CN117980068A - 铂族金属捕获材料 - Google Patents
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Abstract
本文公开了包含碱土金属氧化物的铂族金属捕获材料。本文还公开了包括这些铂族金属捕获材料的催化制品、废气处理系统和处理废气的方法。本公开的一些实施方案涉及气体处理系统,这些气体处理系统包括用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件、用于捕获挥发的铂族金属的构件和用于选择性地使氮氧化物还原的构件。
Description
本申请要求于2021年9月30日提交的国际申请第PCT/CN2021/122206号的优先权的权益;此申请的公开内容通过引用整体并入本文。
本文公开了包含碱土金属氧化物的铂族金属捕获材料。本文还公开了包括这些铂族金属捕获材料的催化制品、废气处理系统和处理废气的方法。
铂族金属可在暴露于升高的温度时挥发。例如,各种催化和废气处理系统中的铂族金属可在暴露于废气时挥发。在一些情况下,挥发的铂族金属可能是有问题的,并且可能例如使下游催化剂具有毒性。说明性地,在具有在包含铂族金属的氧化催化剂下游的NOx还原组分的废气排放系统中,废气可能使氧化催化剂中的一部分铂族金属挥发并且将挥发的铂族金属向下游运送至NOx还原组分,在那里挥发的铂族金属可能损害NOx还原组分适当地起作用的能力。
因此,需要能够捕获在用于催化剂和废气处理系统的升高的温度用例期间产生的挥发的铂族金属的铂族金属捕获材料。
本公开的一些实施方案涉及包含碱土金属氧化物的铂族金属捕获材料(诸如Pt捕集器)。
在一些实施方案中,铂族金属捕获材料包含碱土金属氧化物,并且该铂族金属捕获材料不包含除了任选地锆之外的过渡金属,并且该铂族金属捕获材料不包含稀土金属。
在一些实施方案中,该碱土金属氧化物选自氧化镁、氧化钡、氧化钙、氧化锶和它们的组合。
在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料还包含至少一种选自氧化铝、氧化锆和它们的组合的金属氧化物。
在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约30重量%至约100重量%的氧化镁。
在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁组成。
在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁铝、氧化镁锆、氧化钙铝、氧化钙锆或它们的组合组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁铝、氧化镁锆、氧化钙铝或氧化钙锆组成。
本公开的一些实施方案涉及包含铂族金属捕获材料的催化制品。
在一些实施方案中,催化制品在包含铂族金属的催化组合物的下游包括本文所公开的铂族金属捕获材料。
在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料具有至少约0.1g/in3的载体涂层装载量。
在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料和该催化组合物呈分层布置和/或分区布置。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料和该催化组合物呈分层布置。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料和该催化组合物呈分区布置。
本公开的一些实施方案涉及包括铂族金属捕获材料的废气处理系统。
在一些实施方案中,该废气处理系统包括发送机和如本文所公开的催化制品。
在一些实施方案中,该废气处理系统在包含铂族金属的催化组合物的下游包括如本文所公开的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料和该催化组合物在不同的基材上。
本公开的一些实施方案涉及处理废气的方法,这些方法包括:使废气与包含铂族金属的催化组合物接触;以及随后使废气与选自以下项的至少一种实体接触:如本文所公开的铂族金属捕获材料、如本文所公开的催化制品和如本文所公开的废气处理系统。
本公开的一些实施方案涉及气体处理系统,这些气体处理系统包括用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件、用于捕获挥发的铂族金属的构件和用于选择性地使氮氧化物还原的构件;其中该用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件包括铂族金属,该用于捕获挥发的铂族金属的构件包括氧化镁,该用于捕获挥发的铂族金属的构件不包括除了任选地锆之外的过渡金属,该用于捕获挥发的铂族金属的构件不包括稀土金属,该用于捕获挥发的铂族金属的构件位于该用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件的下游,并且该用于捕获挥发的铂族金属的构件位于所述用于选择性地使氮氧化物还原的构件的上游。
在一些实施方案中,该用于捕获挥发的铂族金属的构件包括如本文所公开的铂族金属捕获材料。
附图说明
为了提供对本公开的实施方案的理解,参考附图。附图是示例性的,并且不应当被解释为限制本公开。
图1描绘了用于研究铂族金属迁移的实验设置。
图2描绘了在铂迁移之后一些示例性实施方案的SCR-出口NOx转化。
图3描绘了在铂迁移之后一些示例性实施方案的SCR-出口N2O生成。
图4描绘了在铂迁移之后经由燃烧测定的一些示例性实施方案的Pt浓度(ppm)。
图5描绘了在50小时铂迁移老化之后一些示例性实施方案的SCR-出口NOx转化。
图6描绘了通过X射线光电子光谱法(XPS)的一些示例性实施方案中的铂物质的分布。
定义:
如本文所用,除非另有说明,否则“一个”或“一种”实体是指一种或多种该实体,例如,“一种化合物”是指一种或多种化合物或至少一种化合物。因此,术语“一个”(或“一种”)、“一或多个”和“至少一个”在本文可互换地使用。
如本文所用,术语“材料”是指构成某物或可制成某物的元素、成分和/或物质。
如本文所用,术语“约”是指所述数字的±5%的范围。例如,“约100”是指95至105范围内的数字,包括例如95、100和105。除非另有说明,否则所有数字都被假定为用“约”修饰。
如本文所用,术语“铂族金属”,缩写为“PGM”,是指钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)和它们的组合。
如本文所用,术语“贵金属”是指钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铼(Re)、汞(Hg)和它们的组合。
