CN109195701B - 用于氧化氨的催化剂 - Google Patents

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Abstract

一种用于氧化氨的催化剂，所述催化剂包含选择性催化还原(SCR)催化剂和具有纵向延伸的平行通道的复合非均相挤出式蜂窝，所述通道部分地由具有总纵向长度的通道壁限定，其中所述通道壁包含孔结构，所述孔结构包括嵌入无机基质组分中的多孔单元的周期性排列，所述多孔单元中的至少一些至少部分地由包含负载在载体材料的颗粒上的贵金属的催化活性材料的活性界面层限定。

Description

用于氧化氨的催化剂
本发明涉及一种用于处理燃烧废气的催化剂，并且具体而言涉及 一种用于氧化用作在选择性催化还原反应中将氮氧化物还原至二氮的 还原剂的氨(所谓的“泄漏”氨)或用于氧化在硝酸装置的废气中的氨的 催化剂。
在诸如燃气轮机的发电站中和在车辆发动机中，烃基燃料的燃烧 产生主要含有相对良性的二氮(N2)、水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2)的 烟道气或废气。但烟道气和废气还含有相对少的有害和/或有毒物质， 诸如来自不完全燃烧的一氧化碳(CO)，来自未燃烧燃料的烃(HC)，来 自相对较高燃烧温度的从大气二氮固定的氮氧化物(NOx)，以及微粒物 质(固体微粒烟灰或固体微粒烟灰和吸附液态烃的组合)。为了减轻释 放至大气中的烟道气和废气的环境影响，期望的是优选通过进而不产 生其他有害或有毒物质的方法来消除或减少不期望组分的量。
通常，来自发电站的烟道气和来自车辆发动机的废气具有净氧化 效果，这是由于其中所含的相对高比例的氧和包括NOx的其他氧化物 类，以确保烃燃料尽可能完全燃烧。在存在于这类废气中的法定污染 物之中，较难以去除的组分中的一种是NOx，其包括一氧化氮(NO)、 二氧化氮(NO2)和一氧化二氮(N2O)；统称为“氮氧化物”或“NOx”。将 NOx还原至N2是特别成问题的，因为废气含有过量的氧和氧化物类， 是一种有利于氧化反应而不是还原反应的环境。尽管如此，可以通过 通常被称为选择性催化还原(SCR)的工艺来还原NOx。
SCR工艺涉及在催化剂和诸如氨的含氮还原性试剂(或“还原剂”) 的存在下，将NOx转化成单质氮(N2)和水。在SCR工艺中，将诸如氨 或氨前体、如尿素的气态还原剂添加至含有NOx的废气流中，之后使 该混合物与SCR催化剂接触。将还原剂吸附至催化剂上，并且NOx还原反应随着气体穿过或经过经催化基材而进行。将氨用作还原剂的 化学计量SCR反应的化学方程式为：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
SCR催化剂是已知的，并且包括负载在二氧化钛上的基于氧化钒 的催化剂(参见L.Casagrande等人，Applied Catalysis B: Environmental，22(1999)63-77)；以及利用诸如铜或铁的过渡金属促 进的沸石(参见美国专利号5516497和WO 2008/106519)。还已知将SCR催化剂掺合入过滤器基材来去除微粒物质和NOx两者(参见WO 2005/016497)。
大多数SCR工艺利用化学计量过量的氨以便使NOx的转化最大 化。经过SCR工艺使SCR催化剂未反应的未反应过量氨(也称为“氨 泄漏”)是不期望的，因为释放的氨气可负面影响大气，可与其他燃烧 物类反应产生烟雾，具有令人不悦的气味并且对诸如眼睛和鼻子中的 粘膜表面具有刺激性。为了减少氨泄漏，SCR体系可在工艺流程方向 中SCR催化剂的下游包括氨氧化催化剂(AMOX)(也被称为氨泄漏催 化剂(ASC))。
用于氧化废气中过量氨的ASC是已知的。例如，美国专利号 7410626公开了一种诸如γ氧化铝的耐火氧化物载体，在其上沉积铂 组分，并且在铂上沉积氧化钒组分。还参见美国专利号5679313。WO 2008/106523公开了一种用于氧化氨的催化剂，所述催化剂包含铂，来 自周期表第VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB或IIB族中的一者的第二金 属，耐火金属氧化物和沸石。US 2010/0166628公开了一种用于从柴油 发动机的废气中去除含氮污染物气体的催化剂，所述催化剂含有蜂窝 体和由两个叠置的催化活性层组成的涂层，其中直接施加于蜂窝体的 下层含有氧化催化剂，并且施加于所述下层的上层含有一种或多种铁 交换沸石，所述沸石还具有良好的SCR活性，作为氨储存材料，其具 有每克催化剂材料至少20毫升氨的氨储存能力。
还已知在单一基材上组合SCR催化剂和ASC：参见例如WO2006/023932、WO2010/062730、US2010/0166628和 WO2011/041769。
通常，市售的ASC包括贵金属组分，尤其是铂族金属。这些和沸 石ASC组分可能相对昂贵。因此，将期望的是，针对净等价活性更有 效地使用这些组分中的一者或两者。另外，在待设置于废气系统中的 蜂窝基材上施加载体涂料，特别是多层的载体涂料布置，可增加废气 系统中的背压并因此提高发动机或发电过程的总效率。本发明意图解 决这些问题中的一者或多者。
申请人于2015年7月24日提交的国际专利申请号 PCT/GB2015/052161题为“生产催化剂和催化剂制品的方法”。
根据该发明，提供一种用于氧化氨的催化剂，所述催化剂包含选 择性催化还原(SCR)催化剂和具有纵向延伸的平行通道的复合非均相 挤出式蜂窝，所述通道部分地由具有总纵向长度的通道壁限定，其中 通道壁包含孔结构，所述孔结构包括嵌入无机基质组分的多孔单元 (cell)的周期性排列，所述多孔单元中的至少一些至少部分地由包含负 载在载体材料的颗粒上的贵金属的催化活性材料的活性界面层限定。
因为存在至少两个相，复合挤出式蜂窝被定义为具有“复合非均 相”结构。第一相是无机基质组分；并且第二相由活性界面层提供。
在根据本发明的催化剂中，用于负载贵金属的载体材料可包括氧 化铈，二氧化钛，结晶分子筛如铝硅酸盐沸石或SAPO，氧化铝，氧 化锆，氧化铈和氧化锆的混合氧化物或者它们的任意两种或更多种的 混合物。
