CN112969534A - 用于减少NOx的添加铜捕集组分的催化组合物 - Google Patents

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Abstract

本公开提供用于NOx转化的催化剂组合物和包含此类催化剂组合物的壁流式过滤器基底。某些催化剂组合物包括沸石，所述沸石具有足够的Cu交换至其阳离子位点中以提供0.1至0.5的Cu/Al比和1至15wt.％的CuO负载量；以及铜捕集组分(例如，氧化铝)，所述铜捕集组分包括浓度为约1至20wt.％的D90粒度为约0.5至20微米的多个颗粒。所述沸石和所述铜捕集组分可以在相同的载体涂料层中或可以在不同的载体涂料层中(使得所述铜捕集组分用作所述壁流式过滤器基底上的“预涂层”)。

Description

用于减少NOX的添加铜捕集组分的催化组合物
技术领域
本发明涉及其中添加了能够捕集移动铜的载体涂料组分的含沸石的SCR催化剂组合物、用于稀薄排放控制应用的此类催化剂组合物的制备和使用方法，以及使用此类催化剂组合物的催化剂制品和系统。
背景技术
随着时间的推移，氮氧化物(NOx)的有害组分造成了大气污染。如来自内燃机(例如，汽车和卡车中)、燃烧装置(例如，由天然气、石油或煤加热的发电站)和硝酸生产设备的废气中含有NOx。
已经使用各种处理方法来处理含NOx的气体混合物以减少大气污染。一种处理涉及氮氧化物的催化还原。有两种过程：(1)非选择性还原过程，其中一氧化碳、氢或较低分子量烃用作还原剂；和(2)选择性还原过程，其中氨或氨前体用作还原剂。在选择性还原过程中，用少量化学计量的还原剂可以实现高度的氮氧化物去除。
选择性还原过程被称为SCR(选择性催化还原)过程。SCR过程使用还原剂(例如，氨)在过量氧气存在的情况下催化还原氮氧化物，从而导致主要形成氮气和蒸汽：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(标准SCR反应)
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(缓慢SCR反应)
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O(快速SCR反应)
理想地，SCR过程中使用的催化剂应该能够在水热条件下在宽范围的使用温度条件(例如200℃至600℃或更高温度)下保持良好的催化活性。排气排放控制应用中使用的SCR催化剂在烟灰过滤器(用于去除颗粒的废气处理系统的组件)的再生期间暴露于高温水热条件。
分子筛(如沸石)已用于在氧气存在的情况下用还原剂(如氨、尿素或烃)选择性催化还原(SCR)氮氧化物。沸石是具有均匀孔径的结晶材料，取决于沸石的类型和沸石晶格中包括的阳离子的类型和量，其直径在约3至约10埃的范围内。最近研究了具有8环孔开口和双六环二级构造单元的沸石，特别是那些具有笼状结构的沸石，用作SCR催化剂。具有这些特性的特殊类型的沸石是菱沸石(CHA)，所述菱沸石是具有可通过其3维多孔性进入的8元环孔开口的小孔沸石(约3.8埃)。笼状结构是由4个环连接的双六环构造单元形成的。
已知用于用氨选择性催化还原氮氧化物的金属促进的沸石催化剂，其中包括铁促进的和铜促进的沸石催化剂。例如，铁促进的β沸石是用氨选择性还原氮氧化物的有效商业催化剂，例如，如美国专利第4,961,917号所述。一直需要改进催化剂的性能，因此，提供具有改进的低温和/或高温性能的SCR催化剂(特别是过滤器基底上的SCR催化剂，即，SCRoF)将是有益的。
发明内容
本公开提供包含铜捕集组分(例如，氧化铝)和一种或多种沸石(例如，一种或多种金属促进的沸石)的催化剂组合物。本公开进一步提供催化制品和包含此类催化制品的系统，其中催化制品包含安置在基底(例如，过滤器基底(提供过滤器上的选择性催化还原催化剂，即SCRoF))上的参考催化剂组合物。有利地，在一些此类实施例中，催化剂组合物(以及相关联的制品和系统)可以表现出有益的性质，如相对于不添加铜捕集组分的可比催化剂组合物而言改进的NOx转化率。尽管不希望受到理论的限制，但据信氧化铝的添加可能导致所得催化剂组合物的微孔率的改变。此类微孔率可以例如通过催化剂组合物的沸石表面积(ZSA)来描述。给定催化剂组合物的具体微孔率，特别是煅烧和老化形式的催化剂组合物的微孔率可能影响该组合物的活性。有利地，在各种实施例中，所公开的组合物在老化时表现出相对较低的SCR活性损失。
在一个方面，本公开提供催化剂制品，其包含：壁流式过滤器基底；和涂覆在壁流式过滤器基底上的催化剂组合物，其中催化剂组合物包含：沸石，所述沸石具有足够的Cu交换至沸石的阳离子位点中，使得沸石具有0.1至0.5的Cu/Al比和1至15wt.％的CuO负载量；和铜捕集组分，所述铜捕集组分的量为按Cu交换沸石的重量计约1至约20wt.％；其中铜捕集组分包含D90粒度为约0.5至20微米的多个颗粒。
在一些实施例中，催化剂组合物为包含沸石的第一载体涂料和包含铜捕集组分的第二载体涂料的形式，其中第二载体涂料直接安置在壁流式过滤器基底的至少一部分上，并且第一载体涂料直接安置在第二载体涂料的至少一部分上。在一些实施例中，催化剂组合物为包含沸石和铜捕集组分的物理共混物的载体涂料的形式，并且载体涂料直接安置在壁流式过滤器基底的至少一部分上。在进一步的此类实施例中，第一载体涂料进一步包含第二铜捕集组分，其中第二铜捕集组分可以与第二载体涂料中的铜捕集组分相同或不同。
此类催化剂制品可在低温和/或高温下表现出增强的活性。例如，在一些实施例中，与不包含铜捕集组分的催化剂组合物相比，所公开的催化剂制品在200℃下表现出增强的NOx转化率。在一些实施例中，与不包含铜捕集组分的催化剂组合物相比，所公开的催化剂制品在600℃下表现出增强的NOx转化率。
铜捕集组分的组成和形式可以变化。在一些实施例中，包含选自由氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化铌、氧化钼和其组合组成的组的材料。在特定实施例中，铜捕集组分包含氧化铝。此类氧化铝可以选自例如由勃姆石、γ-氧化铝、二氧化硅-氧化铝、稳定的氧化铝和其组合组成的组。在一个特定实施例中，铜捕集组分包含γ-氧化铝。在一些实施例中，铜捕集组分包含D90粒度为约0.5至5微米的多个颗粒。在一些实施例中，铜捕集组分包含D90粒度为约0.5至3微米的多个颗粒。
所公开的组合物中沸石的组成和形式也可以变化。在一些实施例中，沸石具有约0.01至约5微米的平均粒度。在各种实施例中，沸石可以具有选自由以下组成的组的“8环”骨架结构：AEI、AFT、AFV、AFX、AVL、CHA、DDR、EAB、EEI、ERI、IFY、IRN、KFI、LEV、LTA、LTN、MER、MWF、NPT、PAU、RHO、RTE、RTH、SAS、SAT、SAV、SFW、TSC、UFI和其组合和共生体。在特定实施例中，沸石具有选自AEI、AFT、CHA、LTA和其组合和共生体的骨架结构。在一个特定实施例中，沸石具有CHA骨架结构。在其它实施例中，沸石可以具有选自由以下组成的组的“10环”骨架结构：AEL、AFO、AHT、BOF、BOZ、CGF、CGS、CHI、DAC、EUO、FER、HEU、IMF、ITH、ITR、JRY、JSR、JST、LAU、LOV、MEL、MFI、MFS、MRE、MTT、MVY、MWW、NAB、NAT、NES、OBW、PAR、PCR、PON、PUN、RRO、RSN、SFF、SFG、STF、STI、STT、STW、SVR、SZR、TER、TON、TUN、UOS、VSV、WEI、WEN和其组合和共生体。此类骨架结构可以例如选自FER、MEL、MFI、STT和其组合和共生体。在进一步的实施例中，沸石可以具有选自由以下组成的组的“12环”骨架结构：AFI、AFR、AFS、AFY、ASV、ATO、ATS、BEA、BEC、BOG、BPH、BSV、CAN、CON、CZP、DFO、EMT、EON、EZT、FAU、GME、GON、IFR、ISV、ITG、IWR、IWS、IWV、IWW、JSR、LTF、LTL、MAZ、MEI、MOR、MOZ、MSE、MTW、NPO、OFF、OKO、OSI、RON、RWY、SAF、SAO、SBE、SBS、SBT、SEW、SFE、SFO、SFS、SFV、SOF、SOS、STO、SSF、SSY、USI、UWY、VET和其组合和共生体。例如，某些实施例中的沸石具有选自AFI、BEA、FAU、MAZ、MOR、OFF和其组合和共生体的骨架结构。
在某些实施例中，包含两种或更多种不同骨架结构的沸石的组合物以组合或共生体提供，其可以具有相同的环数或不同的环数(例如，包含两种8环骨架结构、两种10环骨架结构、两种12环骨架结构、8环和10环骨架结构、8环和12环骨架结构，或10环和12环骨架结构)。在某些实施例中，沸石具有包含CHA和GME或AEI和GME的共生体的骨架结构。
在一些实施例中，所公开的催化剂组合物中的各个组分的量可以如下提供。在一些实施例中，铜捕集组分以按Cu交换沸石的重量计约2至约20wt.％的量存在。在一些实施例中，催化剂组合物中的沸石以约0.5g/in3至约5.0g/in3的量存在。在进一步的实施例中，沸石以约1g/in3至约5.0g/in3的量存在于催化剂组合物中。
在一些实施例中，第二载体涂料的第一部分位于基底的壁内，并且第二载体涂料的第二部分位于基底的壁上。在一些实施例中，第二载体涂料位于基底的壁内。在一些实施例中，
第一载体涂料位于基底的壁上。
在本公开的另一方面，提供了一种废气处理系统，其包含在尿素喷射器的下游并与内燃机流体连通的如本文以上公开的催化剂制品。此类废气处理系统可以包含各种其它附加组件。例如，在一些实施例中，该系统进一步包含选自由以下组成的组的组件：柴油氧化催化剂、烟灰过滤器、氨氧化催化剂、稀薄NOx捕集剂和其任何组合。在一些实施例中，内燃机是柴油发动机。
