CN117157145A - 催化组合物 - Google Patents

催化组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN117157145A
CN117157145A CN202280027077.0A CN202280027077A CN117157145A CN 117157145 A CN117157145 A CN 117157145A CN 202280027077 A CN202280027077 A CN 202280027077A CN 117157145 A CN117157145 A CN 117157145A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
catalytic composition
total
zeolite
aspects
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280027077.0A
Other languages
English (en)
Inventor
D·R·阿维斯
扬妮克·比达尔
A·N·M·格林
尼尔·格里纳姆
M·E·哈里斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Matthey PLC
Original Assignee
Johnson Matthey PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson Matthey PLC filed Critical Johnson Matthey PLC
Publication of CN117157145A publication Critical patent/CN117157145A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/723—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76—Iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/208—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2063—Lanthanum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2065—Cerium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2068—Neodymium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20761—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/03—Catalysts comprising molecular sieves not having base-exchange properties
    • B01J29/035—Microporous crystalline materials not having base exchange properties, such as silica polymorphs, e.g. silicalites
    • B01J29/0358—Microporous crystalline materials not having base exchange properties, such as silica polymorphs, e.g. silicalites containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/7215—Zeolite Beta
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76—Iron group metals or copper
    • B01J29/7615—Zeolite Beta
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/18—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/12—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F01N2570/145—Dinitrogen oxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1624—Catalyst oxygen storage capacity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于处理含NOx的废气的催化组合物，其中该组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和/或La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和/或Nb。

Description

催化组合物
背景技术
本发明涉及催化组合物，特别是涉及用于处理含NOx的废气的组合物。该组合物给出改善的低温NOX转化率，而不损害高温性能。
NH3-SCR是在贫燃发动机废气后处理中减少NOx的最有效技术。在这点上，Cu-SSZ-13由于其优异的催化性能和水热稳定性的显著优点已经作为NH3-SCR催化剂被商业化。然而，随着对于发动机废气的排放的越来越严格的限制，特别是对于冷启动条件下的车辆，进一步提高低温NH3-SCR活性和SCR催化剂的水热稳定性是高度期望的。
在能与之相比的SCR工作条件下，具有低二氧化硅与氧化铝比率(SAR)的小孔沸石如CHA和AEI通常具有比高SAR骨架高的强劲活性但低的耐久性。为了改善低SAR结构的总体性能，有必要增强耐久性。
