CN109789390A - 用于柴油机废气的氧化催化剂 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于处理柴油机产生的废气的氧化催化剂，其包含催化区域和基材，其中该催化区域包含催化材料，该催化材料包含：铁(Fe)或其氧化物；铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)，(ii)钯(Pd)，和(iii)铂(Pt)与钯(Pd)；和载体材料，其是包含氧化铝的难熔氧化物；其中该铂族金属(PGM)和该铁(Fe)或其氧化物每个负载于该载体材料上。

Description

用于柴油机废气的氧化催化剂
技术领域
本发明涉及一种用于处理柴油机产生的废气的氧化催化剂和排气系统。本发明还涉及一种包含该氧化催化剂或排气系统的车辆。
背景技术
总体上，存在着四类被全球政府间组织立法制止的污染物：一氧化碳(CO)，未燃烧的烃(HC)，氮氧化物(NOx)和颗粒物质(PM)。随着车辆发动机废气中的污染物可允许排放的排放物标准变得日益严格，需要提供能够满足这些标准，并且成本有效的改进的催化剂。
对于柴油机，氧化催化剂(经常称作柴油氧化催化剂(DOC))典型地用于处理这种发动机产生的废气。柴油氧化催化剂通常催化(1)一氧化碳(CO)到二氧化碳(CO2)的氧化，和(2)HC到二氧化碳(CO2)和水(H2O)的氧化。柴油机，特别是轻型柴油机车辆的废气温度是相对低(例如约400℃)，因此一个挑战是研发具有低“起燃”温度的耐久的催化剂配制物。
氧化催化剂例如DOC的活性经常以它的“起燃”温度来测量，其是催化剂开始进行具体的催化反应或者将该反应进行到某些水平时的温度。通常，“起燃”温度以反应物的具体转化率水平例如一氧化碳的转化率来给出。因此，T50温度经常被引为“起燃”温度，因为它代表了催化剂以50％效率催化反应物转化时的最低温度。
柴油机的排气系统可以包含几个排放物控制装置。每个排放物控制装置具有专门的功能，并且负责处理废气中的一类或多类污染物。上游排放物控制装置例如氧化催化剂的性能会影响下游排放物控制装置的性能。这是因为来自于上游排放物控制装置出口的废气被送入下游排放物控制装置的入口。排气系统中各排放物控制装置之间的相互作用对于系统的总效率是重要的。
氧化催化剂还可以经配制来将存在于废气中的一些一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)。即使二氧化氮(NO2)本身是污染物，但是NO转化成NO2会是有益的。产生的NO2可以用于再生已经被例如下游柴油颗粒过滤器(DPF)或下游催化型烟灰过滤器(CSF)捕集的颗粒物质(PM)。通常，氧化催化剂产生的NO2将来自于氧化催化剂出口的废气中的NO2:NO之比相对于入口处的废气增加。这种增加的比率对于包含下游选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂的排气系统会是有利的。由柴油机直接产生的废气中的NO2:NO之比对于优化SCR或SCRF催化剂性能来说可能过低。
发明内容
本发明提供了一种用于处理柴油机产生的废气的氧化催化剂，其包含催化区域和基材，其中该催化区域包含催化材料，该催化材料包含：铁(Fe)或其氧化物；铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)，(ii)钯(Pd)，和(iii)铂(Pt)与钯(Pd)；和载体材料，其是包含氧化铝的难熔氧化物；其中铂族金属(PGM)和铁(Fe)或其氧化物每个负载于该载体材料上。
本发明人已经令人惊讶地发现，在某些载体材料上存在铁或其氧化物与铂族金属的组合可以提供优异的一氧化碳(CO)和烃(HC)氧化活性。有利地，用于这种氧化催化剂的CO和HC起燃温度非常低。此外，铁(Fe)的存在不危害催化材料的一氧化氮(NO)氧化活性。
本发明还涉及一种用于处理柴油机产生的废气的排气系统。该排气系统包含本发明的氧化催化剂和任选的排放物控制装置。
本发明进一步提供车辆。该车辆包含柴油机和本发明的氧化催化剂或排气系统。
本发明还涉及氧化催化剂用于处理柴油机产生的废气的用途。该氧化催化剂是根据本发明的氧化催化剂。
本发明还提供了一种处理柴油机产生的废气的方法。该方法包括使柴油机产生的废气经过包含本发明的氧化催化剂的排气系统的步骤。
在本发明的用途和方法中，优选的是废气由用燃料，优选柴油燃料上运行的柴油机产生，其包含≤50ppm的硫，更优选≤15ppm的硫，例如≤10ppm的硫，甚至更优选≤5ppm的硫。
附图说明
图1-5是本发明的氧化催化剂的示意图。在每个图中，左手侧表示基材的入口端，和右手侧表示基材的出口端。
图1显示了一种具有含有铁或其氧化物的第一催化层(2)的氧化催化剂。第一催化层(2)位于第二催化层(3)上。第二催化层(3)位于基材(1)上。
图2显示了一种具有含有铁或其氧化物的第一催化区间(2)氧化催化剂。还存在于位于基材(1)上的第二催化区间(3)。
图3显示了一种具有含有铁或其氧化物的第一催化区间(2)的氧化催化剂。第一催化区间(2)位于或负载于在基材(1)的入口端处或附近的第二催化层(3)。第二催化层(3)位于基材(1)上。
图4显示了一种具有含有铁或其氧化物的第一催化区间(2)的氧化催化剂。第一催化区间(2)位于基材(1)和第二催化区间(3)二者上。
图5显示了一种具有含有铁或其氧化物的第一催化层(2)的氧化催化剂。第一催化区间(2)位于基材(1)和第二催化区间(3)二者上。
图6显示了一种具有含有铁或其氧化物的第一催化区间(2)，和第二催化区间(3)的氧化催化剂。第一催化区间(2)和第二催化区间(3)位于第三催化层(4)上。第三催化层(4)位于基材(1)上。
具体实施方式
现在将进一步描述本发明。以下节涉及本发明氧化催化剂的不同部分，并且更详细地定义了每个部分。氧化催化剂的每个部分或方面(例如催化区域，第二催化区域，基材等)可以与氧化催化剂的任何其他部分或方面相组合，除非有相反的明确指示。具体地，被认为优选或有利的任何特征可以与被认为优选或有利的任何其他特征相组合。
催化区域(第一)
本发明的氧化催化剂包含催化区域。在包含两个或更多个催化区域的氧化催化剂中，包含铁或其氧化物和载体材料(其是包含氧化铝的难熔氧化物)的催化区域在此称作“第一催化区域”。
催化区域可以包含催化材料，或者基本上由其组成。催化材料可以包含铂族金属(PGM)和载体材料，或者基本上由其组成，其中该铂族金属(PGM)负载于该载体材料上。
铁或其氧化物负载于载体材料上，特别是其难熔氧化物。难熔氧化物还可以包含铁或其氧化物。少量铁可以作为制备方法的一部分浸渍到难熔氧化物中。优选的是大部分铁位于载体材料的表面。
铁的氧化物可以是氧化铁(II)(FeO)，三氧化二铁(III)(Fe2O3)和/或铁(II，III)氧化物(例如Fe3O4，Fe4O5，Fe5O6，Fe5O7，Fe25O32，Fe13O19)。
为了避免疑义，当难熔氧化物包含铁或其氧化物，载体材料或其难熔氧化物不是铁或其氧化物(即载体材料或其难熔氧化物不只是铁或其氧化物)。
典型地，载体材料是粒状难熔氧化物。铁或其氧化物典型地分散在粒状难熔氧化物的表面上(例如负载于难熔氧化物上)。铁或其氧化物也可以包含在难熔氧化物的主体粒状结构内。
铁或其氧化物优选负载于载体材料上。更优选地，铁或其氧化物直接位于或直接负载于载体材料上。铁或其氧化物(例如铁或其氧化物的颗粒)典型地通过分散在载体材料的表面上，更优选通过分散于、固定于载体材料的表面上和/或浸渍于载体材料之上或之内，来负载于该载体材料上。
优选的是铁的中值粒度可以≥10nm，例如≥12nm，更优选≥15nm。可以使用X射线衍射(XRD)技术(例如在25℃)和通过使用涉及衍射峰宽度的已知方法来测定微晶尺寸，从而测定Fe粒度。典型地，使用由积分宽度计算的体积平均柱高度来测定中值粒度。
粒状难熔氧化物可以用铁或其氧化物浸渍。因此，例如二氧化硅-氧化铝的混合或复合氧化物颗粒，用二氧化硅掺杂的氧化铝颗粒可以用铁或其氧化物浸渍。粒状难熔氧化物可以使用本领域已知的常规技术来用铁或其氧化物浸渍。
通常，第一催化区域包含有效量(例如负载量)的铁来促进一氧化碳(CO)和烃(HC)的氧化，优选与铂族金属(PGM)相组合。
第一催化区域典型地包含1-500g ft-3(例如1-200g ft-3)，例如5-175g ft-3(例如10-100g ft-3)的铁的总负载量。负载量指的是以单质形式或作为化合物例如氧化物的一部分而存在的铁的量。
优选的是第一催化区域包含10-100g ft-3，更优选25-75g ft-3的铁的总负载量。
典型地，第一催化区域包含量为0.1-15.0重量％(例如基于难熔氧化物)，优选0.5-10.0重量％(例如0.75-5.0重量％)，更优选1.0-7.5重量％的铁(例如作为单质或氧化物形式)。这些范围指的是铁的量相对于与作为载体材料的一部分的难熔氧化物的量。
已经出人意料地发现，铁或其氧化物与下面定义的难熔氧化物的组合当与PGM一起使用时，提供了有利的CO和HC氧化活性。
优选的是第一催化区域包含量为1.0-2.5重量％(例如基于难熔氧化物)，优选1.25-2.25重量％(例如1.25.-2.0重量％)，更优选1.5-2.0重量％(例如1.5-1.75重量％)的铁。负载量指的是以单质形式或作为化合物例如氧化物的一部分而存在的铁的量。如上所述，铁与难熔氧化物的相对比例会影响催化材料对于烃的氧化活性。
第一催化区域优选包含量为0.25-1.25mol％(例如相对于难熔氧化物的摩尔量)，优选0.50-1.10mol％(例如0.50-1.00mol％)，更优选0.60-0.90mol％(例如0.65-0.85mol％)的铁。
载体材料是难熔氧化物，其包含氧化铝，或者基本上由其组成。
