第一组合物的步骤。此类方法是本领域中已知的。优选步骤(i)是(i)通过初湿含浸法来制备包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)化合物的第一组合物的步骤。
在制备本发明的催化剂组合物的方法中，步骤(i)通常是(i)制备固体形式的第一组合物的步骤。因此，步骤(i)优选是(i)通过从第一组合物中去除液体和/或干燥第一组合物来制备固体形式的第一组合物的步骤。可通过冷冻干燥和/或加热(即，从第一组合物中蒸发过量液体)来从第一组合物中去除液体或干燥第一组合物。
当通过加热从第一组合物中去除液体时，通常将第一组合物加热到200℃或更低、优选150℃或更低的温度。
为了避免疑惑，加热第一组合物以干燥第一组合物的步骤不是煅烧第一组合物的步骤。
干燥第一组合物和/或从第一组合物中去除过量液体的步骤将Pt化合物(和任何其他PGM，包括单质形式的Pt，或可存在的PGM化合物)固定于载体材料上。此举通过使变得与载体材料分开来防止Pt化合物(和任何其他PGM，包括单质形式的Pt，或可存在的PGM化合物)再进入溶液相(例如作为分散体或溶液)。以这种方式固定Pt化合物(和任何其他PGM，包括单质形式的Pt，或可存在的PGM化合物)避免可影响催化剂组合物活性的大的Pt(和其他PGM)微晶的形成。
大体上，第一组合物包含或基本上由多个催化剂前体颗粒组成。各催化剂前体颗粒包括设置或负载在载体材料的颗粒上的铂(Pt)化合物的至少一个颗粒。通常，各催化剂前体颗粒包括或可基本上由设置或负载在载体材料的颗粒上的Pt化合物的多个颗粒组成。
优选第一组合物(即，步骤(i)中制备的)呈固体形式，优选呈固体粉末形式。
步骤(i)优选是(i)通过(a)使用初湿含浸法来制备第一组合物的溶液或分散体并且然后(b)从第一组合物的溶液或分散体中去除液体(例如通过冷冻干燥和/或加热，优选加热)以产生固体形式的第一组合物来制备固体形式的第一组合物的步骤。与诸如沉积沉淀或共同沉淀的其他方法对比，使用初湿含浸法来制备第一组合物是有利的，因为它使将不利影响催化剂组合物的氧化活性的大的Pt(和其他PGM)微晶的形成降到最低或得以避免。
使用初湿含浸法来制备第一组合物的溶液或分散体的步骤(i)(a)通常包括使载体材料与包含Pt化合物的液体(优选含水液体)接触，优选以产生用液体浸渍的载体材料。
Pt化合物可为铂(Pt)盐和/或铂(Pt)的氧化物。Pt盐可为例如，铂的硝酸盐[例如硝酸铂(IV)，四氨合硝酸铂(II)]；铂的卤化物[例如四氨合铂(II)四氯铂酸盐(II)]；铂的氢氧化物[例如四氨合氢氧化铂(II)，四单乙醇胺氢氧化铂]；铂的碳酸盐[例如四氨合碳酸铂]；或铂的有机酸盐[例如乙酸铂(II)]。
当第一组合物包含Pd化合物和/或单质形式的钯(例如钯(Pd)金属)时，液体可进一步包含Pd化合物。
Pd化合物可为钯(Pd)盐和/或钯(Pd)的氧化物。Pd盐可为例如，钯的硝酸盐[例如硝酸钯(II)，四氨合硝酸钯(II)]；钯的卤化物；钯的氢氧化物；或钯的有机酸盐。
当第一组合物包含催化剂促进剂时，液体可进一步包含催化剂促进剂或其前体。
催化剂促进剂或其前体优选是碱土金属化合物(例如二元碱土金属化合物)。碱土金属化合物通常是碱土金属的氧化物或碱土金属的盐，诸如碱土金属的硝酸盐、碱土金属的氢氧化物、碱土金属的碳酸盐或碱土金属的卤化物。
碱土金属化合物可包括选自由镁(Mg)、钙(Ca)、钡(Ba)、锶(Sr)和它们的两种或多种的组合组成的组的碱土金属。优选碱土金属是钡。
当第一组合物包含催化剂促进剂时，优选液体包含催化剂促进剂前体，所述前体是碱土金属的盐。
优选本发明的方法的步骤(i)包括：
(i)通过以下来制备固体形式的第一组合物：
(a)使用初湿含浸法来制备第一组合物的溶液或分散体，所述方法包括使载体材料与液体接触以产生用液体浸渍的载体材料，其中所述液体包含Pt化合物；并且然后
(b)从第一组合物的溶液或分散体中去除液体以产生固体形式的第一组合物。
大体上，在第一组合物的制备期间可能的是一些Pt化合物(尽管少量)可转化成金属铂。然而，第一组合物中的大多数铂将呈Pt化合物的形式。
第一组合物可进一步包含设置或负载在载体材料上的单质形式的铂(例如铂(Pt)金属)。第一组合物可包含或基本上由设置或负载在载体材料上的铂(Pt)化合物和任选的设置在载体材料上的单质形式的铂(例如铂金属)组成。当第一组合物包含单质形式的铂时，通常第一组合物包含比单质形式的铂的摩尔量更大(通常大至少50％)的来自铂(Pt)化合物的铂的摩尔量。
各催化剂前体颗粒可包括或基本上由设置或负载在载体材料的颗粒上的铂(Pt)化合物的至少一个颗粒和单质形式的铂的至少一个颗粒组成。
可优选第一组合物基本上由设置在载体材料上的铂(Pt)化合物组成(例如第一组合物基本上由多个催化剂前体颗粒组成，其中各催化剂前体颗粒基本上由设置或负载在载体材料上的Pt化合物的至少一个颗粒、优选多个颗粒组成)。
第一组合物可包含Pt化合物和任选的单质形式的Pt(例如金属Pt)作为仅有的铂族金属(PGM)或其化合物。因此，除Pt以外，第一组合物中可不存在其他PGM。
替代地，第一组合物可进一步包含钯(Pd)化合物和/或单质形式的钯(例如钯(Pd)金属)。大体而言，当第一组合物含有钯时，优选第一组合物包含钯(Pd)化合物。
通常，Pd化合物和/或单质形式的钯(例如金属Pd)可设置或负载在载体材料上。
Pd化合物和/或金属Pd可设置或负载在载体材料(即，具有与用于Pt化合物的载体材料相同的组成的载体材料)上。
优选Pd化合物和/或金属Pd设置或负载在与用于Pt化合物的载体材料相同的载体材料上。因此，第一组合物可包含或基本上由(i)设置在载体材料上的Pt化合物和(ii)设置在载体材料上的Pd化合物和/或金属Pd组成。
第一组合物通常包含多个催化剂前体颗粒，其中各催化剂前体颗粒包括或基本上由(i)设置或负载在载体材料的颗粒上的铂(Pt)化合物的至少一个颗粒和(ii)设置或负载在载体材料的颗粒上的Pd化合物的至少一个颗粒和/或金属Pd的至少一个颗粒组成。催化剂前体颗粒可包括或基本上由(i)Pt化合物的至少一个颗粒和(ii)Pd化合物的至少一个颗粒和/或金属Pd的至少一个颗粒组成，其中Pt化合物的至少一个颗粒和Pd化合物的至少一个颗粒和/或金属Pd的至少颗粒设置或负载在载体材料的颗粒上(即，Pt化合物的颗粒和Pd化合物的颗粒和/或金属Pd的颗粒设置或负载在载体材料的相同颗粒上)。
第一组合物通常包含一定总量的Pt(例如呈Pt化合物的形式和/或单质形式的Pt)和一定总量的Pd(例如呈Pd化合物的形式和/或呈单质形式的Pd)以提供具有铂与钯的所需摩尔比或铂与钯的所需质量比的催化剂组合物(参见下文)。
第一组合物可进一步包含催化剂促进剂或其前体，诸如上文所描述的。
通常，催化剂促进剂或其前体可设置或负载在载体材料上。优选催化剂促进剂或其前体设置或负载在与用于Pt化合物的载体材料相同的载体材料上。因此，第一组合物可包含或基本上由(i)设置在载体材料上的Pt化合物、(ii)设置在载体材料上的催化剂促进剂或其前体以及任选的(iii)设置在载体材料上的Pd化合物和/或金属Pd组成。
第一组合物通常包含多个催化剂前体颗粒，其中各催化剂前体颗粒包括或基本上由(i)Pt化合物的至少一个颗粒、(ii)催化剂促进剂或其前体的至少一个颗粒以及任选的(iii)Pd化合物的至少一个颗粒和/或金属Pd的至少一个颗粒组成，其中Pt化合物的至少一个颗粒和催化剂促进剂或其前体的至少一个颗粒设置或负载在载体材料的颗粒上(即，Pt化合物的颗粒和催化剂促进剂或其前体的颗粒设置或负载在载体材料的相同颗粒上)。Pt化合物的至少一个颗粒、催化剂促进剂或其前体的至少一个颗粒以及Pd化合物的至少一个颗粒和/或金属Pd的至少一个颗粒设置或负载在载体材料的颗粒上。
所述方法的步骤(ii)是(ii)通过用还原剂将Pt化合物还原至铂来制备第二组合物(例如自第一组合物)的步骤。通常步骤(ii)在步骤(i)之后直接进行(例如不存在其他插入的方法步骤)。
通常，步骤(ii)包括(ii)通过使第一组合物与还原剂接触以将Pt化合物还原至铂(即，单质形式的铂[例如金属Pt])来制备第二组合物。优选通过使第一组合物与还原剂接触来将基本上所有Pt化合物还原至铂。
已发现通过在加热(即，所述方法的步骤(iii)中)之前将Pt化合物还原至铂金属，可获得具有高NO氧化活性和稳定NO氧化活性两者的催化剂组合物。特别是，还原步骤允许制备比已在加热或煅烧组合物之前没有还原步骤的情况下以类似方式制备的催化剂组合物显示出更高NO氧化活性的催化剂组合物。本发明的催化剂组合物还可显示相比于已在加热或煅烧组合物之前没有还原步骤的情况下制备的催化剂组合物而言类似或改进的NO氧化稳定性。
在不希望受理论约束的情况下，据信还原步骤导致组合物(即，第二组合物)的形成，其中Pt金属的小颗粒在加热步骤之前高度分散在载体材料的表面之上。认为加热步骤引起彼此紧密接近的Pt金属颗粒的烧结，以使得在进行加热的温度或更低温度下不可能进一步烧结。因此，当第二组合物首先形成时存在的Pt金属的任何可烧结颗粒在加热步骤期间烧结以减少或阻止至多加热温度的进一步烧结。然而，由于在载体材料的表面之上Pt金属颗粒高度分散的性质，经受烧结的Pt颗粒的比例最小，并且由于Pt金属的小颗粒所提供的大表面积，所得催化剂组合物保持高NO氧化活性。
相比之下，当通过加热/煅烧转化Pt化合物(即，在加热/煅烧之前未化学还原Pt化合物)时，相比于当通过本发明的方法制备Pt颗粒时，所形成的Pt颗粒倾向于更大并且在载体材料的表面之上不那么高度分散。
还原剂可为有机酸(例如抗坏血酸)，醛，醇，多元醇，氢化物还原剂(例如NaBH4或LiAlH4)，肼，气态氢或选自由H3PO2、Na2H2PO2和H2SO4或它们的盐组成的组的酸。优选还原剂是肼。
大体上，步骤(ii)包括(ii)通过使第一组合物的溶液或分散体与还原剂接触以将Pt化合物还原至铂(即，单质形式的铂[例如金属Pt])来制备第二组合物。