在本公开的另一方面，提供了一种制备具有增强的低温和高温NOx转化率的SCRoF的方法，其包含：将包含铜捕集组分的第一载体涂料涂覆到壁流式过滤器基底的至少一部分上，其中铜捕集组分包含D90粒度为约0.5至20微米的多个颗粒，以提供预涂覆的壁流式过滤器基底；和用第二载体涂料涂覆预涂覆的壁流式过滤器基底，第二载体涂料包含沸石，所述沸石具有足够的Cu交换至沸石的阳离子位点中，使得沸石具有0.1至0.5的Cu/Al比和1至15wt.％的CuO负载量；以及煅烧涂覆的壁流式过滤器基底以提供SCRoF。在又一方面，提供了一种制备具有增强的低温和高温NOx转化率的SCRoF的方法，其包含：将包含铜捕集组分和沸石的混合物的载体涂料涂覆到壁流式过滤器基底上，其中铜捕集组分包含D90粒度为约0.5至20微米的多个颗粒，并且其中沸石组分包含足够的Cu交换至沸石的阳离子位点中，使得沸石具有0.1至0.5的Cu/Al比和1至15wt.％的CuO负载量；以及煅烧涂覆的壁流式过滤器基底以提供SCRoF。在一些此类实施例中，铜捕集组分是氧化铝。在一些实施例中，可以进行用铜捕集组分涂覆的步骤以在壁流式过滤器基底上提供约0.05g/in3至约0.5g/in3氧化铝的氧化铝预涂层。
附图说明
为了提供对本发明的实施例的理解，参考附图，其未必按比例绘制，并且其中参考数字是指本发明的示例性实施例的组件。附图仅是示范性的，不应理解为限制本发明。
图1示出了具有入口端和出口端的壁流式过滤器基底的实施例的外部视图；
图2示出了从壁流式过滤器基底的入口端纵向延伸到出口端的多个多孔壁的示范性实施例的横截面图；
图3是包括本文公开的涂覆壁流式过滤器基底的示范性废气处理系统；
图4是在35ft3/min的流速下对本文提供的实例的SCRoF样品的冷流ΔP测量的图；
图5是实例的新鲜和老化的SCRoF样品的NH3储存容量测量的曲线图；
图6是实例的某些样品的程序升温NH3解吸曲线的图；
图7是实例的新鲜和老化的SCRoF样品在200℃下的NOx转化率的柱状图；
图8是比较在200℃下的NOx转化率和老化样品上累积的NH3解吸的图；
图9提供了实例的新鲜和老化的SCRoF样品在600℃下的NOx转化率的柱状图；以及
图10是比较实例的老化SCRoF样品的高温和低温活性的曲线图。
具体实施方式
现在将参考本公开的示范性实施例在下文中更全面地描述本公开。描述这些示范性实施例是为了使得本公开将是详尽且完整的，并且将向本领域的技术人员充分传达本公开的范围。事实上，本公开可以以许多不同的形式体现并且不应被解释为受限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使得本公开将满足适用的法律要求。如在说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”，“该”包括复数指示物，除非上下文明确规定。
本公开总体上提供催化剂组合物，例如，SCR催化剂组合物，其适用于至少部分转化来自发动机(如柴油发动机)的NOx排放物。催化剂组合物通常包含一种或多种金属促进的分子筛(例如，沸石)，并且可以使用如下文更充分阐述的载体涂料技术制备和涂覆到基底上。本文所述的特定实施例使用此类催化剂组合物作为壁流式过滤器基底上的涂层，提供催化的壁流式过滤器，即过滤器上的选择性催化还原催化剂(SCRoF)制品。本文公开的催化剂组合物可以提供有效的高温和/或低温性能，这取决于催化剂组合物的特定物理性质，并且具体地，在某些实施例中，取决于催化剂组合物的孔隙率(并且具体地，取决于微孔率)。所公开的组合物包括铜捕集剂，如氧化铝，并且在一些实施例中，与不含此类添加的铜捕集剂的可比组合物相比，可以表现出改进的NOx转化率(在高温和/或低温下)和/或减少的N2O形成。
本公开的一个方面是认识到沸石结构内的离子交换铜在高温水热条件下是可移动的。不受特定机制的束缚，当铜从沸石晶格中出来时，据信形成小的CuO簇，其变得对NH3氧化有活性，并损失SCR活性。另外，当在水热条件下从沸石离子交换位点去除铜时，其使结构不稳定，这导致脱铝、沸石结晶度和沸石表面积损失，并因此导致SCR活性的损失。为了最小化小CuO簇的形成，本发明认识到，可移动的CuO可以通过合适的金属氧化物，即如上所述的“铜捕集剂”捕集、固定或螯合为三元氧化铜，从而形成ABxOy结构，其中A＝Cu且B＝第二金属。已知形成三元金属氧化物的金属氧化物是：Y2O3，CeO2，TiO2，ZrO2，V2O5，Nb2O5，Ta2O5，Cr2O3，Nb2O5，WO3，Mn2O3，Fe2O3，Co2O3，Al2O3，Ga2O3，SiO2和Bi2O3。因此，尽管本申请主要集中于包括氧化铝以提供该功能，但是应当理解，本文公开的原理、组合物和方法也适用于以上提及的金属氧化物。
通常理解的是，催化剂组合物表现出一定程度的孔隙率，根据孔径的IUPAC定义，可以将其描述为通常呈大孔隙率(含有直径大于50nm的孔)和/或中孔隙率(含有直径为2nm至50nm的孔)和/或微孔率(含有直径为约2nm或更小的孔)的形式。大孔隙率和中孔隙率已知对于传质考虑是重要的，并且微孔率影响接近催化剂位点并因此影响催化活性。如本文所述，与不包括氧化铝的对应组合物载体涂料相比，在含金属促进的分子筛的催化剂组合物内包括氧化铝可导致具有显著更高的沸石表面积(ZSA)的组合物载体涂料，特别是在严重老化(例如老化至800℃或更高)之后。此外，如本文所述，在与包含含金属促进的分子筛的催化剂组合物的组合物载体涂料相邻的载体涂料层中包括氧化铝可类似地表现出改进的NOx转化率和/或减少的N2O形成。
本公开描述了催化剂组合物的氧化铝含量的改变，已发现其导致催化剂组合物的微孔率的改变(如通过以m2/g为单位的ZSA所定义)。通过改变氧化铝含量并因此改变催化剂组合物(特别是老化形式)的ZSA，已经观察到不同的催化活性。具体地，本文证明，添加了氧化铝的催化剂表现出较高的ZSA值，具有改进的SCR性能，即提高的NOx转化率和/或降低的N2O产生。
如本文所用，“ZSA”是“沸石表面积”，并且可以以m2/g、m2/in3表示，或简单地以m2表示，其中比较了重量或体积尺寸相等的物体。ZSA是指主要与沸石的微孔相关联的表面积(通常直径为约2nm或更小)。尽管“ZSA”具体指名为“沸石”的表面积，但该术语总体上旨在更广义地适用于分子筛表面积。在整个说明书中公开了评价ZSA的方法。
催化剂组合物
本文公开的催化剂组合物通常包含分子筛和铜捕集组分，例如氧化铝。分子筛和铜捕集组分可以含在相同的载体涂料层内或可以含在单独的载体涂料层内，出于本公开的目的，它们共同构成“催化剂组合物”。有利地，本公开具体地涉及层状结构，其中催化剂组合物包含在基底上的含铜捕集组分的“预涂层”，其中含分子筛的涂层安置在预涂层的至少一部分上。注意，本公开涉及存在于催化剂组合物内的“铜捕集组分”；应当理解，该术语在例如分子筛是铜促进的情况下是相关的。然而，下文提及的“铜捕集组分”的类型不理解为需要沸石的铜促进，并且“铜捕集组分”在其中用另一种类型的金属(例如，铁)促进分子筛的情况下可能是有用的和相关的。
关于所公开的催化剂组合物的分子筛组分，分子筛通常包含金属促进的(例如，Cu促进的、Fe促进的或Cu/Fe促进的)分子筛。在特别优选的实施例中，分子筛是铜促进的。本文使用的短语“分子筛”是指骨架材料，如沸石和其它骨架材料(例如，同构取代的材料)，其可以例如以颗粒形式与一种或多种促进剂金属组合用作催化剂。分子筛是通常含有四面体型位点并且具有基本上均匀的孔分布的基于氧离子的广泛三维网络的材料，所述材料的平均孔径不大于
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孔尺寸由环尺寸限定。如本文所用，术语“沸石”是指进一步包括硅和铝原子的分子筛的具体实例。根据一个或多个实施例，应当理解，通过其结构类型限定分子筛旨在包括具有该结构类型的分子筛和具有相同结构类型的任何和所有同型骨架材料，如SAPO、AlPO和MeAPO材料。
在更具体的实施例中，提及硅铝酸盐沸石结构类型将材料限制为在骨架中不特意包括磷或其它金属取代的分子筛。为清楚起见，如本文所用，“硅铝酸盐沸石”不包括铝磷酸盐材料，如SAPO、AlPO和MeAPO材料，并且更广义的术语“沸石”旨在包括硅铝酸盐和铝磷酸盐。沸石是结晶材料，理解为具有由角共享TO4四面体组成的开放3维骨架结构的硅铝酸盐，其中T是Al或Si。沸石的二氧化硅与氧化铝(SAR)摩尔比通常为2或更大。用于所公开的催化剂组合物中的沸石在SAR值方面没有特别限制，尽管在一些实施例中，与沸石相关联的特定SAR值可能影响其掺入其中的催化剂组合物的SCR性能(例如，特别是在老化之后)。在一些实施例中，沸石的SAR值为约5至约100或约5至约50之间。在一些实施例中，SAR为5至20，而在其它实施例中，SAR为20至50。
平衡阴离子骨架的电荷的阳离子松散地与骨架氧缔合，并且剩余的孔体积可以潜在地填充有水分子。非骨架阳离子通常是可交换的，并且水分子是可除去的。沸石通常具有相当均匀的孔径，取决于沸石的类型和沸石晶格中包括的阳离子的类型和量，其直径在约3至10埃的范围内。
