ОБЪЕДИНЕНИЕ SCR С PNA ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО КОНТРОЛЯ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ Российский патент 2019 года по МПК B01D53/94 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение направлено на использование каталитических изделий, содержащих катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) и пассивный катализатор -адсорбер NO_x. Эти катализаторы могут быть расположены в разделенной на слои системе, с нижним слоем, содержащим палладий на оксиде церия или металлическом цеолите, действующем в качестве катализатора - адсорбера NO_x, который также может обеспечивать контроль за проскоком аммиака, а также преобразование углеводородов (УВ) и монооксида углерода (СО), и верхним слоем, содержащим катализатор SCR. В качестве альтернативы эти катализаторы могут быть разделены на зоны действия или могут быть объединены в единственном слое типа пористого покрытия («washcoat»).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Сжигание топлива на основе углеводородов в двигателях приводит к выхлопному газу, который содержит в значительной степени относительно доброкачественный азот (N₂), водяной пар (H₂О) и углекислый газ (CО₂). Но выхлопные газы также содержат в относительно небольшом количестве вредные и/или токсичные вещества, такие как монооксид углерода (СО) от неполного сгорания, углеводороды (HC) из не сгоревшего топлива, оксиды азота (NO_x) от чрезмерных температур горения и твердые частицы (в основном сажу). Чтобы смягчить воздействие дымовых газов и выхлопных газов, выделяемых в атмосферу, на окружающую среду, желательно устранить или уменьшить количество нежелательных компонентов, предпочтительно путем процесса, который, в свою очередь, не образует других вредных или токсичных веществ.

Как правило, выхлопные газы из двигателей с обедненной смесью сжигаемого газа, имеют отвечающий всем требованиям окислительный эффект из-за высокой доли кислорода, который служит для обеспечения надлежащего качества сгорания углеводородного топлива. В таких газах одним из наиболее обременительных компонентов для удаления является NO_x, который включает оксид азота (NO) и двуокись азота (NО₂). Снижение NO_x до N₂ является особенно проблематичным, поскольку в выхлопных газах содержится достаточное количество кислорода, которое способствует окислительным реакциям вместо их сокращения. Несмотря на это, NO_x может быть уменьшен с помощью процесса, обычно известного как селективное каталитическое восстановление (SCR). Процесс SCR включает превращение NO_x в присутствии катализатора и с помощью азотистого восстановителя, такого как аммиак, в элементный азот (N₂) и воду. В процессе SCR газообразный восстановитель, такой как аммиак, добавляется к потоку выхлопного газа перед контактированием выхлопного газа с катализатором SCR. Восстановитель адсорбируется на катализаторе, и реакция восстановления NO_х происходит, когда газы проходят через катализирующую подложку или над ней. Химическое уравнение для стехиометрических реакций SCR с использованием аммиака следующее:

4NO+4NH₃+О₂ →4N₂+6H₂О

2NО₂+4NH₃+О₂→ 3N₂+6H₂О

NO+NО₂+2NH→ 2N₂+3H₂О

Системы SCR контроля выбросов NH₃ очень эффективны, когда они достигают своей рабочей температуры (как правило, 200°C и выше). Однако эти системы работают относительно неэффективно ниже их рабочей температуры (период «холодного старта»). Например, применяемые в настоящее время системы для селективного каталитического восстановления на основе мочевины (SCR), применяемые для установления соответствия выбросов условиям Евро 6, требуют, чтобы температура в зоне дозирования мочевины была выше примерно 180°C, до того, как мочевину можно было бы дозировать и использовать для преобразования NO_x. Преобразование NO_x ниже 180°C трудно осуществить с использованием существующих систем, но в будущем европейское и американское законодательство будет делать акцент на конверсию NO_x при низкой температуре. Несмотря на то, что наличие катализатора SCR стимулируется присутствием NО₂, существует ограниченное количество NО_2, присутствующего при низкой температуре, либо из-за низкой окислительной активности NO на DOC, либо выделения из двигателя любого количества NО₂, который снижается на DOC до NO с помощью HC или CO, так что до попадания в SCR NO_x преимущественно присутствует как NO. Низкотемпературная эмиссия NO_x может регулироваться режимами сжигания топлива, но это оказывает отрицательное влияние на выбросы CO₂. Поскольку еще более строгий национальный и региональный закон регулирует снижение количества загрязняющих веществ, которые могут выделяться из дизельных двигателей, сокращение выбросов в период холодного запуска становится серьезной проблемой. Таким образом, продолжают изучаться способы снижения уровня NO_x, испускаемого в условиях холодного запуска. Настоящее изобретение решает эту проблему, путем объединения пассивного катализатора ловушки NO_x, который может улавливать ΝΟ_х при низкой температуре, с катализатором NH₃ SCR. PNA может обеспечить дополнительное преимущество управления любым проскоком NH₃, а также выбросами CO и HC.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

