本申请要求2015年10月30日提交的美国临时专利申请号62/249,141的优先权权益。所述申请的全部内容在此通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及催化剂的领域。更具体地，本公开涉及作为用于发动机和交通工具的被动NOx吸附(PNA)体系的一部分的氮氧化物的储存材料和纳米颗粒催化剂。
背景技术：
汽车废气主要含有有害的气体，如一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和烃(HC)。环境问题和政府法规已努力通过转化成更良性的气体如二氧化碳(CO2)、氮气(N2)和水(H2O)而从交通工具废气中去除这些有害的燃烧产物。为了实现该转化，必须使废气通过含有可以将CO氧化成CO2、将NOx还原成N2和H2O以及将烃氧化成CO2和H2O的材料的处理体系。
排放法规和标准在世界范围内变得越来越严格，特别是对于NOx排放而言。降低释放到大气中的NOx的量的两种竞争的废气技术为稀燃NOx捕集(LNT)和选择性催化还原(SCR)。LNT在稀燃发动机运行(即存在过量氧气时)期间吸收、储存或捕集氮氧化物并且在废气中的氧气含量降低时释放和转化这些气体。LNT体系的实例可见于国际专利申请WO2015/061482和美国临时申请61/894,346中，通过引用以其整体并入本文。另一方面，SCR单元还原氮氧化物而不管废气中的氧气的量。然而，SCR单元在低的运行温度，例如低于200℃的温度不能适当地还原NOx排放物。
不幸的是，在一开始启动发动机(冷启动)时，但在排放系统中的催化转化器、LNT或SCR单元升温至它们的运行温度之前，产生大量由内燃发动机排放的污染气体。为了在冷启动阶段期间减少有害的排放物，如轻型柴油或汽油交通工具(例如汽车或轻型卡车)的排放物，可以将含有临时储存污染物的载体涂料(washcoats)用于涂布用于交通工具的催化转化器中的基材。在催化转化器加热至其运行温度(称为起燃温度，转化率达到最大比率的50％时的温度)之后，将储存的气体释放并且随后由催化转化器分解。
高的起燃温度是不可取的，因为许多车辆行程较短，并且在催化转化器达到其运行温度所需要的时间期间，必须将污染物未经处理地释放至环境，或储存在废气系统中直至达到起燃温度。即使在起燃之前有效地捕集污染物，如果进行多次连续短程的话，催化转化器也可能达不到运行温度。因此，用于储存的载体涂层可能变得饱和，再一次导致将污染物释放至环境。
此外，发动机或交通工具的废气温度可能取决于发动机或交通工具的类型而变化。因此，催化材料的运行温度或SCR单元的运行温度可能取决于发动机和交通工具而变化。例如大型发动机(例如大于2.5升)典型地比小型发动机(例如小于2升)更冷地运转。因此，期望用于储存污染物的可调材料，其中可以上下调节或调整释放温度以适应发动机或交通工具中变化的运行温度。
商业上可得的催化转化器使用在通过湿化学方法如从溶液中将铂离子、钯离子或铂和钯离子沉淀至基材上而布置在基材上的铂族金属(PGM)催化剂。这些PGM催化剂是催化转化器成本的相当大一部分。因此，期望用于生产催化转化器的PGM催化剂的量方面的任何降低。商业上可得的催化转化器还显示出称为“老化”的现象，其中它们随着时间流逝变得较不有效；起燃温度随着催化转化器老化开始升高，并且排放物水平也开始升高。因此，也期望老化作用降低，从而延长用于控制排放物的催化转化器的效力。
技术实现要素：
本文描述了用作被动NOx吸附剂(PNA)的经涂布的基材，用于制备用作PNA的经涂布的基材的载体涂料制剂，用于制备用作PNA的经涂布的基材的方法和将用作PNA的经涂布的基材引入排放物控制系统的系统。所公开的PNA可以在低的启动温度下吸附NOx排放物并且可以在有效的运行温度(例如处于或高于起燃温度)和在稀燃条件下释放所吸附的NOx。
另外，所公开的PNA可以减少用于催化转化器中的铂族金属的量。在较低的温度(尚未达到NOx的T50的温度)，NOx排放物可以阻断一氧化碳和烃的氧化。因此，在较低的温度储存NOx排放物并且在较高的温度释放它们(如高于NOx的T50温度的温度)可以降低氧化汽车废气污染物所需要的PGM的量。
此外，所公开的PNA材料还能够在环境至最大可变温度的温度储存尽可能多的NOx排放物。最大可变温度可以取决于所使用的发动机和交通工具的类型而变化。因此，所公开的PNA材料可以是可调节的，以在一些情况下仅至多约100℃，在一些情况下至多约150℃和在一些情况下至多约200℃以上储存NOx排放物。不管最大可变温度，PNA材料可以显示出稍微高于最大可变温度的“尖锐”的释放温度。
在一些实施方案中，被动NOx吸附剂(PNA)组合物(即材料)包含在多个包含氧化铈的载体颗粒上的纳米尺寸的铂族金属(PGM)。多个载体颗粒可以为微米尺寸的和/或纳米尺寸的。多个载体颗粒可以包括氧化锆、氧化镧、氧化钇，或其组合。同样，载体颗粒可以为HSA5、HSA20，或其混合物。可以通过湿化学技术和/或初湿含浸，然后煅烧而产生多个载体颗粒上的纳米尺寸的PGM。多个载体颗粒上的纳米尺寸的PGM可以包含含有载体纳米颗粒和PGM纳米颗粒的复合纳米颗粒。可以将这些复合纳米颗粒结合至微米尺寸的担体颗粒以形成纳米-纳米-微米上的(nano-on-nano-on micro)颗粒和/或可以将复合纳米颗粒包埋在担体颗粒之内，以形成纳米-纳米-微米中的(nano-on-nano-in-micro)颗粒。担体颗粒可以包含氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇，或其组合。担体颗粒可以包含86wt.％的氧化铈、10wt.％的氧化锆和4wt.％的氧化镧。此外，可以以等离子体方式产生复合纳米颗粒。PNA材料中的PGM可以包括钯和/或钌。PNA材料可以包括2g/L至4g/L的钯(包括3g/L的钯)。PNA材料可以包括3g/L至15g/L的钌和5g/L至6g/L的钌。PNA材料可以包括大于或等于约150g/L的多个载体颗粒或者大于或等于约300g/L的多个载体颗粒。
在一些实施方案中，经涂布的基材包括基材和包含PNA材料的被动NOx吸附剂(“PNA”)层。上文对于前述PNA材料所描述的变量也适用于在该经涂布的基材中列举的PNA材料。PNA层可以储存NOx气体直至至少第一温度并且在或高于第一温度下释放所储存的NOx气体。第一温度可以为150℃或300℃。可以将经涂布的基材用于大于或等于2.5L发动机系统或小于或等于2.5L发动机系统中。PNA层可以进一步包括勃姆石颗粒。PNA材料(包括多个载体颗粒上的纳米尺寸的PGM)可以包含95重量％至98重量％的PNA材料和在PNA层中的勃姆石颗粒的混合物。勃姆石颗粒可以包括2重量％至5重量％的PNA材料和在PNA层中的勃姆石颗粒的混合物。基材可以包含堇青石和/或蜂窝体结构。经涂布的基材还可以包括直接沉积在基材上的角落填充层。PNA层可以包括2g/L至4g/L的钯(包括3g/L的钯)。PNA层可以包括3g/L至15g/L的钌和5g/L至6g/L的钌。PNA层可以包括大于或等于约150g/L的多个载体颗粒或者大于或等于约300g/L的多个载体颗粒。
在一些实施方案中，载体涂料组合物包含95重量％至98重量％的PNA材料和2重量％至5重量％的勃姆石颗粒的固含量。上文对于前述PNA材料所描述的变量同样适用于在该载体涂料组合物中所列举的PNA材料。可以将载体涂料组合物的固体悬浮在介于3和5之间的pH的含水介质中。载体涂料组合物可以包括2g/L至4g/L的钯(包括3g/L的钯)。载体涂料组合物可以包括3g/L至15g/L的钌和5g/L至6g/L的钌。载体涂料组合物可以包括大于或等于约150g/L的多个载体颗粒或者大于或等于约300g/L的多个载体颗粒。
在一些实施方案中，处理废气的方法包括使经涂布的基材与包含NOx排放物的废气接触，其中经涂布的基材包括基材和PNA层。上文对于前述经涂布的基材、PNA材料和PNA层所描述的变量同样适用于处理废气的方法。
在一些实施方案中，形成经涂布的基材的方法包括将基材用包含PNA材料的载体涂料组合物涂布。上文对于前述经涂布的基材、PNA材料、PNA层和载体涂料组合物所描述的变量同样适用于形成经涂布的基材的方法。形成经涂布的基材的方法可以包括将基材用角落填充载体涂料涂布，然后将基材用PNA载体涂料涂布。
在一些实施方案中，催化转化器包括包含含有PNA材料的PNA层的经涂布的基材。上文对于前述经涂布的基材、PNA材料和PNA层所描述的变量同样适用于形成经涂布的基材的方法。
在一些实施方案中，交通工具包括催化转化器，所述催化转化器包括含有PNA材料的PNA层，其中交通工具符合欧洲排放标准Euro 5。上文对于前述催化转化器、PNA材料和PNA层所描述的变量同样适用于交通工具。交通工具可以包括在催化转化器下游的SCR单元。同样，交通工具可以包括LNT。
在一些实施方案中，废气处理系统包括用于包含NOx排放物的废气的导管和包括经涂布的基材的催化转化器，所述经涂布的基材包括含有PNA材料的PNA层。上文对于前述经涂布的基材、PNA材料和PNA层所描述的变量同样适用于形成经涂布的基材的方法。废气处理系统可以包括在催化转化器下游的SCR单元。同样，交通工具可以包括LNT。此外，废气处理系统可以符合欧洲排放标准Euro 5和Euro 6。
在所公开的实施方案中，当提及一个层(层Y)在另一个层(层X)“顶上”形成时，在所述两个层X和Y之间可以没有另外的层，或者可以形成任意数量的层(层A、B、C等)。例如，如果提及层Y在层X顶上形成，则这可以是指其中可以形成层X，然后可以紧接层X顶上形成层A，然后可以紧接层A顶上形成层B，然后可以紧接层B顶上形成层Y的情况。替代地，如果提及层Y在层X顶上形成，则这可以是指其中直接在层X顶上沉积层Y而没有X和Y之间的中间层的情况。对于其中在层X和层Y之间不存在中间层的具体情况，将层Y称为紧接层X的顶上形成，或者等价地，将层Y称为直接在层X顶上形成。
在一些实施方案中，处理废气的方法包括使根据经涂布的基材的所公开的或前述的实施方案任一项所述的经涂布的基材与废气接触。在一些实施方案中，处理废气的方法包括使根据经涂布的基材的所公开的或前述的实施方案任一项所述的经涂布的基材与废气接触，其中将基材安置在构造来接收废气的催化转化器之内。
在一些实施方案中，经涂布的基材包括根据载体涂料组合物的所公开的或前述的实施方案任一项所述的载体涂料。
在一些实施方案中，催化转化器包括经涂布的基材的所公开的或前述的实施方案任一项所述的经涂布的基材。在一些实施方案中，废气处理系统包括用于废气的导管和根据催化转化器的所公开的或前述的实施方案任一项所述的催化转化器。在一些实施方案中，交通工具包括根据催化转化器的所公开的或前述的实施方案任一项所述的催化转化器。在任意所公开的(包括前述)实施方案中，交通工具可以符合欧洲排放标准Euro 5。在任意所公开的(包括前述)实施方案中，交通工具可以符合欧洲排放标准Euro 6。在任意所公开的或前述实施方案中，交通工具可以为柴油交通工具、汽油交通工具、轻型柴油交通工具或轻型汽油交通工具。
要理解的是，本文中所描述的发明的方面和实施方案包括“由所述方面和实施方案组成”和/或“基本上由所述方面和实施方案组成”。对于本文中所描述的所有方法、系统/体系、组合物和装置而言，所述方法、系统/体系、组合物和装置可以包括所列出的组分/组件或步骤，或可以“由所列出的组分/组件或步骤组成”或“基本上由所列出的组分/组件或步骤组成”。当将系统/体系、组合物或装置描述为“基本上由所列出的组分/组件组成”时，所述系统/体系、组合物或装置含有所列出的组分/组件，并且可以含有并不实质上影响系统/体系、组合物或装置的性能的其它组分/组件，但是并不含有不同于明确列出的那些组分/组件的实质上影响系统/体系、组合物或装置的性能的任意其它组分/组件；或不包含足以实质上影响系统/体系、组合物或装置的性能的浓度或量的额外的组分/组件。当将方法描述为“基本上由所列出的步骤组成”时，所述方法包含所列出的步骤，并且可以包含并不实质上影响方法的结果的其它步骤，但是所述方法不包含不同于明确列出的那些步骤的实质上影响所述方法的结果的任意其它步骤。
本文中所描述的系统/体系、组合物、基材和方法，包括本文中所描述的本发明的任意实施方案，可以单独使用或可以与其它系统/体系、组合物、基材和方法组合使用。
附图说明
图1阐释了根据本公开的一些实施方案的催化转化器。
图1A是根据本公开的一些实施方案的图1的图的一部分的放大视图。
图2是阐释根据本公开的一些实施方案的含有催化颗粒、沸石和单独的载体涂料层中所含的PNA材料的经涂布的基材的制备方法的流程图。
图3是阐释根据本公开的一些实施方案的含有载体涂料层中所含的催化颗粒、沸石和单个载体涂料层中所含的PNA材料的经涂布的基材的制备方法的流程图。
图4显示了根据本公开的一个实施方案制备的经涂布的基材中的单个矩形通道。
图5是说明锰基PNA材料在运行温度范围内的NOx排放物吸附和释放的图。
图6是说明镁基PNA材料在运行温度范围内的NOx排放物吸附和释放的图。
图7是说明钙基PNA材料在运行温度范围内的NOx排放物吸附和释放的图。
图8是说明本文所描述的使用PNA材料的催化转化器比商业上可得的催化转化器的NOx排放物储存对比性能的图。
图9是说明本文所描述的使用PNA材料的催化转化器比商业上可得的催化转化器的排气管排放对比性能的图。
具体实施方式
描述了PNA体系和制备PNA体系的方法，所述PNA体系可以包括组合了催化颗粒、沸石和PNA材料的载体涂料层。还描述了复合纳米颗粒催化剂、载体涂料制剂、经涂布的基材、催化转化器以及制备和使用这些复合纳米颗粒催化剂、载体涂料制剂、经涂布的基材和催化转化器的方法。所描述的PNA体系可以使用相对于典型的催化转化器系统，包括轻型柴油系统的减少的量的贵金属。因此，这些PNA体系可以提供对于商业上可得的体系的更经济的替代物。
此外，PNA材料可以例如能够在从环境至约100℃、150℃、200℃、250℃或300℃的温度储存NOx排放物。PNA材料可以在稀燃条件下显示出“尖锐的”释放温度(即例如在稍微高于约100℃、150℃、200℃、250℃或300℃释放所有储存的NOx排放物)。高的释放温度和/或长的释放“拖尾”是不可取的，因为在关闭发动机之前可能达不到这些高的温度。因此，在发动机再次运转之前，可能不从PNA材料释放所有一开始吸附的NOx排放物，因此抑制在PNA材料中的吸附再现性。另外，PNA材料可以是成本有效的，可以能够处理富含硫的燃料(即可以硫化和脱硫)并且可以被独立地引入氧化材料中。
PNA材料也可以在环境直至最大可变温度能够储存NOx排放物。最大可变温度可以取决于所使用的发动机和交通工具的类型而变化。因此，所公开的PNA材料可以是可调节的，以在一些情况下仅至多约100℃，在一些情况下至多约150℃，在一些情况下至多约200℃和在一些情况下至多约300℃储存NOx排放物。不管最大可变温度，PNA材料可以显示出稍微高于最大可变温度的“尖锐”的释放温度。
另外，所描述的基材、复合纳米颗粒催化剂和载体涂料溶液在用于生产催化转化器时可以提供相对于现有的PNA体系相当的或增加的性能，允许使用降低的铂族金属负载量要求来生产具有降低的起燃温度和减少的排放物的催化转化器。所描述的经涂布的基材包括载体涂料层，其中PNA材料可以整个由非PGM或PGM与非PGM的组合组成。可以将这些经涂布的基材用于以比以前可能的方式更经济的方式制备有效的催化转化器。
可以在配制载体涂料组合物之前形成本文中所描述的催化材料或可以组合本文中所描述的催化材料的组分部分以配制载体涂料组合物。即，在一些实施方案中，以“松散成分”提供材料，其中单独地提供材料组分。
如本文中所使用，术语“松散成分”材料是指单独提供的催化材料组分。然而在一些实施方案中，“松散成分”材料的部分可以在混合或煅烧载体涂料组合物之后变成连接的或沉积的。在一些实施方案中，例如催化组分可以连接至其它催化颗粒或载体颗粒。
催化载体涂料组合物可以包含催化组分作为“松散成分”。例如，在一些实施方案中，催化载体涂料组合物包含复合纳米颗粒(如氧化复合纳米颗粒)和氧化铝载体颗粒，其中复合纳米颗粒并不连接至氧化铝载体颗粒。在一些实施方案中，催化载体涂料组合物进一步包含勃姆石或增稠剂。氧化复合纳米颗粒通常包含氧化纳米颗粒(其包含PGM，如铂、钯或铂和钯的混合物)和载体纳米颗粒(如氧化铝纳米颗粒)。在一些实施方案中，例如使用等离子体过程形成氧化复合纳米颗粒。
可以使用包含NNm或NNiM颗粒的“松散成分”载体涂料制剂或载体涂料制剂形成经涂布的基材的催化层，如本文中所使用。然而，松散成分制剂在生产由其形成的载体涂料制剂和经涂布的基材方面提供明显的益处。在利用NNm或NNiM颗粒的载体涂料中，在配制载体涂料之前单独地制备NNm颗粒或NNiM颗粒。例如，在包含NNm颗粒的载体涂料的生产中，通过以下将复合纳米颗粒添加至微米尺寸的颗粒：初湿含浸，干燥和煅烧，然后悬浮和配制载体涂料。相反地，现已发现，可以将微米尺寸的颗粒和复合纳米颗粒直接提供至载体涂料制剂而没有在配制载体涂料之前的干燥和煅烧所述颗粒的增加的步骤。通过跳过这些步骤简化了利用松散成分制剂的制造过程，增加放大能力，限制了损失材料的风险和降低了相对于先前的载体涂料制剂的成本。
本文中所描述的复合纳米颗粒包括结合在一起以形成纳米-纳米的(nano-on-nano)复合纳米颗粒的催化纳米颗粒和载体纳米颗粒。可以例如在等离子体反应器中生产复合纳米颗粒，从而生产一致和紧密结合的纳米-纳米复合颗粒。在一些实施方案中，这些复合纳米颗粒例如作为“松散成分”制剂的组分而包括在载体涂料组合物中。在一些实施方案中，将这些复合纳米颗粒结合至微米尺寸的担体颗粒，以形成微米尺寸的催化颗粒(“纳米-纳米-微米”颗粒或NNm颗粒)。纳米-纳米复合颗粒主要位于所产生的微米尺寸的颗粒的表面处或附近。替代地，在一些实施方案中，可以将复合纳米颗粒包埋在多孔担体之内，以生产微米尺寸的催化颗粒(“纳米-纳米-微米中的”颗粒或NNiM颗粒)。在该构造中，纳米-纳米复合纳米颗粒遍及微米尺寸的担体颗粒分布。另外，可以形成混杂的NNm/湿化学颗粒。将复合纳米颗粒用于松散成分、NNm、NNiM或混杂的NNm/湿化学颗粒中提供了与用于催化转化器中的先前的催化剂和NOx储存材料相比更好的初始发动机启动性能，随着催化剂和/或NOx储存材料的寿命的更好的性能和/或随着催化剂和/或NOx储存材料的寿命的性能方面的更少的降低。
另外，可以配制载体涂料制剂，从而在催化剂基材，如催化转化器基材上提供一个或更多个层。在一些实施方案中，载体涂料制剂可以形成两个或更多个层，其中催化材料，如带有复合纳米颗粒的微米尺寸的催化颗粒处于单独的层中而不是含有PNA材料的层中。例如一个实施方案为多层载体涂层，其中第一载体涂料层包括PNA材料和第二不同的载体涂料层包括催化材料(即氧化性和/或还原性材料)。具有PNA材料的层可以不包括催化材料，和具有催化材料的第二层可以不包括PNA材料。这两种层在基材上的顺序和放置可以在不同的实施方案中进行改变，并且在另外的实施方案中，还可以在载体涂层，例如一开始沉积在待涂布的基材上的角落填充载体涂料层或沉积在PNA载体涂料层上的含有沸石的载体涂料层之上、之下或之间使用另外的载体涂料制剂/层。在其它实施方案中，可以直接彼此重叠地沉积两个层，即不存在介于第一和第二载体涂料层之间的中间层。所描述的载体涂料制剂可以包括较少量的铂族金属。另外，所描述的载体涂层可以提供当与先前的载体涂料制剂相比时，特别是当这些载体涂料制剂利用带有复合纳米颗粒的微米尺寸的颗粒时更好的性能。
本文中所描述的经涂布的基材、催化转化器和废气处理系统可用于使用选择性催化还原(SCR)体系、稀燃NOx阱(LNT)体系或其它NOx储存催化剂(NSC)体系的交通工具。要理解的是，本文中所描述的经涂布的基材，本文中所描述的使用经涂布的基材的催化转化器和本文中所描述的使用经涂布的基材的废气处理系统可用于汽油或柴油发动机和汽油或柴油交通工具。这些经涂布的基材，催化转化器和废气处理系统特别可用于轻型发动机和轻型交通工具，包括但不限于轻型柴油交通工具。
可以通过使用流程图描述本公开的各个方面。通常，本公开的方面的单个情形是已知的。然而，如本领域普通技术人员所意识到那样，可以连续地或尽可能经常地重复本文中所描述的规程、过程和程序，以满足本文中所描述的需要。另外预期的是，可以以流程图中所公开的顺序的交替的顺序进行某些方法步骤。
当在本文中使用术语“约”或术语“大约”或符号“～”表示数值范围时，要理解的是包括指定的值以及合理地近似所述指定的值的值二者。例如，描述“50℃”或“大约50℃”或“～50℃”包括公开50℃本身以及近似于50℃的值二者。因此，短语“约X”或“大约X”或“～X”包括描述值X本身。如果指示范围，如“大约50℃至60℃”，则理解为包括由端点指定的值二者，和对于每个端点或两个端点包括近似于每个端点或两个端点的值；即“大约50℃至60℃”等价于记载“50℃至60℃”和“大约50℃至大约60℃”二者。
如本文中所使用，当描述包埋于多孔担体中的纳米颗粒时，术语“包埋”包括在描述通过多孔担体桥接在一起的纳米颗粒时的术语“通过……桥接在一起”并且是指在通常通过使用本文中所描述的方法在纳米颗粒周围或围绕纳米颗粒形成多孔担体时所产生的多孔担体中的纳米颗粒的构造。即，所产生的结构含有例如在纳米颗粒周围或围绕纳米颗粒构建的具有在纳米颗粒之间的多孔担体的支架的纳米颗粒。多孔担体包围纳米颗粒，而同时凭借其多孔性，多孔担体允许外部气体接触包埋的纳米颗粒。“包埋”在多孔担体之内的纳米颗粒可以包括其中通过担体材料将纳米颗粒连接在一起(桥接在一起)的构造。
本领域技术人员通常理解的是，将度量单位“g/l”或“克每升”用作关于以含有物质的任意给定体积计的所述物质的质量的物质密度的量度。在一些实施方案中，将“g/l”用于指代物质到例如经涂布的基材中的负载密度。在一些实施方案中，将“g/l”用于指代物质到例如经涂布的基材的层中的负载密度。在一些实施方案中，将“g/l”用于指代物质到例如载体涂料组合物中的负载密度。物质到经涂布的基材的层中的负载密度可以不同于物质到经涂布的基材中的负载密度。例如，如果将基材上的PNA层用4g/l PGM负载但所述层仅覆盖基材的一半，则PGM在基材上的负载密度将会为2g/l。
“基本上不存在任何铂族金属”意指存在按重量计少于约5％、少于约2％、少于约1％、少于约0.5％、少于约0.1％、少于约0.05％、少于约0.025％或少于约0.01％的铂族金属。优选地，基本上不存在任何铂族金属表明存在按重量计少于约1％的铂族金属。
在各个实施方案中“基本上不含”特定的组分、特定的组合物、特定的化合物或特定的成分意指存在按重量计少于约5％、少于约2％、少于约1％、少于约0.5％、少于约0.1％、少于约0.05％、少于约0.025％或少于约0.01％的所述特定的组分、所述特定的组合物、所述特定的化合物或所述特定的成分。优选地，“基本上不含”特定的组分、特定的组合物、特定的化合物或特定的成分表明存在按重量计少于约1％的所述特定的组分、所述特定的组合物、所述特定的化合物或所述特定的成分。
应当注意的是，在制造期间或在运行期间(特别是经长时间)，存在于载体涂料层中的少量材料可以扩散、迁移或以其它方式移动至其它载体涂料层中。因此，术语“基本上不存在”和“基本上不含”的使用并不被解读为绝对排除微量所提及的材料。
在各个实施方案中的“基本上每个”特定的组分、特定的组合物、特定的化合物或特定的成分意指存在按数目计或按重量计至少约95％、至少约98％、至少约99％、至少约99.5％、至少约99.9％、至少约99.95％、至少约99.975％或至少约99.99％的所述特定的组分、所述特定的组合物、所述特定的化合物或所述特定的成分。优选地，“基本上每个”特定的组分、特定的组合物、特定的化合物或特定的成分意指存在按数目计或按重量计至少约99％的所述特定的组分、所述特定的组合物、所述特定的化合物或所述特定的成分。
本公开提供了若干实施方案。预期可以将来自任意实施方案的任意特征与来自任意其它实施方案的任意特征组合。以该方式，所公开的特征的混杂构造处于本发明的范围之内。
要理解的是，对组合物中的相对重量百分数的提及假设了组合物中的所有组分的组合的总重量百分数加至100。要进一步理解的是可以向上或向下调节一种或更多种组分的相对重量百分数，使得组合物中的组分的重量百分比组合至100的总和，前提是任意特定的组分的重量百分数不落在对所述组分指定的范围的极限之外。
本公开涉及颗粒和粉末二者。除了单数“粉末”是指颗粒的集合的提示以外，这两个术语是等价的。本公开可以适用于各种各样的粉末和颗粒。术语“纳米颗粒”和“纳米尺寸的颗粒”通常被本领域普通技术人员理解为包括直径在纳米量级，典型地介于约0.5nm至500nm、约1nm至500nm、约1nm至100nm或约1nm至50nm之间的颗粒。纳米颗粒可以具有小于250纳米的平均粒度和介于1和1,000,000之间的长宽比。在一些实施方案中，纳米颗粒具有约50nm以下、约30nm以下、约20nm以下、约10nm以下或约5nm以下的平均粒度。在另外的实施方案中，纳米颗粒具有约50nm以下、约30nm以下、约20nm以下、约10nm以下或约5nm以下的平均直径。定义为颗粒的最长尺寸除以颗粒的最短尺寸的颗粒的长径比优选为介于1和100之间，更优选介于1和10之间，还更优选介于1和2之间。使用ASTM(美国材料与试验协会)标准(参见ASTM E112–10)测量“粒度”。当计算颗粒的直径时，取其最长和最短尺寸的平均；因此，具有20nm长轴和10nm短轴的卵形颗粒的直径将为15nm。大量颗粒的平均直径是单独的颗粒的直径的平均并且可以通过本领域技术人员已知的各种技术测量。
在另外的实施方案中，纳米颗粒具有约50nm以下、约30nm以下、约20nm以下、约10nm以下或约5nm以下的粒度。在另外的实施方案中，纳米颗粒具有约50nm以下、约30nm以下、约20nm以下、约10nm以下或约5nm以下的直径。
术语“微颗粒”、“微尺寸颗粒”、“微米颗粒”和“微米尺寸的颗粒”通常被理解为包括直径在微米量级，典型地介于约0.5μm至1000μm、约1μm至1000μm、约1μm至100μm或约1μm至50μm之间的颗粒。另外，用于本公开中的术语“铂族金属”(缩写“PGM”)是指周期表中聚集在一起的六种金属元素的总称。所述六种铂族金属为钌、铑、钯、锇、铱和铂。
复合纳米颗粒
PNA体系可以包括许多不同类型的复合纳米颗粒。一种类型的复合纳米颗粒是氧化复合纳米颗粒。第二类型的复合纳米颗粒是PNA复合纳米颗粒。PNA体系同样还可以包括还原性复合纳米颗粒。在一些实施方案中，将复合纳米颗粒直接用于催化载体涂料组合物中作为“松散成分”催化载体涂料制剂的组分。在其它实施方案中，将复合纳米颗粒用于形成NNm颗粒或NNiM颗粒(如本文进一步描述)，然后用于载体涂料组合物中。
复合纳米颗粒可以包括连接至载体纳米颗粒以形成“纳米-纳米”复合纳米颗粒的催化纳米颗粒。然后多个纳米-纳米颗粒可以结合至微米尺寸的担体颗粒或包埋在微米尺寸的载体颗粒之内，以形成复合微/纳米颗粒，即带有复合纳米颗粒的微颗粒。可以将这些复合微/纳米颗粒用于载体涂料制剂和催化转化器中，如本文中所描述。替代地，将复合纳米颗粒直接提供至载体涂料组合物中，例如作为“松散成分”载体涂料组合物。与通过湿化学方法制备的目前商业上可得的催化转化器相比，使用这些复合纳米颗粒，特别是在催化载体涂料中，可以降低对铂族金属含量的要求并且明显增强性能，特别是在降低的起燃温度和NOx储存方面。湿化学方法通常涉及使用铂族金属离子或金属盐的溶液，其浸渍至载体(典型地，微米尺寸的颗粒)中，并且还原成用作催化剂的单质形式的铂族金属。例如，可以将氯铂酸H2PtCl6的溶液施加至微米尺寸的载体颗粒(如氧化铝载体颗粒)，然后干燥和煅烧，产生铂在氧化铝上的沉淀物。在任意实施方案中，可以在与大气条件相比的还原性条件下完成干燥和/或煅烧，从而限制氧化物形成的量(具体而言，关于PGM金属)。因此，可以使用氩气和/或氦气完成干燥和/或煅烧。通过湿化学方法沉积至金属氧化物载体如氧化铝和氧化铈上的铂族金属在高温，如在催化转化器中遇到的温度下是可动的。即，在升高的温度，PGM原子可以在它们所沉积的表面上迁移并且将会与其它PGM原子丛集在一起。随着暴露至高温的时间增加，PGM的细分散的部分组合成越来越大的铂族金属聚集体。该聚集体导致减小的催化剂表面积并且使催化转化器的性能劣化。该现象被称为催化转化器的“老化”。
相反地，通过基于等离子体的方法制备复合铂族金属颗粒。在一个实施方案中，将铂族纳米尺寸的金属颗粒沉积在纳米尺寸的金属氧化物载体上，其具有比通过湿化学方法沉积的PGM低得多的移动性。所产生的以等离子体方式产生的催化剂以比通过湿化学产生的催化剂低得多的速率老化。因此，使用以等离子体方式产生的催化剂的催化转化器可以在更长的时间内保持暴露至由发动机排放的气体的催化剂的更大的表面积，导致更好的排放性能。
氧化复合纳米颗粒(氧化“纳米-纳米”颗粒)
可用于催化载体涂料制剂中作为松散成分或者连接至或包埋于微米尺寸的颗粒中的一种类型的复合纳米颗粒是氧化复合纳米颗粒。氧化复合纳米颗粒包括连接至第一载体纳米颗粒的一个或更多个氧化催化剂纳米颗粒，以形成氧化“纳米-纳米”复合纳米颗粒。铂(Pt)和钯(Pd)是氧化纳米颗粒的示例性催化材料。在某些实施方案中，氧化纳米颗粒为铂。在其它实施方案中，氧化纳米颗粒为钯。在一些实施方案中，氧化纳米颗粒为铂和钯的混合物。氧化催化剂纳米颗粒的合适的载体纳米颗粒包括但不限于，纳米尺寸的氧化铝(氧化铝或Al2O3)。
可以将每个氧化催化剂纳米颗粒负载在第一载体纳米颗粒上。第一载体纳米颗粒可以包括一个或更多个氧化纳米颗粒。第一载体纳米颗粒上的氧化催化剂纳米颗粒可以包括铂、钯，或其混合物。在汽油或柴油废气发动机中所涉及的高温下，钯和铂二者是有效的氧化催化剂。因此，在一些实施方案中，氧化催化剂为单独的钯。在其它实施方案中，可以单独使用铂。在另外的实施方案中，铂可以与钯组合使用。例如，第一载体纳米颗粒可以含有约1:2至约100:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，第一载体纳米颗粒可以含有约1:2至约75:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，第一载体纳米颗粒可以含有约1:2至约50:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，第一载体纳米颗粒可以含有约1:2至约25:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，第一载体纳米颗粒可以含有约1:1至约15:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，第一载体纳米颗粒可以含有约1:1至约10:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，第一载体纳米颗粒可以含有约1:1至约5:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，第一载体纳米颗粒可以含有约2:1的铂比钯的混合物。
氧化复合纳米颗粒包括氧化纳米颗粒和载体纳米颗粒二者。在一些实施方案中，催化纳米颗粒(例如铂、钯或者铂和钯的混合物)比载体纳米颗粒(例如氧化铝)的重量比为约5:95至约80:20(如约10:90至约70:30、约20:80至约60:40、约30:70至约50:50或约40:60)。
还原性复合纳米颗粒(还原性“纳米-纳米”颗粒)
如上文所讨论，另一种类型的复合纳米颗粒是还原性复合纳米颗粒催化剂。还原性复合纳米颗粒可以包括连接至第二载体纳米颗粒的一个或多个还原性催化剂纳米颗粒，以形成还原性“纳米-纳米”复合纳米颗粒。铑(Rh)在富燃料条件下对于氮氧化物是还原性的。在某些实施方案中，还原性催化剂纳米颗粒为铑。第二载体可以与第一载体相同或不同。还原性纳米颗粒的合适的第二载体纳米颗粒包括但不限于纳米尺寸的氧化铈(CeO2)。纳米尺寸的氧化铈颗粒可以进一步包括氧化锆。纳米尺寸的氧化铈颗粒还可以基本上不含氧化锆。在其它实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒可以含有至多60％的氧化锆。在一些实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒可以进一步包含氧化锆和镧和/或氧化镧。在一些实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒可以进一步包含氧化钇。因此，除了氧化铈颗粒以外或替代氧化铈颗粒，可以使用包含铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物，和/或铈-锆-镧-钇氧化物的颗粒。在一些实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒含有40-90wt％的氧化铈、5-60wt％的氧化锆、1-15wt％的氧化镧和/或1-10wt％的氧化钇。在一个实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒含有80wt％的氧化铈、10wt％的氧化锆和10wt％的镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒含有86wt％的氧化铈、10wt％的氧化锆和4wt％的氧化镧。在另一实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒含有40wt％的氧化铈、50wt％的氧化锆和10wt％的镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈颗粒含有40wt％的氧化铈、50wt％的氧化锆、5wt％的氧化镧和5wt％的氧化钇。
可以将每个还原性催化剂纳米颗粒负载在第二载体纳米颗粒上。第二载体纳米颗粒可以包括一个或更多个还原性催化剂纳米颗粒。在下文在描述通过基于等离子体的方法生产复合纳米颗粒以及生产带有复合纳米颗粒的微米尺寸的担体颗粒的部分中进一步讨论铑比氧化铈的比例和还原性复合纳米颗粒催化剂的尺寸。
PNA复合纳米颗粒(PNA“纳米-纳米”颗粒)
如上文所讨论，另一类型的复合纳米颗粒是PNA复合纳米颗粒。PNA复合纳米颗粒可以包括连接至第二载体纳米颗粒的一个或更多个PGM纳米颗粒，以形成PGM“纳米-纳米”复合纳米颗粒。钯(Pd)和钌(Ru)可以在低温发动机运行期间保持NOx气体并且在温度上升至阈值温度时释放所述气体。在某些实施方案中，PGM纳米颗粒为钯。在一些实施方案中，当用于大的发动机系统(例如大于2.5L)时可以使用钯。在其它实施方案中，PGM纳米颗粒为钌。在一些实施方案中，当用于小的发动机系统(例如小于2L)时可以使用钌。所述钌可以为氧化钌。PGM纳米颗粒的合适的第二载体纳米颗粒包括但不限于纳米尺寸的氧化铈。纳米尺寸的氧化铈颗粒可以进一步包含氧化锆。纳米尺寸的氧化铈颗粒还可以基本上不含氧化锆。另外，纳米尺寸的氧化铈可以进一步包含镧和/或氧化镧。在一些实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒可以进一步包含氧化锆和氧化镧二者。在一些实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒可以进一步包含氧化钇。因此，除了氧化铈颗粒以外或替代氧化铈颗粒，可以使用包含铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物和/或铈-锆-镧-钇氧化物的颗粒。在一些实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒含有40-90wt％的氧化铈、5-60wt％的氧化锆、1-15wt％的氧化镧和/或1-10wt％的氧化钇。在一个实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒含有86wt％的氧化铈、10wt％的氧化锆和4wt％的镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈颗粒含有40wt％的氧化铈、50wt％的氧化锆、5wt％的氧化镧和5wt％的氧化钇。
可以将每个PGM纳米颗粒负载在第二载体纳米颗粒上。第二载体纳米颗粒可以包括一个或更多个PGM纳米颗粒。在下文在描述通过基于等离子体的方法生产复合纳米颗粒以及生产带有复合纳米颗粒的微米尺寸的担体颗粒的部分中进一步讨论PGM比氧化铈的比例和PNA复合纳米颗粒催化剂的尺寸。
通过基于等离子体的方法生产复合纳米颗粒(“纳米-纳米”颗粒或“NN”颗粒)
生产合适的催化剂的初始步骤可以涉及生产复合纳米颗粒。复合纳米颗粒包括包含一种或多种铂族金属和载体纳米颗粒，典型地金属氧化物如氧化铝或氧化铈的催化纳米颗粒。名称“纳米颗粒”暗示纳米颗粒具有纳米量级的尺寸。
可以通过等离子体反应器方法，通过将一种或多种铂族金属和载体材料进料至等离子枪，在其中使材料蒸发而形成复合纳米颗粒。可以将等离子枪如US 2011/0143041中所公开的那些和如US 5,989,648、US 6,689,192、US 6,755,886和US 2005/0233380中所公开的那些技术用于产生等离子体，将它们的公开通过引用以其整体引入本文。将工作气体如氩气供应至等离子枪，用于产生等离子体；在一个实施方案中，将氩气/氢气混合物(以10:2的Ar/H2比例)用作工作气体。
可以将一种或多种铂族金属如铂、钯或钌，和通常为直径约0.5至6微米的金属颗粒形式的那些以在载体气流如氩气中的流化的粉末形式引入等离子体反应器。还将直径为约15至25微米的颗粒尺寸的金属氧化物，典型地氧化铝或氧化铈以在载体气体中的流化的粉末形式引入。然而，可以使用将材料引入反应器的其它方法，如在液态浆料中。可以使用约1％至约40％的一种或多种铂族金属和约99％至约60％的金属氧化物(按重量计)的组合物。此外，可以使用约40％至约60％的一种或多种铂族金属和约60％至约40％的金属氧化物(按重量计)的组合物。可以用于氧化复合纳米颗粒的材料范围的实例为约0％至约40％的铂、约0％至约40％的钯和约55％至约65％的氧化铝；在一些实施方案中，使用约20％至约30％的铂、约10％至约15％的钯和约50％至约65％的氧化铝；在另外的实施方案中，使用约23.3％至约30％的铂、约11.7％至约15％的钯和约55％至约65％的氧化铝。示例性组合物含有约26.7％的铂、约13.3％的钯和约60％的氧化铝。
