本发明专利技术涉及一种用于处理柴油燃烧式发动机的排气的催化剂，所述催化剂特别包含特定基底和布置在所述基底的内壁表面上的涂层，所述涂层特别包含特定的第一非沸石类氧化物材料，和特定的包含Fe的沸石材料和Cu，其中所述催化剂表现出小于0.1:1的按Fe2O3计算的Fe与按CuO计算的Cu的重量比Fe2O3:CuO。此外，本发明专利技术涉及一种制备所述催化剂的特定方法。再进一步，本发明专利技术涉及一种包含所述催化剂的系统及其用途。发明专利技术涉及一种包含所述催化剂的系统及其用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强高温转化和减少N2O生成的催化剂
[0001]本专利技术涉及一种制备适用于处理柴油燃烧式发动机的排气的催化剂的方法。此外，本专利技术涉及可根据所述方法制备的催化剂及其用途。
技术介绍
[0002]含Cu沸石材料，特别是具有骨架结构类型CHA的沸石材料目前用于汽车轻型柴油机
‑
选择性催化还原(LDD
‑
SCR)催化剂，因为它们能够在非常低的温度下从排气料流中除去NOx排放物。但是，这样的催化剂通常在高于300℃的温度下表现出较高的N2O生成和在高于500℃的温度下表现出较差的NO
X
转化。因此，在低温下实现最佳结果的那些含Cu沸石在高温下的NOx转化率通常不佳，特别是与Fe
‑
β沸石相比。通过用Fe掺杂具有骨架结构类型CHA的沸石材料，特别是菱沸石来解决所述缺陷的方法通常导致催化剂的低温转化率承受巨大损失，尽管通常可以改进高温转化率。
[0003]在即将出台的法规，特别是Euro 7和8LDD法规中，将执行N2O排放限值，或将强温室气体N2O算作CO2等同物。因此，需要提供在表现出改进的高温转化率的同时表现出极大减少的N2O生成的催化剂，特别是SCR催化剂。
[0004]WO 2017/134581 A1涉及一种铜和铁交换的菱沸石催化剂。据公开，这样的催化剂可以通过使菱沸石与铜金属前体和铁金属前体接触制备。WO 2020/063360A1公开了一种制备分子筛SCR催化剂的方法，其中所述分子筛可包含Fe和Cu。CN 104607239 A涉及一种制备铜和铁复合SCR催化剂的方法。US 2015/0290632 A1涉及一种用于NOx还原的含铁和铜的菱沸石沸石催化剂。WO 2012/075400 A1公开了一种催化剂组合物，其包含具有CHA骨架结构的沸石材料和布置在其上的选自铜、铁及其混合物的骨架外促进剂金属。WO 2015/084817 A1涉及一种组合物，其包含可能含有铁和铜的具有CHA骨架结构的合成沸石。WO 2020/089275 A1涉及一种在过滤器基底上的选择性催化还原催化剂。US 2019/368399 A1涉及一种具有SCR活性涂层的颗粒过滤器。WO 2014/062944 A1涉及混合金属8环小孔分子筛催化剂组合物、催化制品、系统和方法。
[0005]鉴于上述情况，需要表现出与针对低温NO
X
转化率优化的已知催化剂一样好的低温NO
X
转化率但同时表现出减少的N2O生成(特别是在较高温度下)和/或改进的高温NO
X
转化率的催化剂。
具体实施方式
[0006]因此本专利技术的一个目的是提供一种用于处理柴油机的排气的改进的催化剂，特别是就其NO
X
转化率和/或N2O生成而言，更特别是就其在高温下的NO
X
转化率和/或在高温下的N2O生成而言，其中在本专利技术的含义内，高温特别包括高于350℃的温度。
[0007]因此，令人惊讶地发现，一种用于处理柴油机排气的催化剂可以解决一个或多个上述问题，特别是考虑到在NO
X
转化率和/或N2O生成方面改进的性能。令人惊讶地发现，根据本专利技术可以提供改进的催化剂，其特征特别在于包含含有Fe和Cu的特定沸石材料。令人惊
讶的是，本专利技术的催化剂能够改进催化活性。本专利技术的催化剂还表现出关于N2O生成的优异行为，特别是在较高温度下，更特别是在高于350℃的温度下。
[0008]已经发现，通过除Cu掺杂外还用少量Fe(特别是在0.1至0.3重量％的范围内)掺杂具有骨架结构类型CHA的沸石材料，沸石材料的低温NO
X
转化率没有受到很大影响，但高温NO
X
转化率得到极大改进和/或N2O生成显著减少。
[0009]因此，本专利技术涉及一种制备用于处理柴油机排气的催化剂的方法，所述方法包括
[0010](i)制备水性混合物，其包含水、含Fe并具有选自下组的骨架结构类型的沸石材料：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，其中所述沸石材料的骨架结构包含Si、Al和O，所述水性混合物进一步包含Cu源和第一非沸石类氧化物材料，所述第一非沸石类氧化物材料选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈、氧化镧、氧化镨、氧化锰、包含Al、Si、Ti、Zr、La、Mn、Pr和Ce的一种或多种的混合氧化物、以及其中两种或更多种的混合物，
[0011]其中所述水性混合物表现出小于0.1:1的按Fe2O3计算的沸石材料中所含的Fe与按CuO计算的铜源中所含的Cu的重量比Fe2O3:CuO；
