CN108071450A - Cu/LTA催化剂和排气系统、以及Cu/LTA催化剂的制造方法 - Google Patents

Cu/LTA催化剂和排气系统、以及Cu/LTA催化剂的制造方法 Download PDF

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Abstract

本文提供一种排气系统，其包括涂覆有选择性催化还原催化剂的柴油机颗粒过滤器(SDPF)，其中SCR催化剂涂覆有包括含有铜离子的LTA沸石的Cu/LTA催化剂，并且SCR催化剂涂覆在高孔柴油机颗粒物过滤器上，其中铜和铝的比例为约0.14至约0.48，并且其中LTA沸石的Si/Al比为约8至约100。

Description

Cu/LTA催化剂和排气系统、以及Cu/LTA催化剂的制造方法
相关申请的交叉引用
本申请在35U.S.C.119(a)下要求2016年11月16日提交的第10-2016-0152864号韩国专利申请的优先权，其全部内容引入本文以供参考。
技术领域
本发明涉及Cu/LTA催化剂(一种包含完全交换成高二氧化硅LTA沸石的二价铜离子的催化剂)和排气系统、以及Cu/LTA催化剂的制造方法。更具体地说，本发明涉及Cu/LTA催化剂和排气系统、以及可以减少废气中的有害物质的Cu/LTA催化剂的制造方法。
背景技术
通常，在柴油机车辆的废气中，包括作为有害物质的一氧化碳、烃类和氮氧化物。氮氧化物会引起环境问题，比如光化学烟雾和酸雨，以及人类疾病。因此，需要改进发动机并开发废气的后处理技术。
用于除去氮氧化物的最有效的技术使用选择性催化还原(SCR)方法。根据还原剂比如氨(NH3)、尿素、烃类(HC)等和各种催化剂已经开发了该方法。已知氨(NH3)有效地从固定对象比如动力装置和焚化装置中除去氮氧化物。由于在运动对象比如车辆的情况下，氨的储存/运输以及使用存在问题，已知尿素是有效的，因为它能够通过热分解和水合反应容易地分解成氨。
同时，作为用于选择性催化还原方法的催化剂，已经开发了具有优异功能的沸石基催化剂比如铜(Cu)/沸石。沸石基催化剂的缺点在于，在高温热处理期间结构会塌陷，因此难以应用于车辆。然而，已经开发了具有CHA结构和强的热耐久性的沸石，并将其应用于车辆SCR催化剂(Cu/SSZ-13)。
最近，通过在DPF(柴油机颗粒物过滤器(Diesel Particulate Matter Filter))上涂覆SCR催化剂，开发了氮净化性能高的技术。为了将SCR催化剂应用于DPF(SDPF)，需要具有比Cu/SSZ-13更高的热耐久性和氮净化性能的催化剂。
在本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此它可以包含不形成本国内对本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
本发明的做出是为了提供一种能够在高温中维持活性和稳定性的Cu/LTA催化剂和一种排气系统、以及所述Cu/LTA催化剂的制造方法。
根据本发明的示例性实施方式的排气系统包括涂覆有选择性催化还原催化剂的柴油机颗粒过滤器或SDPF。SDPF包括选择性催化还原(SCR)催化剂，其涂覆有包括含有铜离子的LTA沸石的Cu/LTA催化剂。SCR催化剂涂覆在高孔柴油机颗粒物过滤器上，其中铜和铝的比例为约0.14至约0.48，并且LTA沸石的Si/Al比为约8至约100。
铜和铝的比例可以为约0.32至约0.48。
相对于Cu/LTA催化剂的总重量，铜的含量可以为约0.5wt％至约5wt％。
相对于Cu/LTA催化剂的总重量，铜的含量可以为约1.5wt％至约3wt％。
LTA沸石的Si/Al比可以为约11至约16。
根据本发明的示例性实施方式的排气系统包括选择性催化还原(SCR)装置，其上涂覆有包括含有铜离子的LTA沸石的Cu/LTA催化剂，其中铜和铝的比例为约0.14至约0.48，并且LTA沸石的Si/Al的比例为约8至约100。