氧化复合纳米颗粒可以含有2:1至100:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，氧化复合纳米颗粒可以含有2:1至75:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，氧化复合纳米颗粒可以含有2:1至50:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，氧化复合纳米颗粒可以含有2:1至25:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，氧化复合纳米颗粒可以含有2:1至15:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，氧化复合纳米颗粒可以含有2:1至10:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，氧化复合纳米颗粒可以含有2:1的铂比钯或大约2:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至20:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有5:1至15:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有8:1至12:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有10:1的铂比钯或大约10:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至8:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有3:1至5:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有4:1的铂比钯或大约4:1的铂比钯的混合物。
可以用于还原性复合纳米颗粒的材料范围的实例为约1％至约10％的铑和90％至99％的氧化铈。在一个实施方案中，组合物含有约5％的铑和95％的氧化铈。
可以用于PNA复合纳米颗粒的材料范围的实例为约1％至约40％的钯和约99％至约60％的氧化铈、约5％至约20％的钯和约95％至约80％的氧化铈和约8％至约12％的钯和约92％至约88％的氧化铈。这些实例可以为用于待用于大的发动机系统中的PNA材料。在一个实施方案中，组合物含有约10％的钯和约90％的氧化铈。可以用于PNA复合纳米颗粒的材料范围的其它实例为约1％至约40％的钌和约99％至约60％的氧化铈、约5％至约20％的钌和约95％至约80％的氧化铈和约8％至约12％的钌和约92％至约88％的氧化铈。这些实例可以为用于待用于小的发动机系统中的PNA材料。在一个实施方案中，组合物含有约10％的钌和约90％的氧化铈。如下文所讨论，在所有实施方案中，氧化铈可以尤其包括铈-锆氧化物、铈-锆-镧氧化物和铈-锆-镧-钇氧化物。
在等离子体反应器中，使任何固体或液体材料快速蒸发或转变成等离子体。可以达到20,000至30,000开尔文的温度的过热的材料的动能保证了所有组分的极其彻底的混合物。
然后使用如美国公开号2008/0277267(将其公开通过引用以其整体并入本文)中所公开的湍流猝灭室的方法快速猝灭等离子体流的过热的材料。可以将高流速如2400至2600升每分钟的氩气淬灭气体注入过热的材料。可以将材料在冷却管中进一步冷却并且收集和分析以保证材料的适当的尺寸范围。
上文描述的等离子体生产方法产生高度均匀的复合纳米颗粒，其中复合纳米颗粒包含结合至载体纳米颗粒的催化纳米颗粒。催化纳米颗粒包含一种或多种铂族金属，如2:1重量比的Pt:Pd。在一些实施方案中，催化纳米颗粒具有介于大约0.3nm和大约10nm之间，优选介于大约1nm至大约5nm之间，即大约3nm±2nm的平均直径或平均粒度。催化纳米颗粒的这些尺寸可以为当使用湿化学方法时使用的催化纳米颗粒的尺寸。在一些实施方案中，包含金属氧化物如氧化铝或氧化铈的载体纳米颗粒具有大约20nm以下，或大约15nm以下，或介于大约10nm和大约20nm之间，即大约15nm±5nm，或介于大约10nm和大约15nm之间，即大约12.5nm±2.5nm，或介于大约5nm和大约10nm之间，即大约7.5nm±2.5nm的平均直径。
当在还原条件下，如通过使用氩气/氢气工作气体生产时，复合纳米颗粒导致在PGM纳米颗粒所结合至的载体纳米颗粒上的部分还原的表面，如在美国公开号2011/0143915第0014-0022段中所公开。例如，当钯存在于等离子体中时，在还原条件下产生的颗粒可以为铝酸钯。部分还原的表面抑制了在高温下铂族金属在载体表面上的迁移。这转而限制了当将颗粒暴露至延长的升高的温度时铂族金属的聚集。这样的聚集对于许多催化应用都是不可取的，因为其减小了反应可获得的PGM催化剂的表面积。
将包含两种纳米颗粒(催化或载体)的复合纳米颗粒称为“纳米-纳米”颗粒或“NN”颗粒。
生产带有复合纳米颗粒的微米尺寸的担体颗粒(“纳米-纳米-微米”颗粒或“NNm”TM颗粒)
可以将复合纳米颗粒(纳米-纳米颗粒)进一步结合至微米尺寸的担体颗粒以产生复合微米/纳米颗粒，其被称为“纳米-纳米-微米”颗粒或“NNm”TM颗粒，其为催化颗粒。
微米尺寸的颗粒可以具有介于约1微米和约100微米之间，如介于约1微米和约10微米之间，介于约3微米和约7微米之间，或介于约4微米和约6微米之间的平均尺寸。在一个实施方案中，微米尺寸的颗粒具有5微米的平均尺寸。微米尺寸的颗粒的这些尺寸可以为在使用湿化学方法时使用的微米尺寸的颗粒的尺寸。
通常通过以下方法生产纳米-纳米-微米颗粒：将复合纳米颗粒(纳米-纳米颗粒)悬浮于水中，将悬浮液的pH调节至介于约2和约7之间，介于约3和约5之间，或约4，将一种或更多种表面活性剂添加至悬浮液(或替代地，将表面活性剂添加至水中，然后将复合纳米颗粒悬浮在水中)以形成第一溶液。方法包括超声波处理复合纳米颗粒悬浮液和将悬浮液施加至微米尺寸的金属氧化物颗粒直至初湿含浸点，由此将微米尺寸的颗粒用复合纳米颗粒和纳米尺寸的金属氧化物浸渍。还可以将该干燥和煅烧的方法应用至通常经由初湿含浸生产在(微米尺寸的或纳米尺寸的)载体颗粒上的纳米颗粒。
在一些实施方案中，在高温用气体预处理微米尺寸的金属氧化物颗粒。微米尺寸的金属氧化物颗粒的预处理允许纳米-纳米-微米颗粒承受发动机的高温。没有预处理的情况下，纳米-纳米-微米颗粒会比经预处理的纳米-纳米-微米颗粒更可能在暴露至高温时相变。在一些实施方案中，预处理包括在如约700℃至约1500℃；700℃至约1400℃；700℃至约1300℃；和700℃至约1200℃的温度暴露微米尺寸的金属氧化物颗粒。在一些实施方案中，预处理包括在如约700℃、1110℃、1120℃、1130℃、1140℃、1150℃、1155℃、1160℃、1165℃、1170℃、1175℃,1180℃、1190℃和1200℃的温度暴露微米尺寸的金属氧化物颗粒。
方法包括干燥已用复合纳米颗粒和纳米尺寸的金属氧化物浸渍的微米尺寸的金属氧化物颗粒，和煅烧已用复合纳米颗粒和纳米尺寸的金属氧化物浸渍的微米尺寸的金属氧化物颗粒。
典型地，将复合纳米颗粒和纳米尺寸的金属氧化物悬浮在水中和将悬浮液调节至具有介于约2和约7之间，优选介于约3和约5之间的pH，更优选约4的pH(采用乙酸或另一种有机酸调节pH)。可以将分散剂、表面活性剂或其混合物添加至复合纳米颗粒和纳米尺寸的金属氧化物。适合使用的表面活性剂包括来自Huntsman的X3202(化学文摘登记号68123-18-2，描述为4,4'-(1-甲基次乙基)双酚聚合物，其具有2-(氯甲基)环氧乙烷、2-甲基环氧乙烷和环氧乙烷)，X3204和X3503表面活性剂(JEFFSPERSE是美国德克萨斯州The Woodlands的Huntsman公司的用作分散剂和稳定剂的化学品的注册商标)，其为非离子型聚合物分散剂。其它合适的表面活性剂包括来自Lubrizol的24000和46000(SOLSPERSE是英国德比郡的Lubrizol公司的用于化学分散试剂的注册商标)。优选的是X3202表面活性剂，化学文摘登记号68123-18-2(描述为4,4'-(1-甲基次乙基)双酚聚合物，具有2-(氯甲基)环氧乙烷、2-甲基环氧乙烷和环氧乙烷)。可以在例如约0.5％至约5％范围内添加表面活性剂，其中约2％是典型的值。
可以将含水表面活性剂、复合纳米颗粒和纳米尺寸的金属氧化物的混合物进行超声波处理以分散复合纳米颗粒和纳米尺寸的金属氧化物。复合纳米颗粒和纳米尺寸的金属氧化物在分散体中的量可以在约2％至约15％(按重量计)范围内。然后将分散体施加至多孔的微米尺寸的金属氧化物，如Al2O3(其可以由如Rhodia或Sasol的公司购买)或氧化铈。可以将多孔的微米尺寸的金属氧化物粉末用小百分数的镧和/或氧化镧(约2％至约4％La)稳定化。另外，多孔的微米尺寸的金属氧化物粉末可以包括一定百分比的氧化锆(约5％至约15％，优选10％)。在一些实施方案中，多孔的微米尺寸的金属氧化物粉末可以进一步包含氧化钇。因此，多孔的微米尺寸的金属氧化物粉末可以包括氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物、铈-锆-镧-钇氧化物，或其组合。在一些实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒含有40-90wt％的氧化铈、5-60wt％的氧化锆、1-15wt％的氧化镧和/或1-10wt％的氧化钇。在一个实施方案中，微米尺寸的氧化铈颗粒含有86wt％的氧化铈、10wt％的氧化锆和4wt％的镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈颗粒含有40wt％的氧化铈、50wt％的氧化锆、5wt％的氧化镧和5wt％的氧化钇。适合使用的一种商业上的氧化铝粉末为MI-386，其购自Grace Davison或Rhodia。由大于0.28μm的孔尺寸限定的该粉末的可用表面为大约2.8m2/g。适合使用的一种商业上的氧化铈粉末是HSA5、HSA20，或其混合物，购自Rhodia-Solvay。
关于(复合纳米颗粒的重量):(微米担体颗粒的重量)，所使用的复合纳米颗粒比所使用的微米尺寸的担体颗粒的比例可以为约3:100至约10:100，约5:100至约8:100或约6.5:100。在一些实施方案中，可以将约8克的复合纳米颗粒与约122克的担体微颗粒一起使用。将复合纳米颗粒的含水分散体以小份额(如通过浸涂或其它方法)施加至微米尺寸的粉末直至初湿含浸点，产生类似于潮湿的砂的材料。
然后可以干燥用复合纳米颗粒浸渍的微米尺寸的担体颗粒(例如，在约30℃至约95℃，优选约60℃至约70℃，在大气压或在降低的压力，如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡)。在干燥之后，然后可以煅烧颗粒(在升高的温度，如400℃至约700℃，优选约500℃至约600℃，更优选在约540℃至约560℃，还更优选在约550℃至约560℃，或在约550℃；在大气压或在降低的压力，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，在环境气氛中或在惰性气氛如氮气或氩气下)以生成复合微/纳米颗粒，也被称为纳米-纳米-微米颗粒或NNm颗粒。可以在煅烧步骤之前进行干燥步骤，以除去水，然后在更高的煅烧温度加热；这避免了会破坏已嵌入微米尺寸的担体的孔中的经浸渍的纳米颗粒的水沸腾。在任意实施方案中，可以在与大气条件相比的还原性条件下完成干燥和/或煅烧，从而限制氧化物形成的量(具体而言，关于PGM金属)。因此，可以使用氩气和/或氦气完成干燥和/或煅烧。
NNm颗粒可以含有约0.1重量％至约6重量％，或在另一实施方案中约0.5重量％至3.5重量％，或在另一实施方案中约1重量％至2.5重量％，或在另一实施方案中约2重量％至约3重量％，或在另一实施方案中，约2.5重量％的PGM，按NNm颗粒的总质量计。然后可以将NNm颗粒用于涂布基材的制剂，其中可以将经涂布的基材用于催化转化器中。
NNm材料的生产的实例描述于以下专利和专利申请中，将其公开通过引用以其整体引入本文：美国专利公开号2005/0233380、美国专利公开号2006/0096393、美国专利申请号12/151,810、美国专利申请号12/152,084、美国专利申请号12/151,809、美国专利号7,905,942、美国专利申请号12/152,111、美国专利公开2008/0280756、美国专利公开2008/0277270、美国专利申请号12/001,643、美国专利申请号12/474,081、美国专利申请号12/001,602、美国专利申请号12/001,644、美国专利申请号12/962,518、美国专利申请号12/962,473、美国专利申请号12/962,490、美国专利申请号12/969,264、美国专利申请号12/962,508、美国专利申请号12/965,745、美国专利申请号12/969,503和美国专利申请号13/033,514、WO 2011/081834(PCT/US2010/59763)和US 2011/0143915(美国专利申请号12/962,473)。
生产带有复合纳米颗粒的混杂的微米尺寸的担体颗粒(“纳米-纳米-微米”颗粒或“NNm”TM颗粒)以及使用湿化学方法用一种或多种铂族金属浸渍—“混杂的NNm/湿化学颗粒”或“混杂的复合/湿化学颗粒”
此外，可以使用湿化学方法另外将带有复合纳米颗粒的微米尺寸的颗粒用铂族金属浸渍，使得PGM由于纳米-纳米复合纳米颗粒以及由于经由湿化学沉积而存在于微米尺寸的颗粒上。可以在将复合纳米颗粒(纳米-纳米)结合至微米尺寸的颗粒之前或之后将微米尺寸的颗粒用PGM浸渍。当将纳米-纳米颗粒添加至微米尺寸的担体颗粒时，纳米-纳米颗粒倾向于停留在微米颗粒的表面附近，因为它们过大而不能渗入微米颗粒的更小的孔中。因此，经由湿化学方法浸渍这些微米尺寸的颗粒允许PGM比相应的纳米-纳米颗粒更深地渗入微米尺寸的颗粒。另外，因为这些混杂的NNm/湿化学颗粒的纳米-纳米颗粒含有PGM，所以可以将更少量的PGM通过湿化学浸渍到微米尺寸的颗粒上，以实现总的期望的负载量。例如，如果在最终催化剂或PNA材料上需要5g/l的PGM最终负载量，那么作为纳米-纳米(NN)颗粒的3g/l的PGM负载量仅需要经由湿化学方法负载2g/l的PGM。当将催化剂或PNA材料暴露至延长的升高的温度时，因为要聚集更少的PGM，所以较少量的湿化学浸渍的PGM可以降低这些湿化学浸渍的催化颗粒的聚集速率。即，将会降低催化剂老化的速率，因为在经湿化学沉积的PGM的较低的浓度时降低了移动的经湿化学沉积的PGM的碰撞和聚集的速率，但是由于来自纳米-纳米颗粒的PGM的贡献而并不降低PGM的总体负载量。因此，使用纳米-纳米-微米构造和使用具有经湿化学沉积的铂族金属的微米尺寸的颗粒可以增强催化剂性能和NOx储存，同时避免过度的老化速率。
在以下中讨论了通过湿化学方法浸渍担体和生产催化剂的方法：Heck,Ronald M.；Robert J.Farrauto；和Suresh T.Gulati,Catalytic Air Pollution Control:Commercial Technology，第三版，Hoboken,New Jersey:John Wiley&Sons,2009，第2章，第24-40页(特别是参见第30-32页)和其中公开的参考文献，以及Marceau,Eric；Xavier Carrier和Michel Che，“Impregnation and Drying”，Synthesis of Solid Catalysts的第4章(编辑：de Jong,Krijn)Weinheim,Germany:Wiley-VCH,2009，第59-82页和其中公开的参考文献。
对于湿化学浸渍，典型地将铂族金属盐的溶液添加至微米尺寸的担体颗粒至初湿含浸点，然后干燥、煅烧和还原(如果必要)至单质金属。可以通过如下将铂沉积在担体，如氧化铝上：使用Pt盐，如氯铂酸H2PtCl6)，然后干燥、煅烧和还原至单质金属。可以通过如下将钯沉积在担体，如氧化铝上：使用盐，如硝酸钯(Pd(NO3)2)、氯化钯(PdCl2)、乙酰丙酮酸钯(II)(Pd(acac)2)，然后干燥、煅烧和还原至单质金属(例如参见Toebes等人，“Synthesis of supported palladium catalysts,”Journal of Molecular Catalysis A:Chemical 173(2001)75-98)。
制备用于氧化反应的催化剂(氧化“纳米-纳米-微米”颗粒或“NNm”TM颗粒)的一般程序
为了制备氧化催化颗粒，可以将氧化复合纳米颗粒的分散体施加至多孔的微米尺寸的Al2O3，所述Al2O3可以购自例如Rhodia或Sasol的公司。可以将多孔的微米尺寸的Al2O3粉末用小百分数的镧和/或氧化镧(约2％至约4％La)稳定化。适合使用的一种商业氧化铝粉末为MI-386，其可以购自Grace Davison或Rhodia。由大于0.28μm的孔尺寸限定的该粉末的可用表面为大约2.8m2/g。关于(复合纳米颗粒的重量):(微米担体颗粒的重量)，所使用的复合纳米颗粒比所使用的微米尺寸的担体颗粒的比例可以为约3:100至约10:100，约5:100至约8:100，或约6.5:100。在一些实施方案中，可以将约8克的复合纳米颗粒与约122克的担体微颗粒一起使用。可以将复合纳米颗粒的含水分散体以小份额(如通过浸涂或其它方法)施加至微米尺寸的粉末直至初湿含浸点，产生类似于潮湿的砂的材料，如下文所描述。
在一些情况下，纳米尺寸的氧化催化剂，例如Pd、Pt或Pt/Pd的尺寸为约1nm和纳米尺寸的Al2O3的尺寸为约10nm。在一些情况下，纳米尺寸的氧化催化剂的尺寸为大约1nm以下和纳米尺寸的Al2O3的尺寸为大约10nm以下。在一些情况下，将Pd用作氧化催化剂和纳米尺寸的Pd:纳米尺寸的氧化铝的重量比为约5％:95％。在一些情况下，纳米尺寸的Pd的重量百分数为纳米尺寸的氧化铝上的纳米尺寸的Pd的介于约5％至约20％之间。含有在纳米尺寸的Al2O3上的纳米尺寸的Pd的纳米-纳米材料显示出深黑色。在一些情况下，将Pt用作氧化催化剂和纳米尺寸的Pt:纳米尺寸的氧化铝的重量比为约40％:60％。在一些情况下，将Pt和Pd的混合物用作氧化催化剂。在一些实施方案中，纳米尺寸的Pt/Pd:纳米尺寸的氧化铝的重量比为约5％:95％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Pt/Pd:纳米尺寸的氧化铝的重量比为约10％:90％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Pt/Pd:纳米尺寸的氧化铝的重量比为约20％:80％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Pt/Pd:纳米尺寸的氧化铝的重量比为约30％:70％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Pt/Pd:纳米尺寸的氧化铝的重量比为约40％:60％。
可以使用超声波方法以将纳米-纳米颗粒分散至具有pH～4的水中而制备含有经分散的纳米-纳米材料的溶液。然后，将100g微米尺寸的MI-386Al2O3放入混合机和将100g含有纳米-纳米材料的分散体注入混合中的氧化铝。将该过程称为初湿含浸过程或方法。
接下来将湿粉末在对流加热炉中在60℃干燥过夜直至其完全干燥。一旦将粉末干燥，就进行煅烧。将来自在前步骤的经干燥的粉末，即在微米尺寸的材料的纳米材料在环境空气条件下在550℃烘焙2小时。在煅烧期间，烧除表面活性剂和将纳米材料胶粘或固定至微米尺寸的材料的表面上或微米材料的孔的表面上。对于为何可以将纳米材料在煅烧期间更持久地胶粘或固定至微米尺寸的材料上的一种解释是因为在煅烧步骤期间形成氧-氧(O-O)键、氧化物-氧化物键或共价键。可以在纳米材料之间(纳米-纳米与纳米-纳米、纳米-纳米与纳米尺寸的氧化铝和纳米尺寸的氧化铝与纳米尺寸的氧化铝)、在纳米材料和微米尺寸的材料之间和在微米尺寸的材料本身之间形成氧化物-氧化物键。有时将氧化物-氧化物键形成称为固态反应。在该阶段，所产生的材料含有具有在表面上随机分布的具有纳米-纳米和纳米尺寸的Al2O3的微米尺寸的颗粒。
氧化NNmTM颗粒可以含有NNmTM颗粒的总质量的约0.5重量％至约5重量％，或在另一实施方案中约1重量％至3重量％，或在另一实施方案中，约1.2重量％至2.5重量％的钯。氧化NNmTM颗粒可以含有NNmTM颗粒总质量的约1重量％至约6重量％的铂。氧化NNmTM颗粒可以含有NNmTM颗粒总质量的约1重量％至约6重量％，或在另一实施方案中，约2重量％至3重量％的铂/钯。
制备用于还原反应的催化剂(还原“纳米-纳米-微米”颗粒或“NNm”TM颗粒)的一般程序
为了制备还原催化颗粒，可以将还原复合纳米颗粒施加至多孔的微米尺寸的氧化铈，其可以例如购自如Rhodia-Solvay的公司。适合使用的一种商业氧化铈粉末是HSA5、HSA20，或其混合物，可得自Rhodia-Solvay。微米尺寸的氧化铈可以含有氧化锆。在一些实施方案中，微米尺寸的氧化铈基本上不含氧化锆。在其它实施方案中，微米尺寸的氧化铈含有至多100％的氧化锆。在一个实施方案中，还原复合纳米颗粒为铑。
然后可以干燥用复合还原纳米颗粒和纳米尺寸的金属氧化物浸渍的微米尺寸的担体颗粒(例如，在约30℃至约95℃，优选约60℃至约70℃，在大气压力下或在降低的压力下，如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡)。在干燥之后，可以煅烧所述颗粒(在升高的温度，如400℃至约700℃，优选约500℃至约600℃，更优选在约540℃至约560℃，还更优选在约550℃至约560℃，或在约550℃；在大气压力下或在降低的压力下，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，在环境气氛中或在惰性气氛，如氮气或氩气下)，以生成复合微/纳米颗粒，其也被称为纳米-纳米-微米颗粒或NNmTM颗粒。可以在煅烧步骤之前进行干燥步骤，以在更高的煅烧温度加热之前除去水；这避免了会破坏已嵌入微米尺寸的担体的孔中的经浸渍的纳米颗粒的水沸腾。
可以使用类似于用于生产用于氧化反应的催化剂的程序制成用于还原反应的催化剂。可以使用上文描述的方法制备纳米-纳米材料，例如纳米尺寸的氧化铈上的纳米尺寸的Rh。在一些情况下，纳米尺寸的Rh的尺寸为约1nm和纳米尺寸的氧化铈的尺寸为约10nm。在一些情况下，纳米尺寸的Rh的尺寸为大约1nm以下和纳米尺寸的氧化铈的尺寸为大约10nm以下。在一些实施方案中，纳米尺寸的Rh:纳米尺寸的氧化铈的重量比为1％:99％至20％:80％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Rh:纳米尺寸的氧化铈的重量比2％:98％至15％:85％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Rh:纳米尺寸的氧化铈的重量比3％:97％至10％:90％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Rh:纳米尺寸的氧化铈的重量比4％:96％至6％:94％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Rh:纳米尺寸的氧化铈的重量比约5％:95％。
接下来可以进行煅烧。可以将来自在前的步骤的经干燥的粉末，即微米尺寸的材料上的纳米材料在环境空气条件下在550℃焙烧2小时。在煅烧步骤期间，蒸发表面活性剂并且将纳米材料胶粘或固定至微米尺寸的材料的表面或微米尺寸的材料的孔的表面上。在该阶段，所产生的材料(催化活性材料)含有具有随机地分布在表面上的纳米-纳米(如在纳米尺寸的氧化铈上的纳米尺寸的Rh)和纳米尺寸的氧化铈的微米尺寸的颗粒(微米尺寸的氧化铈)。
还原NNmTM颗粒可以含有NNmTM颗粒的总质量的约0.1重量％至1.0重量％，或在另一实施方案中约0.2重量％至0.5重量％，或在另一实施方案中，约0.3重量％，或在另一实施方案中，约0.4重量％的铑。然后可以将NNmTM颗粒用于涂布基材的制剂，其中可以将经涂布的基材用于催化转化器中。
用于制备PNA材料(PNA“纳米-纳米-微米”颗粒或“NNm”TM颗粒)的催化剂的一般程序
为了制备PNA颗粒，可以将PNA复合纳米颗粒施加至多孔的微米尺寸的氧化铈，其可以例如购自如Rhodia-Solvay的公司。适合使用的一种商业氧化铈粉末为HSA5、HSA20，或其混合物，其得自Rhodia-Solvay。微米尺寸的氧化铈可以进一步包含氧化锆。在一些实施方案中，微米尺寸的氧化铈基本上不含氧化锆。在其它实施方案中，微米尺寸的氧化铈含有至多100％的氧化锆。另外，微米尺寸的氧化铈可以进一步包含镧和/或氧化镧。在一些实施方案中，微米尺寸的氧化铈可以进一步包含氧化锆和氧化镧二者。在一些实施方案中，微米尺寸的氧化铈可以进一步包含氧化钇。因此，微米尺寸的氧化铈可以为氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物、铈-锆-镧-钇氧化物，或其组合。在一些实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒含有40-90wt％的氧化铈、5-60wt％的氧化锆、1-15wt％的氧化镧和/或1-10wt％的氧化钇。在一个实施方案中，微米尺寸的氧化铈含有86wt.％的氧化铈、10wt.％的氧化锆；和4wt.％的镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈颗粒含有40wt％的氧化铈、50wt％的氧化锆、5wt％的氧化镧和5wt％的氧化钇。在一个实施方案中，PNA复合纳米颗粒的PGM为钯。在一个实施方案中，PNA复合纳米颗粒的PGM为钌。PNA复合纳米颗粒的钌可以为氧化钌。
然后可以干燥用复合PNA纳米颗粒和纳米尺寸的金属氧化物浸渍的微米尺寸的担体颗粒(例如，在约30℃至约95℃，优选约60℃至约70℃，在大气压力下或在降低的压力下，如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡)。在干燥之后，可以煅烧所述颗粒(在升高的温度，如400℃至约700℃，优选约500℃至约600℃，更优选在约540℃至约560℃，还更优选在约550℃至约560℃，或在约550℃；在大气压力下或在降低的压力下，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，在环境气氛中或在惰性气氛如氮气或氩气下)，以生成复合微/纳米颗粒，其也被称为纳米-纳米-微米颗粒或NNmTM颗粒。可以在煅烧步骤之前进行干燥步骤，以在更高的煅烧温度加热之前除去水；这避免了会破坏已嵌入微米尺寸的担体的孔中的经浸渍的纳米颗粒的水沸腾。
可以使用类似于用于生产用于氧化反应的催化剂的程序制成PNA材料。可以使用上文描述的方法制备纳米-纳米材料，例如纳米尺寸的氧化铈上的纳米尺寸的Pd、Ru或氧化钌。在一些情况下，纳米尺寸的Pd、Ru或氧化钌的尺寸为约1nm至约5nm和纳米尺寸的氧化铈的尺寸为约5nm至约10nm。在一些情况下，纳米尺寸的Pd、Ru或氧化钌的尺寸为大约1nm以下和纳米尺寸的氧化铈的尺寸为大约10nm以下。在一些实施方案中，纳米尺寸的Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸的氧化铈的重量比为1％:99％至40％:60％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸的氧化铈的重量比为5％:95％至20％:80％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸的氧化铈的重量比为8％:92％至12％:88％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸的氧化铈的重量比为9％:91％至11％:89％。在一些实施方案中，纳米尺寸的Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸的氧化铈的重量比为约10％:90％。
接下来可以进行煅烧。可以将来自在前的步骤的经干燥的粉末，即微米尺寸的材料上的纳米材料在环境空气条件下在550℃焙烧2小时。在煅烧步骤期间，蒸发表面活性剂并且将纳米材料胶粘或固定至微米尺寸的材料的表面或微米尺寸的材料的孔的表面上。在该阶段，所产生的材料(催化活性材料)含有具有随机地分布在表面上的纳米-纳米(如在纳米尺寸的氧化铈上的纳米尺寸的Pd、Ru或氧化钌)和纳米尺寸的氧化铈的微米尺寸的颗粒(微米尺寸的氧化铈)。
PNA NNmTM颗粒可以含有NNmTM颗粒总质量的约0.1重量％至6重量％，或在另一实施方案中约0.5重量％至3.5重量％，或在另一实施方案中，约1重量％至约2.5重量％，或在另一实施方案中约2重量％至约3重量％，或在另一实施方案中，约2.5重量％的Pd、Ru或氧化钌。然后可以将NNmTM颗粒用于涂布基材的制剂，其中可以将经涂布的基材用于催化转化器中。
用于“纳米-纳米-微米中的”颗粒(“NNiM”颗粒)中的多孔材料
多孔材料，多孔材料、包含复合纳米颗粒和多孔担体的微米尺寸的颗粒(“纳米-纳米-微米中的”颗粒或“NNiM”颗粒)的生产和包含复合纳米颗粒和多孔担体的微米尺寸的颗粒(“纳米-纳米-微米中的”颗粒或“NNiM”颗粒)的生产描述于2013年9月23日提交的共同拥有的美国临时专利申请号61/881,337，美国专利申请号14/494,156和国际专利申请号PCT/US2014/057036中，将其公开通过引用以其整体并入本文。
通常，优选的多孔材料为含有大量互连的孔、洞、通道或凹坑的材料，其中平均孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)在1nm至约200nm，或约1nm至约100nm，或约2nm至约50nm，或约3nm至约25nm范围内。在一些实施方案中，多孔材料具有小于约1nm的中值孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)，而在一些实施方案中，多孔担体具有大于约100nm的中值孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)。在一些实施方案中，多孔材料具有在约50m2/g至约500m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有在约100m2/g至约400m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有在约150m2/g至约300m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有小于约50m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有大于约200m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有大于约300m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约200m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约300m2/g的平均孔表面积。
在一些实施方案中，多孔材料可以包含多孔金属氧化物，如氧化铝或氧化铈。在一些实施方案中，多孔材料可以包含有机聚合物，如聚合的间苯二酚。在一些实施方案中，多孔材料可以包含无定形碳。在一些实施方案中，多孔材料可以包含二氧化硅。在一些实施方案中，多孔材料可以为多孔陶瓷。在一些实施方案中，多孔材料可以包含两种或更多种不同类型的散布的多孔材料的混合物，例如氧化铝和聚合的间苯二酚的混合物。在一些实施方案中，多孔担体可以在已除去间隔物材料之后包含氧化铝。例如，在一些实施方案中，可以用散布的氧化铝和聚合的间苯二酚形成复合材料并且例如通过煅烧除去聚合的间苯二酚，产生多孔担体。在另一实施方案中，可以用散布的氧化铝和炭黑形成复合材料并且例如通过煅烧除去炭黑，产生多孔担体。
在一些实施方案中，多孔材料为微米尺寸的颗粒，其具有介于约1微米和约100微米之间，介于约1微米和约10微米之间，介于约3微米和约7微米之间，或介于约4微米和约6微米之间的平均尺寸。在其它实施方案中，多孔材料可以为大于约7微米的颗粒。在一些实施方案中，多孔材料可能不是颗粒的形式而是连续的材料。
多孔材料可以允许气体和流体经由暴露至多孔材料的高表面积的互连的通道缓慢地流过多孔材料。多孔材料因此可以充当用于包埋其中需要高表面积暴露的颗粒，如催化纳米颗粒的优异的担体材料，如下文所描述。
用于“纳米-纳米-微米中的”颗粒(“NNiM”颗粒)的多孔材料的生产
可以使用多孔材料形成催化剂或PNA材料。该多孔材料包括例如，包埋在所述材料的多孔结构之内的纳米颗粒。这可以包括包埋至在纳米-纳米颗粒周围形成的多孔担体中的纳米-纳米颗粒(复合纳米颗粒)。包埋在多孔担体中的纳米颗粒可以涉及在通常通过使用本文中所描述的方法在纳米颗粒周围形成多孔担体时产生的多孔担体中的纳米颗粒的构造。即，所产生的结构含有具有在纳米颗粒周围或围绕纳米颗粒构建的多孔担体的支架的纳米颗粒。多孔担体包括纳米颗粒，而同时凭借其多孔性，多孔担体允许外部气体接触包埋的纳米颗粒。
可以生产PNA纳米-纳米颗粒，其中PGM可以包含钯、钌或氧化钌和载体纳米颗粒可以包含氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物。可以生产氧化纳米-纳米颗粒，其中催化纳米颗粒可以包含铂、钯或铂/钯合金和载体纳米颗粒可以包含氧化铝。可以生产还原纳米-纳米颗粒，其中催化纳米颗粒可以包含铑和载体纳米颗粒可以包含氧化铈。载体纳米颗粒可以包含氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物。
在一些实施方案中，多孔结构包含氧化铝或氧化铈。在一些实施方案中，氧化铈可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合。在一些实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒含有40-90wt％的氧化铈、5-60wt％的氧化锆、1-15wt％的氧化镧和/或1-10wt％的氧化钇。在一个实施方案中，氧化铈颗粒含有86wt％的氧化铈、10wt％的氧化锆和4wt％的镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈颗粒含有40wt％的氧化铈、50wt％的氧化锆、5wt％的氧化镧和5wt％的氧化钇。
可以如下制备具有在材料的多孔结构之内包埋的纳米-纳米颗粒的多孔材料，其中多孔结构包含氧化铝或其中多孔结构包含氧化铈或其中多孔结构包含铈-锆氧化物、铈-锆-镧氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物。可以例如通过美国专利号3,520,654(将其公开通过引用以其整体并入本文)中所描述的方法形成氧化铝多孔结构。在一些实施方案中，可以将通过将氧化钠和氧化铝溶于水中制备的铝酸钠溶液用硫酸或硫酸铝处理以将pH降低至约4.5至约7的范围。pH方面的降低产生可以被喷雾干燥、洗涤和快速干燥产生多孔氧化铝材料的多孔水合氧化铝的沉淀物。任选地，可以将多孔氧化铝材料用二氧化硅稳定化，如EP0105435 A2中所公开，将其公开通过引用以其整体并入本文。可以将铝酸钠溶液添加至硫酸铝溶液，形成具有约8.0的pH的混合物。可以将碱性金属硅酸盐溶液，如硅酸钠溶液缓慢添加至所述混合物，导致经二氧化硅稳定的多孔氧化铝材料的沉淀。
多孔材料也可以通过使氧化铝纳米颗粒和无定形碳颗粒，如炭黑共沉淀来产生。在环境或充氧(oxygenated)环境中干燥和煅烧沉淀物时，无定形碳被耗尽，即烧除。同时，来自煅烧过程的热导致氧化铝纳米颗粒烧结在一起，导致在结构中炭黑曾经出现处的遍及沉淀的氧化铝的孔。在一些实施方案中，可以将氧化铝纳米颗粒悬浮在乙醇、水或者乙醇和水的混合物中。在一些实施方案中，可以将分散剂如来自BYK的(DisperBYK是德国Wesel，BYK-Chemie GmbH LLC用于作为分散和润湿剂使用的化学品的注册商标)添加至氧化铝纳米颗粒悬浮液。可以将具有在约1nm至约200nm，或约20nm至约100nm，或约20nm至约50nm范围内，或约35nm的平均粒度的炭黑添加至氧化铝悬浮液。在一些实施方案中，添加足够的炭黑，以获得应当使用约50m2/g至约500m2/g，如约50m2/g、约100m2/g、约150m2/g、约200m2/g、约250m2/g、约300m2/g、约350m2/g、约400m2/g、约450m2/g，或约500m2/g的孔表面积。可以将所产生的混合物的pH调节至约2至约7的范围，如介于约3和约5之间的pH，优选约4的pH，使颗粒沉淀。在一些实施方案中，可以例如通过使沉淀剂(precipitant)升温(例如，在约30℃至约95℃，优选约60℃至约70℃，在大气压力下或在降低的压力，如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡下)干燥沉淀剂。替代地，在一些实施方案中，可以将沉淀剂冷冻干燥。