分子筛可以通过识别结构的骨架拓扑结构进行分类。通常，可以使用任何结构类型的沸石，如ABW、ACO、AEI、AEL、AEN、AET、AFG、AFI、AFN、AFO、AFR、AFS、AFT、AFX、AFY、AHT、ANA、APC、APD、AST、ASV、ATN、ATO、ATS、ATT、ATV、AWO、AWW、BCT、BEA、BEC、BIK、BOG、BPH、BRE、CAN、CAS、SCO、CFI、SGF、CGS、CHA、CHI、CLO、CON、CZP、DAC、DDR、DFO、DFT、DOH、DON、EAB、EDI、EMT、EON、EPI、ERI、ESV、ETR、EUO、FAU、FER、FRA、GIS、GIU、GME、GON、GOO、HEU、IFR、IHW、ISV、ITE、ITH、ITW、IWR、IWW、JBW、KFI、LAU、LEV、LIO、LIT、LOS、LOV、LTA、LTL、LTN、MAR、MAZ、MEI、MEL、MEP、MER、MFI、MFS、MON、MOR、MOZ、MSO、MTF、MTN、MTT、MTW、MWW、NAB、NAT、NES、NON、NPO、NSI、OBW、OFF、OSI、OSO、OWE、PAR、PAU、PHI、PON、RHO、RON、RRO、RSN、RTE、RTH、RUT、RWR、RWY、SAO、SAS、SAT、SAV、SBE、SBS、SBT、SFE、SFF、SFG、SFH、SFN、SFO、SGT、SOD、SOS、SSY、STF、STI、STT、TER、THO、TON、TSC、UEI、UFI、UOZ、USI、UTL、VET、VFI、VNI、VSV、WIE、WEN、YUG、ZON或其组合的结构类型。在某些实施例中，结构类型选自AEI、AFT、AFV、AFX、AVL、CHA、DDR、EAB、EEI、ERI、IFY、IRN、KFI、LEV、LTA、LTN、MER、MWF、NPT、PAU、RHO、RTE、RTH、SAS、SAT、SAV、SFW、TSC、UFI和其组合。这些材料的现有共生体，例如包括但不限于AEI-CHA，也旨在涵盖在本文中。
沸石包含二级构造单元(SBU)和复合构造单元(CBU)，并且以许多不同的骨架结构出现。二级构造单元含有高达16个四面体原子并且是非手性的。复合结构单元不需要为非手性的，也不一定用于构建整个骨架。举例来说，一组沸石在其骨架结构中具有单个4环(s4r)复合结构单元。在4环中，“4”表示四面体硅和铝原子的位置，并且氧原子位于四面体原子之间。其它复合构造单元包含例如单6环(s6r)单元、双4环(d4r)单元和双6环(d6r)单元。d4r单元通过连接两个s4r单元产生。d6r单元通过连接两个s6r单元产生。在d6r单元中，存在十二个四面体原子。具有d6r二级构造单元的沸石结构类型包含AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC和WEN。在本公开的一个或多个特定实施例中，催化剂组合物的分子筛具有CHA结构类型。在特定实施例中，分子筛具有CHA结构类型且选自由以下组成的组：SSZ-13、SSZ-62、天然菱沸石、沸石K-G、Linde D、Linde R、LZ-218、LZ-235、LZ-236、ZK-14、SAPO-34、SAPO-44、SAPO-47和ZYT-6。
在某些实施例中，所公开的催化剂组合物的沸石包含小孔沸石。小孔沸石含有由多达八个四面体原子限定的通道。短语“8环”沸石是指具有8环孔开口的沸石，并且在一些情况下，“8环”沸石还可以包含双六环二级构造单元，并且可以具有通过4个环连接双六元环构造单元而得到的笼状结构。示范性小孔沸石包括骨架类型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、ZON和其混合或共生体。例如，在某些实施例中，沸石包含具有选自由CHA、LEV、AEI、AFT、AFX、ERI、SFW、KFI、DDR、ITE和其混合或共生体组成的组的骨架类型的小孔沸石。
在某些实施例中，所公开的催化剂组合物的沸石包含中孔沸石。中孔沸石含有由10元环限定的通道。示范性的中孔沸石包括骨架类型AEL、AFO、AHT、BOF、BOZ、CGF、CGS、CHI、DAC、EUO、FER、HEU、IMF、ITH、ITR、JRY、JSR、JST、LAU、LOV、MEL、MFI、MFS、MRE、MTT、MVY、MWW、NAB、NAT、NES、OBW、PAR、PCR、PON、PUN、RRO、RSN、SFF、SFG、STF、STI、STT、STW、SVR、SZR、TER、TON、TUN、UOS、VSV、WEI、WEN和其混合或共生体。例如，在某些实施例中，沸石包含具有选自FER、MEL、MFI、STT和其混合或共生体的骨架类型的中孔沸石。
在某些实施例中，所公开的催化剂组合物的沸石包含大孔沸石。大孔沸石含有由12元环限定的通道。示范性的大孔沸石包括骨架类型AFI、AFR、AFS、AFY、ASV、ATO、ATS、BEA、BEC、BOG、BPH、BSV、CAN、CON、CZP、DFO、EMT、EON、EZT、FAU、GME、GON、IFR、ISV、ITG、IWR、IWS、IWV、IWW、JSR、LTF、LTL、MAZ、MEI、MOR、MOZ、MSE、MTW、NPO、OFF、OKO、OSI、RON、RWY、SAF、SAO、SBE、SBS、SBT、SEW、SFE、SFO、SFS、SFV、SOF、SOS、STO、SSF、SSY、USI、UWY、VET和其混合或共生体。例如，在某些实施例中，沸石包含具有选自BEA、FAU、MOR和其混合或共生体的骨架类型的大孔沸石。
如上文所述，所公开的催化剂组合物通常包含金属促进的分子筛(例如，沸石)。如本文所用，“促进的”是指包含有意添加的一种或多种组分的分子筛，与包含可能在分子筛中固有的杂质相反。因此，与没有故意添加促进剂的催化剂相比，促进剂是为了增强催化剂的活性而有意添加的组分。为了促进氮氧化物的SCR，在根据本公开的一个或多个实施例中，将合适的金属交换到分子筛中。铜参与氮氧化物的转化，并且因此可为特别有用的交换金属。因此，在特定实施例中，提供了一种催化剂组合物，其包含铜促进的分子筛(例如，沸石)，例如Cu-CHA。然而，本发明不旨在限于此，并且包含其它金属促进分子筛的催化剂组合物也包括在此。
促进剂金属通常可选自由以下组成的组：碱金属、碱土金属、在IIIB族、IVB族、VB族、VIB族、VIIB族、VIIIB族、IB族和IIB族中的过渡金属、IIIA族元素、IVA族元素、镧系元素、锕系元素以及其组合。在各种实施例中，可用于制备金属促进的分子筛的某些促进剂金属包括但不限于铜(Cu)、钴(Co)、镍(Ni)、镧(La)、锰(Mn)、铁(Fe)、钒(V)、银(Ag)、铈(Ce)、钕(Nd)、镨(Pr)、钛(Ti)、铬(Cr)、锌(Zn)、锡(Sn)、铌(Nb)、钼(Mo)、铪(Hf)、钇(Y)、钨(W)和其组合。可以使用此类金属的组合，例如，铜和铁，得到混合的Cu-Fe促进的分子筛，例如，Cu-Fe-CHA。在某些实施例中，与所公开的沸石组分缔合的促进剂金属包含铜(例如，作为CuO)、铁(例如，作为Fe2O3)或锰(例如，作为MnO2)。
在一个或多个实施例中，按煅烧分子筛(包括促进剂)的总重量计并以无挥发物为基础报告，以氧化物计算的金属促进的分子筛的促进剂金属含量为至少约0.1wt.％。在特定实施例中，沸石组分的促进剂金属包含Cu，并且以CuO计算的Cu含量在约0.1wt.％至约20wt.％的范围内，包括约0.5wt.％至约17wt.％、约2wt.％至约15wt.％，或约2wt.％至约10wt.％，在每种情况下，均按煅烧分子筛的总重量计以无挥发物为基础报告。在一些实施例中，沸石组分(包括促进剂金属)可以通过促进的沸石内的促进剂金属与铝的比率来定义。例如，在一些实施例中，促进剂金属与铝的摩尔比为约0.1至约0.5(例如，Cu/Al比为约0.1至约0.5)。
所公开的催化剂组合物的铜捕集组分可以变化。在优选的实施例中，铜捕集组分是氧化铝或二氧化硅-氧化铝。以下讨论集中于氧化铝作为铜捕集组分；然而，应当理解，下文所论述的特征和参数并不旨在限于此，并且还可应用于其它“铜捕集组分”。氧化铝可以是例如勃姆石、γ-氧化铝、δ/θ氧化铝、过渡或稳定的氧化铝、掺杂的氧化铝(例如，二氧化硅掺杂的氧化铝)或其组合。在某些实施例中，所公开的组合物中的氧化铝组分为“γ氧化铝”或“活性氧化铝”的形式，其通常表现出超过60平方米/克(“m2/g”)的BET表面积，通常高达约200m2/g或更高。“BET表面积”的通常含义是指通过N2吸附测定表面积的Brunauer、Emmett、Teller方法。在一个或多个实施例中，BET表面积在约100至约150m2/g的范围内。此类活性氧化铝通常是氧化铝的γ相和δ相的混合物，但也可含有大量的η、κ和θ氧化铝相。有用的商业氧化铝包括高表面积的氧化铝，如高堆积密度的γ-氧化铝，和低或中等堆积密度的大孔γ-氧化铝。通常，所公开的催化剂组合物的氧化铝组分不是粘结剂氧化铝。粘结剂氧化铝通常为可溶性氧化铝(例如，Al(NO3)3或通常具有5至50nm范围内的D90粒度的可分散胶体氧化铝的形式。另一方面，在所公开的催化剂组合物的氧化铝组分中，所公开的氧化铝通常是不可分散的并且具有>0.1微米的聚团尺寸D10。
通常，所公开的催化剂组合物的氧化铝组分基本上不含与其缔合的任何活性金属。“基本上不含”是指“很少或没有”或“没有有意添加”并且也仅具有微量和/或无意添加的量。例如，在某些实施例中，“基本上不含”是指按所指示的总组合物的重量计，与氧化铝组分缔合的金属小于2wt.％(重量％)、小于1.5wt.％、小于1.0wt.％、小于0.5wt.％、0.25wt.％或小于0.01wt.％的。因此，有利地不有意添加氧化铝组分以充当任何金属物质(例如，活性金属)的载体，并且在一些此类实施例中，氧化铝组分在本文中称为“游离氧化铝”组分(即，基本上不含活性金属物质)。
在一些实施例中，氧化铝以颗粒形式存在，在一些实施例中，其可以大至20微米。氧化铝可具有例如约0.5微米至约20微米的D90粒度分布。粒度是指初级颗粒。粒度可以通过激光散射技术，使用分散体或干粉，例如根据ASTM方法D4464测定。D90粒度分布表明，90％的颗粒(按数量计)具有低于特定尺寸的费雷特直径，如通过扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM)针对亚微米尺寸颗粒测定的；以及通过粒度分析仪针对微米尺寸颗粒测定的。