在步骤(ii)中，接触第一组合物的步骤通常通过将还原剂的溶液添加至第一组合物来将Pt化合物还原至铂(即，单质形式的铂[例如金属Pt])。优选步骤(ii)包括将还原剂的溶液添加至第一组合物的溶液或分散体以将Pt化合物还原至铂。
当所述方法的步骤(i)包括制备固体形式的第一组合物时，步骤(ii)可包括：
(a)形成第一组合物的溶液或分散体，并且然后
(b)通过使第一组合物的溶液或分散体与还原剂接触以将Pt化合物还原至铂来制备第二组合物，诸如上文所描述的。
当使用组合物的溶液或分散体和/或还原剂的溶液时，步骤(ii)可进一步包括以下步骤：
-过滤第二组合物的分散体以获得固体形式的第二组合物；
-任选地洗涤固体形式的第二组合物；以及
-干燥第二组合物。
可通过冷冻干燥和/或加热来干燥第二组合物。优选通过将第二组合物加热到200℃或更低、优选150℃或更低的温度来干燥第二组合物。
在将Pt化合物还原至铂之后，第二组合物中存在的大多数铂将为单质形式的Pt(例如金属Pt)。
第二组合物包含设置或负载在载体材料上的单质形式的铂(例如铂(Pt)金属)。第二组合物可包含或基本上由设置或负载在载体材料上的单质形式的铂(例如铂金属)组成。第二组合物中可存在少量的Pt化合物。当第二组合物包含铂(Pt)化合物时，通常第二组合物包含比来自铂(Pt)化合物的铂的摩尔量更大(通常大至少100％)的单质形式的铂的摩尔量。
第二组合物包含多个未调节的催化剂颗粒。各未调节的催化剂颗粒可包括或基本上由设置或负载在载体材料的颗粒上的单质形式的铂的至少一个颗粒、优选多个颗粒组成。
当第一组合物包含铂(作为Pt化合物和/或单质形式的Pt)作为仅有的铂族金属(PGM)时，第二组合物包含铂作为仅有的PGM。因此，除Pt以外，第二组合物中可不存在其他PGM。
替代地，当第一组合物包含钯(Pd)(作为Pd化合物和/或单质形式的Pd)时，第二组合物包含钯(Pd)化合物和/或单质形式的钯。Pd化合物和/或单质形式的钯(例如金属Pd)可设置或负载在载体材料(即，具有与用于Pt化合物的载体材料相同的组成的载体材料)上。
当第一组合物包含Pd化合物时，用还原剂将Pt化合物还原至铂的步骤可或可不将Pd化合物还原至单质形式的钯。一些还原剂可将Pt化合物选择性还原至单质形式的铂而不还原可存在的任何Pd化合物。优选用还原剂将Pt化合物还原至铂的步骤是用还原剂将Pt化合物还原至铂和将Pd化合物还原至钯的步骤。因此，第二组合物可包含或基本上由(i)设置或负载在载体材料上的单质形式的Pt和(ii)设置或负载在载体材料上的金属Pd组成。
第二组合物通常包含多个未调节的催化剂颗粒，其中各未调节的催化剂前体颗粒包括或基本上由(i)设置或负载在载体材料的颗粒上的单质形式的铂的至少一个颗粒和(ii)设置或负载在载体材料的颗粒上的Pd化合物的至少一个颗粒和/或单质形式的钯的至少一个颗粒组成。
第二组合物可进一步包含催化剂促进剂或其前体，诸如上文所描述的。第二组合物可包含或基本上由(i)设置在载体材料上的单质形式的铂、(ii)设置在载体材料上的催化剂促进剂或其前体以及任选的(iii)设置在载体材料上的Pd化合物和/或金属Pd组成。
各未调节的催化剂颗粒可包括或基本上由(i)单质形式的铂的至少一个颗粒、(ii)催化剂促进剂或其前体的至少一个颗粒以及任选的(iii)Pd化合物的至少一个颗粒和/或单质形式的钯的至少一个颗粒组成，其中单质形式的铂的至少一个颗粒、催化剂促进剂或其前体的至少一个颗粒设置或负载在载体材料的颗粒上。单质形式的铂的至少一个颗粒、催化剂促进剂或其前体的至少一个颗粒以及Pd化合物的至少一个颗粒和/或金属Pd的至少一个颗粒优选设置或负载在载体材料的颗粒(即，相同颗粒)上。
本发明的方法的步骤(iii)是将第二组合物加热到至少650℃(例如以产生催化剂组合物)的步骤。已发现这一加热步骤可稳定所得催化剂组合物的NO氧化活性。因此，步骤(iii)是加热第二组合物以稳定其NO氧化活性的步骤。
在制造氧化催化剂的常规方法中，经涂布的催化剂基材通常在至多500℃的温度煅烧。大体而言，将步骤(ii)中的第二组合物加热到比通常用于制造氧化催化剂的温度更高的温度。
步骤(iii)是将第二组合物加热到至少650℃(例如650至1000℃)的步骤，优选到至少700℃(例如700至1000℃)，诸如到至少750℃(例如750至900℃)，更优选到至少800℃，诸如到至少850℃。
通常，步骤(iii)包括在空气中或在惰性气体气氛下、优选在空气中加热第二组合物。
步骤(iii)可例如包括在包含1至10体积％水和90至99体积％空气的气氛中加热第二组合物。已经水热处理的催化剂组合物可具有有利的NO氧化活性，尤其当催化剂组合物包含铂和钯时。
替代地，步骤(iii)可包括在无水气氛(例如惰性气体气氛)中加热第二组合物。
大体而言，步骤(iii)包括将第二组合物加热至少30分钟(例如至少1小时)，优选至少2小时，诸如至少3小时，更优选至少5小时，到至少650℃(例如650至1000℃)或到至少700℃(例如700至1000℃)或到至少750℃(例如750至900℃)，诸如到至少800℃或到至少850℃。在本发明的方法中使用的加热时间一般长于在制造氧化催化剂的常规方法中煅烧经涂布的催化剂基材所花费的时间。
步骤(iii)可包括将第二组合物以每分钟大于2℃的升温速率加热到至少650℃(例如650至1000℃)，更优选到至少700℃(例如700至1000℃)，诸如到至少750℃(例如750至1000℃)，特别是到至少800℃，诸如到至少850℃。
本发明还提供一种催化剂组合物，其可为从上文所描述的方法可获得的。
本发明的催化剂组合物包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)。铂是单质形式的铂(例如金属Pt)。
铂(Pt)通常具有10至35nm，诸如10至30nm或15至25nm的平均微晶尺寸。平均微晶尺寸优选为11至20nm，特别是12至18nm。
在此情形下术语“平均微晶尺寸”是指在载体材料上铂颗粒的平均(即，均值)相关域尺寸。铂在载体材料上一般存在为微晶。Pt微晶尺寸可通过使用X射线衍射(XRD)技术(例如在25℃)，并且通过应用涉及衍射峰宽度以测定微晶尺寸的已建立方法来常规测定。通常，使用由积分宽度计算的体积平均柱高度来测定平均微晶尺寸。
已发现相比于使用常规载体涂料法制备的“新鲜”催化剂组合物而言，本发明的催化剂组合物显示出对在废气中将NO氧化至NO2的稳定活性。在通过常规载体涂料法原位制备的新鲜催化剂组合物中铂的平均微晶尺寸通常小于10nm，并且通常为大约2至3nm。相比之下，相比于通过常规方法制备的新鲜催化剂组合物中通常发现的铂的平均微晶尺寸而言，本发明的催化剂组合物具有更大的铂的平均微晶尺寸。
预期本发明的催化剂组合物的基本功能是用于将NO氧化至NO2。然而，要理解当与废气接触时，取决于温度，催化剂组合物可催化其他反应，诸如一氧化碳(CO)和/或烃(HC)的氧化。
催化剂组合物具有最低温度，在所述最低温度它变得有效于催化NO至NO2的氧化。例如，对于特定催化反应而言，在本领域中引用“启动”温度是常规的。“启动”温度是氧化催化剂开始进行具体催化反应(例如NO至NO2的氧化)或该反应进行至一定水平的温度。
在使用期间，来自本发明的氧化催化剂的出口的废气中NO2的量通常大于传递入包括本发明的催化剂组合物的氧化催化剂的废气中NO2的量。大体而言，氧化催化剂或催化剂组合物在约300℃将>10％的NO氧化至NO2。
催化剂组合物包含在使用中(例如在正常使用期间氧化催化剂所经受的条件下)热稳定的载体材料。在此情形下术语“热稳定的”是指载体材料包括或基本上由耐火金属氧化物组成，所述耐火金属氧化物具有大致上恒定的比表面积和/或大致上恒定的孔隙体积。在此情形下术语“大致上恒定的”是指比表面积或孔隙体积偏离其平均值小于10％、优选小于5％。
可优选载体材料(例如铂载体材料和/或钯载体材料)包括或基本上由对废气中的污染物金属无化学反应性(即在使用中)的耐火金属氧化物组成。此类污染物金属是本领域众所周知的并且可在用于压缩点火中的燃料或油中存在。
通常，载体材料包括或基本上由耐火金属氧化物组成。耐火金属氧化物通常选自由氧化铝、二氧化硅、氧化铈、二氧化钛、氧化锆和它们的两种或多种的混合或复合氧化物组成的组。例如，耐火金属氧化物可选自由氧化铝、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-二氧化钛和氧化铈-氧化锆组成的组。优选耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅和它们的混合或复合氧化物。更优选地，耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅-氧化铝以及氧化铝和氧化铈的混合物。甚至更优选地，耐火金属氧化物选自氧化铝和二氧化硅-氧化铝。
大体而言，优选耐火金属氧化物包括或基本上由氧化铝组成。氧化铝可为α-Al2O3、β-Al2O3或γ-Al2O3。优选氧化铝包括或基本上由γ-Al2O3组成。
耐火金属氧化物可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-氧化铝或氧化铝和氧化铈的混合物)组成。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。
大体而言，载体材料或其耐火金属氧化物可任选地被掺杂(例如掺杂有掺杂物)。掺杂物可选自由锆(Zr)、钛(Ti)、硅(Si)、钇(Y)、镧(La)、镨(Pr)、钐(Sm)、钕(Nd)和它们的氧化物组成的组。掺杂物的包括可使载体材料热稳定。要理解在此情形下对“掺杂”的任何提及是指其中耐火金属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。
