【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及选择性氨氧化(amox)催化剂、其制造方法以及用于处理排气流的催化剂系统。
技术介绍
1、柴油发动机排气是非均相混合物，其包含微粒排放物如烟灰以及气态排放物，包括一氧化碳(co)、未燃烧的或部分燃烧的烃(hc)、和氮氧化物(统称为nox)。催化剂组合物(通常布置在一个或多个整体式基材上)被放置发动机排气处理系统中，以将这些排气组分中的某些或全部转化为无害化合物。由于nox对生态系统、人类、动物和植物的环境不利影响，nox排放物的控制始终是排气处理的最重要主题之一，特别是对于柴油发动机。
2、各种处理方法，例如氮氧化物的催化还原，已经被用于减少排气中的nox。一种典型的催化还原方法是在大气氧的存在下用氨(nh3)或氨前体作为还原剂进行选择性催化还原，这也称为scr方法。scr方法被认为是优越的，因为可以用少量的还原剂获得高度的nox减少。通常，氮氧化物和还原剂nh3根据以下方程进行反应：
3、4no+4nh3+o2→4n2+6h2o(标准scr反应)
4、2no2+4nh3+o2→3n2+6h2o(慢scr反应)
5、no+no2+2nh3→2n2+3h2o(快scr反应)。
6、在scr方法中，化学计量过量的还原剂氨或其前体通常被计量加入到排气流中，以在尽可能高的转化率下减少nox。过量的氨可以离开汽车的排气管。氨可以离开排气管的另一个潜在场景是当操作温度升高时从scr催化剂解吸大量的氨，该氨在典型的驱动循环的低温部分期间已经保留在scr催化剂表面上的路易
7、安装在scr催化剂下游的氨氧化(amox)催化剂(也称为氨逸出催化剂(asc))通常用于将逸出的氨转化为n2。此类催化剂是已知的，其通常包含用于将氨氧化的贵金属活性物质，并且通常还包含scr活性物质。
8、wo 2010/062730a2描述了一种用于处理含有nox的排气流的催化剂系统，该系统包含至少一个整体式催化剂基材；底涂层载体涂层，其涂覆在整体式基材的一端并且含有有效催化nh3氧化的材料组合物a；以及外涂层载体涂层，其涂覆在整体式基材的足以覆盖底涂层载体涂层的至少一部分的长度上并且含有有效催化nox的选择性催化还原(scr)的材料组合物b，该材料组合物可以含有沸石或非沸石分子筛。
9、wo 2017/037006a1描述了一种用于将氨氧化的催化剂，该催化剂包含载体涂层，该载体涂层包含在小孔分子筛材料上的铜或铁，该小孔分子筛材料具有与难熔金属氧化物载体上的铂或铂和铑物理混合的八个四面体原子的最大环尺寸。在该专利申请中还描述了一种用于将氨氧化的分区催化剂，该分区催化剂包含第一载体涂层区，该第一载体涂层区包含在具有八个四面体原子的最大环尺寸的小孔分子筛材料上的铜或铁，该第一载体涂层区基本上不含铂族金属；以及第二载体涂层区，该第二载体涂层区包含在小孔分子筛材料上的铜或铁，该小孔分子筛材料具有与难熔金属氧化物载体(包括氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛及其物理混合物或化学组合，包括原子掺杂组合)上的铂物理混合的八个四面体原子的最大环尺寸。
10、wo 2020/210295a1描述了一种包含amox催化剂和scr催化剂的催化剂，其中scr催化剂位于amox催化剂上游的区域中，位于amox催化剂上方的层中，或与amox催化剂均匀共混，或其任何组合。amox催化剂含有在载体上的铂族金属，并且scr催化剂包含沸石或非沸石分子筛以及可选地促进剂金属。
11、us 2021/0299643a1描述了一种催化制品，该催化制品包括具有入口和出口的基材，包含(1)在载体上的铂和(2)第一scr催化剂的共混物的第一涂层，以及包含第二scr催化剂的第二涂层，其中载体包含分子筛或sio2-al2o3混合氧化物中的至少一种，并且其中第一scr催化剂包含cu和mn交换的分子筛。
12、amox催化剂在低温(特别是约250℃)下在nh3转化率方面的优异催化性能是重要的，因为当排气在穿过上游排气处理部件(例如柴油机氧化催化剂(doc)、过滤器和scr催化剂中的一个或多个)之后到达amox催化剂时，排气温度将降低至此温度。
13、如果amox催化剂具有用于在低温下将逸出的氨转化成n2的改善的催化性能，则是理想的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种催化制品，该催化制品包含scr催化剂和基于贵金属的催化剂，对于在低温、特别是约250℃下转化逸出的氨，该催化制品可以比常规的amox催化制品表现得更好。