所公开的催化剂组合物中促进的沸石和氧化铝组分的相对量可以变化。在一些实施例中，氧化铝组分以催化剂组合物的约1至50wt.％的量存在，例如，催化剂组合物的约1至约20wt.％；催化剂组合物的约5至约15wt.％；或催化剂的约5至约10wt.％。所公开的催化剂组合物中的示范性氧化铝含量按催化剂组合物的总重量计为至少约1％重量、至少约5％重量、至少约10％重量、至少约12％重量或至少约15％重量。
在一些实施例中，相对于仅包含促进的沸石而不含本文所公开的氧化铝组分的可比催化剂组合物，可以减少催化剂组合物中促进的沸石的量，同时实现可比的或更好的催化活性(例如，可比的或增加的NOx转化率和/或可比的或更低的N2O产生)。因此，在一些实施例中，随着所公开的组合物中氧化铝的量增加，可以减少金属促进的沸石组分的量。例如，增加催化剂组合物中氧化铝的量可以直接将沸石的量减少相同的量。换言之，在一些实施例中，对比催化剂组合物中的一部分促进的沸石被如本文所公开的氧化铝组分替代，并且所得催化剂组合物可表现出可比的或更好的SCR活性。然而，在其它实施例中，添加氧化铝使得本发明和对比组合物的促进的沸石以可比的量提供。在此类实施例中，增加催化剂组合物中氧化铝的量(同时保持相同量的促进的沸石)可以提供具有可比或更好的SCR活性的催化剂组合物。
在一些实施例中，所公开的催化剂组合物包含促进的沸石和氧化铝组分的混合物。在一些实施例中，所公开的催化剂组合物包含单独的配制剂，其中一种配制剂包含活性SCR催化剂组分(例如，促进的沸石)，并且第二种配制剂包含氧化铝组分。例如，在一个特定实施例中，包含氧化铝组分的配制剂作为“预涂层”存在于基底的至少一部分上，并且将包含促进的沸石的配制剂施加到其上以提供所需的催化剂组合物。“预涂层”是指将包含氧化铝的第一载体涂料直接施加到基底上(将一种或多种另外的载体涂料，包括包含促进的沸石的载体涂料，施加到“预涂层”的至少一部分上)。
基底
根据一个或多个实施例，基底(在其上施加所公开的催化剂组合物以提供催化制品，例如，SCR催化制品，如SCRoF)可以由通常用于制备汽车催化剂的任何材料构成，并且通常包含金属或陶瓷蜂窝结构。如本文所用，术语“基底”是指催化剂组合物通常以载体涂料的形式施加在其上的整体材料。基底通常提供多个壁表面，在其上施加和粘附SCR载体涂料组合物(例如，包含上文所公开的金属促进的分子筛)，从而作为催化剂组合物的载体。
示范性金属基底包括耐热金属和金属合金，如钛和不锈钢以及其中铁是实质组分或主要组分的其它合金。这样的合金可以包含镍、铬和/或铝中的一种或多种，并且这些金属的总量可以有利地占合金的至少15wt.％，例如10-25wt.％铬、3-8wt.％铝和至多20wt.％镍。合金还可以含有少量或痕量的一种或多种其它金属，如锰、铜、钒、钛等。表面或金属载体可在高温(例如，1000℃或更高)下氧化，以在基底表面上形成氧化物层，从而提高合金的耐腐蚀性并促进载体涂料层与金属表面的粘附。用于构造基底的陶瓷材料可以包括任何合适的耐火材料，例如，堇青石、莫来石、堇青石-α氧化铝、碳化硅、钛酸铝、氮化硅、锆石莫来石、锂辉石、氧化铝-二氧化硅氧化镁、硅酸锆、硅线石、硅酸镁、锆石、透锂长石、α氧化铝、铝硅酸盐等。
可以采用任何适合的基底，如具有从基底的入口延伸到出口面使得通道打开以使流体流动的多个精细的平行气流通道的整体流通式基底。从入口到出口基本上是直线路径的通道由壁限定，所述壁上涂覆有作为载体涂料的催化材料，使得流过通道的气体接触所述催化材料。整体衬底的流动通道是薄壁沟道，所述薄壁沟道可以是任何适合的横截面形状，如梯形、矩形、正方形、正弦曲线形、六边形、椭圆形、圆形等。此类结构可以含有每平方英寸横截面约60个到约1200个或更多的气体入口开口(即，“单元格”)(cpsi)，更通常地为约300到600cpsi。流通式基底的壁厚可以变化，典型的范围在0.002至0.01英寸之间。代表性的市售流通式基底是堇青石基底，其具有400cpsi和4至6密耳的壁厚，或600cpsi和3至4密耳的壁厚。然而，应当理解，本发明不限于特定的基底类型、材料或几何形状。
图1和2示出了具有多个通道12的典型的壁流式过滤器基底10(也称为壁流式过滤器)。通道由过滤器基底的内壁13形成并呈管状封闭。图1描绘了具有入口端14和出口端16的壁流式过滤器基底的实施例的外部视图。交替的通道在入口端用入口塞18(以黑色示出)堵塞，在出口端用出口塞20堵塞，以在基底的入口14和出口16端形成相对的棋盘图案。
图2示出了从壁流式过滤器基底的入口端纵向延伸到出口端的多个多孔壁的实施例的横截面图。示出了从入口端14纵向延伸到出口端16并形成多个平行通道12的多个多孔壁13的实施例的局部横截面图。气流22(如箭头所示)通过入口通道24的开放的未堵塞端进入，在封闭端被出口塞20阻挡，并通过形成通道的多孔壁13扩散到出口通道26。气流22通过流经出口通道26的开放的未堵塞端而排出过滤器，并在封闭端被入口塞18阻挡。通过入口塞18防止气体从出口通道回流到过滤器的入口端，并通过出口塞20防止气体从出口端重新进入入口通道。这样，一些通道是在入口端开放并在出口端封闭的入口通道，一些通道是在入口端封闭并在出口端开放的出口通道，其中出口通道是与入口通道不同的通道。
这样的整体式基底可包含高达约700或更高的cpsi，例如约100至400cpsi，并且更典型地为约200至约300cpsi。单元格的横截面形状可以如上所述那样发生变化。壁流式基底的壁厚通常在0.008和0.02英寸之间。代表性的可商购获得的壁流式基底由多孔堇青石构成，所述基底的实例为200cpsi并且壁厚为10密耳或300cpsi并且壁厚为8密耳，并且壁孔隙率度介于45-65％之间。如钛酸铝、碳化硅和氮化硅等其它陶瓷材料也用作壁流式过滤器基底。然而，应当理解，本公开不限于特定的基底类型、材料或几何形状。注意，在基底是壁流式基底的情况下，与其缔合的催化剂组合物除了安置在壁的表面上之外，还可以渗透到多孔壁的孔结构中(即，部分或完全堵塞孔开口)。
壁流式过滤器制品基底可具有例如约50cm3、约100cm3、约200cm3、约300cm3、约400cm3、约500cm3、约600cm3、约700cm3、约800cm3、约900cm3或约1000cm3至约1500cm3、约2000cm3、约2500cm3、约3000cm3、约3500cm3、约4000cm3、约4500cm3或约5000cm3的体积。在一些实施例中，壁流式过滤器制品基底可具有2.0L、2.5L、5.0L、10L、20L或30L的体积；并且应当理解，本发明还设想了这些示范性值中的任意两个之间的所有体积。壁流式过滤器基底的壁厚通常为约200微米至约500微米，例如约200微米至约300微米。
壁流式过滤器的壁是多孔的，并且通常具有至少约50％或至少约60％的壁孔隙率，在安置功能涂层之前具有至少约5微米的平均孔径。例如，壁流式过滤器制品基底在一些实施例中将具有≥50％、≥60％、≥65％或≥70％的孔隙率。例如，在安置催化涂层之前，壁流式过滤器制品基底将具有约50％、约60％或约65％至约70％的壁孔隙率和约10微米、约20微米或约25微米至约30微米的平均孔径。术语“壁孔隙率”和“基底孔隙率”是同一意思并且是可互换的。孔隙率是空隙体积除以基底总体积的比率。可以根据用于氮气孔径分析的ISO15901-2(静态体积)程序测定孔径。氮气孔径可以在Micromeritics TRISTAR 3000系列仪器上测定。氮气孔径可以使用BJH(Barrett-Joyner-Halenda)计算和33个解吸点来测定。有用的壁流式过滤器具有高孔隙率，允许在操作期间催化剂组合物的高负载量而不会产生过大的背压。
在特定实施例中，提供了壁流式过滤器，其包含催化剂组合物，该催化剂组合物包含如本文所公开的铜捕集组分(例如，氧化铝)。在一些实施例中，这种通常称为SCRoF(即过滤器上的选择性催化还原催化剂(SCR))的涂覆过滤器相对于包含不添加铜捕集组分(例如，氧化铝)的催化剂组合物的涂覆过滤器可表现出增强的NOx转化率。
在一个实施例中，提供催化剂组合物使得氧化铝与催化剂组合物的其它组分混合。应当注意，在此类实施例中，与包含不含氧化铝的催化剂组合物的SCRoF相比，SCRoF可有利地提高高温NOx转化率。
在一个实施例中，提供一种过滤器，其中氧化铝作为第一载体涂料提供，在本文中也称为“预涂层”(直接安置在基底上/与基底相邻)，并且含沸石的载体涂料涂覆在氧化铝预涂层的至少一部分的顶部上。该氧化铝涂层的负载量可以在过滤器壁的微结构内或在壁的表面附近形成层或部分层。氧化铝载体涂料的负载量可以在约0.05g/in3约0.5g/in3氧化铝之间变化，如约0.15g/in3氧化铝。在一些实施例中，例如由于过滤器微结构，层厚度可能难以准确表征。第一载体涂料中的氧化铝可具有例如约0.5至约20μm的粒度D90。在一些实施例中，与不含氧化铝的催化剂组合物(例如，包含相同类型/量的其它组分)相比，此类SCRoF表现出改进的低温SCR活性。
制备SCR组合物的方法
根据本公开，SCR催化剂组合物通常通过提供金属促进的分子筛材料来制备。具有CHA结构的分子筛可以根据本领域已知的各种技术制备，例如Zones的美国专利第4,544,538号和Zones的美国专利第6,709,644号，以及Bull等人的美国专利第8,883,119号，其内容通过引用整体并入本文。制备其它类型分子筛的方法是本领域已知的，并且可以容易地用于提供所需的沸石骨架以包括在所公开的组合物内。
为了制备根据本发明的各种实施例的金属促进的分子筛，将金属(例如，铜)离子交换至分子筛中。此类金属通常离子交换至碱金属或NH4分子筛中(其可通过本领域已知的方法，例如Bleken，F等人在催化专题(Topics in Catalysis，2009，52，218-228)所公开的方法，通过NH4 +离子交换至碱金属分子筛中来制备，其内容通过引用并入本文)。