在干燥之后，然后可以煅烧材料(在升高的温度，如400℃至约700℃，优选约500℃至约600℃，更优选在约540℃至约560℃，还更优选在约550℃至约560℃，或在约550℃；在大气压力下或在降低的压力，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡下，在环境气氛中)。煅烧过程导致炭黑基本上被烧除和氧化铝纳米颗粒烧结在一起，生成多孔氧化铝材料。
在其它实施方案中，多孔材料还可以通过使氧化铈纳米颗粒和无定形碳颗粒，如炭黑共沉淀来产生。在环境或充氧环境中干燥和煅烧沉淀物时，无定形碳被耗尽，即烧除。同时，来自煅烧过程的热导致氧化铈纳米颗粒烧结在一起，导致在结构中炭黑曾经出现处的遍及沉淀的氧化铈的孔。在一些实施方案中，可以将氧化铈纳米颗粒悬浮在乙醇、水或者乙醇和水的混合物中。在一些实施方案中，可以将分散剂如来自BYK的(DisperBYK是德国Wesel，BYK-Chemie GmbH LLC用于用作分散和润湿剂的化学品的注册商标)添加至氧化铈纳米颗粒悬浮液。可以将具有在约1nm至约200nm，或约20nm至约100nm，或约20nm至约50nm范围内，或约35nm的平均粒度的炭黑添加至氧化铈悬浮液。在一些实施方案中，添加足够的炭黑，以获得应当使用约50m2/g至约500m2/g，如约50m2/g、约100m2/g、约150m2/g、约200m2/g、约250m2/g、约300m2/g、约350m2/g、约400m2/g、约450m2/g，或约500m2/g的孔表面积。可以将所产生的混合物的pH调节至约2至约7的范围，如介于约3和约5之间的pH，优选约4的pH，使颗粒沉淀。在一些实施方案中，可以例如通过使沉淀剂升温(例如，在约30℃至约95℃，优选约60℃至约70℃，在大气压力下或在降低的压力，如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡下)干燥沉淀剂。替代地，在一些实施方案中，可以将沉淀剂冷冻干燥。
在干燥之后，然后可以煅烧材料(在升高的温度，如400℃至约700℃，优选约500℃至约600℃，更优选在约540℃至约560℃，还更优选在约550℃至约560℃，或在约550℃；在大气压力下或在降低的压力，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡下，在环境气氛中)。煅烧过程导致炭黑基本上被烧除并且氧化铈纳米颗粒烧结在一起，生成多孔氧化铈材料。
在一些实施方案中，可以使用溶胶-凝胶方法制成多孔材料。例如，氧化铝多孔材料的溶胶-凝胶前体可以通过使氯化铝与氧化丙烯反应来形成。可以将氧化丙烯添加至溶于乙醇和水的混合物中的氯化铝的溶液中，其形成可以干燥和煅烧的多孔材料。在一些实施方案中，可以将表氯醇用于替换氧化丙烯。作为另一实例，氧化铈多孔材料的溶胶-凝胶前体可以通过使硝酸铈与间苯二酚和甲醛反应来形成。还可以使用本领域已知的使用溶胶-凝胶方法的产生多孔材料的其它方法，例如，使用溶胶-凝胶方法形成的多孔材料还可以使用原硅酸四乙酯来形成。
在一些实施方案中，多孔材料可以通过以下来形成：在凝胶聚合之前混合可燃的凝胶的前体与金属氧化物材料的前体，使凝胶聚合，干燥复合材料和煅烧复合材料，由此耗尽有机凝胶组分。在一些实施方案中，可以将包含甲醛和氧化丙烯的混合物的凝胶活化溶液与包含氯化铝和间苯二酚的混合物的凝胶单体溶液混合。在混合凝胶活化溶液和凝胶单体溶液时，由于混合甲醛和间苯二酚形成可燃的有机凝胶组分以及由于混合氧化丙烯和氯化铝形成不可燃的无机金属氧化物材料。可以干燥和煅烧所产生的复合材料，导致可燃的有机凝胶组分烧除，产生多孔金属氧化物材料(氧化铝)。在另一实施方案中，可以使甲醛的溶液与间苯二酚和硝酸铈的溶液反应。可以干燥和煅烧所产生的材料，导致可燃的有机凝胶组分烧除，产生多孔金属氧化物材料(氧化铈)。可以干燥和煅烧所产生的材料，导致可燃的有机凝胶组分烧除，产生多孔金属氧化物材料(氧化铈)。在还有的另外的实施方案中，可以使甲醛的溶液与间苯二酚、硝酸铈和硝酸氧锆、乙酸镧和/或硝酸钇的一种或更多种的溶液适当地反应，以形成铈-锆氧化物、铈-锆-镧氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物。可以干燥和煅烧所产生的材料，导致可燃的有机凝胶组分烧除，产生多孔金属氧化物材料(铈-锆氧化物、铈-锆-镧氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物)。
在一些实施方案中，凝胶活化溶液可以通过混合含水甲醛和氧化丙烯来制备。甲醛优选在水溶液中。在一些实施方案中，甲醛水溶液的浓度为约5wt％至约50wt％的甲醛,约20wt％至约40wt％的甲醛，或约30wt％至约40wt％的甲醛。优选地，含水甲醛为约37wt％的甲醛。在一些实施方案中，含水甲醛可以含有约5wt％至约15wt％的甲醇以稳定溶液中的甲醛。可以以凝胶活化溶液的最终重量的约25％至约50％的范围添加含水甲醛，其中剩余的是氧化丙烯。优选地，凝胶活化溶液包含37.5wt％的甲醛水溶液(其本身包含37wt％的甲醛)和62.5wt％的氧化丙烯，导致最终凝胶活化溶液的约14wt％的最终甲醛浓度。
独立于凝胶活化溶液，可以通过将氯化铝溶于间苯二酚和乙醇的混合物产生凝胶单体溶液。可以以约2wt％至约10wt％的范围添加间苯二酚，其中约5wt％为典型值。可以以约0.8wt％至约5wt％的范围添加氯化铝，其中约1.6wt％为典型值。
可以将凝胶活化溶液和凝胶单体溶液以约1:1的关于(凝胶活化溶液的重量):(凝胶单体溶液的重量)的比例混合在一起。然后可以干燥最终混合物(例如，在约30℃至约95℃，优选约50℃至约60℃，在大气压力下或在降低的压力如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡下干燥约1天至约5天或干燥约2天至约3天)。在干燥之后，然后可以煅烧材料(在升高的温度，如400℃至约700℃，优选约500℃至约600℃，更优选在约540℃至约560℃，还更优选在约550℃至约560℃，或在约550℃；在大气压力下或在降低的压力，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡下，在环境气氛中进行约12小时至约2天，或约16小时至约24小时)以烧除可燃的有机凝胶组分和生成多孔氧化铝担体。
凝胶单体溶液可以用硝酸铈、硝酸氧锆、乙酸镧和/或硝酸钇在类似于上文描述的方法中进行制备，用于制备多孔氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物担体。
然后将上述制备的多孔材料碾磨或研磨成微米尺寸的颗粒。
纳米-纳米-微米中的(“NNiM”TM)材料通过将纳米-纳米(NN)颗粒混入多孔材料的前体，例如通过在将纳米颗粒与无定形碳混合在一起时使用一部分NN颗粒或通过将NN颗粒混入溶胶-凝胶溶液来制备，然后制备上文所描述的多孔材料。在碾磨或研磨具有包埋在微米尺寸的颗粒中的NN颗粒的多孔材料(以形成“NNiM”TM材料)之后，然后可以将所产生的材料用于氧化性载体涂料、还原性载体涂料、PNA载体涂料或任意氧化性、还原性和PNA载体涂料的组合的载体涂料。所添加的NN颗粒的量由PGM金属在最终NNiM材料中的期望的负载量来指导。
可以形成氧化性NNiM材料，其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在氧化铝载体颗粒上的铂催化纳米颗粒；其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在氧化铝载体颗粒上的钯催化纳米颗粒；或其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在氧化铝载体颗粒上的铂/钯合金催化纳米颗粒；然后将一个或更多个那些NN颗粒包埋在由氧化铝形成的多孔担体中，将其碾磨或研磨成微米尺寸的颗粒。可以形成还原性NNiM材料，其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在氧化铈载体颗粒上的铑催化纳米颗粒；其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在铈-锆氧化物载体颗粒上的铑催化纳米颗粒；其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在铈-锆-镧氧化物载体颗粒上的铑催化纳米颗粒；或其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在铈-锆-镧-钇氧化物载体颗粒上铑催化纳米颗粒；然后将一个或更多个那些NN颗粒包埋在由多孔氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物担体形成的多孔担体中，将其碾磨或研磨成微米尺寸的颗粒。可以形成PNA NNiM材料，其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在氧化铈载体颗粒上的钯纳米颗粒；其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在铈-锆氧化物载体颗粒上的钯纳米颗粒；其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在铈-锆-镧氧化物载体颗粒上的钯纳米颗粒；或其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在铈-锆-镧-钇氧化物载体颗粒上的钯纳米颗粒；然后将一个或更多个那些NN颗粒包埋在由氧化铝、氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物形成的多孔担体中，将其碾磨或研磨成微米尺寸的颗粒。可以形成PNA NNiM材料，其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在氧化铈载体颗粒上的钌或氧化钌纳米颗粒；其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在铈-锆氧化物载体颗粒上的钌或氧化钌纳米颗粒；其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在铈-锆-镧氧化物载体颗粒上的钌或氧化钌纳米颗粒；或其中纳米-纳米复合纳米颗粒包含沉积在铈-锆-镧-钇氧化物载体颗粒上的钌或氧化钌纳米颗粒；然后将一个或更多个那些NN颗粒包埋在由氧化铝、氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物或铈-锆-镧-钇氧化物形成的多孔担体中，将其碾磨或研磨成微米尺寸的颗粒。还可以将氧化铝多孔材料用作其中可以包埋任意前述含铑的复合NN纳米颗粒的多孔材料。所使用的NN颗粒的重量比可以为描述于上述NNm部分中的那些。例如，纳米尺寸的Pd、Ru或氧化钌:纳米尺寸的氧化铈的重量比可以为1％:99％至40％:60％、5％:95％至20％:80％、8％:92％至12％:88％、9％:91％至11％:89％和10％:90％。
包含复合纳米颗粒和多孔担体的微米尺寸的颗粒(“纳米-纳米-微米中的”颗粒或“NNiM”颗粒)
可以将通过等离子体生产或其它方法产生的纳米颗粒或复合纳米颗粒包埋在多孔材料之内，以增强催化组分(这包括PNA组分，因为PNA组分包括本质上正是催化性的PGM)的表面积。然后多孔材料可以充当复合纳米颗粒的担体，其允许气体和流体经由互连的通道缓慢流过整个多孔材料。担体的高孔隙率导致允许气体和流体与包埋的催化组分如复合纳米颗粒的增加的接触的在担体之内的高表面积。将复合纳米颗粒包埋在多孔担体之内导致与其中将催化纳米颗粒沉积在担体微颗粒的表面上或并不有效渗入载体的孔中的那些技术不同的明显有利之处。当催化纳米颗粒位于担体微颗粒的表面上时，一些催化纳米颗粒可以变得被其它催化纳米颗粒掩埋，导致它们对目标气体而言由于有限的暴露表面积而不可到达。然而，当将复合纳米颗粒包埋在多孔担体之内时，气体可以通过担体的孔流动至催化组分。
多孔担体可以含有任意大数量的互连的孔、洞、通道或凹坑，优选具有1nm至约200nm，或约1nm至约100nm，或约2nm至约50nm，或约3nm至约25nm的平均孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)。在一些实施方案中，多孔担体具有小于约1nm的中值孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)，而在一些实施方案中，多孔担体具有大于约100nm的中值孔、洞、通道或凹坑宽度(直径)。在一些实施方案中，多孔材料具有在约50m2/g至约500m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有在约100m2/g至约400m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有在约150m2/g至约300m2/g范围内的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有小于约50m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有大于约200m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有大于约300m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约200m2/g的平均孔表面积。在一些实施方案中，多孔材料具有约300m2/g的平均孔表面积。
包埋有纳米颗粒的多孔担体可以用任意多孔材料形成。多孔担体可以包括，但不限于由溶胶-凝胶方法产生的任意凝胶，例如如本文中所描述的氧化铝(Al2O3)、氧化铈或二氧化硅气凝胶。在一些实施方案中，多孔担体可以包含多孔金属氧化物，如氧化铝或氧化铈。在一些实施方案中，多孔担体可以包含有机聚合物，如聚合的间苯二酚。在一些实施方案中，多孔担体可以包含无定形碳。在一些实施方案中，多孔担体可以包含二氧化硅。在一些实施方案中，多孔担体可以为多孔的陶瓷。在一些实施方案中，多孔担体可以包含两种或更多种不同类型的散布的多孔材料的混合物，例如氧化铝和聚合的间苯二酚的混合物。
在一些实施方案中，担体可以包含可燃的组分，例如无定形碳或聚合的有机凝胶，如聚合的间苯二酚和不可燃的组分，例如金属氧化物，如氧化铝。催化材料可以包括包埋在包含可燃的组分和不可燃的组分的担体中的复合纳米颗粒。
将本文中所描述的催化和/或PNA颗粒如催化纳米颗粒或催化和/或PNA复合纳米颗粒包埋在多孔担体之内。这可以通过将催化和/或PNA颗粒包括在用于形成多孔担体的混合物中来实现。在一些实施方案中，催化和/或PNA颗粒均匀地遍及多孔担体分布。在其它实施方案中，催化和/或PNA颗粒遍及多孔担体簇集(cluster)。在一些实施方案中，铂族金属占总催化和/或PNA材料(催化和/或PNA颗粒和多孔担体)的约0.001wt％至约10wt％。例如，铂族金属可以占总催化和/或PNA材料(催化和/或PNA颗粒和多孔担体)的约1wt％至约8wt％。在一些实施方案中，铂族金属可以占总催化和/或PNA材料(催化和/或PNA颗粒和多孔担体)的小于约10wt％、小于约8wt％、小于约6wt％、小于约4wt％、小于约2wt％或小于约1wt％。在一些实施方案中，铂族金属可以占总催化和/或PNA材料(催化和/或PNA颗粒和多孔担体)的约1wt％、约2wt％、约3wt％、约4wt％、约5wt％、约6wt％、约7wt％、约8wt％、约9wt％或约10wt％。
在一些实施方案中，催化和/或PNA纳米颗粒包含一种或更多种铂族金属。在具有两种或更多种铂族金属的实施方案中，所述金属可以为任意比例。在一些实施方案中，催化纳米颗粒包含一种或多种铂族金属如Pt:Pd，其为约2:1重量比至约100:1重量比，或约2:1至约75:1重量比，或约2:1至约50:1重量比，或约2:1至约25:1重量比，或约2:1至约15:1重量比的。在一个实施方案中，催化纳米颗粒包含一种或多种铂族金属如Pt:Pd，其为约2:1重量比。
包埋在多孔担体之内的复合纳米颗粒(纳米-纳米颗粒)可以采取粉末的形式，以产生复合催化微颗粒，其被称为“纳米-纳米-微米中的”颗粒或“NNiM”颗粒。在典型的NNiM颗粒中，多孔材料(或基质)可以在通过等离子体生产或其它方法产生的纳米颗粒或复合纳米颗粒周围或围绕通过等离子体生产或其它方法产生的纳米颗粒或复合纳米颗粒形成。多孔材料可以与所围绕的纳米颗粒或复合纳米颗粒桥连在一起，由此将所述颗粒包埋在基质之内。然后多孔材料可以充当复合纳米颗粒的担体，其允许气体和流体经由互连的通道缓慢流过整个多孔材料(即互连的桥)。担体的高孔隙率导致允许气体和流体与所含的催化组分如复合纳米颗粒的增加的接触的在担体之内的高表面积。
微米尺寸的NNiM颗粒可以具有介于约1微米和约100微米之间，如介于约1微米和约10微米之间，介于约3微米和约7微米之间，或介于约4微米和约6微米之间的平均尺寸。PGM颗粒可以占NNiM颗粒(催化和/或PNA颗粒和多孔担体)的总质量的约0.001wt％至约10wt％。例如，铂族金属可以占NNiM颗粒(催化和/或PNA颗粒和多孔担体)的总质量的约1wt％至约8wt％。在一些实施方案中，铂族金属可以占NNiM颗粒(催化和/或PNA颗粒和多孔担体)的总质量的小于约10wt％、小于约8wt％、小于约6wt％、小于约4wt％、小于约2wt％或小于约1wt％。在一些实施方案中，铂族金属可以占NNiM颗粒(催化和/或PNA颗粒和多孔担体)的总质量的约1wt％、约2wt％、约3wt％、约4wt％、约5wt％、约6wt％、约7wt％、约8wt％、约9wt％，或约10wt％。
可以将NNiM颗粒用于任意催化目的或NOx储存目的。例如，可以将NNiM颗粒悬浮在可以催化所溶解的化合物的液体例如乙醇或水中。替代地，可以将NNiM颗粒作为固态催化剂使用。例如，然后可以将NNiM颗粒用于催化转化器中。
生产包含复合纳米颗粒和多孔担体的微米尺寸的颗粒(“纳米-纳米-微米中的”颗粒或“NNiM”颗粒)
在一些实施方案中，可以通过形成纳米颗粒的悬浮液或胶体和混合纳米颗粒的悬浮液或胶体与多孔材料前体溶液而将催化纳米颗粒或复合纳米颗粒包埋在多孔担体中。当如通过聚合、沉淀或冻干使多孔材料与混合物固化时，多孔材料将在纳米颗粒周围形成，产生包含包埋在多孔载体中的纳米颗粒的催化材料。在一些实施方案中，然后如通过碾磨或研磨成微米尺寸的粉末加工催化和/或PNA材料，产生NNiM颗粒。
在下文描述使用多孔氧化铝担体生产NNiM颗粒(所述多孔氧化铝担体使用包含可燃的有机凝胶组分和氧化铝组分的复合担体，然后干燥和煅烧形成)。然而，本领域技术人员会理解可以将来源于可溶前体的任何形式的多孔担体(如氧化铈)用于产生包含使用本文中所描述的方法包埋在多孔担体之内的复合纳米颗粒的催化(包括PNA)材料。
对于使用多孔氧化铝担体产生的典型NNiM颗粒(多孔氧化铝担体使用包含可燃的有机凝胶组分和氧化铝组分的复合担体形成)，一开始将复合纳米颗粒分散在乙醇中。在一些实施方案中，使用至少95vol％的乙醇。在一些实施方案中，使用至少99vol％的乙醇。在一些实施方案中，使用至少99.9vol％的乙醇。典型地将分散剂、表面活性剂或其混合物添加至乙醇，然后使复合纳米颗粒悬浮。合适的表面活性剂包括来自BYK-Chemie GmbH LLC，Wesel的其可以以约2wt％至约12wt％的范围添加，其中约7wt％为典型值，和十二胺，其可以以约0.25wt％至约3wt％的范围添加，其中约1wt％为典型值。优选地，分别以约7wt％和1wt％使用和十二胺。在一些实施方案中，将乙醇、复合纳米颗粒和表面活性剂、分散剂或其混合物的混合物超声波处理以均匀地分散复合纳米颗粒。分散体中的复合纳米颗粒的量可以在约5wt％至约20wt％范围内。
独立于复合纳米颗粒悬浮液，通过混合甲醛和氧化丙烯制备凝胶活化溶液。甲醛优选为水溶液。在一些实施方案中，甲醛水溶液的浓度为约5wt％至约50wt％的甲醛，约20wt％至约40wt％的甲醛，或约30wt％至约40wt％的甲醛。优选地，含水甲醛为约37wt％的甲醛。在一些实施方案中，含水甲醛可以含有约5wt％至约15wt％的甲醇以稳定溶液中的甲醛。可以以凝胶活化溶液的最终重量的约25％至约50％的范围添加甲醛水溶液，其中剩余的是氧化丙烯。优选地，凝胶活化溶液包含37.5wt％的甲醛水溶液(其本身包含37wt％的甲醛)和62.5wt％的氧化丙烯，导致最终凝胶活化溶液的约14wt％的最终甲醛浓度。
独立于复合纳米颗粒悬浮液和凝胶活化溶液，通过将氯化铝溶于间苯二酚和乙醇的混合物产生氯化铝溶液。间苯二酚可以以约10wt％至约30wt％的范围添加，其中约23wt％为典型值。氯化铝可以以约2wt％至约12wt％的范围添加，其中约7wt％为典型值。
可以将复合纳米颗粒悬浮液、凝胶活化溶液和氯化铝溶液以约100:10:10至约100:40:40，或约100:20:20至约100:30:30，或约100:25:25的关于(复合纳米颗粒悬浮液的重量):(凝胶活化溶液的重量):(氯化铝溶液的重量)的比例混合在一起。最终混合物将会开始聚合成包埋有复合纳米颗粒的担体。担体包含可燃的组分有机凝胶和不可燃的组分氧化铝。然后可以干燥所产生的担体(例如，在约30℃至约95℃，优选约50℃至约60℃，在大气压力下或在降低的压力如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡下干燥约1天至约5天或干燥约2天至约3天)。在干燥之后然后可以煅烧所产生的担体(在升高的温度，如400℃至约700℃，优选约500℃至约600℃，更优选在约540℃至约560℃，还更优选在约550℃至约560℃，或在约550℃；在大气压力下或在降低的压力，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡下，在环境气氛中或在惰性气氛如氮气或氩气下)，以生成包含复合催化纳米颗粒和铝酸盐的多孔担体。当在环境气氛或其它充氧条件下煅烧复合担体时，烧除有机材料如聚合的间苯二酚、甲醛或氧化丙烯，产生基本上纯的包埋有复合纳米颗粒的氧化铝多孔担体。如果在惰性气氛如氩气或氮气下煅烧复合担体，则有机材料可能变成散布有包埋有复合纳米颗粒的多孔氧化铝的基本上多孔的无定形碳。可以如通过碾磨或研磨将所产生的多孔担体加工成NNiM颗粒的微尺寸的粉末。
在另一实施方案中，可以将复合催化纳米颗粒与包含金属氧化物纳米颗粒，如氧化铝纳米颗粒和无定形碳，如炭黑的分散体混合。可以通过共沉淀将来自所产生的经分散的胶体的经分散的固体颗粒与液体分离，干燥和煅烧。在环境或充氧环境中煅烧固体材料时，无定形碳耗尽。同时，来自煅烧过程的热导致氧化铝纳米颗粒烧结在一起，产生遍及沉淀的氧化铝的孔。
在一些实施方案中，可以将氧化铝纳米颗粒悬浮在乙醇、水或乙醇和水的混合物中。可以将具有在约1nm至约200nm，或约20nm至约100nm，或约20nm至约50nm范围内，或约35nm的平均粒度的炭黑添加至氧化铝悬浮液。在一些实施方案中，应当使用足够的炭黑，以获得约50m2/g至约500m2/g，如约50m2/g、约100m2/g、约150m2/g、约200m2/g、约250m2/g、约300m2/g、约350m2/g、约400m2/g、约450m2/g，或约500m2/g的孔表面积。可以将复合纳米颗粒混入包含氧化铝纳米颗粒和炭黑的分散体。在一些实施方案中，将复合纳米颗粒分散在单独的胶体中，任选采用分散剂或表面活性剂，然后与包含氧化铝纳米颗粒和炭黑的分散体混合。可以将所产生的混合物的pH调节至约2至约7的范围，如介于约3和约5之间的pH，优选约4的pH，以使颗粒沉淀。可以干燥沉淀剂(例如，在约30℃至约95℃，优选约50℃至约70℃，在大气压力下或在降低的压力如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡下干燥约1天至约5天或干燥约2天至约3天)。在干燥之后，然后可以煅烧担体(在升高的温度，如400℃至约700℃，优选约500℃至约600℃，更优选在约540℃至约560℃，还更优选在约550℃至约560℃，或在约550℃；在大气压力下或在降低的压力，例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡下，在环境气氛中)。煅烧过程导致炭黑基本上烧除并且氧化铝纳米颗粒烧结在一起，生成包埋有复合纳米颗粒的多孔氧化铝担体。
可以例如通过碾磨或研磨将所产生的担体进一步加工成微米尺寸的NNiM颗粒。
具有受抑制的铂族金属迁移的NNmTM和NNiM颗粒
包括带有复合纳米颗粒的微米尺寸的担体颗粒的NNmTM颗粒(其中通过本文中所描述的方法生产所述复合纳米颗粒)对用于催化转化器应用中而言是特别有利的。NNiM颗粒(包括使用多孔担体和复合纳米颗粒制成的那些，其中通过本文中所描述的方法生产担体和在还原性条件下生产复合纳米颗粒)对用于催化转化器应用中而言也是特别有利的。催化和/或PNA纳米颗粒的铂族金属具有比对微米尺寸的担体颗粒的表面更大的对载体纳米颗粒的部分还原的表面的亲和力。因此，在升高的温度，结合至邻近的载体纳米颗粒的邻近的PGM纳米颗粒更不可能迁移至微米尺寸的担体颗粒表面上并且聚集成更大的催化剂和/或PNA丛。因为催化剂和/或PNA的更大的聚集具有更小的表面积并且不如催化剂和NOx吸附剂有效，抑制迁移和聚集为NNmTM和NNiM颗粒提供了明显的有利之处。相反地，仅通过湿化学沉淀沉积至氧化铝载体上的PGM颗粒显露了更好的移动性和迁移，形成PGM的聚集并且导致随时间流逝降低的催化效率(即催化剂老化)。
PNA材料
PNA材料是在低温发动机运行时保留NOx气体并且当温度升高至阈值温度时释放所述气体的材料。PNA材料可以由单种类型的颗粒或多种类型的颗粒制成。PNA材料还可以是指PNA载体涂料组合物或在载体上的PNA层。
PNA材料可以包含在载体颗粒上的PGM；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和各自在不同载体颗粒上的不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物、各自在不同载体颗粒上的不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM以及各自在不同载体颗粒上的相同或不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM以及在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM、各自在不同载体颗粒上的相同或不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物以及在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合。另外，可以使用在载体颗粒上的PGM、在载体颗粒上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物以及在载体颗粒上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物和PGM以任意比例的各种其它组合。这些PGM颗粒可以是指任意上述催化颗粒。
碱金属氧化物或碱土金属氧化物可以包括例如，氧化镁、氧化钙、氧化锰、氧化钡和氧化锶。PGM可以包括例如，钯、钌，或其混合物。另外，PGM可以包括它们的氧化物如氧化钌。
在一些实施方案中，PNA材料可以包含在载体颗粒上的钯；在载体颗粒上的钌或氧化钌；在载体颗粒上的氧化锰(优选Mn3O4)；在载体颗粒上的氧化镁；在载体颗粒上的氧化钙；在载体颗粒上的氧化锰和在载体颗粒上的氧化镁以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化锰和在载体颗粒上的氧化钙以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化镁和在载体颗粒上的氧化钙以任意比例的组合；或在载体颗粒上的氧化锰、在载体颗粒上的氧化镁和在载体颗粒上的氧化钙以任意比例的组合。其它实施方案包括PNA材料，其包含在载体颗粒上的氧化锰和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化镁和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化钙和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化锰、在载体颗粒上的氧化镁和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化锰、在载体颗粒上的氧化钙和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化镁、在载体颗粒上的氧化钙和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；或在载体颗粒上的氧化锰、在载体颗粒上的氧化镁、在载体颗粒上的氧化钙和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合。
载体颗粒可以包括例如，松散(bulk)耐火氧化物如氧化铝或氧化铈。氧化铈颗粒可以进一步包含氧化锆。氧化铈颗粒可以进一步包含镧和/或氧化镧。另外，氧化铈颗粒可以进一步包含氧化锆和氧化镧二者。在一些实施方案中，氧化铈颗粒可以进一步包含氧化钇。因此，氧化铈颗粒可以为氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物、铈-锆-镧-钇氧化物颗粒，或其组合。在一些实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒含有40-90wt％的氧化铈、5-60wt％的氧化锆、1-15wt％的氧化镧和/或1-10wt％的氧化钇。在一个实施方案中，氧化铈颗粒含有86wt％的氧化铈、10wt％的氧化锆和4wt％的镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈颗粒含有40wt％的氧化铈、50wt％的氧化锆、5wt％的氧化镧和5wt％的氧化钇。
载体颗粒可以为微米尺寸的、纳米尺寸的，或其混合物。微米尺寸的载体颗粒的实例包括微米尺寸的氧化铈颗粒，包括但不限于来自Rhodia-Solvay的HSA5、HSA20，或其混合物。
在一些实施方案中，载体颗粒可以包括PGM、碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物。例如，微米尺寸的氧化铈颗粒除了碱金属氧化物或碱土金属氧化物或其混合物以外，还可以包括钯、钌，或其混合物。
在一些实施方案中，可以不将不同的PNA材料混合组在载体材料上。例如，如果使用在氧化铈载体上的氧化锰和在氧化铈载体上的氧化镁的组合，则将氧化锰浸渍到氧化铈载体材料上并且搁置。然后将氧化镁单独地浸渍到新制的氧化铈载体材料上。然后将氧化锰/氧化铈和氧化镁/氧化铈以PNA材料的期望的比例组合。
PNA材料是在低温发动机运行时保留NOx化合物的吸附剂。然后使这些气体在高温发动机运行期间释放和通过催化剂还原。在低温发动机运行期间，PNA颗粒经由非共价吸附而物理吸附NOx。然后，在高温发动机运行期间，NOx从PNA颗粒急剧释放。以该方式，然后可以将释放的NOx还原成良性气体N2和H2O。
PGM、碱金属氧化物和碱土金属氧化物纳米颗粒和微米颗粒
可以将碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米颗粒包括在催化层(如氧化性载体涂料层和/或还原性载体涂料层)，PNA层，沸石层，或催化层(包括氧化性层或还原性层)、PNA和沸石载体涂料层的任意组合中。作为替代性实施方案，可以以氧化性、还原性、PNA和沸石载体涂料层的任意组合包括微米尺寸的碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM颗粒。在另一替代性实施方案中，可以以氧化性、还原性、PNA和沸石载体涂料层的任意组合包括碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM的纳米颗粒和微米颗粒二者。
碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM颗粒是在低温发动机运行时保留NOx化合物的吸附剂。然后使NOx化合物在高温发动机运行期间释放和通过催化剂还原。释放NOx化合物时的温度，除其它因素以外，取决于氧化物、PGM、氧化物的组合或氧化物和PGM的组合而变化。例如，可以将碱金属氧化物或碱土金属氧化物用于在比PGM颗粒更低的温度释放NOx化合物。另外，碱金属氧化物或碱土金属氧化物可以为氧化镁、氧化钙、氧化锰、氧化钡和/或氧化锶。此外，PGM可以为钯、钌，或其混合物。当单独地或与其它NOx吸附性材料，如本文中所描述的那些组合使用时，可以极大地减少或甚至消除储存NOx气体所需要的PGM的量。
在载体颗粒上的碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米颗粒和微米颗粒可以如上文所描述经由湿化学技术或通过基于等离子体的方法来产生。PNA纳米颗粒可以包括如上文所描述的复合纳米颗粒。因此，在载体颗粒上的碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米颗粒可以包括如上文所描述的PNA纳米-纳米颗粒、PNA NNm颗粒、PNA NNiM颗粒或PNA混杂的NNm/湿化学颗粒。
在一些实施方案中，碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米颗粒具有大约20nm以下，或大约15nm以下，或大约10nm以下，或大约5nm以下，或介于大约1nm和大约20nm之间，即大约10.5nm±9.5nm，或介于大约1nm和大约15nm之间，即大约8nm±7nm，或介于大约1nm和大约10nm之间，即大约5.5nm±4.5nm，或介于大约1nm和大约5nm之间，即大约3nm±2nm的平均直径。在一些实施方案中，碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米颗粒具有大约20nm以下，或大约15nm以下，或大约10nm以下，或大约5nm以下，或介于大约1nm和大约10nm之间，即大约5.5nm±4.5nm，或介于大约1nm和大约5nm之间，即大约3nm±2nm的直径。
在一些实施方案中，碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM微米颗粒可以具有大约10μm以下，或大约8μm以下，或大约5μm以下，或大约2μm以下，或大约1.5μm以下，或大约1μm以下，或大约0.5μm以下的平均直径。在一些实施方案中，碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM微米颗粒具有介于大约6μm和大约10μm之间，即大约8μm±2μm，或介于大约7μm和大约9μm之间，即大约8μm±1μm的平均直径。在一些实施方案中，碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM微米颗粒具有介于大约0.5μm和大约2μm之间，即大约1.25μm±0.75μm，或介于大约1.0μm和大约1.5μm之间，即大约1.25μm±0.25μm的平均直径。
可以通过上文关于将纳米颗粒施加至载体和/或担体颗粒所描述的任意方法，包括湿化学、初湿含浸和等离子体纳米-纳米方法将碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM颗粒施加至载体颗粒。这些载体颗粒可以为纳米尺寸的或微米尺寸的。另外，这些载体颗粒可以为例如，耐火氧化物，包括氧化铈。如上文所讨论，氧化铈颗粒可以含有氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合。
在一个实施方案中，可以将氧化物和PGM纳米颗粒浸渍到微米尺寸的氧化铈载体中。用于浸渍这些载体的程序可以类似于上文关于将复合纳米颗粒浸渍到微米尺寸的氧化铈载体中所描述的过程。本领域普通技术人员会理解的是，可以一次浸渍载体颗粒或将其同时与碱金属和/或碱土金属氧化物和PGM一起共浸渍。在一些实施方案中，在载体上的碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米颗粒可以通过将碱金属氧化物、碱土金属氧化物或PGM纳米颗粒的分散体施加至多孔的微米尺寸的氧化铈，如关于上文描述的初湿含浸技术所描述，包括随后干燥和煅烧来制备。在一些实施方案中，载体上的碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米颗粒可以使用上文描述的湿化学技术，包括干燥和煅烧来制备。多孔的微米尺寸的氧化铈粉末可以含有氧化锆、镧、氧化钇和/或氧化镧。在一些实施方案中，氧化铈基本上不含氧化锆。在其它实施方案中，氧化铈含有至多50摩尔％的氧化锆(正好在50摩尔％时，所述材料为铈-锆氧化物，CeZrO4)。适合使用的一种商业氧化铈粉末是HSA5、HSA20，或其混合物。还可以将这些纳米颗粒浸渍到微米尺寸的氧化铝载体中。