经负载的贵金属优选是铂族金属、金或银，并且最优选是铂、钯 或者铂和钯两者。在铂和钯均存在的情况下，可将铂和钯的每一者负 载在彼此分开且相异的载体颗粒上。用于铂的载体颗粒可与用于钯的 载体颗粒不同。
本发明描述了一种用于制备复合非均相挤出式蜂窝的方法。在这 种方法中，首先提供的是被称为功能颗粒的物质，这些功能颗粒由已 施加有催化活性材料的层的作为载体的成孔剂形成。成孔剂因此具有 双重功能：一方面形成孔结构；且另一方面在催化剂内使催化活性材 料结构化。
然后，以产生催化组合物本身已知的方式，即可挤出的物料，添 加其他形成基质的无机组分，例如粘合剂组分、填料、挤出助剂、无 机纤维等来加工这些功能颗粒。最后，使挤出的催化组合物经受热处 理以形成催化剂，以便形成包含催化活性单元的孔结构的陶瓷体：
-所述催化活性单元由功能颗粒中的成孔剂形成；
-所述催化活性单元嵌入包含无机组分的基质中；
-所述催化活性单元形成多孔结构；并且
-所述催化活性单元至少部分被包含功能颗粒的层的催化活性材 料的活性界面层围绕。
这些多孔单元彼此连接形成孔结构。单个单元由至少部分地被活 性界面层限制的自由空间(孔)形成，或者部分地由多孔材料填充。因 此，至少多孔单元是部分填充有多孔材料的单元，或孔，每个至少部 分地被活性界面层限制。因此，“孔结构”理解为意指蜂窝式结构，其 中孔或多孔颗粒区域连接到一起形成蜂窝式结构。至少在宽区域上， 这种蜂窝式结构部分地由在其内表面、即与基质的界面上的催化活性 材料的界面层形成。
更具体而言，热处理还包括煅烧和/或烧结操作，以使得总体形成 蜂窝式陶瓷结构。蜂窝式陶瓷结构理解为意指大致网状或格状的3维 结构，并且其中网或格的材料桥是陶瓷并围住了它们之间的至少多孔 单元。活性界面层的单个颗粒可例如陶瓷式地、即通过形成烧结桥彼 此连接。
因此，这种催化剂的特征是限制多孔单元的壁包括(尽可能)纯催 化活性材料的活性界面层，以及限定多孔单元的内表面尽可能少地由 无机基质组分自身限定。因此，在最终催化剂产品中限定多孔单元的 内表面优选不含或至少基本上不含无机基质组分。本文中“基本上不 含”意指在100个多孔单元的群体中，催化活性材料的平均内表面覆盖 率(不包括被连接单元的所谓“窗口”或孔(参见下文)替代的表面)是80％或更多，优选85％或更多且最优选90％或更多。替代地，“至少 基本上不含无机基质组分”尤其理解为意指活性层中的基质组分含量 低于假定无机基质组分含量的10％，所述假定无机基质组分含量将在 催化剂中无机基质组分均匀分布的情况下存在。
这将这些活性界面层与载体涂层区分开，在后者中作为载体材料 的高含量的无机组分存在于催化活性材料的层中。这是因为在催化载 体涂层中，施加包含载体材料组分的催化剂组合物，并且在烧结操作 之后，载体材料组分与经负载的催化活性金属组分一起形成仅在外部 施加于惰性基材整料如蜂窝体的表面的涂层。与载体涂层对比，本发 明的催化剂的催化活性界面层因此存在于催化剂的体积内，并且部分 地形成孔结构的壁。
基本上，活性界面层不含或基本上不含无机基质组分。然而，在 生产过程中，因为活性层形成与特别是至少在相关程度上由无机基质 组分组成的基质的界面，所以无机基质组分还可例如由于工艺参数(压 力、温度)而进入所述层。不能避免由生产过程造成的无机基质组分和 催化活性材料的组分混合，并且因此可在界面处的基质中出现无机基 质组分和/或催化活性材料的污染。基本无基质的活性界面层已实现了 改进的催化活性，因为高密度的催化活性材料存在于近表面区域中， 其同时在此边界经由孔结构具有对反应物气体的良好可及性。
此外，该催化剂的特征在于，催化活性材料优选在活性界面层中 陶瓷式连接。活性界面层包含且优选由经由烧结桥彼此连接的载体材 料的陶瓷结合晶体组成。这是除了活性界面层组分与任何无机成孔剂 (参见下文)之间或活性界面层组分与无机基质组分之间的任何结合以 外的。因此，活性界面层并非由化学生长或沉积操作形成。因此，例 如，在活性界面层包含例如沸石的结晶分子筛的情况下，单个结晶分 子筛可作为单个的晶体(微晶)而非共生层来存在，如图6中附图标记6 所示。因此，本发明的催化剂不同于通过使结晶分子筛在表面上原位 生长的方法制备的催化剂，因为这类原位生长的结晶分子筛作为共生 体而非单独的结晶分子筛存在。
因此，根据本发明，载体材料的单个颗粒可在活性界面层中连接 到一起。
因此，特定的生产方法实现了一类新的具有改进性质的催化剂。 同时，该生产方法相对简单，并且尤其可以整合入常规加工技术，尤 其是用于挤出式催化剂。通过对功能颗粒进行选择，例如选择其尺寸、 其几何形状和其比例，可能以简单的方式在宽范围内调节孔结构。
优选地，成孔剂由有机材料、即通过有机颗粒形成。对于有机颗 粒而言，优选使用常规聚合物材料，特别是热塑性塑料，例如聚苯乙 烯、聚乙烯或者纤维素等。在热处理的过程中，有机颗粒逃逸(烧尽)， 以使得单元采用孔单元的形式，从而形成了由活性界面层限制、具有 空腔形式的单元的孔结构。
替代地，成孔剂可由无机多孔材料形成。使用的成孔剂因此是无 机颗粒。多孔材料更具体而言理解为意指这些颗粒具有至少中孔性和 优选大孔性。根据IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)定义，中孔性 通常理解为意指具有至少2nm至最大50nm孔径的孔。大孔性涵盖 具有>50nm孔径的孔。因此，措辞“具有至少中孔性”通常理解为意 指这些颗粒具有孔>2nm的孔隙度。颗粒可同时还具有大孔性。与有 机成孔剂的情况类似，具有相对大孔的这种孔隙度同样有效地导致在 最终催化剂中形成互连多孔结构，经由所述结构可将待受处理的废气 传导入催化剂体积的更深层，以使得因此不仅通道壁表面处的近表面 层可用于催化作用，尤其是在全活性挤出物中。
这种无机多孔材料组分的比例可在每种情况下基于最终催化剂的 总质量计处于5至50重量％、尤其是10至25重量％的范围内。因此， 按质量计相当大的比例被无机多孔材料组分替换。在此可能使用多种 不同的无机多孔材料组分。