(5)В одном аспекте изобретения каталитическое изделие содержит катализатор SCR и катализатор- адсорбер NO_x, где катализатор- адсорбер NO_x содержит палладий на оксиде церия или содержащее металл молекулярное сито, где металл выбран из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, железа, лантана, марганца, молибдена, никеля, ниобия, палладия, серебра, вольфрама, ванадия и цинка и их смесей.

В другом аспекте изобретения каталитическое изделие содержит (а) первый слой, содержащий катализатор SCR, и второй слой, содержащий катализатор-адсорбер NO_x, или (b) первый слой, содержащий катализатор-адсорбер NO_x, и второй слой, содержащий SCR катализатор, где слои присутствуют в виде верхнего слоя и подслоя (нижнего слоя) или в виде двух смежных слоев, где первый слой контактирует с потоком выхлопного газа перед вторым слоем.

В еще одном аспекте изобретения каталитическое изделие содержит катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, где молекулярное сито в катализаторе-адсорбере NO_x является таким же, как молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите в катализаторе SCR, и металл в катализаторе-адсорбере NO_x и металл в катализаторе SCR находятся в комбинации с молекулярным ситом.

В следующем аспекте изобретения каталитическое изделие содержит катализатор SCR и катализатор- адсорбер NO_x, где молекулярное сито в катализаторе-адсорбере NO_x отличается от молекулярного сита в содержащем металл молекулярном сите в катализаторе SCR, металл в катализаторе-адсорбере NO_x находится в первой комбинации с молекулярным ситом в катализаторе-адсорбере NO_x, металл в катализаторе SCR находится во второй комбинации с молекулярным ситом в катализаторе SCR, а первая комбинация и вторая комбинация присутствуют в третьей комбинации.

В еще одном аспекте изобретения каталитическое изделие, содержащее катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, может дополнительно содержать проточную подложку или стенной проточный фильтр. Когда каталитическое изделие содержит проточную подложку, а первый слой представляет собой покрытие на верхней части подложки, тогда второй слой наносится на нижнюю часть подложки, и катализатор SCR может быть расположен на проточной подложке в нижней по потоку части подложки, а катализатор-адсорбер NO_x может быть расположен на проточной подложке в верхней ее части. Когда каталитическое изделие содержит проточный фильтр, то первый слой, содержащий катализатор SCR, может быть покрытием на выходной стороне фильтра, а второй слой, содержащий катализатор-адсорбер NO_x, может быть покрытием на входной стороне Фильтра.

В еще одном аспекте изобретения каталитическое изделие содержит: экструдированную монолитную подложку, где: (а) экструдированная подложка содержит катализатор SCR, а катализатор-адсорбер NO_x расположен на экструдированной подложке в виде слоя; или (b) экструдированная подложка содержит катализатор-адсорбер NO_x, а катализатор SCR расположен на экструдированной подложке в виде слоя; или (c) экструдированная подложка содержит катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x.

