材料粉碎成所需的颗粒或粒子大小的操作。
[0042]“共沉淀”是指在所用条件下通常可溶的物质随沉淀物沉淀下来。
[0043]“煅烧”是指在空气存在下在低于固体材料的熔点的温度下施加于固体材料以引起热分解、相变或除去挥发分的热处理过程。
[0044]“铂族金属(PGM)”是指铀、钯、舒、铱、锇和铑。
[0045]“Zero铂族(ZPGM)催化剂”是指完全或基本不含铂族金属的催化剂。
[0046]“协同铂族金属(SPGM)催化剂”是指在不同配置下用非PGM族金属化合物协同增效的PGM催化剂体系。
[0047]“处理”是指干燥、烧制、加热、蒸发、煅烧或它们的混合。
[0048]“柴油氧化催化剂”是指利用化学过程破坏来自柴油机或稀燃汽油机的排气流中的污染物以将它们转化成较无害的组分的装置。
[0049]“转化”是指至少一种材料化学变化成一种或多种其它材料。
[0050]“尖晶石”是指任何具有AB2O4结构的与铝、铬、铜或铁结合的镁、铁、锌或锰的各种矿物氧化物。
[0051 ] “T5Q”是指50%的材料转化时的温度。
[0052]附图描述
[0053]本公开可提供包括在载体氧化物上的化学计量Cu-Mn尖晶石(在所选贱金属载量下)的催化剂层的材料组合物和它们对柴油氧化催化剂(DOC)体系的起燃性能的影响以能够提供可确保高化学反应性的合适的催化层。本公开中论述的方面可能表现出适用于许多DOC用途并与PGM体系相比具有增强的催化性能的许多协同PGM(SPGM)氧化催化剂体系的总体催化转化能力在该方法中的改进。
[0054]本公开的实施方案将更活性的组分并入具有DOC性质的相材料中并提供可包括在外覆涂层中不同的钯(Pd)载量或铂(Pt)/铑(Rh)载量的所公开的SPGM体系和PGM对照体系的催化剂性能比较。
[0055]根据本公开中的实施方案，可以用包括化学计量含掺杂氧化锆载体氧化物的Cu-Mn尖晶石的载体涂层、包括PGM催化剂，如含氧化铝基载体的Pd或含氧化铝基载体的Pt/Rh复合材料的外覆涂层和合适的陶瓷基底构造SPGM氧化催化剂，在此分别被称作I型SPGM氧化催化剂体系和3型SPGM氧化催化剂体系。根据本公开中的其它实施方案，可以用包括掺杂氧化锆载体氧化物的载体涂层、包括PGM催化剂，如含氧化铝基载体的Pd或含氧化铝基载体的Pt/Rh复合材料的外覆涂层和合适的陶瓷基底构造PGM对照体系，在此分别被称作2型PGM对照体系和4型PGM对照体系。
[0056]SPGM氧化催化剂和PGM对照催化剂配置
[0057]图1显示根据一个实施方案的氧化催化剂配置100，在此被称作I型SPGM氧化催化剂体系。
[0058]如图1中所示，I型SPGM氧化催化剂体系可包括至少基底102、载体涂层104和外覆涂层106，其中载体涂层104可包括负载在掺杂氧化锆上的Cu-Mn尖晶石结构且外覆涂层106可包括负载在载体材料氧化物上的PGM催化剂材料。
[0059]根据本公开中的实施方案，I型SPGM催化剂体系的基底102材料可包括折射材料、陶瓷材料、蜂窝结构、金属材料、陶瓷泡沫、金属泡沫、网状泡沫或合适的组合，其中基底102可具有许多孔隙率合适的通道。孔隙率可根据基底102材料的特定性质而变。另外，通道数可随基底102而变，其类型和形状对本领域普通技术人员是可显而易见的。根据本公开，优选基底102可以是陶瓷基底。
[0060]I型SPGM氧化催化剂体系的载体涂层104可包括在掺杂氧化锆的载体氧化物上的Cu-Mn化学计量尖晶石Cm.QMn2.Q04。根据本公开，适用于所公开的载体涂层104的材料可以是 Nb205_Zr02 ο
[0061 ] I型SPGM氧化催化剂体系的外覆涂层106可包括PGM催化剂，如钯(Pd)、铀(Pt)、铑(Rh)及其组合，其可负载在载体材料氧化物，如掺杂氧化铝、氧化锆、掺杂氧化锆、氧化钛、氧化锡、二氧化硅、沸石及其混合物上。在本公开中，所公开的外覆涂层106可包括负载在氧化铝上的合适PGM催化剂Pd。
[0062]图2图解根据一个实施方案的PGM体系配置200，在此被称作2型PGM对照体系。
[0063]如图2中所示，2型PGM对照体系可包括至少基底102、载体涂层202和外覆涂层106，其中载体涂层202可包括掺杂氧化锆且外覆涂层206可包括负载在载体材料氧化物上的PGM催化剂材料。
[0064]根据本公开中的实施方案，2型PGM对照体系的基底102材料可包括折射材料、陶瓷材料、蜂窝结构、金属材料、陶瓷泡沫、金属泡沫、网状泡沫或合适的组合。根据本公开，优选基底102可以是陶瓷基底。
[0065]2型PGM对照体系的载体涂层202可包括载体氧化物，如氧化锆或掺杂氧化锆。根据本公开，适用于所公开的载体涂层202的材料可以是Nb2O5-ZrO2t3