用作成孔剂的无机多孔材料可为粘土材料，优选所谓的柱撑粘土 材料。这类柱撑粘土材料还已知缩写为PILC。这些柱撑粘土材料通 常以彼此隔开的二维粘土层为特征。间隔是通过由例如氧化钛或氧化 铝组成的无机柱来实现的。
替代地，优选将硅藻土用作无机成孔剂。用于无机成孔剂的其他 替代物是硅胶或者多孔玻璃。
为了形成催化活性材料的层，优选将催化活性材料的粉末颗粒施 加于成孔剂的颗粒。
这涉及优选通过粘合将粉末颗粒固定于成孔剂的颗粒。尤其是在 无机成孔剂的情况下，这是借助于粘合促进剂或粘合剂、例如粘合剂 来实现的，利用所述粘合剂，例如，所述颗粒被润湿。
在有机颗粒作为成孔剂的情况下，优选将这些颗粒加热至尤其高 于其玻璃化转变温度，但仅低于其熔化温度，以使得它们软化并且在 冷却之后粉末颗粒仍粘在表面上。在这个过程中，免除了特别地使用 额外粘合促进剂。
最后，还可替代地通过静电或化学方式将粉末颗粒施加于有机颗 粒。
优选将粉末颗粒在作用于成孔剂的额外力的支持下或替代地通过 作用于成孔剂的额外力施加于成孔剂，例如通过将它们吹至有机颗粒 上，或通过将成孔剂与粉末颗粒一起混合、例如捏合。替代地，可将 成孔剂和粉末颗粒一起引入摇动装置中。
作为将离散的粉末颗粒施加于成孔剂的颗粒的替代方案，可将最 初无催化活性的成孔剂的外层转化至催化活性层，这形成了催化活性 材料的层。
最终催化剂产物中的无机成孔剂可包括结晶分子筛，例如催化活 性沸石结构，尤其至少在其外层处保留有其中孔性或大孔性颗粒形状。 可在煅烧或烧结加工期间由适当的原料形成这种沸石结构。在此尤其 通过在沸石情况下惯用的金属离子交换，尤其是Cu或Fe离子，或者 通过额外的金属离子插入来实现催化活性。因此，“转化”至催化活性 层理解为意指保留了颗粒的(中和大型)形态的化学转化。所形成的骨 架结构是沸石特有的四面体晶体结构，尤其由SiO4/2-AlO4/2四面体组 成。因此，总的来说，具有沸石类骨架结构或纳米结构的颗粒于界面 处形成。
转化至沸石是原则上已知的。此举的前提在于颗粒由含氧化硅和/ 或含氧化铝材料组成，然后在合成的过程中，在温度和压力的影响下， 添加适合于结构形成的其他组分，所述颗粒转化至期望的沸石微结构。
在此借助水热结晶来实现转化。在这种转化中，相应颗粒通常被 用作所负载结晶的基材。在优选使用硅藻土(kieselguhr)颗粒(硅藻土 (diatomaceous earth))的情况下，将这些颗粒中存在的不定形SiO2用 作硅源以用于沸石形成。在此将颗粒引入包含其他组分、尤其是铝源 和通常一种或多种有机模板的含水反应混合物中。这些其他组分因此 组成了用于期望的网形成的反应物。然后，在通常80至200℃的升高 的温度和自生压力下，利用通常数天、例如一至十天的反应时间，通 过水热结晶来实现转化和转换以及微结构形成。随后，在水热处理之 后，将因此获得的结晶物质洗涤、干燥并且在400至800℃的温度下煅烧。煅烧特别地用来烧尽有机反应物(模板)。优选仅在近表面区域 中实现转化，以使得形成沸石类表面层。
优选在具有MFI(例如ZSM-5)、BEA(例如β)、CHA(菱沸石， 尤其是铝硅酸盐菱沸石)、AEI(例如ALPO 18，但优选铝硅酸盐AEI)、 ERI(例如毛沸石)或FER(例如镁碱沸石)骨架结构的沸石的范围内实 现转化。在转化之后，可将沸石用铁、铜或贵金属浸渍或交换，对于 SCR催化剂而言优选用铜。
作为这种化学合成的替代方案，还可例如通过将催化活性位点插 入颗粒的近表面区域来实现转化。在使用柱撑粘土材料(PILC)的情况 下，例如，在粘土层之间将催化活性单元插入由无机柱形成的自由空 间。出于这一目的，插入铁、铜、锰或者铈中的任一者。
活性界面层中使用的催化活性材料包含负载在载体材料的颗粒上 的贵金属，并且还可包括SCR催化剂。优选地，在接触有机或无机成 孔剂上负载的贵金属之前，将贵金属或SCR贱金属促进剂预固定于载 体材料的颗粒上。本文中，“预固定”意指通过本领域已知的技术，诸 如浸渍、沉积(或沉淀)、共沉积(或共沉淀)、静电吸附、离子交换、固 态掺合等，将贵金属或贱金属掺合在微粒载体材料中，之后酌情洗涤、 干燥并煅烧产物。
然而，替代地，可如本文所述来加工载体材料以形成嵌入基质中 的界面层，在这之后将基质酌情用贵金属或贱金属后浸渍等以形成活 性界面层。
在所有情况下，粉末颗粒形成围绕单个有机或无机颗粒的层，所 述层优选大致上封闭，以使得单个有机颗粒因此在60％至95％的程度 上覆盖粉末颗粒的表面。有机或无机颗粒的表面完全覆盖优选并非是 目标；因此，覆盖率为例如表面积的90％。这以特别有利的方式实现 了在烧结操作之后形成的活性界面层的孔隙度，以使得对催化活性材 料内单个催化活性位点的可及性另外改进，例如通过形成毗连单元之 间的窗口或大孔。替代地或另外，无机基质颗粒可穿透至自由区域中， 使得后续烧结操作导致与粉末颗粒陶瓷结合。
以适当的方式，功能颗粒具有10μm至200μm范围内的粒径。 更具体而言，粒径在30-50μm范围内。在此粒径取决于具体应用并且 尤其取决于蜂窝的壁厚。对于大于300μm的壁厚而言，优选使用 80-150μm范围内的粒径，并且对于小于300μm的壁厚而言，优选 30-70μm范围内的粒径。经由这种粒径，可能在最终催化剂中建立无 催化活性单元、尤其是所形成孔的期望的特别合适的尺寸。单元同样 地具有至少与原始成孔剂、即有机或无机颗粒类似的尺寸。
多孔单元的尺寸和形状由成孔剂的尺寸和形状指定，并且可为球 形、球状体、卵形、椭圆体、长方体、隧道状态(圆柱、棱柱)、狭缝 等。
为了产生催化组合物，优选添加稍后形成无机基质组分的部分的 其他组分。更具体而言，无机的无催化活性组分可作为基质形成组分 添加，这些组分在烧结操作之后形成陶瓷载体结构或基质，并且确保 了必需的机械稳定性，尤其是在将沸石用作催化活性材料的情况下。 还可用添加无机的(例如玻璃)纤维来改进这种机械稳定性。
成形体优选由催化组合物、尤其通过挤出来形成，并且其随后经 受热处理。因此，催化组合物变成固态全活性体，尤其是全活性蜂窝 挤出物，其中单个壁因此完全由催化组合物形成。这种催化组合物尤 其是有延展性、优选可挤出的组合物。