因此，希望提供一种用于处理含NOx的废气的改善的催化组合物和/或解决与现有技术相关联的问题中的至少一些问题或者至少提供一种针对现有技术的商业上可行的替代形式。
发明内容
根据本发明的一些方面，一种用于处理含NOx的废气的催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和/或La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和/或Nb。在某些方面，Ce和/或La以约50g/ft3至约200g/ft3的总量存在。在一些方面，Nd和/或Nb以约50g/ft3至约200g/ft3的总量存在。
在一些方面，铜以约1重量％至约6重量％、约3重量％至约5.5重量％、或约4重量％的量存在。
在一些方面，小孔沸石具有CHA或AEI骨架结构类型。沸石可具有小于30、约5至约30、或约10至约30的SAR。
在特定方面中，催化组合物包含：铜，其量为催化组合物的约1重量％至约6重量％；总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和/或La；和总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和/或Nb。
附图说明
图1是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例1、实施例6和实施例7的老化催化剂的NOx转化活性的图。
图2是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例1、实施例6和实施例7的老化催化剂的N2O选择性的图。
图3是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例2、实施例8和实施例9的老化催化剂的NOx转化活性的图。
图4是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例2、实施例8和实施例9的老化催化剂的N2O选择性的图。
图5是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例3、实施例10和实施例11的老化催化剂的NOx转化活性的图。
图6是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例3、实施例10和实施例11的老化催化剂的N2O选择性的图。
图7是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例4和实施例5的老化催化剂的NOx转化活性的图。
图8是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例4和实施例5的老化催化剂的N2O选择性的图。
图9是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例12、实施例13、实施例14和实施例15的老化催化剂的NOx转化活性的图。
图10是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例12、实施例13、实施例14和实施例15的老化催化剂的N2O选择性的图。
图11是显示在200℃下测试的比较例以及实施例1至实施例5的老化催化剂的NOx转化活性的图。
具体实施方式
本发明的组合物、方法和系统涉及一种用于处理含NOx的废气的催化组合物，其中该组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：
i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和/或La；和
ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和/或Nb。
现在将进一步描述本发明。在以下段落中，更详细地定义了本发明的不同方面。除非有明确相反的指示，否则如此定义的每个方面均可以与任何其他一个或多个方面进行组合。具体地，本文所述的任何特征可与任何其它被指示为优选或有利的一个或多个特征组合。
催化组合物
催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和/或La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和/或Nb。催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石基本上由以下组成：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和/或La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和/或Nb。催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石由以下组成：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和/或La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和/或Nb。