В следующем аспекте изобретения каталитическое пористое покрытие («washcoat») содержит катализатор SCR, катализатор-адсорбер NO_x и, по меньшей мере, одно связующее, где катализатор SCR содержит металл, выбранный из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, галлия, индия, иридия, железа, марганца, молибдена, никеля, палладия, платины, рутения, рения, серебра, олова и цинка, а катализатор-адсорбер NO_x содержит молекулярное сито и металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, где: (а) металл в катализаторе SCR и металл в катализаторе-адсорбере NO_x различаются, или (b) металл в катализаторе SCR, и металл в катализаторе-адсорбере NO_x является одним и тем же, (i) или только катализатор-адсорбер NO_x содержит молекулярное сито, или (ii) молекулярное сито в катализаторе SCR отличается от молекулярного сита в катализаторе-адсорбере NO_x и, по меньшей мере, одно связующее выбирается из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, нецеолитного диоксида кремния-оксида алюминия, природной глины, TiO₂, ZrО₂ И SnО₂.

В другом аспекте настоящего изобретения выхлопная система содержит каталитическое изделие, содержащее катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, и близколежащий к ним сажевый фильтр (CSF), причем катализатор-адсорбер NO_x содержит палладий на оксиде церия или металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, диспергированный на молекулярном сите. Каталитический сажевый фильтр может быть расположен либо ниже по потоку, либо выше по потоку от каталитического изделия в потоке выхлопного газа.

В еще одном аспекте настоящего изобретения способ получения катализатора проскока аммиака включает: (а) формирование нижнего слоя на подложке путем нанесения на подложку нижнего слоя пористого покрытия, включающего катализатор-адсорбер NO_x, содержащий металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, диспергированного на молекулярном сите;(b) сушку нижнего слоя пористого покрытия на подложке, (c) прокаливание нижнего слоя пористого покрытия на подложке; (d) формирование верхнего слоя, расположенного сверху нижнего слоя, путем нанесения верхнего слоя пористого покрытия, содержащего катализатор SCR, на прокаленный нижний слой, сформированный на стадии (с), (e) сушку верхнего слоя пористого покрытия на прокаленном нижнем слое, расположенном на подложке, и (f) прокаливание верхнего слоя пористого покрытия на нижнем слое пористого покрытия, расположенном на подложке. В другом аспекте настоящего изобретения способ получения катализатора проскока аммиака содержит те же самые этапы, за исключением того, что катализатор SCR помещается в нижний слой, а катализатор-адсорбер NO_x помещается в верхний слой.

В еще одном аспекте настоящего изобретения способ обработки выхлопного газа включает контактирование потока выхлопных газов, имеющих концентрацию NO_x, с азотистым восстановителем при температуре примерно от 150°С до примерно 750°С в присутствии каталитического изделия, включающего: (а) стенной проточный монолит, имеющий входную торцевую поверхность и выходную поверхность, и осевое направление потока газа от входной поверхности до выходной поверхности; (b) структуру, содержащую первый слой, включающий катализатор SCR, и второй слой, включающий катализатор-ловушку для NO_x, содержащий палладий на оксиде церия или содержащее металл молекулярное сито, где металл выбран из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, причем первый слой выполнен с возможностью контакта с выхлопным газом перед вторым слоем и (с) необязательно вторую структуру, содержащую первый слой, включающий второй катализатор SCR, и второй слой включающий металл из группы драгоценных металлов, где первый слой устроен так, чтобы войти в контакт с выхлопным газом перед вторым слоем; причем первые и вторые структуры расположены в пределах части стенного проточного монолита и последовательно вдоль оси, и где упомянутая первая структура расположена непосредственно близко к входной поверхности, а вторая зона расположена непосредственно близко по отношению к поверхности выпуска.

В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен способ снижения концентрации одного или более компонентов, содержащих аммиак, оксиды азота, оксид углерода и углеводороды в потоке выхлопного газа, который включает контактирование потока выхлопных газов, содержащих аммиак, NO_x, монооксид углерода и/или углеводороды с катализатором проскока аммиака, содержащим первый слой, включающий катализатор SCR, и второй слой, содержащий катализатор-адсорбер NO_x, включающий палладий на оксиде церия или содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, причем первый слой выполнен с возможностью контакта с выхлопным газом перед вторым слоем. Катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, могут быть расположены в проточной подложке или стенном проточном фильтре. В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен способ снижения концентрации одного или более компонентов из аммиака, оксида углерода и углеводородов в потоке выхлопных газов, который включает стадию, описанную выше, за исключением того, что ориентация первого и второго слоев выполнена таким образом, что второй слой выполнен с возможностью контакта с выхлопным газом перед первым слоем.