难熔氧化物可以包含含有氧化铝的混合或复合氧化物，或者基本上由其组成。含有氧化铝的混合或复合氧化物可以选自二氧化硅-氧化铝，二氧化铈-氧化铝，二氧化钛-氧化铝，氧化锆-氧化铝和氧化铝-氧化镁。
混合或复合氧化物包含至少50重量％的氧化铝，例如大于50重量％的氧化铝(例如55-95重量％的氧化铝)，例如至少70重量％的氧化铝，特别是至少80重量％的氧化铝。
难熔氧化物可以任选地掺杂(例如用掺杂剂)。更优选地，氧化铝可以是任选地掺杂的。
要理解的是，在本文上下文中，任何提及“掺杂”指的是难熔氧化物的主体或主晶格用掺杂剂来取代掺杂或空隙掺杂的材料。在一些情况中，少量掺杂剂可以存在于难熔氧化物的表面。但是，大部分掺杂剂通常将存在于难熔氧化物的体内。
当难熔氧化物，优选氧化铝，是掺杂的时，则掺杂剂的总量是难熔氧化物或氧化铝的0.25-5重量％，优选0.5-3重量％(例如约1重量％)。
难熔氧化物可以用选自硅(Si)，镁(Mg)，钡(Ba)，镧(La)，铈(Ce)，钛(Ti)，锆(Zr)及其两种或更多种的组合的掺杂剂来掺杂。优选的是掺杂剂选自硅(Si)，镁(Mg)，钡(Ba)和铈(Ce)。更优选地，掺杂剂选自硅(Si)，镁(Mg)和钡(Ba)。甚至更优选地，掺杂剂是硅(Si)。
当氧化铝用包含硅的掺杂剂掺杂时，则优选氧化铝用二氧化硅来掺杂。氧化铝优选用总量为0.5-45重量％(即基于氧化铝重量％)，优选1-40重量％，更优选1.5-30重量％(例如1.5-10重量％)，特别是2.5-25重量％，更特别是3.5-20重量％(例如5-20重量％)，甚至更优选4.5-15重量％的二氧化硅来掺杂。
优选的是难熔氧化物是氧化铝(即难熔氧化物基本上由氧化铝组成)。
催化材料包含位于或负载于载体材料上的铂族金属(PGM)。PGM可以直接位于或直接负载于载体材料上(例如在PGM和载体材料之间不存在插入材料)。
典型地，PGM分散在载体材料上(例如PGM颗粒分散在粒状难熔氧化物的表面上)。PGM可以分散在载体材料上的铁或其氧化物的表面上。
铂族金属(PGM)选自(i)铂(Pt)，(ii)钯(Pd)，和(iii)铂(Pt)与钯(Pd)。铂族金属(PGM)可以以金属形式或其氧化物存在于催化材料中。
铂族金属(PGM)可以优选是铂。催化材料可以包含铂作为唯一的铂族金属(PGM)和/或唯一的贵金属。
已经令人惊讶地发现，当PGM是铂或富含铂时，可以获得对于一氧化碳(CO)和烃(HC)的有利的氧化活性，特别是低CO和HC起燃温度(T50)。
催化材料可以包含铂和钯(即铂族金属(PGM)是铂和钯)。铂和钯二者位于或负载于载体材料上。铂和钯的颗粒可以分散在粒状难熔氧化物的表面上。
铂和钯可以为合金形式，优选双金属合金。因此，铂族金属(PGM)可以包含铂和钯的合金，或者基本上由其组成。
当催化材料包含铂和任选的钯时，则典型地铂与钯的重量比≥4:1(例如1:0-4:1)，优选≥6:1(例如1:0-6:1)，例如≥10:1(例如1:0-10:1)，特别是>10:1，更优选12.5:1(例如1:0-12.5:1)。
铂族金属(PGM)可以优选是钯。催化材料可以包含钯作为唯一的铂族金属(PGM)和/或唯一的贵金属。
优选的是铂族金属(PGM)选自(i)铂(Pt)，和(ii)铂(Pt)与钯(Pd)。更优选地，铂族金属(PGM)是铂(Pt)。
催化材料典型地包含重量比为10:1-1:10(例如1:1-1:10)，优选4:1-1:7.5(例如1:1.5-1:7.5)，更优选2:1-1:5，特别是1:1-1:4的铂族金属(PGM)，特别是铂，与铁(Fe)。
优选的是催化材料包含重量比为5:1-1:3，更优选4:1-1:2.5(例如5:2-1:2)，例如2:1-1:2的铂族金属(PGM)，特别是铂，与铁(Fe)。
催化区域可以进一步包含烃吸附剂材料。烃吸附剂材料可以是沸石。
优选的是沸石是中孔沸石(例如具有10个四面体原子的最大环尺寸的沸石)或大孔沸石(例如具有12个四面体原子的最大环尺寸的沸石)。可以优选的是沸石不是小孔沸石(例如具有8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例子包括八面沸石，斜发沸石，丝光沸石，硅质岩，镁碱沸石，沸石X，沸石Y，超稳定的沸石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。沸石优选是ZSM-5，β沸石或Y沸石。
当催化区域包含烃吸附剂时，该烃吸附剂的总量是0.05-3.00g in-3，特别是0.10-2.00g in-3，更特别是0.2-1.0g in-3。例如烃吸附剂的总量可以是0.8-1.75g in-3，例如1.0-1.5g in-3。
通常，优选的是本发明的氧化催化剂或催化区域或催化材料基本上不含金。更优选地，本发明的氧化催化剂或催化区域或催化材料不含金。
另外地或替代地，催化区域或催化材料基本上不含锰。更优选地，催化区域或催化材料不含锰。
催化区域优选基本上不含铑和/或NOx储存组分，其包含碱金属、碱土金属和/或稀土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物(除了铈的氧化物(即来自储氧材料))，或者基本上由其组成。更优选地，催化区域不含铑和/或NOx储存组分，其包含碱金属、碱土金属和/或稀土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物，或者基本上由其组成。
催化区域典型地PGM的总负载量是5-300g ft-3。优选的是催化区域的PGM的总负载量是10-250g ft-3(例如75-175g ft-3)，更优选15-200g ft-3(例如50-150g ft-3)，仍然更优选20-150g ft-3。
通常，催化区域包含载体材料的总量是0.1-3.0g in-3，优选0.2-2.5g in-3，仍然更优选0.3-2.0，甚至更优选0.5-1.75g in-3。
催化区域可以位于或负载于基材上。优选的是催化区域直接位于或直接负载于基材上(即该区域与基材的表面直接接触)。
氧化催化剂可以包含单个催化区域。该催化区域可以是催化层(例如单个催化层)。
可选地，氧化催化剂可以进一步包含第二催化区域，例如下述的第二催化区域。上述催化区域(即包含铁的催化区域)在下面称作第一催化区域。因此，氧化催化剂包含第一催化区域和第二催化区域。为了避免疑义，第一催化区域不同于(即组成不同于)第二催化区域。
氧化催化剂可以进一步包含第三催化区域。当氧化催化剂包含第三催化区域时，第三催化区域不同于(即组成不同于)第一催化区域和第二催化区域二者。
在第一布置中，第一催化区域是第一催化层，第二催化区域是第二催化层。第一催化层可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第二催化层上。参见例如图1。可选地，第二催化层可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第一催化层上。优选的是第一催化层位于或负载于(例如直接位于或负载于)第二催化层上。
当第一催化层位于或负载于(例如直接位于或负载于)第二催化层上时，则第二催化层可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上或第三催化区域，优选第三催化层上。优选的是第二催化层可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上。
当第二催化层位于或负载于(例如直接位于或负载于)第一催化层上时，则第一催化层可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上或第三催化区域，优选第三催化层上。优选的是第一催化层可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上。
第一催化层典型地延伸基材的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基材整料的通道的整个长度。
第二催化层典型地延伸基材的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基材整料的通道的整个长度。
在第一布置中，当氧化催化剂包含第三催化层时，则第三催化层典型地延伸基材的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基材整料的通道的整个长度。
在第二布置中，第一催化区域是第一催化区间，第二催化区域是第二催化区间。第一催化区间可以位于第二催化区间上游。参见例如图2。可选地，第二催化区间可以位于第一催化区间上游。优选的是第一催化区间位于第二催化区间上游。
第一催化区间可以毗邻第二催化区间，或者可以在第一催化区间与第二催化区间之间存在间隙(例如空间)。优选地，第一催化区间与第二催化区间接触。当第一催化区间毗邻和/或接触第二催化区间时，则第一催化区间与第二催化区间的组合可以作为层(例如单个层)位于或负载于基材上。因此，当第一与第二催化区间彼此毗邻或接触时，会在基材上形成层(例如单层)。这样的布置中可以避免背压问题。
第一催化区间典型的长度是基材长度的10-90％(例如10-45％)，优选基材长度的15-75％(例如15-40％)，更优选基材长度的20-70％(例如30-65％，例如25-45％)，仍然更优选25-65％(例如35-50％)。
第二催化区间典型的长度是基材长度的10-90％(例如10-45％)，优选基材长度的15-75％(例如15-40％)，更优选基材长度的20-70％(例如30-65％，例如25-45％)，仍然更优选25-65％(例如35-50％)。
