柴油机排气装置和因此的催化剂组合物的制作方法

专利名称：：柴油机排气装置和因此的催化剂组合物的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于降低来自柴油机的有害排放物的装置和催化剂组合物，更特别涉及一种用于提高排放物中颗粒组分的氧化效率的装置。
背景技术：
：柴油机排气是一种非均相的混合物，其中不仅含有气态的排放物例如一氧化碳("CO")、未燃烧的烃("HC")和氧化氮("N(V，)，还含有冷凝相物质(液体和固体)，所述冷凝相物质由所谓的颗粒或颗粒物质组成。总的颗粒物质("TPM")排放物包含三种主要组分。一个组分为含碳部分或烟尘部分，这种干燥的含碳物质提供了一般与柴油机排气相关的可视烟尘排放物。TPM的第二中组分为可溶的有机部分("SOF")。这种可溶的有机部分有时指的是挥发性的有机部分("VOF")(将用在这里的术语)。VOF可以或者作为蒸气或者作为气溶胶(冷凝液体的微小液滴)而存在于柴油机的排气中，这取决于柴油机排气的温度，并且一般以冷凝的液体形式在52。C的标准颗粒收集温度下存在于在稀释的排气中，正如标准的测量实验，例如U.S.HeavyDutyTransientFederalTestProcedure中所建议的那样。这些液体源自两个来源(l)每次活塞上下运动由发动机圆柱壁扫下的润滑油；以及(2)未燃烧的或部分燃烧的柴油机燃料。颗粒的第三种组分为所谓的硫酸盐部分。这种;^酸盐部分由少量的存在于柴油机燃料中的硫组分形成。柴油燃烧期间形成了少部分的so3，这反过来又快速地与在排气中的水结合以形成硫酸。硫酸作为冷凝相与颗粒一起收集成为气溶胶，或者吸收于其他颗粒组分上，并且因此加入到TPM物质中。一种当前用于高水平的颗粒降低的关键的后处理技术为柴油机颗粒物过滤器。有许多已知的过滤器结构可用于从柴油机排气中除去颗粒，包括蜂窝壁流过滤器、绕线式或填充式纤维过滤器、开放小室泡沫过滤器，烧结金属过滤器等。然而下述的陶瓷壁流过滤器得到了最多的关注。这些过滤器能够除去超过卯％的来自于柴油机排气的颗粒物质，所述过滤器为用于除去来自排气的颗粒的物理结构，随着颗粒积聚在过滤器上，使来自于柴油机上过滤器的背压增加，因此，积聚的颗粒必须连续或间歇从过滤器中燃尽以保持可接受的背压。不幸的是，碳烟尘颗粒要求超过500到550。C的温度以在富氧(贫)排气的条件下燃烧。这是比典型的柴油机排气温度更高的温度，为了给过滤器提供钝态的再生，通常引入供给物以降低烟尘的燃烧温度。已经发现催化剂的存在促进了烟尘的燃烧且因此过滤器在实际负荷循环下柴油机排气中可以达到的温度下再生。在这种方法中催化的烟尘过滤器(CSF)或催化的柴油颗粒过滤器(CDPF)可以是有效的提供与积聚烟尘钝态燃尽一起的大于卯％的颗粒降低，且由过滤器再生的方法。困扰低孔CSF^f吏用的经常发生的问题是由于在过滤器上过快形成颗粒物质所导致的，特别是在较低的柴油机排气温度下。例如在低负载和启动的条件下观察到了较低的柴油机排气温度，在较低的柴油机排气温度下，位于过滤器上的催化剂催化在过滤器上收集的颗粒物质燃烧的效率较低，排气系统中的背压增加。过去采用了不同的应对在CSFs上颗粒形成以及后来建立背压的策略，'如下所述。例如美国专利No.4,902487公开了一种用于柴油机排气处理的方法，其中在排出前，排气穿过过滤器以除去那里的颗粒，且沉积在过滤器上的颗粒与在排气流中催化形成的含有氧化氮(N02)的气体一起燃烧。其公开了将催化剂放入过滤器的上游以达到这一目的。公开的上游催化剂在柴油机排气流中生成含有一氧化氮(NO)的N02。GB1，014，498公开了用于过滤和纯化含有固体颗粒的内燃机排气的方法和装置。通过气体快速向外穿过适合保持更大的颗粒的小球型氧化催化剂的第一过滤器且之后快速向外穿过周围的并适合保持更小尺寸颗粒的第二过滤器，排气的速率逐渐降低。第一过滤器由小球组成，所述小球是难熔且耐磨损的，并用活性催化剂物质浸渍(例如，氧化铝颗粒通过具有1.5至5mm直径的氧化钴(0)204)浸渍)。虽然其他的物质也可用于形成第二过滤器，但是第二过滤器由合成纤维组成。US.专利No.4,5102657>开了一种自清洁柴油^L排气颗粒过滤器，所述过滤器含有铂系金属和钒酸银的催化剂混合物，该混合物的存在公开了颗粒物的点火和焚烧温度的降低是在最初阶段。公开的过滤器包括薄多孔壁式蜂窝(单块)或泡沫结构，通过它们，排气气体以最小的压力下降穿过。公开的有用的过滤器由陶瓷制备，一般是晶体、玻璃陶瓷、玻璃、金属、水泥、树脂或有机聚合物、纸、纺织纤维和它们的组合。美国专利No.4，426320("，320专利")公开了一种方法，由此碳和铅颗粒从内燃机排气中通过使气体穿过过程过滤器并且然后通过微细过滤器除去。在孩吏细过滤器之前使用相对粗糙的过滤器允许在气体到达第二微细过滤器之前用粗糙的过滤器除去较大的颗粒，并可延长微细过滤器的寿命。其中描述的过滤器构造可降低过滤器中由于颗粒积聚而使背压增加的速率，沉积在过滤器上的是有效地用于将一种或多种排气中的污染物转化为无害实体并除去气体中悬浮颗粒的催化剂物质。所公开的优选的过滤器为开放小室陶瓷泡沫过滤器。在，320专利中^Hf的适合用于碳颗粒燃烧的催化剂物质包括第一过渡系列元素，例如钒、铬、镁、铁、钴、镍、铜和锌，在，320专利中公开的组合物还对烃、一氧化碳和氧化氮污染物的转化有用，这种催化剂物质含有贵金属、第一过渡系列的元素和它们的混合物。，320专利描述了催化剂物质通过以下方法直接在陶瓷泡沫载体上沉积(l)用水溶的可热分解无机盐或金属络合物或金属浸渍过滤器，(2)干燥浸渍的过滤器，和(3)煅烧干燥的过滤器。另外，催化剂物质可支撑于多孔的、难熔无机氧化物上。美国专利No.4，535，588("，588专利")公开了使用碳颗粒清洁装置的一个实施方案，其中具有相互不同的空气渗透性的两个不同的过滤器串联排列。其描述了将不锈钢钢丝绒过滤器与具有较高空气渗透性的过滤器定位于相对较低空气渗透性的第二过滤器的上游一侧。