根据本发明的另一个示例性实施方式的排气系统包括在一个侧表面上涂覆Cu/LTA催化剂并且在另一个侧表面上涂覆Cu/CHA催化剂的SDPF。换言之，在一些实施方式中，SDPF在一个侧表面上涂覆有Cu/LTA催化剂，并且在另一个侧表面上涂覆有Cu/CHA催化剂。
可以将Cu/LTA催化剂涂覆在SDPF的表面上，其范围为SDPF整个长度的约40％至约60％。
根据本发明的另一个示例性实施方式的排气系统包括复合催化剂单元SCR，其上还包括在SDPF的后端涂覆有Cu/CHA催化剂。换言之，SDPF的后端涂覆有Cu/CHA催化剂。
在一些方面，根据本发明的示例性实施方式的Cu/LTA催化剂的制造方法包括制备Si/Al比为约8至约100的LTA沸石；使用该LTA沸石制造包含离子的LTA沸石；以及通过在该包含离子的LTA沸石上进行铜离子交换来制造Cu型LTA沸石，其中该Cu型LTA沸石中铜和铝的比例为约0.14至约0.48。
制备的LTA沸石的Si/Al比可以为约11至约16。
相对于催化剂的总重量，铜的含量可以为约0.5wt％至约5wt％。
包含离子的LTA沸石的制造可以通过将离子替换入LTA沸石来进行。
包含离子的LTA沸石的制造包括将LTA沸石注入铵盐溶液中以使其反应，然后进行干燥，并且铵盐可以是硝酸铵(NH4NO3)。
根据本发明的示例性实施方式的Cu/LTA催化剂的制造方法还可以包括在制造Cu型LTA沸石之后对Cu型LTA沸石进行热处理。
当以约1℃/min至约30℃/min的速度将温度升高至约400℃至约750℃时可以进行热处理。
热处理可以进行约1小时至约24小时。
根据本发明的示例性实施方式，通过应用具有改善的耐热性的Cu/LTA催化剂，可以防止劣化，并且可以提高氮氧化物的净化性能。
此外，应用于SCR催化剂或SDPF的Cu/LTA催化剂的水热稳定性是优异的。
此外，通过改善的耐热性可以增加再生时间，并且由于可以增加烟粒(soot)负载，可以提高燃料消耗效率。
此外，通过改善耐热性可以提高SDPF的温度，以提高消除烟粒的效率。
附图说明
图1是示出Cu型LTA沸石的NOx净化性能根据铜的比例和铝的比例的曲线图。
图2示出在750℃下进行水热老化约24小时后，各自具有不同的铜和铝的比例的Cu型LTA沸石的NOx净化性能。
图3示出在850℃下进行水热老化约24小时后，各自具有不同的铜和铝的比例的Cu型LTA沸石的NOx净化性能。
图4示出在900℃下进行水热老化约24小时后，各自具有不同的铜和铝的比例的Cu型LTA沸石的NOx净化性能。
图5是根据本发明的示例性实施方式的SCR催化剂的图。
图6是根据本发明的示例性实施方式的SDPF的图。
图7是根据本发明的另一个示例性实施方式的SDPF的图。
图8是根据本发明的示例性实施方式的复合催化剂单元的图。
图9是图7所示的SDPF的内部结构图。
图10是示出根据本发明的示例性实施方式的Cu/LTA催化剂的制造方法的流程图。
符号说明
100：SCR
200、300：SDPF
400：复合催化剂单元
具体实施方式
在下文中，将参照附图更全面地描述本发明，其中示出了本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员将认识到的，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，所描述的实施方式可以以各种不同的方式进行修改。
此外，在示例性实施方式中，由于相同的附图标记表示具有相同配置的相同元件，因此代表性地描述第一个示例性实施方式，并且在其它示例性实施方式中，将仅描述与第一个示例性实施方式不同的配置。
附图是示意性的，并且未按照比例示出。为了清楚和方便，示出的附图中的部分的相对尺寸和比例在大小上是放大或缩小的，并且尺寸仅仅是示例性的而不是限制性的。此外，两个或多个附图中所示的相同结构、元件或部件使用相同的附图标记来表示相似的特征。应理解的是，当元件比如层、膜、区域或基底被称为在另一元件“上”时，其可以直接在其它元件上，或者也可以存在中间元件。
本发明的示例性实施方式详细地示出了本发明的示例性实施方式。因此，可以预期附图的各种修改。因此，示例性实施方式不限于所示区域的特定方面，例如，包括通过制造的方面的修改。