В другом аспекте настоящего изобретения, способы для уменьшения, по меньшей мере, одного из компонентов, содержащих аммиак, NOx, CO и углеводороды в выхлопном газе, включают контактирование газа с изделием катализатора, содержащим: (а) стенной проточный монолит, имеющий лицевую впускную поверхность, поверхность выпуска и осевое движение потока газа от упомянутой впускной поверхности к упомянутой поверхности выпуска; (b) первый слой, включающий первый катализатор SCR, и второй слой, включающий катализатор-адсорбер NO_x, содержащий палладий на оксиде церия или содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, причем второй слой выполнен с возможностью вхождения в контакт с отходящим газом перед первым слоем и, необязательно, (с) вторую композицию, включающую в себя первый слой, содержащий второй катализатор SCR, и второй слой, содержащий металл драгоценной группы, где первый слой выполнен с возможностью вступления в контакт с выхлопным газом перед вторым слоем; причем первый и второй составы расположены в пределах части стенного проточного монолита и располагаются последовательно вдоль оси, и где упомянутая первая композиция расположена непосредственно близко по отношению к входной поверхности, а вторая зона расположена непосредственно близко по отношению к поверхности выпуска, в течение какого-то времени и температуры, достаточных для снижения уровня, по меньшей мере, одного из компонентов газа: аммиака, NO_x, CO и углеводородов.

В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ снижения концентрации, по меньшей мере, одного из компонентов, содержащих аммиак, NO_x, CO и THC в потоке выхлопного газа, включающий контактирование потока выхлопных газов, содержащих аммиак, NO_x, CO и ТНС с каталитическим изделием, как описано в данном описании, в течение времени и с температурой, достаточной для снижения уровня, по меньшей мере, одного из компонентов газа, содержащего аммиак, NO_x, CO и THC.

В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен способ снижения концентрации оксидов азота в потоке выхлопных газов двигателя во время запуска холодного двигателя, который включает контактирование потока выхлопных газов, содержащих NО_x, с каталитическим изделием, описанным в настоящем описании, в котором аккумулированный NO_x снижается с помощью углеводородного SCR.

В еще одном аспекте настоящего изобретения катализатор проскока аммиака включает в себя зону впуска и зону выпуска, где катализатор SCR расположен внутри зоны впуска, а катализатор-адсорбер NO_x расположен в зоне выпуска, где катализатор-адсорбер NO_x включает содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, причем, по меньшей мере, один из катализаторов SCR и NO_x адсорбера расположен на стенном проточном фильтре.

В другом аспекте настоящего изобретения катализатор изделия содержит катализатор SCR и катализатор-адсорбер NО_x, где катализатор SCR включает содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из церия, меди, железа и марганца и их смеси, а катализатор-адсорбер NО_x, включает содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из палладия или серебра, и их смеси, причем катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x содержат одно и то же молекулярное сито, и как металл катализатора SCR, так и металл катализатора адсорбера NO_x обмениваются и/или замещаются в молекулярном сите.

В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен способ получения каталитического изделия, содержащего катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, как описано в настоящем описании, где способ включает в себя: (а) добавление первого металла, выбранного из группы, состоящей из церия, меди, железа и марганца и их смесей, к молекулярному ситу для формирования молекулярного сита, содержащего первый металл; (b) прокаливание молекулярного сита, содержащего первый металл, с формированием первого прокаленного молекулярного сита; (с) добавление второго металла, выбранного из группы, состоящей из палладия или серебра и их смесей, к первому прокаленному молекулярному ситу с формированием молекулярного сита, содержащего первый металл и второй металл; и (d) прокаливание молекулярного сита, содержащего первый металл и второй металл.