在另一实施方案中，用具有不同空气渗透性的陶瓷或金属性泡沫过滤器取代了不锈钢钢丝绒过滤器。这种过滤器可以用氧化的催化剂涂布，例如铂、钯和铑。美国专利No.4，828，807("，807专利，，)公开了安装在排气横穿通过的汽缸横截面中的串联排列的过滤器元件的使用，其中至少一个载有降低烟尘点火温度并有助于烟尘烧掉的催化剂的至少一个过滤器元件与至少一个承载有帮助气态污染物燃烧的催化剂的过滤器元件交替多次。可以使用的过滤器元件包括烧结至开放的孔隙的过滤盘，来自压制陶瓷纤维的盘，特别是人1203、Si02、硅酸铝或Zr02的纤维，由烧结金属形成的盘，由压制钢丝绒形成的盘，耐温陶瓷填充床或金属性材料。'807专利公开了许多有助于颗粒点火和烧掉的催化剂，这些催化剂包括(a)氧化锂；(b)五氧化钒；(c)五氧化钒加一种或多种37种^^开的元素的氧化物，所述元素包括镧、铈、镨、钕和锆；(d)—种或多种(c)下面所列出的金属的钒酸盐；以及(e)高铼酸盐，优选锂、钾、银或钒的。其公开了催化剂与栽体材料组合使用，所述栽体材料可以是MgO、A1203、Ce02、Sn02、Ti02、Zr02、Hf02、Th02、Nb2Os、W03、硅酸镁、硅酸铝和/或钛酸镁和它们的组合。，807专利还^^开了涂布在至少一个过滤器元件上的有助于气态污染物燃烧的催化剂，所述催化剂包括一种或多种铂系元素，可选择地与一种或多种基础金属一起和耐温载体材料一起燃烧。优选的载体材料包括MgO、A1203、特别是，AU03、Ce02、Si02、Sn02、Ti02、Zr02、Hf02、Th02、Nb2Os、W03、硅酸镁、硅酸铝和/或钬酸镁或它们的组合。载体材料或者与催化剂混合，或者应用于过滤器元件，并作为用于催化剂的基础。发明概述本发明涉及一种用于提高柴油机排气排放物中颗粒组分的氧化效率的装置。采用与至少一个收集、并且之后燃烧颗粒物质下游过滤器连通的至少一个上游过滤器来获得本发明。至少一个上游过滤器和至少一个下游过滤器都具有分散于其上的包含共生二氧化铈-氧化锆复合材料的催化剂组合物。附图概述图l描述了本发明装置的一个实施方案，所述装置具有包含于单独罐筒中的上游烟尘过滤器和下游烟尘过滤器。图2描述了本发明装置的另一个实施方案，所述装置含有一系列许多个开^t小室泡沫过滤器。图3仍然描述了本发明装置的另一个实施方案，所述装置具有一个容纳了催化剂涂布的上游开放d、室泡沫过滤器和下游催化剂涂布的、蜂窝型壁流过滤器的罐筒。图4描述了壁流过滤器和气体流过过滤器的纵向横截面视图。图5描述了与模型SOF(润滑油)和模型烟尘(碳黑)混合的催化剂测试粉末的作为空气中温度的函数的TGA(热重分析)-DTA(差示热分析)结果。图6-10描述了与模型SOF和模型烟尘混合的特殊催化剂粉末的作为空气中温度的函数的TGA-DTA结果。图11-15描述了与模型SOF和衍生自柴油机的烟尘混合的特殊催化剂粉末的作为以氦气/空气作为氧化气体中温度的函数的TGA-DTA结果。图16-20描述了与模型SOF和衍生自柴油机的烟尘混合的特殊催化剂粉末的作为以氦气-N(V空气作为氧化气体中温度的函数的TGA-DTA结果。图21是蜂窝体的平面视图，所述蜂窝体包含与穿孔的和波紋状金属箔基质组合使用的穿孔扁平金属箔基质，所述穿孔的和波紋状金属箔具有多个向上延伸到基质表面之上的"短突"。发明详述本发明的装置获得了比单独使用常规壁流基质更显著的柴油颗粒排放物的减少。此外，本装置通过使用允许过滤器在柴油机排气系统中实际获得的温度下再生的过滤器体系获得了颗粒的减少，所述柴油机排气系统包括存在较低排气温度(即〈500。C)的低负载下的运转条件。因此，本发明排气装置中的过滤器具有明显更低的由于颗粒物质的积聚而造成的阻塞倾向。排气装置具有与至少一个用以收集，并且之后燃烧颗粒物质的下游过滤器连通的至少一个上游过滤器。每一个上游和下游过滤器都含有降低颗粒燃烧温度并且还促进排气中的气态污染物氧化的催化剂组合物。上游过滤器可以是开放'J、室泡沫过滤器，其特征在于低的效率以至于排气中仅有颗粒总量的一部分收集到上游过滤器上。在一个另外的实施方案中，上游过滤器可以是穿孔的金属箔，然后未收集的烟尘收集到一个或多个上游构造的下游过滤器中。这种构造与常规的排气装置相比，典型地依靠单一高效烟尘过滤器的使用，例如催化剂涂布的、蜂窝型壁流过滤器，来收集并燃烧排气流中的颗粒。图l是通过数字标号IO表征并与柴油机连接使用的本发明的排气装置的一个实施方案的示意图。如图所示，具有柴油机排气出口14的柴油机12与本发明的排气装置10流体连通。排气装置10包括与下游烟尘过滤器18流体连通的上游烟尘过滤器16(其可以是催化的开;^丈小室泡沫过滤器)。在这个实施方案中，单一的罐筒20容納了上游和下游烟尘过滤器16和18。罐筒20含有进口22用于接受来自柴油机出口14和与下游过滤器18流体连通的出口24的柴油机排气。在柴油机12运转期间，含有颗粒和气态污染物的柴油机排气流从发动机出口14流过排气装置10的长度。排气流首先穿过上游烟尘过滤器16，在那里至少一些排气流中的颗粒将收集到上游烟尘过滤器16上。然后排气流穿过下游烟尘过滤器18,在那里进一步将颗粒物质收集到过滤器18上并从排气流中除去。催化剂组合物涂布在每一个上游和下游过滤器16和18上以促进烟尘的燃烧，使各个过滤器再生。催化剂涂层组合物在降低颗粒，特别是烟尘部分燃烧的温度的有效的。因此，催化剂组合物对过滤器的再生以及降低排气装置中由于烟尘收集在过滤器上而导致的背压是有用的。沉积在烟尘过滤器上的组合物又将排气流中的气态污染物转化为无害的气体产物(例如二氧化碳，7jC)。使用低效的过滤器作为上游过滤器(例如开放小室泡沫或穿孔的金属箔过滤器)会导致与那些收集到更高效的过滤器上的量相比，收集到催化剂涂布的过滤器上的颗粒量减少。"低效"一词意味着过滤器除去少于50重量。/。的排气流中的颗粒或典型地少于20重量％的排气流中的颗粒。例如对于具有0.08in.的孔隙直径和0.01in.的网直径、大约5ppi的孔隙率的开放小室泡沫过滤器会得到如此的低效颗粒收集。