位于过滤器基材上的选择性催化还原催化剂制造技术

本发明专利技术涉及一种用于处理被动点火发动机的排气料流的选择性催化还原催化剂，该催化剂包含：多孔壁流式过滤器基材，其包含入口端、出口端、在入口端和出口端之间延伸的基材轴向长度(w)，以及由多孔壁流式过滤器基材的多孔内壁限定的多个通道；其中催化剂还包含第一涂层，所述第一涂层在由基材的入口端至出口端的基材轴向长度的x％上延伸，其中x在10至100的范围内，其中第一涂层包含铜和8员环孔沸石材料；其中催化剂还包含第二涂层，所述第二涂层在由基材的出口端至入口端的基材轴向长度的y％上延伸，其中y在20至90的范围内，其中第二涂层包含铜和任选地8员环孔沸石材料；其中催化剂任选地还包含第三涂层；其中x+y为至少90；其中由基材的出口端至入口端的w的y％限定涂覆基材的出口区，且由基材的入口端至出口端的w的(100‑y)％限定涂覆基材的入口区；其中入口区中以CuO计的铜负载量Cu(in)相对于出口区中以CuO计的铜负载量Cu(out)的比值Cu(in):Cu(out)小于1:1。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】位于过滤器基材上的选择性催化还原催化剂本专利技术涉及一种用于处理被动点火发动机的排气料流的选择性催化还原催化剂以及一种制备所述催化剂的方法。本专利技术还涉及包含所述选择性催化还原催化剂的排气处理系统以及所述选择性催化还原催化剂和所述排气处理系统的用途。US2015/0098870A1公开了一种包含两个催化层的选择性催化还原催化剂，第一层包含包含铜的β沸石且第二层包含包含铜的菱沸石。WO2017/178576A1公开了一种位于过滤器上的选择性催化还原催化剂，其包含包含菱沸石分子筛的第一上游区和包含包含铜的Levine分子筛的第二下游区。US2018/0296979A1公开了一种排气纯化材料，包含包含含铁β沸石的入口涂层和包含含铁β沸石和含铜SAPO的出口涂层。然而，仍需要提供选择性催化还原催化剂，其在宽温度窗口，即150至650℃的温度窗口中显现出改进的NOx转化率。因此，本专利技术的目的是提供一种用于处理被动点火发动机的排气料流的选择性催化还原催化剂，其在宽温度窗口，即150至650℃的温度窗口中显现出改进的NOx转化率。因此，本专利技术涉及一种用于处理被动点火发动机的排气料流的选择性催化还原催化剂，该催化剂包含：多孔壁流式过滤器基材，其包含入口端、出口端、在入口端和出口端之间延伸的基材轴向长度w，以及由多孔壁流式过滤器基材的多孔内壁限定的多个通道，其中多个通道包括具有开放的入口端和封闭的出口端的入口通道和具有封闭的入口端和开放的出口端的出口通道，其中在通道和多孔内壁之间的界面由内壁的表面限定；其中催化剂还包含第一涂层，所述第一涂层在由基材的入口端至出口端的基材轴向长度的x％上延伸，其中x在10至100的范围内，其中第一涂层包含铜和8员环孔沸石材料；其中催化剂还包含第二涂层，所述第二涂层在由基材的出口端至入口端的基材轴向长度的y％上延伸，其中y在20至90的范围内，其中第二涂层包含铜和任选地8员环孔沸石材料；其中催化剂任选地还包含第三涂层，其中其至少90重量％包含在内壁的孔隙中，第三涂层在基材轴向长度的z％上延伸，其中z在95至100的范围内，其中第三涂层包含铜和8员环孔沸石材料；其中x+y为至少90；其中由基材的出口端至入口端的w的y％限定涂覆基材的出口区，且由基材的入口端至出口端的w的(100-y)％限定涂覆基材的入口区；其中入口区中以CuO计的铜负载量Cu(in)相对于出口区中以CuO计的铜负载量Cu(out)的比值Cu(in):Cu(out)小于1:1。优选x在20至80的范围内且y在20至80的范围内。优选x在55至80的范围内，更优选在60至75的范围内。