金属促进的分子筛的制备通常包含颗粒形式的分子筛与金属前体溶液的离子交换过程。例如，铜盐可用于提供铜。当使用乙酸铜提供铜时，在特定实施例中，在铜离子交换中使用的液体铜溶液的铜浓度在约0.01至约0.4摩尔的范围内，更具体地在约0.05至约0.3摩尔的范围内，甚至更具体地在约0.1至约0.25摩尔的范围内，甚至更具体地在约0.125至约0.25摩尔的范围内，甚至更具体地在约0.15至约0.225摩尔的范围内，并且甚至更具体地为约0.2。在特定实施例中，将金属(如铜)离子交换至碱金属或NH4 +-菱沸石中以形成铜-菱沸石。
为了进一步促进氮氧化物的SCR，在一些实施例中，可以用两种或更多种金属(例如，铜与一种或多种其它金属的组合)促进分子筛。在金属离子促进的分子筛材料中包含两种或更多种金属的情况下，多种金属前体(例如，铜和铁前体)可以在多个交换步骤中同时或分别进行离子交换。在某些实施例中，第二金属可以交换至首先用第一金属促进的分子筛材料中(例如，第二金属可以交换至铜促进的分子筛材料中)。第二分子筛材料可以变化，并且在一些实施例中，可以是过渡金属(例如，铁或锰)或碱土金属或碱金属。
基底涂覆工艺
如上所述，制备催化剂组合物并将其涂覆在基底上。该方法可包含将如本文总体上公开的催化剂组合物(或催化剂组合物的一种或多种组分)与溶剂(例如，水)混合以形成用于涂覆催化剂基底的浆料。如上所述，金属促进的沸石组分和氧化铝组分可以在相同的浆料中或在单独的浆料中制备，即分别在基底上形成一种载体涂料或独立的载体涂料。在一些实施例中，提供一种浆料，其包含铜捕集组分(例如，氧化铝)，并且提供第二浆料，其包含金属促进的沸石组分，并且其可以任选地进一步包含额外氧化铝组分(其可以与第一浆料中的氧化铝组分相同或不同)。
除了给定的载体涂料浆料中的催化剂组分(即，金属促进的分子筛和/或铜捕集组分)之外，浆料可以任选地含有各种额外组分。典型的额外组分包括但不限于一种或多种粘结剂和添加剂以控制例如浆料的pH和粘度。特定的额外组分可以包括粘结剂(例如，二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、或其组合，按载体涂料的重量计，其量通常为约0.1至约10％重量)、缔合增稠剂，和/或表面活性剂(包括阴离子、阳离子、非离子或两性表面活性剂)和乙酸锆。
在一些实施例中，可以研磨浆料以增强颗粒的混合和均质材料的形成。研磨可以在球磨机、连续磨机或其它类似设备中完成，并且浆料的固体含量可以是例如约20至60wt.％，更具体地为约30至40wt.％。在一个实施例中，研磨后浆料的特征在于D90粒度为约5至约50微米(例如，约5至约20微米或约10至约20微米)。
浆料通常使用本领域已知的载体涂料技术涂覆在催化剂基底上。如本文所用，术语“载体涂料”具有其在本领域中的通常含义，即施加到基底(如蜂窝流通型整料基底或过滤器基底)上的材料(例如，催化材料)的薄粘附涂层，该基底足够多孔以允许被处理的气流从中通过。如本文所用和如Heck,Ronald和Robert Farrauto在《催化空气污染控制(Catalytic Air Pollution Control)》(纽约：Wiley-Interscience，2002，第18-19页)中所述，载体涂料包括安置在整体基底表面或底层载体涂料层上的组成不同的材料层。基底可以含有一个或多个载体涂料层，并且每个载体涂料层可具有独特的化学催化功能。
通常通过制备在液体载体中含有特定固体含量(例如，按重量计30至60％)的催化剂材料(此处为金属促进的沸石组分、氧化铝组分或两者)的浆料来形成载体涂料，然后将该浆料涂覆到基底上并干燥以提供载体涂料层。为了用一种或多种实施例的催化剂材料涂覆壁流式基底，可以将基底垂直浸入催化剂浆料的一部分中，使得基底的顶部刚好位于浆料的表面之上。以这种方式，浆料接触每个蜂窝壁的入口面，但防止其接触每个壁的出口面。将样品留在浆料中约30秒。将基底从浆料中取出，首先通过使其从通道中排出，然后用压缩空气吹扫(与浆料渗透方向相反)，然后通过从浆料渗透方向抽真空，将过量的浆料从壁流式基底中去除。通过使用该技术，催化剂浆料渗透基底的壁，但是孔没有堵塞到在成品基底中形成不适当的背压的程度。如本文所用，当用于描述催化剂浆料在基底上的分散时，术语“渗透”是指催化剂组合物分散在整个基底壁上。
此后，在升高的温度(例如，100至150℃)下干燥涂覆的基底一段时间(例如，10分钟至3小时)，然后通过加热(例如，在400至600℃下)煅烧，通常为约10分钟至约3小时。在干燥和煅烧之后，最终的载体涂料涂层可以被视为基本上不含溶剂。
煅烧之后，可以通过计算基底的涂覆重量与未涂覆重量的差值来确定催化剂负载量。对于本领域技术人员显而易见的是，可以通过改变浆料流变性来改变催化剂负载量。另外，可以根据需要重复涂覆/干燥/煅烧过程以将涂层构建至所需的负载量或厚度。
老化可以在各种条件下进行，并且如本文所用，“老化”应理解为涵盖一系列条件(例如，温度、时间、大气)。示范性老化方案涉及使煅烧的涂覆基底在10％蒸汽中经受750℃的温度约5小时或在10％蒸汽中经受800℃的温度约16小时。然而，这些方案不旨在是限制性的，并且温度可以更低或更高(例如，包括但不限于400℃和更高的温度，例如，400℃至1000℃、600℃至950℃、或650℃至800℃)；时间可以更短或更长(例如，包括但不限于约1小时至约100小时或约2小时至约50小时的时间)；并且可以改变大气(例如，以具有不同量的蒸汽和/或其中存在的其它成分)。
催化剂制品
所得催化剂制品(包含在基底上的一种或多种载体涂料层，提供涂覆有催化剂组合物的基底)可具有不同的配置。在一些实施例中，如本文所提及，所公开的催化剂组合物的所有组分(包括金属促进的沸石组分和铜捕集组分)含在单一催化剂组合物载体涂料层(即混合物)内，其作为一个或多个层提供在基底上。在一些实施例中，提供了一种催化剂制品，其中涂覆在基底上的催化剂组合物包含单独的载体涂料层，其中至少一个载体涂料层包含金属促进的沸石组分，并且至少一个(单独的)载体涂料层包含氧化铝组分。例如，在一个特定实施例中，包含氧化铝组分的第一催化剂组合物载体涂料层与基底直接接触，而包含金属促进的沸石组分的第二催化剂组合物载体涂料层直接在第一催化剂组合物载体涂料层的至少一部分上。在该特定实施例中，一种示范性催化制品包含具有以0.2至2.0g/in3的负载量直接安置在其表面上的含氧化铝载体涂料层的基底，和安置在含氧化铝载体涂料层上的含金属促进的沸石载体涂料层。
可以施加载体涂料，使得不同的涂层可以与基底直接接触。替代地，可以存在一个或多个“底涂层”，使得催化剂组合物载体涂料层或多个催化剂组合物载体涂料层的至少一部分不与基底直接接触(而是与底涂层接触)。还可以存在一个或多个“外涂层”，使得涂层或多个涂层的至少一部分不直接暴露于气体流或大气(而是与外涂层接触)。
不同的催化剂组合物载体涂料层可以彼此直接接触而没有“中间”重叠区。替代地，不同的催化剂组合物载体涂料层可以不直接接触，在两个区域之间具有“间隙”。在“底涂层”或“外涂层”的情况下，不同层之间的间隙称为“中间层”。底涂层是在催化剂组合物载体涂料层“之下”的层，外涂层是在催化剂组合物载体涂料层“之上”的层，中间层是在两个催化剂组合物载体涂料层“之间”的层。中间层、底涂层和外涂层可以含有一种或多种功能性组合物或可以不含功能性组合物。
催化涂层可以包含多于一个的薄粘附层，这些层彼此粘附并且涂层粘附到基底上。整个涂层包含单独的“涂层”。催化涂层可以有利地被“分区”，其包含分区的催化层。这也可以描述为“横向分区”。例如，层可以从入口端向出口端延伸，延伸基底长度的约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％或约90％。另一层可从出口端向入口端延伸，延伸基底长度的约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％或约90％。不同的涂层可以彼此相邻并且彼此不覆盖。替代地，不同的层可覆盖彼此的一部分，从而提供第三“中间”区。中间区可以例如从基底长度的约5％延伸至约80％，例如基底长度的约5％、约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％或约70％。
不同的层可以各自延伸基底的整个长度，或者可以各自延伸基底的长度的一部分，并且可以彼此部分地或完全地覆盖或下伏。每个不同的层可以从入口端或出口端延伸。
不同的催化组合物可以存在于每个单独的涂层中。例如，一个涂层可以包含如本文所公开的SCR催化剂组合物(其中涂层包括金属促进的沸石和氧化铝组分两者)，并且第二层可以包含另一种类型的催化剂组合物以提供不同的催化功能。作为另一实例，可以提供两个涂层以提供本文所公开的催化剂组合物(包括包含金属促进的沸石的一个层和包含氧化铝的第二层)，并且可以包括包含另一种类型的催化剂组合物的第三涂层以提供不同的催化功能。因此，关于不同层的论述可对应于这些层中的任一者。催化涂层可以包含一个、两个或三个或更多个涂层。一个或多个涂层共同组成催化组合物。
本公开的区由涂层的关系限定。对于不同的涂层，存在许多可能的分区配置。例如，可以有上游区和下游区，可以有上游区、中间区和下游区，可以有四个不同的区等。在两层相邻且不重叠的情况下，存在上游区和下游区。在两层在一定程度上重叠的情况下，存在上游区、下游区和中间区。例如，在涂层延伸基底的整个长度并且不同的涂层从出口端延伸一定长度并且覆盖第一涂层的一部分的情况下，存在上游区和下游区。本发明的催化涂层可以包含多于一个相同的层。