如本文所用,术语“稀土金属”是指钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、饵(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)和它们的组合。
如本文所用,术语“柴油氧化催化剂”,缩写为“DOC”,是指能够使一氧化碳和烃氧化的包含铂族金属的催化剂。
如本文所用,术语“NOx”是指氮氧化物和它们的混合物。示例性氮氧化物包括但不限于NO、N2O、NO2和N2O2。
如本文所用,术语“NOx还原组分”是指能够使NOx还原的诸如组合物和/或制品等组分。示例性NOx还原组分包括但不限于选择性催化还原(SCR)催化剂和贫NOx捕集器(LNT),这些LNT包括但不限于在交替的贫和富脉冲中操作的采用Pt、Pd、Rh的LNT。
如本文所用,术语“选择性催化还原催化剂”,缩写为SCR催化剂,是指能够任选地在存在如NH3等还原剂的情况下将NOx选择性还原为N2和水的催化剂。
如本文所用,“粒度D90”是指约90%的颗粒具有较小粒度时的粒度。
如本文所用,术语“载体涂层”是指施涂到基材上的涂层。
如本文所用,如果第一实体和第二实体流体连通并且诸如废气等流体从第一实体流到第二实体,则第二实体位于第一实体的“下游”,并且在第一实体与第二实体之间可存在或可不存在流体连通的一个或多个另外的实体。
如本文所用,如果第二实体在第一实体的下游,则第一实体在第二实体的“上游”。
铂族金属捕获材料:
在一些实施方案中,铂族金属捕获材料包含碱土金属氧化物。
在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料包含小于约0.01重量%的铂族金属。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料包含小于约0.01重量%的贵金属。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料包含小于约0.01重量%的稀土金属。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料包含小于约0.01重量%的除了任选地锆之外的过渡金属。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料包含小于约0.01重量%的二氧化铈、金、钯、银、铂和铜。
在一些实施方案中,铂族金属捕获材料不包含铂族金属。在一些实施方案中,铂族金属捕获材料不包含贵金属。在一些实施方案中,铂族金属捕获材料不包含稀土金属。在一些实施方案中,铂族金属捕获材料不包含除了任选地锆之外的过渡金属。在一些实施方案中,铂族金属捕获材料不包含过渡金属。在一些实施方案中,铂族金属捕获材料不包含二氧化铈、金、钯、银、铂和铜。
在一些实施方案中,铂族金属捕获材料不包含任何铂族金属。在一些实施方案中,铂族金属捕获材料不包含任何贵金属。在一些实施方案中,铂族金属捕获材料不包含任何稀土金属。
在一些实施方案中,该碱土金属氧化物选自氧化镁、氧化钡、氧化钙、氧化锶和它们的组合。在一些实施方案中,碱土金属氧化物包括氧化镁。在一些实施方案中,碱土金属氧化物包括氧化钡。在一些实施方案中,碱土金属氧化物包括氧化钙。在一些实施方案中,碱土金属氧化物包括氧化锶。
在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料还包含至少一种选自氧化铝、氧化锆和它们的组合的金属氧化物。在一些实施方案中,铂族金属捕获材料还包含氧化铝。在一些实施方案中,铂族金属捕获材料还包含氧化锆。
在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约30重量%至约100重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约40重量%至约100重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约50重量%至约100重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约60重量%至约100重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约70重量%至约100重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约80重量%至约100重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约90重量%至约100重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约60重量%至约95重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约70重量%至约95重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约80重量%至约95重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约70重量%至约90重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约30重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约40重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约50重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约60重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约70重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约80重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约90重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约95重量%的氧化镁。在一些实施方案中,按铂族金属捕获材料的总重量计,铂族金属捕获材料具有约100重量%的氧化镁。
