包含三元催化剂的过滤器基底的制作方法_5

文档序号:9475408阅读:来源:国知局
且平均 孔尺寸是20 μ m和孔隙率是65%。在各种情况中,将该TWC组合物研磨到d90〈17 μ m,以使 得该涂料当施涂时将预期优先更多地位于壁流式过滤器壁表面处("壁上")。所述活化涂 层负载量使用W02011/080525中公开的方法获得,即包括步骤:(i)保持蜂窝整料基底基本 竖直;(ii)将预定体积的液体经由基底下端的通道的开放端引入基底中;(iii)将所引入 的液体密封保留在基底内;(iv)反转含有所保留的液体的基底;和(V)在反转的基底的下 端将真空施加到基底通道的开放端,以将液体沿着基底通道牵引。
[0102] 用包含贵金属负载量为20g/f t3 (18Pd: 2Rh)的TWC活化涂层组合物均匀涂 覆堇青石壁流式蜂窝整料基底到总活化涂层负载量为3. 5g/in3,该整料基底的尺寸是 118. 4X 101. 6mm,600个孔/平方英寸和壁厚度是千分之4英寸。该涂覆方法描述在 W099/47260 中。
[0103] 实施例2 -测试
[0104] 将新鲜的TWC涂覆的流通式整料基底和新鲜的TWC涂覆的过滤器在台式安装 (bench-mounted)的V8,4升直喷汽油发动机的排气系统中,在表1所述构造之一中发动机 老化。
[0105]
[0106] 用于TWC涂覆的流通式基底的"紧连接"位置是废气集管的下游约80cm。TWC涂 覆的过滤器的"紧连接"位置是紧连接的TWC涂覆的流通式基底的下游约lcm。TWC涂覆的 过滤器"地板下"位置是紧连接的TWC涂覆的流通式基底的下游约1米。
[0107] 每个系统在加速的油中毒方式中如下来老化:用添加的IOOppm的二烷基二 磷酸锌(ZDDP)和磺酸钙掺杂标准的无铅老化燃料,到在贫峰(spike)老化条件下,在 160, 000km/80小时老化中使用0. 8升的油/10, OOOkm的当量油,即消耗了 12. 8升的油。
[0108] 在老化后,每个118. 4mm长的部件按照长度分成四个等长度的包括标记A-D之一 (长度"A"是入口,长度"D"是出口),并且通过X射线荧光技术进行了钙、锌、硫和磷的毒 物分析("事后分析")。每个系统的结果显示在表2 (1-4)中。
[0109] 表 2(1)-系统 1
[0118] 从这些结果可以看到,紧连接TWC涂覆的流通式基底收集了相同程度的毒物,无 论TWC涂覆的过滤器是紧跟着流通式基底后面紧连接,还是处于地板下位置的再下游。在 紧连接过滤器(没有上游流通式紧连接TWC)上收集了 13g毒物;这在全寿命车辆耐久性试 验后在(流通式)紧连接TWC上通常见到。灰分沉积物在入口面(作为橙色沉积物)和活 化涂层表面上可见(在入口通道下游端处的一些棕色污点)。不存在灰分的堵塞或积累,并 且过滤器保持了它的效率,充分满足了 Euro 6排放标准,包括6.0X1011的颗粒数限度。当 在"双块"构造中置于紧连接流通式TWC后面时,过滤器中的灰分沉积物减少了 80 %,并且 背压和排放物也明显低于在过滤器上游不包括紧连接流通式TWC的系统(结果未示出)。
[0119] 从这些结果可以看到,用TWC组合物涂覆的过滤器会在入口通道的活化涂层涂覆 的表面的入口端处变得中毒,并且这种中毒方式类似于在流通式基底上涂覆的TWC中所见 的方式,尽管壁流式过滤器之间的流体流动特性不同于流通式基底,例如过滤器中更大的 质量传递。
[0120] 为了避免任何疑义,这里所提及的全部现有技术文献的整体内容在此引入作为参 考。
【主权项】
1. 用于从废气中过滤颗粒物质的催化型过滤器,该废气包含一种或多种催化剂毒物, 并且排放自强制点火内燃机,该过滤器包括多孔基底,该多孔基底具有总基底长度和具有 入口表面和出口表面,其中该入口表面通过含有第一平均孔尺寸的孔的多孔结构与该出口 表面隔开,其中该多孔基底用包含多个固体颗粒的活化涂层涂覆,其中活化涂层涂覆的多 孔基底的多孔结构含有第二平均孔尺寸的孔,其中第二平均孔尺寸小于第一平均孔尺寸, 该活化涂层在该多孔基底上作为第一区和第二区轴向布置,第一区包括第一基底长度的该 入口表面,第一基底长度小于总基底长度,和第二区包括第二基底长度的该出口表面,第二 基底长度小于总基底长度,其中第一区中的基底长度和第二区中的基底长度之和多100 %, 其中至少第二区的活化涂层是三元催化剂活化涂层,该三元催化剂活化涂层包含负载在高 表面积贱金属氧化物上的一种或多种贵金属,和储氧组分,和其中: (i) 第一区中的活化涂层比表面积〉第二区;或者 (ii) 第一区中的活化涂层负载量和活化涂层比表面积均〉第二区。2. 根据权利要求1所述的催化型过滤器,其中第一区中活化涂层的比表面积通过以下 一种或多种提供:任选稳定化的氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈、任选掺杂的二氧化 铈-氧化锆复合氧化物、任选掺杂的二氧化铈-氧化锆混合氧化物和沸石。