由于在过滤器上颗粒收集的减少，可以将与需要用于过滤器上较厚的颗粒沉积相比更低的温度用于燃烧沉积的颗粒。使用上游催化的过滤器还会减少需要通过一个或多个下游烟尘过滤器收集和燃烧的颗粒量。过滤器的再生因此比排气中依靠单独高效催化的烟尘过滤器的构造更加容易完成。上游过滤器与一个或多个下游过滤器组合使用，另一个开放小室泡沫或穿孔金属箔过滤器可以用作下游过滤器，或者可以使用另一种类型的过滤器。例如，下游过滤器可以是蜂窝壁流过滤器、绕线式或填充式纤维过滤器、烧结金属粉末过滤器、烧结金属纤维过滤器、穿孔金属箔过滤器或陶瓷纤维复合材料过滤器。优选下游过滤器的孔隙率等于或小于上游开放小室泡沫过滤器。选择每一个过滤器的效率以最优化在每个过滤器中捕获颗粒的相对程度，以至于当将良好的捕获效率保持贯穿装置时，压力下降会最小化。在一些实施方案中排气装置包含一系列的许多个相等孔隙率且相等颗粒过滤效率的开^t小室泡沫过滤器。例如，如图2所示，装置25可以包含三到五个催化剂涂布的泡沫过滤器。例如，图2显示罐筒30容纳了三个顺序排列在罐筒30中的催化剂涂布的、开放小室泡沫过滤器32、34和36。实心箭头表明罐筒30中排气流动的方向，其中包括进口38和出口39。在装置25的一些构造中，所有三个泡沫过滤器都是低效的(例如大约5ppi)。在其他的构造中，上游过滤器32是低效过滤器，第一下游过滤器34是中等效率(例如大约10ppi)的且第二下游过滤器36是高效的(例如20ppi)。正如对那些本领域的技术人员是显而易见的，只要分离的罐筒(如果使用的话)之间流体连通，过滤器不需要容纳于同一个罐筒中。在另一个实施方案中，如图3所示，装置40包含容纳了上游低效开放小室泡沫过滤器44和具有较高颗粒过滤效率的下游过滤器46的罐筒42。在一个优选的实施方案中，下游过滤器46是催化剂涂布的、蜂窝型壁流过滤器。罐筒42包含进口48和出口49用于排气气体从那里流动通过。实心箭头表明了罐筒42中排气气体流动的方向。烟尘过滤器本发明中有用的烟尘过滤器包括开放小室泡沫过滤器、蜂窝壁流过滤器、绕线式或填充式纤维过滤器、烧结金属粉末过滤器、烧结金属纤维过滤器、穿孔金属箔过滤器或陶瓷纤维复合材料过滤器。这些烟尘过滤器典型地从难熔材料形成，例如陶瓷或金属。在本发明的实施中，将催化的过滤器典型地放置于罐筒中(还被称为容納)，其指向穿过罐筒进口到过滤器的进口侧的待处理的流体流。对本发明此目的有用的烟尘过滤器包括排气流穿过却并不导致显著的背压增加或穿过装置的压力下降的结构。开放小室泡沫过滤器可以在难熔金属或陶瓷材料上形成，所述材料具有对于在柴油机排气系统中使用足够的热和机械稳定性。这种泡沫过滤器是现有技术中已知的，并且取决于它们的制造和泡沫的孔隙率，过滤器的过滤效率可以不同。泡沫过滤器包含为排气流从过滤器的进口流到出口处提供不规则路径的多个互相连接的空间。与壁流过滤器中排气流中的湍流相比，在泡沫过滤器中的这种不规则性创造的排气气体流中较多的湍流数量可以导致泡沫基质中颗粒收集中较高的效率。用于形成陶瓷泡沫的陶瓷材料可以是难熔的金属氧化物，例如氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化锆、氧化钛、氧化铬或它们的组合，例如堇青石或难熔的金属硅酸盐或碳化物。美国专利No.4，264，347和6，077，060公开了陶瓷泡沫的实例，在这里通过引用并入本发明。在一个实施方案中，优选的上游过滤器为金属性的开放小室泡沫过滤器，用于形成金属性泡沫的材料包括钢、不锈钢、铝、铜、镍、锆和它们的组合。例如，美国专利No.3，lll，396公开了许多镍基泡沫过滤器，其中公开的内容通过引用并入本发明中。优选的金属性开放小室泡沫过滤器是一种从铁-铬-铝-钇合金(FeCrAlY)形成的过滤器，例如从PorvairFuelCellTechnology,Inc.(Hendersonville，NC)获得的。典型地，FeCrAlY过滤器要求或者是预煅烧步骤或者是热喷雾施用含有粘合剂材料，例如镍-铝，以增加基质上催化剂修补剂面涂层的粘附性。开放小室泡沫过滤器适合用作本发明中排气处理装置中的上游过滤器，其典型地含有每英寸从1到20的孔隙(ppi)，并且优选从1到10ppi。这种孔隙密度为过滤器提供了捕获排气流中仅仅一部分颗粒物质的能力，由此防止了上游过滤器的阻塞。对于具有10-20ppi孔隙密度的泡沫过滤器，过滤器具有80-95%的孔隙率(即5-15%的理论密度)。在本发明的另一个实施方案中，上游过滤器包含一个或多个典型地具有大约5到大约100nm厚度的金属箔片。典型的所述箔片包含用于制备现有技术中的金属箔基质的相同的金属或金属合金，例如钬、不锈钢和含有铁、镍、铬和/或铝的合金。金属箔可以以一种或多种形式利用，例如，它可以是扁平的、非结构化的箔片；它可以是结构化的箔片，例如包含波紋状、波状起伏、梯形结构、脊状等，包括波紋状箔片，其中波紋以蜿蜒的或"锯齿，，形式排列；它可以是具有多个孔槽的箔片，例如穿孔；它可以既是波紋状又具有多个孔槽的箔片；它可以是具有从箔片的表面向上延伸的"短突"的箔片；它可以是具有例如波紋状、多个孔槽和多个这种"短突"及其类似这些特征组合的箔片。在优选的实施方案中，金属箔为穿孔金属箔，例如，来自EmitecCorp.,AuburnHills,MI.的PE-kat箔片过滤器。同一申请人:的申请日为2004年8月25日的U.S.专利系列申请No.10/926,157提供了对金属箔过滤器的描述，该文献通过引用并入本发明。在具有多个孔槽的金属箔基质的情形中，可以理解为了本发明的目的，这种孔槽可以是裂缝、穿孔、具有一般多边形的孔洞、具有一般椭圆形的孔洞和/或具有一般圆形的空洞或两种或多种前述的孔槽类型的组合的形式。优选地，孔槽包含具有在大约2到大约10mm直径的一般椭圆形或圆形的孔洞，优选4-8mm。这种孔槽将典型地占据从大约10到大约80%，优选20到60%的箔片面积。这一实施方案如图21所示，该图显示了含有扁平金属箔基质72的蜂窝体70的视图，所述蜂窝体可以是穿孔的，与波紋状金属箔基质73组合使用，所述波紋状金属箔基质73具有延伸到波紋状金属箔基质表面之上的多个波紋74和多个短突76。