在一些方面，催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和Nb。在一些方面，催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce或La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd或Nb。在一些方面，催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和/或Nb。在一些方面，催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和/或Nb。在一些方面，催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和/或La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd。在一些方面，催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和/或La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nb。在一些方面，催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd。在一些方面，催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nb。在一些方面，催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd。在一些方面，催化组合物包含铜取代的小孔沸石，该铜取代的小孔沸石包含：i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的La；和ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nb。在一些方面，除了Cu、Ce、La、Nd和/或Nb之外，铜取代的沸石还包含其它金属。
沸石
沸石是由氧化铝和二氧化硅形成的结构，并且二氧化硅与氧化铝的摩尔比(“SAR”)决定了沸石结构内的反应性位点。
在一些方面，合适的沸石具有的二氧化硅与氧化铝摩尔比(SAR)为5至200(例如10至200)；10至100(例如，10至30或20至80)、10至50；10至30；12至40；15至30；5至20；5至15；8至15；8至13；10至15；10至20；10至40；10至60；10至80；10至100；10至150；<30；<20；<15；或<13。在一些方面，合适的分子筛具有>200、>600、或>1200的SAR。在一些方面，分子筛具有约1500至约2100的SAR。
在一些方面，沸石包括小孔沸石。小孔沸石具有由八个四面体原子(Si4+和Al3+)构成的孔，每一个都通过共享的氧连接。这些八元环孔使小分子进入晶体内空隙空间，例如在汽车排气净化(NOx去除)期间进入NOx或在其转化为轻质烯烃的途中进入甲醇，同时限制对总体催化剂性能关键的较大分子进入和离开。小孔沸石是包含在环中具有8个四面体原子的孔开口的材料，中孔沸石是其中最小孔在环中具有10个四面体原子的沸石，并且大孔沸石是其中最小孔在环中具有12个四面体原子的沸石。
在一些方面，小孔沸石具有选自由以下项组成的组的骨架结构：AEI、AFT、AFV、AFX、AVL、CHA、EMT、GME、KFI、LEV、LTN和SFW构成的组的骨架结构，包括它们中的两种或更多种的混合物或共生物。在特定方面，沸石具有CHA和/或AEI型骨架结构。
在一些方面，小孔沸石具有的二氧化硅与氧化铝摩尔比(SAR)为小于约30、约5至约30、或约10至约30。
当沸石为中孔沸石时，则该中孔沸石可具有选自由以下项组成的组的骨架结构：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和WEN，或它们中的两种或更多种的混合物和/或共生物。在一些方面，中孔沸石具有选自由以下项组成的组的骨架结构：FER、MEL、MFI和STT。
当沸石为大孔沸石时，则该大孔沸石可具有选自由以下项组成的组的骨架结构：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和VET，或它们中的两种或更多种的混合物和/或共生物。在一些方面，大孔沸石具有选自由以下项组成的组的骨架结构：AFI、BEA、MAZ、MOR和OFF。
铜
本发明的沸石是铜取代的。铜可通过已知技术诸如离子交换掺入。铜可以约1重量％至约6重量％、约3重量％至约5.5重量％、约3.2重量％至约4.8重量％、或约4重量％的量存在于铜取代的沸石中。重量％的引用是指相对于铜取代的沸石的总重量的铜的重量。
Ce和/或La
本发明的铜取代的沸石包含Ce和/或La。在一些方面，本发明的铜取代的沸石包含Ce和La。在一些方面，本发明的铜取代的沸石包含Ce或La。在一些方面，本发明的铜取代的沸石包含Ce。在一些方面，本发明的铜取代的沸石包含Ce。催化组合物包含总量为约5g/ft3至约400g/ft3或约50g/ft3至约200g/ft3的Ce和/或La。
Nd和/或Nb
本发明的铜取代的沸石包含Nd和/或Nb。在一些方面，本发明的铜取代的沸石包含Nd和Nb。在一些方面，本发明的铜取代的沸石包含Nd或Nb。在一些方面，本发明的铜取代的沸石包含Nd。在一些方面，本发明的铜取代的沸石包含Nb。催化组合物包含总量为约5g/ft3至约400g/ft3、约50g/ft3至约200g/ft3、大于约100g/ft3、大于约150g/ft3、或约150g/ft3至约250g/ft3的Nd和/或Nb。
Ce和/或La与Nd和/或Nb的重量比
在一些方面，铜取代的沸石包含的Ce和/或La的总量与Nd和/或Nb的总量的重量比为约1:1。在一些方面，铜取代的沸石包含的Ce和/或La的总量与Nd和/或Nb的总量的重量比为约0.1至约50、约0.2至约15、或约0.33至约3。
本发明的催化剂可通过本领域已知的任何合适的方法(包括例如一锅法、预固定和喷雾干燥)制备。
催化剂制品
根据另一方面，提供了一种用于废气系统的催化剂制品，该催化剂制品包含如本文所述的催化组合物。用于形成这种包含催化组合物的催化剂制品的技术是本领域公知的。
本发明的催化剂制品可包括基底和催化组合物。基底可以为流通式基底或过滤式基底。基底可包含催化组合物(即，催化剂制品通过挤出获得)，或者催化组合物可设置或承载在基底上(即，催化组合物通过洗涂方法施加到基底上)。催化组合物可根据需要完全或部分地涂覆基底。在一些方面，催化剂制品包括涂覆有一种或多种附加催化剂的Cu/Mn/Ce沸石挤出制品。在一些方面，挤出催化剂涂覆有一种或多种附加SCR催化剂，其可包含例如Cu/Mn/Ce沸石。
在一些方面，催化剂制品可包含总浓度为约0.5g/in3至约4.0g/in3、约1.0g/in3至约3.0g/in3、或约1.2g/in3至约2.5g/in3的催化组合物。