根据本发明的示例性实施方式的Cu/LTA催化剂包括含有铜离子的LTA沸石，并且铜和铝的比例为约0.14至约0.48(例如，约0.14、0.16、0.18、0.20、0.22、0.24、0.26、0.28、0.30、0.32、0.34、0.36、0.38、0.40、0.42、0.44、0.46、或约0.48)，并且LTA沸石的Si/Al比为约8至约100(例如，约8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、或约100)。此外，更优选地，铜和铝的比例可以为约0.32至约0.48(例如，约0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47,或约0.48)。
然而，这不是限制性的，并且根据另一个示例性实施方式，可以根据催化剂的使用环境来调整铜和铝的比例。
此外，当使用相对于催化剂的总重量的wt％表示铜的含量时，相对于催化剂的总重量，铜的含量可以为约0.5wt％至约5wt％(例如，约0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2.0wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.7wt％、2.8wt％、2.9wt％、3.0wt％、3.1wt％、3.2wt％、3.3wt％、3.4wt％、3.5wt％、3.6wt％、3.7wt％、3.8wt％、3.9wt％、4.0wt％、4.1wt％、4.2wt％、4.3wt％、4.4wt％、4.5wt％、4.6wt％、4.7wt％、4.8wt％、4.9wt％或约5.0wt％)。此外，更优选地，铜的含量可以为约1.5wt％至约3wt％(例如，约1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2.0wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.7wt％、2.8wt％、2.9wt％或约3wt％)。
此外，更优选地，LTA沸石的Si/Al比可以为约11至约16(例如约11、12、13、14、15或约16)。
现在将参照图1至图4描述根据本发明的示例性实施方式的Cu/LTA催化剂的性能。
图1是示出Cu型LTA沸石的NOx净化性能根据铜的比例和铝的比例的曲线图，图2示出在750℃下水热老化约24小时后，各自具有不同的铜和铝的比例的Cu型LTA沸石的NOx净化性能。图3示出在850℃下水热老化约24小时后，各自具有不同的铜和铝的比例的Cu型LTA沸石的NOx净化性能，图4示出在900℃下水热老化约24小时后，各自具有不同的铜和铝的比例的Cu型LTA沸石的NOx净化性能。
参照图1，观察到当铜和铝的比例在0.14和0.48之间时，在400℃以上的温度下，NOx净化性能优异。此外，观察到当铜和铝的比例在0.32和0.48之间时，在200℃以上的温度下，NOx净化性能优异。在这种情况下，Si/Al比为16，并且当铜和铝的比例为0.14时，铜的含量相对于Cu/LTA催化剂的总重量为0.14wt％，当铜和铝的比例为0.324时，铜的含量相对于Cu/LTA催化剂的总重量为1.95wt％，并且当铜和铝的比例为0.48时，铜的含量相对于Cu/LTA催化剂的总重量为2.71wt％。
图2示出在750℃下进行水热老化约24小时后，各自具有不同的铜和铝的比例的Cu型LTA沸石催化剂的NOx净化性能。参照图2，观察到当铜和铝的比例为0.32至0.48时，在250℃至600℃的反应温度范围内显示出超过70％的NOx净化效率。在这种情况下，通过加入10wt％的水进行水热老化，并且沸石的Si/Al比以及铜相对于Cu/LTA催化剂的总重量的含量与图1的实验例的相同。
图3示出在850℃下进行水热老化约24小时后，各自具有不同的铜和铝的比例的Cu型LTA沸石催化剂的NOx净化性能。参照图3，观察到当铜和铝的比例为0.32至0.48时，在250℃至600℃的反应温度范围内显示出超过70％的NOx净化效率。在这种情况下，水热老化、沸石的Si/Al比和铜相对于Cu/LTA催化剂的总重量的含量与图2的实验例的相同。