优选y在20至45的范围内，更优选在25至40的范围内。更优选x在55至80的范围内，更优选在60至75的范围内，且y在20至45的范围内，更优选在25至40的范围内。优选x在20至45的范围内，更优选在25至40的范围内。优选y在55至80的范围内，更优选在60至75的范围内。更优选x在20至45的范围内，更优选在25至40的范围内，且y在55至80的范围内，更优选在60至75的范围内。优选x在40至60的范围内，更优选在45至55的范围内。优选y在40至60的范围内，更优选在45至55的范围内。更优选x在40至60的范围内，更优选在45至55的范围内，且y在40至60的范围内，更优选在45至55的范围内。优选x+y在95至100的范围内，更优选在98至100的范围内。优选在第一涂层和第二涂层之间存在间隙，其中间隙在基材轴向长度的g％上延伸，其中g为至多10，更优选在0.2至5的范围内，更优选在0.5至2的范围内，其中x+y+g＝100。更优选间隙至少部分地在过滤器基材的内部。作为替换，优选x+y＝100，其中在第一涂层和第二涂层之间不存在间隙。作为另一替换，优选x在95至100的范围内，且y在20至50的范围内，更优选在25至40的范围内。优选x+y>100，更优选100<x+y≤150。更优选x在95至100的范围内，且y在20至50的范围内，更优选在25至40的范围内，且x+y>100，更优选100<x+y≤150。优选第一涂层和第二涂层在基材轴向长度的q％上重叠，其中q为至多50，更优选在10至45的范围内，更优选在20至40的范围内，其中x+y-q＝100。更优选重叠至少部分地在过滤器基材的内部。关于第一涂层中所包含的沸石材料，优选其具有选自CHA、AEI、RTH、LEV、DDR、KFI、ERI、AFX、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型，更优选选自CHA、AEI、RTH、AFX、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型，更优选选自CHA和AEI的骨架类型。更优选第一涂层中所包含的沸石材料具有骨架类型CHA。优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％的沸石材料的骨架结构由Si、Al和O组成，其中在骨架结构中，Si与Al的摩尔比，以摩尔SiO2:Al2O3计，更优选在2:1至50:1的范围内，更优选在2:1至40:1的范围内，更优选在5:1至30:1的范围内，更优选在10:1至30:1的范围内，更优选在16:1至28:1的范围内。优选至多1重量％，更优选0至0.5重量％，更优选0至0.1重量％的第一涂层中所包含的沸石材料的骨架结构由P组成。优选第一涂层中所包含的沸石材料(更优选具有骨架类型CHA)具有通过扫描电子显微镜测定为至少0.1微米，更优选在0.1至3.0微米的范围内，更优选在0.3至1.5微米的范围内，更优选在0.4至1.0微米的范围内的平均微晶尺寸。优选第一涂层以在0.1至3g/in3的范围内，更优选在0.2至2.5g/in3的范围内，更优选在0.7至2.25g/in3的范围内的负载量包含沸石材料。优选第一涂层还包含氧化材料，其中氧化材料更优选包括氧化锆、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅以及包含Zr、Al、Ti和Si中的两种或更多种的混合氧化物中的一种或多种，其中氧化材料更优选包括氧化铝和氧化锆中的一种或多种，更优选氧化锆。更优选第一涂层以在0.01至0.2g/in3的范围内，更优选在0.03至0.1g/in3的范围内的负载量包含氧化材料。