扁平金属基质72和波紋状金属箔基质73中可以包含多个穿孔78。在一个实施方案中，下游过滤器为蜂窝壁流过滤器。用于形成壁流过滤器的材料与沉积于其上的催化剂组合物相比应该是相对惰性的。壁流过滤器和沉积于其上的催化剂组合物必须是多孔性的，因为排气必须穿过载体壁以离开载体结构。壁流过滤器具有沿着过滤器体纵轴延伸的多个微小的实质上平行于的气流通道。典型地，每个通道都在过滤器体的一个末端处堵塞，在相对的端面交替地堵塞通道。这种单块载体可以含有在横截面上每平方英寸多至大约700或更多的流动通道(或"小室")，虽然远远少于此数也可以使用。例如，载体可以具有每平方英寸从大约7到'600，更通常从大约100到400的小室("cpsi")，所述小室可以具有矩形、正方形、圆形、椭圓形、三角形、六边形或其他多边形的横截面。图4表明了壁流过滤器50，其具有多个通道52。通道52呈管状包封于过滤器50的内壁54中，过滤器50具有进口端55和出口端56。交替的通道在进口端55处用进口塞58堵住，且在出口端56处用出口塞60堵住以在进口55和出口56的末端形成相反的方格板模式。气流62进入通过未堵塞的通道进口64，并流过通道52。气流被出口塞60阻止并扩散通过内壁54(其为多孔性的)到出口侧66。因为进口塞58气体不能回到壁的进口侧。优选的壁流过滤器由类似陶瓷的材料组成，例如堇青石、a-氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化锆、多铝红柱石、锂辉石、氧化铝-二氧化硅-氧化镁、硅酸锆，或难熔的金属，例如不锈钢。优选的壁流过滤器由堇青石和碳化硅形成。这种材料可以抵挡环境侵害，特别是处理排气气流时遇到的尚》显。陶瓷壁流过滤器典型地由具有大约50到60%的孔隙率的材料形成，且典型地用作本发明排气气体处理装置的下游过滤器。例如，在一些构造中，具有53%孔隙率和大约14微米平均孔直径的堇青石提供了适当的排气流动。另一个提供较小压降的构造为具有60%孔隙率和26微米平均孔隙尺寸的壁流过滤器。此外，小室密度和壁厚度都影响着在排气系统中观察到的排气流动特性和压降。4吏用具有100cpsi和Hmil壁的壁流过滤器和具有加0cpsi和12mil壁的壁流过滤器的构造提供穿过过滤器的流动和压降，这对本发明的装置是有用的。由于一种或多种催化剂物质在元件的壁上或包含于其中，用于本发明200680037148.6说明书第12/25页的多孔壁流过滤器是催化的。催化剂物质可以仅仅存在于元件的进口侧，仅仅存在于出口侧，既存在于进口又存在于出口侧，或者壁本身可以所有或部分由催化剂物质组成。本发明包括在元件壁的进口和/或出口上^f吏用一层或多层催化剂物质以及一层或多层催化剂物质的组合。催化剂组合物本发明的烟尘过滤器涂布有对颗粒和气态污染物(例如未燃烧的气态烃，一氧化碳)的燃烧有效的催化剂组合物。这种催化剂组合物一般含有共生二氧化铈-氧化锆复合材料，基础金属氧化物以及任选地含有一种或多种铂系金属组分。共生二氧化铈-氧化锆复合材料和基础金属氧化物可以在沉积在基质上的不连续的层(一个叠加于另一个之上)中形成，或者二氧化铈复合材料和基础金属氧化物可以用于混合物中。正如此处所使用的，"共生二氧化铈-氧化锆复合材料"一词指的是二氧化铈和氧化锆共同形成的复合材料的大块物质，且任选地可以含有其它选自镧、镨和钕的稀土组分。共生二氧化铈-氧化锆复合材料可以通过例如共凝胶化、共沉淀或类似的技术形成。可以使用任何其它适合制备二氧化铈复合材料的技术提供含有分散遍布最终产物中颗粒的基质上的二氧化铈和氧化锆复合材料的合成产物。这种技术与其它那些仅仅将氧化锆分散在二氧化铈颗粒的表面上或仅仅分散在表面层内的技术是有区别的，因此留下了基本为二氧化铈的颗粒的核心而没有分散于其中的氧化锆。美国专利No.5，057，483和5,898,0147〉开了合适的用于形成共沉淀的二氧化铈-氧化锆复合材料的技术，其中公开的制备说明通过引用而并入本发明中。用于形成共生二氧化铈-氧化锆复合材料的铈和锆盐为氯化物、硫酸盐、硝酸盐、乙酸盐等。通过共沉淀技术形成复合材料后，中间共沉淀物可以在洗涤后进行喷雾干燥或冷冻干燥以除去水，并且之后在空气中于约500°C下煅烧以形成共生二氧化铈-氧化锆复合材料。共生二氧化铈-氧化锆复合材料具有至少10m2/g的表面积，优选至少20m2/g,在仅含有二氧化铈和氧化锆共生二氧化铈-氧化锆复合材料中，在共生二氧化铈-氧化锆复合材料中二氧化铈的比例一般为从20重量％到95重量％,更优选从10重量％到80重量％。氧化锆的比例典型地为共生二氧化铈-氧化锆复合材料的10重量％到60重量％，优选从10重量％到40重量％。催化剂组合物在用于柴油机排气系统中的烟尘过滤器的再生中是有用的，在排气是冷的，例如低于300。C或典型地低于200。C时的期间，比如当柴油机在低负载或发动的情况下运转时，催化剂组合物在柴油机排气系统中的烟尘过滤器的再生中是特别有用的。共生二氧化铈-氧化锆复合材料可以任选地含有选自一种或多种镧、镨和钕组分的额外的稀土金属元素。不是二氧化铈的稀土金属氧化物一般从10重量％到60重量％的共生二氧化铈-氧化锆复合材料组合物形成。优选的共生二氧化铈-氧化锆复合材料除了二氧化铈和氧化锆之外还含有氧化镨。这种符合材料在降低颗粒且特别是烟尘部分、燃烧的温度方面是特别有效的。这些共生二氧化铈-氧化锆复合材料(含有氧化镨)的fI入对含有沉积颗粒的烟尘过滤器的再生是有利的(参见下面的实施例)。尽管不受理论束缚，申请人相信由于氧化镨对加强共生复合材料的催化效果做出贡献，其原因在于氧化镨比其它稀土金属氧化物容易将活性氧传递到包含烟尘部分的捕获的含碳组分。对于含有镨的共生二氧化铈-氧化锆复合材料，一般在复合材料中含有从30重量％到95重量％的二氧化铈，从5重量％到40重量％的氧化锆和从10重量％到60重量％的氧化镨。优选地，这种共生复合材料含有从40重量％到80重量％的二氧化铈，从5重量％到25重量％的氧化锆和从20重量％到40重量％的氧化镨。