特定的生产方法另外在背离单元的催化活性界面层的侧面上形成 基质，所述基质形成机械稳定的载体结构。总的来说，这赋予催化剂 充分高的机械刚度和尤其是强度。因此，对于活性界面层而言，还可 能采用不能被烧结或可仅仅差地烧结的材料以给出固态体。
优选借助于混合单元、尤其是捏合机，利用单个组成部分和组分 彼此的混合来产生催化组合物。
优选在单个方法步骤中，尤其是在将有机颗粒用作成孔剂的情况 下，首先将粉末颗粒施加于有机颗粒，并且然后混合催化剂组合物的 单个组分。这在此步骤中还适当地伴随由这种催化组合物同时形成成 形体。出于这一目的，例如，在上游区域中用有机颗粒与粉末颗粒一 起供应(双螺杆)挤出机，在这之后然后添加其他组分以形成催化组合 物。最后，在挤出机的末端，通过挤出形成成形体。
在干燥、粉状起始状态的催化组合物中，即在添加水或其他液体 以产生悬浮液或糊状组合物之前，成孔剂以及因此大致上功能颗粒的 比例优选基于催化组合物的单个组分的总体积计在40体积％至80体 积％范围内。由于成孔剂的这种相对高的比例，产生了具有对催化活 性界面层的高可及性的期望性质的高孔隙度结构。成孔剂的比例尤其 要使得在后续烧结步骤中确保形成期望的蜂窝式开孔陶瓷结构，其中 单个至少多孔单元的单个活性界面层彼此连接。因此成孔剂必须彼此 相邻，以使得它们经由其催化活性层彼此连接，所述催化活性层在后 续阶段形成活性界面层。
因此，由孔形成的孔体积优选基于催化剂的总体积计在40体积％ 与80体积％之间的范围内。剩余松散体积在催化活性界面层和机械载 体结构和由基质组分形成的基质之间划分。催化活性界面层占基于剩 余松散体积计约20体积％至80体积％。
本发明的一个显著优点是可由添加至可挤出催化剂组合物的功能 颗粒的量调节多孔单元之间的互连性，其中当使用相对大量的功能颗 粒时，相邻成孔剂可在挤出过程期间接触。在煅烧之后，在相邻功能 颗粒已接触的情况下，孔之间的窗口可形成于限定大孔的单元之间， 因此改进孔网的互连性。为了确保此，适当地还在产生成形体期间对 催化剂组合物加压，尤其是通过挤出，以便因此实现功能颗粒之间的 密切接触。
然而，在催化剂组合物的形成中包括相对少的功能颗粒的情况下， 在挤出过程期间功能颗粒之间接触的可能性更低，并且因此单个单元 可具有相对高百分比的活性界面层。因此，可能在一方面利用每个多 孔单元催化活性材料的量，另一方面当制备催化剂组合物时通过适当 选择待使用功能颗粒的量，来调节孔隙度和互连性。
因此，根据本发明的催化剂的周期性排列中的多孔单元可通过单 元之间的窗口互连，所述窗口限定大孔；或周期性排列中的多孔单元 可大致上不通过单元之间的窗口互连。
在根据本发明的催化剂中复合非均相挤出式蜂窝的孔隙度可为 40至80％，优选>50％，诸如55-70％。可尤其通过选择用于制备可 挤出催化剂组合物的功能颗粒的适当量和因此每单位体积多孔单元的 浓度、以及成孔剂的尺寸来调节孔隙度。
优选地，单个活性界面层可彼此连接以形成蜂窝式陶瓷和开孔结 构。因此单个单元和围住它们的活性界面层不以分离的方式排列，而 是形成相干结构。蜂窝式结构通常理解为意指其中由成孔剂形成的多 个单独的空腔或高孔隙度材料区域借助单元壁彼此连接的材料结构。 单元壁是由彼此连接的界面层形成的。
这些活性界面层优选是多孔而非完全不可渗透的，以使得总体上 确保针对预期催化反应的良好质量传递。
基质可至少基本上不含催化活性材料，在所述情况下可优选仅由 或几乎仅由催化活性材料的界面层提供催化活性。催化活性材料可仅 通过污染效果从催化活性界面层传递至基质中，否则所述基质采用纯 基质的形式。因此，“至少基本上不含催化活性材料”理解为意指如果 存在的话，催化活性组分被掺合入与催化活性界面层的界面中的基质。在活性组分假设均匀分布于总体催化剂内的情况下，基质中催化活性 组分的比例尤其低于10％的比例。
然而，除活性界面层以外，催化活性材料还可存在于基质中。出 于这一目的，在生产的过程中将另外的催化活性材料添加至催化剂组 合物。这种另外的催化活性材料优选不同于活性界面层中存在的材料。 基质组分中存在的催化活性材料可为柱撑粘土。在优选构造中，至少 一种多孔填料组分是粘土材料。在此适当地使用柱撑粘土材料(PILC)。 这种粘土材料通常具有由无机柱间隔开的二维粘土层。所述柱由例如 氧化钛或氧化铝组成。
有利地，还可能针对成孔剂的颗粒使用不同的粒径分布，以使得 所得单元/孔属于不同的尺寸类别。
另外，优选具有活性界面层的单元在不同构造中形成不同的反应 位点。出于这一目的，各种单元的活性界面层可为不同的。不同单元 的活性界面层可由不同的催化活性材料形成，即第一单元的第一界面 层的催化活性材料与第二单元的第二界面层的不同。替代地或另外， 在限制特定单元的界面层内存在不同的活性材料，即特定单元的活性 界面层含有两种或更多种不同的催化活性材料。
因此，根据本发明，优选在嵌入基质的多孔单元的群体中的至少 一些中催化活性材料的活性界面层包含SCR催化剂和负载在载体材 料上的贵金属的混合物，和/或在嵌入基质的多孔单元的群体中，群体 的第一部分中催化活性材料的活性界面层是负载在载体材料上的贵金 属，并且群体的第二部分中催化活性材料的活性界面层是SCR催化 剂。
活性界面层的层厚度优选在0.5至20μm范围内，并且尤其在1 μm至10μm范围内。层厚度通常大约是功能颗粒的粒径，所述粒径 实际上优选在所提及范围内。
优选在其中(a)在嵌入基质的多孔单元的群体中的至少一些中催 化活性材料的活性界面层包含SCR催化剂和负载在载体材料上的贵 金属的混合物和/或(b)在嵌入基质的多孔单元的群体中，群体的第一部 分中催化活性材料的活性界面层是负载在载体材料上的贵金属并且群 体的第二部分中催化活性材料的活性界面层是SCR催化剂的布置中，优选(a)，贵金属被负载在包含氧化硅的微粒硅质载体或具有结晶分子 筛的沸石上，所述分子筛具有≥100、优选≥200、更优选≥250、甚至 更优选≥300、尤其≥400、更尤其≥500、甚至更尤其≥750和更优选≥ 1000的氧化硅与氧化铝比率。
SCR催化剂的量与具有低氨储存的载体上的贵金属的量的重量 比可在0.1至300:1范围内(包括端点)，优选3:1至300:1(包括端点)， 更优选7:1至100:1(包括端点)，且甚至更优选10:1至50:1范围内(包 括端点)。
贵金属可以约0.01至约0.3重量％(包括端点)、优选约0.03至0.2 重量％(包括端点)、更优选约0.05至0.017重量％(包括端点)和最优 选约0.07至0.15重量％(包括端点)的活性组分装载量存在于催化剂 中。术语“活性组分装载量”指的是嵌入基质的多孔单元的群体的活性 界面层中贵金属载体的重量加贵金属的重量加SCR催化剂的重量。
包含氧化硅的微粒硅质载体或具有氧化硅与氧化铝比率≥100的 结晶分子筛的沸石具有相对低的氨储存，并且已发现与SCR催化剂组 合，特别是与Cu和/或Fe结晶分子筛SCR催化剂组合，相比于包含 可比配方的催化剂(其中SCR催化剂作为上层存在并且经负载的贵金 属在存储氨的层中且存在于下层中)，在约250℃至约350℃的温度下， ASC(或AMOX)催化剂总体上可提供自氨起N2产率的改进(即，选择 性提高)，其中NH3在接触经负载的贵金属层之前经过SCR催化剂层。
在替代方案中或另外，挤出的催化剂制品可被涂布有载体涂料 ——包含如本文所述催化剂的载体涂料或者包含另一种催化剂的不同 载体涂料，即不同于催化组合物的催化活性材料。因此，可借助载体 涂料另外施加催化活性涂层。载体涂料通常理解为意指包含基质组分 以及催化活性组分的悬浮液。例如通过将催化剂浸入悬浮液并且然后 对其热处理来施加载体涂料。然而，在对提高背压敏感的应用中，较 不优选包括减少了蜂窝开放正面面积的额外载体涂料层的实施方案， 经载体涂覆的布置。
在催化剂组合有(a)或(b)的情况下，其中(a)和(b)在蜂窝中包含第 一SCR催化剂、诸如Cu或Fe结晶分子筛，可将包含第二SCR催化 剂的载体涂料涂布在蜂窝的通道壁的总长的至少部分上。申请人已发 现这种布置还可改进N2选择性并有利地减少N2O生成。
因此，根据本发明，可将SCR催化剂提供于涂布在通道壁的总长 的至少部分上的载体涂料中。
根据本发明的催化剂包含复合非均相挤出式蜂窝。蜂窝体可涂布 有与挤出体中存在的相同或不同的催化活性涂料。这类涂料已被作为 例如载体涂料来施加，如DE 102012 213 639 A1所公开的。更具体而 言，蜂窝可包含挤出式SCR催化剂。替代地，不施加涂料。
根据本发明的催化剂包含SCR催化剂，其作为活性界面层的组分 或施加于蜂窝上的载体涂料或两者。
SCR催化剂优选包含用贱金属促进的结晶分子筛或负载于包含 钛的载体的钒化合物。
在SCR催化剂是负载在包含钛的载体上的钒化合物的情况下，可 使用不同的钛-钒体系。更具体而言，使用包含二氧化钛(TiO2)和五氧 化二钒(V2O5)的混合物的氧化体系。替代地，钛-钒体系包含钒-铁化合 物作为催化活性组分，尤其包括钒酸铁(FeVO4)和/或钒酸铝铁 (Fe0.8Al0.2VO4)。
在氧化体系的情况下，这些尤其是钛-钒-钨体系、钛-钒-钨-硅体 系、钛-钒-硅体系。在包含钒-铁化合物的第二组的情况下，这些是钛- 钒-钨-铁体系、钛-钒-钨-硅-铁体系或钛-钒-硅-铁体系。
钛/钒重量比(Ti/V)适当地在35与90之间的范围内。在氧化钛- 钒体系的情况下，二氧化钛与五氧化二钒之间的重量比(TiO2/V2O5)通 常在20至60的范围内。
钛-钒体系通常具有基于最终催化转换器计70重量％至90重量％ 的重量比例。剩余的10重量％至30重量％在多孔无机填料组分和基 质组分和可能的纤维组分之间划分。
在此“结晶分子筛”理解为特别地意指狭义上的沸石，即结晶铝硅 酸盐。此外，结晶分子筛还理解为意指不是铝硅酸盐但具有沸石类骨 架结构的其他分子筛，如从国际沸石协会结构委员会(IZA-Sc)的沸石 图集中显而易见的。更具体而言，这涉及硅铝磷酸盐(SAPO)或者铝磷 酸盐(ALPO)，同样地被包括在提及的沸石图集中。
在这一情形中使用的催化活性组分尤其是具有CHA骨架结构的 分子筛，尤其是铝硅酸盐CHA诸如SSZ-13，或SAPO-34，AEI，尤 其是铝硅酸盐AEI，SSZ-39或ALPO 18，ERI，MFI，BEA，FAU， 尤其是Y沸石，AFX或FER(在此使用的命名法重新参考沸石图集中 使用的命名法)。最优选的是所谓的小孔结晶分子筛，诸如CHA、AFX 和AEI骨架结构，具有8个四面体原子的最大孔开口结构。优选地， 将铝硅酸盐用作分子筛，尤其是用于挤出式催化剂，因为网状结构在 水吸收和水释放时不显示晶格间距的改变。(本文中使用的命名法利用 沸石图集中所用的命名法)。
在结晶分子筛具有根据沸石图集的骨架结构的情况下，通常在小 孔、中孔和大孔结晶分子筛之间进行区分。小孔分子筛是具有由八个 四面体原子结构组成的环结构的最大孔开口的那些筛。最后，中孔和 大孔分子筛理解为意指其中最大孔开口由四面体排列中具有不多于 10个(中孔)或不多于12个(大孔)原子结构的环的环开口形成的那些。 提及的BEA骨架结构是大孔骨架结构，MFI是中孔结构并且CHA是 小孔结构。提及的FAU骨架结构同样地是大孔结构，优选Y沸石。 AEI是小孔骨架结构，并且在此优选使用具有SSZ-39名称的沸石。 FER是中孔骨架结构，并且所用材料优选是镁碱沸石或ZSM-35。ERI 是小孔结构，并且所用材料优选是毛沸石。AFX是小孔骨架结构，并 且所用材料优选是SSZ-16。BEA、MFI和FAU骨架结构(本文中尤其 是沸石Y)优选被用作烃阱。提及的所有骨架结构和材料可用作SCR 催化转换器；它们适合地由金属活化，尤其是与铜和/或铁和/或铈离 子交换，优选用铜或铁活化。
分子筛通常包含金属活化剂(促进剂)。这尤其是铜、铁或铈或者 它们的混合物。更具体而言，分子筛是与这类金属离子交换的分子筛， 尤其是沸石。作为其中金属离子因此被掺合入骨架结构的离子交换式 分子筛的替代方案，还可能不将这些金属活化剂掺合于骨架结构中， 并且因此作为分子筛的单个通道中的“游离”金属或金属化合物(例如 金属氧化物)有效存在，例如由于用含有化合物的溶液浸渍分子筛。另 一种可能性是分子筛中离子交换金属和游离金属化合物的组合。
高度优选的结晶分子筛是除其固有微孔结构以外具有至少中孔性 作为次级孔体系的那些，如由上文中论述的IUPAC定义所限定的。 最优选地，具有至少中孔性作为次级孔体系的这种结晶分子筛作为单 晶体(微晶)存在。制备具有至少中孔性作为次级孔体系的结晶分子筛 的方法包括碱性处理，并且论述于综述文章D.P.Serrano等人，Chem.Soc.Rev.，2013，42，4004中。
除优选的贱金属促进剂/结晶分子筛和钒化合物/钛化合物SCR催 化剂以外，本发明中使用的SCR催化剂可基于氧化钨-氧化铈体系或 稳定化氧化钨-氧化铈体系(WO3/CeO2)。
稳定化钨/铈体系尤其是包含Ce-锆混合氧化物的锆稳定化体系。 优选地，过渡金属、尤其是铁分布于这种载体材料内。所使用的过渡 金属尤其选自由Cr、Ce、Mn、Fe、Co、Ni、W和Cu组成的组，并 且尤其选自由Fe、W、Ce和Cu组成的组。
催化体系尤其是Fe-W/CeO2或Fe-W/CeZrO2体系，如结合WO 2009/001131的图3所特别描述的，所述专利在本文中全文引用。催化 转换器中过渡金属的比例优选基于催化转换器的总重量计在0.5至20 重量％的范围内。
选择性或者组合地使用本文所述的不同催化体系。更具体而言， 使用基于钛-钒的体系与结晶分子筛的混合物。这类混合催化转换器包 含尤其铝硅酸盐或硅酸铁分子筛作为第一组分，所述分子筛呈所谓的 H+形式或已与一种或多种过渡金属、尤其与铁离子交换。第二组分是 选自铝、钛、锆、铈、硅或它们的组合的金属氧化物载体上的氧化钒。 更具体而言，用于第二组分的载体材料是氧化钛。第一组分尤其是铁 交换的MFI、BEA或FER铝硅酸盐分子筛(沸石)。这种混合物中第 一组分与第二组分之比在5:95至约40:60的范围内。
与催化活性组分对比，多孔填料优选无催化活性，并且因此纯粹 用作多孔填料材料。
由于利用功能颗粒的特定生产方法，与特定应用匹配的各种可能 设计通常可用于催化剂。例如，优选可使用在其粒径分布方面有差异 的用于成孔剂的不同颗粒。通过这种措施，因此可能以受控方式在将 于后续阶段形成的开孔结构内设定不同的单元尺寸(孔径)，以便例如 将待处理废气有效传递至催化活性位点。
另外，在优选构造中，使用两种或更多种不同的功能颗粒、尤其 是不同催化活性的粉末颗粒，以形成催化活性层并且因此还用于催化 组合物。两种或更多种催化活性材料、尤其是粉末颗粒的混合物可用 于特定的层。因此，单个单元的催化活性界面层将在后续阶段具有不 同的催化活性材料。另外或替代地，可将不同催化活性材料、尤其是 粉末颗粒施加于单个成孔剂，使得因此提供在其催化活性方面有差异 的不同种类的功能颗粒。因此，将第一催化活性材料施加于第一成孔 剂并且第二催化活性材料施加于第二成孔剂，以便形成第一和第二功 能颗粒。在此第一和第二成孔剂在其物理组成方面可相同或者不同。
在最终催化剂中，此举的效果是各个单元中的催化活性界面层由 不同催化活性材料形成，和/或不同催化活性材料存在于限制特定单元 的催化活性界面层内。不同催化活性材料、即不同粉末颗粒适当地是 针对不同催化反应优化的催化活性材料。通过这种措施，因此在局部 微结构水平处紧邻地提供了催化性不同的反应位点。有效地，因此提 供了微反应器。所使用的催化活性材料尤其以这样的方式彼此匹配， 使得它们针对例如两个连续的化学反应最优化。因此不同微反应器形 成一类相对于期望催化反应的级联。例如，在SCR体系中，可针对 N2O的分解来构造第一催化活性材料，以便获得更低的N2O泄漏。替 代地，还可针对NO2的形成来设计微反应器类别。由不同微反应器组 成的合适“微反应器构造”的提供实现了NOx水平的有效降低。
根据先前的描述，本发明中使用的SCR催化剂可为负载贱金属促 进剂的结晶分子筛或负载在二氧化钛载体上的氧化钒；结晶分子筛可 为铝硅酸盐沸石并且经负载的贱金属促进剂是铜、铁或铜和铁两者； 并且铝硅酸盐沸石可具有MFI、BEA、CHA、AEI、FAU、AFX或ERI骨架结构。
根据本发明的催化剂包含无机基质组分，其可为氧化铝相、硅酸 盐相、无机纤维相或者它们的任意两种或更多种的组合。特别地，硅 酸盐相可包含柱撑粘土和/或硅藻土。
根据本发明的催化剂中的无机基质组分可占催化剂的5至50重 量％。
根据本发明的具有纵向延伸的平行通道的复合非均相挤出式蜂窝 可具有在两端开口的通道。在这种形式中，该结构在本领域作为流通 式整料已知。
然而，在替代布置中，具有纵向延伸的平行通道的复合非均相挤 出式蜂窝采用被称为壁流式过滤器的形式，其中废气在操作中流过多 孔壁。在根据本发明的壁流式过滤器中，在第一通道的阵列中，阵列 中每个第一通道在其侧面上由第二通道作为边界，并且第一通道在蜂 窝的第一末端处被末端堵塞且第二通道在通道的第二末端处被末端堵 塞。由于蜂窝的内置孔隙度和高度可及的催化活性材料，本文描述的 复合非均相挤出式蜂窝特别好地适合用于壁流式过滤器布置中。这提 供了在使用时催化剂活性和降低背压的有益组合。
根据第二方面，本发明提供一种用于发电站、内燃机或硝酸装置 的废气系统，所述系统包括入口端和出口端以及用于在从出口端至入 口端的方向上将氨或氨的前体引入在废气系统中流动的废气的设备， 其中根据前述权利要求任一项所述的催化剂位于用于将氨或氨的前体 引入在废气系统中流动的废气的设备的下游。可将包含SCR催化剂的 基材整料设置在用于将氨或氨前体引入在废气系统中流动的废气的设 备与根据本发明的催化剂之间。
根据第三方面，本发明提供一种车辆，诸如汽车、火车、船舶等， 其包括内燃机和根据本发明的第二方面的废气系统。
为了使本发明可更充分地理解，参考随附附图提供以下解释，其 中：
图1是催化剂的生产过程的示意图，
图2是用于说明不同功能颗粒的使用的简化示意图，
图3是功能颗粒的SEM图像，
图4是挤出式蜂窝催化剂的图像的细节，
图5和6是图4中所示的蜂窝催化剂不同放大率的图。
参考图1，在下文中阐明催化剂2和由催化剂2形成的催化剂制 品14的生产。催化剂制品14是挤出式蜂窝催化剂。所述过程的原理 可通常应用于在其结构方面和其中所用催化活性材料方面有差异的各 种不同的催化剂。
在图1中所示的实施方案中，在第一步骤中，提供作为成孔剂的 有机颗粒4和催化活性材料的粉末颗粒6。这种催化活性材料尤其是 沸石，优选离子交换沸石，更具体而言铜离子交换的沸石。单个粉末 颗粒通常具有1-10μm范围内的粒径。有机颗粒4是聚合物颗粒，尤 其是球形颗粒或类似物，由例如聚乙烯或者其他热塑性塑料或弹性体 组成。
在下一个步骤中，由这两种起始材料产生功能颗粒8。出于这一 目的，将有机颗粒4和粉末颗粒6彼此混合并且优选加热至高于有机 颗粒4的玻璃化点，以使得它们软化。因此，粉末颗粒6在冷却之后 粘在有机颗粒4的表面上并且在颗粒4的表面上形成至少大致连续的 粉末层，这形成了在颗粒4周围的层5。
作为具有有机颗粒4作为成孔剂的此处所述功能颗粒8的替代方 案，还可能使用无机多孔颗粒作为成孔剂。在这样的情况下，同样地， 在第一变体中，由施加的粉末颗粒6形成层5。替代地，还可通过对 颗粒4的表面进行催化活化来形成催化活性材料的层5。
在所有情况下，层5呈至少大致封闭的形式并且具有优选60％至 95％范围内的颗粒4的覆盖水平。
在下一个步骤中，功能颗粒8与无机基质形成组分、尤其是基质 组分10混合，以形成催化组合物12。这是例如通过捏合操作或另一 种混合操作、尤其利用热作用来实现的。在此使用的无机基质形成组 分是通常用于形成可挤出催化组合物12的无机粘合剂。合适的无机基 质形成组分10尤其是粘土，例如膨润土、耐火粘土、高岭土，或者金 属氧化物，诸如氧化铝、氧化铈，或者基于氧化铝、氧化硅或氧化钛 的溶胶。如果需要，可用其他有机烧结助剂或者支撑元件、例如无机 纤维、如玻璃纤维补充这些基质组分10。这些另外的基质组分10的 比例例如在25至35体积％范围内。因此，催化组合物12的剩余65-75 体积％(基于干燥状态，不添加液体)由功能颗粒8形成。除这些组成 部分之外，还可添加有机挤出助剂。
如已提及的，除多孔填料组分以外，催化转换器进一步包含基质 组分，在适当构造中，在挤出材料的情况下还由纤维组分补充所述基 质组分。基质组分和纤维的比例优选在每种情况下大约是几重量％， 例如在4至10重量％的范围内。
有机颗粒4具有通常在约10至最大200μm和优选10至最大100 μm范围内的粒径。
以这种方式产生的催化组合物12随后被挤出形成蜂窝成形体14。 在挤出的过程中，将压力施加于催化组合物12。这将单个功能颗粒8 相对彼此压制，以使得它们与其粉末颗粒6相互接触。在挤出之后， 照常将成形体14干燥、煅烧和随后烧结，从而获得最终催化剂2并因 此还获得蜂窝催化剂形式的催化剂制品14。
这仅以图示化结构的形式示于图1中。如可从此推断出的，催化 剂2具有由彼此连接的数个单元组成的开孔孔结构18，其是在将有机 成孔剂用作孔20时形成的。在每种情况下单个孔20由形成单元壁的 活性界面层22限制。这种活性界面层22由粉末颗粒6，即催化活性 材料形成，所述粉末颗粒6现在彼此烧结。因此这些活性界面层22 至少基本上不含基质组分10。背离孔20的活性界面层22的侧面毗连 基质材料，这因此形成基质24作为载体结构和基质。因此孔结构18 已形成于基质24内，其中孔壁的每一者由活性界面层22形成。单个 孔20彼此间的连接是在挤出和烧结操作中形成的，并且由催化组合物 12中单个功能颗粒8的紧密接近所促进。在这种情形下特别有利的是 通过捏合或随后挤出来产生催化组合物12，其中施加高压缩力。总的 来说，因此已形成了开放的多孔蜂窝式壁结构。
已在图1的情形下参考将沸石用作催化活性材料来阐明了所述方 法。然而，本文所述的方法概念并不限制于使用沸石。基本方法步骤 和规定参数还可应用于其他催化活性材料。在中间阶段产生的功能颗 粒8另外还可用于其他生产过程，例如用于形成悬浮液，然后将所述 悬浮液施加于已被挤出的负载体，例如用于形成载体涂料。
通过提供功能颗粒8，以简单的方式对催化剂2的性质进行各种 调节是可能的。进行此举的一种方式由图2详细说明。此图以示意形 式显示出就其使用粉末颗粒6的涂层而言有差异的三种功能颗粒8。 因此，一类功能颗粒8已用第一类粉末颗粒6a构造，第二类用第二类 粉末颗粒6b构造，且第三类的功能颗粒8用这两种粉末颗粒6a、6b 的混合物构造。在最终催化剂2中，此举的效果是孔20由不同活性界 面层22a、22b、22c所限制。在一种情况下，孔20因此由粉末颗粒 6a的第一催化组合物/根据粉末颗粒6b的第二催化组合物或者由这两 种粉末颗粒6a、6b的混合物形成的催化组合物所限制。以这种方式， 在紧邻的周围中提供不同的催化位点。
图3中的SEM图像再一次显示出功能颗粒8的实际特征。在此 明显易见的是已施加于有机颗粒4的表面且形成或多或少连续层的单 个粉末颗粒6。未被覆盖的表面区域基本上期望用于实现最终形成的 活性界面层22的一定孔隙度。另外，这促进形成开孔蜂窝式结构。单 个粉末颗粒6优选在一个层中或几个层中沉积于有机颗粒4的表面上。 存在附聚物的分离形成。
图4显示出挤出式蜂窝催化剂2的细节的图像，其中该催化剂2 具有在操作中废气流动通过的矩形流动通道。因此催化剂2采用全活 性挤出物的形式，其中限制单个流动通道的单个壁由催化组合物12 形成。
在图5和6中，形成的(粗)孔结构是明显易见的。另外，还可看 到，在此处显示的图像中，单个孔20是如何至少部分地彼此直接连接 的，以使得总体形成开孔结构。还明显易见的是由单个粉末颗粒6形 成的多孔活性界面层22现在彼此陶瓷式地连接。
使用选择性催化还原(SCR)的已知方法来实现来自固定的、例如 发电站和来自移动燃烧系统、尤其是机动车辆中的废气中的氮氧化物 水平的降低。这涉及在氨和氧的存在下将氮氧化物还原至氮气。原则 上已知各种催化转换器类型和系统用于这一反应的加速。已确立类型 的催化转换器是基于钛-钒催化转换器系统。这类钛-钒催化转换器被 用于固定系统和移动燃烧系统中。最近已成为关注焦点、尤其用于机 动车辆中的移动使用的另一类催化转换器是基于沸石的催化转换器。 这些催化活性组分更具体而言包括被称为铁或铜交换沸石的物质，优 选属于ZSM-5(MFI)、β(BEA)或菱沸石(CHA)类型。
现今在机动车辆中使用的催化转换器主要是陶瓷蜂窝催化转换 器。在操作中，待清洁的废气流过例如已被挤出的催化转换器中的通 道。
在此在被称为全活性挤出物的物质和被称为“载体涂料”的涂布载 体之间进行基本区分。在全活性挤出物中，催化活性催化剂材料形成 挤出体，意指催化转换器的通道壁完全由催化活性材料形成。在载体 涂料中，催化惰性的挤出负载体被涂布有实际催化活性催化剂材料。 这是例如通过将挤出负载体浸入包含催化剂材料的悬浮液来实现的。
原则上，目标是催化转换器中的最大催化活性，即最大NOx转化 率。
最大NOx转化率的一个重要因素是待清洁废气与催化活性材料之 间非常良好的接触。催化转化在废气流动通过的相应流动通道的壁处 的近表面区域中进行至关键程度。尤其在其中整个挤出体包含催化活 性材料的全活性挤出物蜂窝催化剂的情况下，此举的效果是催化剂材 料的相对大体积区域仍未用于NOx转化。

Claims (20)

1.用于氧化氨的催化剂制品，所述催化剂制品包含含有至少第一相和第二相的复合非均相挤出式蜂窝，所述第一相为无机基质组分，所述第二相为活性界面层，所述非均相挤出式蜂窝具有纵向延伸的平行通道，所述通道部分地由具有总纵向长度的通道壁限定，其中所述通道壁包含孔结构，所述孔结构包括嵌入所述无机基质组分中的孔的周期性排列，所述孔由内表面限定，所述内表面具有形成活性界面层的催化活性材料的80％或更多的平均内表面覆盖率，其中所述催化活性材料包含负载在载体材料的颗粒上的贵金属，其中所述贵金属为铂族金属、金或银；
其中所述催化剂制品包含选择性催化还原SCR催化剂，所述催化剂：
(i)提供于涂布在所述通道壁的总长的至少部分上的载体涂料中；和/或
(ii)其中所述孔的至少一些中的催化活性材料包含SCR催化剂和负载在所述载体材料上的贵金属的混合物，
其中所述贵金属以0.01至0.3重量％且包括端点的活性组分装载量存在于所述催化剂制品中，其中活性组分装载量指的是嵌入所述无机基质组分中的孔的群体的活性界面层中贵金属载体的重量+所述贵金属的重量+所述SCR催化剂的重量；
其中所述非均相挤出式蜂窝采用全活性挤出物的形式，其中限制单个流动通道的单个壁由催化组合物形成，所述催化组合物包含无机基质形成组分和含有成孔剂的功能颗粒，所述成孔剂已施加有所述催化活性材料的层。
2.根据权利要求1所述的催化剂制品，其中用于负载所述贵金属的所述载体材料包括氧化铈、二氧化钛、结晶分子筛、氧化铝、氧化锆、氧化铈和氧化锆的混合氧化物或者它们的任意两种或更多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的催化剂制品，其中所述铂族金属是铂、钯或铂和钯两者。
4.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂制品，其中所述SCR催化剂是负载贱金属促进剂的结晶分子筛或负载在包含钛的载体上的钒化合物。
5.根据权利要求4所述的催化剂制品，其中所述结晶分子筛是铝硅酸盐沸石，和所述经负载的贱金属促进剂是铜、铁或铜和铁两者。
6.根据权利要求5所述的催化剂制品，其中所述铝硅酸盐沸石具有MFI、BEA、CHA、AEI、FAU、AFX或ERI骨架结构。
7.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂制品，其中所述无机基质组分包含氧化铝相、硅酸盐相、无机纤维相或者它们的任意两种或更多种的组合。
8.根据权利要求7所述的催化剂制品，其中所述硅酸盐相包含柱撑粘土和/或硅藻土。
9.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂制品，其中所述无机基质组分占所述催化剂制品的5至50重量％。
10.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂制品，其中所述挤出式蜂窝呈流通式整料的形式。
11.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂制品，其中所述挤出式蜂窝呈壁流式过滤器的形式。
12.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂制品，其中所述复合非均相挤出式蜂窝的孔隙度为40至80％。
13.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂制品，其中所述孔由内表面限定，所述内表面具有形成活性界面层的催化活性材料的90％或更多的平均内表面覆盖率。
14.用于发电站或内燃机的废气系统，所述系统包括入口端和出口端以及设备，所述设备用于在从所述出口端至所述入口端的方向上将氨或氨的前体引入在所述废气系统中流动的废气，其中根据前述权利要求任一项所述的催化剂制品位于所述用于将氨或氨的前体引入在所述废气系统中流动的废气的设备的下游。
15.根据权利要求14所述的废气系统，其还包括包含SCR催化剂的基材整料，所述基材整料设置在所述用于将氨或氨的前体引入在所述废气系统中流动的废气的设备与根据权利要求1至13中任一项所述的催化剂制品之间。
16.车辆，其包括内燃机和根据权利要求14或15所述的废气系统。
17.用于制备根据权利要求1所述的催化剂制品的方法，所述方法包括：
i)提供包含成孔剂的功能颗粒，所述成孔剂已施加有催化活性材料的层；
ii)形成可挤出的物料，其包含所述功能颗粒和无机基质形成组分；
iii)挤出和热处理所述可挤出的物料以形成所述复合非均相挤出式蜂窝，所述复合非均相挤出式蜂窝具有纵向延伸的平行通道，所述通道部分地由具有总纵向长度的通道壁限定；和其中
a)所述催化活性材料包含SCR催化剂和负载在所述载体材料上的贵金属的混合物；和/或
b)所述方法还包括iv)在所述通道壁的总长的至少部分上载体涂覆所述SCR催化剂。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述成孔剂由有机材料形成，由此在热处理的过程中将所述有机材料烧尽。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述成孔剂由具有至少中孔性的无机多孔材料形成。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述成孔剂由具有至少中孔性和大孔性的无机多孔材料形成。
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