优选第一涂层还包含非沸石氧化材料，其中非沸石氧化材料更优选包括氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、氧化铈和氧化铁中的一种或多种，更优选氧化铝、二氧化钛和二氧化硅中的一种或多种，更优选氧化铝和二氧化硅中的一种或多种，更优选氧化铝和二氧化硅。更优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的非沸石氧化材料由氧化铝和二氧化硅组成。更优选氧化铝与二氧化硅的重量比在10:1至20:1的范围内，更优选在12:1至18:1的范围内。因此，本专利技术优选涉及一种用于处理被动点火发动机的排气料流的选择性催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理被动点火发动机的排气料流的选择性催化还原催化剂，该催化剂包含：/n多孔壁流式过滤器基材，其包含入口端、出口端、在入口端和出口端之间延伸的基材轴向长度w，以及由多孔壁流式过滤器基材的多孔内壁限定的多个通道，其中多个通道包括具有开放的入口端和封闭的出口端的入口通道和具有封闭的入口端和开放的出口端的出口通道，其中在通道和多孔内壁之间的界面由内壁的表面限定；/n其中催化剂还包含第一涂层，所述第一涂层在由基材的入口端至出口端的基材轴向长度的x％上延伸，其中x在10至100的范围内，其中第一涂层包含铜和8员环孔沸石材料；/n其中催化剂还包含第二涂层，所述第二涂层在由基材的出口端至入口端的基材轴向长度的y％上延伸，其中y在20至90的范围内，其中第二涂层包含铜和任选地8员环孔沸石材料；/n其中催化剂任选地还包含第三涂层，其中其至少90重量％包含在内壁的孔隙中，第三涂层在基材轴向长度的z％上延伸，其中z在95至100的范围内，其中第三涂层包含铜和8员环孔沸石材料；/n其中x+y为至少90；/n其中由基材的出口端至入口端的w的y％限定涂覆基材的出口区，且由基材的入口端至出口端的w的(100-y)％限定涂覆基材的入口区；/n其中入口区中以CuO计的铜负载量Cu(in)相对于出口区中以CuO计的铜负载量Cu(out)的比值Cu(in):Cu(out)小于1:1。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181030 EP 18203398.51.一种用于处理被动点火发动机的排气料流的选择性催化还原催化剂，该催化剂包含：
多孔壁流式过滤器基材，其包含入口端、出口端、在入口端和出口端之间延伸的基材轴向长度w，以及由多孔壁流式过滤器基材的多孔内壁限定的多个通道，其中多个通道包括具有开放的入口端和封闭的出口端的入口通道和具有封闭的入口端和开放的出口端的出口通道，其中在通道和多孔内壁之间的界面由内壁的表面限定；
其中催化剂还包含第一涂层，所述第一涂层在由基材的入口端至出口端的基材轴向长度的x％上延伸，其中x在10至100的范围内，其中第一涂层包含铜和8员环孔沸石材料；
其中催化剂还包含第二涂层，所述第二涂层在由基材的出口端至入口端的基材轴向长度的y％上延伸，其中y在20至90的范围内，其中第二涂层包含铜和任选地8员环孔沸石材料；
其中催化剂任选地还包含第三涂层，其中其至少90重量％包含在内壁的孔隙中，第三涂层在基材轴向长度的z％上延伸，其中z在95至100的范围内，其中第三涂层包含铜和8员环孔沸石材料；
其中x+y为至少90；
其中由基材的出口端至入口端的w的y％限定涂覆基材的出口区，且由基材的入口端至出口端的w的(100-y)％限定涂覆基材的入口区；
其中入口区中以CuO计的铜负载量Cu(in)相对于出口区中以CuO计的铜负载量Cu(out)的比值Cu(in):Cu(out)小于1:1。