第一催化区间和第二催化区间可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上。可选地，第一催化区间和第二催化区间可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第三催化区域，优选第三催化层上。参见例如图6。
在第二布置中，当氧化催化剂包含第三催化层时，则第三催化层典型地延伸基材的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基材整料的通道的整个长度。
在第三布置中，第一催化区域位于或负载于(例如直接位于或负载于)第二催化区域上。
第二催化区域可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上。可选地，第二催化区域可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第三催化区域，优选第三催化层上。优选的是第二催化区域位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上。
第一催化区域的整个长度(例如全部长度)可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第二催化区域上。参见例如图3。可选地，第一催化区域的长度的一部分或一段可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第二催化区域上。第一催化区域的长度的一部分或一段(例如其余的部分或段)可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上(参见例如图4和5)或第三催化区域，优选第三催化层上。
第二催化区域可以是第二催化层，第一催化区域可以是第一催化区间。第一催化区间的整个长度优选位于或负载于第二催化层上(例如参见图3)。第二催化层可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材或第三催化层上。优选的是第二催化层位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上。
第二催化层典型地延伸基材的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基材整料的通道的整个长度。
第一催化区间典型的长度是基材长度的10-90％(例如10-45％)，优选基材长度的15-75％(例如15-40％)，更优选基材长度的20-70％(例如30-65％，例如25-45％)，仍然更优选25-65％(例如35-50％)。
第一催化区间可以位于基材的入口端处或附近(如图3所示)。第一催化区间可以位于基材的出口端处或附近。优选的是第一催化区间位于基材的入口端处或附近。
在可选的第三布置中，第二催化区域是第二催化区间，第一催化区域是第一催化区间或第一催化层。第一催化区间或第一催化层位于或负载于(例如直接位于或负载于)第二催化区间上。参见例如图4和5。
第二催化区间典型的长度是基材长度的10-90％(例如10-45％)，优选基材长度的15-75％(例如15-40％)，更优选基材长度的20-70％(例如30-65％，例如25-45％)，仍然更优选25-65％(例如35-50％)。
第二催化区间的整个长度(例如全部长度)可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上。可选地，第二催化区间的整个长度(例如全部长度)可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第三催化层上。
第二催化区间可以位于基材的出口端处或附近(如图4和5所示)。第二催化区间可以位于基材的入口端处或附近。优选的是第二催化区间位于基材的出口端处或附近。
除了位于或负载于第二催化区间上之外，第一催化区间或第一催化层可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材或第三催化层，优选基材上。因此，第一催化区间或第一催化层的长度的一部分或一段可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第二催化区间上，第一催化区间或第一催化层的长度的一部分或一段(例如其余的部分或段)可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材或第三催化层，优选基材上。
在可选的第三布置中，当第一催化区域是第一催化区间(如图4所示)时，则第一催化区间典型的长度是基材长度的10-90％(例如10-45％)，优选基材长度的15-75％(例如15-40％)，更优选基材长度的20-70％(例如30-65％，例如25-45％)，仍然更优选25-65％(例如35-50％)。
第一催化区间可以位于基材的入口端处或附近(如图4所示)。第一催化区间可以位于基材的出口端处或附近。优选的是第一催化区间位于基材的出口端处或附近。
在可选的第三布置中，当第一催化区域是第一催化层(如图5所示)时，则第一催化层典型地延伸基材的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基材整料的通道的整个长度。当第一催化区域是第一催化层时，则优选第二催化区间位于基材的出口端处或附近。
在第四布置中，第二催化区域位于或负载于第一催化区域上。
第一催化区域可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上。可选地，第一催化区域可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第三催化区域，优选第三催化层上。优选的是第一催化区域位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上。
第二催化区域的整个长度(例如全部长度)可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第一催化区域上。可选地，第二催化区域的长度的一部分或一段可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第一催化区域上。第二催化区域的长度的一部分或一段(例如其余的部分或段)可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材或第三催化区域，优选第三催化层上。
第一催化区域可以是第一催化层，第二催化区域可以是第二催化区间。第二催化区间的整个长度优选位于或负载于第一催化层上。第一催化层可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材或第三催化层上。优选的是第一催化层位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上。
第一催化层典型地延伸基材的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基材整料的通道的整个长度。
第二催化区间典型的长度是基材长度的10-90％(例如10-45％)，优选基材长度的15-75％(例如15-40％)，更优选基材长度的20-70％(例如30-65％，例如25-45％)，仍然更优选25-65％(例如35-50％)。
第二催化区间可以位于基材的入口端处或附近(如图3所示)。第二催化区间可以位于基材的出口端处或附近。优选的是第二催化区间位于基材的出口端处或附近。
在可选的第四布置中，第一催化区域是第一催化区间，第二催化区域是第二催化区间或第二催化层。第二催化区间或第二催化层位于或负载于(例如直接位于或负载于)第一催化区间上。
第一催化区间典型的长度是基材长度的10-90％(例如10-45％)，优选是基材长度的15-75％(例如15-40％)，更优选基材长度的20-70％(例如30-65％，例如25-45％)，仍然更优选25-65％(例如35-50％)。
第一催化区间的整个长度(例如全部长度)可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材上。可选地，第一催化区间的整个长度(例如全部长度)可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第三催化层上。
第一催化区间可以位于基材的出口端处或附近。第一催化区间可以位于基材的入口端处或附近。优选的是第一催化区间位于基材的入口端处或附近。
除了位于或负载于第一催化区间上之外，第二催化区间或第二催化层可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材或第三催化层，优选基材上。因此，第二催化区间或第二催化层的长度的一部分或一段可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)第一催化区间上，第二催化区间或第二催化层的长度的一部分或一段(例如其余的部分或段)可以位于或负载于(例如直接位于或负载于)基材或第三催化层，优选基材上。
在可选的第四布置中，当第二催化区域是第二催化区间时，则第二催化区间典型的长度是基材长度的10-90％(例如10-45％)，优选基材长度的15-75％(例如15-40％)，更优选基材长度的20-70％(例如30-65％，例如25-45％)，仍然更优选25-65％(例如35-50％)。
第二催化区间可以位于基材的入口端处或附近。第二催化区间可以位于基材的出口端处或附近。优选的是第二催化区间位于基材的出口端处或附近。
在可选的第四布置中，当第二催化区域是第二催化层时，则第二催化层典型地延伸基材的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基材整料的通道的整个长度。当第二催化区域是第二催化层时，则优选第一催化区间位于基材的入口端处或附近。