2、该目的通过一种催化制品实现，该催化制品包括在基材上包含分子筛组分的多孔涂层。
3、因此，在第一方面，本专利技术涉及一种用于处理排气流的催化制品，该催化制品包括
4、-基材，
5、-涂层，该涂层包含含有贵金属组分的第一催化剂和含有分子筛组分的第二催化剂，
6、在第一涂层结构中；
7、或者
8、-基材，
9、-第一涂层，该第一涂层包含含有贵金属组分的第一催化剂，以及
10、-第二涂层，该第二涂层覆盖该第一涂层的至少一部分并且包含含有分子筛组分的第二催化剂，
11、在第二涂层结构中；
12、其中，该第一涂层结构中的涂层或该第二涂层结构中的第二涂层分别具有孔隙率为5.7％或更大的颗粒间孔。
13、在第二方面，本专利技术涉及一种用于制备用于处理排气流的催化制品的方法，该方法包括
14、-将包含含有贵金属组分的第一催化剂、含有分子筛组分的第二催化剂以及成孔剂的浆料施加到基材上，可选地干燥，并且煅烧以形成第一涂层结构中的涂层，
15、或者
16、-将包含含有贵金属组分的第一催化剂的第一浆料施加到基材上，并且干燥和/或煅烧以形成第一涂层，以及然后施加包含含有分子筛组分的第二催化剂和成孔剂的第二浆料，可选地干燥，并且煅烧以形成第二涂层结构中的第二涂层，其中成孔剂呈颗粒形式并且以分别基于第一涂层结构中的涂层或第二涂层结构中的第二涂层的负载按重量计至少15％的量使用。
17、在第三方面，本专利技术涉及一种用于处理排气流的系统，该系统包括还原剂源(例如，nh3或其前体)，如本文所述的催化制品，以及可选地柴油氧化催化剂(doc)、选择性催化还原催化剂(scr)、三元转化催化剂(twc)、四元转化催化剂(fwc)、非催化或催化烟灰过滤器(csf)、nox捕集器、烃捕集催化剂、传感器和混合器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于处理排气流的催化制品，其包括
2.根据权利要求1所述的催化制品，其中，该分子筛选自可选地金属促进的沸石。
3.根据权利要求1或2所述的催化制品，其中，该分子筛组分选自具有选自由以下组成的组的骨架类型的铝硅酸盐沸石：AEI、AEL、AFI、AFT、AFO、AFX、AFR、ATO、BEA、CHA、DDR、EAB、EMT、ERI、EUO、FAU、FER、GME、HEU、JSR、KFI、LEV、LTA、LTL、LTN、MAZ、MEL、MFI、MOR、MOZ、MSO、MTW、MWW、OFF、RTH、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TON、TSC和WEN，优选AEI、BEA、CHA、AFT、AFX、FAU、MOR、MFI、MOR和MEL，更优选CHA和AEI。
4.根据前述权利要求中任一项所述的催化制品，其中，该分子筛组分具有在0.1至4微米或0.5至1.5微米范围内的平均微晶尺寸。
5.根据前述权利要求中任一项所述的催化制品，其中，该第一涂层结构中的涂层或该第二涂层结构中的第二涂层分别具有孔隙率为7
6.根据前述权利要求中任一项所述的催化制品，其中，该第一涂层结构中的涂层或该第二涂层结构中的第二涂层具有孔隙率为25％或更小、优选20％或更小、特别是15％或更小的颗粒间孔。
7.根据前述权利要求中任一项所述的催化制品，其中，该基材具有限定其轴向长度的入口端和出口端以及沿着该轴向长度延伸的多个细的平行气体流动通道，例如流通式基材或壁流式基材，优选流通式基材。
8.根据前述权利要求中任一项所述的催化制品，其具有该第二涂层结构，其中，该第二涂层直接在该第一涂层的顶部上并且覆盖该第一涂层的一部分或全部。
9.根据权利要求7所述的催化制品，其具有该第二涂层结构，其中，该第一涂层和该第二涂层都沿着这些气体流动通道在该基材的全部轴向长度上延伸。
10.根据权利要求9所述的催化制品，其中，该第二涂层直接在该第一涂层的顶部上。
11.一种用于制备用于处理排气流的催化制品的方法，该方法包括-将包含含有贵金属组分的第一催化剂、含有分子筛组分的第二催化剂以及成孔剂的浆料施加到基材上，可选地干燥，并且煅烧以形成第一涂层结构中的涂层，
