KR20190128063A - 향상된 CO 산화, 탄화수소 산화 및 NO 산화, 및 개선된 황화/탈황 거동을 갖는 Pt/Pd DOC - Google Patents

향상된 CO 산화, 탄화수소 산화 및 NO 산화, 및 개선된 황화/탈황 거동을 갖는 Pt/Pd DOC Download PDF

Info

Publication number
KR20190128063A
KR20190128063A KR1020197029535A KR20197029535A KR20190128063A KR 20190128063 A KR20190128063 A KR 20190128063A KR 1020197029535 A KR1020197029535 A KR 1020197029535A KR 20197029535 A KR20197029535 A KR 20197029535A KR 20190128063 A KR20190128063 A KR 20190128063A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alumina
substrate
layer
slurry
platinum group
Prior art date
Application number
KR1020197029535A
Other languages
English (en)
Inventor
카리팔라 둠부야
클라우디아 자벨
시앙 성
Original Assignee
바스프 코포레이션
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 바스프 코포레이션 filed Critical 바스프 코포레이션
Publication of KR20190128063A publication Critical patent/KR20190128063A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01N3/101—Three-way catalysts
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0244—Coatings comprising several layers
    • B01J35/0006—
    • 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
    • B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/656—Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/6562—Manganese
    • 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
    • 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
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
    • 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
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • 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
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B01J37/0027—Powdering
    • B01J37/0036—Grinding
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0219—Coating the coating containing organic compounds
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0234—Impregnation and coating simultaneously
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0236—Drying, e.g. preparing a suspension, adding a soluble salt and drying
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0246—Coatings comprising a zeolite
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0248—Coatings comprising impregnated particles
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/038—Precipitation; Co-precipitation to form slurries or suspensions, e.g. a washcoat
    • 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
    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2842—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration specially adapted for monolithic supports, e.g. of honeycomb type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1021—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • 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
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20715—Zirconium
    • 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
    • B01D2255/2073—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • 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
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B01D2255/502—Beta zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/902—Multilayered catalyst
    • B01D2255/9025—Three layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/902—Multilayered catalyst
    • B01D2255/9027—More than three layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/903—Multi-zoned catalysts
    • B01D2255/9032—Two zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/502—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • 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
    • B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
    • 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
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • 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
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • F01N2370/04—Zeolitic material
    • 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
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
    • F01N2510/0684—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings having more than one coating layer, e.g. multi-layered coatings

Landscapes

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

Abstract

기재 상에 배치된, 4 개의 층을 포함하는 워시코트를 포함하는 디젤 산화 촉매로서, 이때 상기 워시코트는, 기재 상에 배치된, 제 1 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 1 백금족 금속을 포함하는 제 1 층; 제 1 층 상에 배치된, 제 2 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 2 백금족 금속을 포함하고 제 5 백금족 금속을 포함하는 제 2 층; 제 3 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 3 백금족 금속을 포함하고, Fe 포함 제올라이트 물질을 포함하고 제 6 백금족 금속을 포함하는, 제 3 층; 및 제 4 백금족 금속 및 제 4 금속 산화물을 포함하는 제 4 층을 포함하고, 상기 기재는 길이, 전방 단부(front end) 및 후방 단부(rear end)를 가지며; 상기 제 1 층은 상기 기재의 전체 길이 상에서 상기 기재 상에 배치되고, 상기 제 2 층은 상기 기재의 전체 길이 상에서 상기 제 1 층 상에 배치되고; 상기 제 3 층은 상기 기재의 전방 단부로부터 상기 기재 길이의 x% 상에서 상기 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되고; 상기 제 4 층은 상기 기재의 후방 단부로부터 상기 기재 길이의 y% 상에서 상기 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되고; 여기서 x는 30 내지 70의 범위이고, y는 30 내지 70의 범위이고, x + y는 95 내지 115의 범위인, 디젤 산화 촉매가 개시된다.

Description

향상된 CO 산화, 탄화수소 산화 및 NO 산화, 및 개선된 황화/탈황 거동을 갖는 Pt/Pd DOC
본 발명은 일산화질소(NO)의 산화, 탄화수소(HC)의 산화 및 일산화탄소(CO)의 산화를 위한 디젤 산화 촉매(DOC)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 디젤 산화 촉매를 포함하는 배기 가스 처리 시스템에 관한 것으로, 이때 상기 디젤 산화 촉매는 바람직하게는 촉매화된 매연 필터의 상류에 위치하며, 바람직하게는 촉매화된 매연 필터는 선택적 접촉 환원(SCRoF)용 촉매 성분을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 디젤 산화 촉매의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 특히 북미 및 EU의 모든 경부하(light-duty) 배기 가스 처리 시스템에는 규제 요건으로 인해 디젤 산화 촉매가 장착되어 있다. 그러나, 임의적인 SCRoF를 포함하는 DOC 또는 NOx 흡착 DOC(NA-DOC)를 갖춘 미래형 디젤 시스템은, (1) 특히 보다 낮은 ECE 온도에서의, 개선된 CO 전환 및 개선된 탄화수소 전환, (2) 특히 희박 디젤 작동 시의, 개선된 황화/탈황 거동, 및 (3) 특히 라이트-오프 및 과도 조건 하에서의, 개선된 NO 산화의 측면을 충족시키는 새로운 DOC를 필요로 한다. 따라서, 본 발명은, 특히 NOx를 흡착하는 기능을 포함하는 디젤 산화 촉매에 관한 것이다. 생성된 NOx 흡착 DOC는 특히 비교적 저온에서 NOx를 흡착할 수 있고, 특히 비교적 저온에서 CO의 산화를 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은, 바람직하게는 SCRoF를 포함하는 경부하 디젤 시스템을 목표로 한다. 따라서, 본 발명의 디젤 산화 촉매는 유럽 및 미국 디젤 엔진 오염 저감 시스템에 사용되도록 의도된다.
WO 2013/042080 A1은, a) 담체 기재, b) b1) 담체 기재 상에 위치된 제 1 층및 b2) 제 1 층 상에 위치된 제 2 층을 포함하는 디젤 산화 촉매 물질을 포함하는 디젤 산화 촉매(DOC)에 관한 것으로, 이때 상기 제 1 층은, 지지체 물질의 총 중량을 기준으로 45 중량% 이상의 양으로 세리아를 포함하는 지지체 물질 상에 함침된 팔라듐을 포함하고 임의적으로 백금을 포함하며; 상기 제 2 층은, 금속 산화물을 포함하는 지지체 물질 상에 각각 함침된 팔라듐 및 백금을 포함하고; 제 1 층의 백금 대 팔라듐 중량비가 제 2 층의 백금 대 팔라듐 중량비보다 낮다. 바람직한 실시양태에서, 제 3 층이 제 2 층 상에 적용될 수 있고, 이때 상기 제 3 층은, 지지체 물질의 총 중량을 기준으로 45 중량% 이상의 양으로 세리아를 포함하는 지지체 물질 상에 함침된 팔라듐을 포함하고, 임의적으로 백금을 포함하며, 제 3 층의 백금 대 팔라듐 중량비는 제 2 층의 백금 대 팔라듐 중량비보다 낮다.
또한, WO 2015/095056은, 제 1 내화성 금속 산화물 지지체, 백금 성분 및 팔라듐 성분을 포함하는 제 1 워시코트 층, 및 망간, 제올라이트 및 백금 성분을 함유하는 제 2 내화성 금속 산화물 지지체를 포함하는 제 2 워시코트 층을 포함하는 산화 촉매 복합체를 개시하고 있다. 마지막으로, WO 2017/019958 A1은, 일 실시양태에서, 기재 상에 배치된 3 개의 층, 즉 담체 기재 상의, 제 1 내화성 금속 산화물 지지체, 희토류 산화물 성분, 팔라듐을 포함하고 백금을 함유하지 않는 하부 층, 상기 하부 층 상의, 제 2 내화성 금속 산화물 지지체, 백금 및 팔라듐을 포함하고 희토류 산화물을 함유하지 않는 중간층, 및 상기 중간층 상의, 제 3 내화성 금속 산화물 지지체, 백금, 및 Cu, Fe, Co, Ni, Mn, V 및 Ag 중 하나 이상으로 촉진된 분자체를 포함하는 보호층을 포함하는, 희박 연소 엔진으로부터의 배기 가스 배출 저감을 위한 산화 촉매 복합체를 개시한다.
[인용 문헌]
- WO 2013/042080 A1
- WO 2015/095056 A1
- WO 2017/019958 A1
놀랍게도, 기재 상에 배치된, 4 개의 층을 포함하는 워시코트를 포함하는 디젤 산화 촉매가, CO 산화, NO 산화 및 탄화수소의 산화에서의 개선된 성능 뿐만 아니라 황화/탈황에 대해 개선된 거동을 나타냄이 발견되었으며, 이때 상기 워시코트는
기재 상에 배치된, 제 1 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 1 백금족 금속을 포함하는 제 1 층;
제 1 층 상에 배치된, 제 2 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 2 백금족 금속을 포함하고 제 5 백금족 금속을 포함하는 제 2 층;
제 3 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 3 백금족 금속을 포함하고, Fe 포함 제올라이트 물질을 포함하고 제 6 백금족 금속을 포함하는, 제 3 층; 및
제 4 백금족 금속 및 제 4 금속 산화물을 포함하는 제 4 층
을 포함하고,
상기 기재는 길이, 전방 단부(front end) 및 후방 단부(rear end)를 가지며;
상기 제 1 층은 상기 기재의 전체 길이 상에서 상기 기재 상에 배치되고,
상기 제 2 층은 상기 기재의 전체 길이 상에서 상기 제 1 층 상에 배치되고;
상기 제 3 층은 상기 기재의 전방 단부로부터 상기 기재 길이의 x% 상에서 상기 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되고;
상기 제 4 층은 상기 기재의 후방 단부로부터 상기 기재 길이의 y% 상에서 상기 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되고;
여기서 x는 30 내지 70의 범위이고, y는 30 내지 70의 범위이고, x + y는 95 내지 115의 범위이다.
상기 황화/탈황 거동과 관련하여, 본 발명에 따른 디젤 산화 촉매는 CO 산화, NO 산화 및 탄화수소 산화의 관점에서 유의적으로 더 약한 성능을 나타내지 않으면서 황화로부터 회복되는 것으로 밝혀졌다. 그 이외에도, 본 발명에 따른 디젤 산화 촉매는, 하류의 촉매화된 매연 필터(CSF) 또는 선택적 접촉 환원을 위한 촉매 성분을 포함하는 하류의 촉매화된 매연 필터(SCRoF)를 가열하기에 바람직한 온도를 발생시킬 수 있다 (즉, 발열됨).
특히, 기재, 세리아 및/또는 란타나-알루미나 상의 팔라듐을 포함하는 제 1 층, 알루미나 상의 백금 및 알루미나 상의 팔라듐을 포함하는 제 2 층, 기재의 전방 단부로부터 배치되어 입구 구역을 형성하면서 백금, 알루미나 상의 팔라듐 및 Fe 포함 제올라이트 물질을 포함하는 제 3 층, 및 기재의 후방 단부로부터 배치되어 출구 구역을 형성하면서 망간 도핑된 알루미나 상의 백금을 포함하는 제 4 층을 포함하는 디젤 산화 촉매는, CO, NO 및 탄화수소의 높은 전환율을 달성하며 황화/탈황에 대해 개선된 거동을 나타낸다.
바람직하게는, 디젤 산화 촉매는 다음을 포함하는 4 층 설계를 갖는다:
(a) 세리아 및/또는 란타나-알루미나 상에 지지된 Pd를 함유하는 제 1 층 (언더코트);
(b) 알루미나 상에 지지된 Pt 및/또는 Pd를 함유하는 제 2 층 (샌드위치 코트);
(c) Pt, 알루미나 상에 지지된 Pd, 및 Fe를 포함하는 제올라이트 물질(바람직하게는 Fe를 포함하는 베타 제올라이트)를 포함하는 제 3 층 (입구 구역을 형성하는 탑코트); 및
(d) 망간-도핑된 알루미나 상에 지지된 Pt를 포함하는 제 4 층 (출구 구역을 형성하는 탑코트).
대안적으로, 제 3 층 및 제 4 층 모두가 탑코트 (바람직하게는 상부 입구 층 및 상부 출구 층의 형태)를 형성하고, 상기 언급된 4 개의 층이 바람직하게는 4 개의 워시코트 슬러리를 사용하여 적용되기 때문에, 상기 디젤 산화는 또한 3-층 4- 워시코트 설계를 나타내는 것으로 기술될 수도 있다.
워시코트가 포함하는 층의 수와 관련하여 특별한 제한은 없다. 그러나, 워시코트는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 층인 4 개의 층을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 워시코트는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 층인 4 개의 층으로 구성된다.
제 1 층과 관련하여, 이는 기재의 전체 길이에서 기재 상에 배치되는 것으로 정의된다. 제 2 층과 관련하여, 이는 기재의 전체 길이에서 제 1 층 상에 배치되는 것으로 정의된다.
제 3 층은 입구 탑코트로 지정될 수 있고, 따라서 입구 구역을 형성한다. 제 3 층은 기재의 전방 단부로부터 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되는 것으로 정의된다. 제 3 층의 길이와 관련하여, 이는 기재 길이의 x%의 길이를 갖는 것으로 정의된다. 제 4 층은 출구 탑코트로 지정될 수 있고, 따라서 출구 구역을 형성한다. 제 4 층은 기재의 후방 단부로부터 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되는 것으로 정의된다. 제 4 층의 길이와 관련하여, 이는 기재 길이의 y%의 길이를 갖는 것으로 정의된다. x가 30 내지 70의 범위이고 y가 30 내지 70의 범위인 것으로 정의되기 때문에, 상기 2 개의 층은 중첩되거나, 엔드-투-엔드(end-to-end) 정렬되거나, 갭을 형성하여 기재의 일부가 그 위에 배치된 층을 갖지 않도록 될 수 있다. x + y가 95 내지 115의 범위인 것으로 정의되기 때문에, 가능한 중첩은 기재의 길이의 0 초과 내지 15% 범위의 길이, 따라서 길이의 15%의 최대치를 가질 수 있으며, 가능한 갭은 기재 길이의 0 초과 내지 5% 범위의 길이, 따라서 기재 길이의 5%의 최대치를 가질 수 있다. 그러나, 2 개의 층이 엔드-투-엔드로 정렬되는 것이 바람직하다.
제 3 층의 길이의 상기 정의 내에서, 그의 길이에 대한 추가 제한은 없다. 상기 정의된 바와 같이, x는 30 내지 70의 범위이다. 바람직하게는, x는 35 내지 65의 범위이다. 더욱 바람직하게는, x는 40 내지 60의 범위, 보다 바람직하게는 45내지 50의 범위, 특히 바람직하게는 49 내지 51의 범위이다. x가 50인 것이 특히 바람직하다.
제 4 층의 길이의 상기 정의 내에서, 역시 그의 길이에 대한 추가 제한은 없다. 상기 정의된 바와 같이, y는 30 내지 70의 범위이다. 바람직하게는, y는 35 내지 65의 범위이다. 더욱 바람직하게는, y는 40 내지 60의 범위이고, 보다 바람직하게는 45 내지 50의 범위, 특히 바람직하게는 49 내지 51의 범위이다. y가 50인 것이 특히 바람직하다.
x가 50이고 y가 50이어서 x + y가 100이 되도록 하여 제 3 층과 제 4 층이 엔드-투-엔드 정렬된 디젤 산화 촉매를 생성하는 것이 특히 바람직하다.
x와 y의 합과 관련하여, x + y가 95 내지 115의 범위라는 상기 언급된 정의 외에 다른 추가적인 제한은 없다. x + y는 바람직하게는 96 내지 110의 범위, 보다 바람직하게는 97 내지 105의 범위, 더욱 바람직하게는 98 내지 102의 범위, 더욱 바람직하게는 99 내지 101의 범위이다. x + y는 100인 것이 특히 바람직하다.
제 3 층은, 기재의 전방 단부로부터 기재 길이의 x% 상에 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되고, 제 4 층은 기재의 후방 단부로부터 기재 길이의 y% 상에 제 2 층에 적어도 부분적으로 배치되는 것이 특히 바람직하며, 이때 x는 50이고, y는 50이고 x + y는 100이다.
따라서, 본 발명의 디젤 산화 촉매는 기재, 및 제 1 층, 제 2 층, 제 3 층 및 제 4 층을 포함하는 워시코트를 포함하는 것이 특히 바람직하며, 이때 상기 기재는 기재 길이, 전방 단부 및 후방 단부를 가지며, 상기 제 1 층은 상기 기재의 전체 길이에서 상기 기재 상에 배치되고, 상기 제 2 층은 상기 기재의 전체 길이에서 상기 제 1 층 상에 배치되며, 상기 제 3 층은 상기 기재의 전방 단부로부터 상기 기재의 길이의 50% 상에서 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되고, 상기 제 4 층은 상기 기재의 후방 단부로부터 상기 기재의 길이의 50% 상에서 상기 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되며, 상기 제 1 층은 제 1 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 1 백금족 금속을 포함하고, 상기 제 2 층은 제 2 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 2 백금족 금속을 포함하고 제 5 백금족 금속을 포함하며, 상기 제 3 층은 제 3 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 3 백금족 금속을 포함하고 Fe 포함 제올라이트 물질을 포함하고 제 6 백금족 금속을 포함하며, 상기 제 4 층은 제 4 백금족 금속 및 제 4 금속 산화물을 포함한다.
본 발명의 촉매에서 4 개의 층을 포함하는 워시코트가 상부에 제공되는 기재와 관련하여, 특별한 제한이 적용되지 않아서, 워시코트가 상부에 배치될 수 있는 한, 임의의 적합한 기재가 이를 위해 제공될 수 있다. 특히, 본 발명의 촉매에 함유될 수 있는 기재의 유형은 그 형상이나 그것이 구성되는 물질에 대해 제한되지 않는다.
따라서, 본 발명의 촉매에 함유된 기재는 임의의 적합한 물질 또는 물질들을 포함할 수 있으며, 이때 상기 기재는 바람직하게는 세라믹 및 금속성 물질 중 하나 이상을 포함하고, 바람직하게는 세라믹 물질을 포함한다. 바람직한 세라믹 물질 중에서, 기재가 알루미나, 실리카, 실리케이트, 알루미노실리케이트, 알루미나 티타네이트, 탄화 규소, 코디어라이트, 뮬라이트, 지르코니아, 스피넬, 마그네시아 및 티타니아 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 알파-알루미나, 알루미노티타네이트, 탄화 규소 및 코디어라이트 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Al2TiO5, SiC 및 코디어라이트 중 하나 이상을 포함하는 것이 특히 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 기재는 코디어라이트를 포함하고, 보다 바람직하게는 기재는 코디어라이트로 구성된다. 이와 독립적으로, 본 발명의 촉매에 포함된 기재의 형상은 예를 들면 과립, 펠릿, 메쉬, 고리, 구, 실린더, 중공 실린더 및 모놀리쓰 중 하나 이상일 수 있으며, 상기 기재는 바람직하게는 모놀리쓰, 더욱 바람직하게는 허니컴 모놀리쓰이고, 상기 허니컴 모놀리쓰는 벽-유동(wall-flow) 또는 관통-유동(flow-through) 모놀리쓰, 바람직하게는 관통-유동 모놀리쓰이다. 기재가 코디어라이트 관통-유동 허니컴 모놀리쓰인 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 기재는, 통로에 경계를 형성하고 한정하는 종방향 연장 벽 및 기재의 전방 단부과 후방 단부 사이에서 연장되는 종방향 총 길이에 의해 형성된 복수의 종방향 연장 통로를 갖는 것이 바람직하다.
제 1 층에 포함된 제 1 백금족 금속과 관련하여, 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지될 수 있다면, 임의의 적합한 백금족 금속이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 백금족 금속은 Ru, Rh, Pd, Os, Ir 및 Pt 중 하나 이상이다. 보다 바람직하게는, 제 1 백금족 금속은 Rh, Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd이다.
또한, 원칙적으로 제 1 백금족 금속의 담지량에 대한 특별한 제한은 없다. 바람직하게는, 제 1 층에 포함된 제 1 백금족 금속의 담지량은 10 내지 60 g/ft³, 보다 바람직하게는 20 내지 40 g/ft³, 보다 바람직하게는 26 내지 36 g/ft³의 범위, 보다 바람직하게는 28 내지 34 g/ft³, 더욱 바람직하게는 30 내지 32 g/ft³이다.
제 1 층에 포함된 제 1 금속 산화물 지지체 물질과 관련하여, 제 1 백금족 금속에 대한 지지체로서 사용될 수 있는 한, 임의의 적합한 금속 산화물 지지체 물질이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 금속 산화물 지지체 물질은 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아, 바람직하게는 감마-알루미나, 란타나-알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 감마-알루미나, 란타나-알루미나 및 세리아, 더욱 바람직하게는 란타나-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 란타나-알루미나 및 세리아이다.
원칙적으로 제 1 층에 포함된 제 1 금속 산화물 지지체 물질의 담지량에 대해서는 특별한 제한이 없다. 바람직하게는, 제 1 금속 산화물 지지체 물질은 0.2 내지 2.5 g/in³, 바람직하게는 0.5 내지 2.0 g/in³, 보다 바람직하게는 0.9 내지 1.9 g /in³, 보다 바람직하게는 1.2 내지 1.8 g/in³, 더욱 바람직하게는 1.4 내지 1.6 g/in³의 담지량으로 제 1 층에 함유된다.
제 1 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 1 백금족 금속이 란타나-알루미나 및 세리아 상에 지지된 Pd인 것이 특히 바람직하다.
제 2 층에 포함된 제 2 백금족 금속과 관련하여, 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지될 수 있다면, 임의의 적합한 백금족 금속이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제 2 백금족 금속은 Ru, Rh, Pd, Os, Ir 및 Pt 중 하나 이상이다. 보다 바람직하게는, 제 2 백금족 금속은 Rh, Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd이다.
또한, 원칙적으로 제 2 백금족 금속의 담지량에 대한 특별한 제한은 없다. 바람직하게는, 제 2 층에 포함된 제 2 백금족 금속의 담지량은 5 내지 50 g/ft³, 바람직하게는 5 내지 30 g/ft³, 보다 바람직하게는 10 내지 20 g/ft³의 범위이다. 보다 바람직하게는 12 내지 18 g/ft³, 더욱 바람직하게는 14 내지 16 g/ft³이다.
제 2 층에 포함된 제 2 금속 산화물 지지체 물질과 관련하여, 제 2 백금족 금속의 지지물로서 사용될 수 있는 한, 임의의 적합한 금속 산화물 지지체 물질이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제 2 금속 산화물 지지체 물질은 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 바람직하게는 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나-알루미나 및 세리아-알루미나 중 하나 이상, 더보기 바람직하게는 감마-알루미나 및 실리카-알루미나 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 실리카-알루미나이다.
원칙적으로, 제 2 층에 포함된 제 2 금속 산화물 지지체 물질의 담지량에 대한 특별한 제한은 없다. 바람직하게는, 제 2 금속 산화물 지지체 물질은 0.2 내지 2.5 g/in³, 바람직하게는 0.5 내지 2.0 g/in³, 보다 바람직하게는 0.8 내지 1.8 g/in³, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 1.6 g/in³, 더욱 바람직하게는 1.3 내지 1.5 g/in³의 담지량으로 제 2 층에 포함된다.
제 2 층에 포함된 제 5 백금족 금속과 관련하여, 임의의 적합한 백금족 금속이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제 5 백금족 금속은 Ru, Rh, Pd, Os, Ir 및 Pt 중 하나 이상이다. 보다 바람직하게는, 제 5 백금족 금속은 Rh, Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pt이다.
또한, 원칙적으로 제 5 백금족 금속의 담지량에 대한 특별한 제한은 없다. 바람직하게는, 제 2 층에 포함된 제 5 백금족 금속의 담지량은 30 내지 60 g/ft³, 바람직하게는 35 내지 55 g/ft³, 보다 바람직하게는 40 내지 50 g/ft³, 바람직하게는 42 내지 48 g/ft³, 더욱 바람직하게는 44 내지 46 g/ft³의 범위이다.
제 3 층에 포함된 제 3 백금족 금속과 관련하여, 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지될 수 있다면, 임의의 적합한 백금족 금속이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제 3 백금족 금속은 Ru, Rh, Pd, Os, Ir 및 Pt 중 하나 이상이다. 보다 바람직하게는, 제 3 백금족 금속은 Rh, Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd이다.
또한, 원칙적으로 제 3 백금족 금속의 담지량에 대한 특별한 제한은 없다. 바람직하게는, 제 3 층에 포함된 제 3 백금족 금속의 담지량은 3 내지 30 g/ft³, 바람직하게는 5 내지 25 g/ft³, 보다 바람직하게는 10 내지 20 g/ft³, 바람직하게는 12 내지 18 g/ft³, 더욱 바람직하게는 14 내지 16 g/ft³의 범위이다.
제 3 층에 포함된 제 3 금속 산화물 지지체 물질과 관련하여, 제 3 백금족 금속에 대한 지지체로서 사용될 수 있다면, 임의의 적합한 금속 산화물 지지체 물질이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제 3 금속 산화물 지지체 물질은 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 바람직하게는 감마-알루미나, 실리카-알루미나, 지르코니아-알루미나 및 망간-도핑된 알루미나 중 하나 이상; 바람직하게는 실리카-알루미나이다.
원칙적으로 제 3 층에 포함된 제 3 금속 산화물 지지체 물질의 담지량에 대한 특별한 제한은 없다. 바람직하게는, 제 3 금속 산화물 지지체 물질은 0.2 내지 2.0 g/in³, 바람직하게는 0.3 내지 1.6 g/in³, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.3 g/in³, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.0 g/in³, 더욱 바람직하게는 0.6 내지 0.8 g/in³의 담지량으로 제 3 층에 포함된다.
제 3 층에 포함된 제 6 백금족 금속과 관련하여, 임의의 적합한 백금족 금속이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제 6 백금족 금속은 Ru, Rh, Pd, Os, Ir 및 Pt 중 하나 이상, 보다 바람직하게는, 제 6 백금족 금속은 Rh, Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pt이다.
또한, 원칙적으로 제 6 백금족 금속의 담지량에 대한 특별한 제한은 없다. 바람직하게는, 제 3 층에 포함된 제 6 백금족 금속의 담지량은 5 내지 25 g/ft³, 보다 바람직하게는 10 내지 20 g/ft³, 더 바람직하게는 12 내지 18 g/ft³, 더욱 바람직하게는 14 내지 16 g/ft³의 범위이다.
제 3 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 3 백금족 금속이 실리카-알루미나 상에 지지된 Pd인 것이 특히 바람직하다. 또한, 제 3 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 3 백금족 금속은 실리카-알루미나 상에 지지된 Pd이고, 제 6 백금족 금속은 Pt인 것이 바람직하다.
본 발명의 디젤 산화 촉매의 제 3 층에 포함되는 것과 같은 제올라이트 물질과 관련하여, 특별한 제한은 없어서, 본 발명에 따른 어떠한 제올라이트 물질도 포함될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제올라이트 물질의 골격은 4가 원소를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 따르면, 제올라이트 물질은, Si, Sn, Ti, Zr 및 Ge 중 하나 이상, 바람직하게는 Si인 4가 원소 Y를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 제올라이트 물질의 골격 구조는 3가 원소 X를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 제올라이트 물질은, B, Al, Ga 및 In 중 하나 이상, 바람직하게는 Al을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명의 디젤 산화 촉매의 제 3 층에 포함된 제올라이트 물질의 골격 구조와 관련하여, 역시 특별한 제한은 적용되지 않아서, 제올라이트 물질은 임의의 골격 구조 유형을 가질 수 있다. 일반적으로, 제올라이트 물질의 골격 구조 유형은 ABW, ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFV, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AVL, AWO, AWW, BCT, BEA, BEC, BIK, BOF, BOG, BOZ, BPH, BRE, BSV, CAN, CAS, CDO, CFI, CGF, CGS, CHA, -CHI, -CLO, CON, CSV, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EEI, EMT, EON, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, *-EWT, EZT, FAR, FAU, FER, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO, HEU, IFO, IFR, -IFU, IFW, IFY, IHW, IMF, IRN, IRR, -IRY, ISV, ITE, ITG, ITH, *-ITN, ITR, ITT, -ITV, ITW, IWR, IWS, IWV, IWW, JBW, JNT, JOZ, JRY, JSN, JSR, JST, JSW, KFI, LAU, LEV, LIO, -LIT, LOS, LOV, LTA, LTF, LTJ, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP, MER, MFI, MFS, MON, MOR, MOZ, *MRE, MSE, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MVY, MWF, MWW, NAB, NAT, NES, NON, NPO, NPT, NSI, OBW, OFF, OKO, OSI, OSO, OWE, -PAR, PAU, PCR, PHI, PON, POS, PSI, PUN, RHO, -RON, RRO, RSN, RTE, RTH, RUT, RWR, RWY, SAF, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBN, SBS, SBT, SEW, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN, SFO, SFS, *SFV, SFW, SGT, SIV, SOD, SOF, SOS, SSF, *-SSO, SSY, STF, STI, *STO, STT, STW, -SVR, SVV, SZR, TER, THO, TOL, TON, TSC, TUN, UEI, UFI, UOS, UOV, UOZ, USI, UTL, UWY, VET, VFI, VNI, VSV, WEI, -WEN, YUG, ZON, 이들의 2 종 이상의 혼합물 및 이들의 2 종 이상의 혼합 유형 중 하나, 바람직하게는 AEI, GME, BEA, CHA, FAU, FER, HEU, LEV, MEI, MEL, MFI 또는 MOR 유형, 더욱 바람직하게는 AEI, GME, CHA, MFI, BEA, FAU 또는 MOR 유형, 보다 바람직하게는 BEA, MFI 또는 CHA 유형, 더욱 바람직하게는 BEA 및/또는 MFI 유형, 더욱 바람직하게는 BEA 유형이 고려될 수 있다.
제올라이트 물질과 관련하여, 이는 하소된 상태인 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 제올라이트 물질은 임의의 추가의 화학 원소를 포함할 수 있는데, 단 이들 원소는 상기 정의된 골격 유형 중 하나 이상을 확립할 수 있어야 한다. 그러나, 제올라이트 물질의 골격 구조는 Si, Al, O 및 H를 포함하고, 바람직하게는 제올라이트 물질의 골격 구조의 99.0 중량% 이상, 바람직하게는 99.5 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 99.9 중량% 이상이 Si, Al, O 및 H로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 제 3 층은 Fe를 포함하는 제올라이트 물질을 포함하는 것으로 정의된다. Fe를 포함하는 제올라이트 물질과 관련하여, Fe가 제올라이트 물질에 어떻게 포함되는지에 대한 제한은 적용되지 않는다. 따라서, Fe는 골격 구조 요소 또는 비-골격 구조 요소로서 제올라이트 물질에 포함될 수 있다. 본 발명에 따르면, Fe는 비-골격 구조 요소로서 제올라이트 물질에 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 제올라이트 물질의 골격 구조는 Si, Al, O, H 및 Fe를 포함하고, 제올라이트 물질의 99.0 중량% 이상, 바람직하게는 99.5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 99.9 중량% 이상이 Si, Al, O, H 및 Fe로 구성되는 것이 바람직하다.
Fe를 포함하는 제올라이트 물질에서 Fe의 함량과 관련하여, 임의의 적합한 양의 Fe가 제올라이트 물질에 포함될 수 있다. 제올라이트 물질은 제올라이트 물질의 총 중량을 기준으로 Fe를 0.5 내지 6 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 5.0 중량%, 보다 바람직하게는 2.4 내지 5.0 중량%, 더욱 바람직하게는 2.0 내지 4.0 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 3.5 중량%, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2 중량%의 양으로 Fe (Fe2O3로서 계산됨)를 포함한다.
Fe를 포함하는 제올라이트 물질이 철-교환된 제올라이트 물질인 것이 특히 바람직하다.
원칙적으로 제 3 층에 포함된 Fe를 포함하는 제올라이트 물질의 담지량에 대한 특별한 제한은 없다. 바람직하게는, Fe를 포함하는 제올라이트 물질은 0.1 내지 2.0 g/in³, 바람직하게는 0.3 내지 1.5 g/in³, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 1.1 g/in³, 바람직하게는 0.5 내지 0.9 g/in³, 보다 바람직하게는 0.6 내지 0.8 g/in³의 담지량으로 제 3 층에 포함된다.
제 4 층과 관련하여, 제 4 층은 Fe를 포함하는 제올라이트 물질을 포함하지 않는 것이 바람직하고, 제올라이트 물질을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
제 4 층에 포함된 제 4 백금족 금속과 관련하여, 임의의 적합한 백금족 금속이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제 4 백금족 금속은 Ru, Rh, Pd, Os, Ir 및 Pt 중 하나 이상이다. 보다 바람직하게는, 제 4 백금족 금속은 Rh, Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd 및 Pt 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pt이다.
또한, 원칙적으로 제 4 백금족 금속의 담지량에 대한 특별한 제한은 없다. 바람직하게는, 제 4 층에 포함된 제 4 백금족 금속의 담지량은 10 내지 100 g/ft³, 바람직하게는 30 내지 85 g/ft³, 보다 바람직하게는 45 내지 70 g/ft³, 더욱 바람직하게는 55 내지 60 g/ft³, 더욱 바람직하게는 56 내지 58 g/ft³의 범위이다.
제 4 층에 포함된 제 4 금속 산화물과 관련하여, 임의의 적합한 금속 산화물 지지체 물질이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제 4 금속 산화물은 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 바람직하게는 감마-알루미나, 실리카-알루미나, 지르코니아-알루미나 및 망간-도핑된 알루미나 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 망간-도핑된 알루미나이다.
원칙적으로, 제 4 층에 포함된 제 4 금속 산화물의 담지량에 대한 특별한 제한은 없다. 바람직하게는, 제 4 금속 산화물은 0.2 내지 2.0 g/in³, 바람직하게는 0.4 내지 1.6 g/in³, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.3 g/in³, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.3 g/in³, 보다 바람직하게는 0.8 내지 1.1 g/in³, 보다 바람직하게는 0.9 내지 1.0 g/in³의 담지량으로 제 4 층에 포함된다.
제 4 층은 또한 Fe를 포함하는 제올라이트 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 제 4 층이 Fe를 포함하는 제올라이트 물질을 포함하는 경우, 제 4 층 내의 Fe를 포함하는 제올라이트 물질의 중량에 대한 제 3 층 내의 Fe를 포함하는 제올라이트 물질의 중량의 비가 1보다 더 큰 것이 바람직하다.
본 발명의 특정 실시양태에 따르면, 워시코트는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 층으로 구성되는 것이 바람직하고, 이때 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 층 중 하나 이상은 바람직하게는 상기 정의된 바와 같다. 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 층이 본원에 정의된 바와 같은 것이 더 바람직하다. 또한, 본원에 정의된 디젤 산화 촉매는 기재 및 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 층으로 구성되는 것이 특히 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따른 디젤 산화 촉매는 기재, 바람직하게는 코디어라이트, 및 워시코트로 구성되는 것이 특히 바람직하며, 이때 워시코트는 바람직하게는 4 개의 층으로 이루어지고, 이때 제 1 층은 바람직하게는 세리아 및 란타나-알루미나 상에 지지된 팔라듐을 포함하거나 이로 구성되고, 제 2 층은 바람직하게는 실리카-알루미나 상에 지지된 백금 및 팔라듐을 포함하거나 이로 구성되고, 제 3 층은 바람직하게는 실리카-알루미나 및 Fe를 포함하는 제올라이트 물질 상에 지지된 백금 및 팔라듐을 포함하거나 이로 구성되고, 제 4 층은 바람직하게는 백금 및 망간-도핑된 알루미나로 포함하거나 이로 구성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 본원에 정의된 임의의 특정 및 바람직한 실시양태에 따른 디젤 산화 촉매는 배기 가스를 처리하는 공정, 바람직하게는 내연 기관으로부터의 배기 가스를 처리하는 공정, 보다 바람직하게는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스를 처리하는 공정, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진으로부터의 배기 가스를 처리하는 공정에 사용된다. 이와 관련하여, 디젤 산화 촉매가 상기 배기 가스에 포함된 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소 중 하나 이상의 산화, 보다 바람직하게는 상기 배기 가스에 포함된 일산화탄소의 산화, 일산화질소의 산화 및 탄화수소의 산화에 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소 중 하나 이상의 산화, 바람직하게는 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소의 산화를 위한 본원에 정의된 디젤 산화 촉매의 용도에 관한 것으로서, 이때 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소 중 하나 이상은 바람직하게는 배기 가스, 보다 바람직하게는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진의 배기 가스에 포함된 것이다.
또한, 본 발명은, 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소 중 하나 이상의 접촉 산화, 바람직하게는 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소의 산화를 위한 방법에 관한 것이며, 이때 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소 중 하나 이상은 바람직하게는 배기 가스, 보다 바람직하게는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진으로부터의 배기 가스에 포함된 것이고, 상기 방법은 촉매로서 본원에서 정의된 특정 및 바람직한 실시양태 중 어느 하나에 따른 디젤 산화 촉매를 사용하는 것을 포함한다.
또한, 본 발명은, 배기 가스의 접촉 처리, 바람직하게는 내연 기관으로부터의 배기 가스의 처리, 보다 바람직하게는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스의 처리, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진으로부터의 배기 가스의 처리를 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 촉매로서 본원에서 정의된 특정 및 바람직한 실시양태 중 어느 하나에 따른 디젤 산화 촉매를 사용하는 것을 포함한다.
본 발명의 특정 바람직한 실시양태에 따르면, 본원에 정의된 임의의 특정 및 바람직한 실시양태에 따른 디젤 산화 촉매는 바람직하게는, 내연 기관, 바람직하게는 디젤 엔진, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진과 유체-연통하는 배기 가스 처리 시스템에 포함된다.
또한, 본 발명은, 바람직하게는 내연 기관과 유체-연통하는, 배기 가스 처리 시스템에 관한 것으로, 상기 배기 가스 처리 시스템은 상기 및 본원에 정의된 특정 및 바람직한 실시양태 중 어느 하나에 기재된 디젤 산화 촉매를 포함하고, 상기 내연 기관은 바람직하게는 디젤 엔진, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진이다. 본 발명의 배기 가스 처리 시스템과 관련하여, 그 안에 포함될 수 있는 임의의 추가 컴포넌트에 대해서는 특별한 제한이 적용되지 않는다.
바람직하게는, 본 발명의 배기 가스 처리 시스템은 전술한 디젤 산화 촉매 이외에 하나 이상의 컴포넌트를 포함한다. 보다 바람직하게는, 배기 가스 처리 시스템은 촉매화된 매연 필터(CSF), 선택적 접촉 환원용 촉매(SCR), 필터 상의 선택적 접촉 환원 필터용 촉매(SCRoF) 및 선택적 접촉 환원 및 암모니아 산화용 촉매 (SCR/AMOx) 중 하나 이상을 포함한다. 특히, 본 발명의 배기 가스 처리 시스템은 SCR의 상류에 위치된 CSF의 상류에 위치된 상기 기술된 디젤 산화 촉매를 포함하거나, 또는 SCR/AMOx의 상류에 위치된 SCRoF의 상류에 위치된 상기 기술된 디젤 산화 촉매를 포함하거나, 또는 SCR의 상류에 위치된 SCRoF의 상류에 위치된 상기 기술된 디젤 산화 촉매를 포함하거나, 또는 SCR/AMOx의 상류에 위치된 SCRoF의 상류에 위치된 상기 기술된 디젤 산화 촉매를 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한, 촉매화된 매연 필터 및 선택적 접촉 환원을 위한 촉매를 포함하는 상기 배기 가스 처리 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 본원에서 정의된 특정 및 바람직한 실시양태의 촉매의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은
(a) 기재 상에 제 1 슬러리를 배치하여 슬러리-처리된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 상기 제 1 슬러리는 제 1 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 1 백금족 금속을 포함하는, 단계;
(b) 단계 (a)에서 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조하여, 제 1 층이 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계;
(c) 임의적으로, 단계 (b)로부터 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시키는 단계;
(d) 제 1 층이 상부에 배치된 기재 상에 제 2 슬러리를 배치하여 슬러리-처리된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 상기 제 2 슬러리는 제 2 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 2 백금족 금속을 포함하고 상기 제 5 백금족 금속을 포함하는, 단계;
(e) 단계 (d)에서 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조하여, 제 1 및 제 2 층이 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계;
(f) 임의적으로, 단계 (e)로부터 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시키는 단계;
(g) 상기 기재의 전방 단부로부터 상기 기재의 길이의 x% 상에, 단계 (e)로부터 수득된, 임의적으로 단계 (f)로부터 수득된 제 1 및 제 2 층이 상부에 배치된 기재 상에 제 3 슬러리를 배치하여, 슬러리-처리된 기재를 수득하고, 제 1, 제 2 및 제 3 층이 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 제 3 슬러리는 제 3 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 3 백금족 금속을 포함하고, Fe를 포함하는 제올라이트 물질을 포함하고, 제 6 백금족 금속을 포함하는, 단계;
(h) 임의적으로, 단계 (g)로부터 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조시키는 단계;
(i) 임의적으로, 단계 (h)로부터 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시키는 단계;
(j) 상기 기재의 전방 단부로부터 상기 기재의 길이의 x% 상에, 단계 (g)로부터 수득된, 임의적으로 단계 (h) 또는 (i)로부터 수득된 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층이 상부에 배치된 기재 상에 제 4 슬러리를 배치하여 슬러리-처리된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 제 4 슬러리는 제 4 백금족 금속 및 제 4 금속 산화물을 포함하는, 단계;
(k) 단계 (j)에서 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조시키는 단계;
(l) 단계 (k)에서 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시켜, 워시코트가 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 상기 워시코트는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 층을 포함하는, 단계
를 포함한다.
제 1 백금족 금속은 Pd이고 상기 방법은 다음 단계를 포함하는 것이 바람직하다:
수성 용액으로서, 바람직하게는 수성 질산 팔라듐 용액으로서, 팔라듐의 70 내지 90 중량%, 바람직하게는 75 내지 85 중량%, 더욱 바람직하게는 80 중량%를 제 1 금속 산화물 지지체 물질과 혼합하여 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
상기 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질을, 본원의 참고예 1에 따라 결정될 때, 14 내지 19 ㎛, 바람직하게는 15 내지 18 ㎛, 보다 바람직하게는 16 ㎛의 입자 크기 D90으로 밀링하여, 밀링된 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
나머지량의 팔라듐을 상기 밀링된 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질과 혼합하여, 최종 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
최종 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질을, 본원의 참고예 1에 따라 결정될 때, 5 내지 9 ㎛, 바람직하게는 6 내지 8 ㎛, 보다 바람직하게는 7 ㎛의 입자 크기 D90으로 밀링하는 단계.
또한, 제 2 백금족 금속은 Pt 및 Pd를 포함하고, 상기 방법은 다음 단계를 포함하는 것이 바람직하다:
수성 팔라듐 용액, 바람직하게는 수성 질산 팔라듐 용액과 제 2 금속 산화물 물질의 혼합물을 콜로이드성 백금 현탁액에 첨가하여 백금 및 팔라듐-처리된 제 2 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
임의적으로, 상기 현탁액의 pH를 4 내지 5 범위, 바람직하게는 4.4 내지 4.6 범위, 보다 바람직하게는 4.5의 값으로 조정하는 단계;
백금 및 팔라듐-처리된 제 2 금속 산화물 물질을, 본원의 참고예 1에 따라 결정될 때, 14 내지 18 ㎛, 바람직하게는 15 내지 17 ㎛, 보다 바람직하게는 16 ㎛의 입자 크기 D90으로 밀링하는 단계.
또한, 제 3 백금족 금속은 Pt 및 Pd를 포함하고, 상기 방법은 다음 단계를 포함하는 것이 바람직하다:
팔라듐 수성 용액, 바람직하게는 질산 팔라듐 수성 용액과 제 3 금속 산화물 물질의 혼합물을 콜로이드성 백금 현탁액에 첨가하여, 백금 및 팔라듐-처리된 제 3 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
임의적으로, 현탁액의 pH를 4 내지 5, 바람직하게는 4.4 내지 4.6 범위, 보다 바람직하게는 4.5의 값으로 조정하는 단계;
백금 및 팔라듐-처리된 제 3 금속 산화물 물질을, 본원의 참고예 1에 따라 결정될 때, 18 내지 22 ㎛, 바람직하게는 19 내지 21 ㎛, 보다 바람직하게는 20 ㎛의 입자 크기 D90으로 밀링하여, 밀링된 백금 및 팔라듐-처리된 제 3 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
밀링된 백금 및 팔라듐-처리된 제 3 금속 산화물 물질을, Fe를 포함하는 제올라이트 물질과 혼합하는 단계.
제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 슬러리와 관련하여, 이들의 조성에는 특별한 제한이 없다. 그러나, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 슬러리 중 하나 이상이 액상을 포함하는 것이 바람직하다. 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 슬러리 중 하나 이상에 포함된 액상을 고려할 때 이에 대한 특별한 제한은 없다. 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 슬러리 중 하나 이상이 물, 아세트산 및 질산 중 하나 이상, 바람직하게는 물을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 하나 이상의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 슬러리는 배치 보조제(disposing adjuvant)를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 배치 보조제가 기재 상에 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 슬러리 중 하나 이상을 배치하는 데 도움이 된다면, 배치 보조제의 화학적 구조에 관한 제한은 없다. 본 발명에 따르면, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 슬러리 중 하나 이상이 배치 보조제로서 타르타르산을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
단계 (b), (e), (h) 및 (k) 중 하나 이상에서의 건조와 관련하여, 단계 (a), (d), (g) 및/또는 (j)로부터 수득된 슬러리-처리된 기재가 어느 정도 건조되는 한, 특별한 제한은 없어서, 건조는 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있다. 본 발명에 따르면, 이를 위한 열교환을 위해 가스 분위기가 사용되는 것이 바람직하다. 단계 (b), (e), (h) 및 (k) 중 하나 이상에서의 건조를 위한 가스 분위기와 관련하여, 가스가 열교환에 유용한 온도에서 가스 분위기를 제공하기에 적합하기만 하다면, 특별한 제한이 적용되지 않아서, 임의의 가스가 사용될 수 있다. 따라서, 예로서, 가스 분위기는 질소, 산소, 불활성 가스 및 이산화탄소 중 하나 이상, 바람직하게는 질소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 가스 분위기는 공기를 포함할 수 있다.
단계 (b), (e), (h) 및 (k) 중 하나 이상에서의 건조를 위한 가스 분위기의 온도와 관련하여, 단계 (a), (d), (g) 및/또는 (j)로부터 수득된 슬러리-처리된 기재가 어느 정도 건조되어 슬러리-처리된 기재를 제공하는 한 특별한 제한은 적용되지 않아 임의의 적합한 온도가 선택될 수 있다. 따라서, 예로서, 단계 (b), (e), (h) 및 (k) 중 하나 이상에서의 건조는 100 내지 180℃ 범위, 바람직하게는 120 내지 160℃ 범위, 더욱 바람직하게는 135 내지 145℃ 범위의 온도를 갖는 가스 분위기를 사용하여 수행될 수 있다.
단계 (c), (f), (i) 및 (l) 중 하나 이상에서의 하소와 관련하여, 건조된 슬러리-처리된 기재가 어느 정도 하소되고 상기 하소에 의해 제 1, 제 2, 제 3 및/또는 제 4 층이 상부에 배치된 기재가 생성되는 한, 특별한 제한이 적용되지 않아서, 하소는 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 이를 위해 열교환에 가스 분위기가 사용되는 것이 바람직하다. 단계 (c), (f), (i) 및 (l) 중 하나 이상에서 하소를 위한 기체 분위기와 관련하여, 건조를 위한 기체 분위기와 동일하게 적용되며, 가스가 하소에 유용한 온도에서 가스 분위기를 제공하는데 적합하다면, 원칙적으로 임의의 기체가 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 가스 분위기는 질소, 산소, 불활성 가스 및 이산화탄소 중 하나 이상, 바람직하게는 질소를 포함할 수 있다.
단계 (c), (f), (i) 및 (l) 중 하나 이상에서 하소를 위한 가스 분위기의 온도와 관련하여, 단계 (b), (e), (h) 및/또는 (k) 중 하나 이상으로부터 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재가 효과적으로 하소될 수 있다면, 원칙적으로 임의의 적합한 온도가 사용될 수 있다. 따라서, 예로서, 단계 (c), (f), (i) 및 (l) 중 하나 이상에서의 하소는 500 내지 650℃ 범위, 바람직하게는 560 내지 620℃ 범위, 더욱 바람직하게는 580 내지 600℃ 범위의 온도를 갖는 가스 분위기를 사용하여 수행될 수 있다.
제 1 슬러리, 제 2 슬러리, 제 3 슬러리 및 제 4 슬러리 중 하나 이상을 배치하는 방법과 관련하여, 슬러리-처리된 기재가 그에 따라 수득되는 한, 제한이 적용되지 않아서, 임의의 적합한 방법이 이를 위해 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 제 1 슬러리, 제 2 슬러리, 제 3 슬러리 및 제 4 슬러리 중 하나 이상을 배치하는 것은 습식 함침 또는 분무, 바람직하게는 습식 함침에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 본원에 정의된 바와 같은 방법에 의해 수득가능하거나 수득된 디젤 산화 촉매, 바람직하게는 본원에 정의된 특정 및 바람직한 실시양태 중 어느 하나에 따른 디젤 산화 촉매에 관한 것이다.
망간-도핑된 알루미나와 관련하여, 그 안에 포함된 망간의 함량은 MnO2로서 중량% 단위로 계산된다. 본원에 사용된 용어 "망간-도핑된 알루미나"는 (알루미나의 중량) + (MnO2로 계산된 망간의 중량)을 기준으로, 5 내지 10 중량%의 범위의 (MnO2로서 계산된) 망간을 포함하는 알루미나를 지칭한다.
입방 피트 당 그램으로 표현되는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5 및 제 6 백금족 금속의 담지량, 입방 인치당 그램으로 표현되는 제 1, 제 2 및 제 3 금속 산화물 지지체 물질, 제 4 금속 산화물, 및 Fe를 포함하는 제올라이트 물질의 담지량의 값과 관련하여, 본 발명의 의미 내에서, 그램 단위로 표시된 중량은 지정된 물질의 중량을 나타내고, 입방 인치 및 입방 피트로 표현된 부피는 각각 기재 및 바람직하게는 코팅되지 않은 기재의 부피를 지칭하고, 이때 상기 부피는 기재 형태에 존재할 수 있는 임의의 기공, 공동 및 채널을 포함한다. 허니컴 모놀리쓰 기재가 사용되는 특히 바람직한 예에서, 상기 부피는 그 안에 포함된 채널을 포함하여 허니컴 기재의 총 부피를 지칭한다.
본원에 개시된 인치("in"으로 약칭) 및 피트("ft"로 약칭) 단위는 영국 및 미국 관용 측정 시스템에서의 길이 단위를 지칭한다. 1 ft는 12 인치이다. 1 인치는 2.54cm이다.
본 발명은, 각각의 종속성 및 역-참조에 의해 기재되는 하기 실시양태 및 실시양태들의 조합에 의해 추가로 설명된다. 특히, 예를 들어 "실시양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서,... 디젤 산화 촉매"와 같은 표현과 관련하여, 여러 실시양태가 참조되는 각각의 경우에서, 이 범위 내의 모든 실시양태가 당업자에게 명백히 개시된 것으로 이해되어야 한다 (즉, 상기 표현은 "실시양태 1, 2, 3 및 4 중 어느 하나에 있어서,... 디젤 산화 촉매"와 동의어인 것으로 이해되어야 한다).
실시양태:
1. 기재 상에 배치된, 4 개의 층을 포함하는 워시코트를 포함하는 디젤 산화 촉매(DOC)로서, 이때 상기 워시코트는
기재 상에 배치된, 제 1 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 1 백금족 금속을 포함하는 제 1 층;
제 1 층 상에 배치된, 제 2 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 2 백금족 금속을 포함하고 제 5 백금족 금속을 포함하는 제 2 층;
제 3 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 3 백금족 금속을 포함하고, Fe 포함 제올라이트 물질을 포함하고 제 6 백금족 금속을 포함하는, 제 3 층; 및
제 4 백금족 금속 및 제 4 금속 산화물을 포함하는 제 4 층
을 포함하고,
상기 기재는 길이, 전방 단부(front end) 및 후방 단부(rear end)를 가지며;
상기 제 1 층은 상기 기재의 전체 길이 상에서 상기 기재 상에 배치되고,
상기 제 2 층은 상기 기재의 전체 길이 상에서 상기 제 1 층 상에 배치되고;
상기 제 3 층은 상기 기재의 전방 단부로부터 상기 기재 길이의 x% 상에서 상기 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되고;
상기 제 4 층은 상기 기재의 후방 단부로부터 상기 기재 길이의 y% 상에서 상기 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되고;
여기서 x는 30 내지 70의 범위이고, y는 30 내지 70의 범위이고, x + y는 95 내지 115의 범위인, 디젤 산화 촉매(DOC).
2. 실시양태 1에 있어서, x는 35 내지 65의 범위, 바람직하게는 40 내지 60의 범위, 더욱 바람직하게는 45 내지 55의 범위, 더욱 바람직하게는 49 내지 51의 범위인, 디젤 산화 촉매.
3. 실시양태 1 또는 2에 있어서, x는 50인, 디젤 산화 촉매.
4. 실시양태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, y는 35 내지 65의 범위, 바람직하게는 40 내지 60의 범위, 더욱 바람직하게는 45 내지 55의 범위, 더욱 바람직하게는 49 내지 51의 범위인, 디젤 산화 촉매.
5. 실시양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, y는 50인, 디젤 산화 촉매.
6. 실시양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, x + y는 96 내지 110의 범위, 바람직하게는 97 내지 105의 범위, 보다 바람직하게는 98 내지 102의 범위, 더욱 바람직하게는 99 내지 101의 범위인, 디젤 산화 촉매.
7. 실시양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, x + y가 100인, 디젤 산화 촉매.
8. 실시양태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 제 3 층은 기재의 전방 단부로부터 기재 길이의 x% 상에서 제 2 층 상에 배치되고, 제 4 층은 기재의 후방 단부로부터 기재 길이의 y% 상에서 제 2 층 상에 배치되고, x는 50이고 y는 50이고 x + y는 100인, 디젤 산화 촉매.
9. 실시양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 기재는 세라믹 및/또는 금속 물질, 바람직하게는 세라믹 물질, 더욱 바람직하게는 알루미나, 실리카, 실리케이트 중 하나 이상, 알루미노실리케이트, 알루미노티타네이트, 탄화 규소, 코디어라이트, 뮬라이트, 지르코니아, 스피넬, 마그네시아 및 티타니아 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 알파-알루미나, 알루미노티타네이트, 탄화 규소 및 코디어라이트 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Al2TiO5, SiC 및 코디어라이트중 하나 이상인 세라믹 물질을 포함하고, 더욱 바람직하게는 기재는 코디어라이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 기재는 코디어라이트로 구성된, 디젤 산화 촉매.
10. 실시양태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 기재는 과립, 펠릿, 메쉬, 고리, 구, 실린더, 중공 실린더 및 모놀리쓰 중 하나 이상이고, 기재는 바람직하게는 모놀리쓰, 더욱 바람직하게는 허니컴 모놀리쓰이고, 허니콤 모놀리쓰는 바람직하게는 벽-유동 또는 관통-유동 모놀리쓰, 바람직하게는 관통-유동 모놀리쓰인, 디젤 산화 촉매.
11. 실시양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 기재가, 통로를 경계짓고 이를 한정하는 종방향 연장 벽 및 전방 단부과 후방 단부 사이에서 연장되는 종방향 총 길이에 의해 형성된 복수의 종방향 연장 통로를 갖는, 디젤 산화 촉매.
12. 실시양태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 제 1 백금족 금속은 Pt, Pd 및 Rh 중 하나 이상, 바람직하게는 Pt 및 Pd 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd인, 디젤 산화 촉매.
13. 실시양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 층은 10 내지 60 g/ft³, 바람직하게는 20 내지 40 g/ft³, 보다 바람직하게는 26 내지 36 g/ft³, 더욱 바람직하게는 28 내지 34 g/ft³, 더욱 바람직하게는 30 내지 32 g/ft³의 담지량으로 제 1 백금족 금속을 포함하는, 디젤 산화 촉매.
14. 실시양태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 제 1 금속 산화물 지지체 물질이 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 바람직하게는 감마-알루미나, 란타나-알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 감마-알루미나, 란타나-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 란타나-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 란타나-알루미나 및 세리아인, 디젤 산화 촉매.
15. 실시양태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 제 1 층이 0.2 내지 2.5 g/in³, 바람직하게는 0.5 내지 2.0 g/in³, 보다 바람직하게는 0.9 내지 1.9 g/in³, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 1.8 g/in³, 더욱 바람직하게는 1.4 내지 1.6 g/in³의 담지량으로 제 1 금속 산화물 물질을 포함하는, 디젤 산화 촉매.
16. 실시양태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 제 2 백금족 금속은 Pt, Pd 및 Rh 중 하나 이상, 바람직하게는 Pt 및 Pd 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd인, 디젤 산화 촉매.
17. 실시양태 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 제 2 층이 5 내지 50 g/ft³, 바람직하게는 5 내지 30 g/ft³, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 g/ft³, 더욱 바람직하게는 12 내지 18 g/ft³, 더욱 바람직하게는 14 내지 16 g/ft³의 담지량으로 제 2 백금족 금속을 포함하는, 디젤 산화 촉매.
18. 실시양태 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 제 2 금속 산화물 지지체 물질이 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 바람직하게는 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나-알루미나 및 세리아-알루미나 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 감마-알루미나 및 실리카-알루미나 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 실리카-알루미나인, 디젤 산화 촉매.
19. 실시양태 1 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 2 층은 0.2 내지 2.5 g/in³, 바람직하게는 0.5 내지 2.0 g/in³, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 1.8 g/in³, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 1.6 g/in³, 더욱 바람직하게는 1.3 내지 1.5 g/in³범위의 담지량으로 상기 제 2 금속 산화물 지지체 물질을 포함하는, 디젤 산화 촉매.
20. 실시양태 1 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 제 5 백금족 금속이 Pt, Pd 및 Rh 중 하나 이상, 바람직하게는 Pt 및 Pd 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pt인, 디젤 산화 촉매.
21. 실시양태 1 내지 20 중 어느 하나에 있어서, 제 2 층이 30 내지 60 g/ft³, 바람직하게는 35 내지 55 g/ft³, 보다 바람직하게는 40 내지 50 g/ft³, 더욱 바람직하게는 42 내지 48 g/ft³, 더욱 바람직하게는 44 내지 46 g/ft³의 담지량으로 제 5 백금족 금속을 포함하는, 디젤 산화 촉매.
22. 실시양태 1 내지 21 중 어느 하나에 있어서, 제 3 백금족 금속은 Pt, Pd 및 Rh 중 하나 이상, 바람직하게는 Pt 및 Pd 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pd인, 디젤 산화 촉매.
23. 실시양태 1 내지 22 중 어느 하나에 있어서, 제 3 층이 3 내지 30 g/ft³, 바람직하게는 5 내지 25 g/ft³, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 g/ft³, 더욱 바람직하게는 12 내지 18 g/ft³, 더욱 바람직하게는 14 내지 16 g/ft³의 담지량으로 제 3 백금족 금속을 포함하는, 디젤 산화 촉매.
24. 실시양태 1 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 제 3 금속 산화물 지지체 물질이 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 바람직하게는 감마-알루미나, 실리카-알루미나, 지르코니아-알루미나 및 망간-도핑된 알루미나 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 실리카-알루미나인, 디젤 산화 촉매.
25. 실시양태 1 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 제 3 층이 0.2 내지 2.0 g/in³, 바람직하게는 0.3 내지 1.6 g/in³, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.3 g/in³, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.0 g/in³, 더욱 바람직하게는 0.6 내지 0.8 g/in³의 담지량으로 제 3 금속 산화물 물질을 포함하는, 디젤 산화 촉매.
26. 실시양태 1 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 제 6 백금족 금속이 Pt, Pd 및 Rh 중 하나 이상, 바람직하게는 Pt 및 Pd 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pt인, 디젤 산화 촉매.
27. 실시양태 1 내지 26 중 어느 하나에 있어서, 제 3 층이 3 내지 30 g/ft³, 바람직하게는 5 내지 25 g/ft³, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 g/ft³, 더욱 바람직하게는 12 내지 18 g/ft³, 더욱 바람직하게는 14 내지 16 g/ft³의 담지량으로 제 6 백금족 금속을 포함하는, 디젤 산화 촉매.
28. 실시양태 1 내지 27 중 어느 하나에 있어서, 제올라이트 물질의 골격 구조가, Si, Sn, Ti, Zr 및 Ge 중 하나 이상, 바람직하게는 Si인 4가 원소 Y를 포함하는, 디젤 산화 촉매.
29. 실시양태 1 내지 28 중 어느 하나에 있어서, 제올라이트 물질의 골격 구조가, B, Al, Ga 및 In 중 하나 이상, 바람직하게는 Al인 3가 원소 X를 포함하는, 디젤 산화 촉매.
30. 실시양태 1 내지 29 중 어느 하나에 있어서, 제올라이트 물질이 ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFV, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AVL, AWO, AWW, BCT, BEA, BEC, BIK, BOF, BOG, BOZ, BPH, BRE, BSV, CAN, CAS, CDO, CFI, CGF, CGS, CHA, -CHI, -CLO, CON, CSV, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EEI, EMT, EON, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, *-EWT, EZT, FAR, FAU, FER, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO, HEU, IFO, IFR, -IFU, IFW, IFY, IHW, IMF, IRN, IRR, -IRY, ISV, ITE, ITG, ITH, *-ITN, ITR, ITT, -ITV, ITW, IWR, IWS, IWV, IWW, JBW, JNT, JOZ, JRY, JSN, JSR, JST, JSW, KFI, LAU, LEV, LIO, -LIT, LOS, LOV, LTA, LTF, LTJ, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP, MER, MFI, MFS, MON, MOR, MOZ, *MRE, MSE, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MVY, MWF, MWW, NAB, NAT, NES, NON, NPO, NPT, NSI, OBW, OFF, OKO, OSI, OSO, OWE, -PAR, PAU, PCR, PHI, PON, POS, PSI, PUN, RHO, -RON, RRO, RSN, RTE, RTH, RUT, RWR, RWY, SAF, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBN, SBS, SBT, SEW, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN, SFO, SFS, *SFV, SFW, SGT, SIV, SOD, SOF, SOS, SSF, *-SSO, SSY, STF, STI, *STO, STT, STW, -SVR, SVV, SZR, TER, THO, TOL, TON, TSC, TUN, UEI, UFI, UOS, UOV, UOZ, USI, UTL, UWY, VET, VFI, VNI, VSV, WEI, -WEN, YUG, ZON, 이들 중 둘 이상의 혼합물 및 이들 중 둘 이상의 혼합 유형, 바람직하게는 AEI, GME, BEA, CHA, FAU, FER, HEU, LEV, MEI, MEL, MFI 또는 MOR 유형, 보다 바람직하게는 AEI, GME, CHA, MFI, BEA, FAU 또는 MOR 유형, 더욱 바람직하게는 BEA, MFI 또는 CHA 유형, 보다 바람직하게는 BEA 및/또는 MFI 유형, 더욱 바람직하게는 BEA 유형의 골격 구조를 갖는, 디젤 산화 촉매.
31. 실시양태 1 내지 30 중 어느 하나에 있어서, 제올라이트 물질의 골격 구조가 Si, Al, O 및 H를 포함하고, 제올라이트 물질의 골격 구조의 99.0 중량% 이상, 바람직하게는 99.5 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 99.9 중량% 이상이 Si, Al, O 및 H로 구성된, 디젤 산화 촉매.
32. 실시양태 1 내지 31 중 어느 하나에 있어서, 제올라이트 물질이 Si, Al, O, H 및 Fe를 포함하고, 제올라이트 물질의 99.0 중량% 이상, 바람직하게는 99.5 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 99.9 중량% 이상이 Si, Al, O, H 및 Fe로 구성된, 디젤 산화 촉매.
33. 실시양태 1 내지 32 중 어느 하나에 있어서, 제올라이트 물질은 제올라이트 물질의 총 중량을 기준으로, Fe2O3로 계산된 Fe를, 0.5 내지 6 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 5.0 중량%, 보다 바람직하게는 2.4 내지 5.0 중량%, 더욱 바람직하게는 2.0 내지 4.0 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 3.5 중량%, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2 중량%의 양으로 포함하는, 디젤 산화 촉매.
34. 실시양태 1 내지 33 중 어느 하나에 있어서, 제올라이트 물질이 철-교환된 제올라이트 물질인, 디젤 산화 촉매.
35. 실시양태 1 내지 34 중 어느 하나에 있어서, 제 3 층은 0.1 내지 2.0 g/in³, 바람직하게는 0.3 내지 1.5 g/in³, 보다 바람직하게는 0.4 내지 1.1 g/in³, 보다 바람직하게는 0.5 내지 0.9 g/in³, 보다 바람직하게는 0.6 내지 0.8 g/in³의 양으로 제올라이트 물질을 포함하는, 디젤 산화 촉매.
36. 실시양태 1 내지 35 중 어느 하나에 있어서, 제 4 층이 Fe-포함 제올라이트 물질을 포함하지 않고, 바람직하게는 제올라이트 물질을 포함하지 않는, 디젤 산화 촉매.
37. 실시양태 1 내지 36 중 어느 하나에 있어서, 제 4 백금족 금속이 Pt, Pd 및 Rh 중 하나 이상, 바람직하게는 Pt 및 Pd 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pt인, 디젤 산화 촉매.
38. 실시양태 1 내지 37 중 어느 하나에 있어서, 제 4 층은 10 내지 100 g/ft³, 바람직하게는 30 내지 85 g/ft³, 보다 바람직하게는 45 내지 70 g/ft³, 더욱 바람직하게는 55 내지 60 g/ft³, 더욱 바람직하게는 56 내지 58 g/ft³의 담지량으로 제 4 백금족 금속을 포함하는, 디젤 산화 촉매.
39. 실시양태 1 내지 38 중 어느 하나에 있어서, 제 4 금속 산화물이 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 바람직하게는 감마-알루미나, 실리카-알루미나, 지르코니아-알루미나 및 망간-도핑된 알루미나 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 망간-도핑된 알루미나인, 디젤 산화 촉매.
40. 실시양태 1 내지 39 중 어느 하나에 있어서, 제 4 층이 0.2 내지 2.0 g/in³, 바람직하게는 0.4 내지 1.6 g/in³, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.3 g/in³, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 1.1 g/in³, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1.0 g/in³범위의 담지량으로 제 4 금속 산화물을 포함하는, 디젤 산화 촉매.
41. 실시양태 1 내지 40 중 어느 하나에 있어서, 워시코트는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 층으로 구성되는, 디젤 산화 촉매.
42. 실시양태 1 내지 41 중 어느 하나에 있어서, 기재 및 제 1 층, 제 2 층, 제 3 층 및 제 4 층으로 구성되는 디젤 산화 촉매.
43. 실시양태 1 내지 42 중 어느 하나에 있어서, 배기 가스의 처리, 바람직하게는 내연 기관으로부터의 배기 가스의 처리, 보다 바람직하게는 디젤 엔진으로부터 배기 가스의 처리, 더욱 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진으로부터 배기 가스의 처리, 바람직하게는 상기 배기 가스에 포함된 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소 중 하나 이상의 산화, 보다 바람직하게는 상기 배기 가스에 포함된 일산화탄소의 산화, 일산화질소의 산화 및 탄화수소의 산화를 위한 공정에 촉매로서 사용하기 위한 디젤 산화 촉매.
44. 배기 가스에 포함된 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소 중 하나 이상, 바람직하게는 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소의 산화를 위한 실시양태 1 내지 42 중 어느 하나에 따른 디젤 산화 촉매의 용도로서, 이때 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소 중 하나 이상은 바람직하게는 배기 가스, 보다 바람직하게는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진으로부터의 배기 가스에 포함된 것인, 용도.
45. 산화 촉매로서 실시양태 1 내지 42 중 어느 하나에 따른 디젤 산화 촉매를 사용하는 것을 포함하는, 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소 중 하나 이상, 바람직하게는 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소의 산화를 위한 접촉 산화 방법으로서, 이때 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소는 바람직하게는 배기 가스, 보다 바람직하게는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진으로부터의 배기 가스에 포함된 것인, 방법.
46. 실시양태 1 내지 42 중 어느 하나에 따른 디젤 산화 촉매를 촉매로서 사용하는 것을 포함하는, 배기 가스의 접촉 처리, 바람직하게는 내연 기관으로부터의 배기 가스의 처리, 보다 바람직하게는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스의 처리, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진으로부터의 배기 가스의 처리를 위한 방법.
47. 실시양태 1 내지 42 중 어느 하나에 있어서, 촉매는, 바람직하게는 내연 기관, 바람직하게는 디젤 엔진, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진과 유체-연통하는 배기 가스 처리 시스템에 포함되는, 디젤 산화 촉매.
48. 실시양태 1 내지 42 중 어느 하나의 디젤 산화 촉매를 포함하며, 바람직하게는 내연 기관과 유체-연통하는, 배기 가스 처리 시스템으로서, 상기 내연 기관은 바람직하게는 디젤 엔진, 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진인, 배기 가스 처리 시스템.
49. 실시양태 48에 있어서, 촉매화된 매연 필터, 선택적 접촉 환원용 촉매, 필터 상의 선택적 접촉 환원 촉매(SCRoF) 및 선택적 접촉 환원 및 암모니아 산화를 위한 촉매 중 하나 이상을 추가로 포함하는 배기 가스 처리 시스템.
50. 실시양태 1 내지 42 중 어느 하나의 디젤 산화 촉매의 제조 방법으로서,
(a) 기재 상에 제 1 슬러리를 배치하여 슬러리-처리된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 상기 제 1 슬러리는 제 1 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 1 백금족 금속을 포함하는, 단계;
(b) 단계 (a)에서 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조하여, 제 1 층이 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계;
(c) 임의적으로, 단계 (b)로부터 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시키는 단계;
(d) 제 1 층이 상부에 배치된 기재 상에 제 2 슬러리를 배치하여 슬러리-처리된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 상기 제 2 슬러리는 제 2 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 2 백금족 금속을 포함하고 상기 제 5 백금족 금속을 포함하는, 단계;
(e) 단계 (d)에서 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조하여, 제 1 및 제 2 층이 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계;
(f) 임의적으로, 단계 (e)로부터 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시키는 단계;
(g) 상기 기재의 전방 단부로부터 상기 기재의 길이의 x% 상에, 단계 (e)로부터 수득된, 임의적으로 단계 (f)로부터 수득된 제 1 및 제 2 층이 상부에 배치된 기재 상에 제 3 슬러리를 배치하여, 슬러리-처리된 기재를 수득하고, 제 1, 제 2 및 제 3 층이 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 제 3 슬러리는 제 3 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 3 백금족 금속을 포함하고, Fe를 포함하는 제올라이트 물질을 포함하고, 제 6 백금족 금속을 포함하는, 단계;
(h) 임의적으로, 단계 (g)로부터 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조시키는 단계;
(i) 임의적으로, 단계 (h)로부터 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시키는 단계;
(j) 상기 기재의 전방 단부로부터 상기 기재의 길이의 x% 상에, 단계 (g)로부터 수득된, 임의적으로 단계 (h) 또는 (i)로부터 수득된 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층이 상부에 배치된 기재 상에 제 4 슬러리를 배치하여 슬러리-처리된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 제 4 슬러리는 제 4 백금족 금속 및 제 4 금속 산화물을 포함하는, 단계;
(k) 단계 (j)에서 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조시키는 단계;
(l) 단계 (k)에서 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시켜, 워시코트가 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 상기 워시코트는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 층을 포함하는, 단계
를 포함하는, 방법.
51. 실시양태 50에 있어서, 제 1 백금족 금속이 Pd이며, 상기 방법이
수성 용액으로서, 바람직하게는 수성 질산 팔라듐 용액으로서, 팔라듐의 70 내지 90 중량%, 바람직하게는 75 내지 85 중량%, 더욱 바람직하게는 80 중량%를 제 1 금속 산화물 지지체 물질과 혼합하여 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
상기 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질을, 본원의 참고예 1에 따라 결정될 때, 14 내지 19 ㎛, 바람직하게는 15 내지 18 ㎛, 보다 바람직하게는 16 ㎛의 입자 크기 D90으로 밀링하여, 밀링된 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
나머지량의 팔라듐을 상기 밀링된 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질과 혼합하여, 최종 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
최종 백금족 금속-처리된 제 1 금속 산화물 물질을, 본원의 참고예 1에 따라 결정될 때, 5 내지 9 ㎛, 바람직하게는 6 내지 8 ㎛, 보다 바람직하게는 7 ㎛의 입자 크기 D90으로 밀링하는 단계
를 포함하는, 방법.
52. 실시양태 50 또는 51에 있어서, 제 2 백금족 금속이 Pt 및 Pd를 포함하고, 상기 방법이
수성 팔라듐 용액, 바람직하게는 수성 질산 팔라듐 용액과 제 2 금속 산화물 물질의 혼합물을 콜로이드성 백금 현탁액에 첨가하여 백금 및 팔라듐-처리된 제 2 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
임의적으로, 상기 현탁액의 pH를 4 내지 5 범위, 바람직하게는 4.4 내지 4.6 범위, 보다 바람직하게는 4.5의 값으로 조정하는 단계;
백금 및 팔라듐-처리된 제 2 금속 산화물 물질을, 본원의 참고예 1에 따라 결정될 때, 14 내지 18 ㎛, 바람직하게는 15 내지 17 ㎛, 보다 바람직하게는 16 ㎛의 입자 크기 D90으로 밀링하는 단계
를 포함하는, 방법.
53. 실시양태 50 내지 52 중 어느 하나에 있어서, 제 3 백금족 금속이 Pt 및 Pd를 포함하고, 상기 방법은
팔라듐 수성 용액, 바람직하게는 질산 팔라듐 수성 용액과 제 3 금속 산화물 물질의 혼합물을 콜로이드성 백금 현탁액에 첨가하여, 백금 및 팔라듐-처리된 제 3 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
임의적으로, 현탁액의 pH를 4 내지 5, 바람직하게는 4.4 내지 4.6 범위, 보다 바람직하게는 4.5의 값으로 조정하는 단계;
백금 및 팔라듐-처리된 제 3 금속 산화물 물질을, 본원의 참고예 1에 따라 결정될 때, 18 내지 22 ㎛, 바람직하게는 19 내지 21 ㎛, 보다 바람직하게는 20 ㎛의 입자 크기 D90으로 밀링하여, 밀링된 백금 및 팔라듐-처리된 제 3 금속 산화물 물질을 수득하는 단계;
밀링된 백금 및 팔라듐-처리된 제 3 금속 산화물 물질을, Fe를 포함하는 제올라이트 물질과 혼합하는 단계
를 포함하는, 방법.
54. 실시양태 50 내지 53 중 어느 하나에 있어서, 제 1 슬러리, 제 2 슬러리, 제 3 슬러리 및 제 4 슬러리 중 하나 이상이 물, 아세트산 및 질산 중 하나 이상, 바람직하게는 물을 추가로 포함하는, 방법..
55. 실시양태 50 내지 54 중 어느 하나에 있어서, 제 1 슬러리, 제 2 슬러리, 제 3 슬러리 및 제 4 슬러리 중 하나 이상이 배치 보조제, 바람직하게는 타르타르산을 추가로 포함하는, 방법.
56. 실시양태 50 내지 55 중 어느 하나에 있어서, 단계 (b), (e), (h) 및 (k) 중 하나 이상에 따른 건조가 100 내지 180℃, 바람직하게는 120 내지 160℃, 더욱 바람직하게는 135 내지 145℃ 범위의 온도를 갖는 가스 분위기를 사용하여 수행되는, 방법.
57. 실시양태 50 내지 56 중 어느 하나에 있어서, 단계 (c), (f), (i) 및 (l) 중 하나 이상에 따른 하소가 500 내지 650℃, 바람직하게는 560 내지 620℃, 더욱 바람직하게는 580 내지 600℃ 범위의 온도를 갖는 가스 분위기를 사용하여 수행되는, 방법.
58. 실시양태 50 내지 57 중 어느 하나에 있어서, 제 1 슬러리, 제 2 슬러리, 제 3 슬러리 및 제 4 슬러리 중 하나 이상을 습식 함침 또는 분무, 바람직하게는 습식 함침에 의해 배치하는 것을 포함하는 방법.
59. 실시양태 50 내지 58 중 어느 하나에 따른 방법에 의해 수득가능하거나 수득되거나 제조가능하거나 제조된 디젤 산화 촉매, 바람직하게는 실시양태 1 내지 42 중 어느 하나에 따른 디젤 산화 촉매.
도 1은 오븐-노화된 비교 실시예 A 및 B 뿐만 아니라 본 발명 실시예 C에 대한 CO 라이트-오프 곡선을 도시한다. CO 산화 효율은 횡축의 ℃ 단위의 온도에 대해 종축에 % 단위로 도시되어 있다.
도 2는 오븐-노화된 비교 실시예 A 및 B 뿐만 아니라 본 발명 실시예 C에 대한 HC 라이트-오프 곡선을 도시한다. HC 산화 효율은 횡축의 ℃ 단위의 온도에 대해 종축에 % 단위로 도시되어 있다.
도 3은 오븐-노화된 비교 실시예 A 및 B 뿐만 아니라 본 발명 실시예 C에 대한 NO2/NOx 라이트-오프 곡선을 도시한다. NO2/NOx의 비는 횡축의 ℃ 단위의 온도에 대해 종축에 % 단위로 도시되어 있다.
도 4는 오븐-노화된, 황화된 및 탈황된 비교 실시예 A 및 본 발명 실시예 C에 대한 CO 라이트-오프 곡선을 도시한다. CO 산화 효율은 횡축의 ℃ 단위의 온도에 대해 종축에 % 단위로 도시되어 있다.
도 5는 오븐-노화된, 황화된 및 탈황된 비교 실시예 A 및 본 발명 실시예 C에 대한 HC 라이트-오프 곡선을 나타낸다. HC 산화 효율은 횡축의 ℃ 단위의 온도에 대해 종축에 % 단위로 도시되어 있다.
도 6은 오븐-노화된, 황화된 및 탈황된 비교 실시예 B 및 본 발명 실시예 C에 대한 CO 라이트-오프 곡선을 나타낸다. CO 산화 효율은 횡축의 ℃ 단위의 온도에 대해 종축에 % 단위로 도시되어 있다.
도 7은 오븐-노화된, 황화된 및 탈황된 비교 실시예 B 및 본 발명 실시예 C에 대한 HC 라이트-오프 곡선을 나타낸다. HC 산화 효율은 횡축의 ℃ 단위의 온도에 대해 종축에 % 단위로 도시되어 있다.
도 8은 황화된 비교 실시예 A 및 본 발명 실시예 C의 SO₂배출을 보여준다. SO₂배출은 왼쪽 종축에 ppm으로, 온도는 오른쪽 종축에 도시되어 있고, 시간은 초 단위로 횡축에 도시되어 있다.
도 9는 황화된 비교 실시예 B와 본 발명 실시예의 SO₂배출을 보여준다. SO₂배출량은 왼쪽 종축에 ppm으로, 온도는 오른쪽 종축에 도시되어 있고, 시간은 초 단위로 횡축에 도시되어 있다.
본 발명은 하기 실시양태, 비교 실시예 및 참고예에 의해 추가로 설명된다.
실시예
참고예 1: D90 값의 결정
본 발명의 설명에서 언급된 D90 입자 크기는 레이저 회절을 사용하는 심파텍(Sympatec) 입자 크기 분석 장비 (고 초점 렌즈 레이저 공급원 및 다중-요소 광 검출기를 갖는 심파텍(Sympatec)의 퀵셀 헬라스(Quixel Helas)/R)로 측정되었다. 이 방법에 따르면, 입자 크기 분포는, 인버젼 프로세스(inversion process)®를 위해 필립스-투메이(Pillips-Twomey) 알고리즘을 도입하여 달성되는, 매개 변수가 없고 모델에 대해 독립적인 수학적 알고리즘으로 평가되었다.
비교 실시예 1: 촉매 A: 세리아가 없는 2 층 구조
제 1 층 (하부 층)을 위해, 1.60 g/in³의 실리카-알루미나(시랄록스(Siralox)® 5/180, 5 중량% 실리카로 안정화된 고 다공성 알루미나, 사솔(Sasol) 제품)를 질산 팔라듐 수성 용액으로 함침시켜, 27 g/ft³의 최종 건조 Pd 함량을 수득하였다. 생성된 혼합물을 물에 분산시켰다. 아민 안정화된 하이드록소 Pt (IV) 착물로서 Pt 전구체를 함유하는 수성 용액 (Pt 함량 10 내지 20 중량%)을 사용하여, 금속을 Pd-함유 실리카-알루미나 슬러리에 함침시켜, 최종 건조 Pt 함량 67.5 g/ft³를 생성하였다. 따라서, Pd/Pt 비는 2.5:1이었다. 질산 및 타르타르산을 사용하여 pH 4.1로 초기 pH 조정한 후, 본원의 참고예 1에 기술된 바와 같이 결정될 때 생성된 D90 입자 크기가 16 ㎛가 될 때까지 슬러리를 밀링하였다. 이어서, pH를 최종적으로 4.1로 조정하였다. 이어서, 슬러리를 모놀리쓰 (코디어라이트, 제곱 인치당 400 개의 셀 및 4mil 벽 두께를 갖는 5.66"x 3" 원통형 기재, NGK 제품) 상에 배치하여 제 1 층을 제공하였다. 생성된 모놀리쓰를 공기 중에서 140℃에서 건조시켰다.
제 2 층 (상부 층)은 0.60 g/in³의 실리카-알루미나(시랄록스® 5/180, 5 중량% 실리카로 안정화된 고 다공성 알루미나, 사솔 제품)로 구성되었으며, 이의 상부에, 아민 안정화된 하이드록소 Pt (IV) 착물로서의 백금 수성 용액 (Pt 함량 10 내지 20 중량%)이 함침되어 최종 건조 Pt 함량 40 g/ft³를 제공하였다. 생성된 혼합물을 물에 분산시켰다. 4.1로 초기 pH 조정 (질산 및/또는 타르타르산 사용)한 후, 본원의 참고예 1에 기술된 바와 같이 결정될 때 생성된 D90 입자 크기가 15 ㎛가 될 때까지 슬러리를 밀링하였다. 예비-밀링된 Pt-함유 슬러리를 0.5 g/in³의 제올라이트 베타 (제올라이트 베타의 H-형태, 실리카/알루미나 비(SAR) = 26; 상품명 CP-7119로 제올리스트 인터내셔날(Zeolyst International)로부터 입수함)와 혼합하였다. 이어서, 물을 첨가하고 슬러리를 혼합하였다. 최종 pH를 4.0으로 조정한 후 (질산 및/또는 타르타르산 사용), 슬러리는 총 고형분 함량이 38%였다. 이어서, 슬러리를 상기 제 1 층 상에 배치하였다. 생성된 모놀리쓰를 140℃에서 건조시키고 590℃에서 공기 중에서 하소시켰다.
비교 실시예 2: 촉매 B: 세리아를 갖는 3 층 구조
제 1 층 (하부 층)의 경우, 질산 팔라듐 용액을, NEO 케미칼즈 앤드 옥사이즈(Chemicals & Oxides) (유럽) 엘티디로부터 상품명 Ce-Al-50-50로 입수된, 50 중량%의 세리아를 함유하는 고 다공성 감마-알루미나 1.0g/in³에 적가하였다. 따라서, 이 워시코트의 총 세리아 함량은 0.5 g/in³이었다. 생성된 물질은, 세리아 상에 3.8 중량% Pd를 함유하였다. 혼합물을 물 및 산 (예를 들어 아세트산)에 분산시켰다. 이어서, 질산을 사용하여 pH를 5.3으로 조정한 다음, 0.1 g/in³의 또 다른 고 다공성 알루미나 (상품명 푸랄록스(Puralox)® SBA 150/L4로 사솔 게르마니 게엠베하(Sasol Germany GmbH)로부터 입수됨)를 첨가하고 생성된 슬러리를 혼합하였다. pH를 4.7로 조정한 후, 본원의 참고예 1에 기술된 바와 같이 결정될 때 생성된 D90 입자 크기가 20 ㎛가 될 때까지 슬러리를 밀링하였다. 슬러리의 총 Pd 함량은 33.34 g/ft³였고 고형분 함량은 36%였다. 슬러리를 모놀리쓰 상에 배치하고 140℃에서 공기 중에서 건조하였다.
제 2 층 (중간 층)의 경우, 0.85 g/in³의 실리카-알루미나(시랄록스® 5/180, 5 중량% 실리카로 안정화된 고 다공성 알루미나, 사솔)를 질산 팔라듐 수성 용액을 사용하여 함침시켜 최종 건조 Pd 함량 10.83 g/ft³를 얻었다. 생성된 혼합물을 물에 분산시켰다. 아민 안정화된 하이드록소 Pt (IV) 착물로서의 백금 수성 용액 (백금 10 내지 20 중량%)을 Pt-전구체로 사용하였고, 이를 Pd-함유 슬러리에 첨가하여 최종 건조 Pt 함량 20.83g/ft³을 생성하였다. 따라서, Pt/Pd 비는 1.9/1이었다. 질산 및 타르타르산을 사용하여 pH를 4.1로 조정한 후, 본원의 참고예 1에 기술된 바와 같이 결정될 때 생성된 D90 입자 크기가 16 ㎛가 될 때까지 슬러리를 밀링하고 이어서 제 1 층 상에 배치하였다. 이어서, 생성된 모놀리쓰를 140℃에서 공기 중에서 건조시켰다.
제 3 층 (상부 층)은 망간-도핑된 알루미나 1.30 g/in³(MnO2로 계산시, 5 중량% 망간-도핑된 고 다공성 알루미나; 푸랄록스® TM 100/150 Mn5, 사솔로부터 입수됨)로 구성되었으며, 이 위에, 아민 안정화된 하이드록소 Pt (IV) 착물로서의 백금 수성 용액 (Pt 함량 10 내지 20 중량%)을 함침시켜 65 g/ft³의 최종 건조 Pt 함량을 수득하였다. 생성된 혼합물을 물에 분산시켰다. 질산 및/또는 타르타르산을 사용하여 pH 4.3으로 pH 조정한 후, 본원의 참고예 1에 기술된 바와 같이 결정될 때 생성된 D90 입자-크기가 20 ㎛가 될 때까지 슬러리를 밀링하였다. 예비-밀링된 Pt-함유 슬러리를 0.5 g/in³의 제올라이트 베타 (제올라이트 베타의 H-형태, 실리카/알루미나 비(SAR) = 26; 상품명 CP-7119로 제올리스트 인터내셔날로부터 입수됨)와 혼합하였다. 물을 첨가한 후, 슬러리를 혼합하고, 이어서, 본원의 참고예 1에 기재된 바와 같이 결정될 때 생성된 D90 입자 크기가 17 ㎛가 될 때까지 밀링하였다. pH를 4.3으로 재조정하였고, 슬러리의 총 고형분 함량은 38 중량%였다. 이어서 슬러리를 제 2 층 상에 배치하였다. 생성된 모놀리쓰를 140℃에서 건조시키고 590℃에서 공기 중에서 하소시켰다.
실시예 : 촉매 C: 세리아를 갖는 4 층 구조
제 1 층 (하부 층)을 위해, 질산 팔라듐 용액 (총 Pd의 80 중량%)을, 0.75 g/in³란타나-알루미나 (푸랄록스® SBA 150/L4, 4 중량% 란타나로 도핑된 고 다공성 감마-알루미나, 사솔) 및 0.75 g/in³세리아의 혼합물에 첨가하였다. 생성된 물질은, 세리아 상에 2.0 중량% Pd를 함유하였다. 혼합물을 물 및 산 (예를 들어 아세트산)에 분산시키고 15 ㎛의 입자 크기 d90으로 밀링하였다. 남은 (20 중량%) 질산 팔라듐 용액을 예비-밀링된 슬러리에 첨가하고, 더 많은 산 (아세트산 및 타르타르산)으로 분산시키고, 본원의 참고예 1에 기술된 바와 같이 결정될 때 생성된 D90 입자 크기가 7 ㎛가 될 때까지 밀링하였다. 최종 슬러리는 세리아 상의 2.4 중량% Pd 및 31.3 g/ft³총 Pd 담지량으로 구성되었다. 상기 언급된 모든 성분을 함유하는 슬러리를 모놀리쓰 상에 배치하였다. 생성된 모놀리쓰를 140℃ 공기에서 건조시켰다.
제 2 층 (중간 층)의 경우, 1.4 g/in³의 실리카-알루미나(시랄록스® 5/180, 5 중량% 실리카로 안정화된 고 다공성 알루미나, 사솔)를 질산 팔라듐의 수성 용액으로 함침시켜 15 g/ft³의 최종 건조 Pd 함량을 수득하였다. 생성된 혼합물을 물에 분산시켰다. 콜로이드성 백금 현탁액 (2 중량% Pt를 갖는 물 중 Pt 입자, 입자들은 1 내지 3 nm의 입자 크기 범위에 속함)을 용기에서 교반하여 백금 입자를 분산시켰다. 분산된 Pd-함유 실리카-알루미나를 일정한 교반 하에 Pt 현탁액에 천천히 첨가하여, Pt 45 g/ft³의 건조 함량 및 Pt:Pd 비 3:1을 생성하였다. 질산 및 타르타르산으로 pH 조정 후, 본 발명의 참고예 1에 기재된 바와 같이 측정된 D90 입자 크기가 16 ㎛가 될 때까지 슬러리를 밀링하였다. 이어서, 슬러리를 제 1 층 상에 배치시켰다. 생성된 모놀리쓰를 공기 중에서 140℃에서 건조시켰다.
제 3 층 (상부 입구 층)의 경우, 0.70 g/in³의 실리카-알루미나(시랄록스® 5/180, 5 중량% 실리카로 안정화된 고 다공성 알루미나, 사솔)에 질산 팔라듐 수성 용액을 함침시켜 15.2 g/ft³의 최종 건조 Pd 함량을 수득하였다. 생성된 혼합물을 물에 분산시켰다. 별도로, 콜로이드성 백금 현탁액 (2 중량% Pt를 갖는 물 중의 Pt 입자, 입자들은 1 내지 3 nm의 범위에 속함)을 용기에서 교반하여 백금 입자를 분산시켰다. 분산된 Pd-함유 실리카-알루미나를 일정한 교반 하에 Pt 현탁액에 천천히 첨가하여, Pt 15.2 g/ft³의 건조 함량 및 총 Pt:Pd 비율 1:1을 수득하였다. 질산 및/또는 또는 타르타르산을 사용하여 pH 4.5로 조정한 후, 본원의 참고예 1에 기재된 바와 같이 측정된 D90 입자 크기가 20 ㎛가 될 때까지 슬러리를 밀링하였다. 예비-밀링된 귀금속 함유 슬러리를, Fe를 포함하는 골격 구조 유형 BEA를 갖는 제올라이트 물질(CP 7124, Fe2O3로 계산시 1.5 중량% Fe를 함유하는 제올라이트 베타, SAR = 26, 제올리스트 인터내셔날로부터 입수됨) 0.7 g/in³과 혼합하였다. 물을 첨가한 후, 슬러리를 추가로 혼합하였다. 질산 및/또는 타르타르산을 사용하여 pH를 4.3으로 조정한 후, 총 고체 함량은 35 중량%로 고정되었다. 이어서, 슬러리를 입구 측으로부터 모놀리쓰 길이의 50% 상에 제 2 층 상으로 배치하였다.
제 4 층 (상부 출구 층)의 경우, 콜로이드성 Pt 57 g/ft³및 MnO2로 계산시 5 중량% 망간-도핑된 알루미나 1 g/in³(5 중량% 망간-도핑된 고 다공성 알루미나; 푸랄록스® TM 100/150 Mn5)를 함유하는 Pt 단독 슬러리를 제조하였다. 슬러리를, 출구 측으로부터 기재 길이의 50% 상에 배치하였다. 이어서, 생성된 모놀리쓰를 공기 중에서 140℃에서 건조시킨 다음, 공기에서 590℃에서 하소시켰다.
실시예 D: 촉매 성능 평가
샘플 제조
2 개 이상의 가스의 동시 투여를 위해 여러 가스 라인이 장착된 오븐에서 오븐-노화를 수행하였다. 상기 언급된 오븐에서 촉매 A, B 및 C를 800℃ (10% O2 및 10% 수증기)에서 16 시간 동안 함께 노화시켰다. 800℃의 노화 온도까지의 상승 단계는 4 시간 동안 지속되었고, 촉매는 800℃에서 16 시간 동안 유지되었다. 오븐 도어를 열어 촉매를 신속하고 빠르게 냉각시켰다.
시험
그 후, 백금족 금속의 함량이 비슷한 촉매들을 시험했다. 하노버 엔진 실험실(Hanover Engine Lab, HEL)의 과도적 엔진 시험 셀에서 엔진 벤치 평가를 수행했다. 벤치에는 1.6 l 엔진 변위를 가진 4 기통 유로 6 경부하 디젤 엔진이 장착되었다. 배출물 측정을 위해 3 라인 시스템 AVL AMA 400을 사용했다. 또한, FTIR Amluk/MKS 시스템을 SOx 및 NOx 감지에 이용하였다. 라이트-오프 평가 (정상 상태)를 위해, 각각의 촉매는 적절하게 캔에 넣어져, 1.6 l 엔진 변위를 가진 4 실린더 경부하 디젤 엔진의 배기 라인의 하류에 배치되었다. 라이트-오프 평가에는 CO/HC 및 NO 산화 평가를 위한 별도의 프로토콜이 수반되었다. CO 및 HC의 경우, 엔진은 배기 가스 재순환 모드 (EGR)로 작동되어 CO 및 HC 가스의 대량 배출을 발생시켰고, NO 라이트-오프는 EGR 모드 없이 수행되어 고 엔진 NOx 배출물을 향상시켰다. 배기 스트림 (엔진 배출물)의 전형적인 농도는, CO/HC 라이트-오프의 경우 1200 ppm의 CO, 99 ppm의 HC 및 110 ppm의 NOx로, NO 라이트-오프의 경우 315 ppm의 CO, 50 ppm의 HC 및 700 ppm의 NOx로 일정하였다. 두 절차 모두에서 3 내지 4℃/분의 온도 상승이 사용되었다. 촉매는, 300 내지 350℃에서 촉매 위에서 고 황 연료 (350 ppm)를 연소시켜 3 l 엔진 변위를 가진 6 기통 엔진을 사용하거나, 2 l 엔진 변위를 가진 4 기통 엔진의 배기 라인에서 기체 SO₂를 직접 분사하여, 황화시켰다. 탈황은, (1) 버너 (연료 주입됨) 디젤 산화 촉매를 황화된 촉매의 상류에 배치하여 하류에서 사용될 수 있는 원하는 탈황 온도를 생성하거나, 또는 (2) 잘 정의된 엔진 작동 모드를 사용하여 황화된 촉매 상에 자체적으로 발열을 생성함으로써, 달성되었다. 이 연구에서는 황화/황화 방법 둘다가 적용되었고 황화된 촉매에 의해 방출된 SO₂의 양은 사용된 방법에 전혀 의존하지 않았다.
결과
CO 산화 - 비교 실시예 A 및 B와 본 발명 실시예 C의 비교
본 발명 실시예 C는 비교 실시예 A 및 B와 비교하여 더 낮은 온도, 특히 120 내지 180℃의 온도 범위에서 더 높은 CO 전환율을 나타낸다. 오븐-노화된 비교 실시예 A 및 B 뿐 아니라 오븐-노화된 본 발명 실시예 C에 대한 각각의 CO의 라이트-오프 곡선이 도 1에 도시되어 있다.
HC 산화 - 비교 실시예 A 및 B와 본 발명 실시예 C의 비교
본 발명 실시예 C는 비교 실시예 A 및 B보다 더 저온에서, 특히 120 내지 200℃의 온도 범위에서 더 높은 탄화수소 산화 효율을 나타낸다. 따라서, 본 발명 실시예 C의 HC 라이트-오프 성능은 상당히 더 우수하다. 오븐-노화된 비교 실시예 A 및 B 뿐 아니라 오븐-노화된 본 발명 실시예 C에 대한 각각의 HC의 라이트-오프 곡선이 도 2에 도시되어 있다.
NO 산화 - 비교 실시예 A 및 B와 본 발명 실시예 C의 비교
본 발명 실시예 C는 비교 실시예 A 및 B보다 더 저온에서, 특히 150 내지 200℃의 온도 범위에서 더 높은 NO 산화를 나타낸다. 오븐-노화된 비교 실시예 A 및 B 뿐 아니라 오븐-노화된 본 발명 실시예 C에 대한 각각의 NO의 라이트-오프 곡선이 도 3에 도시되며, 이때 NO2/NOx 비는 종축에 도시되어 있다.
CO 산화 - 비교 실시예 A 대 본 발명 실시예 C의 황화 민감성
본 발명 실시예 C는 비교 실시예 A보다 황에 대한 더 높은 민감성을 나타낸다. 그러나, 오븐-노화된, 황화된 및 탈황된 비교 실시예 A 및 본 발명 실시예 C에 대한 CO 라이트-오프 곡선을 보여주는 도 4에서, 본 발명 실시예 C가 황화로부터 회복됨을 알 수 있다. 또한, 도 4로부터, 본 발명 실시예 C는 모든 상태(즉, 오븐-노화된, 황화된, 탈황된 상태)에 대해 저온, 특히 120 내지 180℃의 온도 범위에서, 비교 실시예 A보다 더 높은 CO 산화 효율을 나타냄을 알 수 있다.
HC 산화 - 비교 실시예 A 대 본 발명 실시예 C의 황화 민감성
도 5는 오븐-노화된, 황화된 및 탈황된 비교 실시예 A 및 본 발명 실시예 C에 대한 HC 라이트-오프 곡선을 도시한다. 본 발명 실시예 C는 저온에서, 특히 120 내지 200℃의 온도 범위에서, 비교 실시예 A보다 더 높은 HC 산화 효율을 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명 실시예 C는 황화로부터 회복됨을 알 수 있다.
CO 산화 - 비교 실시예 B 대 본 발명 실시예 C의 황화 민감성
오븐-노화된, 황화된 및 탈황된 비교 실시예 B 및 본 발명 실시예 C에 대한 CO 라이트-오프 곡선이 도 6에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명 실시예 C는 오븐-노화된 값으로 회복되는 반면, 비교 실시예 B는 회복되지 않는다.
HC 산화 - 비교 실시예 B 대 본 발명 실시예 C의 황화 민감성
오븐-노화된, 황화된 및 탈황된 비교 실시예 B 및 본 발명 실시예 C에 대한 HC 라이트-오프 곡선이 도 7에 도시되어 있다. 본 발명 실시예 C는 황화로부터 회복되는 반면, 비교 실시예 B는 황화로부터 회복되지 않음을 알 수 있다.
SO₂ 배출 - 비교 실시예 A와 본 발명 실시예 C의 비교
황화된 비교 실시예 A 및 본 발명 실시예 C로부터의 SO₂배출물이 도 8에 도시되어 있다. 두 실시예 모두 약 650℃의 입구 온도에서 고온의 희박 조건 탈황 후에 유사한 양의 SO₂를 방출함을 알 수 있다. 유리한 온도 (즉, 발열)의 생성 또한 두 촉매에서 유사하다.
SO₂ 배출 - 비교 실시예 B와 본 발명 실시예 C의 비교
황화된 비교 실시예 B 및 본 발명 실시예 C로부터의 SO₂배출이 도 9에 도시되어 있다. 입구 및 층(bed) 온도는 두 실시예에서 유사하였지만, 본 발명 실시예 C만이 높은 온도의 희박 조건 탈황 후 SO₂를 방출함을 알 수 있다.

Claims (15)

  1. 4 개의 층을 포함하는 워시코트를 포함하는 디젤 산화 촉매로서, 이때 상기 워시코트는 기재 상에 배치되고, 상기 워시코트는
    기재 상에 배치된, 제 1 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 1 백금족 금속을 포함하는 제 1 층;
    제 1 층 상에 배치된, 제 2 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 2 백금족 금속을 포함하고 제 5 백금족 금속을 포함하는 제 2 층;
    제 3 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 3 백금족 금속을 포함하고, Fe 포함 제올라이트 물질을 포함하고 제 6 백금족 금속을 포함하는, 제 3 층; 및
    제 4 백금족 금속 및 제 4 금속 산화물을 포함하는 제 4 층
    을 포함하고,
    상기 기재는 길이, 전방 단부(front end) 및 후방 단부(rear end)를 가지며;
    상기 제 1 층은 상기 기재의 전체 길이 상에서 상기 기재 상에 배치되고,
    상기 제 2 층은 상기 기재의 전체 길이 상에서 상기 제 1 층 상에 배치되고;
    상기 제 3 층은 상기 기재의 전방 단부로부터 상기 기재 길이의 x% 상에서 상기 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되고;
    상기 제 4 층은 상기 기재의 후방 단부로부터 상기 기재 길이의 y% 상에서 상기 제 2 층 상에 적어도 부분적으로 배치되고;
    여기서 x는 30 내지 70의 범위이고, y는 30 내지 70의 범위이고, x + y는 95 내지 115의 범위인, 디젤 산화 촉매.
  2. 제 1 항에 있어서,
    x는 35 내지 65의 범위, 바람직하게는 40 내지 60의 범위, 보다 바람직하게는 45 내지 55의 범위, 더욱 바람직하게는 49 내지 51의 범위이고, 보다 바람직하게는 x는 50이고,
    y는 바람직하게는 35 내지 65의 범위, 보다 바람직하게는 40 내지 60의 범위, 보다 바람직하게는 45 내지 55의 범위, 더욱 바람직하게는 49 내지 51의 범위이고, 더욱 바람직하게는 y는 50인, 디젤 산화 촉매.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    x + y가 96 내지 110의 범위, 바람직하게는 97 내지 105의 범위, 더욱 바람직하게는 98 내지 102의 범위, 더욱 바람직하게는 99 내지 101의 범위이고, 보다 바람직하게는 x + y는 100인, 디젤 산화 촉매.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 백금족 금속이 Pt, Pd 및 Rh 중 하나 이상, 바람직하게는 Pt 및 Pd 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 Pd이고,
    제 1 금속 산화물 지지체 물질은 바람직하게는 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 감마-알루미나, 란타나-알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 감마-알루미나, 란타나-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 란타나-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 란타나-알루미나 및 세리아를 포함하는, 디젤 산화 촉매.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 백금족 금속이 Pt, Pd 및 Rh 중 하나 이상, 바람직하게는 Pt 및 Pd 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 Pd이고,
    제 2 금속 산화물 지지체 물질은 바람직하게는 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나-알루미나 및 세리아-알루미나 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 감마-알루미나 및 실리카-알루미나 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 실리카-알루미나인, 디젤 산화 촉매.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 3 백금족 금속이 Pt, Pd 및 Rh 중 하나 이상, 바람직하게는 Pt 및 Pd 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 Pd이고,
    제 3 금속 산화물 지지체 물질이 바람직하게는 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 감마-알루미나, 실리카-알루미나, 지르코니아-알루미나 및 망간-도핑된 알루미나 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 실리카-알루미나인, 디젤 산화 촉매.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제올라이트 물질의 골격 구조가, Si, Sn, Ti, Zr 및 Ge 중 하나 이상, 바람직하게는 Si인 4가 원소 Y를 포함하고,
    제올라이트 물질의 골격 구조가 바람직하게는, B, Al, Ga 및 In 중 하나 이상, 바람직하게는 Al인 3가 원소 X를 포함하는, 디젤 산화 촉매.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제올라이트 물질이 ABW, ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFV, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AVL, AWO, AWW, BCT, BEA, BEC, BIK, BOF, BOG, BOZ, BPH, BRE, BSV, CAN, CAS, CDO, CFI, CGF, CGS, CHA, -CHI, -CLO, CON, CSV, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EEI, EMT, EON, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, *-EWT, EZT, FAR, FAU, FER, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO, HEU, IFO, IFR, -IFU, IFW, IFY, IHW, IMF, IRN, IRR, -IRY, ISV, ITE, ITG, ITH, *-ITN, ITR, ITT, -ITV, ITW, IWR, IWS, IWV, IWW, JBW, JNT, JOZ, JRY, JSN, JSR, JST, JSW, KFI, LAU, LEV, LIO, -LIT, LOS, LOV, LTA, LTF, LTJ, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP, MER, MFI, MFS, MON, MOR, MOZ, *MRE, MSE, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MVY, MWF, MWW, NAB, NAT, NES, NON, NPO, NPT, NSI, OBW, OFF, OKO, OSI, OSO, OWE, -PAR, PAU, PCR, PHI, PON, POS, PSI, PUN, RHO, -RON, RRO, RSN, RTE, RTH, RUT, RWR, RWY, SAF, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBN, SBS, SBT, SEW, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN, SFO, SFS, *SFV, SFW, SGT, SIV, SOD, SOF, SOS, SSF, *-SSO, SSY, STF, STI, *STO, STT, STW, -SVR, SVV, SZR, TER, THO, TOL, TON, TSC, TUN, UEI, UFI, UOS, UOV, UOZ, USI, UTL, UWY, VET, VFI, VNI, VSV, WEI, -WEN, YUG, ZON, 이들의 2 종 이상의 혼합물 및 이들의 2 종 이상의 혼합 유형, 바람직하게는 AEI, GME, BEA, CHA, FAU, FER, HEU, LEV, MEI, MEL, MFI 또는 MOR 유형, 더욱 바람직하게는 AEI, GME, CHA, MFI, BEA, FAU 또는 MOR 유형, 보다 바람직하게는 BEA, MFI 또는 CHA 유형, 더욱 바람직하게는 BEA 및/또는 MFI 유형, 더욱 바람직하게는 BEA 유형인, 디젤 산화 촉매.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제올라이트 물질은, Fe2O3로 계산된 Fe를, 제올라이트 물질의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 6 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 5.0 중량%, 보다 바람직하게는 2.4 내지 5.0 중량%, 보다 바람직하게는 2.0 내지 4.0 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 3.5 중량%, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2 중량%의 양으로 포함하는, 디젤 산화 촉매.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 4 백금족 금속, 제 5 백금족 금속 및 제 6 백금족 금속 중 하나 이상이 Pt, Pd 및 Rh 중 하나 이상, 바람직하게는 Pt 및 Pd 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 Pt인, 디젤 산화 촉매.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 4 금속 산화물이 감마-알루미나, 지르코니아-알루미나, 실리카-알루미나, 란타나, 란타나-알루미나, 실리카-지르코니아-란타나, 망간-도핑된 알루미나, 알루미나-지르코니아-란타나, 티타니아, 지르코니아-티타니아, 네오디미아, 프라세오디미아, 세리아-지르코니아, 세리아-알루미나, 바리아-세리아-알루미나 및 세리아 중 하나 이상, 바람직하게는 감마-알루미나, 실리카-알루미나, 지르코니아-알루미나 및 망간-도핑된 알루미나 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 망간-도핑된 알루미나인, 디젤 산화 촉매.
  12. 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소 중 하나 이상, 바람직하게는 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소의 산화를 위한 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 디젤 산화 촉매의 용도로서, 이때 상기 일산화탄소, 일산화질소 및 탄화수소 중 하나 이상은 바람직하게는 배기 가스, 보다 바람직하게는 디젤 엔진으로부터의 배기 가스, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하(lean-burn light-duty) 디젤 엔진으로부터의 배기 가스에 포함된 것인, 용도.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 디젤 산화 촉매를 포함하며, 바람직하게는 내연 기관과 유체-연통하는, 배기 가스 처리 시스템으로서, 이때 상기 내연 기관은 바람직하게는 디젤 엔진, 보다 바람직하게는 희박 연소 경부하 디젤 엔진인, 배기 가스 처리 시스템.
  14. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 디젤 산화 촉매의 제조 방법으로서,
    (a) 기재 상에 제 1 슬러리를 배치하여 슬러리-처리된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 상기 제 1 슬러리는 제 1 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 1 백금족 금속을 포함하는, 단계;
    (b) 단계 (a)에서 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조하여, 제 1 층이 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계;
    (c) 임의적으로, 단계 (b)로부터 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시키는 단계;
    (d) 제 1 층이 상부에 배치된 기재 상에 제 2 슬러리를 배치하여 슬러리-처리된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 상기 제 2 슬러리는 제 2 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 2 백금족 금속을 포함하고 상기 제 5 백금족 금속을 포함하는, 단계;
    (e) 단계 (d)에서 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조하여, 제 1 및 제 2 층이 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계;
    (f) 임의적으로, 단계 (e)로부터 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시키는 단계;
    (g) 상기 기재의 전방 단부로부터 상기 기재의 길이의 x% 상에, 단계 (e)로부터 수득된, 임의적으로 단계 (f)로부터 수득된 제 1 및 제 2 층이 상부에 배치된 기재 상에 제 3 슬러리를 배치하여, 슬러리-처리된 기재를 수득하고, 제 1, 제 2 및 제 3 층이 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 제 3 슬러리는 제 3 금속 산화물 지지체 물질 상에 지지된 제 3 백금족 금속을 포함하고, Fe를 포함하는 제올라이트 물질을 포함하고, 제 6 백금족 금속을 포함하는, 단계;
    (h) 임의적으로, 단계 (g)로부터 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조시키는 단계;
    (i) 임의적으로, 단계 (h)로부터 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시키는 단계;
    (j) 상기 기재의 전방 단부로부터 상기 기재의 길이의 x% 상에, 단계 (g)로부터 수득된, 임의적으로, 단계 (h) 또는 (i)로부터 수득된 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층이 상부에 배치된 기재 상에 제 4 슬러리를 배치하여 슬러리-처리된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 제 4 슬러리는 제 4 백금족 금속 및 제 4 금속 산화물을 포함하는, 단계;
    (k) 단계 (j)에서 수득된 슬러리-처리된 기재를 건조시키는 단계;
    (l) 단계 (k)에서 수득된 건조된 슬러리-처리된 기재를 하소시켜, 워시코트가 상부에 배치된 기재를 수득하는 단계로서, 이때 상기 워시코트는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 층을 포함하는, 단계
    를 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 따른 방법에 의해 수득가능하거나 수득되는 디젤 산화 촉매, 바람직하게는 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 디젤 산화 촉매.
KR1020197029535A 2017-03-14 2018-03-13 향상된 CO 산화, 탄화수소 산화 및 NO 산화, 및 개선된 황화/탈황 거동을 갖는 Pt/Pd DOC KR20190128063A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17160817.7 2017-03-14
EP17160817 2017-03-14
PCT/EP2018/056227 WO2018167055A1 (en) 2017-03-14 2018-03-13 Pt/pd doc with enhanced co oxidation, hydrocarbon oxidation and no oxidation and improved sulfation/desulfation behavior

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190128063A true KR20190128063A (ko) 2019-11-14

Family

ID=58358371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197029535A KR20190128063A (ko) 2017-03-14 2018-03-13 향상된 CO 산화, 탄화수소 산화 및 NO 산화, 및 개선된 황화/탈황 거동을 갖는 Pt/Pd DOC

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10724411B2 (ko)
EP (1) EP3595812A1 (ko)
JP (1) JP2020514033A (ko)
KR (1) KR20190128063A (ko)
CN (1) CN110402168A (ko)
WO (1) WO2018167055A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11691125B2 (en) 2018-04-30 2023-07-04 Basf Corporation Catalyst for the oxidation of NO, the oxidation of a hydrocarbon, the oxidation of NH3 and the selective catalytic reduction of NOx
BR112021006517A2 (pt) 2018-12-13 2021-07-06 Johnson Matthey Plc composição catalisadora de três vias, artigo catalisador para tratamento de gás de escape, e, método para tratamento de um gás de escape
CN117980059A (zh) * 2021-09-14 2024-05-03 巴斯夫公司 NOx吸附剂DOC（NA-DOC）催化剂
EP4302862A1 (en) * 2022-07-06 2024-01-10 Johnson Matthey Public Limited Company Lean nox trap

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7374729B2 (en) * 2004-03-30 2008-05-20 Basf Catalysts Llc Exhaust gas treatment catalyst
TW200934474A (en) * 2008-02-05 2009-08-16 Medela Holding Ag Mouthpiece and process for production
BR112014006900B8 (pt) 2011-09-23 2019-10-15 Basf Corp catalisador e compósito de catalisador de oxidação de diesel em camadas, uso e processo para preparação do mesmo e sistema para tratar uma corrente de escape gasoso de um motor a diesel
US8449852B1 (en) * 2011-12-01 2013-05-28 Basf Corporation Diesel oxidation catalysts, systems and methods of treatment
GB201220912D0 (en) * 2012-11-21 2013-01-02 Johnson Matthey Plc Oxidation catalyst for treating the exhaust gas of a compression ignition engine
EP2925435A1 (en) * 2012-11-29 2015-10-07 Basf Se Diesel oxidation catalyst comprising palladium, gold and ceria
CN103084176B (zh) * 2012-12-10 2014-10-08 浙江达峰汽车技术有限公司 一种柴油车尾气净化双氧化型催化剂及其制备方法
US10335776B2 (en) 2013-12-16 2019-07-02 Basf Corporation Manganese-containing diesel oxidation catalyst
US10864502B2 (en) * 2013-12-16 2020-12-15 Basf Corporation Manganese-containing diesel oxidation catalyst
BR112017016908A2 (pt) * 2015-02-09 2018-03-27 Basf Corp compósito de catalisador de oxidação, método para tratar uma corrente de gás de escape do motor diesel, e, sistema para tratamento de uma corrente de gases de escape do motor de queima pobre que compreende hidrocarbonetos, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, partículas e outros componentes de escape.
EP3328541B1 (en) * 2015-07-30 2021-06-30 BASF Corporation Diesel oxidation catalyst
CN105148981B (zh) * 2015-09-29 2017-10-17 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 柴油车多涂层氧化性催化剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110402168A (zh) 2019-11-01
WO2018167055A8 (en) 2019-09-19
US10724411B2 (en) 2020-07-28
EP3595812A1 (en) 2020-01-22
WO2018167055A1 (en) 2018-09-20
JP2020514033A (ja) 2020-05-21
US20190383184A1 (en) 2019-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9034269B2 (en) Diesel oxidation catalyst comprising palladium, gold and ceria
KR102602376B1 (ko) 디젤 산화 촉매
RU2685426C1 (ru) Композит катализатора окисления, способ обработки потока выхлопных газов и система обработки потока выхлопных газов
JP6236389B2 (ja) パラジウム支持体材料としてセリア組成物を含む層状構造を有する高ｈｃガス変換率及び高ｃｏガス変換率のディーゼル酸化触媒
US11794174B2 (en) Tetra-functional catalyst for the oxidation of NO, the oxidation of a hydrocarbon, the oxidation of NH3 and the selective catalytic reduction of NOx
US10724411B2 (en) Pt/Pd doc with enhanced CO oxidation, hydrocarbon oxidation and NO oxidation and improved sulfation/desulfation behavior
US11691125B2 (en) Catalyst for the oxidation of NO, the oxidation of a hydrocarbon, the oxidation of NH3 and the selective catalytic reduction of NOx
JP2021525643A (ja) 超低ＮＯｘ制御のためのディーゼル酸化触媒
KR20230125088A (ko) 촉매 물품 및 배기가스 처리 시스템
JP2022526898A (ja) 低温ｃｏ酸化触媒
US20230129815A1 (en) A selective catalytic reduction catalyst and a process for preparing a selective catalytic reduction catalyst
KR102513859B1 (ko) 탄화수소 산화능을 갖는 비백금족 금속 촉매와 결합된 백금족 금속 촉매
US11280240B2 (en) Exhaust system including SCRF catalyst with oxidation zone
EP4201517A1 (en) Manganese-containing catalytic articles, exhaust gas treatment systems, and methods
JP2023506375A (ja) 選択性、活性及び耐毒性を改善するための区分化アンモニアスリップ触媒
BR112019010118B1 (pt) Sistema de tratamento de gás de escape

Legal Events

Date Code Title Description
WITB Written withdrawal of application