在一个实施方案中，以用于PNA材料(即组合物)中的氧化铈的量的约0.01％至约5％(重量)的量使用钯。(如上文所描述，在所有实施方案中，所述氧化铈可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合)。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约0.5％至约3％(重量)的量使用钯。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约0.67％至约2.67％(重量)的量使用钯。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1.5％至约2.5％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约0.5％至约1.5％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约2％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约2％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。PNA材料可以在更大的(更冷的)发动机系统(例如大于2.5升)中包括Pd。
在一个实施方案中，以用于PNA材料(即组合物)中的氧化铈的量的约0.01％至约15％(重量)的量使用钌。(如上文所描述，在所有实施方案中，所述氧化铈可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合)。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约0.5％至约12％(重量)的量使用钌。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用钌。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约3％至约4.5％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约2.5％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1.67％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1.67％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约3.33％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1.67％至约2％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。PNA材料可以在较小的(较热的)发动机系统(例如小于2升)中包括Ru。
在一个实施方案中，以用于PNA材料(即组合物)中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用MgO。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约15％(重量)的量使用MgO。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用MgO。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约2％至约8％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约2％至约4％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约6％至约8％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约3％(重量)的量使用MgO和用于PNA材料中的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约7％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约10.5g/L的量使用MgO和用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以用于PNA材料(即组合物)中的氧化铈的量的约1％至约30％(重量)的量使用Mn3O4。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约25％(重量)的量使用Mn3O4。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用Mn3O4。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约5％至约20％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约5％至约10％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约15％至约20％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约8％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约18.67％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约28g/L的量使用Mn3O4和用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以用于PNA材料(即组合物)中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用氧化钙。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约15％(重量)的量使用氧化钙。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用氧化钙。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约2％至约8％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约2％至约4％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约6％至约8％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约3％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约7％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约10.5g/L的量使用氧化钙和用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以约10.5g/L的量使用MgO，以约28g/L的量使用Mn3O4，以约10.5g/L的量使用氧化钙，和用于PNA材料(即组合物)中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
可以在环境温度至各种操作温度将PNA材料用于储存NOx排放物。例如，PNA材料可以从环境至约100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃、300℃、305℃、310℃、315℃、320℃、325℃、330℃、335℃、340℃、345℃、350℃、355℃、375℃或400℃储存NOx排放物。
在一个实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约200℃将钯基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约190℃将钯基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约180℃将钯基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约170℃将钯基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约160℃将钯基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约150℃将钯基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约140℃将钯基PNA材料用于储存NOx排放物。一旦温度超过最高(upper)储存温度，则PNA材料可能“交叉”(即可能停止吸附NOx排放物并且可能开始释放NOx排放物)。Pd基PNA材料的交叉范围可以为约130℃至约180℃，约140℃至约170℃，约145℃至约165℃，或约150℃至约160℃。
NOx解吸温度范围取决于各种因素，包括PNA材料中的PGM的量。在一个实施方案中，解吸温度范围可以大于或等于交叉温度。在某个温度，PNA材料可能不再储存任何NOx排放物。在该点，可以说PNA材料以完全释放了全部NOx排放物。在一个实施方案中，Pd基PNA材料的完全释放温度为大于约150℃。在一个实施方案中，Pd基PNA材料的完全释放温度为大于约200℃。在另一实施方案中，Pd基PNA材料的完全释放温度为介于约200℃和约240℃之间。在另一实施方案中，Pd基PNA材料的完全释放温度为约240℃。在另一实施方案中，Pd基PNA材料的完全释放温度为大于约240℃。在另一实施方案中，Pd基PNA材料在大于或等于约200℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，Pd基PNA材料在大于或等于约240℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，Pd基PNA材料在约200℃至约300℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，Pd基PNA材料在约大于或等于300℃不再储存任何NOx排放物。
在一个实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约300℃将钌基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约275℃将Ru基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约250℃将Ru基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约225℃将Ru基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约200℃将Ru基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至大于或等于约190℃将Ru基PNA材料用于储存NOx排放物。一旦温度超过最高储存温度，则PNA材料可能“交叉”(即可能停止吸附NOx排放物并且可能开始释放NOx排放物)。Ru基PNA材料的交叉范围可以为约170℃至约220℃，约180℃至约210℃，约185℃至约205℃，或约190℃至约200℃。
NOx解吸温度取决于各种因素，包括PNA材料中的PGM和/或氧化物的量。在一个实施方案中，解吸温度范围可以为大于或等于所述交叉温度。在某个温度时，PNA材料可能不再储存任何NOx排放物。在该点，可以说PNA材料已完全释放了全部NOx排放物。在一个实施方案中，Ru基PNA材料的完全释放温度为大于约200℃。在一个实施方案中，Ru基PNA材料的完全释放温度为大于约250℃。在一个实施方案中，Ru基PNA材料的完全释放温度为大于或等于约300℃。在一个实施方案中，Ru基PNA材料的完全释放温度为大于或等于约340℃。在另一实施方案中，Ru基PNA材料的完全释放温度为介于约300℃和约350℃之间。在另一实施方案中，Ru基PNA材料的完全释放温度为约340℃。在另一实施方案中，Ru基PNA材料在大于或等于约200℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，Ru基PNA材料在大于或等于约250℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，Ru基PNA材料在大于或等于约300℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，Ru基PNA材料在大于或等于约340℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，Ru基PNA材料在约300℃至约400℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，Ru基PNA材料在大于或等于约400℃的温度不再储存任何NOx排放物。
在一个实施方案中，可以在环境温度至约150℃将氧化锰基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至约125℃将氧化锰基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至约110℃将氧化锰基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至约100℃将氧化锰基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至小于约100℃将氧化锰基PNA材料用于储存NOx排放物。一旦温度超过最高储存温度，则PNA材料可能“交叉”(即可能停止吸附NOx排放物并且可能开始释放NOx排放物)。
在一个实施方案中，氧化锰基PNA材料在约200℃至约250℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，氧化锰基PNA材料在约210℃至约240℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，氧化锰基PNA材料在约215℃至约225℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，锰基PNA材料在约220℃不再储存任何NOx排放物。
在一个实施方案中，可以在环境温度至约200℃将氧化镁基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至约175℃将氧化镁基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至约150℃将氧化镁基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至小于约150℃将氧化镁基PNA材料用于储存NOx排放物。一旦温度超过最高储存温度，则PNA材料可能“交叉”(即可能停止吸附NOx排放物并且可能开始释放NOx排放物)。
在一个实施方案中，氧化镁基PNA材料在约210℃至约260℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，氧化镁基PNA材料在约220℃至约250℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，镁基PNA材料在约235℃至约245℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，镁基PNA材料在约240℃不再储存任何NOx排放物。
在一个实施方案中，可以在环境温度至约250℃将氧化钙基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至约225℃将氧化钙基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至约200℃将氧化钙基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至小于约200℃将氧化钙基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至约180℃将氧化钙基PNA材料用于储存NOx排放物。在另一实施方案中，可以在环境温度至小于约180℃将氧化钙基PNA材料用于储存NOx排放物。一旦温度超过最高储存温度，则PNA材料可能“交叉”(即可能停止吸附NOx排放物并且可能开始释放NOx排放物)。
在一个实施方案中，氧化钙基PNA材料在约290℃至约340℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，氧化钙基PNA材料在约300℃至约330℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，钙基PNA材料在约305℃至约315℃的温度不再储存任何NOx排放物。在另一实施方案中，钙基PNA材料在约310℃不再储存任何NOx排放物。
在一些实施方案中，将载体颗粒用碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM使用湿化学技术浸渍。在一些实施方案中，可以通过初湿含浸技术制备PNA材料。在一些实施方案中，通过基于等离子体的方法制备PNA材料。在一些实施方案中，PNA材料包括NNm颗粒、NNiM颗粒和/或混杂的NNm/湿化学颗粒。在另一实施方案中，可以简单地通过在需要时以期望的量连同其它固体成分将碱金属氧化物、碱土金属氧化物和PGM纳米或微米颗粒添加至载体涂料而使用它们。
PNA材料
PNA材料可以包含在载体颗粒上的PGM，在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和各自在不同载体颗粒上的不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物、各自在不同载体颗粒上的不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM和各自在不同载体颗粒上的相同或不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM，各自在不同载体颗粒上的相同或不同碱金属氧化物或碱土金属氧化物和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合。另外，可以使用在载体颗粒上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物；在载体颗粒上的PGM；和在载体颗粒上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物和PGM以任意比例的各种其它组合，如上文所讨论。PGM可以包括例如钯、钌，或其混合物。另外，PGM可以包括它们的氧化物如氧化钌。
在一些实施方案中，PNA材料可以包含在载体颗粒上的钯；在载体颗粒上的钌；在载体颗粒上的氧化锰(优选Mn3O4)；在载体颗粒上的氧化镁；在载体颗粒上的氧化钙；在载体颗粒上的氧化锰和在载体颗粒上的氧化镁以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化锰和在载体颗粒上的氧化钙以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化镁和在载体颗粒上的氧化钙以任意比例的组合；或在载体颗粒上的氧化锰、在载体颗粒上的氧化镁和在载体颗粒上的氧化钙以任意比例的组合。其它实施方案包括PNA材料，其包含在载体颗粒上的氧化锰和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化镁和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化钙和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化锰、在载体颗粒上的氧化镁和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化锰、在载体颗粒上的氧化钙和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的氧化镁、在载体颗粒上的氧化钙和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；或在载体颗粒上的氧化锰、在载体颗粒上的氧化镁、在载体颗粒上的氧化钙和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合，如上文所讨论。
在一些实施方案中，可以不在载体材料上混合不同的PNA材料。例如，如果使用在氧化铈载体上的氧化锰和在氧化铈载体上的氧化镁的组合，那么就将氧化锰浸渍到氧化铈载体材料上并且搁置。然后单独地将氧化镁浸渍到新制氧化铈载体材料上。然后以PNA材料的期望的比例组合氧化锰/氧化铈和氧化镁/氧化铈。
在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约0.01％至约5％(重量)的量使用钯。(如上文讨论，在所有实施方案中，氧化铈可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合)。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约0.5％至约3％(重量)的量使用钯。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约0.67％至约2.67％(重量)的量使用钯。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1.5％至约2.5％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约0.5％至约1.5％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约2％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约2％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。PNA材料可以在较大的(较冷的)发动机系统(例如大于2.5升)包括Pd。
在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约0.01％至约15％(重量)的量使用钌。(如上文所描述，在所有实施方案中，氧化铈可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合)。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约0.5％至约12％(重量)的量使用钌。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用钌。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约3％至约4.5％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约2.5％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1.67％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1.67％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约3.33％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1.67％至约2％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA材料中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。PNA材料可以在小的(更热的)发动机系统(例如小于2升)中包括Ru。
在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用MgO。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约15％(重量)的量使用MgO。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用MgO。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约2％至约8％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约2％至约4％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约6％至约8％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约3％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约7％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约10.5g/L的量使用MgO和用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约30％(重量)的量使用Mn3O4。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约25％(重量)的量使用Mn3O4。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用Mn3O4。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约5％至约20％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约5％至约10％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约15％至约20％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约8％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约18.67％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约28g/L的量使用Mn3O4和用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用氧化钙。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约15％(重量)的量使用氧化钙。在一个实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用氧化钙。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约2％至约8％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约2％至约4％(重量)的量使用氧化钙和用于PNA材料中的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约6％至约8％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约3％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA材料中的氧化铈的量的约7％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约10.5g/L的量使用氧化钙和用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以约10.5g/L的量使用MgO，以约28g/L的量使用Mn3O4，以约10.5g/L的量使用氧化钙和用于PNA材料中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
氧化铈的量可以对应于用于形成碱金属氧化物或碱土金属氧化物/氧化铈；PGM/氧化铈(包括如果使用NNm或NNiM颗粒)；碱金属氧化物或碱土金属氧化物/氧化铈和PGM/氧化铈；碱金属氧化物或碱土金属氧化物/氧化铈和一种或多种其它碱金属氧化物或一种或多种碱土金属氧化物/氧化铈；或碱金属氧化物或碱土金属氧化物/氧化铈、一种或多种其它碱金属氧化物或一种或多种碱土金属氧化物/氧化铈和PGM/氧化铈的氧化铈的总量。
具有PGM的PNA材料
在一些实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约20g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约15g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约6.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约4.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约2g/L至约4g/L的Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L的Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L至约15g/L的Ru。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5g/L至约6g/L的Ru。
PNA材料可以包括用PGM浸渍的载体颗粒。在一些实施方案中，可以使用湿化学技术将PGM添加至载体颗粒。在一些实施方案中，可以使用初湿含浸将PGM添加至载体颗粒。在一些实施方案中，可以使用基于等离子体的方法如纳米-纳米将PGM添加至载体颗粒，以形成PNA复合纳米颗粒。在一些实施方案中，将这些PNA复合纳米颗粒添加至担体颗粒，以形成NNm PNA颗粒，或将其包埋在担体颗粒之内，以形成NNiM PNA颗粒。因此，载体颗粒上的PGM可以包括在微米载体颗粒上的微米-PGM，在微米载体颗粒上的纳米-PGM，PNA纳米-纳米颗粒，PNA NNm颗粒，PNA NNiM颗粒，或PNA混杂的NNm/湿化学颗粒，如上文所描述。在一些实施方案中，PGM NNm颗粒的微米尺寸的颗粒可以为用碱金属氧化物或碱土金属氧化物浸渍的微米尺寸的载体。在一些实施方案中，可以将PGM NNm颗粒的微米尺寸的颗粒用碱金属氧化物或碱土金属氧化物浸渍。在一些实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM在相同的载体颗粒上。在其它实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM在不同的载体颗粒上。
在一些实施方案中，PNA材料的载体颗粒可以含有铂。在一些实施方案中，PNA材料的载体颗粒可以含有铑。在一些实施方案中，PNA材料的载体颗粒可以含有钯。在一些实施方案中，PNA材料的载体颗粒可以含有钌。在一些实施方案中，PNA材料的载体颗粒可以含有铂和钯的混合物。例如，PNA材料的载体颗粒可以含有2:1至100:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体颗粒可以含有2:1至75:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体颗粒可以含有2:1至50:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体颗粒可以含有2:1至25:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体颗粒可以含有2:1至15:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体颗粒可以含有2:1至10:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，PNA材料的载体颗粒可以含有2:1的铂比钯，或大约2:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至20:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有5:1至15:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有8:1至12:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有10:1的铂比钯，或大约10:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至8:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有3:1至5:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有4:1的铂比钯，或大约4:1的铂比钯的混合物。
在一些实施方案中，PNA材料可以包括包含复合PNA纳米颗粒的NNmTM颗粒。在其它实施方案中，PNA材料可以包括包含复合PNA纳米颗粒的NNiM颗粒。可以将PGM NNm的微米尺寸的组分用碱金属氧化物或碱土金属氧化物浸渍以形成PNA材料。PGM NNm的微米尺寸的组分可以为氧化铈。如上文所描述，在所有实施方案中，氧化铈可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合。在一些实施方案中，氧化铈包括86wt％的氧化铈、10wt％的氧化锆和4wt％的镧和/或氧化镧。另外，可以将已用碱金属氧化物或碱土金属氧化物浸渍的微米尺寸的氧化铈用作NNm和NNiM颗粒的微米尺寸的组分。
以下讨论将使用NNmTM颗粒来示例，但同样好地适用于NNiM颗粒。复合纳米颗粒可以包括连接至载体纳米颗粒的一个或更多个纳米颗粒，以形成“纳米-纳米”复合纳米颗粒，其可以捕获或储存NOx气体。可以将铂族金属用于制备复合纳米颗粒。在某些实施方案中，复合纳米颗粒可以含有钯。在其它实施方案中，复合纳米颗粒可以含有钌。复合纳米颗粒的合适的载体纳米颗粒包括但不限于纳米尺寸的氧化铈(其可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合)。
可以将每个复合纳米颗粒负载在单个载体纳米颗粒上或每个载体纳米颗粒可以包括一个或更多个复合纳米颗粒。载体纳米颗粒上的复合纳米颗粒可以包括钯、钌，或其混合物。在一些实施方案中，单独使用钯。在其它实施方案中，可以单独使用钌。在另外的实施方案中，可以与钯组合使用铂。例如，载体纳米颗粒可以含有2:1至100:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米颗粒可以含有2:1至75:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米颗粒可以含有2:1至50:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米颗粒可以含有2:1至25:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米颗粒可以含有2:1至15:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米颗粒可以含有2:1至10:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体纳米颗粒可以含有2:1的铂比钯，或大约2:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至20:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有5:1至15:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有8:1至12:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有10:1的铂比钯，或大约10:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至8:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有3:1至5:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有4:1的铂比钯，或大约4:1的铂比钯的混合物。