在一些实施例中，在基底上包含本文所公开的催化剂组合物的所得催化制品可有利地表现出良好的SCR活性。尽管不希望受理论的限制，但据信与所公开的催化制品相关联的增强的SCR活性在一些实施例中可归因于沸石组分的改进的水热稳定性。就此而言，包含金属促进的沸石的催化剂制品通常在老化时(例如，在800℃下16小时)经历严重失活，如通过老化后的低NOx转化率所证明。令人惊讶的是，已经发现包含本文所公开的催化剂组合物(包括金属促进的沸石组分和氧化铝组分两者)的催化制品在这样的老化条件下保持高活性(即NOx转化率)。事实上，在各种实施例中，包括在一些实施例中，在200℃至600℃的整个测试窗口中，在高温和低温下的使用中已经证明了这种高活性。
在某些实施例中，所公开的催化制品进一步有利地在低温和/或高温下表现出减少的N2O形成。例如，在新鲜状态下，相对于仅含沸石的参比物，某些含氧化铝的样品在低温和高温下均显示出较低的峰值N2O形成。老化后，所有含氧化铝的样品在高温下显示出较低的N2O形成。
尽管不希望受到理论的限制，但据信，在一些实施例中，此类改进(即提高的NOx转化率和/或降低的N2O形成)可与载体涂料的更高沸石表面积(ZSA)相关联，特别是在煅烧和老化之后。因此，据信在某些实施例中，催化剂的活性可受包含催化剂组合物的载体涂料的ZSA影响。通常以m2/g、m2/in3或m2为单位提供的ZSA提供微孔表面积(直径≤2nm的孔)的测量。测试ZSA的方法在Petrovic等人于2017年6月9日提交的美国临时专利申请第62/517,243号中进行了详细描述，其内容通过引用整体并入本文。简言之，此类方法包括在分析之前通过分析氮分压点以获得BET表面积并由BET表面积计算ZSA来测试ZSA而不从基底去除涂层并且不压碎基底。特别地，在严重老化(例如，在800℃下老化16小时)后观察到ZSA的这种效果。对于包含本文所公开的催化剂组合物的严重老化的催化制品，已经证明较高的NOx转化率(在低温和/或高温下)可与较高的ZSA相关。
与在所公开的含金属促进的沸石的催化剂组合物/制品中包括氧化铝相关的前述效果涉及其中组分混合的催化剂组合物/制品和其中组分在单独的载体涂料层中的催化剂组合物/制品，例如，氧化铝组分在基底上的第一载体涂料层中和金属促进的沸石在第一载体涂料层上的第二载体涂料层中。
排放处理系统
利用根据本公开的催化剂组合物的氮氧化物的选择性还原通常在氨或尿素的存在下进行。具体地，包括根据本文所述方法制备的催化剂组合物的SCR系统可以集成在车辆的废气处理系统中。示范性SCR系统可包括以下组件：如本文所述的SCR催化剂组合物；尿素储箱；尿素泵；尿素定量给料系统；尿素喷射器/喷嘴；以及相应的控制单元。
在一些方面，本公开还可涉及用于从流(如废气)中选择性地还原氮氧化物(NOx)的方法。具体地，该流可以与根据本公开制备的催化剂组合物接触。如本文所用，术语氮氧化物或NOx涵盖任何和所有氮氧化物，包括但不限于N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5和NO3。
在一些实施例中，如本文所述的催化剂组合物可有效地在约150℃至约650℃、约200℃至约600℃、约300℃至约600℃、约300℃至约550℃、约300℃至约500℃或约350℃至约450℃的温度范围内提供至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或至少99％的NOx转化率。在特定实施例中，可以提供催化剂组合物以在200℃提供至少约70％的NOx转化率(例如，其中对于以煅烧的新鲜形式和/或老化形式的～1.3in3核，催化剂组合物具有大于约120m2/g的ZSA或大于约1300m2的总ZSA)。
本发明还提供了一种排放处理系统，其结合了本文所述的SCR组合物或制品。本发明的SCR组合物通常用于包含一种或多种用于处理柴油机废气排放的附加组分的集成排放处理系统中。因此，术语“排气流”、“发动机排气流”、“废气流”等是指发动机排出物以及本文所述的一种或多种其它催化剂体系组分上游或下游的排出物。此类附加催化组分包括但不限于柴油氧化催化剂(DOC)、催化烟灰过滤器(CSF)、稀薄NOx捕集剂(LNT)和NH3控制催化剂。
图3示出了包含排放处理系统、尿素喷射器和其它发动机组件的发动机系统的一个示范性实施例。如本文所公开的SCRoF催化剂150可以直接安置在发动机的下游或可以在另一催化剂组分的下游，在此示出为任选的组分147。任选的附加催化剂143可以安置在SCRoF催化剂150的下游，并且可以含AMOx催化剂、另一种SCR催化剂和/或氧化烃和一氧化碳的催化剂。根据所需的氨、一氧化碳和烃去除量，可以包括额外的氧化催化剂。含气体污染物(包括未燃烧的烃类、一氧化碳和NOx)和颗粒物质的排气从发动机141通过连接器142传送到图3所示的各种组件，并且废气经由排气尾管144排出系统。应当理解，除了图3所示的那些组件之外，可以包括SCRoF 150的上游或下游的其它组件。
图3所示的系统进一步示出了还原剂(例如尿素)的喷射，该还原剂可以作为喷雾经由喷嘴(未示出)喷射到排气流中。一个管线148上所示的含水尿素可用作氨前体，其可在混合站146中与另一管线149上的空气混合。阀145可用于精确计量在排气流中转化为氨的含水尿素的量。将具有添加的氨的排气流输送到SCRoF催化剂150以进行SCR反应。示出的喷射器是可以使用的一种类型的系统的实例，并且其它变体在本公开的范围内。
实验
通过以下实例更充分地图示本发明的各方面，这些实例旨在图示本发明的某些方面，而不应解释为对本发明的限制。
实例：
研究了不同的涂覆方法和不同的氧化铝材料以形成SCRoF催化制品。具体地，在该研究中评价的氧化铝材料是可分散的勃姆石氧化铝、γ-氧化铝和二氧化硅掺杂的γ-氧化铝。下表1提供了评价的样品设计和涂层。
通过在壁流式过滤器基底上涂覆催化剂浆料载体涂料层来制备SCRoF样品。催化剂浆料由一种或两种组分组成，使得沸石和氧化铝依次或作为混合物涂覆在过滤器上。Cu-CHA通常研磨至D90<5μm(90％颗粒小于5μm)，氧化铝组分研磨D90<3(对于预涂层)或5μm(在与沸石的混合物中)。样品70-1是Cu-CHA单组分组合物(不含氧化铝)并用作参比物。通过首先涂覆氧化铝和其次涂覆Cu-CHA制备样品70-4和70-5。对于样品70-6，含Cu-CHA的载体涂料还包括少量的氧化铝基材料。通过涂覆Cu-CHA和氧化铝的混合物制备样品70-7至70-10。使用相同的浆料将含沸石的载体涂料(表1中的主涂层)涂覆在过滤器基底上两次以获得目标载体涂料负载量，首先从入口，然后从出口，其间进行煅烧(450℃/1h)。
用于该实例的基底是具有63％孔隙率、23μm平均孔径、300单元格/in2的单元格密度和0.3mm的壁厚的SiC壁流式过滤器段(34mm x 34mm x 153mm)。表1描述了样品70-1和样品70-4至70-10的载体涂料组合物和设计。表1中的γ-Al2O3(A)、γ-Al2O3(B)和γ-Al2O3(C)表示从不同供应商获得的氧化铝材料。
表1：SCRoF设计总结：Al2O3的效应
Figure BDA0003046428060000211
图4提供了表1中的样品在35ft3/min的流速下的冷流ΔP测量。如图所示，大多数涂覆样品的ΔP是相当的。
样品以新鲜形式评价NH3储存容量，然后进行老化(850℃，用10％蒸汽老化5h])并再次评价NH3储存容量。通过NH3吸附-解吸实验测定NH3储存容量。用由500ppm NO、500ppmNH3、10％O2、5％CO2、5％H2O和余量N2组成的SCR进料在200℃下在GHSV＝60,000h-1下进行NH3吸附。NH3解吸实验由两部分组成：在200℃下用惰性气体蒸汽(5％CO2、5％H2O和余量N2)等温吹扫(1小时)和在相同流中高达550℃的程序升温解吸(TPD)。累积的NH3解吸用作NH3储存容量。图5总结了所有新鲜和老化样品的NH3储存容量。在表2中，NH3储存容量进一步分解成等温解吸(弱结合NH3)和TPD(强固保持NH3)部分以及新鲜和老化样品之间的差异。
数据表明，在新鲜样品上，来自参比样品的NH3解吸总量为1.18g/L，并且所有其它样品在参比物的+/-10％内，其中样品4、5和10略高(1.22至1.24g/L)。在老化样品上，解吸的NH3的总量显著低于对应的新鲜样品。有趣的是，在等温部分中解吸的NH3在老化样品上高于对应的新鲜样品。尽管不希望受到理论的限制，但据信，较弱酸位的量在老化后增加，而较强酸位的量减少。
在老化的样品中，样品70-5显示最高的总NH3容量(1.0g/L)，远高于仅沸石的参比物(0.74g/L)。样品70-5也显示在850℃/5h老化后NH3容量的降低最小。图6具体比较了样品70-1(对照/参比物)和70-5的NH3 TPD曲线。在新鲜样品上发现类似的NH3解吸曲线。然而，在老化的样品上，样品70-5上的NH3解吸强度显著高于样品70-1。
表2：NH3解吸定量(g/L)
Figure BDA0003046428060000221
在稳态反应条件下，在200至600℃下测定新鲜和老化SCRoF样品上的NOx转化率。在GHSV＝60,000h-1下，用由500ppm NH3、500ppm NO、10％O2、5％H2O、5％CO2组成的进料在N2下进行反应。为清楚起见，将在200℃和600℃下的NOx转化率绘制为柱状图(图7和9)。
在200℃下，所有新鲜样品具有类似的NOx转化率(约80％)。然而，所有老化样品在200℃下显示出比参比物(样品70-1)更高的NOx转化率，其中样品70-5、70-4和70-10显著更高(分别高出20％、9％和8％)。样品70-5是在200℃下最具活性的催化剂。
图8示出了在老化的SCRoF样品上在200℃下的稳态NOx转化率与在200℃下的累积NH3解吸之间的相关性。如图所示，NOx转化率与NH3容量线性相关。在老化的催化剂上观察到活性和NH3容量的较大差异。尽管不希望受到理论的限制，但据信这种相关性背后的基本原因是NH3储存容量是850℃老化催化剂上活性位点(交换的铜位点)数目的度量。引人注目的是，在老化样品(具有相同量的Cu-CHA)上，发现在NOx转化率和NH3吸附容量方面存在很大的差异。再次，不希望受到理论的限制，这表明由于包括氧化铝，不同量的活性铜位点在850℃老化后保留在沸石中。