在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁铝、氧化镁锆、氧化钙铝、氧化钙锆或它们的组合组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁铝、氧化镁锆、氧化钙铝或氧化钙锆组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁铝组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁锆组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化钙铝组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化钙锆组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁铝和氧化镁锆组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁铝和氧化钙铝组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁铝和氧化钙锆组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁锆和氧化钙铝组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁锆和氧化钙锆组成。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化钙铝和氧化钙锆组成。
在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁组成。
在一些实施方案中,以下是实质上不影响铂族金属捕获材料的基本性质和新性质的非限制性示例性组分:粘结剂(例如,约0.1重量%至约10重量%的碱性氧化铝粘结剂、约0.1重量%至约10重量%的二氧化硅粘结剂、约0.1重量%至约10重量%的氧化锆和它们的组合)和它们的组合。在一些实施方案中,粘结剂包括约0.1重量%至约10重量%的胶体二氧化铈粘结剂。在一些实施方案中,粘结剂不包括约0.1重量%至约10重量%的胶体二氧化铈粘结剂。在一些实施方案中,胶体二氧化铈粘结剂不同于并且区别于呈混合氧化物形式的活性二氧化铈捕获材料。在一些实施方案中,胶体二氧化铈粘结剂不同于并且区别于呈整体高表面积形式的活性二氧化铈捕获材料。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料由氧化镁组成。
催化制品:
在一些实施方案中,催化制品在包含铂族金属的催化组合物的下游包括本文所公开的铂族金属捕获材料。在一些实施方案中,催化制品在NOx还原组分的上游包括本文所公开的铂族金属捕获材料。
在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料具有至少约0.1g/in3的载体涂层装载量。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料具有至少约0.1g/in3至约2g/in3的载体涂层装载量。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料具有至少约0.1g/in3至约1g/in3的载体涂层装载量。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料具有至少约1g/in3至约2g/in3的载体涂层装载量。
在一些实施方案中,铂族金属捕获材料和催化组合物呈分层布置。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料和该催化组合物呈分区布置。
在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料和该NOx还原组分呈分层布置。在一些实施方案中,该铂族金属捕获材料和该NOx还原组分呈分区布置。在一些实施方案中,NOx还原组分包括与铜和/或铁进行离子交换的沸石。在一些实施方案中,NOx还原组分包括与铜和铁进行离子交换的沸石。在一些实施方案中,NOx还原组分包括与铜或铁进行离子交换的沸石。在一些实施方案中,NOx还原组分包括与铜进行离子交换的沸石。在一些实施方案中,NOx还原组分包括与铁进行离子交换的沸石。
基材:
在一些实施方案中,一种或多种催化组合物和/或铂族金属捕获材料设置在一个或多个基材上以形成例如催化制品。在一些实施方案中,该一个或多个基材是3维的并且具有长度、直径和体积。在一些实施方案中,该一个或多个基材是圆柱形的。在一些实施方案中,该一个或多个基材不是圆柱形的。在一些实施方案中,该一个或多个基材具有从入口端到出口端的轴向长度。
在一些实施方案中,该一个或多个基材是陶瓷基材。在一些实施方案中,该陶瓷基材是由任何合适的难熔性材料,例如堇青石、堇青石-α-氧化铝、钛酸铝、钛酸硅、碳化硅、氮化硅、锆莫来石、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、铝硅酸盐等制成的。
在一些实施方案中,基材包括一种或多种金属或金属合金。在一些实施方案中,金属基材可包括任何金属基材,如在通道壁中具有开口或“穿孔(punch-out)”的那些金属基材。在一些实施方案中,金属基材可以各种形状采用,诸如团粒、压缩金属纤维、波纹板或整体泡沫。在一些实施方案中,金属基材包括耐热碱金属合金,尤其是其中铁是基本组分或主要组分的那些合金。此类合金可含有镍、铬和铝中的一种或多种,并且在每种情况下,基于基材的重量,这些金属的总量可包含至少约15wt%(重量百分比)的合金,例如约10wt%至约25wt%的铬、约1wt%至约8wt%的铝和约0wt%至约20wt%的镍。在一些实施方案中,金属基材包括具有直通道的那些金属基材;具有沿轴向通道突出的叶片以中断气流并打开通道之间气流的连通的金属基材;以及具有叶片和孔以增强通道之间的气体输送的金属基材,从而允许径向气体输送通过整料。
在一些实施方案中,可采用任何合适的整体基材,如具有从基材的入口面或出口面延伸穿过基材的细的平行气流通道使得通道对流经此处的流体流开放的类型的整体基材(“流通式基材”)。在一些实施方案中,基材具有沿基材的纵向轴线延伸的多个细的基本上平行的气流通道,其中例如每个通道在基材主体的一端处堵塞,交替的通道在相对端面处堵塞(“壁流式过滤器”)。
在一些实施方案中,基材包括壁流式过滤器或流通式基材形式的蜂窝基材。在一些实施方案中,基材是壁流式过滤器。在一些实施方案中,基材是流通式基材。
在一些实施方案中,基材是流通式基材(例如,整体基材,包括流通式蜂窝整体基材)。在一些实施方案中,流通式基材具有从基材的入口端延伸到出口端的细的平行气流通道,使得通道对流体流开放。在一些实施方案中,作为从入口到出口的路径的通道具有壁,涂层设置在这些壁上或这些壁中,使得流过通道的气体接触涂层材料。在一些实施方案中,流通式基材的流通道是薄壁通道,其可具有任何合适的截面形状和大小,如梯形、矩形、正方形、正弦曲线形、六边形、椭圆形、圆形等。如上所述,流通式基材可为陶瓷的或金属的。
在一些实施方案中,流通式基材的体积可例如为约50in3至约1200in3,泡孔密度(入口开口)为每平方英寸约60个泡孔(cpsi)至约500cpsi或至多约900cpsi,例如约200cpsi至约400cpsi,并且壁厚为约50微米至约200微米或约400微米。