当催化剂制品具有过滤式基底时，则其为选择性催化还原过滤器催化剂。选择性催化还原过滤器包括过滤式基底和催化剂组合物。在本申请通篇中对使用SCR催化剂的提及应理解为在适用的情况下也包括使用选择性催化还原过滤器催化剂。
流通式基底或过滤器基底是能够容纳催化剂/吸附剂组分的基底。基底优选为陶瓷基底或金属基底。陶瓷基底可包括任何合适的难熔材料，例如氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈、氧化锆、氧化镁、沸石、氮化硅、碳化硅、硅酸锆、硅酸镁、铝硅酸盐、金属铝硅酸盐(诸如堇青石和锂辉石)、或它们中的任两种或更多种的混合物或混合氧化物。堇青石、铝硅酸镁和碳化硅是特别优选的。
金属基底可由任何合适的金属制成，并且具体地讲由耐热金属和金属合金制成，诸如钛和不锈钢以及除了其他痕量金属之外还含有铁、镍、铬和/或铝的铁素体合金。
流通式基底优选为具有蜂窝状结构的流通式整料，该蜂窝状结构具有许多小的平行薄壁通道，这些通道轴向延伸穿过基底并且从基底的入口或出口延伸穿过。基底的通道横截面可以为任何形状，但优选为正方形、正弦曲线形、三角形、矩形、六边形、梯形、圆形或椭圆形。流通式基底还可以为使得催化剂渗透到基底壁中的高孔隙率。
过滤器基底优选地为壁流式整料过滤器。壁流式过滤器的通道被交替阻塞，这使得废气流从入口进入通道，然后流过通道壁，并从通向出口的不同通道离开过滤器。因此，废气流中的颗粒被捕集在过滤器中。
催化组合物可通过任何已知的方式(诸如洗涂程序)添加到流通式基底或过滤器基底中。
当催化剂制品为选择性催化还原过滤器时，则过滤式基底可优选地为壁流式过滤器基底整料。壁流式过滤器基底整料(例如，SCR-DPF的壁流式过滤器基底整料)通常具有60至400个孔每平方英寸(cpsi)的孔密度。优选的是壁流式过滤器基底整料具有100cpsi至350cpsi，更优选地200cpsi至300cpsi的孔密度。
壁流式过滤器基底整料可具有0.20mm至0.50mm、优选地0.25mm至0.35mm(例如，约0.30mm)的壁厚(例如，平均内壁厚度)。
一般来讲，未涂覆的壁流式过滤器基底整料具有50％至80％，优选地55％至75％，并且更优选地60％至70％的孔隙率。未涂覆的壁流式过滤器基底整料通常具有至少5μm的平均孔径。优选的是，平均孔径为10μm至40μm，诸如15μm至35μm，更优选地20μm至30μm。
壁流式过滤器基底可具有对称孔设计或不对称孔设计。
一般来讲，对于选择性催化还原过滤器，催化剂组合物设置在壁流式过滤器基底整料的壁内。另外，催化组合物可设置在入口通道的壁上和/或出口通道的壁上。
本发明各方面的催化组合物可涂覆在合适的整料基底上。用于涂覆到整料基底上或用于制造挤出型基底整料的包含本发明的催化组合物的载体涂料组合物可包含选自由以下项组成的组的粘结剂：氧化铝、二氧化硅、(非沸石)二氧化硅-氧化铝、天然存在的粘土、TiO2、ZrO2和SnO2。通常，包含所需载量水平的催化组合物的催化剂制品可通过洗涂、挤出或本领域已知的其他方法制备。
废气系统和方法
根据另一方面，提供了一种废气系统，该废气系统包括本文所述的催化剂制品和内燃机，优选柴油发动机。催化剂制品布置在发动机的下游以处理从发动机排出的废气。
本发明的方法涉及通过使废气与还原剂诸如含氮还原剂或烃还原剂在存在如本文所述的催化剂组合物的情况下接触来处理含氮氧化物的废气。因此，本发明的催化组合物可用作选择性催化还原催化剂。
在一些方面，在至少100℃的温度下用还原剂还原氮氧化物。在一些方面，除了在高于900℃的温度下水热稳定之外，本文所述的催化剂在宽温度范围内(例如，约150℃至750℃)用还原剂还原氮氧化物也是有效的。后一特征对于处理来自重型和轻型柴油发动机的废气特别有用，尤其是包括包含(任选催化的)柴油颗粒过滤器的废气系统的发动机，该过滤器例如通过将烃注入过滤器上游的废气系统中而主动再生，其中用于本发明的沸石催化剂位于过滤器的下游。
在一个具体的方面，如本文所述的催化剂在175℃至550℃的温度范围内有效地用还原剂还原氮氧化物。在另一方面，温度范围为175℃至400℃。在一些方面，温度范围为275℃至500℃、或250℃至550℃。当气流中存在N2O时，温度范围可更宽，诸如150℃至650℃；175℃至625℃；200℃至600℃；或225℃至575℃。
本发明的益处
已经令人惊奇地发现，本发明的催化组合物提供了意想不到的益处。催化组合物中Ce和/或La的存在给出了改善的低温NOX转化率，但在较高温度下其表现得不太好。Nd和/或Nb的添加不损害低温性能，并且使得催化组合物的高温性能比仅具有Ce和/或La的情况受到更少损害。老化后NOx转化率更好，特别是对于Cu/Ce/Nd。
虽然本文已详细描述了本发明的优选实施方案，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明或所附权利要求书的范围的情况下，可以对本发明进行各种改变。
现在将结合以下非限制性实施例和附图来进一步描述本发明。
实施例
比较例以及实施例1至实施例5的催化剂包含铜小孔沸石。然而，在比较例中，铜小孔沸石为其酸形式(即未取代的)，而在实施例1至实施例5中，铜小孔沸石被Ce、Nd、Nb和La中的一种或多种取代。将比较例以及实施例1至实施例14的催化剂在800℃下老化16小时。它们的组成在下表1中列出。在用于比较例以及实施例1至实施例15的组合物中提及的铜取代的小孔沸石是SAR为13的CHA沸石。
表1
使用包含500ppm NO、750ppm NH3、350ppm CO、8％ CO2、10％O2、5％ H2O、余量N2的气体流，在250℃、200℃和175℃下测试比较例以及实施例1至实施例5的老化催化剂的NOx活性，并且结果列于下表2中。
表2
从表2中的数据可以看出，在低温下，与酸形式的铜小孔沸石相比，铜取代的小孔沸石中Ce和La的存在提供了改善的NOx活性。如实施例4和实施例5的数据所例示的，除了Ce或La之外Nb的存在没有显著损害改善的低温性能。实际上，实施例4(用La和Nb取代)和实施例5(用Ce和Nb取代)的低温NOx性能仍然显著优于比较例(未取代)和实施例3(仅用Nb取代)。