如上所述，优选的含有氧化镨的共生二氧化铈-氧化锆复合材料优选铈、钕和锆的可溶性盐混合物通过例如共凝胶化和共沉淀的技术形成。优选所有三种组分通过上述技术混合以至于所有三种组分均匀的分散遍布复合材料的基质，然而，还有可能但并不是优选将共生二氧化铈-氧化锆复合材料用镨的可溶性盐溶液例如硝酸镨浸渍以载入镨组分。通过引用并入本发明的美国专利No.6,423,293中公开了将预先形成的二氧化铈-氧化锆复合材料浸渍的方法。用于在本发明的装置中涂布烟尘过滤器的催化剂组合物还可以含有基础金属氧化物，尽管不受理论的束绰，相信基础金属氧化物改善了催化剂修补剂面涂层在过滤器基质上的粘附性并为修补剂面涂层提供了粘合作用，以形成内在的粘附。基础金属氧化物还提供了改善气相扩散的开放的修补剂面涂层形态。在一些实施方案中，勤出金属氧化物还可以作为铂系金属组分的催化剂载体。优选的基础金属氧化物是氧化铝、氧化锆、二氧化硅、氧化钛、二氧化硅-氧化铝、氧化镁、氧化铪、氧化镧和氧化钇中的一种或几种。基础金属氧化物典型地以大块使用，且一般具有至少10mVg的表面积，优选具有至少20mVg的表面积。优选的基础金属氧化物为氧化铝。所述氧化铝优选为y氧化铝。例如当用作基础金属氧化物组分时，y氧化铝可以具有120到180m2/g的表面积。基础金属氧化物一般的用量为催化剂组合物的10重量％到95重量％，优选基础金属氧化物以20到80重量％的浓度结合入催化剂组合物中。更优选地，催化剂组合物含有的基础金属的浓度从40到60重量％。例如，沉积在烟尘过滤器上的催化剂组合物可以含有与50重量％的共生二氧化铈-氧化锆复合材料组合使用的50重量％的基础金属氧化物。在一些实施方案中，可以优选包括修补剂面涂层粘合剂，例如氧化铝的7K合形式，例如假勃姆石，以改善催化剂组合物在过滤器基质上的粘合。其它对本发明有用的粘合剂包括从二氧化硅、二氧化硅-氧化铝和氧化锆形成的粘合剂，出于这种应用的目的，认为这种粘合剂是催化剂修补剂面涂层的基础金属氧化物组分的一部分。在一些实施方案中，可以优选在催化剂组合物中包括铂系金属组分，有用的铂系金属組分为选自铂、钯和铑组分。铂系金属的包含对催化气态组分例如未燃烧的烃和一氧化碳燃烧为无害的排放物是有用的。此外，铂系金属的包含还对从一氧化氮(NO)生成二氧化氮(N02)以利于颗粒的燃烧是有用的。已知N02作为有效的氧化剂，在比使用其它可能的氧化剂例如分子氧，对更低的排气温度下催化沉积在烟尘过滤器上的颗粒，是特别有用的。铂系金属组分可以通过使用的水溶性盐溶液或铂系金属络合物(还指的是"铂系金属前体")沉积在共生二氧化铈-氧化锆复合材料的颗粒上、在基础金属氧化物的颗粒上、或在两者上而分散在催化剂组合物中。典型地，浸渍方法用于获得铂系金属组分在二氧化铈复合材料和/或基础金属氧化物组分颗粒上的分散。例如氯化钾铂、硫氰酸铵铂、胺增溶的氢氧化铂、氢氯铂酸、硝酸钯和氯化钯为可用于获得共生二氧化铈-氧化锆复合材料和/或基础金属氧化物组分的颗粒的浸渍的铂系金属前体。催化剂组合物的煅烧后，铂系金属前体转化为催化活性金属或它的氧化物。在共生二氧化铈-氧化锆复合材料和/或基础金属氧化物组分上浸渍铂系金属组分可以在催化剂组合物涂布于基质上之后实施；但是，浸渍优选在涂布催化剂组合物之前实施。在铂系金属结合入催化剂组合物的实施方案中，在最终煅烧的过滤器基质中一般含有从0.01到200g/ftS的铂系金属。由于本发明的排气装置可以在不需要结合在流动通过的基质上结合的上游柴油氧化催化剂的情况下使用，足够浓度的铂系金属组分优选沉积在过滤器基质上以将排气的气态组分(气态未燃烧的烃和一氧化碳)转化为无害的产物。此外，如上所述，期望从排气中的NO制备足够的N02以降低颗粒，特别是烟尘部分的燃烧温度。优选在催化剂组合物中含有10到100g/ft3、且更优选20到80g/ft3的鉑系金属。优选地，铂系金属是铂。较低浓度的铂系金属(例如O.l到10g/f。可用于例如期望将颗粒中硫酸盐组分的形成最小化的地方。例如含有较高硫水平的柴油燃料(不是超低柴油燃料)，期望将硫氧化为S03最小化以减少硫酸的形成。沉积在开放小室泡沫基质上的上游催化剂组合物一般以从大约0.10g/i^到大约5.14g/ii^的浓度沉积。取决于所使用的烟尘过滤器的类型，下游催化剂组合物可以以从大约0.10g/ii^到大约2.64g/i^的浓度沉积。例如，下游过滤器是壁流过滤器基质时，催化剂组合物优选以从0.25g/in3到0.60g/in3，或0.45g/in3到0.60g/in3的浓度沉积。泡沫过滤器的涂层以下是制备可以应用于上游和下游催化剂过滤器的实施方案中的催化剂组合物的一般方法。本发明的共生二氧化铈-氧化锆复合材料物质和基础金属氧化物(Y氧化铝)可以制备成共生二氧化铈-氧化锆复合材料颗粒和基础金属氧化物颗粒的水性淤浆形式，颗粒任选用铂系金属组分浸渍。典型地，共生二氧化铈-氧化锆和基础金属氧化物颗粒与水和酸化剂例如乙酸、硝酸或硫酸一起混合，并球磨到期望的颗粒尺寸。然后将淤浆应用于过滤器的基质中，干燥并煅烧以在其上形成催化材料涂层("修补剂面涂层，，)。当使用任选的催化金属组分，例如铂时，优选将其分散在共生二氧化铈-氧化锆复合材料上、基础金属氧化物颗粒上或既在组合物上又在基础金属氧化物的颗粒上。这种结合可以在含有共生二氧化铈-氧化锆复合材料颗粒和基础金属氧化物颗粒的淤浆作为修补剂面涂层涂布在合适的过滤器基质上之后进行。这可以通过用铂系金属前体化合物的溶液浸渍涂布的基质，接下来进行干燥和煅烧而实现。但是，优选地，在将淤浆涂层应用于载体之前，二氧化铈-氧化锆复合材料颗粒、基础金属氧化物颗粒或二者用铂系金属前体浸渍。在任一种情形中，任选的铂系金属可以与用于浸渍共生二氧化铈-氧化锆复合材料和基础金属氧化物颗粒的溶液一起作为铂系金属前体的溶液加入到共生二氧化铈-氧化锆基础金属氧化物催化性材料中。然后铂系金属前体或者进行化学处理或者煅烧以便将铂系金属固定在颗粒上。例如，当胺增溶的氬氧化铂用作铂前体时，典型地通过添加分解胺-柏络合物的酸^f吏淤浆的pH值降低并将铂组分固定到共生二氧化铈-氧化锆和/或基础金属氧化物颗粒上作为低溶解性铂氢氧化物。然后可以将颗粒干燥并煅烧。通常，共生二氧化铈-氧化锆复合材料和基础金属氧化物颗粒的淤浆，无论是否用铂系金属前体溶液浸渍，都将沉积在过滤器基质上，并且之后进行干燥和煅烧以使催化性材料粘附在基质上，且当铂系金属组分存在时，将铂系金属组分回复到元素金属或它的氧化物。用于前述过程的合适的铂系金属前体正如现有技术已知的，包括氯化钾铂、疏氰酸铵铂、胺增溶的氢氧化铂、氢氯铂酸、硝酸钯和氯化钯。在另外的催化剂组合物的设计中，使用了共生二氧化铈-氧化锆复合材料、大块的基础金属氧化物和任选地，大块活性氧化铝的分开的不连续的层。这种不连续的层用作在载体上的一层位于另一层之上的分开的涂层。这种不连续层的应用顺序并不重要，且每一层(共生二氧化铈-氧化锆复合材料，以及基础金属氧化物)可以含有第一应用的或内部涂层或层，最后应用的或外部涂层或层，或者，如果存在第三层，中间涂层或层。给出的材料的层可以重复两次或多次。当存在铂系金属时，可以将其分散在任意一个或多个不连续的涂层或层中。当用催化剂组合物涂布本发明的开放小室泡沫过滤器时，为了增加组合物在基质上的粘附性，一些实施方案中优选在对泡沫基质预处理。例如在使用FeCrAlY开放小室泡沫基质中，基质优选在催化剂淤浆沉积之前进行煅烧步骤。在需要沉积较厚的催化剂组合物修补剂面涂层的地方，泡沫基质可以用化学組合物热喷雾以在基质上沉积金属锚层。沉积可通过金属给料的电弧喷雾实施，所述金属给料选自由镍、Ni/Al、Ni/Cr、Ni/Cr/Al/Y、Co/Cr、Co/Cr/Al/Y、Co扁Cr/Al/Y、Fe/Al、Fe/Cr、Fe/Cr/Al、Fe/Cr/Al/Y、Fe/Ni/Al、Fe/Ni/Cr、300系列不锈钢、400系列不锈钢以及它们中两种或几种的混合物。出于本发明应用的目的，金属锚层并不认为时催化剂组合物的一部分。WO99/568537〉开了沉积金属锚层的方法，其通过引用并入本发明。没有锚层的沉积，修补剂面涂层组合物优选以高至大约6.0g/ii^的浓度沉积在金属性开放小室泡沫基质上。锚层沉积在金属性开放小室泡沫过滤器上时，可以沉积较高浓度的修补剂面涂层，例如高至大约10g/in3。陶瓷开放小室泡沫过滤器一般可以容纳高至15g/in3。金属箔过滤器涂层在优选的实施方案中，涂布过程包括以下步骤(a)将过滤器基质浸入含有所期望的催化剂组合物淤浆的容器中到至少大约30%长度，优选至少50%;(b)将步骤(a)得到的过滤器基质离心以便因此将涂布催化剂组合物作为基本均匀的层分散在过滤器基质上，并且除去任何超过预期存在于过滤器基质上的涂布催化剂组合物；(c)干燥从步骤(c)得到的涂布的过滤器基质；以及(d)煅烧步骤(c)得到的干燥的涂布的过滤器基质。典型地，步骤(c)将在大约70到大约180°C，优选80到120°C下实施大约1到大约60分钟，优选15到30分钟。步骤(d)将典型地在大约400到大约700°C，优选450到550°C下实施大约20分钟到大约5小时，优选30分钟到3小时。如果期望的，两种或几种不同涂布催化剂组合物可以通过以下方案基本均匀地涂布在过滤器基质上(a)将基质浸入涂布催化剂组合物的第一淤浆中至大约30%到大约70%长度，且之后过滤器基质再一次浸入从而使剩下的长度浸入一种或几种其它涂布催化剂組合物的其它淤浆中。使用本发明涂布过程可基本均匀地涂布具有大约2到大约6英寸直径和大约1.7到大约4英寸长的过滤器基质。本发明的涂布过程使其本身适于在过滤器基质上象所期望的那样基本均匀涂布层，步骤(a)和(b)可以按照所期望的用相同或不同的涂布材料淤浆重复许多次。优选地，涂布的过滤器基质在每个涂布操作之后进行干燥，且最优选地，涂布的过滤器基质在每个涂布操作之后进行干燥和煅烧。壁流过滤器涂层催化剂组合物可以通过任何获得均匀的基质涂层的手段应用于壁流基质中。例如含有本发明催化剂组合物的水性淤浆可以通过喷雾涂布、涂刷或通过将表面浸在淤浆中而得到应用。典型地，应用了催化剂淤浆之后，空气流过壁流基质以防止淤浆堵塞多孔壁。虽然催化剂淤浆可以以不连续的层分散在壁流基质上，但是优选催化剂组合物均匀地分散在全部基质通道周围的多孔性壁上。以下实施例的目的在于说明本发明，且并不作为将本发明限制在其中公开的范围内的解释。实施例模型颗粒物质燃烧测试和测试结果用氧化(燃烧)模型颗粒物质的能力评价了不同的催化剂粉末。这种评价在氧化条件(例如空气)下使用热重分析(TGA)和差热分析(DTA)实施。TGA可以测量作为温度的函数的材料的失重，且DTA可以测量作为温度的函数的材料的热释放(放热)或热吸收。在这种方法中，可以测量柴油颗粒物质的氧化，并且可以比较不同催化剂组合物的氧化性能。^t型颗粒物质用于模拟柴油颗粒的VOF和烟尘部分，并且有两种类型。模型柴油颗粒物质的一种为模拟含碳的烟尘部分的含有70重量％商购获得的碳黑粉末(ThermaxPowderN-991,CancarbofMedicineHat,Alberta,Canada)和模拟柴油机排气中的VOF的30重量％的润滑油(CumminsSAE國15WPremiumBlueDieselEngineLubeOil)的混合物。将这种物质作为模型颗粒物质Pl。由于在许多柴油机中柴油机排气中的VOF主要由柴油润滑油组成这样一个事实，将润滑油结合到模型颗粒物质材料中，所述柴油润滑油从缸壁扫下并通过阀导(valveguide)和涡轮增压器的密封而来。第二模型颗粒物质(称为模型颗粒物质P2)含有70重量％从重型柴油机收集来的实际的烟尘，它与30重量％的与用于模型颗粒物质Pl同样的润滑油混合。用于模型颗粒物质P2的烟尘部分从在1800RPM和10%负载下运转的，98年7,2L、300HP发动机模型收集，在这一条件下排气温度为195°C。为了收集这种烟尘，发动机用PhillipsnLS燃料(3ppmwt.S)运转。实验室测试使用装备有用于引入接触样品的氧化气体的流变仪(聚合物实验室)STA1500同步TGA/DTA单元实施。三种氧化气体用于评价下述模拟贫化的条件和在柴油机排气中遇到的气态组合物。氧化气体为以下^壬一种1.流动的空气(20%02)2.氦气和空气的混合物(10%02)3.空气中氦气中的N02混合物(5000ppmN02和10%02)评价的催化剂测试粉末为1.将氧化铈粉末(Ce02，100重量％)作为测试用催化剂粉末A。2.将共生二氧化铈-氧化锆复合材料粉末(70重量％CeO2-30重量％Zr02)作为测试用催化剂粉末B。3.将含有氧化镧的共生二氧化铈-氧化锆复合材料粉末(55重量％Ce02-15重量％Zr02-35重量％1^203)作为测试用催化剂粉末C。4.将含有氧化镨的共生二氧化铈-氧化锆复合材料粉末(55重量％Ce02-15重量％Zr02-35重量％Pr60u)作为测试用催化剂粉末D。5.将含有4份6重量％的y铝(具有150m2/g的表面积)上的铂和1份共生二氧化铈-氧化锆复合材料粉末(70重量％CeO2-30重量％ZK)2)的催化剂组合物作为催化剂粉末E。6.细磨堇青石壁流过滤器基质材料(CorningEx-80)作为对比，作为对比粉末A。每一种备用的催化剂粉末或对比粉末彻底与模型柴油机颗粒物质混合以给出含有20重量％模型颗粒混合物和80重量％催化剂粉末(或对比粉末)的均匀的测试样品混合物。然后将小部分(30mg)的测试样品混合物放置在TGA/DTA单元的样品盘中，在氧化气体流下以10。C/min的速率加热样品，测量TGA和DTA响应作为温度的函数。为了举例说明从这种TGA-DTA测量中获得的结果，参考图5，该图表明混合有模型颗粒物质Pl的催化剂测试粉末使用空气作为氧化气体的结果。对应于TGA失重的曲线显示为实线。对于图5中的催化剂实例，在较低温范围(150-400°C)内观察到了与润滑油燃烧相关的一个失重和放热，并在较高的温度范围(500-800。C)内观察到了与碳黑燃烧相关的第二失重和放热(以下表2中的CB)。两个特别的失重中的每一个在TGA曲线中都有"起始，，(onset)、"变形"(inflection)和"末端，，(end)部分。"变形，，点位于与最高热损失速率相关的温度处。同样，DTA曲线(如虚线所示)中的每一个放热都有"起始"、"峰，，和"末端"点。DTA峰点对应于来自相关燃烧过程的热释》文的温度的最高值。TGA和DTA曲线中的这些特征点可以用作评价不同催化剂粉末相对性能的性能。对于以下表2中列出的结果，当可以清楚地测定相对性能时，将识别出TGA起始和变形温度。进一步地，对于DTA响应，当它们可以清楚地从曲线中识别时，将会使用起始和峰处的温度。使用流动的空气(20%02)作为氧化气体和模型颗粒物质Pl实施的第一组评价第一组中篩选的催化剂粉末包括催化剂粉末A、催化剂粉末B、催化剂粉末C、催化剂粉末D和对比粉末A。在下表1中，总结了用作催化剂粉末的组合物，且在下表2中总结了TGA-DTA结果。在图6-10中可以找到每一个实验中生成的TGA-DTA曲线。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>从表2中可以看出所有测试用催化剂粉末对碳黑(CB)氧化都表现出比对比粉末A(含有堇青石)更低的TGA-DTA特征温度。因此，催化剂粉末都表现出可辨别的催化效应。此外，含有测试用催化剂粉末的测试用样品混合物还表现出对润滑油燃烧的活性，而含有非催化性对比粉末的测试用样品混合物没有显示出润滑油放热曲线，这表明没有发生氧化。在用含有对比的测试用样品混合物实施的实验中，润滑油的失重实质上是由于挥发造成的。对于用含有催化剂测试粉末的测试用样品混合物实施的实验，测试用催化剂粉末D(含有CeOrZr02-Pr60u)表现出任何测试用催化剂粉末对碳黑燃烧最低的TGA温度响应(CB起始-476。C，CB变形-541。C)。这些数值与那些使用堇青石对比所获得的值相比，分别降低到108°C和126°C。这一对比显示了对于催化剂粉末D清楚的催化效应。主要的DTA响应表明催化剂粉末D和催化剂粉末B(CeOrZK)2)分别表现出419。C和420。C的最低CB起始温度。这些数值比从含有堇青石对比粉末的测试用样品混合物得到的结果低了大约110°C。催化剂测试用粉末A表现出了任何评价的测试用样品中对碳黑燃烧最低的CB峰温度(514°C);但是，含有纯二氧化铈的测试样品混合物(催化剂粉末A)在526。C处表现出对碳黑的肩峰。含有催化剂粉末B的测试用样品混合物显示出对润滑油氧化最低的DTA峰(227。C)。催化剂粉末C与催化剂粉末D具有相似的组成，除了用1^203替代了Pr60。催化剂粉末C的碳黑氧化TGA-DTA结果并不是与催化剂粉末D获得的结果差不多良好，这一数据提供了强有力的证据证明Pr60n具有显著的增强与催化剂粉末D相关的烟尘部分的燃烧的功能。催化剂粉末的测试中，认定催化剂粉末D表现出对润滑油和碳黑在空气中燃烧最好的全面性能。尽管不受理论的限制，相信它相对于测试的催化剂粉末加强的性能是由于具有很高晶格氧迁移性的Pr60u的存在。相信这些金属氧化物催化剂氧化功能的重要部分与它们将氧迁移到颗粒以贡献氧化性的能力有关。使用模型颗粒物质P2和氧化气体(1)氦气/空气(50:50，10%02)，或(2)氦气-NCV空气(5000ppmN02，10%02)实施的第二组评价在这些实验中，模型颗粒物质P2提供了更接近于实际的发动机颗粒的材料，此外，用在第二组实验中的氧化气体组合物更接近类似在典型的柴油机排气组合物中见到的更低的02浓度。包括N02的02用以评价这种特殊氧化剂对颗粒氧化的效果。对催化剂粉末A、催化剂粉末B、催化剂粉末D、催化剂粉末E以及对比粉末A实施TGA-DTA实验。每一种粉末都在氦气/空气和氦气-N(V空气中进行评价。用催化剂粉末实施的测试用样品混合物的TGA-DTA结果列于下表3中，对于使用氦气/空气作为氧化气体的单独实验的TGA-DTA曲线可以在图11-15中找到，而使用氦气-NCV空气实施的实验的曲线可以在图16-20中找到。