在一些实施方案中,基材是壁流式过滤器,其具有沿基材的纵向轴线延伸的多条细的通道。在一些实施方案中,每个通道在基材主体的一端处堵塞,其中交替的通道在相对的端面处堵塞。在一些实施方案中,整体壁流式过滤器基材可含有每平方英寸截面至多约900个或更多个流通道(或“泡孔”),但可使用更少的数量。例如,基材可具有每平方英寸约7个泡孔(“cpsi”)至约600cpsi,例如,约100cpsi至约400cpsi。在一些实施方案中,泡孔具有矩形、正方形、圆形、椭圆形、三角形、六边形或其它多边形形状的截面。在一些实施方案中,如上所述,壁流式过滤器基材是陶瓷的或金属的。
在一些实施方案中,壁流式过滤器制品基材具有例如约50cm3、约100in3、约200in3、约300in3、约400in3、约500in3、约600in3、约700in3、约800in3、约900in3或约1000in3至约1500in3、约2000in3、约2500in3、约3000in3、约3500in3、约4000in3、约4500in3或约5000in3的体积。在一些实施方案中,壁流式过滤器基材具有约50微米至约2000微米的壁厚,例如约50微米至约450微米或约150微米至约400微米。
在一些实施方案中,壁流式过滤器的壁是多孔的,并且在安置功能涂层之前,其具有至少约40%或至少约50%的壁孔隙率,其中平均孔径为至少约10微米。例如,在一些实施方案中,壁-流过滤制品基材具有≥40%、≥50%、≥60%、≥65%或≥70%的孔隙率。在一些实施方案中,在设置催化涂层之前,壁流式过滤器制品基材具有约50%、约60%、约65%或约70%至约75%的壁孔隙率,并且具有约10微米、或约20微米至约30微米或约40微米的平均孔径。术语“壁孔隙率”和“基材孔隙率”意指相同的事物并且在本文中可互换使用。孔隙率是空隙体积(或孔隙体积)除以基材材料总体积的比率。孔径和孔径分布可通过例如Hg孔隙率测量法测量来确定。
在一些实施方案中,出于涂覆基材的目的,将组合物与水混合以形成浆料。在一些实施方案中,浆料还包括无机粘结剂、缔合增稠剂或表面活性剂(例如,一种或多种阴离子、阳离子、非离子或两性表面活性剂)。添加的顺序可以变化;在一些实施方案中,所有组分简单地组合在一起以形成浆料,并且在一些实施方案中,某些组分组合,并且其余组分然后与其组合。在一些实施方案中,浆料的pH可被调节到例如约3至约5的酸性pH。
在一些实施方案中,对浆料进行研磨。在一些实施方案中,研磨是在球磨机、连续研磨机或其他类似设备中完成的,并且浆料的固体含量可为例如约20wt.%至约60wt.%、约30wt.%至约40wt.%。在一些实施方案中,研磨后浆料的特征在于D90粒度为约10微米至约50微米(例如,约10微米至约20微米)。
载体涂层:
在一些实施方案中,使用本领域已知的载体涂层技术将浆料涂覆在基材上。例如,如Heck、Ronald和Robert Farrauto,《催化空气污染控制(Catalytic Air PollutionControl)》,纽约:威利国际科学出版公司(Wiley-Interscience),2002,第18-19页所描述的,载体涂层是设置在整体基材表面或底层载体涂层上的组成不同的材料层。在一些实施方案中,基材含有一个或多个载体涂层,并且每个载体涂层可以具有不同的组成。
在一些实施方案中,基材一次或多次浸涂在浆料中或以其他方式涂覆有浆料。在一些实施方案中,将经涂覆的基材在静态空气中或在空气流或射流下以升高温度(例如,约100℃至约150℃)干燥约2分钟至约3小时,并且然后通过加热,例如约400℃至约600℃加热约10分钟至约3小时进行煅烧。在一些实施方案中,在干燥和煅烧之后,最终的载体涂层基本上不含溶剂。
在一些实施方案中,煅烧之后,可通过计算基材的涂覆重量与未涂覆重量的差来确定载体涂层装载量。如将对本领域的技术人员显而易见的,可通过更改浆料流变性或固体含量来修改载体涂层装载量。在一些实施方案中,根据需要重复涂覆/干燥/煅烧过程以使涂层堆积到期望装载水平或厚度。
在一些实施方案中,组合物作为单层或以多层施涂。在一些实施方案中,由相同材料重复洗涂以堆积装载水平所形成的层为单层。在一些实施方案中,组合物可为分区涂覆的,这意味着单个基材在沿着气体流出物流动路径的不同区域中可以涂覆有不同的催化剂组合物。
废气处理系统:
在一些实施方案中,废气处理系统包括发动机和本文所公开的铂族金属捕获材料。在一些实施方案中,废气处理系统包括发动机和本文所公开的催化制品。
在一些实施方案中,废气处理系统在包含铂族金属的催化组合物的下游包括本文所公开的铂族金属捕获材料,并且该铂族金属捕获材料和该催化组合物在不同的基材上。在一些实施方案中,废气处理系统在包含铂族金属的催化组合物的下游包括本文所公开的铂族金属捕获材料,并且该铂族金属捕获材料和该催化组合物在相同的基材上。
在一些实施方案中,废气处理系统在包含与铜和/或铁进行离子交换的沸石的催化组合物的上游包括本文所公开的铂族金属捕获材料,并且该铂族金属捕获材料和该催化组合物在不同的基材上。在一些实施方案中,废气处理系统在包含与铜和/或铁进行离子交换的沸石的催化组合物的上游包括本文所公开的铂族金属捕获材料,并且该铂族金属捕获材料和该催化组合物在相同的基材上。
在一些实施方案中,废气处理系统包括:用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件、用于捕获挥发的铂族金属的构件和用于选择性地使氮氧化物还原的构件;其中该用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件包括铂族金属,该用于捕获挥发的铂族金属的构件包括氧化镁,该用于捕获挥发的铂族金属的构件不包括除了任选地锆之外的过渡金属,该用于捕获挥发的铂族金属的构件不包括稀土金属,该用于捕获挥发的铂族金属的构件位于该用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件的下游,并且该用于捕获挥发的铂族金属的构件位于所述用于选择性地使氮氧化物还原的构件的上游。
在一些实施方案中,该用于捕获挥发的铂族金属的构件包括本文所公开的铂族金属捕获材料。
在一些实施方案中,该用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件是柴油氧化催化剂。在一些实施方案中,该用于选择性地还原氮氧化物的构件包括与铜和/或铁进行离子交换的沸石。在一些实施方案中,该用于选择性地还原氮氧化物的构件是选择性催化还原催化剂。
处理废气的方法:
在一些实施方案中,处理废气的方法包括:使废气与包含铂族金属的催化组合物接触;以及随后使废气与选自以下项的至少一种实体接触:本文所公开的铂族金属捕获材料、本文所公开的催化制品和本文所公开的废气处理系统。
柴油氧化催化剂