图4示出在900℃下进行水热老化约24小时后，各自具有不同的铜和铝的比例的Cu型LTA沸石催化剂的NOx净化性能。参照图4，观察到当铜和铝的比例为0.32至0.48时，在250℃至600℃的反应温度范围内显示出超过70％的NOx净化效率。在这种情况下，水热老化、沸石的Si/Al比和铜相对于Cu/LTA催化剂的总重量的含量与图2的实验例的相同。
参照图1至图4，在铜和铝的比例为0.32至0.48的情况下，铜的含量相对于Cu/LTA催化剂的总重量为1.5wt％至3wt％，观察到在水热老化之后，在250℃至600℃的高反应温度范围内显示出超过70％的NOx净化效率。
图5是根据本发明的示例性实施方式的SCR催化剂的图，图6是根据本发明的示例性实施方式的SDPF的图，图7是根据本发明的另一个示例性实施方式的SDPF的图，并且图8是根据本发明的示例性实施方式的复合催化剂单元的图。
参照图5，根据本发明的示例性实施方式的排气系统可以包括其上涂覆有上述Cu/LTA催化剂的选择性催化还原(SCR)100装置。
而且，如图6所示，排气系统可以包括SDPF 200，将其上涂覆有上述Cu/LTA催化剂的SCR催化剂涂覆在高孔柴油机颗粒物过滤器上。
另外，如图7所示，排气系统可以包括在一个侧表面上涂覆Cu/LTA催化剂并且在另一个侧表面上涂覆Cu/CHA催化剂的SDPF 300。在DPF再生期间可以将Cu/CHA催化剂涂覆在具有低温的前端上，并且可以将Cu/CHA催化剂涂覆在具有高温的后端上。此外，可以将Cu/LTA催化剂涂覆在SDPF的表面上，其范围为SDPF整个长度的约40％至约60％(例如约40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％或约60％)。
Cu/CHA催化剂可以包括含有铜离子的SSZ-13沸石，并且SSZ-13沸石是具有0.38nm×0.38nm的微孔并表示为QxNayAl2.4Si33.6O72zH2O的硅铝酸盐沸石，并且x为1.4至27，y为0.7至4.3，z为1至7。Q可以为N,N,N-1-三甲基金刚烷铵。铜型SSZ-13沸石在低温下具有高催化性能。因此，当通过混合使用铜型LTA沸石和铜型SSZ-13沸石时，可以在低温至高温下保持优异的催化性能。
此外，如图8所示，根据本发明另一个示例性实施方式的排气系统可以包括复合催化剂单元400，在SDPF 200的后端还包括其上涂覆有Cu/CHA催化剂的SCR催化剂250。
SDPF 200可以是将如图6所示的其上涂覆有Cu/LTA催化剂的SCR催化剂涂覆在高孔柴油机颗粒物过滤器上的SDPF。
图9是图7中示出的SDPF的内部结构图。如图9所示，可以将Cu/LTA催化剂涂覆在SDPF 300的一侧前端，并且可以将Cu/CHA催化剂涂覆在另一侧后端。在这种情况下，可以将Cu/LTA催化剂涂覆在SDPF 300的表面上，其范围为SDPF整个长度的40％至60％，特别是可以涂覆50％的范围。
图10是示出本发明的实施方式的Cu/LTA催化剂的制造方法的流程图。
参照图10，首先，Cu/LTA催化剂的制造方法包括制备Si/Al比为8至100的LTA沸石(S1001)。该LTA沸石可以通过使用晶种或不使用晶种来制备。优选地，Si/Al比可以为约11至约16(例如，约11、12、13、14、15或约16)。
为了制备LTA沸石，可以将LTA晶种在氢氧化铝(Al(OH)3)和原硅酸四乙酯(Si(OC2H5)4)的混合物中混合。
具体地，将1,2-二甲基-3-(4-甲基苄基)咪唑氢氧化物水溶液和氢氧化铝(Al(OH)3)混合，并将混合物初步搅拌，然后另外混合四甲基氢氧化铵五水合物，然后二次搅拌，以制备第一混合物。