使用包含500ppm NO、750ppm NH3、350ppm CO、8％ CO2、10％O2、5％ H2O、余量N2的气体流，在600℃下测试比较例和实施例3的老化催化剂的NOx活性，并且结果列于下表3中。
表3
实施例 600℃下的％NOx转化率
比较例 87.00％
实施例3 94.56％
如表3所示，与酸形式的铜小孔沸石相比，铜取代的小孔沸石中Nb的存在提供了高温下改善的NOx活性。
现在将参考以下非限制性附图描述本发明，附图1至11包括使用包含500ppm NO、750ppm NH3、350ppm CO、8％ CO2、10％ O2、5％ H2O、余量N2的气体流测试的实施例1至实施例15的催化剂的NOx转化活性和N2O选择性。
图1是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例1、实施例6和实施例7的老化催化剂的NOx转化活性的图。
图2是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例1、实施例6和实施例7的老化催化剂的N2O选择性的图。
图3是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例2、实施例8和实施例9的老化催化剂的NOx转化活性的图。
图4是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例2、实施例8和实施例9的老化催化剂的N2O选择性的图。
图5是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例3、实施例10和实施例11的老化催化剂的NOx转化活性的图。
图6是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例3、实施例10和实施例11的老化催化剂的N2O选择性的图。
图7是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例4和实施例5的老化催化剂的NOx转化活性的图。
图8是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例4和实施例5的老化催化剂的N2O选择性的图。
图9是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例12、实施例13、实施例14和实施例15的老化催化剂的NOx转化活性的图。
图10是显示在175℃、200℃、250℃和600℃下测试的比较例以及实施例12、实施例13、实施例14和实施例15的老化催化剂的N2O选择性的图。
图11是显示在200℃下测试的比较例以及实施例1至实施例5的老化催化剂的NOx转化活性的图。
图1包括比较例以及实施例1、实施例6和实施例7的老化催化剂的数据，并显示加载铈对NOx性能的影响。如图1所示，铈加载量的增加导致改善的低温NOx性能，但降低的高温NOx性能。
图2包括比较例以及实施例1、实施例6和实施例7的老化催化剂的数据，并显示加载铈对N2O选择性的影响。如图2所示，与酸形式的铜小孔沸石相比，铈加载量的增加导致低温下较低的N2O选择性和高温下类似或较差的N2O选择性。
图3包括比较例以及实施例2、实施例8和实施例9的老化催化剂的数据，并显示加载铌对NOx性能的影响。如图3所示，钕加载量的增加导致改善的低温NOx性能，但与如图1所示的铈的加载量相比没有那么显著。用200g/ft3或更多的钕取代小孔沸石导致降低的高温NOx性能。与酸形式的铜小孔沸石相比，铜小孔沸石包含100g/ft3的钕的实施例2具有改善的低温NOx活性和类似的高温NOx活性。
图4包括比较例以及实施例2、实施例8和实施例9的老化催化剂的数据，并显示加载钕对N2O选择性的影响。如图4所示，钕的存在导致在低温和高温下改善的N2O选择性。
图5包括比较例以及实施例3、实施例10和实施例11的老化催化剂的数据，并显示加载铌对NOx性能的影响。如图5所示，铌加载量的增加导致改善的低温NOx性能，但不如铈或钕加载量显著。增加铌加载量降低高温NOx转化率，除了实施例3之外，与酸形式的铜小孔沸石相比，实施例3具有改善的高温NOx转化率。如上所述，实施例3是包含400g/ft3铌的取代的铜小孔沸石。
图6包括比较例以及实施例3、实施例10和实施例11的老化催化剂的数据，并显示加载铌对NOx性能的影响。如图6所示，铌的存在导致在低温和高温下改善的N2O选择性。
图7包括比较例以及实施例4和实施例5的老化催化剂的数据。如图7所示，与酸形式的铜小孔沸石相比，镧和铌的组合导致改善的低温NOx性能和类似的高温NOx性能。如通过比较图7与图6所示，与仅用铌加载小孔沸石相比，镧和铌的组合导致改善的低温NOx性能和类似的高温NOx性能。图7还示出，类似地，如通过比较图7和图6所示，与仅用铌加载小孔沸石相比，铈和铌的组合导致改善的低温NOx性能和类似的高温性能。
图8包括比较例以及实施例4和实施例5的老化催化剂的数据。如图8中所示，与酸形式的酮小孔沸石相比，镧和铌的组合导致在高达250℃的温度下类似的N2O选择性和在大于250℃的温度下改善的N2O选择性。类似地，与酸形式的铜小孔沸石相比，铈和铌的组合导致在高达250℃的温度下类似的N2O选择性和在大于250℃的温度下改善的N2O选择性。
图9包括实施例12、实施例13、实施例14和实施例15的老化催化剂的数据。图9显示了组合铈和钕以及各自的加载量对NOx性能的影响。如图9所示，与用单独的铈或单独的钕加载小孔沸石相比，用铈和钕两者加载导致改善的低温NOx性能。与仅用铈取代的铜小孔沸石相比，对于两种负加量下的铈和钕的组合，显示了这种改善：具有铈和钕两者的实施例13和实施例14也导致改善的高温NOx性能，实施例13具有100g/ft3Ce和150g/ft3Nd，实施例4具有125g/ft3Ce和75g/ft3Nd加载量。
图10包括实施例12、实施例13、实施例14和实施例15的老化催化剂的数据。图10显示了组合铈和钕以及各自的加载量对N2O选择性的影响。如图10所示，与用单独的铈加载小孔沸石相比，用铈和钕两者加载导致在高温和低温下改善的低温N2O选择性。对于两种加载量下的铈和钕的组合：具有100g/ft3Ce和150g/ft3Nd的实施例13和具有125g/ft3Ce和75g/ft3Nd的实施例14，显示了这种改善。