[0066]2型PGM对照体系的外覆涂层106可包括PGM催化剂，如钯(Pd)、铂(Pt)、铑(Rh)及其组合，其可负载在载体材料氧化物，如掺杂氧化铝、氧化锆、掺杂氧化锆、氧化钛、氧化锡、二氧化硅、沸石及其混合物上。在本公开中，所公开的外覆涂层106可包括负载在氧化铝上的合适PGM催化剂Pd。
[0067]图3描绘根据一个实施方案的氧化催化剂配置300，在此被称作3型SPGM氧化催化剂体系。
[0068]如图3中所示，3型SPGM氧化催化剂体系可包括至少基底102、载体涂层104和外覆涂层302，其中载体涂层104可包括负载在掺杂氧化锆上的Cu-Mn尖晶石结构且外覆涂层302可包括负载在载体材料氧化物上的PGM催化剂材料。
[0069]根据本公开中的实施方案，3型SPGM催化剂体系的基底102材料可包括折射材料、陶瓷材料、蜂窝结构、金属材料、陶瓷泡沫、金属泡沫、网状泡沫或合适的组合，其中基底102可具有许多孔隙率合适的通道。孔隙率可根据基底102材料的特定性质而变。另外，通道数可随基底102而变，其类型和形状对本领域普通技术人员是可显而易见的。根据本公开，优选基底102可以是陶瓷基底。
[0070]3型SPGM氧化催化剂体系的载体涂层104可包括在掺杂氧化锆的载体氧化物上的Cu-Mn化学计量尖晶石Cm.QMn2.Q04。根据本公开，适用于所公开的载体涂层104的材料可以是 Nb205_Zr02 ο
[0071]3型SPGM氧化催化剂体系的外覆涂层302可包括PGM催化剂，如钯(Pd)、铀(Pt)、铑(Rh)及其组合，其可负载在载体材料氧化物，如掺杂氧化铝、氧化锆、掺杂氧化锆、氧化钛、氧化锡、二氧化硅、沸石及其混合物上。在本公开中，所公开的外覆涂层302可包括负载在氧化铝上的合适PGM催化剂Pt/Rh。
[0072]图4图解根据一个实施方案的PGM体系配置400，在此被称作4型PGM对照体系。
[0073]如图4中所示，4型PGM对照体系可包括至少基底102、载体涂层202和外覆涂层302，其中载体涂层202可包括掺杂氧化锆且外覆涂层302可包括负载在载体材料氧化物上的PGM催化剂材料。
[0074]根据本公开中的实施方案，4型PGM对照体系的基底102材料可包括折射材料、陶瓷材料、蜂窝结构、金属材料、陶瓷泡沫、金属泡沫、网状泡沫或合适的组合。根据本公开，优选基底102可以是陶瓷基底。
[0075]4型PGM对照体系的载体涂层202可包括载体氧化物，如氧化锆或掺杂氧化锆。根据本公开，适用于所公开的载体涂层202的材料可以是Nb2O5-ZrO2t3
[0076]4型PGM对照体系的外覆涂层302可包括PGM催化剂，如钯(Pd)、铀(Pt)、铭(Rh)及其组合，其可负载在载体材料氧化物，如掺杂氧化铝、氧化锆、掺杂氧化锆、氧化钛、氧化锡、二氧化硅、沸石及其混合物上。在本公开中，所公开的外覆涂层302可包括负载在氧化铝上的合适的PGM催化剂Pt/Rh。
[0077]可以通过制备所公开的SPGM氧化催化剂体系和PGM对照体系的样品(它们可以在起燃条件下测试)来验证Cu-Mn化学计量尖晶石Cm.0Mm.004的所选贱金属载量的协同效应。
[0078]DOC标准起燃试验程序
[0079]在稳态条件下的DOC标准起燃试验可以使用流动反应器进行，其中温度可以以大约400C/分钟的速率从大约1000C提高到大约500°C，送入大约10ppm NOx、I，500ppm CO、大约4%C02、大约4%H20、大约14%02和大约430ppm C3H6的气体组合物，在大约54,000^1的空速(SV)下。在DOC起燃试验的过程中，既不形成N2O，也不形成NH3。
[0080]下列实施例旨在例示本公开的范围。要理解的是，也可以替代性地使用本领域技术人员已知的其它程序。可以根据上文公开的许多DOC体系配置制备本公开中的实施例。
实施例
[0081 ] 实施例#1-1型SPGM氧化催化剂体系
[0082]实施例#1可例示具有氧化催化剂配置100的I型SPGM氧化催化剂体系的新鲜样品的制备。
[0083]载体涂层104的制备可通过研磨Nb2O5-ZrO2载体氧化物以制造水性浆料开始。该Nb2O5-ZrO2载体氧化物可具有大约15重量%至大约30重量%，优选大约25 %的Nb2O5载量和大约70重量％至大约85重量％，优选大约75%的ZrO2载量。
[0084]可通过将适量的硝酸锰溶液(Mn(NO3)2)和硝酸铜溶液(CuNO3)混合大约I至2小时来制备Cu-Mn溶液。随后，可以将硝酸铜-锰溶液与Nb2O5-ZrO2载体氧化物浆料混合大约2至4小时，其中硝酸铜-锰溶液可以在Nb2O5-ZrO2载体氧化物水性浆料上沉淀。可以添加合适的碱溶液，如氢氧化钠(NaOH)溶液、碳酸钠(Na2CO3)溶液、氢氧化铵(NH4OH)溶液和四乙基氢氧化铵(TEAH)溶液等以将该浆料的pH调节到合适的范围。沉淀的Cu-Mn/Nb205-Zr02浆料可以在室温下连续搅拌下老化大约12至24小时。
[0085]随后，可以将该沉淀浆料涂布在陶瓷基底102上。