这里，相对于第一混合物的总重量，将20wt％至35wt％(例如，约20wt％至约35wt％，约20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、或约35wt％)的1,2-二甲基-3-(4-甲基苄基)咪唑氢氧化物、1wt％至2wt％(例如，约1wt％至约2wt％，约1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、或约2wt％)的氢氧化铝(Al(OH)3)、1wt％至5wt％(例如，约1wt％至约5wt％，约1wt％、2wt％、3wt％、4wt％或约5wt％)的四甲基氢氧化铵五水合物和残余量的水混合，并且初步搅拌和二次搅拌可以分别进行约0.5至1.5小时(例如，约0.5小时、0.6小时、0.7小时、0.8小时、0.9小时、1.0小时、1.1小时、1.2小时、1.3小时、1.4小时或约1.5小时)。
将原硅酸四乙酯(TEOS)(Si(OC2H5)4)混合到第一混合物中，然后进行第三次搅拌，然后混合LTA晶种，并进行第四次搅拌，以制备第二混合物。
相对于第二混合物的总重量可以混合30wt％至35wt％(例如，约30wt％至约35wt％，约30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％或约35wt％)的TEOS，并且相对于LTA沸石中包含的全部硅的总重量，LTA晶种的量可以为2wt％至6wt％(例如，约2wt％至约6wt％，约2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或约6wt％)。
此外，第三次搅拌可以进行约2小时至4小时(例如，约2小时、2.5小时、3小时、3.4小时、或约4小时)，并且第四次搅拌可以进行约20小时至28小时(例如，约20小时、21小时、22小时、23小时、24小时、25小时、26小时、27小时或约28小时)。
接下来，将第二混合物充分加热以引起TEOS的水解，蒸发由TEOS的水解产生的乙醇和水，从而制备第三混合物。
可以在约70℃和约90℃之间的温度(例如，约70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃、80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或约90℃)下加热第二混合物。
接下来，在第三混合物中混合氢氟酸水溶液，并通过加热、清洗和干燥过程制备第四混合物。
这里，可以在约150℃至约200℃的温度(例如，约150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃、160℃、161℃、162℃、163℃、164℃、165℃、166℃、167℃、168℃、169℃、170℃、171℃、172℃、173℃、174℃、175℃、176℃、177℃、178℃、179℃、180℃、181℃、182℃、183℃、184℃、185℃、186℃、187℃、188℃、189℃、190℃、191℃、192℃、193℃、194℃、195℃、196℃、197℃、198℃、199℃或约200℃)下对第三混合物加热恒定的时间，清洗过程可以交替地进行，并且干燥过程可以在室温下进行。
接下来，另外进行热处理以从第四混合物中除去有机材料，从而制造用于制造根据本发明的示例性实施方式的沸石催化剂的LTA沸石。
当不使用晶种制造LTA沸石时，可以使用以下方法。在塑料烧杯中，将0.1摩尔至1.0摩尔的氢氧化铝和0.0摩尔至0.2摩尔的四甲基氢氧化铵(以下称为TMAOH)加入到0.1摩尔至0.2摩尔的有机结构导向剂2-二甲基-3-(4-甲基苄基)咪唑氢氧化物(以下称为12DM3(4MB)IOH)中，然后充分搅拌。接下来，相对于反应物的含量，将原硅酸四乙酯(以下称为TEOS)以1摩尔的比例混合，然后充分搅拌。
接下来，将溶液在60℃至100℃下充分加热以完全除去由TEOS的水解产生的乙醇，并同时使由TEOS的水解产生的水的量变为0至10摩尔。然后，加入0.1摩尔至1.0摩尔的氟化氢(HF)，然后充分搅拌，从而得到具有化学式1的组成的反应混合物。
[化学式1]
1SiO2:0.0-0.2Al(OH)3:0.0-0.2TMAOH:0.1-1.0R:0.1-1.0HF:0-10H2O
其中R为12DM3(4MB)IOH.