В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен способ для снижения концентрации оксидов азота в потоке выхлопных газов во время холодного запуска двигателя, который включает контактирование потока выхлопных газов, содержащих NO_x, с каталитическим изделием, включающим катализатор SCR и катализатор-адсорбер No_x, как описано в настоящем документе, аккумулирование NO_x в каталитическом изделии во время холодного запуска двигателя, и снижение аккумулированного NO_x, с помощью углеводородного SCR.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение может быть понято из следующего подробного описания при чтении с привязкой к прилагаемым чертежам.

На фигуре 1 представлен график, иллюстрирующий протокол испытаний MVEG.

На фигурах 2A-2G представлены чертежи конфигураций каталитических изделий, показывающих расположение катализатора SCR и катализатора адсорбера NО_x.

На фигуре 3 представлен график, иллюстрирующий преобразование оксидов азота с использованием комплектаций сравнительных примеров 1 и 2 и примеров 3-5.

На фигуре 4 представлен график, иллюстрирующий количество адсорбированного NО₂, в г на литр, при различных температурах катализаторов, имеющих различное количество меди и 1% Pd, диспергированных на СНА после выдержки при температуре 750 °С.

Фигура 5 представляет собой график, иллюстрирующий высвобождение оксидов азота NO_x во время TPD от катализаторов, имеющих различное количество меди и 1% Pd, диспергированных на СНА после выдержки при температуре 750°С и хранении NO при температуре 150°С.

Фигура 6 представляет собой график, иллюстрирующий влияние температуры на % преобразования NO_x на основе катализаторов, имеющих различное количество меди и 1% Pd, диспергированных на СНА после выдержки при температуре 750°С в ходе реакции NH₃ в SCR.

Фигура 7 представляет собой график, показывающий концентрацию NO_x от катализаторов, имеющих 2,5% меди и различные количества Pd, диспергированных на СНA после выдержки при температуре 750°С.

Фигура 8 представляет собой график, показывающий количество NO₂, адсорбированного в граммах на литр, при различной температуре от катализаторов, имеющих 2,5% Cu и c различными количествами Pd, диспергированных на СНА после выдержки при температуре 750°С.

Фигура 9 представляет собой график, показывающий влияние температуры на % преобразования NO_x от катализаторов, имеющих 2,5% Cu и различные количества Pd, диспергированных на СНА после выдержки при температуре 750°С в ходе реакции NH₃ в SCR.

На фигуре 10 представлен график, иллюстрирующий преобразование NO_x с использованием конфигураций сравнительных примеров 1 и 2 и примеров 3-5 в ходе реакции NH₃ на SCR.

Фигура 11 представляет собой график, иллюстрирующий преобразование СО с использованием конфигураций сравнительных примеров 1 и 2 и примеров 3-5.

На фигуре 12 представлен график, иллюстрирующий температуру перед SCR/PNA или SCRF в SCR/PNA → CSF или системы DOC → SCRF в динамике по времени в период цикла MVEG.

На рисунке 13 показано соотношение NО₂/NO_x двигателя (перед SCRF) во время теста MVEG в системе DOC → SCRF.

На рисунке 14 показано соотношение NО₂/NO_x (перед SCR/PNA) двигателя во время теста MVEG в системе SCR/PNA → CSF..

Фигура 15 представляет собой график, иллюстрирующий полную массу (г) полученного углеводорода (ТНС), измеренную после ее выпуска из двигателя (выход из двигателя), и после прохождения через (а) катализатор дизельного окисления (DOC) плюс медный SCRF или (b) медный SCR с палладием на мелкопористом цеолите в нижнем слое, в динамике по времени прохождения MVEG.

Фигура 16 представляет собой график, иллюстрирующий полную массу (г) полученного NO_x, измеренного после его выпуска из двигателя (выход из двигателя), и после прохождения через (а) DOC плюс медный SCRF или ((b) медный SCR с палладием на мелкопористом цеолите в нижнем слое в течение первых 250 секунд в период цикла MVEG.