图11包括比较例以及实施例1至实施例5的老化催化剂的数据。如图11所示，与酸形式的铜小孔沸石相比，铜取代的小孔沸石中Ce和La的存在提供了改善的低温NOx活性。除了Ce或La之外Nb的存在没有显著损害改善的低温性能。
因此，从表1至表3和图1至图11中的数据可以看出，特别是对于老化催化剂，Ce和/或La在催化组合物中的存在改善了低温NOX转化率。与仅添加Ce和/或La的组合物相比，添加Nb和/或Nd不会损害改善的低温性能，但改善了高温性能。例如，与单独用Ce或Nd加载沸石相比，Ce和Nd的组合导致改善的低温NOx性能。与仅用Ce加载沸石相比，Ce和Nd的组合还导致改善的高温NOx性能和改善的N2O选择性。
尽管术语“包含”已用于描述催化剂的组成以允许其它组分的存在，但应理解，在一些方面，基本上由本文所述的那些组分组成的组合物含有小于5重量％的其它组分，在一些方面小于1％的其它组分，以及在一些方面不含其它组分。
除非另有说明，否则本文所有提及的重量％均相对于铜取代的小孔沸石的总重量计。

Claims (13)

1.一种用于处理含NOx的废气的催化组合物，其中所述组合物包含铜取代的小孔沸石，所述铜取代的小孔沸石包含：
i)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和/或La；和
ii)总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和/或Nb。
2.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述铜以约1重量％至约6重量％的量存在。
3.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述铜以约3重量％至约5.5重量％的量存在。
4.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述铜以约4重量％的量存在。
5.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述小孔沸石具有CHA或AEI骨架结构类型。
6.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述沸石具有小于30的SAR。
7.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述沸石具有约5至约30的SAR。
8.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述沸石具有约10至约30的SAR。
9.根据权利要求1所述的催化组合物，其中Ce和/或La以约50g/ft3至约200g/ft3的总量存在。
10.根据权利要求1所述的催化组合物，其中Nd和/或Nb以约50g/ft3至约200g/ft3的总量存在。
11.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述组合物包含：
铜，其量为所述催化组合物的约1重量％至约6重量％；
总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Ce和/或La；和
总量为约5g/ft3至约400g/ft3的Nd和/或Nb。
12.一种用于排气系统的催化剂制品，所述催化剂制品包括根据权利要求1所述的催化组合物和基底。
13.一种排气系统，所述排气系统包括根据权利要求12所述的催化剂制品和内燃机。
CN202280027077.0A 2021-05-12 2022-05-12 催化组合物 Pending CN117157145A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163201774P 2021-05-12 2021-05-12
US63/201,774 2021-05-12
PCT/GB2022/051210 WO2022238710A1 (en) 2021-05-12 2022-05-12 Catalytic composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117157145A true CN117157145A (zh) 2023-12-01

Family

ID=81846480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280027077.0A Pending CN117157145A (zh) 2021-05-12 2022-05-12 催化组合物

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11883805B2 (zh)
EP (1) EP4337379A1 (zh)
JP (1) JP2024518879A (zh)
CN (1) CN117157145A (zh)
WO (1) WO2022238710A1 (zh)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2502207A (en) 2010-12-02 2013-11-20 Johnson Matthey Plc Zeolite catalyst containing metal
GB2516554B (en) 2011-12-01 2018-09-12 Johnson Matthey Plc Catalyst for treating exhaust gas
FR3003557B1 (fr) * 2013-03-19 2015-05-01 Rhodia Operations Composition a base d'oxyde de zirconium, de cerium, de niobium et d'etain, procede de preparation et utilisation en catalyse