用作PNA材料的组分的复合纳米颗粒可以通过如上文所描述的基于等离子体的方法来制备。可以将铂族金属(如钌、钯，或其混合物)作为在载气流中的流化的粉末引入等离子体反应器。所产生的纳米-纳米颗粒具有与氧化性纳米-纳米颗粒和还原性纳米-纳米颗粒类似的性质(即直径或粒度)。在一个实施方案中，对于NOx吸附性复合纳米颗粒，可以将钌、钯或钯和铂的混合物沉积在纳米尺寸的氧化铈上。
为了制备包含纳米-纳米-微米颗粒(NNm)的PNA材料，可以将复合纳米颗粒的分散体施加至多孔的微米尺寸的氧化铈或氧化铝。在将复合纳米颗粒施加至微米尺寸的氧化铈之后，可以将微米尺寸的氧化铈用碱金属氧化物或碱土金属氧化物纳米颗粒浸渍。在一些实施方案中，将NNm颗粒与在氧化铈载体上的单独的碱金属氧化物或碱土金属氧化物组合，以形成PNA材料。微米尺寸的氧化铈可以含有氧化锆。在一些实施方案中，微米尺寸的氧化铈基本上不含氧化锆。在其它实施方案中，微米尺寸的氧化铈含有至多100％的氧化锆。在一个实施方案中，纳米颗粒为PGM。在一个实施方案中，PGM为铂、钯，或其混合物。在另一实施方案中，PGM为钌。在其它实施方案中，纳米颗粒为非PGM。在一些实施方案中，非PGM为钨、钼、铌、锰或铬。
可以如上文对纳米-纳米-微米颗粒所描述而制备用复合纳米颗粒浸渍的微米尺寸的担体颗粒。
在一些实施方案中，PNA材料包含多种类型的包含用碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒浸渍的微米尺寸的氧化铈颗粒的颗粒，和单独的包含钌、铂、钯，或其混合物的NNm或NNiM颗粒。
在一些情况下，纳米尺寸的Ru、Pt、Pd或Pt/Pd:纳米尺寸的氧化铈的重量比为约1％:99％至约40％:60％。在一个实施方案中，纳米尺寸的Ru、Pt、Pd或Pt/Pd:纳米尺寸的氧化铈的重量比为约10％:90％。另外，Ru、Pt、Pd或Pt/Pd可以包括它们的氧化物如氧化钌。
PNA NNmTM颗粒可以含有约0.1重量％至6重量％的Pd、Ru或氧化钌，或在另一实施方案中约0.5重量％至3.5重量％，或在另一实施方案中，约1重量％至约2.5重量％，或在另一实施方案中约2重量％至约3重量％，或在另一实施方案中，约2.5重量％的NNmTM颗粒总质量。然后可以将NNmTM颗粒用于涂布基材的制剂，其中可以将经涂布的基材用于催化转化器中。
在另外的实施方案中，NNmTM颗粒可以包含使用上文描述的基于等离子体的方法产生的金属，如W、Mo、Nb、Mn或Cr。
基材
初始基材优选为展示出良好的热稳定性，包括对热冲击的抗性的催化转化器基材，可以以稳定的方式将所描述的载体涂层(washcoat)固定至其上。合适的基材包括，但不限于由堇青石或其它陶瓷材料形成的基材和由金属形成的基材。基材可以为蜂窝体结构。基材可以包括网格阵列结构或卷曲箔结构，其提供许多通道并且导致高的表面积。催化转化器中的具有施加有载体涂层的经涂布的基材的高表面积提供对流过催化转化器的废气的有效处理。可以在施加任意活性载体涂料层之前将角落填充层或缓冲层或粘合层，如薄勃姆石层施加至基材，但并非必需。
载体涂料组合物和PNA体系的层
可以将包含PNA材料的载体涂料制剂用于提供一个或更多个在用于催化的基材，如催化转化器基材上的层。还可以将另外的载体涂层用于改进的性能。在一些实施方案中，载体涂料制剂可以包括两种或更多种不同的载体涂料制剂，其允许在催化转化器基材上使一个或更多个含有高浓度的沸石颗粒的载体涂料层与一个或更多个含有铂族金属催化剂的载体涂料层如上文所描述的NNm颗粒分离。可以将制剂用于形成载体涂料层和催化转化器基材，其包括减少的量的铂族金属和提供与原先的载体涂料层和制剂和催化转化器基材相比时更好的性能。
本文中所公开的许多载体涂料组合物可以包括勃姆石。可以将勃姆石添加至载体涂料组合物作为粘结剂并且在煅烧时转变成氧化铝。
可以配制载体涂料制剂的一些实施方案以形成一个或更多个以下基础载体材料层构造：
基材-催化层-PNA层-沸石层(S-C-P-Z)
基材-催化层-沸石层-PNA层(S-C-Z-P)
基材-PNA层-沸石层-催化层(S-P-Z-C)
基材-PNA层-催化层-沸石层(S-P-C-Z)
基材-沸石层-PNA层-催化层(S-Z-P-C)
基材-沸石层-催化层-PNA层(S-Z-C-P)
基材-催化层-(PNA/沸石层)(S-C-PZ)
基材-(PNA/沸石层)-催化层(S-PZ-C)
基材-(PNA/沸石/催化层)(S-PZC)
基材-PNA层(S-P)
任意上述构造可以含有可以用于在沉积另外的层之前填充基材的角落的角落填充层(F)。另外，任意上述构造可以具有多于一个任意的层。另外，任意上述构造可以移除一个或多于一个层。在上述构造中：1)基材(S)可以为适合用于催化转化器中的任意基材，2)沸石层(Z)为包括沸石颗粒的载体涂料层，3)催化层(C)为包括催化颗粒的载体涂料层(可以存在多于一个催化层，如还原催化层和氧化催化层)，4)PNA层(P)为包括NOx吸附剂的载体涂料层，5)PNA/沸石层(PZ)为包括NOx吸附剂和沸石的载体涂料层，和6)PNA/沸石/催化层(PZC)，其为包括NOx吸附剂、沸石和催化颗粒的载体涂料层。
应当注意的是，在一些实施方案中，可以将另外的载体涂料层沉积在这些基础构造中指明的任意载体涂料层之下、上方、顶上或其间；即，除了在上述构造中列出的那些以外，另外的层可以存在于催化转化器基材上。当述及层(层Y)在另一层(层X)“顶上”形成时，可以在两个层X和Y之间不形成另外的层或形成任意数量的另外的层(层A、B、C等)。例如，如果述及层Y在层X顶上形成，则这可以涉及这样的情况，其中可以形成层X，然后可以立即在层X顶上形成层A，然后可以立即在层A顶上形成层B，然后可以立即在层B顶上形成层Y。替代地，如果述及层Y在层X顶上形成，则这可以涉及这样的情况，其中可以将层Y直接沉积在层X顶上，而没有介于X和Y之间的中间层。对于在层X和层Y之间不存在中间层的具体情况，述及层Y立即在层X顶上形成，或等价地述及层Y直接在层X顶上形成。
在其它实施方案中，不施加另外的载体涂料层；即在上述构造中列出的载体涂层为存在于催化转化器基材上的仅有的载体涂层。在其它实施方案中，上述构造中列出的载体涂层可以具有不存在的层(即可以省略层)。
在以下载体涂层描述中，仅出于阐释性目的，将复合纳米颗粒描述为NNmTM颗粒的组分。然而，复合纳米颗粒可以同样是NNiM颗粒的组分。在以下描述中，以载体涂料组合物中存在的固体的量提供载体涂料组合物的组分的百分比，因为可以以含水悬浮液或在一些情况下作为干燥粉末提供载体涂料组合物。“层”是指在已将其施加至基材，干燥和煅烧之后的相应的载体涂料组合物。
通用载体涂料制备程序
通过将指定的材料悬浮在水溶液中，将pH调节至介于约2和约7之间，至介于约3和约5之间，或至约4，和如果必要将粘度使用纤维素、玉米淀粉或其它增稠剂调节至介于约300cP至约1200cP的值。
通过以下将载体涂料施加至基材(其可以已经具有一种或更多种在先施加的载体涂层)：将基材用水溶液涂布，从基材吹除过量的载体涂料(和任选地收集和回收从基材吹除的过量载体涂料)，干燥基材和煅烧基材。
通用干燥和煅烧载体涂料
一旦将每种载体涂料施加至基材(其可以已用或可以未用在先的基材涂布)，将过量的载体涂料吹除并且收集和回收残留物。然后可以干燥载体涂料。可以在室温或升高的温度(例如约30℃至约95℃，优选约60℃至约70℃)，在大气压力下或在降低的压力下(例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，或约7.5mTorr至约675Torr)，在环境气氛中或在惰性气氛(如氮气或氩气)下并且使或不使气体流经过基材(例如，干燥的空气、干燥的氮气或干燥的氩气)进行载体涂料的干燥。在一些实施方案中，干燥过程是热干燥过程。热干燥过程包括任意方式，以在大于室温的温度但在低于标准煅烧温度的温度去除溶剂。在一些实施方案中，干燥过程可以为快速干燥过程，涉及经由压力突然下降或通过将基材以热空气上升放置而从基材快速蒸发水分。预期还可以使用其它干燥过程。
在将载体涂料干燥至基材上之后，然后可以将载体涂料煅烧至基材上。在升高的温度，如400℃至约700℃，优选约500℃至约600℃，更优选在约540℃至约560℃或在约550℃进行煅烧。可以在大气压力下或在降低的压力下(例如约1帕斯卡至约90,000帕斯卡，或约7.5mTorr至约675Torr)，在环境气氛中或在惰性气氛(如氮气或氩气)下并且使或不使气流经过基材(例如，干燥空气、干燥氮气或干燥氩气)进行煅烧。
角落填充载体涂料组合物和层
角落填充载体涂料层(F)可以为相对廉价的层，可以将其施加至基材以填满基材的“角落”和其它区域，在此处废气不太可能渗入明显的量。优选地，该层并不包括任何PGM、沸石或PNA材料。角落填充层示意性图示于图4中，其显示了在S-F-C-P-Z构造中的经涂布的基材中的单个矩形通道400。将基材通道的壁410涂布以角落填充载体涂料层420，然后涂布以含催化剂载体涂料层430，然后涂布以含PNA材料的载体涂料层440，然后涂布以含沸石颗粒的载体涂料层450。当在催化转化器中运行经涂布的基材，废气通过通道的内腔460。通道(其之一470，通过箭头表示)的角落具有相对厚的涂层并且废气将更不可能接触那些区域。在例如S-C-P-Z构造中，层420、430和440将会为单层，含催化剂的载体涂料层和显著量的昂贵的铂族金属将会位于角落(如470)中，在此处它们对于催化而言相对不可用。因此，虽然可以使用S-C-P-Z构造，但是其可能不成本有效。例如由于沸石相对廉价，所以角落填充载体涂料层可能不提供在S-Z-P-C构造中相当的成本节约。
虽然为了阐释而示出矩形形状，但是等效分析适用于具有多边形通道的任意基材或具有并非基本上圆柱形的通道的任意基材。对于具有根据定义不具有角落的基本上圆柱形通道的基材，角落填充载体涂料由于经济原因可能不是必要的(尽管其可以仍然适用于其它原因，如为了调节通道的直径)。
角落填充载体涂料组合物可以包含氧化铝颗粒(即氧化铝)。例如可以使用铝氧化物颗粒，如来自Grace Davison的MI-386材料等。氧化铝颗粒的尺寸通常为大于约0.2微米，优选大于约1微米。角落填充载体涂料的固含量包括约80％至约98重量％的多孔氧化铝(MI-386等)和约20％至约2％的勃姆石，如约90％至97％的氧化铝和约10％至3％的勃姆石，或约95％至97％的氧化铝和约5％至约3％的勃姆石，如角落填充载体涂料包括约97％的多孔氧化铝和约3％的勃姆石。
在一些实施方案中，角落填充载体涂料组合物中的每个氧化铝颗粒或基本上每个氧化铝颗粒具有大约0.2微米至大约8微米，如约4微米至约6微米的直径。在一些实施方案中，角落填充载体涂料组合物中的氧化铝颗粒具有大约0.2微米至大约8微米，如约4微米至约6微米的平均粒度。在一些实施方案中，角落填充载体涂料组合物中的氧化铝颗粒的至少约75％、至少约80％、至少约90％或至少约95％具有落入大约0.2微米至大约8微米范围内，如约4微米至约6微米范围内的颗粒尺寸。在已将载体涂料层施加至基材时，可以将其干燥，然后煅烧至基材上。角落填充载体涂料可以以约30g/l直至约100g/l的厚度施加；典型的值可以为约50g/L。
沸石载体涂料组合物和沸石层
可以在内燃发动机的冷启动期间将沸石颗粒用于捕获有害气体，如烃、一氧化碳和氮氧化物。沸石层为载体涂料层，其使用包括比催化层更高百分比的沸石的载体涂料组合物来沉积。在一些实施方案中，沸石层和载体涂层不包括催化颗粒。
在一些实施方案中，沸石层和载体涂料组合物包含沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒，基本上由沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒组成或由沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒组成。金属氧化物颗粒优选为多孔的。金属氧化物颗粒可以为铝氧化物颗粒(例如来自Grace Davison的MI-386等)。铝氧化物颗粒可以是多孔的。可以使用不同构造的重量浓度的沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒。在以下描述中，以载体涂料组合物中存在的固体的量提供载体涂料组合物的组分的百分比，因为可以以含水悬浮液或在一些情况下作为干燥粉末提供载体涂料组合物。沸石层是指已将其施加至基材、干燥和煅烧之后的沸石载体涂料组合物。
在一些实施方案中，沸石颗粒占沸石载体涂料组合物或沸石层中的沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒的组合的至少50重量％，占大于约50重量％，或占约50重量％至约100重量％。在一些实施方案中，沸石颗粒构成含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层中的沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒的组合的大约60重量％至大约80重量％，例如，大约65重量％至大约70重量％或大约70重量％至大约80重量％。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层中的沸石颗粒在涂布之前各自具有大约0.2微米至大约8微米，如约4微米至约6微米的直径。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层中的沸石颗粒的至少约75％、至少约80％、至少约90％或至少约95％具有落入大约0.2微米至大约8微米范围内，如约4微米至约6微米范围内的颗粒尺寸。在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层中的沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒的组合的大约2重量％至大约5重量％。在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层中的沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒的组合的大约3重量％。在一些实施方案中，金属氧化物颗粒构成含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层中的沸石颗粒、金属氧化物颗粒和勃姆石颗粒的混合物的大约15重量％至大约38重量％，例如，大约15重量％至大约30重量％，大约17重量％至大约23重量％或大约17重量％至大约22重量％。在一些实施方案中，金属氧化物颗粒构成含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层中的沸石颗粒、金属氧化物颗粒和勃姆石颗粒的混合物的大约15重量％至大约23重量％。在一些实施方案中，金属氧化物颗粒构成含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层中的沸石颗粒、金属氧化物颗粒和勃姆石颗粒的混合物的大约25重量％至大约35重量％。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层含有约3％的勃姆石颗粒、约67％的沸石颗粒和约30％的多孔铝氧化物颗粒。
在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层并不包含任何铂族金属。如上文所讨论，六种铂族金属为钌、铑、钯、锇、铱和铂。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层的特征在于基本上不存在任何铂族金属。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层100％地不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层大约100％地不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层不包含任何催化颗粒。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层的特征在于基本上不存在任何催化颗粒。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层100％地不含任何催化颗粒。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层大约100％地不含任何催化颗粒。
在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层可以包括约2重量％至约5重量％的勃姆石颗粒、约60重量％至约80重量％的沸石颗粒和余量的多孔铝氧化物颗粒(即，约15％至约38％)。在一个实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层包括约2重量％至约5重量％的勃姆石颗粒、约75重量％至约80重量％的沸石颗粒和余量的多孔铝氧化物颗粒(即，约15重量％至约23重量％)。在另一实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层包括约2重量％至约5重量％的勃姆石颗粒、约65重量％至约70重量％的沸石颗粒和余量的多孔铝氧化物颗粒(即，约25重量％至约33重量％)。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层含有约3重量％的勃姆石颗粒、约67重量％的沸石颗粒和约30重量％的多孔铝氧化物颗粒。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层不含有任何催化材料。在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层不含有任何铂族金属。
在一些实施方案中，含沸石颗粒的载体涂料组合物或沸石层可以包括PNA材料。
在一些实施方案中，在将基材用含沸石颗粒的载体涂料组合物涂布之前，将含沸石颗粒的载体涂料组合物与水和酸，如乙酸混合，由此形成含沸石颗粒的载体涂料组合物、水和酸的含水混合物。然后可以将含沸石颗粒的载体涂料组合物、水和酸的该含水混合物施加至基材(其中可以已经或可以尚未将其它载体涂料层施加至基材)。在一些实施方案中，可以将该含水混合物的pH调节至约2至约7的pH水平，然后将其施加至基材。在一些实施方案中，可以将该含水混合物的pH调节至约4的pH水平，然后将其施加至基材。
在一些实施方案中，沸石层(即，施加至基材的含沸石颗粒的载体涂料组合物或含沸石颗粒的载体涂料层)具有大约25g/L至大约90g/l(克/升)，大约50g/L至大约80g/l，或大约70至大约90g/l的厚度。在一些实施方案中，沸石层具有大约50g/l、60g/l、70g/l、80g/l或90g/l的厚度。在一些实施方案中，沸石层具有大约80g/l的厚度。
在一些实施方案中，当将沸石层施加在含催化剂的层的顶上(即，含催化剂的层比沸石层更接近基材)时，沸石层具有约70g/L至约90g/L的厚度。
在一些实施方案中，当将沸石层施加在含催化剂的层之下(即，沸石层比含催化剂的层更接近基材)时，沸石层具有约50g/L至约80g/L的厚度。
催化载体涂料组合物和催化层
催化载体涂料组合物和基材上的催化层含有催化材料(如催化NNm颗粒、NNiM颗粒或“松散成分”催化组分)并且可以以各种方式形成。另外，基材上可以存在多于一个催化层。例如，可以存在氧化性催化层和还原性催化层。催化载体涂层和另外的载体涂层的实例公开于美国临时申请61/894,346中，通过引用以其全文引入。
优选的催化材料包括铂族金属(PGM)。铂族金属为金属铂、钯、铑、钌、锇和铱。可以将单独的金属用作催化剂并且还可以使用金属的各种组合。催化颗粒可以具有复合纳米颗粒，其中复合纳米颗粒具有一群带有包含铂的催化纳米颗粒的载体纳米颗粒和一群带有包含钯的催化纳米颗粒的载体纳米颗粒。带有复合颗粒的微米尺寸的载体颗粒可以包括带有催化纳米颗粒的载体纳米颗粒，其中催化纳米颗粒包括铂/钯合金，如2:1Pt/Pd比例(重量/重量)。在一些实施方案中，微米尺寸的担体颗粒为氧化铝(氧化铝)颗粒，在其上连接多个复合纳米颗粒，复合纳米颗粒包含载体纳米颗粒和催化纳米颗粒。在一个实施方案中，将来自Grace Davison的MI-386氧化铝粉末用作微米尺寸的氧化铝颗粒。
在以下描述中，以载体涂料组合物中存在的固体的量提供载体涂料组合物的组分的百分比，因为可以以含水悬浮液或在一些情况下作为干燥粉末提供载体涂料组合物。催化层(或含催化剂的层)是指已将其施加至基材、干燥和煅烧之后的含催化材料的载体涂料组合物。
前述含沸石颗粒的载体涂料组合物和含沸石颗粒的层优选不含，或在替代性实施方案中基本上不含催化颗粒或铂族金属。优选的是催化载体涂料组合物和层不含或基本上不含沸石。然而，在一些实施方案中，含催化剂的载体涂料组合物和催化剂层可以含有一定量的沸石，如含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的总固体的至多约20％，至多约10％或至多约5％。
在一些实施方案中，含催化剂的载体涂料组合物进一步包括“间隔物”或“填料”颗粒，其中间隔物颗粒可以为陶瓷、金属氧化物或金属颗粒。在一些实施方案中，间隔物颗粒可以为二氧化硅、氧化铝、勃姆石或沸石颗粒，或前述的任意混合物，如任意份额的勃姆石颗粒、二氧化硅颗粒和沸石颗粒。
在催化载体涂料组合物和催化剂层基本上不含沸石和PNA材料的一些实施方案中，催化载体涂料组合物包含二氧化硅颗粒、氧化铝/具有或不具有BaO的密封剂颗粒、勃姆石颗粒和NNm颗粒，基本上由它们组成或由它们组成。在一些实施方案中，NNm颗粒构成含催化剂的载体涂料组合物或催化层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约35重量％至大约95重量％。在一些实施方案中，NNm颗粒构成含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约40重量％至大约92重量％。在一些实施方案中，NNm颗粒构成催化载体涂料组合物或催化层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约60重量％至大约95重量％。在一些实施方案中，NNm颗粒构成含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约80％重量至大约95重量％。在一些实施方案中，NNm颗粒构成催化载体涂料组合物或催化层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约80重量％至大约92重量％。在一些实施方案中，NNm颗粒构成含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约92重量％。
在一些实施方案中，NNmTM颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约35重量％至大约75重量％。在一些实施方案中，NNmTM颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约40重量％至大约60重量％。在一些实施方案中，NNmTM颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约45重量％至大约55重量％。在一些实施方案中，NNmTM颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的约50重量％。
在一些实施方案中，含催化剂的载体涂料组合物和催化剂层中的铂族金属的百分比在约0.25％至约4％，约0.5％至约4％，约0.5％至约3％，约1％至约3％，约1％至约2％，约1％至约1.5％，约1.5％至约3％，约1.5％至约2.5％，约1.5％至约2％，约2％至约3％，约2.5％至约3％，或约2％至约2.5％的范围内。在一些实施方案中，含催化剂的载体涂料组合物和催化剂层中的铂族金属的百分比为约0.5％，约0.75％，约1％，约1.25％，约1.5％，约1.75％，约2％，约2.25％，约2.5％，约2.75％，或约3％。在一些实施方案中，含催化剂的载体涂料组合物和催化剂层中的铂族金属的百分比为约2.3％。
在一些实施方案中，NNmTM颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约50重量％至大约95重量％。在一些实施方案中，NNmTM颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约60重量％至大约90重量％。在一些实施方案中，NNmTM颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约75重量％至大约85重量％。在一些实施方案中，NNmTM颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的约80重量％。在一些实施方案中，NNmTM颗粒中的催化颗粒为在NNmTM颗粒中约0.3-2wt％的负载量的铑。在一些实施方案中，NNmTM颗粒中的催化颗粒为在NNmTM颗粒中约0.3-1wt％的负载量的铑。在一些实施方案中，NNmTM颗粒中的催化颗粒为在NNmTM颗粒中约0.3-0.5wt％的负载量的铑。在一个实施方案中，NNmTM颗粒中的催化颗粒为在NNmTM颗粒中约0.3wt％的负载量的铑。在另一实施方案中，NNmTM颗粒中的催化颗粒为在NNmTM颗粒中约0.4wt％的负载量的铑。也可以使用先前描述的其它负载量。
在一些实施方案中，二氧化硅颗粒构成催化载体涂料组合物或催化层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约20重量％以下；或二氧化硅颗粒购成含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约10重量％以下；在另外的实施方案中，二氧化硅颗粒构成催化载体涂料组合物或催化层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约5重量％以下。在各个实施方案中，二氧化硅颗粒构成催化载体涂料组合物或催化层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约1重量％至大约20重量％，大约1重量％至大约10重量％，大约1重量％至大约5重量％，约20重量％，约10重量％，约5重量％，或约1重量％。
在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约2重量％至大约5重量％。在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成催化载体涂料组合物或催化层中的NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约3重量％。
在一些实施方案中，氧化铝填料/密封剂颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约30重量％至大约70重量％。在一些实施方案中，氧化铝填料/密封剂颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约40重量％至大约60重量％。在一些实施方案中，氧化铝填料/密封剂颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约45重量％至大约55重量％。在一些实施方案中，氧化铝填料/密封剂颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的约50重量％。氧化铝填料/密封剂颗粒可以是多孔的经镧稳定的氧化铝，例如MI-386。在一些实施方案中，可以使用不同的填料颗粒替换一些或全部氧化铝颗粒。
在一些实施方案中，氧化铝填料/密封剂颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约5重量％至大约40重量％。在一些实施方案中，氧化铝填料/密封剂颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约10重量％至大约30重量％。在一些实施方案中，氧化铝填料/密封剂颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的大约15重量％至大约20重量％。在一些实施方案中，氧化铝填料/密封剂颗粒构成NNm颗粒、勃姆石颗粒和氧化铝/密封剂和氧化铈颗粒的组合的约17重量％。氧化铝填料/密封剂颗粒可以是多孔的经镧稳定的氧化铝，例如MI-386。在一些实施方案中，可以使用不同的填料颗粒替换一些或全部氧化铝颗粒。
在载体涂料中，0至100％的氧化铝填料/密封剂颗粒可以为用纳米尺寸的BaO颗粒浸渍的氧化铝，与微米尺寸的BaO颗粒混合的氧化铝，或用纳米尺寸的BaO颗粒浸渍和与微米尺寸的BaO颗粒混合的氧化铝二者。在一些实施方案中，可以使用1wt％-100wt％，20wt％-80wt％，或30wt％-60wt％的微米尺寸的BaO替代非BaO-浸渍的氧化铝。在一些实施方案中，可以将常规MI-386和经BaO浸渍的MI-386(用纳米尺寸的BaO颗粒浸渍)的50:50混合物，或MI-386和微米尺寸的BaO颗粒的50:50混合物，或用纳米尺寸的BaO颗粒浸渍和与微米尺寸的BaO颗粒混合的MI-386的混合物用于载体涂料的该组分。在一些实施方案中，氧化铝可以包含5％至30％的经纳米BaO浸渍的氧化铝和70％至95％的非经BaO浸渍的氧化铝。在一些实施方案中，氧化铝可以包含5％至20％的经纳米BaO浸渍的氧化铝和80％至95％的非经BaO浸渍的氧化铝。在一些实施方案中，氧化铝可以包含8％至16％的经纳米BaO浸渍的氧化铝和84％至92％的非经BaO浸渍的氧化铝。在一个实施方案中，将12％，或约12％的经纳米BaO浸渍的氧化铝与88％，或约88％的没有经浸渍的BaO的氧化铝混合。在一个实施方案中，将15％，或约15％的经纳米BaO浸渍的氧化铝与85％，或约85％的没有经浸渍的BaO的氧化铝混合。
在一些实施方案中，氧化铝可以包含5％至30％的微米尺寸的BaO和70％至95％的非经BaO浸渍的氧化铝。在一些实施方案中，氧化铝可以包含5％至20％的微米尺寸的BaO和80％至95％的非经BaO浸渍的氧化铝。在一些实施方案中，氧化铝可以包含8％至16％的微米尺寸的BaO和84％至92％的非经BaO浸渍的氧化铝。在一个实施方案中，将12％，或约12％的微米尺寸的BaO与88％，或约88％的没有经浸渍的BaO的氧化铝混合。在一个实施方案中，将15％，或约15％的微米尺寸的BaO与85％，或约85％的没有经浸渍的BaO的氧化铝混合。
纳米尺寸的BaO-氧化铝的比例的范围，即浸渍到氧化铝中的纳米BaO的量包括1-25％的BaO比75％至99％的氧化铝微米载体；3-20％的BaO比80％至97％的氧化铝微米载体；5％-15％的BaO比85％至95％的氧化铝微米载体；和约15％的BaO比约85％的氧化铝微米载体，以重量百分比表示。在一个实施方案中，经纳米BaO浸渍的氧化铝包含15重量％，或约15重量％的纳米BaO和85重量％，或约85重量％的氧化铝。
在一些实施方案中，催化载体涂料组合物或催化层进一步包含金属氧化物颗粒，如上文讨论的金属氧化物颗粒(例如多孔金属氧化物、铝氧化物、多孔铝氧化物等)。在一些实施方案中，这些金属氧化物颗粒进一步占含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒、二氧化硅颗粒和金属氧化物颗粒的组合的至多大约65重量％，至多大约60重量％，至多大约55重量％或至多大约54重量％，如大约2重量％至大约54重量％。预期上文对纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和二氧化硅颗粒讨论的浓度范围可以适用于那些材料与金属氧化物颗粒的组合。
在其它实施方案中，催化载体涂料组合物或催化层包含沸石颗粒、勃姆石颗粒和纳米-纳米-微米颗粒，基本上由它们组成或由它们组成。在一些实施方案中，纳米-纳米-微米颗粒构成含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和沸石颗粒的组合的大约35％至大约95重量％。在一些实施方案中，纳米-纳米-微米颗粒构成含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和沸石颗粒的组合的大约40％至大约92重量％。在一些实施方案中，纳米-纳米-微米颗粒构成含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和沸石颗粒的组合的大约60％至大约95重量％。在一些实施方案中，纳米-纳米-微米颗粒构成催化载体涂料组合物或催化层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和沸石颗粒的组合的大约80重量％至大约95重量％。在一些实施方案中，纳米-纳米-微米颗粒构成含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和沸石颗粒的组合的大约80重量％至大约92重量％。在一些实施方案中，纳米-纳米-微米颗粒构成含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和沸石颗粒的组合的大约92重量％。在一些实施方案中，沸石颗粒构成催化载体涂料组合物或催化层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和沸石颗粒的组合的少于大约20重量％，少于大约10重量％或少于大约5重量％。在一些实施方案中，沸石颗粒构成催化载体涂料组合物或催化层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和沸石颗粒的组合的大约1重量％至大约5重量％，如约5重量％。在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成催化载体涂料组合物或催化层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和沸石颗粒的组合的大约2重量％至大约5重量％。在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成催化载体涂料组合物或催化层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和沸石颗粒的组合的大约3重量％。
在一些实施方案中，催化载体涂料组合物或催化层进一步包括金属氧化物颗粒，如上文讨论的金属氧化物颗粒(例如多孔金属氧化物、铝氧化物、多孔铝氧化物等)。在一些实施方案中，这些金属氧化物颗粒构成含催化剂的载体涂料组合物或含催化剂的层中的纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒、沸石颗粒和金属氧化物颗粒的组合的大约0重量％至大约54重量％，如大约2重量％至大约54重量％。预期上文对纳米-纳米-微米颗粒、勃姆石颗粒和沸石颗粒所讨论的浓度范围可以适用于那些材料与金属氧化物颗粒的组合。
在一些实施方案中，催化载体涂料组合物或催化层进一步包括PNA材料。
在一种示例性催化载体涂料组合物中，以“松散成分”提供催化材料。例如，在一些实施方案中，催化载体涂料组合物包含复合纳米颗粒(如氧化复合纳米颗粒)和填料颗粒(如氧化铝填料颗粒，其可以例如通过镧稳定化)。松散成分催化载体涂料组合物中的复合纳米颗粒并不连接至填料颗粒。在一些实施方案中，催化载体涂料组合物进一步包含勃姆石颗粒。复合纳米颗粒为本文中所描述的那些并且包含连接至载体纳米颗粒的氧化催化剂纳米颗粒。氧化催化剂纳米颗粒包含一种或更多种铂族金属。优选地，氧化催化剂纳米颗粒包含铂和钯。氧化催化剂纳米颗粒可以以约1:2至约25:1的铂比钯(如约1:1至约10:1的铂比钯、约1:1至约5:1的铂比钯，或约2:1的铂比钯)的比例包含铂和钯。载体纳米颗粒优选为氧化物，如氧化铝。氧化催化剂纳米颗粒和载体纳米颗粒可以以约5:95至约60:40的铂族金属比载体(如约10:90至约60:40的铂族金属比载体，约30:70至约50:50的铂族金属比载体，或约40:60的铂族金属比载体)的重量比存在。在“松散成分”催化载体涂料组合物的一些实施方案中，复合纳米颗粒占复合纳米颗粒、填料颗粒和勃姆石的总重量的约2wt％至约10wt％(如约3wt％至约7wt％，或约4wt％至约6wt％)。在“松散成分”催化载体涂料组合物的一些实施方案中，填料颗粒占复合纳米颗粒、填料颗粒和勃姆石的约80wt％至约95wt％(如约85wt％至约90wt％)。在“松散成分”催化载体涂料组合物的一些实施方案中，勃姆石占复合纳米颗粒、填料颗粒和勃姆石的约3wt％至约8wt％(如约4wt％至约7wt％)。在“松散成分”催化载体涂料组合物的一些实施方案中，铂族金属占复合纳米颗粒、填料颗粒和勃姆石的约0.5wt％至约4wt％(如约1wt％至约3wt％，或约2wt％)。