将反应混合物移至聚四氟乙烯反应器并在由不锈钢制成的容器中接收，然后在100℃至200℃下加热0.1天至14天，从而可制造LTA沸石。通过上述方法制造的LTA沸石的Si/Al比也可以为5至50。然而，LTA沸石的制造方法不限于上述方法。
接下来，使用该LTA沸石制造包含离子的LTA沸石(S1002)。
首先，将LTA沸石放入铵盐中并回流，然后进行清洗和干燥过程以制备包含NH4 +离子的LTA沸石(即，NH4型LTA沸石)。这里，铵盐可以是硝酸铵(NH4NO3)。回流过程可以在60℃至100℃的温度下进行约5至7小时。在本示例性实施方式中，将离子示例性地描述为铵离子，但这不是限制性的。也就是说，在本发明的范围内也包括使用其它离子和离子盐。
接下来，通过在包含离子的LTA沸石(S1003)上进行铜离子交换来制造Cu型LTA沸石。在本步骤中制造的Cu型LTA沸石中，铜和铝的比例可以为约0.14至约0.48(例如，约0.14、0.16、0.18、0.20、0.22、0.24、0.26、0.28、0.30、0.32、0.34、0.36、0.38、0.40、0.42、0.44、0.46或约0.48)。然而，该比例不限于此，并且可以根据催化剂使用的环境条件进行适当调整。
此外，当通过使用wt％表示铜的含量时，铜的含量可以为约0.5wt％至约5wt％(例如，约0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2.0wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.7wt％、2.8wt％、2.9wt％、3.0wt％、3.1wt％、3.2wt％、3.3wt％、3.4wt％、3.5wt％、3.6wt％、3.7wt％、3.8wt％、3.9wt％、4.0wt％、4.1wt％、4.2wt％、4.3wt％、4.4wt％、4.5wt％、4.6wt％、4.7wt％、4.8wt％、4.9wt％或约5.0wt％)。更优选地，铜的含量可以为1.5wt％至3wt％(例如，约1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2.0wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.7wt％、2.8wt％、2.9wt％或约3wt％)。
在前一步骤中，使干燥的包含NH4 +离子的NH4型LTA沸石经过铜(Cu)离子交换，从而可以制备包含铜离子的Cu型LTA沸石。
对于铜离子交换，将干燥的包含NH4 +离子的NH4型LTA沸石注入铜前体溶液比如乙酸铜一水合物、氮化铜、硝酸铜、硫酸铜等中，并搅拌，然后进行清洗和干燥过程，从而可以制备Cu型LTA沸石。
接下来，将Cu型LTA沸石在温度逐渐升高的烘箱中加热，然后进行热处理过程，从而制造根据本发明的示例性实施方式的催化剂(S1004)。
这里，对于Cu型LTA沸石的加热温度，可以将温度以约1℃/min至约30℃/min的速率(例如，约1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min、10℃/min、11℃/min、12℃/min、13℃/min、14℃/min、15℃/min、16℃/min、17℃/min、18℃/min、19℃/min、20℃/min、21℃/min、22℃/min、23℃/min、24℃/min、25℃/min、26℃/min、27℃/min、28℃/min、29℃/min或约30℃/min)升高到约400℃至约750℃(例如，约400℃、405℃、410℃、415℃、420℃、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃、450℃、455℃、460℃、465℃、470℃、475℃、480℃、485℃、490℃、495℃、500℃、505℃、510℃、515℃、520℃、525℃、530℃、535℃、540℃、545℃、550℃、555℃、560℃、565℃、570℃、575℃、580℃、585℃、590℃、595℃、600℃、605℃、610℃、615℃、620℃、625℃、630℃、635℃、640℃、645℃、650℃、655℃、660℃、665℃、670℃、675℃、680℃、685℃、690℃、695℃、700℃、705℃、710℃、715℃、720℃、725℃、730℃、735℃、740℃、745℃或约750℃)，然后热处理可以进行约1小时至约24小时(例如，约1小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时、11小时、12小时、13小时、14小时、15小时、16小时、17小时、18小时、19小时、20小时、21小时、22小时、23小时或约24小时)。