柴油氧化催化剂提供用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的示例性方式。非限制性示例性柴油氧化催化剂包含一种或多种铂族金属。非限制性示例性柴油氧化催化剂在于2010年1月14日提交的国际申请第PCT/US2010/021048号;于2010年4月7日提交的国际申请第PCT/US2010/030226号;于2013年8月28日提交的国际申请第PCT/US2013/057011号;于2014年12月15日提交的国际申请第PCT/US2014/070356号;和于2018年2月13日提交的国际申请第PCT/EP2018/053568号中公开;所述国际申请中的每个国际申请的公开内容通过本文引用整体并入本文。
NOx还原组分:
诸如选择性催化还原催化剂等NOx还原组分提供用于选择性地使氮氧化物还原的示例性方式。选择性催化还原催化剂的非限制性示例包括与铜和/或铁进行离子交换的沸石。非限制性示例性NOx还原组分在于2011年4月8日提交的国际申请第PCT/IB2011/051526号;于2013年10月17日提交的国际申请第PCT/US2013/065498号;于2019年7月24日提交的国际申请第PCT/EP2019/069878号;于2019年10月24日提交的国际申请第PCT/EP2019/079081号;和于2016年2月26日提交的国际申请第PCT/US2016/019842号中公开;所述国际申请中的每个国际申请的公开内容通过引用整体并入本文。
非限制性示例性实施方案:
非限制性地,本公开的一些实施方案包括:
1.一种铂族金属捕获材料,该铂族金属捕获材料包含碱土金属氧化物。
2.根据实施方案1所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料包含小于约0.01重量%的铂族金属。
3.根据实施方案1或2所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料包含小于约0.01重量%的贵金属。
4.根据实施方案1至3中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料包含小于约0.01重量%的稀土金属。
5.根据实施方案1至4中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料包含小于约0.01重量%的除了任选地锆之外的过渡金属。
6.根据实施方案1至5中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料包含小于约0.01重量%的二氧化铈、金、钯、银、铂和铜。
7.根据实施方案1至6中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含铂族金属。
8.根据实施方案1至7中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含任何铂族金属。
9.根据实施方案1至8中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含贵金属。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的铂族捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含任何贵金属。
11.根据实施方案1至10中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含稀土金属。
12.根据实施方案1至11中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含任何稀土金属。
13.根据实施方案1至12中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含除了任选地锆之外的过渡金属。
14.根据实施方案1至13中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族捕获材料不包含任何除了任选地锆之外的过渡金属。
15.根据实施方案1至14中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含过渡金属。
16.根据实施方案1至15中任一项所述铂族捕获材料,其中该铂族捕获材料不包含任何过渡金属。
17.根据实施方案1至16中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含二氧化铈、金、钯、银、铂和铜。
18.根据实施方案1至17中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含二氧化铈。
19.根据实施方案1至17中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含金。
20.根据实施方案1至17中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含钯。
21.根据实施方案1至17中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含银。
22.根据实施方案1至17中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含铂。
23.根据实施方案1至17中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料不包含铜。
24.根据实施方案1至23中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该碱土金属氧化物选自氧化镁、氧化钡、氧化钙、氧化锶和它们的组合。
25.根据实施方案1至24中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该碱土金属氧化物包括氧化镁。
26.根据实施方案1至24中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该碱土金属氧化物包括氧化钡。
27.根据实施方案1至24中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该碱土金属氧化物包括氧化钙。
28.根据实施方案1至24中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该碱土金属氧化物包括氧化锶。
29.根据实施方案1至28中任一项所述的铂族金属捕获材料,该铂族金属捕获材料还包含至少一种选自氧化铝、氧化锆和它们的组合的金属氧化物。
30.根据实施方案1至29中任一项所述的铂族金属捕获材料,该铂族金属捕获材料还包含氧化铝。
31.根据实施方案1至29中任一项所述的铂族金属捕获材料,该铂族金属捕获材料还包含氧化锆。