如图9中所示，在600℃下，所有添加氧化铝的样品上的新鲜NOx转化率高于参比物，其中有一些高于10％。这是令人惊讶的观察结果，因为预期氧化铝添加剂在未经任何高温处理的情况下不会起作用。在850℃老化后，活性差异变得更加显著。结果表明，用氧化铝预涂覆过滤器在600℃下没有显著的NOx转化率，但是将氧化铝与沸石混合明显提高了高温NOx转化率。通过将氧化铝与沸石混合，NOx转化率提高了7至14％，其中以样品70-9为最佳。样品5、6和7均含γ-Al2O3(A)添加剂，其可以说明由于涂覆方法产生的不同效果。
总之，本实例发现，对于老化样品，将氧化铝与沸石混合导致在200℃(样品70-7至70-10)下略高的NOx转化率。预涂层0.15g/in3γ-Al2O3(A)显著提高NOx转化率(样品70-5)。对于老化的样品，将氧化铝与沸石混合导致在600℃下显著更高的NOx转化率(样品70-6至70-10)。图10总结了这些发现。
N2O是SCR方法的副产物，其通常表现为低温峰值和高温峰值。新鲜样品的低温峰值通常出现在200至250℃之间，老化样品的低温峰值通常出现在200至300℃之间。新鲜样品的高温峰值出现在450和550℃之间，老化样品的高温峰值出现在500和600℃之间。表3示出了新鲜和老化样品的峰值N2O形成。对于新鲜和老化的催化剂，含氧化铝的催化剂在高温下相对于仅含沸石的参比物显示出较低的峰值N2O形成。对于一些新鲜催化剂，低温峰值N2O形成也低于参比物。
表3：峰值N2O形成(ppm)
Figure BDA0003046428060000241
虽然已经通过特定实施例及其应用描述了本文所公开的本发明，但是本领域技术人员可以在不脱离权利要求书所阐述的本发明范围的情况下对其做出多种修改和变化。此外，本发明的各个方面可用于除本文具体描述的那些应用之外的其它应用中。

Claims (34)

1.一种催化剂制品，其包含：
壁流式过滤器基底；
涂覆在所述壁流式过滤器基底上的催化剂组合物，其中所述催化剂组合物包含：
沸石，所述沸石具有足够的Cu交换至所述沸石的阳离子位点中，使得所述沸石具有0.1至0.5的Cu/Al比和1至15wt.％的CuO负载量；以及
铜捕集组分，所述铜捕集组分的量为按Cu交换沸石的重量计约1至约20wt.％；
其中所述铜捕集组分包含D90粒度为约0.5至20微米的多个颗粒。
2.根据权利要求1所述的催化剂制品，
其中所述催化剂组合物为包含所述沸石的第一载体涂料和包含所述铜捕集组分的第二载体涂料的形式，以及
其中所述第二载体涂料直接安置在所述壁流式过滤器基底的至少一部分上，并且所述第一载体涂料直接安置在所述第二载体涂料的至少一部分上。
3.根据权利要求1所述的催化剂制品，
其中所述催化剂组合物为包含所述沸石和所述铜捕集组分的物理共混物的载体涂料的形式，以及
其中所述载体涂料直接安置在所述壁流式过滤器基底的至少一部分上。
4.根据权利要求2所述的催化剂制品，
其中所述第一载体涂料进一步包含第二铜捕集组分，其中所述第二铜捕集组分可能与所述第二载体涂料中的所述铜捕集组分相同或不同。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的催化剂制品，其中与不包含所述铜捕集组分的催化剂制品相比，所述催化剂制品在200℃下表现出增强的NOx转化率。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的催化剂制品，其中与不包含所述铜捕集组分的催化剂制品相比，所述催化剂制品在600℃下表现出增强的NOx转化率。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的催化剂制品，其中所述铜捕集组分包含选自由氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化铌、氧化钼和其组合组成的组的材料。
8.根据权利要求7所述的催化剂制品，其中所述铜捕集组分包含氧化铝。
9.根据权利要求8所述的催化剂制品，其中所述氧化铝选自由勃姆石、γ-氧化铝、二氧化硅-氧化铝、稳定的氧化铝和其组合组成的组。
10.根据权利要求9所述的催化剂制品，其中所述氧化铝包括γ-氧化铝。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的催化剂制品，其中所述铜捕集组分包含D90粒度为约0.5至5微米的多个颗粒。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的催化剂制品，其中所述铜捕集组分包含D90粒度为约0.5至3微米的多个颗粒。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的催化剂制品，其中所述沸石具有约0.01至约5微米的平均粒度。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的催化剂制品，其中所述沸石具有选自由以下组成的组的“8环”骨架结构：AEI、AFT、AFV、AFX、AVL、CHA、DDR、EAB、EEI、ERI、IFY、IRN、KFI、LEV、LTA、LTN、MER、MWF、NPT、PAU、RHO、RTE、RTH、SAS、SAT、SAV、SFW、TSC、UFI和其组合和共生体。
15.根据权利要求14所述的催化剂制品，其中所述沸石具有选自AEI、AFT、CHA、LTA和其组合和共生体的骨架结构。
16.根据权利要求14所述的催化剂制品，其中所述沸石具有CHA骨架结构。
17.根据权利要求1至13中任一项所述的催化剂制品，其中所述沸石具有选自由以下组成的组的“10环”骨架结构：AEL、AFO、AHT、BOF、BOZ、CGF、CGS、CHI、DAC、EUO、FER、HEU、IMF、ITH、ITR、JRY、JSR、JST、LAU、LOV、MEL、MFI、MFS、MRE、MTT、MVY、MWW、NAB、NAT、NES、OBW、PAR、PCR、PON、PUN、RRO、RSN、SFF、SFG、STF、STI、STT、STW、SVR、SZR、TER、TON、TUN、UOS、VSV、WEI、WEN和其组合和共生体。
18.根据权利要求17所述的催化剂制品，其中所述沸石具有选自FER、MEL、MFI、STT和其组合和共生体的骨架结构
19.根据权利要求1至13中任一项所述的催化剂制品，其中所述沸石具有选自由以下组成的组的“12环”骨架结构：AFI、AFR、AFS、AFY、ASV、ATO、ATS、BEA、BEC、BOG、BPH、BSV、CAN、CON、CZP、DFO、EMT、EON、EZT、FAU、GME、GON、IFR、ISV、ITG、IWR、IWS、IWV、IWW、JSR、LTF、LTL、MAZ、MEI、MOR、MOZ、MSE、MTW、NPO、OFF、OKO、OSI、RON、RWY、SAF、SAO、SBE、SBS、SBT、SEW、SFE、SFO、SFS、SFV、SOF、SOS、STO、SSF、SSY、USI、UWY、VET和其组合和共生体。
20.根据权利要求19所述的催化剂制品，其中所述沸石具有选自AFI、BEA、FAU、MAZ、MOR、OFF和其组合和共生体的骨架结构。
21.根据权利要求1至13中任一项所述的催化剂制品，其中所述沸石具有包含CHA和GME或AEI和GME的共生体的骨架结构。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的催化剂制品，其中所述铜捕集组分以按所述Cu交换沸石的重量计的约2至约20wt.％的量存在。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的催化剂制品，其中所述沸石以约0.5g/in3至约5.0g/in3的量存在。
24.根据权利要求23所述的催化剂制品，其中所述沸石以约1g/in3至约5.0g/in3的量存在。
25.根据权利要求2至24中任一项所述的催化剂制品，其中所述第二载体涂料的第一部分位于所述基底的壁内，并且所述第二载体涂料的第二部分位于所述基底的所述壁上。
26.根据权利要求2至24中任一项所述的催化剂制品，其中所述第二载体涂料位于所述基底的壁内。
27.根据权利要求25或26所述的催化剂制品，其中所述第一载体涂料位于所述基底的所述壁上。
28.一种废气处理系统，其包含在尿素喷射器下游并与内燃机流体连通的根据权利要求1至27中任一项所述的催化剂制品。
29.根据权利要求28所述的废气处理系统，其进一步包含选自由以下组成的组的组分：柴油氧化催化剂、烟灰过滤器、氨氧化催化剂、稀薄NOx捕集剂和其任何组合。
30.根据权利要求28或29所述的废气处理系统，其中所述内燃机是柴油发动机。
31.一种制备具有增强的低温和高温NOx转化率的SCRoF的方法，其包含：
将包含铜捕集组分的第一载体涂料涂覆到壁流式过滤器基底的至少一部分上，其中所述铜捕集组分包含D90粒度为约0.5至20微米的多个颗粒，以提供预涂覆的壁流式过滤器基底；以及
用第二载体涂料涂覆所述预涂覆的壁流式过滤器基底，所述第二载体涂料包含沸石，所述沸石具有足够的Cu交换至所述沸石的阳离子位点中，使得所述沸石具有0.1至0.5的Cu/Al比和1至15wt.％的CuO负载量；以及
煅烧涂覆的壁流式过滤器基底以提供所述SCRoF。
32.一种制备具有增强的低温和高温NOx转化率的SCRoF的方法，其包含：
将包含铜捕集组分和沸石的混合物的载体涂料涂覆到壁流式过滤器基底上，
其中所述铜捕集组分包含D90粒度为约0.5至20微米的多个颗粒，以及
其中所述沸石组分包含足够的Cu交换至所述沸石的阳离子位点中，使得所述沸石具有0.1至0.5的Cu/Al比和1至15wt.％的CuO负载量；以及