松散成分催化载体涂料组合物可以例如通过形成复合纳米颗粒的悬浮液(其任选地包括表面活性剂和/或消泡剂)来形成。然后将复合纳米颗粒分散体与填料颗粒和勃姆石混合。可以调节载体涂料的pH和添加增稠剂，如本文中所描述。
然后可以将松散成分催化载体涂料组合物施加至基材，干燥和煅烧，以形成催化层。在一些实施方案中，将催化载体涂料施加至基材，使得催化层为约30g/L至约150g/L(如约40g/L至约100g/L，或约40g/L至约60g/L)。在一些实施方案中，催化载体涂料包含约0.25g/L至约2g/L的PGM(如约0.5g/L至约1.5g/L的PGM，约0.5g/L至约1.0g/L的PGM，约0.75g/L至约1.25g/L的PGM，或约1.0g/L至约1.5g/L的PGM)。在一些实施方案中，还通过任意含沸石的载体涂料和/或任意PNA材料载体涂料涂布基材，如本文中所描述。
在一些实施方案中，在将基材用催化载体涂料组合物涂布之前将催化载体涂料组合物与水和酸，如乙酸混合，由此形成催化载体涂料组合物、水和酸的含水混合物。然后将催化载体涂料组合物、水和酸的该含水混合物施加至基材(其中可以已经或可以尚未将其它载体涂料层施加至基材)。在一些实施方案中，可以将该含水混合物的pH调节至约2至约7的pH水平，然后将其施加至基材。在一些实施方案中，可以将该含水混合物的pH调节至约4的pH水平，然后将其施加至基材。在一些实施方案中，通过与纤维素溶液，与玉米淀粉或与类似的增稠剂混合来调节含水载体涂料的粘度。在一些实施方案中，将粘度调节至约300cP至约1200cP的值。
在一些实施方案中，催化载体涂料组合物包含大约50g/L至大约250g/l，如大约50g/L至大约140g/l，大约70g/L至大约140g/l，大约90g/L至大约140g/l，或大约110g/L至大约130g/l的厚度。在一些实施方案中，催化载体涂料组合物包含大约50g/l，大约60g/l，大约70g/l，大约80g/l，大约90g/l，大约100g/l，大约110g/l，大约120g/l，大约130g/l，或大约140g/l的厚度。优选地，催化载体涂料组合物包含大约120g/L的厚度。
然后可以将催化载体涂料组合物涂布至基材上，干燥和煅烧以产生经涂布的基材。当催化载体涂料包括单独提供的材料(即，当载体涂料包含微米尺寸的填料颗粒和未连接至填料颗粒的复合纳米颗粒)时，在涂布之后的煅烧过程可以导致一部分复合纳米颗粒变得连接至填料颗粒。然而，一部分复合纳米颗粒可能沉降至催化层的底部或可能扩散至邻近的层中，产生具有未连接至填料颗粒的复合纳米颗粒的经涂布的基材。
PNA材料载体涂料组合物和PNA层
可以将PNA材料用于在内燃发动机的冷启动期间储存氮氧化物气体。可以将PNA材料施加至催化转化器的基材作为载体涂层的一部分。PNA材料在低温发动机运行期间储存氮氧化物气体。在一些实施方案中，PNA材料载体涂料中的PNA材料可以包含在载体颗粒上的PGM；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和各自在不同载体颗粒上的不同的碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物、各自在不同载体颗粒上的不同的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM以及各自在不同的载体颗粒上的相同或不同的碱金属氧化物或碱土金属氧化物以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM以及在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合；在载体颗粒上的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和PGM、各自在不同的载体颗粒上的相同或不同的碱金属氧化物或碱土金属氧化物和在载体颗粒上的PGM以任意比例的组合。另外，可以使用在载体颗粒上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物、在载体颗粒上的PGM和在载体颗粒上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物和PGM以任意比例的各种其它组合，如上文所讨论。
在一些实施方案中，可能不将不同的PNA材料混合在载体材料上。例如，如果使用在氧化铈载体上的氧化锰和在氧化铈载体上的氧化镁的组合，则将氧化锰浸渍到氧化铈载体材料上并且搁置。然后单独地将氧化镁浸渍到新制氧化铈载体材料上。然后以PNA材料的期望的比例组合氧化锰/氧化铈和氧化镁/氧化铈。
载体颗粒可以包括例如，松散耐火氧化物如氧化铝或氧化铈。氧化铈的一个实例包括来自Rhodia的HSA5、HSA20，或其混合物。氧化铈颗粒可以含有氧化锆。氧化铈颗粒可以含有镧和/或氧化镧。另外，氧化铈颗粒可以含有氧化锆和氧化镧二者。氧化铈颗粒还可以含有氧化钇。因此，氧化铈颗粒可以包括氧化铈、铈-锆氧化物、铈-镧氧化物、铈-钇氧化物、铈-锆-镧氧化物、铈-锆-钇氧化物、铈-镧-钇氧化物、铈-锆-镧-钇氧化物颗粒，或其组合。在一些实施方案中，纳米尺寸的氧化铈颗粒含有40-90wt％的氧化铈，5-60wt％的氧化锆，1-15wt％的氧化镧和/或1-10wt％的氧化钇。在一个实施方案中，氧化铈颗粒含有86wt％的氧化铈，10wt％的氧化锆和4wt％的镧和/或氧化镧。在另一实施方案中，氧化铈颗粒含有40wt％的氧化铈，50wt％的氧化锆，5wt％的氧化镧和5wt％的氧化钇。
载体颗粒可以为微米尺寸的和/或纳米尺寸的。合适的微米尺寸的载体颗粒包括微米尺寸的氧化铈颗粒，包括但不限于HSA5、HSA20，或其混合物。在一些实施方案中，载体颗粒除了碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒或其混合物以外还可以包括PGM。PGM可以包括钌、铂、钯，或其混合物。碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒可以为纳米尺寸的或微米尺寸的，如上文所描述。在一些实施方案中，使用湿化学技术将PGM添加至微米尺寸的载体颗粒。在一些实施方案中，使用初湿含浸技术将PGM添加至微米尺寸的载体颗粒。在一些实施方案中，使用初湿含浸和/或湿化学技术将PGM添加至纳米尺寸的载体颗粒。在一些实施方案中，通过上文描述的基于等离子体的方法将PGM添加至载体颗粒，以形成复合PNA纳米颗粒。在一些实施方案中，将这些PNA复合纳米颗粒添加至担体颗粒，以形成NNm PNA颗粒或包埋在担体颗粒之内，以形成NNiM PNA颗粒。因此，在载体颗粒上的PGM可以包括在微米载体颗粒上的微PGM，在微米载体颗粒上的纳米PGM，PNA纳米-纳米颗粒、PNA NNm颗粒、PNA NNiM颗粒或PNA混杂的NNm/湿化学颗粒，如上文所描述。在一些实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒和PGM在相同的微米尺寸的载体颗粒上。在其它实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒和PGM在不同的微米尺寸的载体颗粒上。
在一些实施方案中，PNA层和载体涂料组合物包含PNA材料和勃姆石颗粒，基本上由它们组成或由它们组成。可以使用不同构造的重量浓度的PNA材料和勃姆石颗粒。在以下描述中，以载体涂料组合物中存在的固体的量提供载体涂料组合物的组分的百分比，因为可以以含水悬浮液或在一些情况下作为干燥粉末提供载体涂料组合物。PNA层是指已将其施加至基材、干燥和煅烧之后的PNA载体涂料组合物。
在一些实施方案中，PNA材料占PNA载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的至少50重量％，占大于约50重量％，或占约50重量％至约100重量％。在一些实施方案中，PNA材料构成含PNA材料颗粒的载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的大约60重量％至大约80重量％，例如，大约65重量％至大约70重量％或大约70重量％至大约80重量％。在一些实施方案中，PNA材料构成含PNA材料颗粒的载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的大约90％至大约100％，例如，大约90％至大约95％或大约95％至大约100％。在一些实施方案中，PNA材料构成含PNA材料颗粒的载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的大约95重量％至大约98重量％。
在一些实施方案中，PNA材料包含氧化铈。在一些实施方案中，氧化铈(其可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)构成PNA载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的大约57重量％至大约99重量％。在一些实施方案中，氧化铈(其可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)构成PNA载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的大约59重量％至大约98重量％。在一些实施方案中，氧化铈(其可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)构成PNA载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的大约85重量％至大约97重量％。在一些实施方案中，氧化铈(其可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)构成PNA载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的大约85重量％至大约88重量％。在一些实施方案中，氧化铈(其可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇或其组合)构成PNA载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的大约90％至大约98重量％。在一些实施方案中，氧化铈(其可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合)构成PNA载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的大约重量93％至大约95重量％。
在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成含PNA材料的载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的大约1重量％至大约10重量％。在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成含PNA材料的载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料和勃姆石颗粒的组合的大约2％至大约5重量％。在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成含PNA材料的载体涂料组合物或PNA材料层中的PNA材料颗粒和勃姆石颗粒的组合的大约3重量％。
在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.01％至约5％(重量)的量使用钯。(如上文所描述，在所有实施方案中，氧化铈可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合)。在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.5％至约3％(重量)的量使用钯。在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.67％至约2.67％(重量)的量使用钯。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1.5％至约2.5％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.5％至约1.5％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1％至约2％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约2％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。PNA载体涂料组合物或层可以在较大的(较冷的)发动机系统(例如大于2.5升)中包括Pd。
在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.01％至约15％(重量)的量使用钌。(如上文所描述，在所有实施方案中，氧化铈可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合)。在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.5％至约12％(重量)的量使用钌。在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用钌。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约3％至约4.5％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1％至约2.5％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1.67％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1.67％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约3.33％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1.67％至约2％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。PNA载体涂料组合物或层可以在小的(较热的)发动机系统(例如小于2升)中包括Ru。
在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用MgO。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约15％(重量)的量使用MgO。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用MgO。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约2％至约8％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约2％至约4％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约6％至约8％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约3％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约7％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约10.5g/L的量使用MgO和用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约30％(重量)的量使用Mn3O4。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约25％(重量)的量使用Mn3O4。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用Mn3O4。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约5％至约20％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约5％至约10％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的量约15％至约20％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约8％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约18.67％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约28g/L的量使用Mn3O4和用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用氧化钙。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约15％(重量)的量使用氧化钙。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用氧化钙。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约2％至约8％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约2％至约4％(重量)的量使用氧化钙和用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约6％至约8％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约3％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约7％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约10.5g/L的量使用氧化钙和用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以约10.5g/L的量使用MgO，以约28g/L的量使用Mn3O4，以约10.5g/L的量使用氧化钙和用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以约10.5g/L的量使用MgO，以约28g/L的量使用Mn3O4，以约10.5g/L的量使用氧化钙和用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一些实施方案中，含PNA材料的载体涂料组合物或PNA材料不包含任何铂族金属。如上文所讨论，六种铂族金属为钌、铑、钯、锇、铱和铂。(PGM通常被称为催化剂金属)。在一些实施方案中，含PNA材料的载体涂料组合物或PNA材料的特征在于基本上不存在任何铂族金属。在一些实施方案中，含PNA材料的载体涂料组合物或PNA材料层100％地不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含PNA材料的载体涂料组合物或PNA材料层大约100％地不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含PNA材料的载体涂料组合物或PNA材料层不包含任何催化颗粒。在一些实施方案中，含PNA材料颗粒的载体涂料组合物或PNA材料层的特征在于基本上不存在任何催化颗粒。在一些实施方案中，含PNA材料颗粒的载体涂料组合物或PNA材料层100％地不含任何催化颗粒。在一些实施方案中，含PNA材料颗粒的载体涂料组合物或PNA材料层大约100％地不含任何催化颗粒。
如上文所讨论，在其它实施方案中，PNA材料载体涂料可以含有PGM。在一些实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约20g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约15g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约6.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约4.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约2g/L至约4g/L Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L至约15g/L的Ru。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5g/L至约6g/L的Ru。
可以使用上文描述的湿化学技术将PGM添加至载体颗粒。还可以使用上文描述的初湿含浸技术将PGM添加至载体颗粒。可以使用上文描述的基于等离子体的方法将PGM添加至载体颗粒。在一些实施方案中，PNA材料载体涂料包括用碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒和单独的PGM颗粒浸渍的载体颗粒，包括例如NNm或NNiM颗粒。在一些实施方案中，PGM NNm和NNiM颗粒的微尺寸颗粒可以为用碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒浸渍的微米尺寸的载体。在一些实施方案中，可以将PGM NNm的微尺寸颗粒用碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒浸渍。在一个实施方案中，NNm颗粒为负载在纳米氧化铈上的纳米铂族金属，其中将纳米-纳米颗粒负载在微米尺寸的氧化铈上。在另一实施方案中，NNiM颗粒为负载在纳米尺寸的氧化铈上的纳米尺寸的铂族金属。在一些实施方案中，铂族金属为Pt、Pd、Ru，或其混合物。在一些实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒和PGM在相同的载体颗粒上。在其它实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒和PGM在不同的载体颗粒上。载体颗粒还可以为氧化铝。
可以通过上文描述的基于等离子体的方法产生用作PNA载体涂料或层的组分的复合纳米颗粒。
在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至100:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至75:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至50:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至25:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至15:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至10:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1的铂比钯，或大约2:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至20:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有5:1至15:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有8:1至12:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有10:1的铂比钯，或大约10:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至8:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有3:1至5:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有4:1的铂比钯，或大约4:1的铂比钯的混合物。
在一些实施方案中，含PNA材料的载体涂料组合物或PNA材料层可以包括沸石。
在一些实施方案中，在将基材用含PNA材料的载体涂料组合物涂布之前，将含PNA材料的载体涂料组合物与水和酸，如乙酸混合，由此形成含PNA材料的载体涂料组合物、水和酸的含水混合物。然后可以将含PNA材料的载体涂料组合物、水和酸的该含水混合物施加至基材(其中可以已经或可以尚未将其它载体涂料层施加至基材)。在一些实施方案中，可以将该含水混合物的pH调节至约2至约7的pH水平，然后将其施加至基材。在一些实施方案中，可以将该含水混合物的pH调节至约4的pH水平，然后将其施加至基材。
载体涂料层可以包括对废气活性较差或惰性的材料。这样的材料可以作为反应性催化剂的载体引入或为金属提供表面积。在一些实施方案中，含催化剂的载体涂料组合物进一步包括“间隔物”或“填料”颗粒，其中间隔物颗粒可以例如为陶瓷、金属氧化物或金属颗粒。在一些实施方案中，间隔物颗粒可以为勃姆石。
在一些实施方案中，通过湿化学方法将铂族金属负载至载体颗粒中而形成PNA材料。铂族金属优选为钯。载体颗粒通常为微米尺寸的颗粒。在一些实施方案中，载体颗粒为包括氧化铈的微米尺寸的颗粒，如HSA20颗粒(Rhodia)。通过将铂族金属盐如硝酸钯溶于溶剂(如水)中并且将溶解的盐与载体颗粒混合而将铂族金属负载至载体颗粒中。例如，在一些实施方案中，将硝酸钯溶于水中并且与微米尺寸的氧化铈颗粒混合。PNA材料的铂族金属含量通常为约0.5wt％至约4wt％的钯(如约1wt％至约3wt％的钯，或约2wt％的钯)。在一些实施方案中，将与铂族金属盐混合的载体颗粒干燥和煅烧。煅烧过程导致负载至载体颗粒中的金属态(metallic)铂族金属的形成。
在一些实施方案中，在与另外的材料(如填料颗粒和/或勃姆石)组合之前预形成经铂族金属(例如钯)负载的载体颗粒，以形成PNA载体涂料。在另一实施方案中，将铂族金属盐溶解并且与载体颗粒混合以形成分散体，然后将其与另外的材料(如填料颗粒和/或勃姆石)组合，以形成PNA载体涂料。在这样的实施方案中，将包含铂族金属盐的PNA载体涂料涂布至基材上并且煅烧以形成PNA层。
PNA材料/沸石载体涂料组合物和PNA/沸石层
可以将PNA材料和沸石颗粒施加至催化转化器的基材作为相同载体涂层的一部分。可以将PNA材料和沸石颗粒二者用于在内燃发动机的冷启动期间捕获有害的气体。
在一些实施方案中，PNA材料和沸石颗粒层(P/Z层)和载体涂料组合物包含PNA材料、沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒，基本上由它们组成，或由它们组成。金属氧化物颗粒优选是多孔的。金属氧化物颗粒可以为铝氧化物颗粒(例如来自Grace Davison的MI-386等)或氧化铈颗粒。铝氧化物颗粒可以是多孔的。可以使用不同构造的重量浓度的PNA材料、沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒。在以下描述中，以载体涂料组合物中存在的固体的量提供载体涂料组合物的组分的百分比，因为可以以含水悬浮液或在一些情况下作为干燥粉末提供载体涂料组合物。P/Z层是指已将其施加至基材、干燥和煅烧之后的P/Z载体涂料组合物。
在一些实施方案中，PNA材料和沸石颗粒占P/Z载体涂料组合物或P/Z l层中的PNA材料、沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒的组合的至少50重量％，占大于约50重量％，或占约50重量％至约100重量％。在一些实施方案中，PNA材料和沸石颗粒构成含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层中的PNA材料、沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒的组合的大约60重量％至大约80重量％，例如大约65重量％至大约70重量％或大约70重量％至大约80重量％。
在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层中的PNA材料、沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒的组合的大约1重量％至大约10重量％。在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层中的PNA材料、沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒的组合的大约2重量％至大约5重量％。在一些实施方案中，勃姆石颗粒构成含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层中的PNA材料、沸石颗粒、勃姆石颗粒和金属氧化物颗粒的组合的大约3重量％。
在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.01％至约5％(重量)的量使用钯。(如上文所描述，在所有实施方案中，氧化铈可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合)。在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.5％至约3％(重量)的量使用钯。在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.67％至约2.67％(重量)的量使用钯。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1.5％至约2.5％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.5％至约1.5％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1％至约2％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约2％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1％(重量)的量使用Pd和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约5g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约2g/L至约4g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约3g/L的量使用Pd和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。PNA载体涂料组合物或层可以在较大的(较冷的)发动机系统(例如大于2.5升)中包括Pd。
在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.01％至约15％(重量)的量使用钌。(如上文所描述，在所有实施方案中，氧化铈可以包括氧化锆、镧、氧化镧、氧化钇，或其组合)。在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约0.5％至约12％(重量)的量使用钌。在一个实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用钌。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约50g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约150g/L至约300g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约3％至约4.5％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为约100g/L至约200g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1％至约2.5％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1.67％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1.67％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约3.33％至约4％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量的约1.67％至约2％(重量)的量使用Ru和所使用的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约100g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约150g/L。在另一实施方案中，以约1g/L至约20g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约3g/L至约15g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约4g/L至约8g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。在另一实施方案中，以约5g/L至约6g/L的量使用Ru和用于PNA载体涂料组合物或层中的氧化铈的量为大于或等于约300g/L。PNA载体涂料组合物或层可以在小的(较热的)发动机系统(例如小于2升)中包括Ru。
在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用MgO。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约15％(重量)的量使用MgO。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用MgO。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约2％至约8％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约2％至约4％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约6％至约8％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约3％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约7％(重量)的量使用MgO和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约10.5g/L的量使用MgO和用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约30％(重量)的量使用Mn3O4。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约25％(重量)的量使用Mn3O4。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用Mn3O4。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约5％至约20％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约5％至约10％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约15％至约20％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约8％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约18.67％(重量)的量使用Mn3O4和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约28g/L的量使用Mn3O4和用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约20％(重量)的量使用氧化钙。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约15％(重量)的量使用氧化钙。在一个实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约1％至约10％(重量)的量使用氧化钙。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约50g/L至约450g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约100g/L至约400g/L。在另一实施方案中，用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约2％至约8％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约2％至约4％(重量)的量使用氧化钙和用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约250g/L至约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约6％至约8％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L至约250g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约3％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约350g/L。在另一实施方案中，以用于载体涂料或层中的氧化铈的量的约7％(重量)的量使用氧化钙和所使用的氧化铈的量为约150g/L。在另一实施方案中，以约10.5g/L的量使用氧化钙和用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一个实施方案中，以约10.5g/L的量使用MgO，以约28g/L的量使用Mn3O4，以约10.5g/L的量使用氧化钙和用于载体涂料或层中的氧化铈的量为约150g/L至约350g/L。