32.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料具有约30重量%至约100重量%的氧化镁。
33.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料具有约50重量%至约100重量%的氧化镁。
34.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料具有约60重量%至约100重量%的氧化镁。
35.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料具有约70重量%至约100重量%的氧化镁。
36.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料具有约80重量%至约100重量%的氧化镁。
37.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料具有约90重量%至约100重量%的氧化镁。
38.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料具有约60重量%至约95重量%的氧化镁。
39.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料具有约70重量%至约95重量%的氧化镁。
40.根据实施方案1至1315中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料具有约80重量%至约95重量%的氧化镁。
41.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中按该铂族金属捕获材料的总重量计,该铂族金属捕获材料具有约70重量%至约90重量%的氧化镁。
42.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁组成。
43.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料由氧化镁组成。
44.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁铝、氧化镁锆、氧化钙铝或氧化钙锆组成。
45.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料基本上由氧化镁铝组成。
46.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料基本上由氧化氧化镁锆组成。
47.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料基本上由氧化钙铝组成。
48.根据实施方案1至31中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料基本上由氧化钙锆组成。
49.一种催化制品,该催化制品在包含铂族金属的催化组合物的下游包括根据实施方案1至48中任一项所述的铂族金属捕获材料。
50.根据实施方案49所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料具有至少约0.1g/in3的载体涂层装载量。
51.根据实施方案49所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料具有至少约0.1g/in3至约2g/in3的载体涂层装载量。
52.根据实施方案49所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料具有至少约0.1g/in3至约1g/in3的载体涂层装载量。
53.根据实施方案49所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料具有至少约1g/in3至约2g/in3的载体涂层装载量。
54.根据实施方案43至53中任一项所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料和该催化组合物呈分层布置。
55.根据实施方案43至53中任一项所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料和该催化组合物呈分区布置。
56.一种催化制品,该催化制品在NOx还原组分的上游包括根据实施方案1至48中任一项所述的铂族金属捕获材料。
57.根据实施方案56所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料具有至少约0.1g/in3的载体涂层装载量。
58.根据实施方案56所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料具有至少约0.1g/in3至约2g/in3的载体涂层装载量。
59.根据实施方案56所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料具有至少约0.1g/in3至约1g/in3的载体涂层装载量。
60.根据实施方案56所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料具有至少约1g/in3至约2g/in3的载体涂层装载量。
61.根据实施方案56至60中任一项所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料和该NOx还原组分呈分层布置。
62.根据实施方案56至60中任一项所述的催化制品,其中该铂族金属捕获材料和该NOx还原组分呈分区布置。
63.根据实施方案56至62中任一项所述的催化制品,其中该NOx还原组分包括与铜和/或铁进行离子交换的沸石。
64.根据实施方案56至62中任一项所述的催化制品,其中该NOx还原组分包括与铜进行离子交换的沸石。
65.根据实施方案56至62中任一项所述的催化制品,其中该NOx还原组分包括与铁进行离子交换的沸石。
66.一种废气处理系统,该废气处理系统包括发动机和根据实施方案1至48中任一项所述的铂族金属捕获材料。
67.一种废气处理系统,该废气处理系统包括发动机和根据实施方案49至63中任一项所述的催化制品。
68.一种废气处理系统,该废气处理系统在包含铂族金属的催化组合物的下游包括根据实施方案1至48中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料和该催化组合物在不同的基材上。
69.一种废气处理系统,该废气处理系统在包含铂族金属的催化组合物的下游包括根据实施方案1至48中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中该铂族金属捕获材料和该催化组合物在相同的基材上。