作为第三布置或第四布置中的一般特征，当氧化催化剂包含第三催化层时，则第三催化层典型地延伸基材的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基材整料的通道的整个长度。
在上述第一至第四布置中，第二催化区域、层或区间可以具有DOC活性、PNA活性或LNT活性，如下所述。当氧化催化剂包含第三催化区域层或区间时，优选的是(i)第二催化区域、层或区间具有DOC活性，第三催化区域、层或区间具有PNA活性或LNT活性，或者(ii)第二催化区域、层或区间具有PNA活性或LNT活性，第三催化区域、层或区间具有DOC活性。更优选地，第二催化区域、层或区间具有DOC活性，第三催化区域、层或区间具有PNA活性或LNT活性。甚至更优选地，第二催化区域、层或区间具有DOC活性，第三催化区域、层或区间具有PNA活性。
上文所述的区域、区间和层可以使用常规方法来制备，因为在基材上制造和施涂载体涂料(washcoat)也是本领域已知的(参见例如WO99/47260，WO2007/077462和WO2011/080525)。
第二催化区域和/或第三催化区域
第二催化区域可以经配制来为氧化催化剂提供另外的功能。第一催化区域和第二催化区域组合的存在可以增强氧化催化剂整体上的活性或第二催化区域的活性。这种活性增强可以获自第一催化区域与第二催化区域之间的协同相互作用。第一催化区域的低CO起燃温度会产生放热，其能够迅速将第二催化区域升高到它的起燃温度。
第二催化区域可以具有NOx储存活性，例如贫NOx阱(LNT)活性或被动NOx吸收剂(PNA)活性。另外地或替代地，第二催化区域可以用于氧化柴油机产生的废气中的烃(HC)和/或一氧化氮(NO)(例如第二催化区域是柴油氧化催化区域)。
具有PNA活性的催化区域
第二或第三催化区域可以具有PNA活性。被动NOx吸附剂(PNA)能够在相对低的废气温度(例如小于200℃)储存或吸收NOx，通常通过吸附来进行，并在更高的温度释放NOx。PNA的NOx储存和释放机理是热控制的，这不同于需要富吹扫来释放储存的NOx的LNT。
当第二或第三催化区域具有NOx储存活性(例如PNA活性)时，则第二或第三催化区域包含分子筛催化剂，或者基本上由其组成，该分子筛催化剂包含贵金属和分子筛，其中该分子筛包含贵金属。
贵金属典型地选自钯(Pd)，铂(Pt)和铑(Rh)。更优选地，贵金属选自钯(Pd)，铂(Pt)及其混合物。
通常，优选的是贵金属包含钯(Pd)和任选的第二金属，或者由其组成，第二金属选自铂(Pt)，铑(Rh)，金(Au)，银(Ag)，铱(Ir)和钌(Ru)。优选地，贵金属包含钯(Pd)和任选的第二金属，或者由其组成，第二金属选自铂(Pt)和铑(Rh)。甚至更优选地，贵金属包含钯(Pd)和任选的铂(Pt)，或者由其组成。更优选地，分子筛催化剂包含钯作为唯一的贵金属。
当贵金属包含钯(Pd)和第二金属，或者由其组成时，则钯(Pd)与第二金属的质量比>1:1。更优选地，钯(Pd)与第二金属的质量比>1:1，钯(Pd)与第二金属的摩尔比>1:1。
分子筛催化剂可以进一步包含贱金属。因此，分子筛催化剂可以包含贵金属、分子筛和任选的贱金属，或者基本上由其组成。分子筛包含贵金属和任选的贱金属。
贱金属可以选自铁(Fe)，铜(Cu)，锰(Mn)，铬(Cr)，钴(Co)，镍(Ni)，锌(Zn)和锡(Sn)及其两种或更多种的混合物。优选的是贱金属选自铁，铜和钴，更优选铁和铜。甚至更优选地，贱金属是铁。
可选地，分子筛催化剂可以是基本上不含贱金属，例如选自铁(Fe)，铜(Cu)，锰(Mn)，铬(Cr)，钴(Co)，镍(Ni)，锌(Zn)和锡(Sn)及其两种或更多种的混合物的贱金属。因此，分子筛催化剂可以不含贱金属。
通常，优选的是分子筛催化剂不含贱金属。
可以优选的是分子筛催化剂基本上不含钡(Ba)，更优选分子筛催化剂基本上不含碱土金属。因此，分子筛催化剂可以不含钡，优选分子筛催化剂不含碱土金属。
分子筛典型地包含铝、硅和/或磷。分子筛通常具有通过共用氧原子来连接的SiO4、AlO4和/或PO4的三维排列(例如骨架)。分子筛可以具有阴离子骨架。阴离子骨架的电荷可以通过阳离子，例如碱金属和/或碱土元素(例如Na，K，Mg，Ca，Sr和Ba)的阳离子、铵阳离子和/或质子来抗衡。
典型地，分子筛具有铝硅酸盐骨架，铝磷酸盐骨架或硅-铝磷酸盐骨架。分子筛可以具有铝硅酸盐骨架或铝磷酸盐骨架。优选的是分子筛具有铝硅酸盐骨架或硅-铝磷酸盐骨架。更优选地，分子筛具有铝硅酸盐骨架。
当分子筛具有铝硅酸盐骨架时，则分子筛优选是沸石。
分子筛包含贵金属。贵金属典型地负载于分子筛上。例如，贵金属可以加载于和负载于分子筛上，例如通过离子交换。因此，分子筛催化剂可以包含贵金属和分子筛，或者基本上由其组成，其中该分子筛包含贵金属，和其中该贵金属通过离子交换来加载于和/或负载于该分子筛上。
通常，分子筛可以是金属取代的分子筛(例如具有铝硅酸盐或铝磷酸盐骨架的金属取代的分子筛)。金属取代的分子筛的金属可以是贵金属(例如分子筛是贵金属取代的分子筛)。因此，含有贵金属的分子筛可以是贵金属取代的分子筛。当分子筛催化剂包含贱金属时，则该分子筛可以是贵金属和贱金属取代的分子筛。为了避免疑义，术语“金属取代”囊括术语“离子交换”。
分子筛催化剂通常具有至少1重量％(即基于分子筛催化剂的贵金属的量计)位于分子筛的孔内的贵金属，优选至少5重量％，更优选至少10重量％，例如至少25重量％，甚至更优选至少50重量％。
分子筛可以选自小孔分子筛(即8个四面体原子的最大环尺寸的分子筛)，中孔分子筛(即10个四面体原子的最大环尺寸的分子筛)和大孔分子筛(即12个四面体原子的最大环尺寸的分子筛)。更优选地，分子筛选自小孔分子筛和中孔分子筛。
在第一分子筛催化剂实施方案中，分子筛是小孔分子筛。小孔分子筛优选具有选自以下的骨架类型：ACO，AEI，AEN，AFN，AFT，AFX，ANA，APC，APD，ATT，CDO，CHA，DDR，DFT，EAB，EDI，EPI，ERI，GIS，GOO，IHW，ITE，ITW，LEV，KFI，MER，MON，NSI，OWE，PAU，PHI，RHO，RTH，SAT，SAV，SIV，THO，TSC，UEI，UFI，VNI，YUG和ZON及其任何两种或更多种的混合物或共生体。共生体优选地选自KFI-SIV，ITE-RTH，AEW-UEI，AEI-CHA和AEI-SAV。更优选地，小孔分子筛的骨架类型是AEI，CHA或AEI-CHA共生体。甚至更优选地，小孔分子筛的骨架类型是AEI或CHA，特别是AEI。
优选地，小孔分子筛具有铝硅酸盐骨架或硅-铝磷酸盐骨架。更优选地，小孔分子筛具有铝硅酸盐骨架(即分子筛是沸石)，特别是当小孔分子筛的骨架类型是AEI、CHA或AEI-CHA共生体，特别是AEI或CHA。
在第二分子筛催化剂实施方案中，分子筛具有选自以下的骨架类型：AEI，MFI，EMT，ERI，MOR，FER，BEA，FAU，CHA，LEV，MWW，CON和EUO及其任何两种或更多种的混合物。
在第三分子筛催化剂实施方案中，分子筛是中孔分子筛。中孔分子筛优选的骨架类型选自MFI，FER，MWW和EUO，更优选MFI。
在第四分子筛催化剂实施方案中，分子筛是大孔分子筛。大孔分子筛优选的骨架类型选自CON，BEA，FAU，MOR和EMT，更优选BEA。
在第一至第四分子筛催化剂实施方案的每个中，分子筛优选具有铝硅酸盐骨架(例如分子筛是沸石)。每个前述三字母代码表示了根据“IUPAC Commission on ZeoliteNomenclature”和/或“Structure Commission of the International ZeoliteAssociation”的骨架类型。
分子筛典型的二氧化硅与氧化铝摩尔比(SAR)是10-200(例如10-40)，例如10-100，更优选15-80(例如15-30)。SAR通常与具有铝硅酸盐骨架(例如沸石)或硅-铝磷酸盐骨架，优选铝硅酸盐骨架(例如沸石)的分子有关。
已经发现，第一分子筛催化剂实施方案的分子筛催化剂具有有利的被动NOx吸附剂(PNA)活性。当废气温度相当低，例如在贫燃发动机启动后不久时，分子筛催化剂可以用于储存NOx。分子筛催化剂的NOx储存在低温(例如小于200℃)进行。在贫燃发动机预热时，废气温度增加，分子筛催化剂的温度也将增加。分子筛催化剂将在这些较高的温度(例如200℃或更高)释放吸附的NOx。
第二分子筛催化剂实施方案具有冷启动催化剂活性。这样的活性在冷启动期间会通过在相对低的废气温度(例如小于200℃)吸附NOx和烃(HC)而减少排放物。当分子筛催化剂的温度接近于或高于用于氧化NO和/或HC的其他催化剂组分或排放物控制装置的有效温度时，吸附的NOx和/或HC会被释放。
当第二或第三催化区域具有PNA活性时，则典型地第二或第三催化区域包含总负载量为1-250g ft-3，优选5-150g ft-3，更优选10-100g ft-3的贵金属。
具有LNT活性的催化区域
第二或第三催化区域可以具有LNT活性。在正常运行过程中，柴油机产生了具有“贫”组成的废气。LNT包含能够通过形成无机硝酸盐来从废气储存或捕集氮氧化物(NOx)的NOx储存组分。为了从NOx储存组分中的释放NOx，例如当NOx储存组分将要达到它的储存能力时，柴油机可以在富条件下运行来产生具有“富”组成的废气。在这些条件下，NOx储存组分的无机硝酸盐分解并且主要形成二氧化氮(NO2)和一些一氧化氮(NO)。LNT可以包含能够用废气中存在的烃(HC)、一氧化碳(CO)或氢气(H2)将释放的NOx催化还原成N2或NH3的铂族金属组分。