在一些实施方案中，金属氧化物颗粒构成含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层中的PNA材料颗粒、沸石颗粒、金属氧化物颗粒和勃姆石颗粒的混合物的大约15重量％至大约38重量％，例如大约15重量％至大约30重量％，大约17重量％至大约23重量％或大约17重量％至大约22重量％。在一些实施方案中，金属氧化物颗粒构成含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层中的PNA材料、沸石颗粒、金属氧化物颗粒和勃姆石颗粒的混合物的大约15重量％至大约23重量％。在一些实施方案中，金属氧化物颗粒构成含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层中的PNA材料、沸石颗粒、金属氧化物颗粒和勃姆石颗粒混合物的大约25重量％至大约35重量％。在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层含有约3％的勃姆石颗粒，约67％的PNA材料和沸石颗粒和约30％的多孔铝氧化物颗粒。
在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z不包含任何铂族金属。如上文所讨论，六种铂族金属为钌、铑、钯、锇、铱和铂。在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z的特征在于基本上不存在任何铂族金属。在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层100％地不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层大约100％地不含任何铂族金属。在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层不包含任何催化颗粒。在一些实施方案中，含P/Z颗粒的载体涂料组合物或P/Z层的特征在于基本上不存在任何催化颗粒。在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P P/Z层100％地不含任何催化颗粒。在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层大约100％地不含任何催化颗粒。
在其它实施方案中，P/Z载体涂料可以包含PGM。在一些实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约20g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约1g/L至约15g/L的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约6.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约4.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3.0g/L以下的PGM。在另一实施方案中，PNA材料负载有约2g/L至约4g/L的Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L的Pd。在另一实施方案中，PNA材料负载有约3g/L至约15g/L的Ru。在另一实施方案中，PNA材料负载有约5g/L至约6g/L的Ru。
可以使用上文描述的湿化学技术将PGM添加至载体颗粒。还可以使用上文描述的初湿含浸技术将PGM添加至载体颗粒。可以使用上文描述的基于等离子体的方法将PGM添加至载体颗粒。在一些实施方案中，PNA材料载体涂料包括用碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒和单独的PGM颗粒浸渍的载体颗粒，包括例如NNm或NNiM颗粒。在一些实施方案中，PGM NNm和NNiM颗粒的微尺寸颗粒可以为用碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒浸渍的微米尺寸的载体。在一些实施方案中，可以将PGM NNm的微尺寸颗粒用碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒浸渍。在一个实施方案中，NNm颗粒为负载在纳米氧化铈上的纳米铂族金属，其中将纳米-纳米颗粒负载在微米尺寸的氧化铈上。在另一实施方案中，NNiM颗粒为负载在纳米尺寸的氧化铈上的纳米尺寸的铂族金属。在一些实施方案中，铂族金属为Pt、Pd、Ru，或其混合物。在一些实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒和PGM在相同的载体颗粒上。在其它实施方案中，碱金属氧化物或碱土金属氧化物颗粒和PGM在不同的载体颗粒上。载体颗粒还可以为氧化铝。
可以通过如上文描述的基于等离子体的方法产生用作P/Z载体涂料或层的组分的复合纳米颗粒。
在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至100:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至75:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至50:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至25:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至15:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至10:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1的铂比钯，或大约2:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至20:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有5:1至15:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有8:1至12:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有10:1的铂比钯，或大约10:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有2:1至8:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有3:1至5:1的铂比钯的混合物。在一些实施方案中，载体颗粒可以含有4:1的铂比钯，或大约4:1的铂比钯的混合物。
在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层可以包括约2重量％至约5重量％的勃姆石颗粒，约60重量％至约80重量％的PNA材料和沸石颗粒和余量的多孔铝氧化物颗粒(即约15重量％至约38重量％)。在一个实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层包括约2重量％至约5重量％的勃姆石颗粒，约75重量％至约80重量％的PNA材料和沸石颗粒和余量的多孔铝氧化物颗粒(即约15重量％至约23重量％)。在另一实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z l层包括约2重量％至约5重量％的勃姆石颗粒，约65重量％至约70重量％的PNA材料和沸石颗粒和余量的多孔铝氧化物颗粒(即约25重量％至约33重量％)。在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层含有约3％的勃姆石颗粒，约67％的PNA材料和沸石颗粒和约30％的多孔铝氧化物颗粒。在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层不含有任何催化材料。在一些实施方案中，含P/Z的载体涂料组合物或P/Z层不含有任何铂族金属。
在一些实施方案中，在将基材用含P/Z的载体涂料组合物涂布之前，将含P/Z的载体涂料组合物与水和酸，如乙酸混合，由此形成含P/Z的载体涂料组合物、水和酸的含水混合物。然后可以将含P/Z的载体涂料组合物、水和酸的该含水混合物施加至基材(其中可以已经或可以尚未将其它载体涂料层施加至基材)。在一些实施方案中，可以将该含水混合物的pH调节至约2至约7的pH水平，然后将其施加至基材。在一些实施方案中，可以将该含水混合物的pH调节至约4的pH水平，然后将其施加至基材。
载体涂料层可以包括对废气活性较差或惰性的材料。这样的材料可以作为反应性催化剂的载体引入或为金属提供表面积。在一些实施方案中，含催化剂的载体涂料组合物进一步包括“间隔物”或“填料”颗粒，其中间隔物颗粒可以例如为陶瓷、金属氧化物或金属颗粒。在一些实施方案中，间隔物颗粒可以为勃姆石。
PNA材料/沸石/催化载体涂料组合物和PNA/沸石/催化剂层
可以将PNA材料、沸石颗粒和催化材料施加至催化转化器的基材作为相同的载体涂层的一部分，由此消除对过量载体涂料的需要。可以在内燃发动机的冷启动期间将PNA材料和沸石颗粒二者用于捕获有害气体并且催化颗粒可以还原或氧化有害的颗粒(在从沸石和PNA材料释放它们时)。
在一些实施方案中，PNA材料和沸石颗粒层(P/Z层)和载体涂料组合物包含PNA材料、沸石颗粒、勃姆石颗粒、金属氧化物颗粒、二氧化硅颗粒、具有或不具有BaO的氧化铝/密封剂颗粒和NNm颗粒，基本上由它们组成，或由它们组成。沸石颗粒、PNA材料和催化颗粒的组成可以为任意上文描述的那些。
催化转化器和用于生产催化转化器的方法
在一些实施方案中，本公开提供了催化转化器，其可以包含任意本文中描述的载体涂料层和载体涂层构造。催化转化器可用于各种应用，如柴油或汽油交通工具中，如轻型柴油或汽油交通工具中。
图1图解了根据一些实施方案的催化转化器。将催化材料包括在载体涂料组合物中，将所述载体涂料组合物涂布至基材上以形成经涂布的基材。将经涂布的基材114封入隔热材料112之内，将其转而封入金属容器110(例如不锈钢的)之内。描绘了隔热板108和气体传感器(例如，氧气传感器)106。可以将催化转化器通过法兰104和118附至交通工具的废气系统。包括烃、一氧化碳和氮氧化物的粗排放物的废气在102处进入催化转化器。随着粗排放物通过催化转化器，它们与经涂布的基材上的催化材料反应产生在120处离开的水、二氧化碳和氮气的排气管排放物。图1A是经涂布的基材114的区段的放大视图，其显示了经涂布的基材的蜂窝体结构。经涂布的基材如下文所描述，可以被引入用于交通工具排放物控制体系中的催化转化器。
图2和3图示了形成用于催化转化器中的经涂布的基材的各种方法。可以将本文公开的任意含催化剂的载体涂料、含沸石颗粒的载体涂料和含PNA材料的载体涂料用于这些阐释性方法中。另外，可以将本文中所公开的任意角落填充载体涂料用于任意阐释性方法中。另外，可以以任意顺序将层或载体涂层添加至基材或从基材除去。
图2是说明根据本公开的实施方案的PNA体系制备方法200的流程图。PNA体系包括在基材上的在单独的载体涂料层中的催化颗粒、沸石和PNA材料。
PNA体系制备方法200可以从步骤202开始。在步骤204处制备催化剂。在步骤206处制备含催化剂的第一载体涂料。在步骤208处制备沸石颗粒。在步骤210处制备含沸石的第二载体涂料。在步骤212处制备含NOx吸附剂的载体颗粒。在步骤214处制备包含含NOx吸附剂的载体颗粒的第三载体涂料。在步骤216处将第一载体涂料、第二载体涂料或第三载体涂料施加至基材。在步骤218处干燥基材。这样的干燥过程的实例包括但不限于，热干燥过程或快速干燥过程。在步骤220处，煅烧经载体涂料覆盖的基材。预期煅烧过程的长度和温度可以取决于特定实施方案中的组分的特性而变化。在步骤222处，将剩下的两种载体涂料之一施加在基材上。在步骤224处干燥基材。这样的干燥过程的实例包括但不限于，热干燥过程或快速干燥过程。在步骤226处，煅烧经载体涂料覆盖的基材。预期煅烧过程的长度和温度可以取决于特定实施方案中的组分的特性而变化。在步骤228处将最终剩余的载体涂料施加在基材上。在步骤230处干燥基材。在步骤232处煅烧在单独的层中所含的具有催化颗粒、沸石颗粒和用NOx储存材料浸渍的载体颗粒的经载体涂料覆盖的基材。预期煅烧过程的长度和温度可以取决于特定实施方案中的组分的特性而变化。方法200在步骤234处终止。在煅烧过程期间形成的氧化物-氧化物键牢固地保持纳米颗粒，从而避免了纳米颗粒在高温移动和相遇并且彼此反应的机会。
在所说明的任意步骤之前或之后，可以容易地改变方法200以按需要施加另外的载体涂料层。优选地，在每个涂布步骤之间进行干燥过程和煅烧过程。
图3是说明根据本公开的实施方案的PNA体系制备方法300的流程图。PNA体系包括在基材上的载体涂料层中的催化颗粒和在单独的载体涂料层中所含的沸石和PNA材料。
PNA体系制备方法300可以从步骤302开始。在步骤304处制备催化剂。在步骤306处制备含催化剂的第一载体涂料。在步骤308处制备沸石。在步骤310处制备含有NOx吸附剂的载体颗粒。在步骤312处制备含有用于NOx吸附/储存的载体颗粒和沸石的第二载体涂料。在步骤314处，将第一载体涂料或第二载体涂料施加至基材。在步骤316处干燥基材。这样的干燥过程的实例包括但不限于，热干燥过程或快速干燥过程。在步骤318处煅烧经载体涂料覆盖的基材。预期煅烧过程的长度和温度可以取决于特定实施方案中的组分的特性而变化。在步骤320处将其它载体涂料施加在基材上。在步骤322处干燥基材。这样的干燥过程的实例包括但不限于，热干燥过程或快速干燥过程。在步骤324处煅烧在相同的层中所含的具有催化颗粒、沸石颗粒和用NOx储存材料浸渍的载体颗粒的经载体涂料覆盖的基材。预期煅烧过程的长度和温度可以取决于特定实施方案中的组分的特性而变化。方法300在步骤326处终止。在煅烧过程期间形成的氧化物-氧化物键牢固地保持纳米颗粒，从而避免了纳米颗粒在高温移动和相遇并且彼此反应的机会。
在所说明的任意步骤之前或之后，可以容易地改变方法300以按需要施加另外的载体涂料层。优选地，在每个涂布步骤之间进行干燥过程和煅烧过程。
另外，PNA体系可以包括在基材上的单个载体涂料层中所含的催化颗粒、沸石和PNA材料。
图4显示了S-F-C-P-Z构造中所涂布的经涂布的基材中的单个矩形通道400，没有另外的载体涂料层。已将基材通道的壁410用角落填充载体涂料层420涂布，然后用含催化剂的载体涂料层430涂布，然后用含PNA材料的载体涂料层440涂布，然后用含沸石颗粒的载体涂料层450涂布。当将经涂布的基材用于作为排放物控制体系的一部分的催化转化器中时，废气通过通道的内腔460。
废气系统、交通工具和排放性能
对于未燃烧的烃、一氧化碳和氮氧化物污染物的排放标准已由各个政府设定并且必须由更老式的以及新的交通工具满足。为了满足这样的标准，使含有PNA体系的催化转化器定位在内燃发动机的废气管线中。PNA体系首先储存氮氧化物，然后将其还原成氮气。
在一些实施方案中，将本文中所公开的经涂布的基材以构造来接收来自内燃发动机的废气的位置容纳在催化转化器之内，如内燃发动机的废气系统中。催化转化器可以与来自柴油或汽油发动机，如轻型柴油或汽油发动机的废气一起使用。可以将催化转化器安装在含有柴油或汽油发动机，如轻型柴油或汽油发动机的交通工具上。甚至可以将催化转化器安装在含有汽油发动机的交通工具上。
将经涂布的基材放入外壳，如图1中所示，进而可以将其放入内燃发动机的废气系统(也被称为废气处理系统)中。内燃发动机可以为柴油或汽油发动机，如轻型柴油或汽油发动机，如轻型柴油或汽油交通工具的发动机。内燃发动机的废气系统接收从发动机典型地到废气歧管的废气并且将废气递送至废气处理系统。催化转化器形成废气系统的一部分并且通常被称为柴油氧化催化器(DOC)。DOC的实例可见于美国专利申请13/589,024、14/340,351和14/521,295以及美国专利号8,679,433，将其通过引用以其整体并入本文。废气系统还可以包括柴油颗粒物过滤器(DPF)和/或选择性催化还原单元(SCR单元)和/或稀燃NOx阱(LNT)；在从发动机接收废气的顺序中的典型布置为DOC-DPF和DOC-DPF-SCR或在LNT体系中。废气系统还可以包括其它组件，如氧气传感器、HEGO(加热废气氧)传感器、UEGO(宽域废气氧)传感器、用于其它气体的传感器和温度传感器。废气系统还可以包括控制器如发动机控制单元(ECU)、微处理器或发动机管理计算机，其可以调节交通工具中的各种参数(燃油流速、燃油/空气比、燃油喷射、发动机正时、阀门正时等)，以使到达废气处理系统的废气的组分最优化，从而管理释放至环境中的排放物。
“处理”废气，如来自汽油或柴油或汽油发动机的废气，是指使废气行进通过废气系统(废气处理系统)，然后释放至环境中。
美国环境保护署将“轻型柴油交通工具”(“LDDV”)定义为除柴油公共汽车以外的柴油驱动的机动交通工具，其具有8,500磅以下的总交通工具重量评级并且主要设计来运输人或财产。在欧洲将“轻型柴油或汽油发动机”认为是3.5公吨以下(7,716磅以下)的交通工具中使用的发动机(参见欧洲指令1992/21 EC和1995/48 EC)。在一些实施方案中，轻型柴油交通工具是重量为约8,500磅以下，或约7,700磅以下的柴油交通工具和轻型柴油发动机为用于轻型柴油交通工具中的发动机。
当用于催化转化器中时，本文中所公开的经涂布的基材可以提供超过其它催化转化器的明显改进。经涂布的基材中的PNA材料或者PNA材料和沸石在废气仍然是冷的时候起废气的中间储存装置的作用。在冷启动阶段期间，不期望的气体(包括但不限于，烃、一氧化碳和氮氧化物或NOx)吸附至PNA材料或者PNA和沸石(NOx吸附至PNA材料)，同时催化剂尚不是活性的并且稍后在催化剂达到足以有效分解气体的温度(即，起燃温度)时释放。本文中描述的经涂布的基材、催化转化器和废气处理系统可用于使用LNT、SCR或其它NSC体系的任意交通工具。
在一些实施方案中，使用本文中所公开的经涂布的基材的催化转化器和废气处理系统显示出以下排放：3400mg/英里以下的CO排放物和400mg/英里以下的NOx排放物；3400mg/英里以下的CO排放物和200mg/英里以下的NOx排放物；或者1700mg/英里以下的CO排放物和200mg/英里以下的NOx排放物。可以将所公开的用作催化转化器基材的经涂布的基材用于排放系统以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于DOC-DPF或DOC-DPF-SCR构造中或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。
欧洲的排放限制汇总于URL：europa.eu/legislation_summaries/environment/air_pollution/l28186_en.htm。截至2009年9月生效的Euro 5排放物标准指定了500mg/km的CO排放物、180mg/km的NOx排放物和230mg/km的HC(烃)+NOx排放物的限制。计划于2014年9月实施的Euro 6排放物标准指定了500mg/km的CO排放物、80mg/km的NOx排放物和170mg/km的HC(烃)+NOx排放物的限制。可以将所公开的催化转化器基材用于排放系统以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于DOC-DPF或DOC-DPF-SCR构造中或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。
在一些实施方案中，用负载有4.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少5℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，用负载有4.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少10℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，用负载有4.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少15℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用负载有4.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少5℃的烃起燃温度。在一些实施方案中，用负载有4.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少10℃的烃起燃温度。在一些实施方案中，用负载有4.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少15℃的烃起燃温度。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用负载有4.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少5℃的氮氧化物起燃温度。在一些实施方案中，用负载有4.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少10℃的氮氧化物起燃温度。在一些实施方案中，用负载有4.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少15℃的氮氧化物起燃温度。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用负载有3.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少5℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，用负载有3.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少10℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，用负载有3.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少15℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用负载有3.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少5℃的烃起燃温度。在一些实施方案中，用负载有3.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少10℃的烃起燃温度。在一些实施方案中，用负载有3.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少15℃的烃起燃温度。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用负载有3.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少5℃的氮氧化物起燃温度。在一些实施方案中，用负载有3.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少10℃的氮氧化物起燃温度。在一些实施方案中，用负载有3.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少15℃的氮氧化物起燃温度。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用负载有2.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少5℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，用负载有2.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少10℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，用负载有2.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少15℃的一氧化碳起燃温度。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用负载有2.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少5℃的烃起燃温度。在一些实施方案中，用负载有2.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少10℃的烃起燃温度。在一些实施方案中，用负载有2.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少15℃的烃起燃温度。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用负载有2.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少5℃的氮氧化物起燃温度。在一些实施方案中，用负载有2.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少10℃的氮氧化物起燃温度。在一些实施方案中，用负载有2.0g/L以下的PGM的本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出比用湿化学方法制成并且具有相同或类似PGM负载量的催化转化器低至少15℃的氮氧化物起燃温度。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出在用湿化学方法制成的催化转化器的一氧化碳起燃温度的±3℃之内的一氧化碳起燃温度，同时用经涂布的基材制成的催化转化器比用湿化学方法制成的催化转化器使用少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的催化剂。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出该性能。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出在用湿化学方法制成的催化转化器的一氧化碳起燃温度的±2℃之内的一氧化碳起燃温度，同时用经涂布的基材制成的催化转化器比用湿化学方法制成的催化转化器使用少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的催化剂。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出该性能。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出在用湿化学方法制成的催化转化器的一氧化碳起燃温度的±1℃之内的一氧化碳起燃温度，同时用经涂布的基材制成的催化转化器比用湿化学方法制成的催化转化器使用少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的催化剂。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出该性能。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出在用湿化学方法制成的催化转化器的烃起燃温度的±3℃之内的一氧化碳起燃温度，同时用经涂布的基材制成的催化转化器比用湿化学方法制成的催化转化器使用少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的催化剂。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出该性能。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出在用湿化学方法制成的催化转化器的烃起燃温度的±2℃之内的一氧化碳起燃温度，同时用经涂布的基材制成的催化转化器比用湿化学方法制成的催化转化器使用少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的催化剂。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出该性能。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出在用湿化学方法制成的催化转化器的烃起燃温度的±1℃之内的一氧化碳起燃温度，同时用经涂布的基材制成的催化转化器比用湿化学方法制成的催化转化器使用少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的催化剂。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出该性能。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出在用湿化学方法制成的催化转化器的氮氧化物起燃温度的±5℃之内的一氧化碳起燃温度，同时用经涂布的基材制成的催化转化器比用湿化学方法制成的催化转化器使用少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的催化剂。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出该性能。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出在用湿化学方法制成的催化转化器的氮氧化物起燃温度的±4℃之内的一氧化碳起燃温度，同时用经涂布的基材制成的催化转化器比用湿化学方法制成的催化转化器使用少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的催化剂。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出该性能。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出在用湿化学方法制成的催化转化器的氮氧化物起燃温度的±3℃之内的一氧化碳起燃温度，同时用经涂布的基材制成的催化转化器比用湿化学方法制成的催化转化器使用少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的催化剂。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出该性能。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出在用湿化学方法制成的催化转化器的氮氧化物起燃温度的±2℃之内的一氧化碳起燃温度，同时用经涂布的基材制成的催化转化器比用湿化学方法制成的催化转化器使用少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的催化剂。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出该性能。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出在用湿化学方法制成的催化转化器的氮氧化物起燃温度的±1℃之内的一氧化碳起燃温度，同时用经涂布的基材制成的催化转化器比用湿化学方法制成的催化转化器使用少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的催化剂。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出该性能。