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>使用氦气-空气氧化剂获得的结果表明催化剂粉末全都将烟尘在低于对比粉末A(堇青石)的温度下氧化。因此催化效应可见于催化剂粉末。在催化剂粉末的测试中，催化剂粉末D(含有共生二氧化铈-氧化锆复合材料，其中含有氧化镨)表现出DTA烟尘峰的最低温度(501。C)和估算的烟尘变形(5卯。C)。催化剂粉末E，含有Y铝上的铂和共生二氧化铈-氧化锆复合材料的混合物表现出最低的润滑油DTA峰温度。使用氦气-N02/空气氧化剂得到的结果表明对于大部分的催化剂粉末，DTA烟尘峰和TGA烟尘变形温度通过已知的作为有效的氧化剂N02的存在而降低了。在一些情形中，相对于氦气-空气氧化剂存在高于140。C的差异。虽然]\02的存在导致了DTA烟尘峰温度的少量增加，但是仅有的例外为从含有催化剂粉末D的测试用混合物获得的结果。虽然用催化剂粉末D实施的实验表现出在这些条件下任何备用测试品中最低的DTA烟尘峰温度(524。C)。由于氧化气体中N02的存在，催化剂测试用粉末的DTA峰温度都在524-578°C的范围内。催化剂粉末E表现出最低的估算TGA烟尘变形温度(500。C)。TGA烟尘变形温度都降低到500-535°C的范围内。对于对比粉末A(含有堇青石粉末)，在氧化气体混合物中包含1\02对DTA或TGA烟尘氧化温度的影响并不明显。这一观察结果与N02增强催化剂粉末的烟尘氧化性能(更低的DTA-TGA温度特征)是一致的。基于TGA-DTA的结果，可以得出结论，含有CeCVZrCVPi^On的催化剂粉末D为良好的用作催化剂组合物一部分的候选物，所述催化剂组合物用于催化柴油机烟尘过滤器的再生。尽管用优选的实施方案描述了本发明的重点部分，显然对本领域普通技术人员而言优选的装置和方法的变化是显而易见的，并且本发明可以以非此处具体描述的方式实施。因此，本发明包括所有作为通过以下权利要求所限定的包含于本发明的精神和范围内的改进。权利要求1.一种排气装置，其包含与至少一个下游过滤器连通的至少一个上游过滤器，所述上游过滤器含有包含其上分散有上游催化剂组合物的开放小室泡沫过滤器，其中上游催化剂组合物包含上游共生二氧化铈-氧化锆复合材料以及，任选地，上游基础金属氧化物；所述下游过滤器含有分散于其上的下游催化剂组合物，其中下游催化剂组合物包含下游共生二氧化铈-氧化锆复合材料，以及，任选地，下游基础金属氧化物，且其中上游过滤器至少与下游过滤器同样多孔。2.权利要求1的排气装置，其中上游和下游共生二氧化铈-氧化锆复合材料含有20到95重量％的二氧化铈和5到80重量％的氧化锆。3.权利要求1的排气装置，其中上游和/或下游共生二氧化铈-氧化锆复合材料含有30到95重量％的二氧化铈，5到50重量％的氧化锆和10到60重量％的氧化镨。4.权利要求1的排气装置，其中上游和下游催化剂组合物包含基础金属氧化物，所述上游和下游基础金属氧化物选自由氧化铝、氧化锆、二氧化硅、氧化钛、二氧化硅-氧化铝、氧化镁、氧化铪、氧化镧和氧化钇组成的组。5.权利要求l的排气装置，其中下游过滤器选自由蜂窝壁流过滤器、绕线式或填充式纤维过滤器、开放小室泡沫过滤器，烧结金属粉末过滤器、烧结金属纤维过滤器、穿孔金属箔过滤器和陶瓷纤维复合材料过滤器组成的组。6.权利要求4的排气装置，其中上游和/或下游催化剂组合物进一步包含从0.01到200g/ft3的铂系金属组分。7.权利要求1的排气装置，其中上游过滤器比下游过滤器更多孔。8.权利要求1的排气装置，其中上游开放小室过滤器具有从1到10ppi的孔隙率。9.权利要求8的排气装置，其中下游过滤器为蜂窝壁流过滤器。10.权利要求1的排气装置，其中下游过滤器为开放小室泡沫过滤器。11.权利要求l的排气装置，其中下游开放小室泡沫过滤器具有与上游开^L小室泡沫过滤器相同的孔隙率。12.权利要求1的排气装置，其中下游开放小室泡沫过滤器比上游开;改小室泡沫过滤器更不多孔。13.—种用于降低柴油机有害排放物的排气装置，其包含与至少一个下游过滤器连通的至少一个上游过滤器，所述上游过滤器或下游过滤器或二者为穿孔金属箔过滤器，其中上游过滤器至少与下游过滤器同样多孔。14.权利要求13的排气装置，其中至少一个所述的上游或下游过滤器具有分散于其上的催化剂组合物，所述催化剂组合物含有共生二氧化铈-氧化锆复合材料以及，任选地，上游基础金属氧化物。15.权利要求14的排气装置，其中上游和/或下游催化剂组合物进一步包含从0.01到200g/ff的铂系金属组分。16.—种处理来自柴油机的排气流的方法，所述方法包括使所述的排气流穿过排气装置，所述排气装置含有与至少一个下游过滤器连通的至少一个上游过滤器，所述上游过滤器具有分散于其上的上游催化剂组合物，其中上游催化剂组合物包含上游共生二氧化铈-氧化锆复合材料以及，任选地，上游基础金属氧化物；所述下游过滤器含有分散于其上的下游催化剂组合物，其中下游催化剂组合物包含下游共生二氧化铈-氧化锆复合材料，以及，任选地，下游基础金属氧化物，且其中上游过滤器至少与下游过滤器同样多孔。17.权利要求16的方法，其中上游和下游共生二氧化铈-氧化锆复合材料含有20到95重量％的二氧化铈和5到80重量％的氧化锆。18.权利要求16的方法，其中所述的上游和下游过滤器至少一个为穿孔金属箔过滤器。19.权利要求18的方法，其中下游过滤器为蜂窝壁流过滤器。20.权利要求18的方法，其中下游过滤器为开放小室泡沫过滤器。全文摘要本发明公开了一种自清洁柴油机排气颗粒过滤系统(10)，其中在正常的排气温度下实现将收集的颗粒物质燃烧掉，用共生二氧化铈-氧化锆复合材料和任选的基础金属氧化物的催化剂混合物提供这种过滤系统，该催化剂混合物的存在允许在易于在柴油机排气系统中获得的温度下，包括存在较低排气温度的处于低负载运转条件下的过滤器的再生。文档编号B01D53/94GK101287550SQ200680037148公开日2008年10月15日申请日期2006年7月28日优先权日2005年8月5日发明者K·E·福斯,K·哈尔斯特伦,R·卡克瓦尼,S·孙申请人:巴斯福催化剂公司