当第二或第三催化区域具有NOx储存活性(例如LNT活性)时，则第二或第三催化区域包含氮氧化物(NOx)储存材料，或者基本上由其组成。氮氧化物(NOx)储存材料包含载体材料上的氮氧化物(NOx)储存组分，或者基本上由其组成。优选的是第二催化区域进一步包含至少一种铂族金属(PGM)。至少一种铂族金属(PGM)可以通过下面所述的NOx处理材料来提供。
NOx储存材料包含载体材料上的NOx储存组分，或者基本上由其组成。
NOx储存组分典型地包含碱金属、碱土金属和/或稀土金属。NOx储存组分通常包含(i)碱金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物；(ii)碱土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物；和/或(iii)稀土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物，或者基本上由其组成。
当NOx储存组分包含碱金属(或其氧化物、碳酸盐或氢氧化物)时，则优选该碱金属选自钾(K)，钠(Na)，锂(Li)，铯(Cs)及其两种或更多种的组合。优选的是碱金属是钾(K)，钠(Na)或锂(Li)，更优选碱金属是钾(K)或钠(Na)，最优选碱金属是钾(K)。
当NOx储存组分包含碱土金属(或其氧化物、碳酸盐或氢氧化物)时，则优选该碱土金属选自镁(Mg)，钙(Ca)，锶(Sr)，钡(Ba)及其两种或更多种的组合。优选的是碱土金属是钙(Ca)，锶(Sr)或钡(Ba)，更优选锶(Sr)或钡(Ba)，和最优选碱土金属是钡(Ba)。
当NOx储存组分包含稀土金属(或其氧化物、碳酸盐或氢氧化物)时，则优选该稀土金属选自铈(Ce)，镧(La)，钇(Y)及其组合。更优选地，稀土金属是铈(Ce)。
典型地，NOx储存组分包含(i)稀土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物，和/或(ii)碱土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物，或者基本上由其组成。优选的是NOx储存组分包含碱土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物，或者基本上由其组成。
优选的是NOx储存组分包含钡(Ba)(例如钡(Ba)的氧化物、碳酸盐或氢氧化物)。更优选地，NOx储存组分包含钡(例如钡(Ba)的氧化物、碳酸盐或氢氧化物)和铈(例如铈(Ce)的氧化物、碳酸盐或氢氧化物，优选二氧化铈)。
典型地，NOx储存组分位于或负载于载体材料上。NOx储存组分可以直接位于或直接负载于载体材料上(例如在NOx储存组分和载体材料之间不存在插入的载体材料)。
载体材料通常包含铝的氧化物。典型地，载体材料包含氧化铝。氧化铝可以或可以不用掺杂剂来掺杂。
氧化铝可以用选自硅(Si)，镁(Mg)，钡(Ba)，镧(La)，铈(Ce)，钛(Ti)，锆(Zr)及其两种或更多种的组合的掺杂剂来掺杂。优选的是掺杂剂选自硅(Si)，镁(Mg)，钡(Ba)和铈(Ce)。更优选地，掺杂剂选自硅(Si)，镁(Mg)和钡(Ba)。甚至更优选地，掺杂剂是镁(Mg)。
当氧化铝是掺杂的时，则掺杂剂总量是氧化铝的0.25-5重量％，优选0.5-3重量％(例如约1重量％)。
通常，优选的是载体材料包含镁和铝的氧化物，或者基本上由其组成。镁和铝的氧化物可以包含铝酸镁(MgAl2O4[例如尖晶石])和/或氧化镁(MgO)和氧化铝(Al2O3)的混合氧化物，或者基本上由其组成。氧化镁和氧化铝的混合氧化物可以使用本领域已知的方法，例如使用US6217837或DE19503522A1所述的方法来制备。
氧化镁(MgO)和氧化铝(Al2O3)的混合氧化物典型地包含1.0-40.0重量％的氧化镁(基于混合氧化物的总重量计)，或者基本上由其组成，例如1.0-30.0重量％，优选5.0-28.0重量％(例如5.0-25.0重量％)，更优选10.0-25.0重量％的氧化镁。
氧化镁(MgO)和氧化铝(Al2O3)的混合氧化物典型地是氧化镁(MgO)和氧化铝(Al2O3)的均匀混合氧化物。均匀混合氧化物中，镁离子占据铝离子晶格中的位置。
通常，优选的是包含氧化镁(MgO)和氧化铝(Al2O3)的混合氧化物，或者基本上由其组成的载体材料。
NOx储存材料可以进一步包含铂族金属(PGM)。PGM可以选自铂，钯，铑及其任意两种或更多种的组合。优选地，PGM选自铂，钯和铂与钯的组合。
当NOx储存材料包含PGM时，则通常PGM位于或负载于载体材料上。PGM优选直接位于或直接负载于载体材料上(例如在PGM与载体材料之间不存在插入的载体材料)。
典型地，第二或第三催化区域进一步包含NOx处理材料。为了避免疑义，NOx处理材料不同于(例如组成不同于)NOx储存材料。NOx处理材料可以具有(a)NOx储存活性和/或NO氧化活性[例如在贫条件下]；和/或(b)NOx还原活性[例如在富条件下]。
NOx处理材料包含NOx处理组分，或者基本上由其组成。
典型地，NOx处理组分(NTC)包含载体材料。NOx处理组分(NTC)的载体材料在此称作NTC载体材料。
NTC载体材料包含二氧化铈或者二氧化铈的混合或复合氧化物，或者基本上由其组成，例如二氧化铈-氧化锆。
当NTC载体材料包含二氧化铈-氧化锆，或者基本上由其组成时，则二氧化铈-氧化锆可以基本上由20-95重量％的二氧化铈和5-80重量％的氧化锆(例如50-95重量％的二氧化铈和5-50重量％的氧化锆)组成，优选35-80重量％的二氧化铈和20-65重量％的氧化锆(例如55-80重量％的二氧化铈和20-45重量％的氧化锆)，甚至更优选45-75重量％的二氧化铈和25-55重量％的氧化锆。
通常，NOx处理组分可以包含铂族金属(PGM)和/或NOx储存组分。
NOx处理组分可以包含位于或负载于(例如直接位于或负载于)第一载体材料上的铂族金属(PGM)，或者基本上由其组成。PGM可以选自铂，钯，铑，铂与钯的组合，铂与铑的组合，钯与铑的组合，和铂、钯和铑的组合。优选的是PGM选自钯，铑和钯与铑的组合。
PGM(即NOx处理组分的PGM)可以是铑。PGM可以是钯。优选地，PGM是钯。
另外地或替代地，NOx处理组分可以包含位于或负载于(例如直接位于或负载于)NTC载体材料上的NOx储存组分，或者基本上由其组成。NOx储存组分通常包含(i)碱金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物；(ii)碱土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物；和/或(iii)稀土金属，优选非铈(Ce)的稀土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物，或者基本上由其组成。优选的是NOx储存组分包含碱土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物，或者基本上由其组成。碱土金属优选是钡(Ba)。
具有DOC活性的催化区域
第二或第三催化区域可以用于氧化柴油机产生的废气中的烃(HC)和/或一氧化氮(NO)(例如第二或第三催化区域是柴油氧化催化区域，或者具有柴油氧化催化剂(DOC)活性)。
当第二或第三催化区域用于氧化柴油机产生的废气中的烃(HC)和/或一氧化氮(NO)时，第二或第三催化区域包含铂(Pt)和载体材料。特别优选的是第二或第三催化区域包含铂(Pt)、锰(Mn)和载体材料，或者基本上由其组成。第二或第三催化区域用于氧化柴油机产生的废气中的烃(HC)和/或一氧化氮(NO)。
铂(Pt)典型地位于或负载于载体材料上。铂可以直接位于或直接负载于载体材料(例如在铂与载体材料之间不存在插入的载体材料)上。例如，铂可以分散在载体材料上。
第二或第三催化区域可以进一步包含钯，例如位于或负载于载体材料上的钯。当第二或第三催化区域包含钯时，则铂与钯的总重量比通常≥2:1(例如Pt:Pd是1:0-2:1)，更优选≥4:1(例如Pt:Pd是1:0-4:1)。
通常优选的是第二或第三催化区域基本上不含钯，特别是基本上不含位于或负载于载体材料上的钯(Pd)。更优选地，第二或第三催化区域不含钯，特别是位于或负载于载体材料上的钯。第二催化区域中钯的存在，特别是大量存在，可能损害NO氧化活性。钯的NO氧化活性在柴油氧化催化剂典型的使用条件下通常是差的。同样，存在的任何钯可以与存在的一些铂反应来形成合金。这也会损害第二催化区域的NO氧化活性，因为铂-钯合金对于NO氧化的活性不如铂本身。
通常，第二或第三催化区域包含铂(Pt)作为唯一的铂族金属。第二或第三催化区域优选不含一种或多种其他铂族金属，例如钌(Ru)，铑(Rh)，钯(Pd)，锇(Os)和/或铱(Ir)。
第二或第三催化区域典型的铂的总负载量是5-300g ft-3。优选的是第二或第三催化区域的铂总负载量是10-250g ft-3(例如75-175g ft-3)，更优选15-200g ft-3(例如50-150g ft-3)，仍然更优选20-150g ft-3。
优选的是第二或第三催化区域的主要功能是将一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)。但是，可以理解在氧化催化剂的一些实施方案中，第二或第三催化区域在使用过程中也将氧化一些烃(HC)。
第二或第三催化区域还可以包含锰(Mn)。锰可以以单质形式或作为氧化物存在。第二或第三催化区域典型地包含锰或其氧化物。
锰(Mn)典型地位于或负载于载体材料上。锰(Mn)可以直接位于或直接负载于载体材料(例如在Mn和载体材料之间不存在插入的载体材料)上。
第二或第三催化区域典型的锰(Mn)的总负载量是5-500g ft-3。优选的是第二或第三催化区域的锰(Mn)的总负载量是10-250g ft-3(例如75-175g ft-3)，更优选15-200g ft-3(例如50-150g ft-3)，仍然更优选20-150g ft-3。