3. 根据权利要求1或2所述的催化型过滤器,其中第一区中的比表面积>50m2/g。4. 根据权利要求1、2或3所述的催化型过滤器,其中第一区中的活化涂层负载量 >1. 60gin3〇5. 根据前述权利要求中任一项所述的催化型过滤器,其中第一区中的基底长度〈第二 区中的基底长度。6. 根据权利要求5所述的催化型过滤器,其中第一区中的基底区长度〈总基底长度的 45%〇7. 根据前述权利要求中任一项所述的催化型过滤器,其中第一区中的总贵金属负载量 〈第二区。8. 根据前述权利要求中任一项所述的催化型过滤器,其中第一区中的总贵金属负载量 <50gft3〇9. 根据前述权利要求中任一项所述的催化型过滤器,其中该一种或多种贵金属选自 ⑴铂和铑;(ii)钯和铑;(iii)钼、钯和铑;(iv)仅钯;和(V)仅铑。10. 根据前述权利要求中任一项所述的催化型过滤器,其包括表面活化涂层,其中活化 涂层基本上覆盖该多孔结构的表面孔,并且该活化涂层涂覆的多孔基底的孔部分地通过该 活化涂层中颗粒之间的空间限定(颗粒间孔)。11. 根据权利要求1-9中任一项所述的催化型过滤器,其中该活化涂层基本上位于该 多孔基底的多孔结构内。12. 根据前述权利要求中任一项所述的催化型过滤器,其中活化涂层固体颗粒的平均 尺寸是1_40ym。13. 根据权利要求10、11或12所述的催化型过滤器,其中活化涂层固体颗粒的D90是 0. 1-20ym〇14. 根据前述权利要求中任一项所述的催化型过滤器,其中该多孔基底是壁流式过滤 器。15. 根据前述权利要求中任一项所述的催化型过滤器,其中未涂覆的多孔基底的孔隙 率 >40% 〇16. 根据前述权利要求中任一项所述的催化型过滤器,其中未涂覆的多孔基底的多孔 结构的第一平均孔尺寸是8-45ym。17. 用于强制点火内燃机的排气系统,其包括根据前述权利要求中任一项所述的催化 型过滤器,其中第一区位于第二区的上游。18. 根据权利要求17所述的排气系统,其包括流通式整料基底,该基底包含位于该催 化型过滤器上游的三元催化剂组合物。19. 强制点火发动机,其包括根据权利要求17或18所述的排气系统。20. 使用催化型过滤器基底来保持废气中的一氧化碳、烃、氮的氧化物和颗粒物质的同 时转化率的方法,该废气排放自强制点火内燃机并且包含一种或多种催化剂毒物,该催化 型过滤器基底具有总基底长度和在使用中在老化期间涂覆有三元催化剂活化涂层,该方法 包括步骤:将该废气与该催化型过滤器基底接触,在第一区和第二区中捕集该一种或多种 催化剂毒物中的至少一些,第一区包括第一基底长度的入口表面,第一基底长度小于总基 底长度,和第二区包括第二基底长度的出口表面,第二基底长度小于总基底长度,其中第一 区中的基底长度和第二区中的基底长度之和多100%,其中至少第二区的活化涂层是三元 催化剂活化涂层,该三元催化剂活化涂层包含负载在高表面积贱金属氧化物上的一种或多 种贵金属,和储氧组分,和其中: (i) 第一区中的活化涂层比表面积〉第二区;或者 (ii) 第一区中的活化涂层负载量和活化涂层比表面积均〉第二区。
【专利摘要】一种用于从废气中过滤颗粒物质的催化型过滤器,该废气排放自强制点火内燃机并且包含一种或多种催化剂毒物,该过滤器包括多孔基底,该多孔基底具有总基底长度和具有入口表面和出口表面,其中该入口表面通过含有第一平均孔尺寸的孔的多孔结构与该出口表面隔开,其中该多孔基底用包含多个固体颗粒的活化涂层涂覆,其中活化涂层涂覆的多孔基底的多孔结构含有第二平均孔尺寸的孔,其中第二平均孔尺寸小于第一平均孔尺寸,该活化涂层在该多孔基底上作为第一区和第二区轴向布置,第一区包括第一基底长度的该入口表面,第一基底长度小于总基底长度,和第二区包括第二基底长度的该出口表面,第二基底长度小于总基底长度,其中第一区中的基底长度和第二区中的基底长度之和≥100%,其中至少第二区的活化涂层是三元催化剂活化涂层,该三元催化剂活化涂层包含负载在高表面积氧化物上的一种或多种贵金属,和储氧组分,和其中:(i)第一区中的活化涂层比表面积&gt;第二区;或者(ii)第一区中的活化涂层负载量和活化涂层比表面积均&gt;第二区。
【IPC分类】F01N3/10, F01N3/035, B01D53/94
【公开号】CN105228730
【申请号】CN201480028814
【发明人】C·G·摩根
【申请人】庄信万丰股份有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年4月3日
【公告号】DE102014104748A1, EP2981347A1, US9327239, US20140301924, WO2014162140A1
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