Фигура 17 представляет собой график, иллюстрирующий совокупную массу (г) полученного NO_x, измеренного после его выпуска из двигателя (выход из двигателя), и после прохождения через (а) DOC плюс медный SCRF или (b) медный SCR с палладием на мелкопористом цеолите под слоем дозированной мочевины в динамике в период цикла MVEG.

Фигура 18 представляет собой график, иллюстрирующий проскок аммиака (ppm) после прохождения через (а) DOC плюс медный SCRF или (b) медный SCR с палладием на мелкопористом цеолите под слоем дозированной мочевины в динамике по времени в период цикла MVEG.

Фигура 19 представляет собой график, иллюстрирующий полную массу (г) монооксида углерода (СО), измеренного после ее выпуска из двигателя (выход из двигателя), и после прохождения через (а) DOC плюс медный SCRF или ((b) медный SCR с палладием на мелкопористом цеолите под слоем дозированной мочевины в динамике по времени в период цикла MVEG.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как использовано в данном описании и прилагаемой формуле настоящего изобретения, формы единственного числа «а», "an" и "the" включают в себя множественные референты, если из контекста явно не следует иное. Так, например, ссылка на «катализатор» включает смесь двух или более катализаторов, и тому подобное.

Как использовано в данном описании, термин «кальцинирование», или «прокаливание», означает нагрев материала на воздухе или в кислороде. Это определение согласуется с определением IUPAC прокаливания. (IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the ʺGold Bookʺ). Составлено A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML оперативно скорректированная версия: http://goldbook.iupac.org (2006-) создано M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; корректировки составлены A. Jenkins ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/goldbook.). Прокаливание выполняется для разложения соли металла и способствует обмену ионов металлов в пределах катализатора, а также для сцепления катализатора с подложкой. Температуры, используемые при прокаливании, зависят от компонентов в материале, который будет прокаливаться, и обычно составляют примерно от 400°С до примерно 900°С в течение времени приблизительно от 1 до 8 часов. В некоторых случаях, прокаливание может быть осуществлено до температуры около 1200°С. В применениях, связанных c процессами, описанными в данном документе, прокаливание обычно проводят при температуре от примерно 400°С до примерно 700°С в течение приблизительно от 1 до 8 часов, предпочтительно при температуре примерно от 400°С до примерно 650°С в течение приблизительно от 1 до 4 до часов.

MVEG (Motor Vehicle Emissions Group) представляет собой протокол испытаний для тестирования выбросов от транспортных средств, с использованием испытательного цикла ECE+EUDC. Способ выполняется, как описано в документе EEC 90/C81/01, и включает в себя четыре сегмента ECE, которые повторяются без перерыва, за которыми следует один сегмент EUDC (European Urban Driving Cycle segment). График, показывающий скорость транспортного средства в течение всего времени при определении оценки в соответствии с указанным протоколом, показан на фигуре 1.

Использованный в данном описании, термин «около» означает приблизительно и относится к диапазону, который необязательно составляет ± 25%, предпочтительно ± 10%, более предпочтительно, ± 5%, или наиболее предпочтительно ± 1% от величины, с которой этот термин связан.

Когда предусмотрен диапазон или диапазоны, для различных числовых элементов, то диапазон, или диапазоны, могут включать в себя значения, если не указано иное.

Настоящие изобретения имеет отношение к выводу, что комбинация катализатора SCR с нижним слоем катализатора адсорбера NO_x в описанных в данном документе ориентациях, обеспечивает значительное преобразование углеводородов и диоксида углерода и обеспечивает дополнительное преимущество аккумулирования NO_x во время холодного запуска двигателей, как показано в испытательных циклах MVEG. Катализатор-адсорбер NO_x содержит палладий на оксиде церия или содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из определенной группы металлов. Риск в использовании соединенных вместе систем SCR заключается в том, что преобразование НС/СО будет уменьшаться из-за охлаждения находящегося ниже по потоку катализатора окисления относительно более высокой термической массы подложки, такой как фильтр. Удаление оксидов азота перед началом дозирования/SCR зажигании также требуется. Настоящие изобретения, описанные в настоящем документе, приводят к выводу, что во время фазы холодного запуска, количество углеводородов снижается за счет комбинации катализатора SCR с нижним слоем катализатора адсорбера NO_x, как описано в настоящем документе. Эта система обеспечивает эксплуатационное преимущество NO_x по сравнению с системой DOC+SCRF. Нижний слой адсорбера NO_x также обеспечивает управление проскоком NH₃, при этом, не затрагивая цикла преобразования оксидов азота. Использование SCR с нижним слоем адсорбера NO_x также обеспечивает преимущества для SCR при расположении ниже по потоку от местоположения DOC/CSF с аккумулированием NO_x при низкой температуре и перед зажиганием SCR и дозированием восстановителя, а управление проскоком NH₃ позволяет работать на высоких уровнях NH_3, тем самым, позволяя обеспечивать максимальное преобразование NO_x.

Адсорбирующий NO_x нижний слой может также использоваться для того, чтобы дать возможность интегрировать управление проскоком NH₃ в пределах SCR на фильтре (SCRF). Компонент адсорбера NO_x, нанесенный на выпускные каналы, обеспечит управление проскоком NH_3, а также дополнительное преобразование HC/CO, без негативного влияния на конверсию NO_x.

Комбинация катализаторов SCR и адсорбера NO_x, как описано в настоящем документе, в дополнение к обеспечению повышенного НС, СО и удалению NO_x и селективной функциональности проскока NH₃ снижает потребность в выполнении лежащих ниже по потоку окислительных покрытий. Также будет полезно использовать SCR ниже по потоку от DOC/CSF или SCRF с целью обеспечения аккумулирования NO_x в виде NO при низкой температуре (при эксплуатации до ~ 180°С) перед зажиганием SCR и дозированием восстановителя. Аккумулирование NО_x при низкой температуре имеет важное значение, так как при температурах ниже CSF окисления NO и HC нет, выходящий из двигателя NO₂ реагирует с HC на DOC, таким образом, что перед SCR NO_x является преимущественно NO. Нижний слой адсорбера NO_x обеспечивает контроль проскока NH₃, позволяя работать SCR при более высоком уровне NH₃, чтобы обеспечить более высокое преобразование NO_x, особенно при низкой температуре и низких состояниях NО₂.

Каталитическое изделие содержит катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, где катализатор-адсорбер NO_x включает содержащее металл молекулярное сито, где металл выбран из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, и когда катализатор SCR содержит металл, то металл в катализаторе-адсорбере NO_x, и металл в катализаторе SCR являются различными металлами.

КАТАЛИЗАТОРЫ

Катализатор SCR

Катализатор SCR может содержать основной металл, оксид основного металла, металл, нанесенный на смешанный оксид, молекулярное сито, содержащее металл молекулярное сито или их смесь. Основной металл может быть выбран из группы, состоящей из церия (С), хрома (Cr), кобальта (Со), меди (Cu), железа (Fe), марганца (Mn), молибдена (Мо), никеля (Ni), вольфрама (W) и ванадия (V) и их смесей. Композиции SCR, состоящие из ванадия, нанесенного на тугоплавкий оксид металла, такой как оксид алюминия, диоксид кремния, диоксид циркония, диоксид титана, оксид церия и их комбинации хорошо известны и широко используются в коммерческих целях в мобильных применениях. Типичные композиции описаны в патентах США 4010238 и 4085193, полные содержания которых включены в данном описании в качестве ссылки. Композиции, используемые в промышленных масштабах, особенно в мобильных применениях, включают в себя TiО₂, на который диспергируются WО₃ и V₂О₅ при концентрациях, находящихся в диапазоне от 5 масс. % до 20 масс. % и от 0,5 масс. % до 6 масс. %, соответственно.

Катализатор SCR может содержать ванадий, ниобий, тантал и/или вольфрам, легирующие оксид церия. Предпочтительно, чтобы ванадий, ниобий, тантал и/или вольфрам присутствовали в количестве от 0,1 масс. % до 9 масс. % от оксида церия, а оксид церия присутствовал, по меньшей мере, в количестве 91 масс. % от ванадия, ниобия, тантала и/или вольфрама, легирующих оксид церия.