US20140336038A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Cdti ZPGM Catalytic Converters (TWC application)
GB2522530B (en) * 2013-12-03 2017-02-08 Johnson Matthey Plc Copper CHA framework Zeolite catalyst and use thereof
DE102015209987A1 (de) * 2014-06-04 2015-12-10 Johnson Matthey Public Limited Company Nicht-PGM-Ammoniakschlupfkatalysator
KR20180017191A (ko) * 2015-06-16 2018-02-20 바스프 에스이 수동적이고 선택적인 촉매적 환원에 사용하기 위한 통합된 희박 NOx 트랩을 갖는 SCR-촉매화된 매연 필터
JP7021093B2 (ja) 2015-11-17 2022-02-16 ビーエーエスエフ コーポレーション 排気ガス処理触媒
WO2018064265A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Johnson Matthey Public Limited Company Synthesis of afx zeolite
GB2569754B (en) * 2016-09-30 2022-06-29 Johnson Matthey Plc Synthesis of AEI and Cu-AEI zeolites
DE102018106329A1 (de) * 2017-03-20 2018-09-20 Johnson Matthey Public Limited Company SCRF mit rückwärtigem Auf-Wand-Design
JP2023523459A (ja) 2020-04-28 2023-06-05 ビーエーエスエフ コーポレーション 排ガスを処理するための選択触媒還元用触媒

Also Published As

Publication number Publication date
US11883805B2 (en) 2024-01-30
US20220362753A1 (en) 2022-11-17
WO2022238710A1 (en) 2022-11-17
EP4337379A1 (en) 2024-03-20
JP2024518879A (ja) 2024-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3310461B1 (en) Exhaust system comprising an ammonia slip catalyst designed to be first in an scr system
US20180280877A1 (en) Scr with turbo and asc/doc close-coupled system
US11511228B2 (en) Exhaust treatment system for a lean burn engine
RU2018101714A (ru) Система выпуска отработавших газов без дизельного катализатора окисления (doc), имеющая катализатор проскока аммиака (asc), действующий, как doc, в системе с катализатором селективного каталитического восстановления (scr) перед asc
US20180111086A1 (en) Hydrocarbon injection through small pore cu-zeolite catalyst
CN110582342A (zh) 在多个层中具有铂族金属的asc
US11541379B2 (en) Bimetallic Cu/Mn catalysts for selective catalytic reduction
CN113543878A (zh) 包含钒酸铁的scr催化剂
JP7402345B2 (ja) 改善されたｃｏ／ｈｃ転化率及びｎｏ酸化のための層状ゾーンコーティングされたディーゼル酸化触媒
CN110869125A (zh) 催化制品和废气处理系统
US20180283249A1 (en) Egr urea hydrolysis
JP2023509349A (ja) ＣｕおよびＰｄを含む、複合材中の共交換されたゼオライト
CN117157145A (zh) 催化组合物
US11904305B2 (en) Catalytic composition for treating a NOx-containing exhaust gas
US11931729B2 (en) Iron-promoted zeolite and catalyst made therefrom
EP4378566A1 (en) Improved catalytic wall-flow filter
US20210017889A1 (en) Exhaust system including scrf catalyst with oxidation zone
WO2021262966A1 (en) Method of preparing a copper-promoted zeolite
CN115461151A (zh) 含沸石的scr催化剂
CN114761108A (zh) 提供经改善的选择性、活性和毒性耐受性的指定区域的氨漏失催化剂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination