TW202231358A - 方法及組合物 - Google Patents

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英商強生麥特公司
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Abstract

本發明係關於一種製備觸媒製品之方法，其包括以下步驟：(a)藉由組合至少下列組分製備塗層組合物：包含包括(i)氧化鋁及(ii)二氧化矽及/或氧化鋯之混合氧化物、氧化物混合物或分子篩之撐體材料；包含二氧化鈦、二氧化矽或氧化鋯中之至少一者之金屬氧化物溶膠；液體介質；(b)將該塗層組合物施加至基板以形成塗層；及(c)將該塗層乾燥及/或煅燒；其中該方法進一步包括用鉑族金屬組分浸漬該撐體材料之步驟。該經製備之觸媒製品可適用於處理來自內燃機或燃氣輪機之排放物，例如，處理來自以天然氣為燃料之內燃機或燃氣輪機之一氧化碳及/或甲醛排放物。本發明進一步係關於用於此方法中之塗層組合物。

Description

方法及組合物
本發明係關於一種製備用於處理由發電裝置(諸如發動機或渦輪機，特定言之，以天然氣為燃料之發動機及渦輪機)產生之廢氣之觸媒製品的方法。本發明進一步係關於適用於此方法中之塗層組合物。
在正常運行中，以天然氣為燃料之渦輪機及發動機產生大量二氧化碳(CO 2)、水、一氧化碳(CO)、諸如甲醛之揮發性有機化合物(VOC)，及作為燃燒過程之部分之氮氧化物(NOx)。
最新環境法規已更加強調降低來自此等渦輪機及發動機之排氣之部分燃燒之燃料成分之濃度的重要性。此等受管制之廢氣排放物包括一氧化碳(CO)及甲醛(CH 2O)。
觸媒轉化器可用於處理來自此等發動機之排放物。觸媒轉化器將該等廢氣中之此等排放物在將其等排放至大氣前轉化為危害較小之物質。觸媒轉化器通常包含經催化活性材料塗佈之合適基板。
在塗層觸媒之生產中，將稱為「塗層」之組合物施用至基板(例如陶瓷單塊)。該塗層可採取催化材料於液體介質中之溶液、漿料或懸浮液之形式。一經塗佈至該基板上，則該塗層通常經受煅燒步驟，以移除該液體介質並將催化活性材料固定至該基板。
適用於催化CO及甲醛氧化之已知觸媒通常採用負載於合適之觸媒撐體上之一或多種鉑族金屬(PGM)。該觸媒撐體可為高表面積耐火金屬氧化物(諸如氧化鋁或二氧化矽)。然而，已知氧化觸媒可經時鈍化。此外，燃料或潤滑油中存在之某些組分可導致觸媒中毒。例如，在二衝程發動機之運行中，源自發動機油之廢氣流中之硫係觸媒中毒之主要因素。
仍需經改良之氧化觸媒，特定言之，用以處理來自以天然氣為燃料之發動機及渦輪機之CO及甲醛排放物。
根據本發明之一態樣，提供一種製備觸媒製品之方法，其包括： (a)    藉由組合至少下列組分製備塗層組合物： Ÿ 包含包括(i)氧化鋁及(ii)二氧化矽及/或氧化鋯之混合氧化物、氧化物混合物或分子篩之撐體材料； Ÿ 包含二氧化鈦、二氧化矽或氧化鋯中之至少一者之金屬氧化物溶膠； Ÿ 液體介質； (b)    將該塗層組合物施加至基板以形成塗層；及 (c)    將該塗層乾燥及/或煅燒； 其中該方法進一步包括用鉑族金屬組分浸漬該撐體材料之步驟。
根據本發明之另一態樣，提供一種塗層組合物，其包含： Ÿ 包含包括(i)氧化鋁及(ii)二氧化矽及/或氧化鋯之混合氧化物、氧化物混合物或分子篩之撐體材料，該撐體材料視需要用鉑族金屬組分浸漬； Ÿ 包含二氧化鈦、二氧化矽或氧化鋯中之至少一者之金屬氧化物溶膠； Ÿ 液體介質。
有利地，已發現根據上文描述之方法製備之觸媒可提供經改良之CO及/或甲醛氧化穩定性(即經時維持活性)。此外，相較於已知觸媒可在使用較少量PGM的同時達成經改良及/或可比較之氧化活性。此外，可達成對觸媒毒物經改良之耐受性，特定言之，經改良之硫耐受性。
此外，根據本文描述之方法製備之觸媒可於其他固定排放物控制應用中找到應用，例如，用以處理來自工業過程之廢氣或用於室內空氣處理系統中。特定言之，根據本發明之方法製備之觸媒製品可適用於分解氣流中存在之臭氧(O 3)。
現將進一步描述本發明。在下列段落中，更詳細地定義本發明之不同態樣/實施例。除非另有明確相反之指示，否則如此定義之各態樣/實施例可與任何其他一或多個態樣/實施例組合。特定言之，指示為較佳或有利之任何特徵可與指示為較佳或有利之任何其他一或多個特徵組合。
此外，如本文使用之術語「包含」可與定義「基本上由……構成」或「由……構成」互換。術語「包含」旨在意謂指定之元素係必要的，但可添加其他元素且仍形成於技術方案之範圍內之構築體。術語「基本上由……構成」將技術方案之範圍限制為指定之材料或步驟及彼等不實質上影響本發明之基本及新穎特性者。術語「由……構成」結束技術方案至包括除通常與此相關聯之雜質外之彼等列舉之材料。
塗層組合物可藉由組合所需組分及任何任選添加劑製備。組分之組合可藉由混合，例如藉由攪拌進行。較佳地，混合該等組分使得該塗層組合物大體上均勻(例如均質)，即，組分於整個該塗層中之分佈大體上均勻。
撐體材料包含包括(i)氧化鋁及(ii)二氧化矽及/或氧化鋯之混合氧化物、氧化物混合物或分子篩。較佳地，該撐體材料係混合氧化物。如本文使用之術語「混合氧化物」係指單相氧化物之混合物。例如，該混合氧化物材料可為二氧化矽-氧化鋁混合氧化物或氧化鋯-氧化鋁混合氧化物。或者，該撐體材料可為鋁矽酸鹽分子篩(沸石)。
較佳地，撐體材料係二氧化矽-氧化鋁混合氧化物。該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物可具有在1至40重量%、2至35重量%、5至35重量%或5至30重量%之範圍內之二氧化矽含量。例如，該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物可具有在範圍2至10重量%內，諸如約5重量%之二氧化矽含量。或者，該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物可具有在範圍25至40重量%內，諸如約30重量%之二氧化矽含量。
一般而言，用於本發明中之撐體材料係呈顆粒形式。該撐體材料可具有≤ 50 μm、≤ 30 μm、≤ 20 μm或≤ 10 μm之D90粒度。該等顆粒可藉由研磨獲得。
如本文使用之術語「D90粒度」係指粒度分佈。D90粒度值對應於特定樣品中總顆粒之90% (以體積計)低於該粒度值。該D90粒度可使用雷射繞射方法(例如使用Malvern Mastersizer 2000)測定。
可選擇塗層組合物中存在之撐體材料之量以於最終觸媒製品中提供0.5至4 g/in 3，較佳1至2 g/in 3之撐體材料負載。此完全於熟習技工之能力內。
如本文使用且按照慣例，術語「負載」定義基板上之觸媒層中存在之組分的濃度量。負載單位一般以g/ft 3或g/in 3表示且與所用基板之體積相關。
用鉑族金屬組分浸漬撐體材料之步驟可在該撐體材料與塗層之其他組分組合前(即在本文描述之方法之步驟(a)前)進行。例如，該浸漬可藉由使該撐體材料與包含該鉑族金屬組分之浸漬溶液接觸進行。該經浸漬之撐體材料可在其與塗層組合物之其他組分組合前加以乾燥及/或煅燒。
或者，撐體材料可在步驟(a)後且在步驟(b)前用鉑族金屬組分浸漬。例如，步驟(a)中製備之塗層組合物可與浸漬溶液摻混，然後於步驟(b)中將其施加至基板上。
或者，撐體材料可在方法之步驟(c)後用PGM組分浸漬，藉此該浸漬可藉由使基板與包含鉑族金屬組分之浸漬溶液接觸進行。塗層基板與該浸漬溶液之接觸可藉由將浸漬溶液施加至該基板(例如於經乾燥及/或煅燒之塗層之頂部)以形成第二塗層進行。因此，該方法可進一步包括步驟：(d)將浸漬溶液施加至該基板以形成第二塗層，其中該浸漬溶液包含該鉑族金屬組分；及(e)將該第二塗層乾燥及/或煅燒。
浸漬溶液可為鉑族金屬組分之水溶液。
鉑族金屬組分可為鉑族金屬(PGM)之鹽。特定言之，該鉑族金屬組分可為PGM之硝酸鹽、PGM之乙酸鹽或PGM之羧酸鹽。該PGM可為釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)或其混合物。較佳地，該PGM係鉑、鈀或鉑或鈀之混合物。更佳地，該PGM係鉑。合適之鉑族金屬組分包括硝酸鉑或乙酸鉑，諸如乙酸四胺鉑。
可選擇採用之鉑族金屬組分之量使得基板上形成之最終觸媒層包含在鉑族金屬之範圍1至100 g/ft 3，例如，4至90 g/ft 3、8至50 g/ft 3、或20至35 g/ft 3內之鉑族金屬負載。
上文描述之乾燥步驟可在小於120℃之溫度下，例如，在約100℃之溫度下進行。煅燒步驟可在高達550℃之溫度下進行，較佳在範圍450至550℃內，進行長達3小時，較佳30分鐘至2小時之時期。
金屬氧化物溶膠包含二氧化鈦、二氧化矽或氧化鋯中之至少一者。如本文使用，術語「金屬氧化物溶膠」係指包含具有至少100 m 2/g之BET表面積之顆粒金屬氧化物分散於連續液體介質中之膠體。較佳地，該金屬氧化物溶膠係二氧化鈦溶膠(即包含具有至少100 m 2/g之比表面積之顆粒二氧化鈦分散於連續液體介質中的膠體)。
金屬氧化物溶膠之液體介質可為水性的。
金屬氧化物溶膠之金屬氧化物可具有≥ 100 m 2/g、≥ 150 m 2/g、≥ 200 m 2/g、≥ 250 m 2/g或≥ 300 m 2/g之BET表面積。
金屬氧化物溶膠可為二氧化鈦溶膠，其中二氧化鈦具有≥ 250 m 2/g或≥ 300 m 2/g之BET表面積。
金屬氧化物溶膠可為酸性或鹼性的。較佳地，該金屬氧化物溶膠係酸性的。例如，該金屬氧化物溶膠可具有在範圍0.5至5，諸如0.5至3或0.5至2內之pH。
溶膠之金屬氧化物顆粒可具有≤ 1微米，例如≤ 0.5微米或≤ 0.2微米之D50粒度。該溶膠之金屬氧化物顆粒可具有≤ 5微米，例如≤ 2微米、≤ 1微米或≤ 0.5微米之D90粒度。
如本文使用之術語「D50粒度」係指粒度分佈。D50粒度值對應於特定樣品中總顆粒之50% (以體積計)低於該粒度值。D50粒度可使用雷射繞射方法(例如使用Malvern Mastersizer 2000)測定。
可選擇採用之金屬氧化物溶膠之量使得基板上形成之最終觸媒層包含多達2.5 g/in 3，例如 ≤ 2 g/in 3、≤ 1 g/in 3、≤ 0.5 g/in 3或≤ 0.2 g/in 3之金屬氧化物之負載。
塗層組合物進一步包含其他組分懸浮或溶劑化於其中之液體介質。該液體介質可為水性的，例如，該液體介質可為水。較佳地，該液體介質基本上由水構成。即該液體介質含有水但亦可含有少量非水(例如有機或無機)雜質。該水可為去離子或脫礦物質水。
塗層組合物可具有高達50重量%之固體含量。「固體含量」意謂基於該組合物之總重量，該塗層組合物中存在之固體材料之比例。該塗層組合物之固體含量較佳於範圍20至40重量%內，更佳於範圍30至35重量%內。
塗層組合物可具有酸性pH。例如，該塗層之pH可為＜ 7或≤ 5。例如，該塗層組合物可具有約3之pH。
塗層組合物可具有於範圍100至1000厘泊內之黏度。
塗層組合物可進一步包含有機添加劑，諸如流變修飾劑、分散劑及/或其他添加劑。
可選擇塗層組合物中採用之各組分之相對數量使得該塗層具有所需之固體含量。
較佳之基板包括具有所謂之蜂窩幾何形狀之流通式單塊，其包含多個相鄰、平行之通道，該等通道在兩端開口且一般自該基板之入口面延伸至出口面並導致高表面積與體積比。將觸媒組合物塗佈於該等通道之壁上，使得在使用中，廢氣在其流動通過該等通道時與該觸媒接觸。
單塊基板可為惰性基板。該基板可由陶瓷材料或金屬材料構成。例如，該基板可由堇青石(SiO 2-Al 2O 3-MgO)、碳化矽(SiC)、Fe-Cr-Al合金、Ni-Cr-Al合金、鈦酸鋁或不銹鋼合金製成或構成。
通常選擇蜂窩基板之形狀、尺寸及單元密度以最佳化觸媒製品中之催化活性材料在使用中對廢氣之曝露。例如，在該觸媒製品之預期用途係處理來自以天然氣為燃料之內燃機(諸如二衝程往復式發動機)之排放物之情況下，該基板可呈圓柱形或大體上圓柱形形狀，具有在範圍20至40英寸內之直徑。該單元密度可於範圍100至400 cpsi (單元每平方英寸)或200至400 cpsi內，例如約300單元每平方英寸。
或者，在觸媒製品之預期用途係處理來自燃氣輪機之排放物之情況下，基板之橫截面可呈正方形或矩形。通常，在此應用中，多個塗層基板以網格形式並排堆疊以填充煙道。此等基板可具有約24 x 24英寸之橫截面積及約3.5英寸之深度。該單元密度可於範圍100至400 cpsi，例如200至300 cpsi內。
一種將塗層施加至蜂窩基板之方法涉及定位基板使得通道具有大體上垂直定向，將塗層組合物施加至該基板之第一面(例如頂面)並使該基板之相對第二面(例如底面)至少部分真空以達成該塗層組合物通過該等通道之移動。單塊基板可以單個劑量塗佈，其中可於單個步驟中將塗層施加至該基板及該基板維持單一定向。或者，該基板可以兩個劑量塗佈。例如，於第一劑量中，該單塊基板處於第一定向及第一面於最上及第二面於最下。將塗層施加至該第一面並塗佈該基板長度之一部分。然後將該基板倒置使得該第二面於最上。然後將塗層施加至該第二面以塗佈該第一劑量未塗佈之該基板之部分。WO 99/47260描述一種用於塗佈單塊基板之一般方法。
塗佈基板之其他方法包括將該基板浸入塗層組合物中或使該基板通過該塗層組合物之簾幕或瀑布。壓縮空氣可用以將流體吹入及通過該基板，確保單元之塗佈及亦確保無或實際上無堵塞之單元。
在方法進一步包括上文定義之步驟(d)及(e)之情況下，將浸漬溶液施加至基板以形成第二塗層可以與步驟(b)中施加該塗層類似的方式進行。
本發明進一步提供一種藉由或可藉由上文描述之方法或使用上文描述之塗層組合物獲得之觸媒製品。特定言之，此觸媒製品包含基板，該基板上塗佈一層催化材料。該催化材料可包含用PGM組分浸漬之撐體材料，其中該撐體材料包含包括(i)氧化鋁及(ii)二氧化矽及/或氧化鋯之混合氧化物、氧化物混合物或分子篩；及具有至少100 m 2/g、至少150 m 2/g、至少200 m 2/g、至少250 m 2/g或至少300 m 2/g之BET表面積之金屬氧化物，其中該金屬氧化物包含二氧化鈦、二氧化矽或氧化鋯中之至少一者。較佳地，該撐體材料係二氧化矽-氧化鋁混合氧化物及該金屬氧化物係二氧化鈦。
可藉由上文方法獲得之觸媒製品可用以處理來自內燃機(諸如柴油發動機或以天然氣或甲醇為燃料之內燃機)或燃氣輪機之廢氣。特定言之，該觸媒製品可用以減少來自以天然氣為燃料之內燃機或以天然氣為燃料之渦輪機之甲醛及/或一氧化碳排放物。另外，該觸媒製品可用以分解廢氣或氣流中存在之臭氧(O 3)。
實例現將參考下列實例進一步描述本發明，該等實例係說明性的，但非限制本發明。
Ÿ 比較實例 1使氧化鋁粉末於水中形成漿料並研磨至d50 ＜ 10微米。該漿料具有≤ 50%之固體含量及≤ 7之pH。將該漿料作為塗層施加至200單元每平方英寸(cpsi)金屬蜂窩單塊基板。將該塗層基板乾燥及然後在525℃之溫度下煅燒。浸漬溶液用乙酸四胺鉑製備。將該浸漬溶液塗佈於塗層金屬基板上並乾燥。然後在525℃下煅燒經浸漬之塗層基板。所得觸媒具有8.25 g ft -3Pt之總PGM負載。氧化鋁負載係1.6 g/in -3。
Ÿ 實例 2使氧化鋁-二氧化矽(70%氧化鋁、30%二氧化矽)混合氧化物粉末於水中形成漿料並研磨至d50 ＜ 10微米。該漿料具有小於50%之固體含量及小於7之pH。將具有≥ 300 m 2/g之表面積、約1之pH、分別＜ 0.2微米及＜ 0.5微米之D50及D90粒度及大約20重量%之TiO 2含量之二氧化鈦-溶膠添加至塗層並用高剪切混合器混合1小時。然後將所得漿料作為塗層施加至200 cpsi金屬蜂窩單塊基板並乾燥。製備包含硝酸鉑於酸性溶液中之浸漬溶液。將該浸漬溶液施加至塗層金屬基板並乾燥。然後在525℃下煅燒經浸漬之塗層基板。所得觸媒具有8.25 g ft -3Pt之總PGM負載。氧化鋁-二氧化矽負載係1.6 g/in -3及二氧化鈦負載係0.178 g/in -3。
Ÿ 比較實例 3使氧化鋁-二氧化矽(70%氧化鋁、30%二氧化矽)混合氧化物粉末於水中形成漿料並研磨至d50 ＜ 10微米。該漿料具有小於50%之固體含量及小於7之pH。然後將所得漿料作為塗層施加至200 cpsi金屬蜂窩單塊基板並乾燥。製備包含硝酸鉑於酸性溶液中之浸漬溶液。將該浸漬溶液施加至塗層金屬基板並乾燥。然後在525℃下煅燒經浸漬之塗層基板。所得觸媒具有8.25 g ft-3 Pt之總PGM負載。氧化鋁-二氧化矽負載係0.8 g/in-3。
Ÿ 實例 4使氧化鋁-二氧化矽(70%氧化鋁、30%二氧化矽)混合氧化物粉末於水中形成漿料並研磨至d50 ＜ 10微米。該漿料具有小於50%之固體含量及小於7之pH。將具有≥ 300 m 2/g之表面積、約1之pH、分別＜ 0.2微米及＜ 0.5微米之D50及D90粒度及大約20重量%之TiO 2含量之二氧化鈦-溶膠添加至塗層並用高剪切混合器混合1小時。然後將所得漿料作為塗層施加至200 cpsi金屬蜂窩單塊基板並乾燥。製備包含硝酸鉑於酸性溶液中之浸漬溶液。將該浸漬溶液施加至塗層金屬基板並乾燥。然後在525℃下煅燒經浸漬之塗層基板。所得觸媒具有4 g ft-3 Pt之總PGM負載。氧化鋁-二氧化矽負載係1.6 g/in-3及二氧化鈦負載係0.178 g/in-3。
Ÿ 一氧化碳氧化活性相同體積(1.0 x 3.5英寸)核心樣品取自上文實例之各者中製備之觸媒製品並於合成催化活性測試(SCAT)裝置中使用下列入口氣體混合物在200,000 hr-1 GHSV下在所選入口溫度下測試：50 ppm CO、20 ppm NO、15 ppm C1丙烯、15% O 2、8% H 2O、3% CO 2及剩餘N 2。觸媒樣品在新鮮條件下及在水熱硫老化後(25 ppm SO 2、15% O 2、8% H 2O、3% CO 2及剩餘N 2，在250℃下老化24小時)測試。
與比較實例1及實例2相關之結果顯示於圖1中。圖1比較由實例1及2之觸媒製品在所選入口溫度下達成之CO轉化率。
與比較實例3及實例4相關之結果顯示於圖2及3中。圖2比較由比較實例3之觸媒製品在所選入口溫度下達成之CO轉化率。圖3比較由實例4之觸媒製品在所選入口溫度下達成之CO轉化率。
如由圖1中顯示之資料證實，儘管兩種觸媒製品均在新鮮條件下達成可比較之CO氧化率，但在硫老化後，相較於實例1之觸媒製品，實例2中製備之觸媒製品之CO氧化活性係經顯著改良。
如由圖2及3中顯示之資料證實，在新鮮及老化條件兩者下，儘管PGM負載顯著降低，但實例4之觸媒製品相較於比較實例3之觸媒製品提供可比較或經改良之CO氧化率。
本發明之其他態樣及實施例闡述於下列編號之條項中：
條項： 1. 一種製備觸媒製品之方法，其包括下列步驟： (a)    藉由組合至少下列組分製備塗層組合物： Ÿ 包含包括(i)氧化鋁及(ii)二氧化矽及/或氧化鋯之混合氧化物、氧化物混合物或分子篩之撐體材料； Ÿ 包含二氧化鈦、二氧化矽或氧化鋯中之至少一者之金屬氧化物溶膠； Ÿ 液體介質； (b)    將該塗層組合物施加至基板以形成塗層；及 (c)    將該塗層乾燥及/或煅燒； 其中該方法進一步包括用鉑族金屬組分浸漬該撐體材料之步驟。
2. 如條項1中定義之方法，其中步驟(a)包括經由攪拌將組分混合在一起。
3. 如條項1或2中定義之方法，其中該撐體材料包含混合氧化物。
4. 如條項1或2中定義之方法，其中該撐體材料係二氧化矽-氧化鋁混合氧化物、氧化鋯-氧化鋁混合氧化物或鋁矽酸鹽分子篩。
5. 如任何前述條項中定義之方法，其中該撐體材料係二氧化矽-氧化鋁混合氧化物。
6. 如條項5中定義之方法，其中該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物具有在範圍1至40重量%、2至35重量%、5至35重量%或5至30重量%內之二氧化矽含量。
7. 如條項1至5中任一項定義之方法，其中該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物具有在範圍2至10重量%內之二氧化矽含量。
8. 如條項7中定義之方法，其中該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物具有約5重量%之二氧化矽含量。
9. 如條項1至5中任一項定義之方法，其中該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物具有在範圍25至40重量%內之二氧化矽含量。
10.     如條項9中定義之方法，其中該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物具有約30重量%之二氧化矽含量。
11.     如任何前述條項中定義之方法，其中該撐體材料具有≤ 50 μm或≤ 30 μm之D90粒度。
12.     如任何前述條項中定義之方法，其中選擇步驟(a)中採用之撐體材料之量使得製備之觸媒製品包含在範圍0.5至4 g/in 3，較佳1至2 g/in 3內之撐體材料負載。
13.     如任何前述條項中定義之方法，其中該撐體材料在步驟(a)前藉由使該撐體材料與浸漬溶液接觸而經PGM組分浸漬，其中該浸漬溶液包含該PGM組分。
14.     如條項1至13中任一項定義之方法，其中該撐體材料在步驟(a)後且在步驟(b)前藉由將步驟(a)中形成之塗層組合物與包含PGM組分之浸漬溶液摻混而經PGM組分浸漬。
15.     如條項1至13中任一項定義之方法，其中該撐體材料在步驟(c)後藉由使基板與浸漬溶液接觸而經鉑族金屬組分浸漬，其中該浸漬溶液包含該鉑族金屬組分。
16.     如條項1至13中任一項定義之方法，其中該撐體材料在步驟(c)後經鉑族金屬組分浸漬，且該方法進一步包括： (d)將浸漬溶液施加至基板以形成第二塗層，其中該浸漬溶液包含PGM組分；及 (e)將該第二塗層乾燥及/或煅燒。
17.     如前述條項中任一項定義之方法，其中該鉑族金屬組分包含鉑、鈀或鉑及鈀之混合物。
18.     如條項17中定義之方法，其中該鉑族金屬組分包含鉑。
19.     如條項18中定義之方法，其中該鉑族金屬組分係硝酸鉑或乙酸鉑。
20.     如條項13至16中任一項，或如當附屬於條項13至16中任一項時條項17至19中任一項定義之方法，其中該浸漬溶液係鉑族金屬組分之水溶液。
21.     如任何前述條項中定義之方法，其中選擇浸漬步驟中採用之鉑族金屬之量使得製備之觸媒製品包含在範圍1至100 g/ft 3、4至90 g/ft 3、8至50 g/ft 3或20至35 g/ft 3內之鉑族金屬負載。
22.     如任何前述條項中定義之方法，其中於步驟(c)中在小於120℃之溫度下將塗層乾燥。
23.     如任何前述條項中定義之方法，其中於步驟(c)中在範圍450至550℃之溫度下將塗層煅燒。
24.     如條項16或當附屬於條項16時條項17至23中任一項定義之方法，其中於步驟(e)中在小於120℃之溫度下將第二塗層乾燥。
25.     如條項16或當附屬於條項16時條項17至24中任一項定義之方法，其中於步驟(e)中在範圍450至550℃之溫度下將第二塗層煅燒。
26.     如任何前述條項中定義之方法，其中該金屬氧化物溶膠係二氧化鈦溶膠。
27.     如任何前述條項中定義之方法，其中該金屬氧化物溶膠之金屬氧化物具有≥ 100 m 2/g、≥ 150 m 2/g、≥ 200 m 2/g、≥ 250 m 2/g或≥ 300 m 2/g之BET表面積。
28.     如任何前述條項中定義之方法，其中該金屬氧化物溶膠具有≤ 1 µm、≤ 0.5 µm或≤ 0.2 µm之D50粒度。
29.     如任何前述條項中定義之方法，其中該金屬氧化物溶膠具有≤ 5 µm、≤ 2 µm、≤ 1 µm或≤ 0.5 µm之D90粒度。
30.     如任何前述條項中定義之方法，其中選擇步驟(a)中採用之金屬氧化物溶膠之量使得製備之觸媒製品具有≤ 2.5 g/in 3、≤ 2 g/in 3、≤ 1 g/in 3、≤ 0.5 g/in 3或≤ 0.2 g/in 3之金屬氧化物負載。
31.     如任何前述條項中定義之方法，其中該液體介質係水。
32.     如任何前述條項中定義之方法，其中步驟(a)中製備之塗層組合物具有高達50重量%之固體含量。
33.     如條項32中定義之方法，其中步驟(a)中製備之塗層組合物具有在範圍20至40重量%或30至35重量%內之固體含量。
34.     如任何前述條項中定義之方法，其中步驟(a)中製備之塗層組合物具有＜ 7、≤ 5或約3之pH。
35.     如任何前述條項中定義之方法，其中步驟(a)中製備之塗層組合物具有在範圍100至1000厘泊內之黏度。
36.     如任何前述條項中定義之方法，其中該基板係流通式單塊基板。
37.     如條項36中定義之方法，其中該基板係大體上呈圓柱形形狀且具有在範圍20至40英寸內之直徑及在範圍200至400 cpsi內之單元密度。
38.     如條項36中定義之方法，其中該基板具有大體上正方形或矩形之橫截面。
39.     一種塗層組合物，其包含： Ÿ 包含包括(i)氧化鋁及(ii)二氧化矽及/或氧化鋯之混合氧化物、氧化物混合物或分子篩之撐體材料； Ÿ 包含二氧化鈦、二氧化矽或氧化鋯中之至少一者之金屬氧化物溶膠； Ÿ 液體介質。
40.     如條項38中定義之塗層組合物，其中該撐體材料包含混合氧化物。
41.     如條項38至39中任一項定義之塗層組合物，其中該撐體材料係二氧化矽-氧化鋁混合氧化物、氧化鋯-氧化鋁混合氧化物或鋁矽酸鹽分子篩。
42.     如條項40或41中定義之塗層組合物，其中該撐體材料係二氧化矽-氧化鋁混合氧化物。
43.     如條項42中定義之塗層組合物，其中該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物具有在範圍1至40重量%、2至35重量%、5至35重量%或5至30重量%內之二氧化矽含量。
44.     如條項38至42中任一項定義之塗層組合物，其中該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物具有在範圍2至10重量%內之二氧化矽含量。
45.     如條項44中定義之塗層組合物，其中該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物具有約5重量%之二氧化矽含量。
46.     如條項38至42中任一項定義之塗層組合物，其中該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物具有在範圍25至40重量%內之二氧化矽含量。
47.     如條項46中定義之塗層組合物，其中該二氧化矽-氧化鋁混合氧化物具有約30重量%之二氧化矽含量。
48.     如條項38至47中任一項定義之塗層組合物，其中該撐體材料具有≤ 50 μm或≤ 30 μm之D90粒度。
49.     如條項38至48中任一項定義之塗層組合物，其中該撐體材料係經鉑族金屬組分浸漬。
50.     如條項49中定義之塗層組合物，其中該鉑族金屬組分包含鉑、鈀或鉑及鈀之混合物。
51.     如條項50中定義之塗層組合物，其中該鉑族金屬組分包含鉑。
52.     如條項51中定義之塗層組合物，其中該鉑族金屬組分係硝酸鉑或乙酸鉑。
53.     如條項38至52中任一項定義之塗層組合物，其中該金屬氧化物溶膠係二氧化鈦溶膠。
54.     如條項38至53中任一項定義之塗層組合物，其中該金屬氧化物溶膠具有≥ 100 m 2/g、≥ 150 m 2/g、≥ 200 m 2/g、≥ 250 m 2/g或≥ 300 m 2/g之BET表面積。
55.     如條項38至54中任一項定義之方法，其中該金屬氧化物溶膠具有≤ 1 µm、≤ 0.5 µm或≤ 0.2 µm之D50粒度。
56.     如條項38至55中任一項定義之方法，其中該金屬氧化物溶膠具有≤ 5 µm、≤ 2 µm、≤ 1 µm或≤ 0.5 µm之D90粒度。
57.     如條項38至56中任一項定義之塗層組合物，其中該液體介質係水。
58.     如條項38至57中任一項定義之塗層組合物，其中該塗層組合物具有高達50重量%之固體含量。
59.     如條項58中定義之塗層組合物，其中該塗層組合物具有在範圍20至40重量%或30至35重量%內之固體含量。
60.     如條項38至59中任一項定義之塗層組合物，其中該塗層組合物具有＜ 7、≤ 5或約3之pH。
61.     如條項38至60中任一項定義之塗層組合物，其中該塗層組合物具有在範圍100至1000厘泊內之黏度。
62.     如條項38至61中任一項定義之塗層組合物，其進一步包含有機添加劑。
圖1係顯示由根據本發明之方法製備之觸媒製品達成之CO氧化活性與由現有技術觸媒達成之CO氧化活性的比較的圖。
圖2係顯示由可比較之觸媒製品達成之CO氧化活性的圖。
圖3係顯示由根據本發明之方法製備之觸媒製品達成之CO氧化活性的圖。

Claims (15)

  1. 一種製備觸媒製品之方法，其包括以下步驟： (a)    藉由組合至少下列組分製備塗層組合物： Ÿ   包含包括(i)氧化鋁及(ii)二氧化矽及/或氧化鋯之混合氧化物、氧化物混合物或分子篩之撐體材料； Ÿ   包含二氧化鈦、二氧化矽或氧化鋯中之至少一者之金屬氧化物溶膠； Ÿ   液體介質； (b)    將該塗層組合物施加至基板以形成塗層；及 (c)    將該塗層乾燥及/或煅燒； 其中該方法進一步包括用鉑族金屬組分浸漬該撐體材料之步驟。
  2. 如請求項1之方法，其中該撐體材料係二氧化矽-氧化鋁混合氧化物、氧化鋯-氧化鋁混合氧化物或鋁矽酸鹽分子篩。
  3. 如任何前述請求項之方法，其中該撐體材料係二氧化矽-氧化鋁混合氧化物。
  4. 如請求項3之方法，其中該撐體材料係具有在範圍1至40重量%、2至35重量%、5至35重量%或5至30重量%中之二氧化矽含量之二氧化矽-氧化鋁混合氧化物。
  5. 如任何前述請求項之方法，其中該撐體材料具有≤ 50 μm或≤ 30 μm之D90粒度。
  6. 如任何前述請求項之方法，其中該撐體材料在步驟(a)前藉由使該撐體材料與浸漬溶液接觸而經PGM組分浸漬，其中該浸漬溶液包含該PGM組分。
  7. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該撐體材料在步驟(a)後且在步驟(b)前藉由將步驟(a)中形成之塗層組合物與包含該PGM組分之浸漬溶液摻混而經該PGM組分浸漬。
  8. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該撐體材料在步驟(c)後用鉑族金屬組分浸漬，該方法進一步包括： (d)將浸漬溶液施加至該基板以形成第二塗層，其中該浸漬溶液包含該PGM組分；及 (e)將該第二塗層乾燥及/或煅燒。
  9. 如任何前述請求項之方法，其中該鉑族金屬組分包含鉑、鈀或鉑及鈀之混合物。
  10. 如任何前述請求項之方法，其中該鉑族金屬組分係硝酸鉑或乙酸鉑。
  11. 如任何前述請求項之方法，其中該金屬氧化物溶膠係二氧化鈦溶膠。
  12. 如任何前述請求項之方法，其中該金屬氧化物溶膠之金屬氧化物具有≥ 100 m 2/g、≥ 150 m 2/g、≥ 200 m 2/g、≥ 250 m 2/g或≥ 300 m 2/g之BET表面積。
  13. 如任何前述請求項之方法，其中該金屬氧化物溶膠具有≤ 1 µm、≤ 0.5 µm或≤ 0.2 µm之D50粒度。
  14. 一種塗層組合物，其包含： Ÿ 包含包括(i)氧化鋁及(ii)二氧化矽及/或氧化鋯之混合氧化物、氧化物混合物或分子篩之撐體材料； Ÿ 包含二氧化鈦、二氧化矽或氧化鋯中之至少一者之金屬氧化物溶膠； Ÿ 液體介質。
  15. 如請求項14之塗層組合物，其中該撐體材料係二氧化矽-氧化鋁混合氧化物及該金屬氧化物溶膠係二氧化鈦溶膠。
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