在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合美国EPA排放物要求，同时使用与符合相同标准的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。排放要求可以为中值寿命要求或全寿命要求。所述要求可以为TLEV要求、LEV要求或ULEV要求。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合EPA TLEV/LEV中值寿命要求。在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合EPA TLEV/LEV全寿命要求。在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合EPA ULEV中值寿命要求。在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合EPA ULEV全寿命要求。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合EPA TLEV/LEV中值寿命要求，同时使用与符合该标准的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合EPA TLEV/LEV全寿命要求，同时使用与符合该标准的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合EPA ULEV中值寿命要求，同时使用与符合该标准的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合EPA ULEV全寿命要求，同时使用与符合该标准的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合Euro 5要求。在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合Euro 6要求。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合Euro 5要求，同时使用与符合Euro 5要求的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器符合Euro 6要求，同时使用与符合Euro 6要求的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器显示出4200mg/英里以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出3400mg/英里以下一氧化碳排放。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出2100mg/英里以下的一氧化碳排放物。在另一实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出1700mg/英里以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出500mg/km以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出375mg/km以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出250mg/km以下的一氧化碳排放物。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出180mg/km以下的NOx排放物。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出80mg/km以下的NOx排放物。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的的催化转化器显示出40mg/km以下的NOx排放物。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的的催化转化器显示出230mg/km以下的NOx加HC排放物。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出170mg/km以下的NOx加HC排放物。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出85mg/km以下的NOx加HC排放物。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出500mg/km以下的一氧化碳排放物，同时使用与显示出相同或类似的排放物的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出375mg/km以下的一氧化碳排放物，同时使用与显示出相同或类似的排放物的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出250mg/km以下的一氧化碳排放物，同时使用与显示出相同或类似的排放物的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出180mg/km以下的NOx排放物，同时使用与显示出相同或类似的排放物的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出80mg/km以下的NOx排放物，同时使用与显示出相同或类似的排放物的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出40mg/km以下的NOx排放物，同时使用与显示出相同或类似的排放物的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出230mg/km以下的NOx加HC排放物，同时使用与相比显示出相同或类似的排放物的用湿化学方法制成的催化转化器少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出170mg/km以下的NOx加HC排放物，同时使用与显示出相同或类似的排放物的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成并且用于柴油或汽油发动机或者柴油或汽油交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上的催化转化器显示出85mg/km以下的NOx加HC排放物，同时使用与显示出相同或类似的排放物的用湿化学方法制成的催化转化器相比少至少约30％，少至多约30％，少至少约40％，少至多约40％，少至少约50％，或少至多约50％的铂族金属或铂族金属负载量。在一些实施方案中，将经涂布的基材用于构造DOC-DPF或DOC-DPF-SCR中的或LNT体系中的催化转化器(柴油氧化催化器)中，以满足或超过这些标准。在一些实施方案中，用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器在约50,000km，约50,000英里，约75,000km，约75,000英里，约100,000km，约100,000英里，约125,000km，约125,000英里，约150,000km，或约150,000英里运行之后(对于用本公开的经涂布的基材制成的催化转化器和对比催化转化器二者)展示出任意前述性能标准。
在一些实施方案中，为了上述对比，将用本公开的基材制成的催化转化器的铂族金属的节约(减少)与1)用于所公开的应用(例如用于柴油或汽油发动机或交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上)的使用湿化学制成的商业上可得的催化转化器，或2)使用最小量的铂族金属以实现所指出的性能标准的用湿化学制成的催化转化器进行比较。
在一些实施方案中，为了上述对比，将根据本公开的经涂布的基材和用于商业上可得的催化转化器中的催化剂或使用湿化学方法制备的催化剂二者在测试之前老化(相同的量)。在一些实施方案中，将根据本公开的经涂布的基材和用于商业上可得的催化转化器中的催化剂基材或使用湿化学方法制备的催化剂基材二者老化至至约(或至多约)50,000千米，约(或至多约)50,000英里，约(或至多约)75,000千米，约(或至多约)75,000英里，约(或至多约)100,000千米，约(或至多约)100,000英里，约(或至多约)125,000千米，约(或至多约)125,000英里，约(或至多约)150,000千米，或约(或至多约)150,000英里。在一些实施方案中，为了上述对比，将根据本公开的经涂布的基材和用于商业上可得的催化转化器中的催化剂基材或使用湿化学方法制备的催化剂基材二者在测试之前人工老化(相同的量)。在一些实施方案中，通过加热至约400℃、约500℃、约600℃、约700°、约800℃、约900℃、约1000℃、约1100℃，或约1200℃维持约(或至多约)4小时、约(或至多约)6小时、约(或至多约)8小时、约(或至多约)10小时、约(或至多约)12小时、约(或至多约)14小时、约(或至多约)16小时、约(或至多约)18小时、约(或至多约)20小时、约(或至多约)22小时，或约(或至多约)24小时而将它们人工老化。在一些实施方案中，通过加热至约800℃维持约16小时将它们人工老化。
在一些实施方案中，为了上述对比，将用本公开的基材制成的催化转化器的铂族金属的节约(减少)与1)用于所公开的应用(例如用于柴油或汽油发动机或交通工具，如轻型柴油或汽油发动机或者轻型柴油或汽油交通工具上)的使用湿化学制成的商业上可得的催化转化器，或2)使用最小量的铂族金属以实现所指出的性能标准的用湿化学制成的催化转化器，并且在使根据本公开的经涂布的基材和用于商业上可得的催化剂或以最小量的PGM实现所指明的性能标准而使用湿化学制成的催化剂中的催化基材如上文所描述那样老化之后进行比较。
在一些实施方案中，对于使用本公开的经涂布的基材的上文描述的催化转化器而言，对于使用采用了本公开的经涂布的基材的催化转化器的废气处理系统而言和对于使用这些催化转化器和废气处理系统的交通工具而言，将催化转化器作为连同柴油颗粒物过滤器一起的柴油氧化催化器使用，或将催化转化器作为连同柴油颗粒物过滤器和选择性催化还原单元一起的柴油氧化催化器使用，以满足或超过上文对CO和/或NOx和/或HC描述的标准。
示例性实施方案
通过以下实施方案进一步描述本发明。在适当和实践时，每个实施方案的特征与任意其它实施方案是可组合的。
实施方案1.经涂布的基材，其包含：
基材；
沸石层，其包含沸石；
催化层，其包含复合纳米颗粒和微米尺寸的填料颗粒，其中在形成所述催化层之前使所述复合纳米颗粒不连接至所述微米尺寸的填料颗粒；和
PNA材料层，其包含PNA材料。
实施方案2.经涂布的基材，其包含：
基材；
沸石层，其包含沸石；
催化层，其包含微米尺寸的填料颗粒和未连接至所述微米尺寸的填料颗粒的复合纳米颗粒；和
PNA材料层，其包含PNA材料。
实施方案3.根据实施方案1或2所述的经涂布的基材，其中所述催化层通过用催化载体涂料涂布所述基材来形成，所述催化载体涂料包含微米尺寸的填料颗粒和未连接至所述微米尺寸的填料颗粒的复合纳米颗粒。
实施方案4.根据实施方案3所述的经涂布的基材，其中所述催化载体涂料通过将微米尺寸的填料颗粒和复合纳米颗粒悬浮在液体中来形成。
实施方案5.根据实施方案3或4所述的经涂布的基材，其中在用所述催化载体涂料涂布所述基材之前，所述复合纳米颗粒没有共价地连接至所述微米尺寸的填料颗粒。
实施方案6.根据实施方案3-5任一项所述的经涂布的基材，其中在用所述催化载体涂料涂布所述基材之前，没有通过煅烧使所述复合纳米颗粒连接至所述微米尺寸的填料颗粒。
实施方案7.根据实施方案1-6任一项所述的经涂布的基材，其中所述沸石层具有约40g/L至约100g/L的厚度。
实施方案8.根据实施方案1-7任一项所述的经涂布的基材，其中所述沸石层包含约50wt％至约85wt％的沸石。
实施方案9.根据实施方案1-8任一项所述的经涂布的基材，其中所述催化层中的复合纳米颗粒为氧化复合纳米颗粒。
实施方案10.根据实施方案1-9任一项所述的经涂布的基材，其中所述催化层中的复合纳米颗粒包含连接至载体纳米颗粒的催化剂纳米颗粒。
实施方案11.根据实施方案10所述的经涂布的基材，其中所述催化剂纳米颗粒包含铂族金属。
实施方案12.根据实施方案10或11所述的经涂布的基材，其中所述催化剂纳米颗粒包含合金。
实施方案13.根据实施方案10-12任一项所述的经涂布的基材，其中所述催化剂纳米颗粒包含铂或钯。
实施方案14.根据实施方案10-13任一项所述的经涂布的基材，其中所述催化剂纳米颗粒包含铂和钯。
实施方案15.根据实施方案10-14任一项所述的经涂布的基材，其中所述催化剂纳米颗粒以约1:2至约25:1的铂比钯的比例包含铂和钯。
实施方案16.根据实施方案10-15任一项所述的经涂布的基材，其中所述载体纳米颗粒包含金属氧化物。
实施方案17.根据实施方案10-16任一项所述的经涂布的基材，其中所述载体纳米颗粒包含氧化铝。
实施方案18.根据实施方案10-17任一项所述的经涂布的基材，其中所述催化剂纳米颗粒和所述载体纳米颗粒为约10:90至约60:40的催化剂纳米颗粒比载体纳米颗粒的重量比。
实施方案19.根据实施方案1-18任一项所述的经涂布的基材，其中所述催化层具有约30g/L至约150g/L的厚度。
实施方案20.根据实施方案1-19任一项所述的经涂布的基材，其中所述催化层包含约0.25g/L至约2g/L的铂族金属。
实施方案21.根据实施方案1-20任一项所述的经涂布的基材，其中所述PNA材料包含微米尺寸的载体颗粒。
实施方案22.根据实施方案1-21任一项所述的经涂布的基材，其中所述PNA材料包含铂族金属。
实施方案23.根据实施方案22所述的经涂布的基材，其中所述铂族金属包含钯。
实施方案24.根据实施方案1-23任一项所述的经涂布的基材，其中所述PNA材料包含连接至微米尺寸的载体颗粒的铂族金属。
实施方案25.根据实施方案21-24任一项所述的经涂布的基材，其中所述微米尺寸的载体颗粒包含氧化铈。
实施方案26.根据实施方案1-26任一项所述的经涂布的基材，其中所述PNA材料层包含碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案27.根据实施方案1-27任一项所述的经涂布的基材，其中所述PNA材料层具有约100g/L至约200g/L的厚度。
实施方案28.根据实施方案1-27任一项所述的经涂布的基材，其中所述PNA材料层包含约0.5g/L至约4g/L的铂族金属。
实施方案29.根据实施方案1-28任一项所述的经涂布的基材，其中所述沸石层、所述催化层或所述PNA材料层包含填料颗粒。
实施方案30.根据实施方案29所述的经涂布的基材，其中所述填料颗粒为微米尺寸的填料颗粒。
实施方案31.根据实施方案29或30所述的经涂布的基材，其中所述填料颗粒包含氧化铝。
实施方案32.根据实施方案1-31任一项所述的经涂布的基材，其中所述沸石层、所述催化层或所述PNA材料层包含来源于勃姆石的氧化铝。
实施方案33.根据实施方案1-32任一项所述的经涂布的基材，其中所述沸石层包含约50wt％至约85wt％的填料颗粒。
实施方案34.根据实施方案1-33任一项所述的经涂布的基材，其中所述催化层包含约2wt％至约10wt％的复合纳米颗粒。
实施方案35.根据实施方案1-34任一项所述的经涂布的基材，其中所述催化层包含约80wt％至约95wt％的填料颗粒。
实施方案36.根据实施方案1-35任一项所述的经涂布的基材，其中所述PNA材料层包含约80wt％至约95wt％的PNA材料。
实施方案37.根据实施方案1-36任一项所述的经涂布的基材，其中所述PNA材料层包含约3wt％至约7wt％的填料颗粒。
实施方案38.形成经涂布的基材的方法，包括：
将基材用沸石载体涂料涂布，其中所述沸石载体涂料包含沸石；
将所述基材用催化载体涂料涂布，其中所述催化载体涂料包含微米尺寸的填料颗粒和未连接至所述微米尺寸的填料颗粒的复合纳米颗粒；和
将所述基材用PNA材料载体涂料涂布，其中所述PNA材料载体涂料包含PNA材料。
实施方案39.根据实施方案38所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化载体涂料通过将微米尺寸的填料颗粒和复合纳米颗粒悬浮在液体中来形成。
实施方案40.根据实施方案38或39所述的形成经涂布的基材的方法，其中在将所述基材用所述催化载体涂料涂布之前，所述复合纳米颗粒没有共价地连接至所述微米尺寸的填料颗粒。
实施方案41.根据实施方案38-40任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中在将所述基材用所述催化载体涂料涂布之前，所述复合纳米颗粒没有通过煅烧连接至所述微米尺寸的填料颗粒。
实施方案42.根据实施方案38-41任一项所述的形成经涂布的基材的方法，进一步包括在每个涂布步骤之后干燥所述基材。
实施方案43.根据实施方案42所述的形成经涂布的基材的方法，进一步包括在每个干燥步骤之后煅烧所述基材。
实施方案44.根据实施方案38-43任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述沸石层具有约40g/L至约100g/L的厚度。
实施方案45.根据实施方案38-44任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述沸石载体涂料包含约50wt％至约85wt％的沸石。
实施方案46.根据实施方案338-45任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化载体涂料中的所述复合纳米颗粒为氧化复合纳米颗粒。
实施方案47.根据实施方案38-46任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化载体涂料中的所述复合纳米颗粒包含连接至载体纳米颗粒的催化剂纳米颗粒。
实施方案48.根据实施方案47所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化剂纳米颗粒包含铂族金属。
实施方案49.根据实施方案47或48所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化剂纳米颗粒包含合金。
实施方案50.根据实施方案47-49任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化剂纳米颗粒包含铂或钯。
实施方案51.根据实施方案47-50任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化剂纳米颗粒包含铂和钯。
实施方案52.根据实施方案47-51任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化剂纳米颗粒以约1:2至约25:1的铂比钯的比例包含铂和钯。
实施方案53.根据实施方案47-52任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述载体纳米颗粒包含金属氧化物。
实施方案54.根据实施方案47-53任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述载体纳米颗粒包含氧化铝。
实施方案55.根据实施方案47-55任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化剂纳米颗粒和所述载体纳米颗粒为约10:90至约60:40的催化剂纳米颗粒比载体纳米颗粒的重量比。
实施方案56.根据实施方案38-55任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化载体涂料具有约30g/L至约150g/L的厚度。
实施方案57.根据实施方案38-56任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化载体涂料包含约0.25g/L至约2g/L的铂族金属。
实施方案58.根据实施方案38-57任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述PNA材料包含微米尺寸的载体颗粒。
实施方案59.根据实施方案38-58任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述PNA材料包含铂族金属。
实施方案60.根据实施方案59所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述铂族金属包括钯。
实施方案61.根据实施方案38-60任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述PNA材料包含连接至微米尺寸的载体颗粒的铂族金属。
实施方案62.根据实施方案58-61任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述微米尺寸的载体颗粒包含氧化铈。
实施方案63.根据实施方案38-62任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述PNA材料层包含碱金属氧化物或碱土金属氧化物。
实施方案64.根据实施方案38-63任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述PNA材料载体涂料具有约100g/L至约200g/L的厚度。
实施方案65.根据实施方案38-64任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述PNA材料载体涂料包含约0.5g/L至约4g/L的铂族金属。
实施方案66.根据实施方案38-65任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述沸石层、所述催化层或所述PNA材料层包含填料颗粒。
实施方案67.根据实施方案66所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述填料颗粒为微米尺寸的填料颗粒。
实施方案68.根据实施方案66或67所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述填料颗粒包含氧化铝。
实施方案69.根据实施方案38-68任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述沸石载体涂料、所述催化载体涂料或所述PNA材料载体涂料包含勃姆石。
实施方案70.根据实施方案38-69任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述沸石载体涂料、所述催化载体涂料或所述PNA材料载体涂料包含约3wt％至约7wt％的勃姆石。
实施方案71.根据实施方案38-70任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述沸石载体涂料包含约50wt％至约85wt％的填料颗粒。
实施方案72.根据实施方案38-71任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化载体涂料包含约2wt％至约10wt％的复合纳米颗粒。
实施方案73.根据实施方案38-72任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述催化载体涂料包含约80wt％至约95wt％的填料颗粒。
实施方案74.根据实施方案38-73任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述PNA材料载体涂料包含约80wt％至约95wt％的PNA材料。
实施方案75.根据实施方案38-74任一项所述的形成经涂布的基材的方法，其中所述PNA材料载体涂料包含约3wt％至约7wt％的填料颗粒。
实施方案76.经涂布的基材，其通过根据实施方案38-75任一项所述的方法形成。
实施方案77.催化载体涂料，其包含微米尺寸的填料颗粒和未连接至所述微米尺寸的填料颗粒的复合纳米颗粒。
实施方案78.形成催化载体涂料的方法，包括形成包含微米尺寸的填料颗粒和复合纳米颗粒的悬浮液。
实施方案79.根据实施方案78所述的形成催化载体涂料的方法，进一步包括将所述微米尺寸的填料颗粒悬浮在液体中，然后组合所述微米尺寸的填料颗粒与所述复合纳米颗粒。
实施方案80.根据实施方案78或79所述的形成催化载体涂料的方法，进一步包括将所述复合纳米颗粒悬浮在液体中，然后组合所述复合纳米颗粒与所述微米尺寸的填料颗粒。
实施方案81.根据实施方案78-80任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述复合纳米颗粒为氧化复合纳米颗粒。
实施方案82.根据实施方案78-81任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述复合纳米颗粒包含连接至载体纳米颗粒的催化剂纳米颗粒。
实施方案83.根据实施方案82所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述催化剂纳米颗粒包含铂族金属。
实施方案84.根据实施方案82或83所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述催化剂纳米颗粒包含合金。
实施方案85.根据实施方案82-84任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述催化剂纳米颗粒包含铂或钯。
实施方案86.根据实施方案78-85任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述催化剂纳米颗粒包含铂和钯。
实施方案87.根据实施方案78-86任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述催化剂纳米颗粒以约1:2至约25:1的铂比钯的比例包含铂和钯。
实施方案88.根据实施方案78-87任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述载体纳米颗粒包含金属氧化物。
实施方案89.根据实施方案78-88任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述载体纳米颗粒包含氧化铝。
实施方案90.根据实施方案78-89任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述催化剂纳米颗粒和所述载体纳米颗粒为约10:90至约60:40的催化剂纳米颗粒比载体纳米颗粒的重量比。
实施方案91.根据实施方案78-90任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述微米尺寸的填料颗粒包含氧化铝。
实施方案92.根据实施方案78-91任一项所述的形成催化载体涂料的方法，进一步包括组合勃姆石与所述悬浮液。
实施方案93.根据实施方案78-92任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述催化载体涂料以约2wt％至约10wt％的固含量包含复合纳米颗粒。
实施方案94.根据实施方案78-93任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述催化载体涂料以约80wt％至约95wt％的固含量包含微米尺寸的填料颗粒。
实施方案95.根据实施方案78-94任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述催化载体涂料包含未连接至所述微米尺寸的填料颗粒的复合纳米颗粒。
实施方案96.根据实施方案78-95任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述催化载体涂料包含未共价地连接至所述微米尺寸的填料颗粒的复合纳米颗粒。
实施方案97.根据实施方案78-97任一项所述的形成催化载体涂料的方法，其中所述催化载体涂料包含未通过煅烧连接至所述微米尺寸的填料颗粒的复合纳米颗粒。
实施方案98.形成经涂布的基材的方法，其包括将基材用通过根据实施方案78-97任一项所述的方法形成的催化载体涂料涂布。
实施方案99.根据实施方案98所述的形成经涂布的基材的方法，其中在将所述基材用所述催化载体涂料涂布之前，所述复合纳米颗粒未连接至所述微米尺寸的填料颗粒。
实施方案100.根据实施方案98或99所述的形成经涂布的基材的方法，进一步包括干燥用所述催化载体涂料涂布的所述基材。
实施方案101.根据实施方案100所述的形成经涂布的基材的方法，进一步包括在所述干燥步骤之后煅烧所述基材。
实施方案102.经涂布的基材，其通过根据实施方案98-101任一项所述的方法来形成。
实施方案103.根据实施方案102所述的经涂布的基材，其进一步包含：
沸石层，其包含沸石；和
PNA材料层，其包含PNA材料。
实施方案104.经涂布的基材，其包含：
催化层，其包含微米尺寸的填料颗粒和在形成所述催化层之前未连接至所述微米尺寸的填料颗粒的复合纳米颗粒。
实施方案105.形成经涂布的基材的方法，包括：
将所述基材用催化载体涂料涂布，其中所述催化载体涂料包含微米尺寸的填料颗粒和未连接至所述微米尺寸的填料颗粒的复合纳米颗粒。
实施方案106.经涂布的基材，其通过根据实施方案105所述的方法来形成。
实施方案107.催化转化器，其包括根据实施方案1-37、76、102-104和106任一项所述的经涂布的基材。
实施方案108.废气处理系统，其包括用于废气的导管和根据实施方案107所述的催化转化器。
实施方案109.交通工具，其包括根据实施方案107所述的催化转化器。
实施方案110.柴油交通工具，其包括根据实施方案107所述的催化转化器。
实施方案111.根据实施方案109或110所述的交通工具，其中所述交通工具符合欧洲排放标准Euro 5。
实施方案112.根据实施方案109-111任一项所述的交通工具，其中所述交通工具符合欧洲排放标准Euro 6。
实施例
如上文所讨论，可以以各种不同的方式构造和施加载体涂料组合物。所述构造提供制备用载体涂料涂布的基材的实例。
实施例1：制备载体涂料的通用程序
通过混合固体成分与水制得载体涂料。添加乙酸以调节pH至约4。然后研磨载体涂料浆料以达到约4μm至约15μm的平均颗粒尺寸。通过与纤维素溶液或与玉米淀粉混合调节载体涂料的粘度至期望的粘度，典型地介于约300cP至约1200cP之间。在纤维素或玉米淀粉添加之后将载体涂料老化约24小时至约48小时。通过浸涂或真空涂布将载体涂料涂布至基材上。可以在涂布之前任选地预润湿待涂布的一个或多个部分。吹除和回收过量的载体涂料。然后将经载体涂料涂布的基材在约25℃至约95℃通过在经涂布的部分上流动的空气干燥，直至重量趋向平稳。然后将经载体涂料涂布的基材在约450℃至约650℃煅烧约1小时至约2小时。
实施例2：测试PNA材料的NOx储存和释放
对于NOx储存和释放温度测试各种PNA材料的性能。为了测试各种PNA材料的性能，遵循以下过程：(1)构件实际PNA样品；(2)使样品水热老化；(3)使用模拟轻型柴油交通工具的废气的合成气体混合物测试样品的NOx排放物储存和释放。示于图5-7中的结果为“第二轮运行”(即，将PNA样品来回运行来看是否存在任何残留储存效果)。基于图5-7中所示的结果，不存在这样的情形并且PNA材料释放100％的储存的NOx排放物。
下表1和2列出了用于测试PNA样品的老化条件和测试规程。
表1
表2
图5是显示锰基PNA材料在整个运行温度范围内的NOx排放物吸附和释放的图。如图5中所示，锰基PNA材料在高达约110℃有效储存NOx排放物。在该点，PNA材料停止吸附NOx排放物并且开始释放所吸附的NOx。在约220℃，释放所有储存的NOx排放物。因此锰基氧化物在环境温度至约100℃是良好的NOx排放物吸附剂。另外，锰基氧化物显示出“尖锐的”释放温度。在110℃时NO滑移方面的轻微下降是由于水被开启。
图6是显示镁基PNA材料在整个运行温度范围内的NOx排放物吸附和释放的图。如图6中所示，镁基PNA材料在高达约150℃有效储存NOx排放物。在该点，PNA材料停止吸附NOx排放物并且开始释放所吸附的NOx。在约240℃，释放所有储存的NOx排放物。因此镁基氧化物在环境温度至约150℃是良好的NOx排放物吸附剂。另外，镁基氧化物显示出“尖锐的”释放温度。在110℃时NO滑移方面的快速下降是由于水被开启。
图7是显示钙基PNA材料在整个运行温度范围内的NOx排放物吸附和释放的图。如图7中所示，钙基PNA材料在高达约180℃有效储存NOx排放物。在该点，PNA材料停止吸附NOx排放物并且开始释放所吸附的NOx。在约310℃，释放所有储存的NOx排放物。因此钙基氧化物在环境温度至约150℃是良好的NOx排放物吸附剂。另外，钙基氧化物显示出“尖锐的”释放温度。在110℃时NO滑移方面的快速下降是由于水被开启的。
图8描绘了使用用钯基PNA材料涂布的基材和整个催化转化器的铂族金属负载量为约2.5g/l(催化转化器A，虚线)的催化转化器的一个实施方案比具有约6.4g/L的整个催化转化器的铂族金属负载量的商业上可得的催化转化器(催化转化器B，实线)的性能的NOx排放物储存对比性能。
通过产生包括由湿化学方法产生的在氧化铈上的钯和勃姆石的PNA载体涂料形成催化转化器A(使用本文中所描述的PNA材料)。将PNA载体涂料涂布至基材的第一区域上并且将基材干燥和煅烧。在PNA区域下游的基材的第二区域上，基材具有角落填充层，包括NNm颗粒和2:1的Pt:Pd重量比的催化层(在角落填充层顶上)和沸石层(在催化层顶上)，其全部如本文中所描述。催化转化器B是通过湿化学方法形成的商业上可得的催化转化器。在相同条件下测试两种催化转化器。
如图8中所示，随着催化转化器B的温度升高，NOx排放物线性增加。相反地，随着催化转化器A的温度升高，NOx排放物仅稍微增加，直至指定的时间和温度之后，其中快速释放NOx排放物。因此，催化转化器A能够在环境直至约150℃时储存NOx排放物。
图9描绘了催化转化器A和催化转化器B的排气管排放物的对比。如图9中所示，催化转化器A可以具有比催化转化器B少约50％的CO排放物并且使用明显更少的PGM，由此降低成本。
通过确定的引述在本文中提及的所有出版物，专利，专利申请和公开的专利申请的公开内容均通过引用以其整体在此并入本文。
已经根据引入细节的特定实施方案描述了本发明，以便于理解本发明的构造和操作的原理。本文对具体实施方案及其细节的引用并非旨在限制所附权利要求的范围。对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在为了说明而选择的实施方案中进行其它各种修改而不脱离本发明的精神和范围。因此，说明书和实施例不应被解释为限制本发明的范围。
实施例3：沸石载体涂料a
形成包含填料颗粒(如氧化铝填料颗粒)，沸石颗粒和勃姆石的沸石载体涂料。填料颗粒占沸石载体涂料中的填料颗粒、沸石颗粒和勃姆石颗粒的约10wt％至约40wt％(如约15wt％至约35wt％，约20wt％至约30wt％，或约25wt％)。沸石颗粒占沸石载体涂料中的填料颗粒、沸石颗粒和勃姆石颗粒的约50wt％至约85wt％的填料颗粒(如约60wt％至约80wt％填料颗粒，约65wt％至约75wt％的填料颗粒，或约70wt％的填料颗粒)。勃姆石占沸石载体涂料中的填料颗粒、沸石颗粒和勃姆石颗粒的约3wt％至约7wt％(如约4wt％至约6wt％，或约5wt％)。将沸石载体涂料的pH例如调节至约4并且可以添加增稠剂。
将沸石载体涂料以约40g/L至约100g/L(如约50g/L至约90g/L，约60g/L至约80g/L，或约70g/L)的厚度施加至基材。然后将基材干燥和煅烧以产生用沸石层涂布的基材。还可以将经涂布的基材通过催化载体涂料和/或PNA材料载体涂料涂布，将其各自干燥和煅烧，以产生具有沸石层、催化层和PNA材料层的经涂布的基材。
实施例4：“松散成分”催化载体涂料
催化载体涂料组合物包含复合纳米颗粒(如氧化复合纳米颗粒)和填料颗粒(如氧化铝填料颗粒，其可以例如通过镧稳定化)。松散成分催化载体涂料组合物中的复合纳米颗粒并未连接至填料颗粒。在一些实施方案中，催化载体涂料组合物进一步包含勃姆石颗粒。复合纳米颗粒是本文中所描述的那些并且包含连接至载体纳米颗粒的氧化催化剂纳米颗粒。氧化催化剂纳米颗粒包含一种或更多种铂族金属。优选地，氧化催化剂纳米颗粒包含铂和钯。氧化催化剂纳米颗粒可以以约1:2至约25:1的铂比钯(如约1:1至约10:1的铂比钯，约1:1至约5:1的铂比钯，或约2:1的铂比钯)的比例包含铂和钯。载体纳米颗粒优选为氧化物，如氧化铝。氧化催化剂纳米颗粒和载体纳米颗粒可以以约5:95至约60:40的铂族金属比载体(如约10:90至约60:40的铂族金属比载体，约30:70至约50:50的铂族金属比载体，或约40:60的铂族金属比载体)的重量比存在。在“松散成分”催化载体涂料组合物的一些实施方案中，复合纳米颗粒占复合纳米颗粒、填料颗粒和勃姆石的总重量的约2wt％至约10wt％(如约3wt％至约7wt％，或约4wt％至约6wt％)。在“松散成分”催化载体涂料组合物的一些实施方案中，填料颗粒占复合纳米颗粒、填料颗粒和勃姆石的约80wt％至约95wt％(如约85wt％至约90wt％)。在“松散成分”催化载体涂料组合物的一些实施方案中，勃姆石占复合纳米颗粒、填料颗粒和勃姆石的约3wt％至约8wt％(如约4wt％至约7wt％)。在“松散成分”催化载体涂料组合物的一些实施方案中，铂族金属占复合纳米颗粒、填料颗粒和勃姆石的约0.5wt％至约4wt％(如约1wt％至约3wt％，或约2wt％)。将催化载体涂料的pH例如调节至约4并且可以添加增稠剂。
将催化载体涂料施加至基材，使得催化层为约30g/L至约150g/L(如约40g/L至约100g/L，或约40g/L至约60g/L)。在一些实施方案中，催化载体涂料包含约0.25g/L至约2g/L的PGM(如约0.5g/L至约1.5g/L的PGM，约0.5g/L至约1.0g/L的PGM，约0.75g/L至约1.25g/L的PGM，或约1.0g/L至约1.5g/L的PGM)。然后将基材干燥和煅烧，以产生用催化层涂布的基材。还可以将经涂布的基材通过沸石载体涂料和/或PNA材料载体涂料涂布，将其各自干燥和煅烧，以产生具有沸石层、催化层和PNA材料层的经涂布的基材。
实施例5：PNA材料载体涂料
PNA材料载体涂料包含填料颗粒(如氧化铝颗粒)、勃姆石和PNA材料。PNA材料包含例如通过湿化学负载有钯的微米尺寸的氧化铈颗粒。PNA材料可以例如通过将钯盐(如硝酸钯)溶于水中并且将其与微米尺寸的氧化铈颗粒(如HSA20)混合而形成。然后将所述颗粒干燥和煅烧，产生浸渍到微米尺寸的氧化铈颗粒中的金属钯。优选地，PNA材料包含约0.5wt％至约4wt％的钯(如约1wt％至约3wt％的钯，或约2wt％的钯)。然后将PNA材料悬浮并且与填料颗粒和勃姆石混合，以产生PNA材料载体涂料。PNA材料载体涂料包含填料颗粒、勃姆石和PNA材料的约80wt％至约95wt％的PNA材料(用钯浸渍的微米尺寸的氧化铈颗粒)。PNA材料载体涂料包含填料颗粒、勃姆石和PNA材料的约3wt％至约7wt％的勃姆石(如约4wt％至约6wt％的勃姆石，或约5wt％的勃姆石)。PNA材料载体涂料包含填料颗粒、勃姆石和PNA材料的约3wt％至约7wt％的填料颗粒(如约4wt％至约6wt％的填料颗粒，或约5wt％的填料颗粒)。
将PNA材料载体涂料施加至基材，使得PNA材料层为约100g/L至约200g/L(如约120g/L至约180g/L，或约140g/L至约160g/L)。在一些实施方案中，PNA材料载体涂料包含约0.5g/L至约4g/L的PGM(如约1g/L至约3g/L的PGM,约1g/L至约2g/L的PGM，约1.5g/L至约2.5g/L的PGM，约2g/L至约3g/L的PGM)，或约2.5g/L至约3.5g/L)。然后将基材干燥和煅烧，以产生用PNA材料层涂布的基材。还可以将经涂布的基材通过沸石载体涂料和/或催化载体涂料涂布，将其各自干燥和煅烧以产生具有沸石层、催化层和PNA材料层的经涂布的基材。
实施例6：具有沸石层、催化层和PNA材料层的经涂布的基材
将基材用沸石载体涂料，如实施例3中描述的沸石载体涂料涂布。然后将基材干燥和煅烧，由此产生用沸石层涂布的基材。然后将基材用催化载体涂料，如实施例4中描述的松散成分催化载体涂料涂布。然后将基材干燥和煅烧，由此产生用沸石层和催化层涂布的基材。最后，然后将基材用PNA材料载体涂料，如实施例5中描述的PNA材料载体涂料涂布。然后将基材干燥和煅烧，由此产生用沸石层、催化层和PNA材料层涂布的基材。