2.权利要求1的选择性催化还原催化剂，其中在第一涂层和第二涂层之间存在间隙，其中间隙在基材轴向长度的g％上延伸，其中g为至多10，优选在0.2至5的范围内，更优选在0.5至2的范围内，其中x+y+g＝100。


3.权利要求1的选择性催化还原催化剂，其中x+y＝100，其中在第一涂层和第二涂层之间没有间隙。


4.权利要求1的选择性还原催化剂，其中x在95至100的范围内并且其中y在20至50的范围内，优选在25至40的范围内，其中x+y>100，优选其中100<x+y≤150；或
其中第一涂层和第二涂层在基材轴向长度的q％上重叠，其中q为至多50，优选在10至45的范围内，更优选在20至40的范围内，其中x+y-q＝100。


5.权利要求1-4中任一项的选择性催化还原催化剂，其中包含在第一涂层中的沸石材料具有选自CHA、AEI、RTH、LEV、DDR、KFI、ERI、AFX、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型，优选选自CHA、AEI、RTH、AFX、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型，更优选选自CHA和AEI的骨架类型，其中第一涂层中所包含的沸石材料具有骨架类型CHA；
其中优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％的沸石材料的骨架结构由Si、Al和O组成，其中在骨架结构中，Si与Al的摩尔比，以摩尔SiO2:Al2O3计，更优选在2:1至50:1的范围内，更优选在2:1至40:1的范围内，更优选在5:1至30:1的范围内，更优选在10:1至30:1的范围内，更优选在16:1至28:1的范围内，其中更优选至多1重量％，更优选0至0.5重量％，更优选0至0.1重量％的沸石材料的骨架结构由P组成。


6.权利要求1-5中任一项的选择性催化还原催化剂，其中第一涂层还包含非沸石氧化材料，其中非沸石氧化材料优选包括氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、氧化铈和氧化铁中的一种或多种，更优选氧化铝、二氧化钛和二氧化硅中的一种或多种，更优选氧化铝和二氧化硅中的一种或多种，更优选氧化铝和二氧化硅；其中优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的非沸石氧化材料由氧化铝和二氧化硅组成；
其中第一涂层更优选包含负载量为(l1)/(g/in3)的沸石材料和负载量为(l2)/(g/in3)的非沸石氧化材料，其中(l1)与(l2)之比(l1):(l2)在2:1至18:1的范围内，更优选在4:1至16:1的范围内，更优选在5:1至15:1的范围内，更优选在8:1至14:1的范围内。


7.权利要求1-6中任一项的选择性催化还原催化剂，其中第一涂层包含铜，其量以CuO计基于第一涂层的沸石材料的重量在0.5至7重量％的范围内，优选在1至6重量％的范围内，更优选在2.5至4.5重量％的范围内，更优选在2.5至3.75重量％的范围内。


8.权利要求1-7中任一项的选择性催化还原催化剂，其中第二涂层包含8员环孔沸石材料，其中沸石材料具有选自CHA、AEI、RTH、LEV、DDR、KFI、ERI、AFX、其中两种或更多种的混合物和其中两种或更多种的混合类型，优选选自CHA、AEI、RTH、AFX、其中两种或更多种的混合物和其中两种或更多种的混合类型，更优选选自CHA和AEI的骨架类型，其中第二涂层中所包含的沸石材料具有骨架类型CHA。


9.权利要求8的选择性催化还原催化剂，其中第二涂层还包含非沸石氧化材料，其中第二涂层的非沸石氧化材料优选包括氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、氧化铈和氧化铁中的一种或多种，更优选氧化铝、二氧化钛和二氧化硅中的一种或多种，更优选氧化铝和二氧化硅中的一种或多种，更优选氧化铝和二氧化硅。


10.权利要求8或9的选择性催化还原催化剂，其中第二涂层包含铜，其量以CuO计基于第二涂层的沸石材料的重量在2.5至15重量％的范围内，优选在3至10重量％的范围内，更优选在3.5至6重量％的范围内。


11.权利要求1-7中任一项的选择性催化还原催化剂，其中98至100重量％，优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第二涂层由CuO组成。...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·彼得，S·斯蒂贝尔斯，K·杜穆布亚，C·赞贝尔，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：美国;US