12.根据权利要求11所述的方法，其中，制备根据权利要求1至10中任一项所述的用于处理排气流的催化制品。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，该成孔剂以分别基于该第一涂层结构中的涂层或该第二涂层结构中的第二涂层的负载按重量计至少18％或按重量计至少20％的量使用。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，该成孔剂以分别基于该第一涂层结构中的涂层或该第二涂层结构中的第二涂层的负载按重量计50％或更少、或按重量计40％或更少的量使用。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，该成孔剂选自有机材料如天然和合成聚合物、有机小分子化合物，无机材料如无机盐和碳材料，含纤维素的天然材料，及其任何组合。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，该成孔剂选自聚醚多元醇如聚乙二醇及其烷基封端的衍生物，苯乙烯均聚物或共聚物如聚苯乙烯，聚(甲基)丙烯酸及其酯衍生物如聚甲基丙烯酸甲酯，纤维素，纤维素的醚和酯衍生物，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮及其任何组合。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其中，该成孔剂具有在15至25μm、优选17至21μm范围内的平均粒度D50。
18.一种用于处理排气流的系统，该系统包括还原剂源(例如，NH3或其前体)，根据前述权利要求1至10中任一项所述的催化制品或由根据权利要求11至17中任一项所述的方法获得的催化制品，以及可选地柴油氧化催化剂(DOC)、选择性催化还原催化剂(SCR)、三元转化催化剂(TWC)、四元转化催化剂(FWC)、非催化或催化烟灰过滤器(CSF)、NOx捕集器、烃捕集催化剂、传感器和混合器中的一种或多种。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，该排气流源自内燃发动机，尤其是柴油发动机。
20.一种用于处理含有氮氧化物的排气流的方法，该方法包括使该排气流与根据前述权利要求1至10中任一项所述的催化制品或由根据权利要求11至17中任一项所述的方法获得的催化制品接触，或使该排气流在作为还原剂的NH3的存在下穿过根据权利要求18或19所定义的系统。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于处理排气流的催化制品，其包括
2.根据权利要求1所述的催化制品，其中，该分子筛选自可选地金属促进的沸石。
3.根据权利要求1或2所述的催化制品，其中，该分子筛组分选自具有选自由以下组成的组的骨架类型的铝硅酸盐沸石：aei、ael、afi、aft、afo、afx、afr、ato、bea、cha、ddr、eab、emt、eri、euo、fau、fer、gme、heu、jsr、kfi、lev、lta、ltl、ltn、maz、mel、mfi、mor、moz、mso、mtw、mww、off、rth、sas、sat、sav、sbs、sbt、sfw、ssf、szr、ton、tsc和wen，优选aei、bea、cha、aft、afx、fau、mor、mfi、mor和mel，更优选cha和aei。
4.根据前述权利要求中任一项所述的催化制品，其中，该分子筛组分具有在0.1至4微米或0.5至1.5微米范围内的平均微晶尺寸。
5.根据前述权利要求中任一项所述的催化制品，其中，该第一涂层结构中的涂层或该第二涂层结构中的第二涂层分别具有孔隙率为7.0％或更大、优选8.0％或更大、特别是9.0％或更大的颗粒间孔。
6.根据前述权利要求中任一项所述的催化制品，其中，该第一涂层结构中的涂层或该第二涂层结构中的第二涂层具有孔隙率为25％或更小、优选20％或更小、特别是15％或更小的颗粒间孔。
7.根据前述权利要求中任一项所述的催化制品，其中，该基材具有限定其轴向长度的入口端和出口端以及沿着该轴向长度延伸的多个细的平行气体流动通道，例如流通式基材或壁流式基材，优选流通式基材。
8.根据前述权利要求中任一项所述的催化制品，其具有该第二涂层结构，其中，该第二涂层直接在该第一涂层的顶部上并且覆盖该第一涂层的一部分或全部。
9.根据权利要求7所述的催化制品，其具有该第二涂层结构，其中，该第一涂层和该第二涂层都沿着这些气体流动通道在该基材的全部轴向长度上延伸。
10.根据权利要求9所述的催化制品，其中，该第二涂层直接在该第一涂层的顶部上。
11.一种用于制备用于处理排气流的催化制品的方法，该方法包括-将包含含有贵金属组分的第一催化剂、含有...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝裕芬，张嘉迪，吴东亮，魏明明，戴宇，吴秀华，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：
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