70.一种处理废气的方法,其中该方法包括:使该废气与包含铂族金属的催化组合物接触,以及随后,使该废气与选自以下项中的至少一种实体接触:根据实施方案1至48中任一项所述的铂族金属捕获材料、根据实施方案49至66中任一项所述的催化制品和根据实施方案67至69中任一项所述的废气处理系统。
71.一种废气处理系统,该废气处理系统包括:用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件、用于捕获挥发的铂族金属的构件和用于选择性地使氮氧化物还原的构件;其中该用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件包括铂族金属,该用于捕获挥发的铂族金属的构件包括氧化镁,该用于捕获挥发的铂族金属的构件不包括除了任选地锆之外的过渡金属,该用于捕获挥发的铂族金属的构件不包括稀土金属,该用于捕获挥发的铂族金属的构件位于该用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件的下游,并且该用于捕获挥发的铂族金属的构件位于所述用于选择性地使氮氧化物还原的构件的上游。
72.根据实施方案71所述的废气处理系统,其中该用于捕获挥发的铂族金属的构件包括根据实施方案1至48中任一项所述的铂族金属捕获材料。
73.根据实施方案71或72所述的废气处理系统,其中该用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件是柴油氧化催化剂。
74.根据实施方案71至73中任一项所述的废气处理系统,其中该用于选择性地还原氮氧化物的构件包括与铜和/或铁进行离子交换的沸石。
75.根据实施方案71至74中任一项所述的废气处理系统,其中该用于选择性地还原氮氧化物的构件是选择性催化还原催化剂。
实施例
以下实施例旨在是说明性的并且不意在以任何方式对本公开的范围进行限制。
对照实施例(无铂族金属捕获材料)
实施例1(Al2O3捕获材料):
将γ-Al2O3材料和4%HOAc添加到去离子(DI)水中以形成大约45%固体含量的浆料悬浮液。研磨浆料,直到最终粒度D90达到12微米至15微米为止;添加另外的HOAc以将pH调节至4-4.5。然后,将浆料以38%的固体含量涂覆到400/4蜂窝基材上。干燥后,将催化剂在空气中在500℃下煅烧1小时。Al2O3载体涂层装载量为1.2g/in3。
实施例2(Pd/Al2O3捕获材料):
用另外的Pd/Al2O3面漆涂覆来自实施例1的整料样品。将来自实施例1的γ-Al2O3材料用稀释的Pd(NO3)2溶液浸渍。将Pd玻璃料添加到DI水中以形成大约40%固体含量的浆料悬浮液。研磨浆料,直到最终粒度D90达到12微米至15微米为止,向该浆料中添加5重量%的分散的氧化铝粘结剂。然后,将浆料以36%的固体含量涂覆到实施例1上。干燥后,将催化剂在空气中在500℃下煅烧1小时。Pd装载量为2g/ft3,并且Al2O3装载量为0.25g/in3。
实施例3(MgO捕获材料):
将Mg(OH)2粉末添加到DI水中以形成浆料,向该浆料中添加至多10重量%的聚丙烯酸铵分散剂。在高剪切下混合浆料,直到D90<10微米至12微米。将约5wt%的碱性氧化铝粘结剂添加到浆料中,其中得到的pH为约9.5。然后,将浆料以30%的固体含量涂覆到400/4蜂窝基材上。干燥后,将催化剂在空气中在550℃下煅烧1小时。MgO装载量为1.8g/in3。
实施例4(70%MgO-Al2O3捕获材料):
将由70%MgO-30%Al2O3组成的复合材料添加到DI水中以形成浆料,向该浆料中添加至多10wt%的聚丙烯酸铵分散剂。研磨浆料,直到D90<10微米至12微米为止。将约5wt%的碱性氧化铝粘结剂添加到浆料中,其中得到的pH为约9.2。然后,将浆料以23%的固体含量涂覆到400/4蜂窝基材上。干燥后,将催化剂在空气中在550℃下煅烧1小时。MgO-Al2O3装载量为1.1g/in3。
实施例5:Pt迁移研究:
建立Pt迁移老化系统以评估各种Pt捕获材料的效率。如图1所示,将从商业全尺寸DOC(10.5x 10.5x 4”)样品钻取的1x 1x 4”DOC芯样品放置在第一位置处并且充当Pt迁移的来源。DOC由前区(40%长度)和后区(60%长度)组成,该前区具有45g/ft3 PGM装载量,Pt/Pd比率为1/2,该后区具有15g/ft3 PGM装载量,Pt/Pd比率为5/1。下游SCR催化剂(1x1x1.5”)也从商业全尺寸Fe/CHA催化剂中取出。将Pt捕集器芯(1x 1x 1.5”)放置在DOC出口处,其之间没有任何间隙。在DOC入口处在650℃温度下在10%蒸汽空气中进行Pt迁移老化,持续15小时;DOC上的空间速度为35,000/小时。SCR入口处的温度为约540℃-560℃。图1描绘了Pt迁移研究的实验设置。
实施例6:SCR催化剂测试程序:
在每次Pt迁移老化测试之后,在350℃、400℃和450℃下用稳态方案评估SCR芯。进料组合物由500ppm NH3、500ppm NO、7%H2O、10%O2和剩余的N2组成;空间速度为80,000/小时。
X射线光电子光谱法(XPS):
使用单色化Al Ka源(1486eV)来激发芯能级(core level)电子。将样品固定到导电碳双面胶带上。使用Ar浸没电子枪(flood gun)来补偿充电。使用284.8eV的外来碳校准结合能。使用测量光谱获得元素定量,同时从高分辨率精细扫描区域获得物质形成。使用物质形成拆分元素定量,以便对对应元素的每个物质进行精确定量。使用高斯-洛伦兹函数(Gaussian-Lorentzian function)拟合峰,提取其面积并通过设备特异性相对灵敏度因子(RSF)校正以计算半定量表面组成。
在1%Pt/Al2O3样品、1%Pt/ZrO2样品和1%Pt/MgO样品中测定通过XPS检测的Pt物质的分布。如下制备这些样品。
通过用Pt氨络合物溶液对氧化铝载体进行初湿浸渍,随后在110℃下干燥4小时并在500℃下在空气中煅烧1小时来制备XPS样品1(1%Pt/Al2O3)。
通过用Pt氨络合物溶液对氧化锆载体进行初湿浸渍,随后在110℃下干燥4小时并在500℃下在空气中煅烧1小时来制备XPS样品2(1%Pt/ZrO2)。
通过用Pt氨络合物溶液对MgO载体进行初湿浸渍,随后在110℃下干燥4小时并在500℃下在空气中煅烧1小时来制备XPS样品3(1%Pt/MgO)。
图2比较了在涉及各种铂族金属捕获材料的Pt迁移老化之后SCR催化剂的NOx转化活性。对照实施例是在不存在实施例1-4中任一个的情况下老化的SCR催化剂。实施例1-4都证实了保护下游SCR催化剂免受来自前DOC的Pt挥发性影响的优异效率,即,在350℃-450℃下几乎没有观察到失活。
图3比较了在涉及各种铂族金属捕获材料的Pt迁移老化之后由SCR催化剂产生的N2O。对照实施例是在不存在实施例1-4中任一个的情况下老化的SCR催化剂,并且显示高水平的N2O产生。实施例1-4显示出低得多的N2O水平,类似于新鲜SCR催化剂的水平或略低。