典型地，第二或第三催化区域包含Mn:Pt的重量比≤5:1，更优选<5:1。
通常，第二或第三催化区域包含Mn:Pt的重量比≥0.2:1(例如≥0.5:1)，更优选>0.2:1(例如>0.5:1)。
第二或第三催化区域可以包含锰(Mn)与铂的总重量比是5:1-0.2:1，例如5:1-0.5:1(例如5:1-2:3或5:1-1:2)，优选4.5:1-1:1(例如4:1-1.1:1)，更优选4:1-1.5:1。Mn:Pt的重量比在获得有利的NO氧化活性中是重要的。
典型地，载体材料包含难熔氧化物，或者基本上由其组成。难熔氧化物典型地选自氧化铝，二氧化硅，二氧化钛，氧化锆，二氧化铈及其混合或复合氧化物，例如其两种或更多种的混合或复合氧化物。例如，难熔氧化物可以选自氧化铝，二氧化硅，二氧化钛，氧化锆，二氧化铈，二氧化硅-氧化铝，二氧化钛-氧化铝，氧化锆-氧化铝，二氧化铈-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，二氧化铈-氧化锆和氧化铝-氧化镁。
载体材料或其难熔氧化物可以任选地掺杂(例如用掺杂剂)。掺杂剂可以选自锆(Zr)，钛(Ti)，硅(Si)，钇(Y)，镧(La)，镨(Pr)，钐(Sm)，钕(Nd)及其氧化物。
当载体材料或其难熔氧化物是掺杂的时，则掺杂剂的总量是0.25-5重量％，优选0.5-3重量％(例如约1重量％)。
载体材料或其难熔氧化物可以包含用掺杂剂掺杂的氧化铝，或者基本上由其组成。特别优选的是载体材料或其难熔氧化物包含用掺杂剂掺杂的氧化铝，或者基本上由其组成。已经发现，锰(Mn)、铂(Pt)和掺杂的氧化铝载体材料，特别是用二氧化硅掺杂的氧化铝载体材料的组合，提供了优异的NO氧化活性，并且可以在整个寿命期间稳定氧化催化剂的NO氧化活性。
氧化铝可以用包含硅(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剂来掺杂。掺杂剂可以包含硅的氧化物，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，或者基本上由其组成。优选地，掺杂剂包含硅，镁，钡，铈或其氧化物，或者基本上由其组成；特别是硅，铈或其氧化物。更优选地，掺杂剂包含硅，镁，钡或其氧化物，或者基本上由其组成；特别是硅，镁或其氧化物；特别是硅或其氧化物。
用掺杂剂掺杂的氧化铝的例子包括用二氧化硅掺杂的氧化铝，用氧化镁掺杂的氧化铝，用钡或氧化钡掺杂的氧化铝，用氧化镧掺杂的氧化铝或者用二氧化铈掺杂的氧化铝，特别是用二氧化硅掺杂的氧化铝，用氧化镧掺杂的氧化铝或者用二氧化铈掺杂的氧化铝。优选的是用掺杂剂掺杂的氧化铝是用二氧化硅掺杂的氧化铝，用钡或氧化钡掺杂的氧化铝或者用氧化镁掺杂的氧化铝。更优选地，用掺杂剂掺杂的氧化铝是用二氧化硅掺杂的氧化铝或者用氧化镁掺杂的氧化铝。甚至更优选地，用掺杂剂掺杂的氧化铝是用二氧化硅掺杂的氧化铝。
当氧化铝是用二氧化硅掺杂的氧化铝时，则氧化铝用总量为0.5-45重量％(即氧化铝的重量％)，优选1-40重量％，更优选1.5-30重量％(例如1.5-10重量％)，特别是2.5-25重量％，更特别是3.5-20重量％(例如5-20重量％)，甚至更优选4.5-15重量％的二氧化硅来掺杂。
当氧化铝是用氧化镁掺杂的氧化铝时，则氧化铝用上述的量或1-30重量％(即氧化铝的重量％)，优选5-25重量％的量的镁来掺杂。
优选的是载体材料或其难熔氧化物没有用包含锰或者基本上由其组成的掺杂剂来掺杂。因此，载体材料或其难熔氧化物没有用促进剂来促进，例如选自锡，锰，铟，第VIII族金属(例如Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir和Pt，特别是Ir)及其组合的促进剂。
通常，当载体材料或其难熔氧化物包含氧化铝的混合或复合氧化物(例如二氧化硅-氧化铝，氧化铝-氧化镁或氧化铝和二氧化铈的混合物)，或者基本上由其组成时，则优选氧化铝的混合或复合氧化物包含至少50-99重量％的氧化铝，更优选70-95重量％的氧化铝，甚至更优选75-90重量％的氧化铝。
当载体材料或其难熔氧化物包含二氧化铈-氧化锆，或者基本上由其组成时，则二氧化铈-氧化锆可以基本上由20-95重量％的二氧化铈和5-80重量％的氧化锆组成(例如50-95重量％的二氧化铈和5-50重量％的氧化锆)，优选35-80重量％的二氧化铈和20-65重量％的氧化锆(例如55-80重量％的二氧化铈和20-45重量％的氧化锆)，甚至更优选45-75重量％的二氧化铈和25-55重量％的氧化锆。
典型地，第二或第三催化区域包含量为0.1-4.5g in-3(例如0.25-4.0g in-3)，优选0.5-3.0g in-3，更优选0.6-2.5g in-3(例如0.75-1.5g in-3)的载体材料。
在一些应用中，通常会优选的是第二或第三催化区域基本上不含烃吸附剂材料，特别是沸石。因此，第二或第三催化区域可以不含烃吸附剂材料。
第二或第三催化区域典型地不含铟和/或铱。更优选地，第二或第三催化区域不含铟、铱和/或镁。
可以优选的是第二或第三催化区域不含氧化铈或其混合或复合氧化物，例如(i)氧化铈和氧化铝的混合或复合氧化物，和/或(ii)氧化铈和氧化锆的混合或复合氧化物。
另外地或替代地，第二或第三催化区域可以基本上不含铑、碱金属和/或碱土金属，特别是位于或负载于载体材料上的碱金属和/或碱土金属。因此，第二或第三催化区域可以不含铑、碱金属和/或碱土金属，特别是位于或负载于载体材料上的碱金属和/或碱土金属。
基材
本发明的氧化催化剂包含基材。基材典型地具有入口端和出口端。
通常，基材具有多个通道(例如用于废气流通)。通常，基材是陶瓷材料或金属材料。
优选的是基材由堇青石(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。
典型地，基材是整料(在此也称作基材整料)。这样的整料是本领域公知的。
基材整料可以是流通式整料。可选地，基材可以是过滤式整料。
流通式整料典型地包含蜂窝体整料(例如金属或陶瓷蜂窝体整料)，其具有多个延伸过其中的通道，每个通道在入口端和出口端开口。
过滤式整料通常包含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)开口并且在下游端(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开口，和其中每个入口通道通过多孔结构与出口通道隔开。
当整料是过滤式整料时，优选的是过滤式整料是壁流式过滤器。在壁流式过滤器中，每个入口通道通过多孔结构的壁与出口通道交替隔开，反之亦然。优选的是入口通道和出口通道以蜂窝结构来排列。当存在蜂窝体结构时，优选的是与入口通道垂直和侧向相邻的通道在上游端堵塞，反之亦然(即与出口通道垂直和侧向相邻的通道在下游端堵塞)。当从任一端观察时，交替堵塞和开口的通道端呈现棋盘外观。
原则上，基材可以是任何形状或尺寸。但是，基材的形状和尺寸通常经选择来优化催化剂中的催化活性材料向废气的暴露。基材可以例如具有管状、纤维或粒状形式。合适的负载基材的例子包括整料蜂窝体堇青石类型的基材，整料蜂窝体SiC类型的基材，分层纤维或编织织物类型的基材，发泡体类型的基材，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。
排气系统
本发明还提供一种排气系统，其包含氧化催化剂和排放物控制装置。排放物控制装置的例子包括柴油颗粒过滤器(DPF)，贫NOx阱(LNT)，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)，催化型烟灰过滤器(CSF)，选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂，氨泄漏催化剂(ASC)及其两种或更多种的组合。这样的排放物控制装置全部是本领域公知的。
一些前述排放物控制装置具有过滤式基材。具有过滤式基材的排放物控制装置可以选自柴油颗粒过滤器(DPF)，催化型烟灰过滤器(CSF)和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。
优选的是排气系统包含选自以下的排放物控制装置：贫NOx阱(LNT)，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，催化型烟灰过滤器(CSF)，选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂及其两种或更多种的组合。更优选地，排放物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，催化型烟灰过滤器(CSF)，选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂及其两种或更多种的组合。甚至更优选地，排放物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含SCR催化剂或SCRFTM催化剂时，则排气系统可以进一步包含注射器，用于将含氮还原剂例如氨，或者氨前体，例如尿素或甲酸铵，优选尿素，注入到氧化催化剂下游和SCR催化剂或SCRFTM催化剂上游的废气中。这样的注射器可以流动连接到含氮还原剂前体源(例如槽)上。将前体用阀控制加料到废气中可以通过合适地编程的发动机管理装置和由监控废气组成的传感器提供的闭路或开路反馈来调控。氨也可以通过加热氨基甲酸铵(固体)来产生，并且产生的氨可以注入废气中。
对于注射器而言替代地或另外地，氨可以原位产生(例如在位于SCR催化剂或SCRFTM催化剂上游的LNT富再生过程中)。因此，排气系统可以进一步包含发动机管理装置，用于使废气富含烃。
SCR催化剂或SCRFTM催化剂可以包含选自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，其中该金属负载在难熔氧化物或分子筛上。该金属优选选自Ce，Fe，Cu及其任意两种或更多种的组合，更优选该金属是Fe或Cu。
用于SCR催化剂或SCRFTM催化剂的难熔氧化物可以选自Al2O3，TiO2，CeO2，SiO2，ZrO2和含有其两种或更多种的混合氧化物。非沸石催化剂还可以包括钨氧化物(例如V2O5/WO3/TiO2，WOx/CeZrO2，WOx/ZrO2或Fe/WOx/ZrO2)。
当SCR催化剂、SCRFTM催化剂或其载体涂层(washcoat)包含至少一种分子筛例如铝硅酸盐沸石或SAPO时，则它是特别优选的。至少一种分子筛可以是小孔、中孔或大孔分子筛。“小孔分子筛”在此表示含有8个最大环尺寸的分子筛，例如CHA；“中孔分子筛”在此表示含有10个最大环尺寸的分子筛，例如ZSM-5；和“大孔分子筛”在此表示具有12个最大环尺寸的分子筛，例如β分子筛。小孔分子筛对于用于SCR催化剂来说是潜在有利的。
在本发明的排气系统中，用于SCR催化剂或SCRFTM催化剂的优选分子筛是合成铝硅酸盐沸石分子筛，其选自AEI，ZSM-5，ZSM-20，ERI(包括ZSM-34)，丝光沸石，镁碱沸石，BEA(包括Beta)，Y，CHA，LEV(包括Nu-3)，MCM-22和EU-1，优选AEI或CHA，和二氧化硅与氧化铝之比是约10-约50，例如约15-约40。
在第一排气系统实施方案中，排气系统包含本发明的氧化催化剂和催化型烟灰过滤器(CSF)。氧化催化剂可以包含具有PNA、LNT和/或DOC活性的第二催化区域。氧化催化剂典型地随后是催化型烟灰过滤器(CSF)(例如在其上游)。因此，例如氧化催化剂的出口连接到催化型烟灰过滤器的入口。
第二排气系统实施方案涉及一种排气系统，其包含本发明的氧化催化剂、催化型烟灰过滤器(CSF)和选择性催化还原(SCR)催化剂。氧化催化剂可以包含具有PNA、LNT和/或DOC活性的第二催化区域。这样的排列是用于重型柴油机车辆的优选排气系统。
氧化催化剂典型地随后是催化型烟灰过滤器(CSF)(例如在其上游)。催化型烟灰过滤器典型地随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催化型烟灰过滤器(CSF)与选择性催化还原(SCR)催化剂之间。因此，催化型烟灰过滤器(CSF)可以随后是含氮还原剂注射器(例如在其上游)，含氮还原剂注射器可以随后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。
在第三排气系统实施方案中，排气系统包含本发明的氧化催化剂，选择性催化还原(SCR)催化剂和催化型烟灰过滤器(CSF)或柴油颗粒过滤器(DPF)。氧化催化剂可以包含具有PNA、LNT和/或DOC活性的第二催化区域。
在第三排气系统实施方案中，本发明的氧化催化剂典型地随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，氧化催化剂可以随后是含氮还原剂注射器(例如在其上游)，含氮还原剂注射器可以随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)催化剂随后是催化型烟灰过滤器(CSF)或柴油颗粒过滤器(DPF)(例如在其上游)。
第四排气系统实施方案包含本发明的氧化催化剂和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。本发明的氧化催化剂典型地随后是选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂(例如在其上游)。氧化催化剂可以包含具有PNA、LNT和/或DOC活性的第二催化区域。
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，氧化催化剂可以随后是含氮还原剂注射器(例如在其上游)，含氮还原剂注射器可以随后是选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂(例如在其上游)。
当排气系统包含选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂时，例如在上文所述的第二至第四排气系统实施方案中，ASC可以位于SCR催化剂或SCRFTM催化剂下游(即作为单独的基材整料)，或者更优选包含SCR催化剂的基材整料的下游或尾端上的区间可以用作ASC的载体。
通常，本发明的排气系统可以包含烃供给设备(例如用于产生富废气)，特别是当氧化催化剂的第二催化区域具有LNT活性时。烃供给设备可以位于本发明催化剂的上游。烃供给设备典型地位于柴油机的排气出口下游。
烃供给设备可以电连接到发动机管理系统，其经配置来将烃注入废气中来从催化剂释放NOx(例如储存的NOx)。
烃供给设备可以是注射器。烃供给设备或注射器适于将燃料注入废气中。
对于烃供给设备而言替代地或另外地，柴油机可以包含发动机管理系统(例如发动机控制单元[ECU])。发动机管理系统经配置来缸内(in-cylinder)注入烃(例如燃料)，用于从催化剂释放NOx(例如储存的NOx)。
通常，发动机管理系统连接到排气系统中的传感器，其监控催化剂的状态。这样的传感器可以位于催化剂下游。传感器可以监控催化剂出口处废气的NOx组成。
通常，该烃是燃料，优选柴油燃料。
车辆
本发明的另一方面涉及一种车辆。该车辆包含柴油机。该柴油机连接到本发明的排气系统。
优选的是柴油机经配置或适配于用燃料，优选柴油机燃料来运行，包含≤50ppm的硫，更优选≤15ppm的硫，例如≤10ppm的硫，甚至更优选≤5ppm的硫。
车辆可以是轻型柴油机车辆(LDV)，例如美国或欧洲法律定义的。轻型柴油机车辆典型的重量<2840kg，更优选地重量<2610kg。
在美国，轻型柴油机车辆(LDV)指的是总重≤8,500磅(US lbs)的柴油车辆。在欧洲，术语轻型柴油机车辆(LDV)指的是(i)客车，其除了驾驶员座位之外，包含不大于8个座位，并且最大质量不超过5吨，和(ii)载货车辆，其最大质量不超过12吨。
可选地，车辆可以是重型柴油机车辆(HDV)，例如总重>8,500磅(US lbs)的柴油机车辆，如美国法律定义的。
定义
作为本文使用的，术语“区域”指的是基材上的面积，典型地获自载体涂层的干燥和/或煅烧。“区域”可以例如作为“层”或“区间”位于或负载于基材上。基材上的面积或布置通常在将载体涂层施涂到基材的方法过程中受到控制。“区域”典型地具有明显的边界或边缘(即可以使用常规分析技术将一个区域与另一区域进行区分)。
典型地，“区域”具有基本上均匀的长度。在本文上下文中，提及“基本上均匀的长度”指的是与它的平均值的偏差(例如最大和最小长度之间的差值)不大于10％的长度，优选偏差不大于5％，更优选偏差不大于1％。
优选的是每个“区域”具有基本上均匀的组成(即当区域的一部分与该区域的另一部分相比时，在载体涂层的组成上不存在明显的差异)。在本文上下文中，基本上均匀的组成指的是当区域的一部分与该区域的另一部分相比时组成相差为5％或更小，通常2.5％或更小，最通常1％或更小的材料(例如区域)。
作为本文使用的，术语“区间”指的是长度小于基材的总长度的区域，例如≤基材的总长度的75％。“区间”典型的长度(即基本上均匀的长度)是基材的总长度的至少5％(例如≥5％)。
基材的总长度是它的入口端和它的出口端(例如基材的相对端)之间的距离。
作为本文使用的，任何提及“位于基材的入口端的区间”指的是位于或负载于基材的区间，其中与该区间到基材的出口端相比，该区间更接近于基材的入口端。因此，与区间的中点到基材的出口端相比，该中点(即在它长度的一半)更接近于基材的入口端。类似地，作为本文使用的，任何提及“位于基材的出口端的区间”指的是位于或负载于基材的区间，其中与该区间到基材的入口端相比，该区间更接近于基材的出口端。因此，与区间的中点到基材的入口端相比，该中点(即在它长度的一半)更接近于基材的出口端。
当基材是壁流式过滤器时，则通常任何提及“位于基材的入口端的区间”指的是位于或负载于基材上的区间，其：
(a)与该区间到基材的入口通道的封闭端(例如闭塞或堵塞的端)相比，更接近于该入口通道的入口端(例如开口的端)，和/或
(b)与该区间到基材的出口通道的出口端(例如开口的端)相比，更接近于该出口通道的封闭端(例如闭塞或堵塞的端)。
因此，区间的中点(即它长度的一半)是(a)与该中点到基材的入口通道的封闭端相比，更接近于该入口通道的入口端，和/或(b)与该中点到基材的出口通道的出口端相比，更接近于该出口通道的封闭端。
类似地，任何提及“位于基材的出口端的区间”指的是当基材是壁流式过滤器时指的是位于或负载于基材上的区间，其：
(a)与该区间到基材的入口通道的封闭端(例如闭塞或堵塞的端)相比，更接近于该出口通道的出口端(例如开口的端)，和/或
(b)与它到基材的入口通道的入口端(例如开口的端)相比，更接近于该入口通道的封闭端(例如闭塞或堵塞的端)。
因此，区间的中点(即它长度的一半)是(a)与该中点到基材的出口通道的封闭端相比，更接近于该出口通道的出口端，和/或(b)与该中点到基材的入口通道的入口端相比，更接近于该入口通道的封闭端。
当载体涂层存在于壁流式过滤器的壁中(即区间的壁内的)时，区间可以满足(a)和(b)二者。
作为本文使用的，特别是在NOx吸附剂的上下文中使用的，术语“吸附剂”不应当解释为局限于仅依靠吸附来储存或捕集化学实体(例如NOx)。本文所用的术语“吸附剂”与“吸附剂”同义。
作为本文使用的，术语“混合氧化物”通常指的是单个相中的氧化物的混合物，如本领域公知的。作为本文使用的，术语“复合氧化物”通常指的是具有多于一相的氧化物的组合物，如本领域公知的。
作为本文使用的，首字母缩写词“PGM”指的是“铂族金属”。
作为本文使用的，表述“基本上由……组成”限制了特征的范围来包括规定的材料，和没有实质性影响该特征的基本特性的任何其他材料或步骤，例如少量杂质。表述“基本上由……组成”囊括表述“由……组成”。
作为本文使用的，涉及材料的表述“基本上不含”，典型地在载体涂层区域、载体涂层或载体涂层区间的内容的上下文中，表示该材料为少量，例如≤5重量％，优选≤2重量％，更优选≤1重量％。表述“基本上不含”囊括表述“不含”。
作为本文提及数字范围的端点使用的，表述“约”包括所述数字范围的精确端点。因此，例如将参数定义为至多“约0.2”的表述包括至多0.2和包括0.2的参数。
作为本文使用的，任何提及掺杂剂的量，特别是总量，表述为重量％，指的是载体材料或其难熔氧化物的重量。
作为本文使用的，术语“选择性催化还原过滤器催化剂”包括选择性催化还原配制物，其已经涂覆到柴油颗粒过滤器(SCR-DPF)上，其是本领域已知的。
实施例
现在将通过以下非限定性实施例来说明本发明。
实施例1
将硝酸铁溶解在水中，并且使用初始润湿方法浸渍到氧化铝粉末上。将材料在105℃干燥，然后在500℃煅烧。将经煅烧的粉末通过初始润湿方法来用硝酸铂和硝酸钯溶液共浸渍。将材料在105℃干燥，然后在500℃煅烧。最终催化剂粉末的PGM负载量是2.5wt％，并且Pt:Pd重量比是10:1。Fe负载量是5wt％。
实施例2
将硝酸铁溶解在水中，并且使用初始润湿方法浸渍到氧化铝粉末上。将材料在105℃干燥，然后在500℃煅烧。将经煅烧的粉末通过初始润湿方法来用硝酸铂和硝酸钯溶液共浸渍。将材料在105℃干燥，然后在500℃煅烧。最终催化剂粉末的PGM负载量是2.5wt％，并且Pt:Pd重量比是4:1。Fe负载量是5wt％。
实施例3(参照)
将氧化铝粉末通过初始润湿方法来用硝酸铂和硝酸钯溶液共浸渍。将材料在105℃干燥，然后在500℃煅烧。最终催化剂粉末的PGM负载量是2.5wt％，并且Pt:Pd重量比是10:1。
实施例4(参照)
将氧化铝粉末通过初始润湿方法来用硝酸铂和硝酸钯溶液共浸渍。将材料在105℃干燥，然后在500℃煅烧。最终催化剂粉末的PGM负载量是2.5wt％，并且Pt:Pd重量比是4:1。
实验结果
将实施例1-4的催化剂使用10％水在750℃烘箱中水热老化15小时。催化活性使用合成气实验台催化活性测试(SCAT)来测定。将0.4g的尺寸分数255-350微米的老化的催化剂粉末在表1所示的模拟废气混合物来测试。在每个情况中，余量是氮气。用于CO和HC的氧化活性通过起燃温度来测定，由此实现50％的转化率(T50)。SCAT结果显示在表2中。
表1
CO 1500ppm
HC(作为C<sub>1</sub>) 480ppm
NO 150ppm
CO<sub>2</sub> 5％
H<sub>2</sub>O 5％
O<sub>2</sub> 14％
气时空速 28000ml/h/ml
表2
表2显示了实施例1-4的CO和HC T50起燃温度。实施例1和2的起燃温度分别低于实施例3和4。不存在Fe时，实施例3和4的结果显示比率4:1的Pt:Pd对CO和HC的T50起燃温度低于比率10:1的Pt:Pd。但是，当实施例2与实施例1比较时，可以看到当Pt:Pd的比率从10:1下降到4:1时，Fe的促进效应减小。
为了避免任何疑义，本文所引用的任何和全部文献的整个内容通过参考引入本文。

Claims (36)

1.用于处理柴油机产生的废气的氧化催化剂，其包含催化区域和基材，其中该催化区域包含催化材料，该催化材料包含：
铁(Fe)或其氧化物；
铂族金属(PGM)，其选自(i)铂(Pt)，(ii)钯(Pd)，和(iii)铂(Pt)与钯(Pd)；和
载体材料，其是包含氧化铝的难熔氧化物；
其中该铂族金属(PGM)和该铁(Fe)或其氧化物每个负载于该载体材料上。
2.根据权利要求1所述的氧化催化剂，其中该难熔氧化物是包含氧化铝的混合或复合氧化物，其选自二氧化硅-氧化铝、二氧化铈-氧化铝、二氧化钛-氧化铝、氧化锆-氧化铝和氧化铝-氧化镁。
3.根据权利要求1所述的氧化催化剂，其中该难熔氧化物是氧化铝。
4.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中该难熔氧化物是粒状难熔氧化物，和铁或其氧化物分散在该粒状难熔氧化物的表面上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中该铁的中值粒度≥10nm。
6.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中该催化区域包含量为0.1-15.0重量％的铁。
7.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中该催化区域具有总负载量为1-500g ft-3的铁。
8.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中该铂族金属(PGM)是铂(Pt)。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的氧化催化剂，其中该铂族金属(PGM)是铂(Pt)和钯(Pd)，和优选铂与钯的重量比≥10:1。
10.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中该催化材料包含的铂族金属(PGM)与铁(Fe)的重量比是10:1-1:10。
11.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中该催化区域进一步包含烃吸附剂材料，优选该烃吸附剂材料是沸石。
12.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中该催化区域位于该基材上。
13.根据权利要求1-11中任一项所述的氧化催化剂，其中该催化区域是第一催化区域，和该氧化催化剂进一步包含第二催化区域。
14.根据权利要求13所述的氧化催化剂，其中第一催化区域是第一催化层，和第二催化区域是第二催化层，并且第一催化层位于第二催化层上。
15.根据权利要求13所述的氧化催化剂，其中第一催化区域是第一催化层，和第二催化区域是第二催化层，并且第二催化层位于第一催化层上。
16.根据权利要求13所述的氧化催化剂，其中第一催化区域是第一催化区间，和第二催化区域是第二催化区间，和其中第一催化区间位于第二催化区间上游。
17.根据权利要求13所述的氧化催化剂，其中第一催化区域是第一催化区间，和第二催化区域是第二催化区间，并且第二催化区间位于第一催化区间上游。
18.根据权利要求13所述的氧化催化剂，其中第一催化区域位于第二催化区域上。
19.根据权利要求18所述的氧化催化剂，其中第二催化区域是第二催化层，和第一催化区域是第一催化区间，和其中第一催化区间的整个长度位于第二催化层上。
20.根据权利要求18所述的氧化催化剂，其中第二催化区域是第二催化区间，和第一催化区域是第一催化区间或第一催化层，和其中第一催化区间或第一催化层位于第二催化区间上。
21.根据权利要求13所述的氧化催化剂，其中第二催化区域位于第一催化区域上。
22.根据权利要求21所述的氧化催化剂，其中第一催化区域是第一催化层，和第二催化区域是第二催化区间，和其中第二催化区间的整个长度位于第一催化层上。
23.根据权利要求21所述的氧化催化剂，其中第一催化区域是第一催化区间，和第二催化区域是第二催化区间或第二催化层，和其中第二催化区间或第二催化层位于第一催化区间上。
24.根据权利要求13-22中任一项所述的氧化催化剂，其中第二催化区域、层或区间具有PNA活性和优选包含分子筛催化剂，该分子筛催化剂包含贵金属和分子筛，其中该分子筛含有该贵金属。
25.根据权利要求13-23中任一项所述的氧化催化剂，其中第二催化区域、层或区间具有LNT活性和优选包含氮氧化物(NOx)储存材料。
26.根据权利要求13-23中任一项所述的氧化催化剂，其中第二催化区域、层或区间具有DOC活性和优选包含铂(Pt)、锰(Mn)和载体材料。
27.根据权利要求13-26中任一项的氧化催化剂，其进一步包含第三催化区域，其中第三催化区域是第三催化层。
28.根据权利要求27所述的氧化催化剂，其中第一催化区域、层或区间位于第三催化层上。
29.根据权利要求27或28所述的氧化催化剂，其中第二催化区域、层或区间位于第三催化层上。
30.根据权利要求27-29中任一项所述的氧化催化剂，其中第三催化区域、层或区间具有PNA活性和优选包含分子筛催化剂，该分子筛催化剂包含贵金属和分子筛，其中该分子筛含有该贵金属。
31.根据权利要求27-29中任一项所述的氧化催化剂，其中第三催化区域、层或区间具有LNT活性和优选包含氮氧化物(NOx)储存材料。
32.根据权利要求27-29中任一项所述的氧化催化剂，其中第三催化区域、层或区间具有DOC活性和优选包含铂(Pt)、锰(Mn)和载体材料。
33.根据前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，其中该基材是流通式整料或过滤式整料。
34.用于处理柴油机产生的废气的排气系统，其中该排气系统包含前述权利要求中任一项所述的氧化催化剂，和任选的排放物控制装置。
35.车辆，其包含柴油机和根据权利要求1-33中任一项所述的氧化催化剂或根据权利要求34所述的排气系统。
36.处理柴油机产生的废气的方法，其中该方法包括使柴油机产生的废气经过包含根据权利要求1-33中任一项所述的氧化催化剂的排气系统或者经过根据权利要求34所述的排气系统的步骤。
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