在本步骤中制造的Cu型LTA沸石中，铜和铝的比例可以为约0.14至约0.48(例如，约0.14、0.16、0.18、0.20、0.22、0.24、0.26、0.28、0.30、0.32、0.34、0.36、0.38、0.40、0.42、0.44、0.46或约0.48)。更优选地，该比例可以为约0.32至约0.48(例如，约0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47或约0.48)。
铜和铝的这种比例是NOx净化性能优异同时保持热稳定性的比例。
类似地，根据本发明的示例性实施方式，通过应用具有改善的耐热性的Cu/LTA催化剂，可以防止劣化，并且可以提高氮氧化物的净化性能。
此外，应用于SCR催化剂或SDPF的Cu/LTA催化剂的水热稳定性是优异的。
此外，通过改善的耐热性可以增加再生时间，并且由于烟粒负载量可以增加，可以提高燃料消耗效率。
此外，通过改善耐热性可以提高SDPF的温度，以提高消除烟粒的效率。
虽然已经结合目前被认为是可实现的示例性实施方式描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施方式。相反，本发明意在涵盖包括在权利要求的精神和范围内的各种修改和等同安排。

Claims (17)

1.一种排气系统，其包括涂覆有选择性催化还原(SCR)催化剂的柴油机颗粒过滤器(SDPF)，其中所述SCR催化剂涂覆有包括含有铜离子的LTA沸石的Cu/LTA催化剂，并且所述SCR催化剂涂覆在高孔柴油机颗粒物过滤器上，
其中铜和铝的比例为0.14至0.48，并且
其中所述LTA沸石的Si/Al比为8至100。
2.根据权利要求1所述的排气系统，其中：
铜和铝的比例为0.32至0.48。
3.根据权利要求1所述的排气系统，其中：
相对于所述Cu/LTA催化剂的总重量，铜的含量为0.5wt％至5wt％。
4.根据权利要求1所述的排气系统，其中：
相对于所述Cu/LTA催化剂的总重量，铜的含量为1.5wt％至3wt％。
5.根据权利要求1所述的排气系统，其中：
所述LTA沸石的Si/Al比为11至16。
6.一种排气系统，其包括选择性催化还原(SCR)装置，所述装置涂覆有包括含有铜离子的LTA沸石的Cu/LTA催化剂，
其中铜和铝的比例为0.14至0.48，并且
所述LTA沸石的Si/Al比为8至100。
7.根据权利要求1所述的排气系统，其中：
在所述SDPF的一个侧表面上涂覆所述Cu/LTA催化剂，并且在所述SDPF的另一个侧表面上涂覆Cu/CHA催化剂。
8.根据权利要求7所述的排气系统，其中：
以所述SDPF全长的40％至60％的范围在所述SDPF的表面上涂覆所述Cu/LTA催化剂。
9.一种排气系统，其包括：
根据权利要求1所述的SDPF，所述SDPF的后端还包括其上涂覆有Cu/CHA催化剂的复合催化剂单元SCR。
10.一种Cu/LTA催化剂的制造方法，其包括：
制备Si/Al比为8至100的LTA沸石；
使用所述LTA沸石制造包含离子的LTA沸石；以及
通过在所述包含离子的LTA沸石上进行铜离子交换来制造Cu型LTA沸石，
其中所述Cu型LTA沸石中铜和铝的比例为0.14至0.48。
11.根据权利要求10所述的Cu/LTA催化剂的制造方法，其中：
所制备的LTA沸石的Si/Al比为11至16。
12.根据权利要求10所述的Cu/LTA催化剂的制造方法，其中：
相对于所述催化剂的总重量，铜的含量为0.5wt％至5wt％。
13.根据权利要求10所述的Cu/LTA催化剂的制造方法，其中：
所述包含离子的LTA沸石的制造通过将离子替换入所述LTA沸石来进行。
14.根据权利要求10所述的Cu/LTA催化剂的制造方法，其中：
所述包含离子的LTA沸石的制造包括将所述LTA沸石注入铵盐溶液中以使其反应，然后进行干燥，并且
所述铵盐是硝酸铵。
15.根据权利要求10所述的Cu/LTA催化剂的制造方法，其还包括：
在制造所述Cu型LTA沸石之后，对所述Cu型LTA沸石进行热处理。
16.根据权利要求15所述的Cu/LTA催化剂的制造方法，其中：
在以1℃/min至30℃/min的速度将温度升高至400℃至750℃的同时进行所述热处理。
17.根据权利要求15所述的Cu/LTA催化剂的制造方法，其中：
所述热处理进行1小时至24小时。
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