[0012](ii)在基底轴向长度的至少55％上，将(i)中获得的水性混合物布置在基底的内壁表面上，所述基底包含入口端、出口端、从入口端延伸到出口端的基底轴向长度和由贯穿其中的基底内壁界定的多个通道；
[0013](iii)对(ii)中获得的基底施以在气体气氛中的热处理，获得催化剂。
[0014]优选的是，根据该方法的(i)的沸石材料具有选自CHA、AEI、RTH、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、其混合物及其混合类型的骨架结构类型，其中根据(i)的沸石材料更优选具有CHA骨架结构类型。
[0015]优选的是，在根据该方法的(i)的水性混合物中，按Fe2O3计算的根据(i)的沸石材料中所含的Fe与按CuO计算的铜源中所含的Cu的重量比Fe2O3:CuO在0.010:1至0.095:1的范围内，更优选在0.018:1至0.085:1的范围内，更优选在0.030:1至0.075:1的范围内，更优选在0.040:1至0.067:1的范围内。
[0016]优选的是，根据该方法的(i)的沸石材料的骨架结构的95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％由Si、Al和O组成，其中根据(i)的沸石材料的优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％由Si、Al、O、Fe和任选H组成。
[0017]优选的是，在根据该方法的(i)的沸石材料的骨架结构中，作为SiO2:Al2O3的摩尔比计算的Si:Al的摩尔比在1至50的范围内，更优选在8至35的范围内，更优选在13至23的范围内，更优选在16至20的范围内，更优选在17至19的范围内。
[0018]优选的是，根据该方法的(i)的沸石材料的按CuO计算的Cu含量在0至0.001重量％的范围内，所述量基于根据(i)的沸石材料的骨架结构中所含的按SiO2计算的Si重量和按Al2O3计算的Al重量的总和，其中所述沸石材料更优选基本不含Cu，其中所述沸石材料更优选不包含Cu。
[0019]优选的是，根据该方法的(i)的沸石材料通过如下工艺可获得或获得，所述工艺包括
[0020](a)提供具有选自下组本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备用于处理柴油机排气的催化剂的方法，其包括(i)制备水性混合物，其包含水、含Fe并具有选自下组的骨架结构类型的沸石材料：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，其中所述沸石材料的骨架结构包含Si、Al和O，所述水性混合物进一步包含Cu源和第一非沸石类氧化物材料，所述第一非沸石类氧化物材料选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈、氧化镧、氧化镨、氧化锰、包含Al、Si、Ti、Zr、La、Mn、Pr和Ce的一种或多种的混合氧化物、以及其中两种或更多种的混合物，其中所述水性混合物表现出小于0.1:1的按Fe2O3计算的沸石材料中所含的Fe与按CuO计算的铜源中所含的Cu的重量比Fe2O3:CuO；(ii)在基底轴向长度的至少55％上，将(i)中获得的水性混合物布置在基底的内壁表面上，所述基底包含入口端、出口端、从入口端延伸到出口端的基底轴向长度和由贯穿其中的基底内壁界定的多个通道；(iii)对(ii)中获得的基底施以在气体气氛中的热处理，获得催化剂。2.权利要求1的方法，其中在根据(i)的沸石材料的骨架结构中，作为SiO2:Al2O3的摩尔比计算的Si:Al的摩尔比在1至50的范围内。3.权利要求1或2的方法，其中根据(i)的水性混合物包含0.025至7.5重量％的范围内的按CuO计算的量的铜源，该量基于根据(i)的水性混合物中所含的沸石材料的骨架结构中所含的按SiO2计算的Si重量和按Al2O3计算的Al重量的总和。4.权利要求1至3任一项的方法，其中根据(i)的沸石材料具有CHA骨架结构类型。5.权利要求1至4任一项的方法，其中所述铜源包含CuO。6.权利要求1至5任一项的方法，其中根据(i)的沸石材料具有CHA骨架结构类型并且其中所述铜源包含CuO。7.一种用于处理柴油燃烧式发动机的排气的催化剂，其通过根据权利要求1至6任一项的方法可获得或获得。8.一种用于处理柴油燃烧式发动机的排气的催化剂，所述催化剂包含(A)基底，其包含入口端、出口端、从入口端延伸到出口端的基底轴向长度和由贯穿其中的基底内壁界定的多个通道；(B)在基底轴向长度的至少55％上布置在根据(A)的基底的内壁表面上的涂层，所述涂层包含第一非沸石类氧化物材料、Cu和含Fe并具有选自下组的骨架结构类型的沸石材料：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，其中所...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。