煅烧涂覆的壁流式过滤器基底以提供所述SCRoF。
33.根据权利要求31或32所述的方法，其中所述铜捕集组分是氧化铝。
34.根据权利要求31至33所述的方法，其中所述SCRoF在所述壁流式过滤器基底上包含约0.05g/in3至约0.5g/in3氧化铝的氧化铝负载量。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3885029A1 (de) * 2020-03-24 2021-09-29 UMICORE AG & Co. KG Platin- und zinkhaltiger zeolith
KR20220060316A (ko) * 2020-11-04 2022-05-11 현대자동차주식회사 NOx 저장용 촉매 및 이의 제조 방법
WO2024044148A1 (en) * 2022-08-26 2024-02-29 Basf Corporation Cu zeolite selective catalytic reduction catalysts and methods for exhaust gas treatment

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5354720A (en) * 1992-03-04 1994-10-11 Degussa Aktiengesellschaft Reduction in the quantity of NOx in lean exhaust gas of motor vehicle engines
US20080125316A1 (en) * 2005-08-31 2008-05-29 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb catalytic structure, precoated support for producing honeycomb catalytic structure, and process for producing honeycomb catalytic structure
DE202008018318U1 (de) * 2008-02-27 2012-11-27 Basf Corporation Kupfer-Cha-Zeolith-Katalysatoren
US20130136662A1 (en) * 2011-11-28 2013-05-30 Hyundai Motor Company Scr on diesel particular filter and method for producing the same
US8535629B2 (en) * 2010-12-02 2013-09-17 Johnson Matthey Public Limited Company Zeolite catalyst containing metal
US20150321184A1 (en) * 2014-05-09 2015-11-12 Johnson Matthey Public Limited Company Ammonia slip catalyst having platinum impregnated on high porosity substrates
US20160008759A1 (en) * 2014-05-16 2016-01-14 Johnson Matthey Public Limited Company Catalytic Article for Treating Exhaust Gas
WO2016187267A1 (en) * 2015-05-19 2016-11-24 Basf Corporation Catalyzed soot filter for use in passive selective catalytic reduction
WO2017134581A1 (en) * 2016-02-03 2017-08-10 Basf Corporation Copper and iron co-exchanged chabazite catalyst
US20180021768A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Johnson Matthey Public Limited Company Catalyst binders for filter substrates

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102869427B (zh) * 2010-03-11 2016-11-09 约翰逊马西有限公司 用于选择性催化还原NOx的无序分子筛载体
GB2492175B (en) * 2011-06-21 2018-06-27 Johnson Matthey Plc Exhaust system for internal combustion engine comprising catalysed filter substrate
US10634030B2 (en) * 2014-12-08 2020-04-28 Basf Corporation Nitrous oxide removal catalysts for exhaust systems
US10933408B2 (en) * 2016-11-10 2021-03-02 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst comprising a molecular sieve belonging to the ABC-6 framework family with disorder in the ABC stacking sequence and use of the catalyst

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5354720A (en) * 1992-03-04 1994-10-11 Degussa Aktiengesellschaft Reduction in the quantity of NOx in lean exhaust gas of motor vehicle engines
US20080125316A1 (en) * 2005-08-31 2008-05-29 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb catalytic structure, precoated support for producing honeycomb catalytic structure, and process for producing honeycomb catalytic structure
DE202008018318U1 (de) * 2008-02-27 2012-11-27 Basf Corporation Kupfer-Cha-Zeolith-Katalysatoren
US8535629B2 (en) * 2010-12-02 2013-09-17 Johnson Matthey Public Limited Company Zeolite catalyst containing metal
US20150064074A1 (en) * 2010-12-02 2015-03-05 Johnson Matthey Public Limited Company Zeiolite catalyst containing metal
US20130136662A1 (en) * 2011-11-28 2013-05-30 Hyundai Motor Company Scr on diesel particular filter and method for producing the same
US20150321184A1 (en) * 2014-05-09 2015-11-12 Johnson Matthey Public Limited Company Ammonia slip catalyst having platinum impregnated on high porosity substrates
US20160008759A1 (en) * 2014-05-16 2016-01-14 Johnson Matthey Public Limited Company Catalytic Article for Treating Exhaust Gas
WO2016187267A1 (en) * 2015-05-19 2016-11-24 Basf Corporation Catalyzed soot filter for use in passive selective catalytic reduction
WO2017134581A1 (en) * 2016-02-03 2017-08-10 Basf Corporation Copper and iron co-exchanged chabazite catalyst
US20180021768A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Johnson Matthey Public Limited Company Catalyst binders for filter substrates

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