在完成SCR测试之后,将铂族金属捕获材料和下游SCR芯两者研磨并且通过燃烧测定测量Pt浓度。图4比较了老化芯上的Pt浓度。实施例3和4比实施例1和2捕获显著更高量的Pt,并且在实施例3和4下游的SCR芯上发现非常少的Pt。因此,据信实施例3和4在保留挥发性Pt物质方面比实施例1和2更有效,这可能是由于Pt对MgO表面的强亲和力。事实上,当实施例3经受50小时的延长老化时,在下游SCR催化剂上发现的Pt的量保持在燃烧测定检测极限(0.1ppm),而在实施例3上发现8.65ppm的Pt。当实施例1经受50小时的延长老化时,仅发现3.61Pt,而在SCR上发现2.78ppm Pt,这意味着具有Pd和Al2O3的组合作为PGM捕获材料的实施例1在保持挥发的Pt方面不如仅具有MgO作为PGM捕获捕集器材料的实施例3有效。
图5比较了在50小时Pt迁移老化之后SCR催化剂的NOx转化活性。当在DOC后面采用实施例1以捕获挥发的Pt时,在≥350℃下观察到严重的SCR失活,而当使用实施例3时,SCR活性保持不变。
图6描绘了在800℃/12小时水热(HT)老化之后通过XPS在一些示例性铂族金属捕获材料上检测到的Pt物质的分布。在典型的氧化铝或二氧化硅载体上,铂氧化物在>600℃下完全分解成铂金属,并且继而在升高的温度下发生泛滥的颗粒烧结。因此,发现铂仅以Al2O3上的Pt(0)氧化态存在。相反,发现铂在ZrO2上以Pt(0)和Pt(2+)氧化态两者存在,并且发现铂在MgO上以Pt(0)和Pt(4+)氧化态两者存在。Pt(2+)和Pt(4+)的存在指示铂与载体之间的强金属载体相互作用,这种相互作用可使铂氧化物稳定,防止其变成挥发性的以及分解成铂金属。
不希望受理论约束,据信Pt与铂族金属捕获材料之间的相互作用的强度随着所捕获的Pt物质的氧化态的增加而增加。例如,据信MgO具有比ZrO2更强的相互作用强度,据信ZrO2具有比Al2O3更强的相互作用强度,使得铂捕获以MgO>ZrO2>Al2O3的顺序增加。不希望受理论约束,据信一些铂族金属捕获材料结合较高氧化态的铂族金属的能力是本文所公开的铂族金属捕获材料(诸如MgO)的令人惊讶地增强的性能的示例性原因。
在组的至少一个成员之间包括“或”或者“和/或”的权利要求或描述应当被视为是满足以下情况,即组成员中的一个、多于一个或全部存在于、被应用于给定的产品或方法中,或以其它方式与给定的产品或方法相关,除非指出相反或根据上下文明显不同。本公开包括组中的恰好一个成员存在于、使用于或以其它方式相关于给定的产品或过程的实施方案。本公开包括其中组成员中的多于一个或所有存在于、使用于或以其它方式相关于给出的产品或流程的实施方案。
此外,本公开涵盖所有变体、组合和排列,其中来自所列出的权利要求中的至少一个权利要求的至少一种限制、要素、条款和描述性术语被引入到另一权利要求中。例如,从属于另一权利要求的任何权利要求可修改为包括在从属于同一基本权利要求的任何其他权利要求中发现的至少一个限制。在要素是以例如马库什组(Markush group)格式等列表形式呈现的情况下,也公开了所述要素的每个子组,并且可以从所述组中去除任何一种或多种要素。应当理解,通常,在本公开或本公开的各方面被称为包括特定要素和/或特征的情况下,本公开的实施方案或本公开的各方面由此类要素和/或特征等组成或根本上由此类要素和/或特征等组成。为简单起见,那些实施方案并未在本文中用这种话具体阐述。在给定范围的情况下,端点被包含在内。此外,除非另外指示或以其他方式从上下文和本领域普通技术人员的理解显而易见,否则在本公开的不同实施方案中,被表示为范围的值可假定在所述范围内的任何特定值或子范围,除非上下文明确另有指示。
仅使用常规实验,本领域普通技术人员将认识到或者能够确定本文描述的本公开的具体实施方案的许多等效物。此类等效物旨在由所附权利要求涵盖。
Claims (14)
1.一种铂族金属捕获材料,所述铂族金属捕获材料包含碱土金属氧化物,其中按所述铂族金属捕获材料的总重量计,所述铂族金属捕获材料包含小于0.01重量%的二氧化铈、金、钯、银、铂和铜。
2.根据权利要求1所述的铂族金属捕获材料,其中所述碱土金属氧化物选自氧化镁、氧化钡、氧化钙、氧化锶和它们的组合。
3.根据权利要求1或2所述的铂族金属捕获材料,所述铂族金属捕获材料还包含至少一种选自氧化铝、氧化锆和它们的组合的金属氧化物。
4.根据权利要求2或3所述的铂族金属捕获材料,其中按所述铂族金属捕获材料的总重量计,所述铂族金属捕获材料具有约30重量%至约90重量%的氧化镁。
5.根据权利要求1或2所述的铂族金属捕获材料,其中所述铂族金属捕获材料基本上由氧化镁组成。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中所述铂族金属捕获材料基本上由氧化镁铝、氧化镁锆、氧化钙铝或氧化钙锆组成。
7.一种催化制品,所述催化制品在包含铂族金属的催化组合物的下游包括根据权利要求1至6中任一项所述的铂族金属捕获材料。
8.根据权利要求7所述的催化制品,其中所述铂族金属捕获材料具有至少0.2g/in3的载体涂层装载量。
9.根据权利要求7或8所述的催化制品,其中所述铂族金属捕获材料和所述催化组合物呈分层布置和/或分区布置。
10.一种废气处理系统,所述废气处理系统包括发动机和根据权利要求7至9中任一项所述的催化制品。
11.一种废气处理系统,所述废气处理系统在包含铂族金属的催化组合物的下游包括根据权利要求1至6中任一项所述的铂族金属捕获材料,其中所述铂族金属捕获材料和所述催化组合物在不同的基材上。
12.一种处理废气的方法,其中所述方法包括:
使所述废气与包含铂族金属的催化组合物接触,以及
随后,使所述废气与选自以下项中的至少一种实体接触:根据权利要求1至6中任一项所述的铂族金属捕获材料、根据权利要求7至9中任一项所述的催化制品和根据权利要求10或11所述的废气处理系统。
13.一种废气处理系统,所述废气处理系统包括:
用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件,
用于捕获挥发的铂族金属的构件,和
用于选择性地使氮氧化物还原的构件;其中:
所述用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件包括铂族金属,
所述用于捕获挥发的铂族金属的构件包括氧化镁,
所述用于捕获挥发的铂族金属的构件不包括除了任选地锆之外的过渡金属,
所述用于捕获挥发的铂族金属的构件不包括稀土金属,
所述用于捕获挥发的铂族金属的构件位于所述用于使一氧化碳氧化并且使烃氧化的构件的下游,并且
所述用于捕获挥发的铂族金属的构件位于所述用于选择性地使氮氧化物还原的构件的上游。
14.根据权利要求13所述的废气处理系统,其中所述用于捕获挥发的铂族金属的构件包括根据权利要求1至6中任一项所述的铂族金属捕获材料。
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