当载体材料或其耐火金属氧化物被掺杂时，大体上掺杂物的量为0.25至2.5重量％，优选0.5至1.5重量％(例如约1重量％)。在此情形下各个量是指按照载体材料或耐火金属氧化物的总量。
载体材料可包括或基本上由掺杂有掺杂物的氧化铝组成。氧化铝可掺杂有包括硅(Si)、镁(Mg)、钡(Ba)、镧(La)、铈(Ce)、钛(Ti)或锆(Zr)或者它们的两种或多种的组合的掺杂物。掺杂物可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以下组成：硅、镁、钡或铈或它们的氧化物，特别是硅或铈或它们的氧化物。更优选地，掺杂物包括或基本上由以下组成：硅、镁或钡或它们的氧化物；特别是硅或镁或它们的氧化物；尤其是硅或其氧化物。
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30重量％(即氧化铝的重量％)、优选5至25重量％的量的镁。
当耐火金属氧化物是氧化铈-氧化铝或氧化铈-氧化锆时，氧化铈-氧化锆或氧化铈-氧化铝可基本上由20至95重量％的氧化铈和5至80重量％的氧化铝或氧化锆(例如50至95重量％氧化铈和5至50重量％氧化铝或氧化锆)，优选35至80重量％的氧化铈和20至65重量％氧化铝或氧化锆(例如55至80重量％氧化铈和20至45重量％氧化铝或氧化锆)，甚至更优选45至75重量％的氧化铈和25至55重量％氧化铝或氧化锆组成。
大体而言，本发明的催化剂组合物包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)。铂(Pt)可直接设置在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，铂可分散在载体材料上和/或浸渍入载体材料中。
催化剂组合物通常包含≥0.5重量％的铂，优选≥1.0重量％的铂。
通常，催化剂组合物包含多个催化剂颗粒，其中各颗粒包括或基本上由设置或负载在载体材料的颗粒上的铂的至少一个颗粒、优选多个颗粒组成。
催化剂组合物可进一步包含钯，诸如钯化合物和/或单质形式的钯(例如金属Pd)。当催化剂组合物包含钯时，优选钯是单质形式的钯。
如果催化剂组合物包含钯，则优选催化剂组合物具有>1:1的铂(Pt)与钯(Pd)的摩尔比。铂对氧化NO至NO2的活性比钯的明显更好。
通常，催化剂组合物具有≥4:1的铂(Pt)与钯(Pd)的质量比。因此，Pt与Pd的质量比可为25:1至4:1，诸如20:1至4.5:1，优选15:1至5:1(例如12.5:1至6:1)，更优选10:1至7:1。
钯可设置或负载在载体材料上(即，用于铂和钯的载体材料是相同的(例如相同的组成))。钯(Pd)可直接设置在载体材料上或直接由载体材料负载(例如钯与载体材料之间不存在插入的载体材料)。例如，钯可分散在载体材料上和/或浸渍入载体材料中。
可优选催化剂组合物包含铂(Pt)作为仅有的铂族金属(PGM)。例如，当催化剂组合物包含设置或负载在载体材料上的铂和钯(即，铂和钯的颗粒存在于相同的载体材料上)时，可形成铂-钯合金。这对于NO至NO2的氧化而言可为不利的。
大体而言，可优选本发明的催化剂组合物不包含Pd和/或Rh(即，金属Pd或Rh或它们的化合物)。本发明的氧化催化剂可不包含Pd和/或Rh。
已意外地发现可通过将诸如“第二”耐火金属氧化物的惰性材料与负载的铂颗粒混合来进一步稳定NO2生成能力。因此，可获得具有小ΔNO2(自新鲜起)的催化剂组合物。实际上，惰性材料的包括可产生具有比不具有惰性材料的催化剂组合物的ΔNO2(自新鲜起)更低的ΔNO2(自新鲜起)。
催化剂组合物可进一步包含第二耐火金属氧化物。第二耐火金属氧化物一般不同(即不同的材料)于载体材料的耐火金属氧化物(例如“第一”耐火金属氧化物)，诸如铂所设置或负载于其上的耐火金属氧化物。
大体上优选第二耐火金属氧化物不是用于诸如铂、钯和/或铑的铂族金属的载体材料。因此，更优选没有任何物质设置或负载在第二耐火金属氧化物上。
第二耐火金属氧化物可为如上文定义的用于载体材料的耐火金属氧化物。例如，耐火金属氧化物通常选自由以下组成的组：氧化铝、二氧化硅、氧化铈、二氧化钛、氧化锆、和它们的两种或多种的混合或复合氧化物(例如氧化铝、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-二氧化钛或氧化铈-氧化锆)。优选第二耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅、氧化铝和二氧化硅的混合或复合氧化物、以及掺杂有二氧化硅的氧化铝。更优选地，第二耐火金属氧化物是掺杂有二氧化硅的氧化铝。
当第二耐火金属氧化物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30重量％(即氧化铝的重量％)、优选5至25重量％的量的镁。
催化剂组合物通常包含第二耐火金属氧化物和设置在载体材料上的铂的混合物。
当催化剂组合物包含第二耐火金属氧化物时，可优选催化剂组合物包含≥40重量％的第二耐火金属氧化物，更优选≥40重量％的第二耐火金属氧化物。
当催化剂组合物包含第二耐火金属氧化物时，可优选催化剂组合物包含≥0.2重量％的铂，更优选≥0.4重量％的铂。
在制备本发明的催化剂的方法中，可将第二耐火金属氧化物混合入第一组合物、混合入第二组合物或混合入已加热到至少650℃之后的组合物。
所述方法的步骤(i)可包括制备包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)化合物的第一组合物，其中载体材料包括第一耐火金属氧化物，并且然后将第二耐火金属氧化物混合入第一组合物。
所述方法的步骤(ii)可包括通过用还原剂将铂(Pt)化合物还原至铂(Pt)来制备第二组合物，并且然后将第二耐火金属氧化物混合入第二组合物。
替代地，本发明的方法可包括以下步骤：
(iii)将第二组合物加热到至少650℃以产生第三组合物；以及
(iv)将第二耐火氧化物混合入第三组合物(即，以制备催化剂组合物)。
催化剂组合物可进一步包含烃吸附剂。烃吸附剂优选是沸石。
当烃吸附剂是沸石时，优选沸石是中孔沸石(例如具有八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、菱钾沸石、β沸石或铜CHA沸石。沸石优选是ZSM-5、β沸石或Y沸石。
大体而言，优选催化剂组合物不包含诸如沸石的烃吸附剂。
催化剂组合物可进一步包含催化剂促进剂。催化剂促进剂优选包括碱土金属。
催化剂促进剂可为碱土金属化合物，诸如碱土金属的氧化物、碱土金属的氢氧化物或碱土金属的碳酸盐。当催化剂促进剂是碱土金属化合物时，优选碱土金属化合物由碱土金属阳离子和阴离子(例如CO3 2-、OH-)组成，或者碱土金属化合物是二元碱土金属化合物，诸如二元碱土金属氧化物。
碱土金属可为镁(Mg)、钙(Ca)、钡(Ba)、锶(Sr)或它们的两种或多种的组合。优选碱土金属是钡。
通常，当催化剂组合物包含铂(Pt)作为仅有的铂族金属(PGM)时，催化剂组合物进一步包含催化剂促进剂。
可优选催化剂组合物通常不包含碱金属、碱土金属和/或铑。
催化剂组合物通常是固体、特别是粉末。大体而言，催化剂组合物(即，催化剂组合物本身)不设置或负载在基材上。
本发明的催化剂组合物通常是未用过的催化剂组合物(即，催化剂组合物是“新鲜的”)。
本发明还提供一种用于处理来自压缩点火发动机的废气的氧化催化剂。所述氧化催化剂包括本发明的催化剂组合物。
本发明的氧化催化剂通常包括催化剂组合物和基材。催化剂组合物可设置或负载在基材上。
催化剂组合物可直接设置或负载在基材上(例如催化剂组合物与基材的表面接触)。
大体而言，本发明的氧化催化剂包括或由第一载体涂料区域、第二载体涂料区域和基材组成，其中第一载体涂料区域包括或基本上由催化剂组合物组成，并且第二载体涂料区域包括或基本上由第二铂族金属(PGM)和第二载体材料组成。第一载体涂料区域和第二载体涂料区域设置在基材上。第一载体涂料区域具有不同于第二载体涂料区域的组成。
通常，第一载体涂料区域或催化剂组合物包括0.2至15重量％，优选0.5至10重量％，更优选1至9重量％(例如1.2至8.5重量％，诸如1.5至8重量％)，诸如1.5至7重量％(例如2至7重量％，诸如4至6重量％)的铂(Pt)的量。在此情形下重量％是关于载体材料的量。
第一载体涂料区域通常包括5至300g ft-3，更优选10至250g ft-3，诸如20至200gft-3，还更优选25至175g ft-3，和甚至更优选35至150g ft-3(例如50至125g ft-3)的量的铂(Pt)。例如，第一载体涂料区域可包括5至150g ft-3，更优选7.5至125g ft-3，诸如10至110gft-3，还更优选25至100g ft-3，和甚至更优选30至75g ft-3(例如40至125g ft-3)的铂(Pt)的总量。
当催化剂组合物包含钯时，第一载体涂料区域或催化剂组合物可包括0.2至10重量％(例如0.4至3.5重量％)，优选0.5至7.5重量％(例如0.75至2.5重量％或1至1.75重量％)，更优选1至5重量％的钯(Pd)的量。在此情形下重量％是关于载体材料的量。
第一载体涂料区域通常包括1至175g ft-3的量的钯(Pd)。例如，第一载体涂料区域可包括5至125g ft-3，优选10至100g ft-3，诸如15至85g ft-3(例如25至85g ft-3)，还更优选25至80g ft-3(例如35至80g ft-3)，和甚至更优选30至75g ft-3(例如50至75g ft-3)的量的钯(Pd)。
通常，第一载体涂料区域包括0.1至4.5g in-3(例如0.25至4.2g in-3)，优选0.3至3.8g in-3，还更优选0.5至3.0g in-3(1至2.75g in-3或0.75至1.5g in-3)，和甚至更优选0.6至2.5g in-3(例如0.75至2.3g in-3)的载体材料的量(例如载体材料的总量)。
第二载体涂料区域的基本功能是氧化一氧化碳(CO)和/或烃(HC)。要理解还可发生一些NO至NO2的氧化，但这将为比由催化剂组合物催化更低的程度。
第二铂族金属(PGM)通常选自由铂、钯以及铂和钯的组合组成的组。当第二PGM是钯时，第二载体涂料区域可进一步包括金。Pd:Au的原子比通常为9:1至1:9，优选5:1至1:5，诸如2:1至1:2。
当第二载体涂料区域包括钯和金时，优选第二载体涂料区域包括钯-金合金，优选双金属钯-金合金。
当第二载体涂料区域包括铂(即，第二PGM是铂或铂和钯的组合)时，铂可设置或负载在第二载体材料上。铂可分散在第二载体材料上和/或浸渍入第二载体材料中。
铂可直接设置在第二载体材料上或直接由第二载体材料负载。因此，例如，在铂与第二载体材料之间不存在插入的载体材料。优选铂与第二载体材料直接接触。
当第二载体涂料区域包括钯(即，第二PGM是钯或铂和钯的组合)时，钯可设置或负载在第二载体材料上。钯可分散在第二载体材料上和/或浸渍入第二载体材料中。
钯可直接设置在第二载体材料上或直接由第二载体材料负载。因此，例如，在钯与第二载体材料之间不存在插入的载体材料。优选钯与第二载体材料直接接触。
在第二载体涂料区域中，铂和钯可设置或负载在相同的第二载体材料上。因此，第二载体涂料区域可包括单一的载体材料，其为第二载体材料。
第二载体涂料区域可包括铂-钯合金(即，铂和钯的组合包括或基本上由铂-钯合金组成)，优选双金属铂-钯合金。优选当铂和钯设置或负载在相同的第二载体材料上时，第二载体涂料区域包括铂-钯合金。
替代地，铂可设置或负载在铂载体材料上并且钯可设置或负载在钯载体材料上，其中铂载体材料和钯载体材料是不同的(例如第二载体材料包括铂载体材料和钯载体材料)。因此，铂载体材料和钯载体材料可具有不同的组成。更优选地，铂载体材料和钯载体材料包括或基本上由不同的耐火金属氧化物组成。
通常，该或每种第二载体材料(例如铂载体材料和/或钯载体材料)包括或基本上由耐火金属氧化物组成。该或每种耐火金属氧化物通常选自由氧化铝、二氧化硅、氧化铈、二氧化钛、氧化锆和它们的两种或多种的混合或复合氧化物组成的组。例如，耐火金属氧化物可选自由氧化铝、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-二氧化钛和氧化铈-氧化锆组成的组。优选耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅、氧化铈、氧化锆和它们的混合或复合氧化物。更优选地，耐火金属氧化物选自氧化铝、二氧化硅-氧化铝、氧化铈、氧化铈-氧化锆以及氧化铝和氧化铈的混合物。甚至更优选地，耐火金属氧化物选自氧化铝和二氧化硅-氧化铝。
氧化铝可为α-Al2O3、β-Al2O3或γ-Al2O3。优选氧化铝包括或基本上由γ-Al2O3组成。
当耐火金属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。
大体而言，该或每种第二载体材料(例如铂载体材料和/或钯载体材料)或其耐火金属氧化物可任选地被掺杂(例如掺杂有掺杂物)。掺杂物可选自由锆(Zr)、钛(Ti)、硅(Si)、钇(Y)、镧(La)、镨(Pr)、钐(Sm)、钕(Nd)和它们的氧化物组成的组。
当该或每种第二载体材料(例如铂载体材料和/或钯载体材料)或其耐火金属氧化物被掺杂时，大体上掺杂物的量为0.25至2.5重量％，优选0.5至1.5重量％(例如约1重量％)。在此情形下各个量是指按照载体材料或耐火金属氧化物的总量。
第二载体材料(例如铂载体材料和/或钯载体材料)可包括或基本上由掺杂有掺杂物的氧化铝组成。氧化铝可掺杂有包括硅(Si)、镁(Mg)、钡(Ba)、镧(La)、铈(Ce)、钛(Ti)或锆(Zr)或者它们的两种或多种的组合的掺杂物。掺杂物可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以下组成：硅、镁、钡或铈或它们的氧化物，特别是硅或铈或它们的氧化物。更优选地，掺杂物包括或基本上由以下组成：硅、镁或钡或它们的氧化物；特别是硅或镁或它们的氧化物；尤其是硅或其氧化物。
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30重量％(即，氧化铝的重量％)、优选5至25重量％的量的镁。
当耐火金属氧化物是氧化铈-氧化铝或氧化铈-氧化锆时，氧化铈-氧化锆或氧化铈-氧化铝可基本上由20至95重量％的氧化铈和5至80重量％的氧化铝或氧化锆(例如50至95重量％氧化铈和5至50重量％氧化铝或氧化锆)，优选35至80重量％的氧化铈和20至65重量％氧化铝或氧化锆(例如55至80重量％氧化铈和20至45重量％氧化铝或氧化锆)，甚至更优选45至75重量％的氧化铈和25至55重量％氧化铝或氧化锆组成。
铂载体材料通常包括氧化铝。优选铂载体材料包括或基本上由氧化铝(例如γ-Al2O3)或二氧化硅-氧化铝组成，其中氧化铝或二氧化硅-氧化铝被任选地掺杂。
钯载体材料通常包括或基本上由耐火金属氧化物组成。耐火金属氧化物通常选自由氧化铝、二氧化硅、氧化铈、二氧化钛、氧化锆和它们的两种或多种的混合或复合氧化物组成的组。例如，耐火金属氧化物可选自由氧化铝、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-二氧化钛和氧化铈-氧化锆组成的组。优选耐火金属氧化物选自氧化铝、氧化铈、氧化铈-氧化铝和氧化铈-氧化锆，更优选耐火金属氧化物选自氧化铈和氧化铈-氧化锆。
第二载体涂料区域可进一步包括催化剂促进剂。催化剂促进剂可包括碱金属、碱土金属或它们的混合物。
当催化剂促进剂包括碱金属时，碱金属可选自由锂(Li)、钠(Na)和钾(K)组成的组。优选碱金属是钠(Na)或钾(K)，更优选碱金属是钾(K)。
当催化剂促进剂包括碱土金属时，碱土金属可选自由镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)和钡(Ba)组成的组。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)。
优选催化剂促进剂包括碱土金属。催化剂促进剂可为碱土金属化合物，诸如碱土金属的氧化物、碱土金属的氢氧化物或碱土金属的碳酸盐。当催化剂促进剂是碱土金属化合物时，优选碱土金属化合物由碱土金属阳离子和阴离子(例如CO3 2-、OH-)组成，或者碱土金属化合物是二元碱土金属化合物，诸如二元碱土金属氧化物。
当第二载体涂料区域包括催化剂促进剂时，第二载体材料(或其耐火金属氧化物)可包括或基本上由并入杂原子组分的改性氧化铝组成。并入杂原子组分的改性氧化铝大体上包括或基本上由掺杂有杂原子组分的氧化铝、碱土金属铝酸盐或它们的混合物组成。优选并入杂原子组分的改性氧化铝包括或基本上由掺杂有杂原子组分的氧化铝或碱土金属铝酸盐组成。
掺杂有杂原子组分的氧化铝可选自由掺杂有二氧化硅的氧化铝、掺杂有氧化镁的氧化铝、掺杂有钡的氧化铝、掺杂有氧化钡的氧化铝、掺杂有氧化镧的氧化铝和掺杂有氧化铈的氧化铝组成的组。优选掺杂有杂原子组分的氧化铝选自由掺杂有二氧化硅的氧化铝、掺杂有氧化镧的氧化铝、掺杂有氧化铈的氧化铝和掺杂有氧化镁的氧化铝组成的组。更优选地，掺杂有杂原子组分的氧化铝选自由掺杂有二氧化硅的氧化铝和掺杂有氧化镁的氧化铝组成的组。甚至更优选地，掺杂有杂原子组分的氧化铝是掺杂有二氧化硅的氧化铝。掺杂有杂原子组分的氧化铝可使用本领域已知的方法或例如通过US 5,045,519中所描述的方法来制备。
通常，掺杂有杂原子组分的氧化铝包括0.5至45重量％的杂原子组分，优选1至40重量％的杂原子组分，更优选1.5至30重量％的杂原子组分，特别是2.5至25重量％的杂原子组分。当掺杂有杂原子组分的氧化铝包括或基本上由掺杂有二氧化硅的氧化铝组成时，氧化铝掺杂有0.5至45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％的量的二氧化硅。当掺杂有杂原子组分的氧化铝包括或基本上由掺杂有氧化镁的氧化铝组成时，氧化铝掺杂有如上文定义的量或5至30重量％、优选10至25重量％的量的镁。
通常，碱土金属铝酸盐是铝酸镁(MgAl2O4)、铝酸钙(CaAl2O4)、铝酸锶(SrAl2O4)、或铝酸钡(BaAl2O4)或它们的两种或多种的混合物。优选地，碱土金属铝酸盐是铝酸镁(MgAl2O4)。
大体上，当杂原子组分包括或基本上由碱土金属组成时，优选所述碱土金属(即，催化剂促进剂的碱土金属)不同于杂原子组分。当第二载体材料包括碱土金属铝酸盐时，碱土金属铝酸盐的碱土金属不同于催化剂促进剂的碱土金属。
第二载体涂料区域可进一步包括烃吸附剂。烃吸附剂优选是沸石。
当烃吸附剂是沸石时，优选沸石是中孔沸石(例如具有八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、菱钾沸石、β沸石或铜CHA沸石。沸石优选是ZSM-5、β沸石或Y沸石。
当第二载体涂料区域包括铂时，铂(Pt)的量为0.2至15重量％，优选0.5至10重量％，更优选1至9重量％(例如1.5至8重量％)，诸如2至7重量％(例如4至6重量％)。在此情形下重量％关于第二载体材料(例如铂载体材料)的量。
当第二载体涂料区域包括铂时，铂的量为5至300g ft-3，优选10至250g ft-3(例如20至200g ft-3)，更优选20至175g ft-3(例如25至150g ft-3)。
当第二载体涂料区域包括钯时，钯(Pt)的量为0.2至15重量％，优选0.5至10重量％，更优选1至9重量％(例如1.5至8重量％)，诸如2至7重量％(例如4至6重量％)。在此情形下重量％关于第二载体材料(例如钯载体材料)的量。
当第二载体涂料区域包括钯时，钯(Pd)的量为5至300g ft-3，优选10至250g ft-3(例如20至200g ft-3)，更优选20至175g ft-3(例如25至150g ft-3)。
在第二载体涂料区域中，铂(Pt)的质量优选大于钯(Pd)的质量。
通常，第二载体涂料区域包括0.1至4.5g in-3(例如0.25至4.0g in-3)，优选0.5至3.0g in-3，更优选0.6至2.5g in-3(例如0.75至1.5g in-3)的第二载体材料的量(例如铂载体材料和钯载体材料的总量)。
通常，第二载体涂料区域包括0.07至5mol ft-3，优选0.1至4.0mol ft-3，更特别是0.2至3.0mol ft-3(例如0.25至1.0mol ft-3)，诸如0.3至2.25mol ft-3，尤其是0.35至2.0mol ft-3，优选0.4至1.8mol ft-3(例如0.5至1.5mol ft-3)的催化剂促进剂、特别是包括碱土金属的催化剂促进剂的量。
第二载体涂料区域中催化剂促进剂、特别是当催化剂促进剂包括碱土金属时的总质量与铂族金属(PGM)组分的总质量之比通常为0.25:1至20:1(例如0.3:1至20:1)。优选第二载体涂料区域中催化剂促进剂的总质量与铂族金属(PGM)组分的总质量之比为0.5:1至17:1，更优选0.7:1至15:1，特别是1:1至10:1，还更优选1.5:1至7.5:1，和甚至更优选2:1至5:1。当第二载体涂料区域中存在铂(Pt)时，优选催化剂促进剂的总质量大于铂(Pt)的总质量。
当第二载体涂料区域包括烃吸附剂时，烃吸附剂的总量为0.05至3.00g in-3，特别是0.10至2.00g in-3，更特别是0.2至1.0g in-3。例如，烃吸附剂的总量可为0.8至1.75g in-3，诸如1.0至1.5g in-3。
通常，氧化催化剂包括0.1至4.5g in-3(例如0.25至4.2g in-3)，优选0.2至3.8gin-3，诸如0.3至3.0g in-3，特别是0.5至2.5g in-3(例如0.75至2.3g in-3)，还更优选0.6至2.0g in-3，和甚至更优选0.75至1.75g in-3的载体材料(例如第一载体涂料区域中催化剂组合物的载体材料和第二载体材料[铂载体材料和钯载体材料])的总量。
在本发明的氧化催化剂中，铂(Pt)与钯(Pd)的比率(按质量)通常为20:1至1.1:1(例如15:1至1.2:1)，优选比率为10:1至1.3:1(例如9:1至1.4:1)，更优选8:1至1.5:1，甚至更优选7.5:1至1.75:1，诸如6:1至2:1，和还更优选5.5:1至2.5:1(例如5:1至3:1)。优选铂(Pt)与钯(Pd)的比率(按质量)通常>2:1(例如>4:1)，诸如20:1至4:1(例如20:1至4.5:1)，特别是10:1至5:1。
大体上，第二载体涂料区域或氧化催化剂不包括铑。优选第二载体涂料区域或氧化催化剂不包括铑、碱金属或碱土金属。
本发明的氧化催化剂可为未用过的氧化催化剂。当来自压缩点火发动机的废气尚未经过氧化催化剂时氧化催化剂是未用过的。
在本发明的氧化催化剂中，第一载体涂料区域和第二载体涂料区域可以各种方式布置在基材上。一般优选布置或定向第一载体涂料区域以在废气已接触第二载体涂料区域之后接触废气。通常，布置或定向第二载体涂料区域以在第一载体涂料区域之前接触废气。因此，可布置第二载体涂料区域以在废气进入氧化催化剂时接触废气并且可布置第一载体涂料区域以在废气离开氧化催化剂时接触废气。此类布置的实例在本文描述。
当布置或定向第一载体涂料区域以在废气已接触第二载体涂料区域之后接触废气时，与当布置或定向第一载体涂料区域以在废气已接触第二载体涂料区域之前接触废气时相比，氧化催化剂大体上具有更好的NO氧化活性。
第一载体涂料区域可直接设置在基材上(即，第一载体涂料区域与基材的表面接触)。第二载体涂料区域可(a)直接设置在基材上(即，第二载体涂料区域与基材的表面接触)，和/或(b)与第一载体涂料区域接触。
当第二载体涂料区域直接设置在基材上时，第二载体涂料区域可与第一载体涂料区域接触或者第一载体涂料区域和第二载体涂料区域可为分开的(例如由插入的载体涂料区域、诸如第三载体涂料区域或由间隙分开)。
第二载体涂料区域可直接设置在基材上(即，第二载体涂料区域与基材的表面接触)。第一载体涂料区域可(i)设置或负载在第二载体涂料区域上，(ii)直接设置在基材上(即，第一载体涂料区域与基材的表面接触)，和/或(iii)与第二载体涂料区域接触。
当第一载体涂料区域设置或负载在第二载体涂料区域上时，第一载体涂料区域可直接设置在第二载体涂料区域上(即，第一载体涂料区域与第二载体涂料区域的表面接触)。
当第一载体涂料区域直接设置在基材上时，第一载体涂料区域可与第二载体涂料区域接触或者第二载体涂料区域和第一载体涂料区域可为分开的(例如由插入的载体涂料区域、诸如第三载体涂料区域或由间隙分开)。
大体而言，可能的是第一载体涂料区域和第二载体涂料区域不直接设置在基材上(即，第一载体涂料区域和第二载体涂料区域均不与基材的表面接触)。因此，第一载体涂料区域和第二载体涂料区域的至少一者设置或负载在第三载体涂料区域上。
下文描述本发明的一些氧化催化剂，其中第一载体涂料区域和第二载体涂料区域具有“分区的”布置。为了避免疑惑，这些布置是本发明的氧化催化剂的一般特征并且可与上文所描述的第一和第二载体涂料区域的布置组合。
在第一氧化催化剂布置中，第一载体涂料区域是设置或负载在基材的出口端处或附近的第一载体涂料区。第二载体涂料区域可设置或负载在第一载体涂料区的上游。优选地，第二载体涂料区域是第二载体涂料区。更优选地，第二载体涂料区设置或负载在第一载体涂料区的上游(例如在基材的入口端处或附近)。
在第二氧化催化剂布置中，第二载体涂料区域是设置或负载在基材的出口端的第二载体涂料区。第一载体涂料区域可设置或负载在第二载体涂料区的上游。优选地，第一载体涂料区域是第一载体涂料区。更优选地，第一载体涂料区设置或负载在第二载体涂料区的上游(例如在基材的入口端处或附近)。
第一载体涂料区可毗连第二载体涂料区。优选地，第一载体涂料区与第二载体涂料区接触。当第一载体涂料区毗连第二载体涂料区或者第一载体涂料区与第二载体涂料区接触时，第一载体涂料区和第二载体涂料区可作为层(例如单个层)设置或负载在基材上。因此，当第一和第二载体涂料区彼此毗连或接触时，该层可形成于基材上。
第一载体涂料区可与第二载体涂料区分开。因此，在第一载体涂料区与第二载体涂料区之间可存在插入的另一载体涂料区或区域(例如第三载体涂料区或区域)，和/或在第一载体涂料区与第二载体涂料区之间可存在间隙(例如间隔)。
第一载体涂料区可重叠于第二载体涂料区。因此，第一载体涂料区的端部可设置或负载在第二载体涂料区上。第一载体涂料区可完全或部分重叠于第二载体涂料区。
当第一载体涂料区完全重叠于第二载体涂料区时，通常第二载体涂料区的表面(正常为催化剂的纵向平面、即垂直于基材的入口和出口端的平面的平面中的表面)完全被第一载体涂料区覆盖。
替代地，第二载体涂料区可重叠于第一载体涂料区。因此，第二载体涂料区的端部可设置或负载在第一载体涂料区上。第二载体涂料区可部分重叠于第一载体涂料区。
优选第一载体涂料区和第二载体涂料区基本上不重叠。
通常，第一载体涂料区具有10至90％(例如10至45％)的基材长度的长度，优选15至75％(例如15至40％)的基材长度，更优选20至70％(例如20至65％，诸如25至45％)的基材长度，还更优选25至65％(例如25至50％)。
第二载体涂料区通常具有10至90％(例如10至45％)的基材长度的长度，优选15至75％(例如15至40％)的基材长度，更优选20至70％(例如20至65％，诸如25至45％)的基材长度，还更优选25至65％(例如25至50％)。
下文描述本发明的氧化催化剂，其中第一载体涂料区域和第二载体涂料区域具有“层状”布置。为了避免疑惑，这些布置是本发明的氧化催化剂的一般特征并且可与上文所描述的第一和第二载体涂料区域的任何布置组合。
第一载体涂料区域可为第一载体涂料层并且第二载体涂料区域可为第二载体涂料层。第一载体涂料层和第二载体涂料层可具有不同的长度，或者第一载体涂料层和第二载体涂料层可具有大约相同的长度。大体上，第一载体涂料层的长度和第二载体涂料层的长度各自基本上均匀。
通常，第一载体涂料层和第二载体涂料层的至少一者延伸基本上基材的全长，特别是基材整料的通道的全长。更优选地，第一载体涂料层和第二载体涂料层各自延伸基本上基材的全长。
在第三氧化催化剂布置中，第一载体涂料层设置或负载在第二载体涂料层上，优选第一载体涂料层直接设置在第二载体涂料层上(即，第一载体涂料层与第二载体涂料层的表面接触)。
当第一载体涂料层直接设置在第二载体涂料层上时，优选第一载体涂料层的全长设置或负载在第二载体涂料层上。因此，第一载体涂料层的长度小于或等于第二载体涂料层的长度。更优选地，第一载体涂料层的端不延伸超过第二载体涂料层的端(即，第一载体涂料层的端或边界在第二载体涂料层的端或边界内)。
在第三氧化催化剂布置中，第二载体涂料层可直接设置在基材上(即，第二载体涂料层与基材的表面接触)和/或第二载体涂料层可直接设置在第三载体涂料区域上。第二载体涂料层可仅直接设置在基材上(即，第二载体涂料层与基材的表面接触)。
在第四氧化催化剂布置中，第二载体涂料层设置或负载在第一载体涂料层上。优选地，第二载体涂料层的全长设置或负载在第一载体涂料层上。因此，第二载体涂料层的长度小于或等于第一载体涂料层的长度。更优选地，第二载体涂料层的一端不延伸超过第一载体涂料层的一端(即，第二载体涂料层的两端或边界在第一载体涂料层的两端或边界内)。
在第四氧化催化剂布置中，第一载体涂料层可直接设置在基材上(即，第一载体涂料层与基材的表面接触)和/或第一载体涂料层可直接设置在第三载体涂料区域上。第一载体涂料层可仅直接设置在基材上(即，第一载体涂料层与基材的表面接触)。
当第一载体涂料区域是第一载体涂料层时，优选第一载体涂料层是最顶部的载体涂料区域/层(即，没有其他载体涂料区域或载体涂料层设置在第一载体涂料层上)。当第一载体涂料区域是第一载体涂料区时，优选第一载体涂料区是最后面的载体涂料区域/区(即，没有其他载体涂料区域或载体涂料区设置在第一载体涂料区的下游)。
用于负载用于处理来自压缩点火发动机的废气的氧化催化剂的基材是本领域众所周知的。
基材通常具有多个通道(例如用于废气流过)。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(本文中还称为基材整料)。此类整料是本领域众所周知的。基材整料可为流通式整料或过滤式整料。
流通式整料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从中延伸的多个通道，所述通道在两端打开。当基材是流通式整料时，本发明的氧化催化剂通常是柴油氧化催化剂(DOC)或用作柴油氧化催化剂(DOC)。
过滤式整料大体上包括多个入口通道和多个出口通道，其中入口通道在上游端(即，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，并且其中每个入口通道与出口通道由多孔结构分开。当基材是过滤式整料时，本发明的氧化催化剂通常是催化碳烟过滤器(CSF)或用作催化碳烟过滤器(CSF)。
当整料是过滤式整料时，优选过滤式整料是壁流式过滤器。在壁流式过滤器中，每个入口通道与出口通道由多孔结构的壁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。基材可例如具有管状、纤维状或微粒状形式。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。
大体而言，本发明的氧化催化剂用作柴油氧化催化剂(DOC)或催化碳烟过滤器(CSF)。在实践中，DOC和CSF中采用的催化剂制剂是类似的。通常，DOC与CSF之间的原则差异是催化剂制剂所涂布于其上的基材以及涂布于基材上的铂、钯和任何其他催化活性金属的总量。
本发明还提供一种制造氧化催化剂的方法。所述方法包括以下步骤：
(i)制备包括本发明的催化剂组合物的载体涂料；以及
(ii)将载体涂料涂覆于基材(例如以形成经涂布的基材)。
制备载体涂料和将载体涂料涂覆于基材上的方法是本领域已知的(参见，例如，我们的WO 99/47260、WO 2007/077462和WO 2011/080525)。
当氧化催化剂包括第一载体涂料区域和第二载体涂料区域时，大体上本发明的方法可包括：
(i)制备包括本发明的催化剂组合物的第一载体涂料；以及
(ii)(a)将第一载体涂料涂覆于基材以形成第一载体涂料区域；
(b)将第二载体涂料涂覆于基材以形成第二载体涂料区域。
在上述一般方法中，步骤(ii)(a)可在步骤(ii)(b)之前进行。因此，所述方法可包括：
(ii)(a)将第一载体涂料涂覆于基材以形成第一载体涂料区域；并且然后
(b)将第二载体涂料涂覆于基材以形成第二载体涂料区域。
替代地，在上述一般方法中步骤(ii)(b)可在步骤(ii)(a)之前进行。所述方法可包括：
(ii)(x)将第二载体涂料涂覆于基材以形成第二载体涂料区域；并且然后
(y)将第一载体涂料涂覆于基材以形成第一载体涂料区域。
制造本发明的氧化催化剂的方法可进一步包括(iv)干燥和/或煅烧涂布有载体涂料的基材、诸如涂布有第一载体涂料和/或第二载体涂料的基材的步骤。当干燥和/或煅烧涂布有载体涂料的基材时，将基材加热到600℃或更低、优选500℃或更低的温度。
本发明还提供一种包括氧化催化剂和排放控制装置的排气系统。
通常，排气系统可进一步包括至少一种排放控制装置，或者氧化催化剂与至少一种排放控制装置组合使用。排放控制装置可选自柴油微粒过滤器(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)和它们的两种或多种的组合。由术语柴油微粒过滤器(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)和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂代表的排放控制装置均为本领域众所周知的。
一些上述排放控制装置具有过滤式基材。具有过滤式基材的排放控制装置可选自由柴油微粒过滤器(DPF)、催化碳烟过滤器(CSF)和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂组成的组。
与本发明的氧化催化剂一起使用或者包括在本发明的排气系统中的排放控制装置的实例在下文提供。
优选至少一种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。
SCR和SCRFTM催化剂也是本领域众所周知的。当本发明的排气系统包括SCR催化剂或SCRFTM催化剂时，排气系统可进一步包括用于将含氮还原剂诸如氨，或氨前体诸如尿素或甲酸铵，优选尿素注入在用于氧化一氧化碳(CO)和烃(HC)的催化剂的下游和SCR催化剂或SCRFTM催化剂的上游的废气的注射器。此种注射器流体连接至此种含氮还原剂前体的来源如其贮罐，并且通过合适程序化的发动机管理构件和由监测有关废气组成的传感器提供的闭环或开环反馈来调控进入废气流的前体的阀控制计量添加。氨还可通过加热氨基甲酸铵(固体)生成并且可将生成的氨注入废气。
替代地或除注射器以外，氨可例如在设置在过滤器上游的NSC的富再生期间或通过使设置在过滤器上游的DOC与发动机衍生的富废气接触来原位生成。因此，排气系统可进一步包括用于用烃富集废气的发动机管理构件。
SCR催化剂或SCRFTM催化剂可包括选自由Cu、Hf、La、Au、In、V、镧系元素和诸如Fe的第VIII族过渡金属的至少一种组成的组的金属，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和它们的任两种或多种的组合，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选自由Al2O3、TiO2、CeO2、SiO2、ZrO2和包含它们的两种或多种的混合氧化物组成的组。非沸石催化剂还可包括氧化钨，例如V2O5/WO3/TiO2、WOx/CeZrO2、WOx/ZrO2或Fe/WOx/ZrO2。
当SCR催化剂、SCRFTM催化剂或它们的载体涂料包括至少一种分子筛，诸如铝硅酸盐沸石或SAPO时是特别优选的。至少一种分子筛可例如为小、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，诸如CHA；本文中“中孔分子筛”意指包含10的最大环尺寸的分子筛，诸如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，诸如β。小孔分子筛潜在有利地用于SCR催化剂中，参见例如WO 2008/132452。
在本发明中与如SCR催化剂一起应用的优选分子筛是合成铝硅酸盐沸石分子筛，其选自由以下组成的组：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，并且具有约10至约50、诸如约15至约40的二氧化硅与氧化铝比率。
在第一排气系统实施方案中，排气系统包括本发明的氧化催化剂，优选作为DOC，和催化碳烟过滤器(CSF)。此种布置可称为DOC/CSF。此实施方案还涉及用于处理来自压缩点火发动机的废气的氧化催化剂与催化碳烟过滤器组合使用，优选其中氧化催化剂是柴油氧化催化剂或用作柴油氧化催化剂。氧化催化剂通常之后是催化碳烟过滤器(CSF)(例如在其上游)。因此，例如，氧化催化剂的出口连接至催化碳烟过滤器的入口。
第一排气系统实施方案可进一步包括NOx储存催化剂(NSC)。因此，实施方案进一步涉及用于处理来自压缩点火发动机的废气的氧化催化剂与NOx储存催化剂(NSC)和催化碳烟过滤器(CSF)组合使用，优选其中氧化催化剂是柴油氧化催化剂或用作柴油氧化催化剂。通常氧化催化剂之后是NOx储存催化剂(NSC)(例如在其上游)，并且NOx储存催化剂(NSC)之后是催化碳烟过滤器(CSF)(例如在其上游)。大体上，氧化催化剂、NOx储存催化剂(NSC)和催化碳烟过滤器(CSF)串联连接。因此，例如，氧化催化剂的出口连接至NOx储存催化剂(NSC)的入口，并且NOx储存催化剂(NSC)的出口连接至催化碳烟过滤器(CSF)的入口。此种布置可称为DOC/NSC/CSF。
在第二排气系统实施方案中，排气系统包括柴油氧化催化剂和本发明的氧化催化剂，优选作为催化碳烟过滤器(CSF)。这种布置还可称为DOC/CSF布置。实施方案进一步涉及用于处理来自压缩点火发动机的废气的氧化催化剂与柴油氧化催化剂(DOC)组合使用，优选其中氧化催化剂是催化碳烟过滤器或用作催化碳烟过滤器。通常，柴油氧化催化剂(DOC)之后是本发明的氧化催化剂(例如在其上游)。因此，柴油氧化催化剂的出口连接至本发明的氧化催化剂的入口。
第三排气系统实施方案涉及包括以下的排气系统：本发明的氧化催化剂，优选作为DOC，催化碳烟过滤器(CSF)和选择性催化还原(SCR)催化剂。此种布置可称为DOC/CSF/SCR并且是用于轻型柴油车的优选排气系统。此实施方案还涉及用于处理来自压缩点火发动机的废气的氧化催化剂与催化碳烟过滤器(CSF)和选择性催化还原(SCR)催化剂组合使用，优选其中氧化催化剂是柴油氧化催化剂或用作柴油氧化催化剂。氧化催化剂通常之后是催化碳烟过滤器(CSF)(例如在其上游)。催化碳烟过滤器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布置在催化碳烟过滤器(CSF)与选择性催化还原(SCR)催化剂之间。因此，催化碳烟过滤器(CSF)可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之后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。
第四排气系统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。这也是DOC/CSF/SCR布置。此实施方案的另一个方面涉及用于处理来自压缩点火发动机的废气的氧化催化剂与柴油氧化催化剂(DOC)和选择性催化还原(SCR)催化剂组合使用，优选其中氧化催化剂是催化碳烟过滤器(CSF)或用作催化碳烟过滤器(CSF)。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之后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。
在第五排气系统实施方案中，排气系统包括本发明的氧化催化剂，优选作为DOC，选择性催化还原(SCR)催化剂和催化碳烟过滤器(CSF)或柴油微粒过滤器(DPF)。所述布置是DOC/SCR/CSF或DOC/SCR/DPF。此实施方案还涉及用于处理来自压缩点火发动机的废气的氧化催化剂与选择性催化还原(SCR)催化剂和催化碳烟过滤器(CSF)或柴油微粒过滤器(DPF)组合使用，优选其中氧化催化剂是柴油氧化催化剂或用作柴油氧化催化剂。
在第五排气系统实施方案中，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)催化剂之后是催化碳烟过滤器(CSF)或柴油微粒过滤器(DPF)(例如在其上游)。
第六排气系统实施方案包括本发明的氧化催化剂，优选作为DOC，和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。此种布置可称为DOC/SCRFTM。此实施方案还涉及用于处理来自压缩点火发动机的废气的氧化催化剂与选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂组合使用，优选其中氧化催化剂是柴油氧化催化剂或用作柴油氧化催化剂。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之后是选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂(例如在其上游)。
在包括SCR催化剂(包括SCRFTM催化剂)的上述第一至第六排气系统实施方案的每一者中，ASC催化剂可设置在SCR催化剂或SCRFTM催化剂的下游(即，作为分开的基材整料)，或更优选在包括SCR催化剂的基材整料的下游或后端上的区可用作ASC的载体。
本发明的另一个方面涉及一种包括氧化催化剂或排气系统的车辆。
大体上，压缩点火发动机是柴油发动机。柴油发动机可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。
车辆可为轻型柴油车(LDV)，诸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，车辆可为重型柴油车(HDV)，诸如具有>8,500磅(US lbs)的毛重的柴油车，如美国法规中定义的。
本发明的催化剂组合物或氧化催化剂可用来调节来自压缩点火发动机的废气中NOx的含量，诸如用于下游排放控制装置。
本文中、特别是关于本发明的方法或用途方面所使用的对“调节NOx含量”的任何引用是指在特定废气温度或温度范围将NO:NO2的比率(以ppm或体积％计，通常在废气的温度和压力)改变(即，调整)或维持在预定范围内。
大体而言，“调节NOx含量”是指将通常直接来自压缩点火发动机的废气中NO:NO2的比率(以ppm或体积％计)改变或维持、优选改变为小于17:3(即，NO比NO2的量小于正常见于来自压缩点火发动机的废气中的量)，优选为5:1至1:5，更优选2.5:1至1:2.5，和甚至更优选2:1至1:2(例如1.5:1至1:1.5或约1:1)。
在本发明的调节来自压缩点火发动机的废气中NOx的含量的方法中，(b)将经处理的废气传递至排放控制装置的步骤通常涉及将经处理的废气直接传递至排放控制装置。因此，氧化催化剂的出口直接连接(例如不具有中间物质)至排放控制装置的入口。
排放控制装置是如上文定义的。通常排放控制装置是选择性催化还原(SCR)催化剂、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂、柴油微粒过滤器(DPF)或催化碳烟过滤器(CSF)。
当本发明的催化剂组合物或氧化催化剂用于使具有过滤式基材的排放控制装置再生时，它可用于使排放控制装置主动或被动再生、优选主动再生。通常，具有过滤式基材的排放控制装置在氧化催化剂的下游。
具有过滤式基材的排放控制装置可选自由柴油微粒过滤器(DPF)、催化碳烟过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂和它们的两种或多种的组合组成的组。
催化剂组合物或氧化催化剂可用来在至少220℃、优选至少240℃、更优选至少260℃、还更优选至少280℃的温度，通过将一氧化氮(NO)氧化至二氧化氮(NO2)使具有过滤式基材的排放控制装置再生。
定义
本文中、特别是关于诸如金属化合物(例如铂化合物、钯化合物)或单质形式的金属(例如单质形式的铂或钯)的化学实体所使用的对“设置”或“负载”在载体材料上的任何引用，是指化学实体分散在载体材料的表面之上和/或浸渍入载体材料(例如浸渍入载体材料的孔)中。大体而言，对“设置”或“负载”的引用是指直接设置在载体材料上或直接由载体材料负载(例如化学实体与载体材料之间不存在插入材料)的化学实体。
对“稳定生成NO2”或“稳定产生NO2”的任何引用与“稳定氧化NO”同义。要理解当ΔNO2(自新鲜起)的变化[例如当在约250℃的废气温度在“新鲜”状态(即，在测试之前催化剂组合物是未用过的)与老化状态之间测量时]小于20％、优选小于10％、更优选小于5％时，催化剂组合物“稳定生成”或“稳定产生”NO2。
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”大体上是指选自由Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt组成的组的金属，优选选自由Ru、Rh、Pd、Ir和Pt组成的组的金属。大体而言，术语“PGM”优选是指选自由Rh、Pt和Pd组成的组的金属。
本文中所使用的术语“混合氧化物”大体上是指呈单一相的氧化物的混合物，如本领域中习知的。本文中所使用的术语“复合氧化物”大体上是指具有多于一个相的氧化物的组合物，如本领域中习知的。
术语“载体涂料”是本领域众所周知的并且是指通常在催化剂的产生期间涂覆于基材的粘附涂料。
本文中所使用的术语“载体涂料区域”是指在基材上载体涂料的区域。“载体涂料区域”可例如作为“层”或“区”设置或负载在基材上。在将载体涂料涂覆于基材的过程期间基材上载体涂料的区域或布置一般受控。“载体涂料区域”通常具有明显的边界或边缘(即，可能使用常规分析技术将一个载体涂料区域与另一个载体涂料区域区分开)。
优选每个“载体涂料区域”具有基本上均匀的组成(即，当将载体涂料区域的一部分与载体涂料区域的另一部分进行比较时，在载体涂料的组成上不存在实质差异)。在此情形下基本上均匀的组成是指其中当将载体涂料区域的一部分与载体涂料区域的另一部分进行比较时在组成上的差异为5％或更小，通常2.5％或更小和最常1％或更小的材料(例如载体涂料区域)。
本文中所使用的术语“载体涂料区”是指具有基本上均匀的长度的载体涂料区域。载体涂料区的长度可与基材的总长相同。大体而言，载体涂料区的长度小于基材的总长。基材的总长是其入口端与其出口端(例如基材的相对端)之间的距离。“载体涂料区”通常具有至少5％的基材总长的长度(即，基本上均匀的长度)。
本文中所使用的在长度情形下对“基本上均匀”或“基本上均匀的长度”的任何引用是指与其平均值不偏离大于10％、优选不偏离大于5％、更优选不偏离大于1％的长度。
本文中使用的对“设置在基材的入口端的载体涂料区”的任何引用是指与其至基材的出口端相比更靠近基材的入口端的设置或负载在基材上的载体涂料区。因此，载体涂料区的中点(即，其长度的一半处)与中点至基材的出口端相比更靠近基材的入口端。类似地，本文中使用的对“设置在基材的出口端的载体涂料区”的任何引用是指与其至基材的入口端相比更靠近基材的出口端的设置或负载在基材上的载体涂料区。因此，载体涂料区的中点(即，其长度的一半处)与中点至基材的入口端相比更靠近基材的出口端。
当基材是壁流式过滤器时，大体上对“设置在基材的入口端的载体涂料区”的任何引用是指设置或负载在基材上的载体涂料区，其(a)与它至入口通道的封闭端相比更靠近基材的入口通道的入口端，和/或(b)与它至出口通道的出口端相比更靠近基材的出口通道的封闭端。因此，载体涂料区的中点(即，在其长度的一半处)(a)与中点至入口通道的封闭端相比更靠近基材的入口通道的入口端，和/或(b)与中点至出口通道的出口端相比更靠近基材的出口通道的封闭端。类似地，当基材是壁流式过滤器时，对“设置在基材的出口端的载体涂料区”的任何引用是指设置或负载在基材上的载体涂料区，其(a)与它至出口通道的封闭端相比更靠近基材的出口通道的出口端，和/或(b)与它至入口通道的入口端相比更靠近基材的入口通道的封闭端。因此，载体涂料区的中点(即，在其长度的一半处)(a)与中点至出口通道的封闭端相比更靠近基材的出口通道的出口端，和/或(b)与中点至入口通道的入口端相比更靠近基材的入口通道的封闭端。
本文中所使用的对不“大致上重叠”的载体涂料区的任何引用是指小于10％的基材长度，优选小于7.5％的基材长度，更优选小于5％的基材长度，特别是小于2.5％的基材长度，甚至更优选小于1％的基材长度的重叠(即，在基材上邻近区的端之间)，和最优选不存在重叠。
实施例
现将通过以下非限制性实施例来阐释本发明。
实施例1
通过初湿含浸法用已计算体积的硝酸铂溶液浸渍二氧化硅-氧化铝粉末。然后干燥粉末8小时。所得Pt浸渍的粉末悬浮于水中并且在55℃用含水肼溶液还原。过滤所得浆液，干燥2小时，并且然后在800℃煅烧1小时以产生热处理的Pt粉末。
热处理的Pt粉末于水中浆化并且研磨至<20微米的d90。将所得载体涂料使用已建立的涂布技术涂覆于具有400个孔/平方英寸的堇青石流通式整料。然后干燥所述部分(即，氧化催化剂)并且在500℃煅烧。成品部分具有37.5g/ft3的Pt负载量。
实施例2
重复在实施例1中用于制备部分的制备方法，不同之处在于通过在850℃的更高温度煅烧1小时来获得热处理的Pt粉末(而不是实施例1中的800℃1小时)。
实施例3
重复在实施例1中用于制备部分的制备方法，不同之处在于通过在900℃的更高温度煅烧1小时来获得热处理的Pt粉末(而不是实施例1中的800℃1小时)。
实施例4
通过初湿含浸法用已计算体积的硝酸铂溶液浸渍氧化铝粉末。然后干燥粉末8小时。所得Pt浸渍的粉末悬浮于水中并且在55℃用含水肼溶液还原。过滤所得浆液并且然后在100℃干燥。所得粉末具有8重量％的Pt负载量。
实施例5
重复实施例4的制备方法，不同之处在于不对粉末进行利用含水肼的还原步骤。所得粉末具有8重量％的Pt负载量。
实验细节
NO氧化的测量
芯样品取自实施例1、2和3的氧化催化剂。所有芯在790℃在烘箱中水热“老化”16小时。另外的芯取自实施例1、2和3的氧化催化剂并且保持“新鲜”状况(即，它们保持在烘箱中无任何热处理的情况下)。
使用合成气试验台活性试验来测定催化活性。使用表1中的入口气体混合物，在模拟催化剂活性测试(SCAT)气体仪器中测试新鲜和老化的芯。在各种情况下剩余的是氮气。
表1
| CO | 1500ppm |
| HC(作为C1) | 430ppm |
| NO | 100ppm |
| CO2 | 4％ |
| H2O | 4％ |
| O2 | 14％ |
| 空间速度 | 55000/小时 |
平均Pt微晶尺寸的测量
通过X射线衍射(使用PANalytical X'Pert Pro)分析来自实施例1、2和3的氧化催化剂的已煅烧Pt粉末的样品。进行衍射图案的Rietveld精修并且使用X'Pert HighScorePlus软件(PANalytical)测定Pt微晶尺寸。
在各种温度下使用原位XRD(Bruker AXS)分析来自实施例4和5的Pt粉末的样品。进行衍射图案的Rietveld精修并且使用如在TOPAS(BrukerAXS)程序中执行以提取峰宽度参数的双Voigt方法来测定Pt微晶尺寸。在30℃和然后在450℃与800℃之间以50℃步长(6℃/分钟的加热速率)测量样品。在XRD测量之前在每个温度点处花费60分钟的停留时间。一旦在800℃收集了最终数据集，将样品冷却至30℃并且收集最终XRD图案。
结果
表2中的结果示出在300℃实施例1、2和3的NO氧化性能。
表2
实施例1具有最高的NO氧化活性。实施例2具有中间的NO氧化活性。实施例3具有最低的NO氧化活性。在790℃下水热老化16小时之后，实施例1、2和3均具有相同的NO氧化活性。实施例1经受了NO氧化活性的最大改变。实施例3经受了NO氧化性能的最小改变并且显示对NO氧化的最大稳定性。
表3中的结果示出通过XRD测定的以纳米(nm)计的平均Pt微晶尺寸。
表3
在新鲜状况下，实施例1具有最小的微晶尺寸；实施例2具有中间的Pt微晶尺寸；并且实施例3具有最大的Pt微晶尺寸。在790℃下水热老化16小时之后，实施例1、2和3均具有19-20nm的近似相同的平均Pt微晶尺寸。实施例1经受Pt微晶尺寸的最大改变。实施例3经受Pt微晶尺寸的最小改变。
图1示出实施例4的Pt粉末(使用包括还原步骤的根据本发明的方法制备)的一些原位XRD衍射图案。在所有温度下可见来自Pt微晶的衍射峰。峰随着Pt微晶的尺寸增大而锐化。使用TOPAS中的LVol-IB实施方法测定每个衍射图案的平均Pt微晶尺寸。
图2示出实施例5的Pt粉末(使用不具有还原步骤的方法制备)的一些原位XRD衍射图案。在高温(例如高于600℃)后可见来自Pt微晶的衍射峰。峰随着Pt微晶的尺寸增大而锐化。使用TOPAS中的LVol-IB实施方法测定每个衍射图案的平均Pt微晶尺寸。
图3示出得自在各种温度下收集的XRD数据(图2和3中所示)的实施例4和5的Pt粉末的表观平均Pt微晶尺寸。实施例4示出跨温度范围的相对稳定的平均Pt微晶尺寸。实施例5示出在高于550℃的温度下相比于实施例4而言平均Pt微晶尺寸的更大增加。这表明与实施例5相比实施例4是更稳定的催化剂粉末。
为了避免任何疑惑，本文中引述的任何和所有文献的全部内容通过引用并入本申请。
Claims (22)
1.制备用于在压缩点火发动机的排气系统中产生NO2与NO的稳定比率的催化剂组合物的方法，所述方法包括：
(i)制备包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)化合物的第一组合物；
(ii)通过用还原剂将所述铂(Pt)化合物还原至铂(Pt)来制备第二组合物；以及
(iii)将所述第二组合物加热到至少650℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其包括：
(i)通过初湿含浸法来制备包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)化合物的第一组合物。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其包括：
(i)通过初湿含浸法来制备固体形式的第一组合物，其中所述第一组合物包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)化合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其包括：
(i)通过以下来制备固体形式的第一组合物：
(a)使用初湿含浸法来制备所述第一组合物的溶液或分散体；并且然后
(b)从所述第一组合物的溶液或分散体中去除液体以产生固体形式的第一组合物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一组合物包含所述铂(Pt)化合物作为仅有的铂族金属(PGM)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一组合物包含钯(Pd)化合物和/或单质形式的钯(Pd)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一组合物包含催化剂促进剂或其前体。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述还原剂是肼。
9.用于在压缩点火发动机的排气系统中产生NO2与NO的稳定比率的催化剂组合物，其中：
(a)所述催化剂组合物可通过根据权利要求1至8中任一项所述的方法来获得；和/或
(b)所述催化剂组合物包含设置或负载在载体材料上的铂(Pt)，其中所述铂(Pt)具有10至35nm的平均微晶尺寸。
10.根据权利要求9所述的催化剂组合物，其中所述催化剂组合物包含铂(Pt)作为仅有的铂族金属(PGM)。
11.根据权利要求9所述的催化剂组合物，其进一步包含钯(Pd)。
12.根据权利要求11所述的催化剂组合物，其中所述催化剂组合物具有≥4:1的铂(Pt)与钯(Pd)的质量比。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的催化剂组合物，其进一步包含催化剂促进剂。
14.用于处理来自压缩点火发动机的废气的氧化催化剂，其中所述氧化催化剂包括设置在基材上的根据权利要求9至13中任一项所述的催化剂组合物。
15.根据权利要求14所述的氧化催化剂，其包括：
第一载体涂料区域；
第二载体涂料区域；以及
所述基材；
其中第一载体涂料区域和所述第二载体涂料区域设置在所述基材上，并且其中所述第一载体涂料区域包括所述催化剂组合物，所述第二载体涂料区域包括第二铂族金属(PGM)和第二载体材料。
16.根据权利要求15所述的氧化催化剂，其中布置所述第一载体涂料区域以在废气已接触所述第二载体涂料区域之后接触废气。
17.根据权利要求16所述的氧化催化剂，其中所述第一载体涂料区域是设置在所述基材的出口端的第一载体涂料区，并且其中所述第二载体涂料区域是设置在所述第一载体涂料区的上游的第二载体涂料区。
18.根据权利要求16或17所述的氧化催化剂，其中所述第一载体涂料区域是第一载体涂料层并且所述第二载体涂料区域是第二载体涂料层，其中所述第一载体涂料层设置在所述第二载体涂料层上。
19.一种用于压缩点火发动机的排气系统，所述排气系统包括根据权利要求14至18中任一项所述的氧化催化剂和排放控制装置。
20.根据权利要求19所述的排气系统，其中所述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。
21.车辆，其包括压缩点火发动机和根据权利要求19或20所述的排气系统。
22.根据权利要求9至13中任一项所述的催化剂组合物或根据权利要求14至18中任一项所述的氧化催化剂的用途，用于稳定产生用于排放控制装置的来自压缩点火发动机的废气中的NO2。
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