Катализатор SCR может включать металл, нанесенный на смешанный оксид, содержать, по меньшей мере, один каталитический компонент, состоящий из (i), по меньшей мере, одного переходного металла, диспергированного на смешанном оксиде или композитном оксиде, или их смеси в качестве материала носителя (подложки), состоящей из церия и циркония; или (ii), оксида церия и оксида циркония в качестве единственных оксидов или их композитного оксида, или смеси отдельных оксидов и композитного оксида, диспергированного на инертном носителе из оксидного материала, где, по меньшей мере, один переходный металл диспергируется на нем, причем, по меньшей мере, один переходный металл выбран из группы, состоящей из металла VIB группы, металла группы IB, металла группы IVA, металла группы VB, металла группы VIB, металла группы VTII и смеси любых двух или более из них, при условии, что, по меньшей мере, один выбранный переходный металл представляет собой вольфрам, при условии, что и содержание церия и циркония в виде оксидов в каталитическом компоненте представляет собой С_хZr_(1-X)О₂, где Х=0,1-0,9, предпочтительно Х=0,2-0,5. Этот тип катализатора SCR описан в патентной заявке США 2012/0141347, полное содержание которой включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Катализатор SCR может содержать молекулярное сито или содержащее металл молекулярное сито. Используемый в настоящем описании термин «содержащее металл молекулярное сито» означает, обмененный металл или замещенный металл молекулярного сита. Катализатор SCR может содержать алюмосиликатное молекулярное сито, алюмофосфатное молекулярное сито, кремнийалюмофосфатное молекулярное сито, содержащее металл алюмосиликатное молекулярное сито, содержащее металл алюмофосфатное молекулярное сито, или содержащее металл кремнийалюмофосфатное молекулярное сито. Предпочтительно, чтобы молекулярное сито представляло собой содержащее металл молекулярное сито. Использованный в данном описании термин молекулярное сито включает в себя молекулярные сита, изготовленные из следующих материалов: алюмосиликатов, содержащих металл алюмосиликатов, алюмофосфатов (AIPO), содержащих металл алюмофосфатов (MeAlPO), силико-алюмофосфатов (SAPO) и содержащих металл силико-алюмофосфатов (MeAPSO) молекулярные сита. Этот термин включает в себя традиционные цеолитные молекулярные сита, которые были ограничены, микропористым алюмосиликатом, имеющим любую одну из каркасных структур, перечисленных в базе данных цеолитных структур, опубликованных Международной цеолитной ассоциацией (IZA).. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что другие группы, описанные выше, также рассматриваются как цеолиты в данной области техники.

Катализатор SCR может содержать молекулярное сито с малыми порами, средними порами или большими порами, или с их комбинациями. Молекулярное сито с малыми порами содержит каналы, определяемые в пределах восьми тетраэдрических атомов. Молекулярное сито со средними порами содержит каналы, определяемые десятичленными кольцами. Молекулярное сито с большими порами содержит каналы, определяемые двенадцатичленными кольцами.

Катализатор SCR может содержать молекулярное сито с малыми порами, выбранное из группы, состоящей из алюмосиликатных молекулярных сит, содержащих металл алюмосиликатных молекулярных сит, алюмофосфатных (A1PO) молекулярных сит, содержащих металл алюмофосфатных (MeAlPO) молекулярных сит, алюмокремнийфосфатных (SAPO) молекулярных сит, а также содержащих металл кремний-алюмофосфатных (MeAPSO) молекулярных сит и их смесей. Катализатор SCR может содержать молекулярное сито, содержащее малые поры, выбранное из группы сит каркасного типа, состоящей из ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG, и ZON, а также смесей и/или их срастаний. Предпочтительно, чтобы молекулярное сито с малыми порами выбиралось из группы, каркасного типа, состоящей из CHA, LEV, AEI, AFX, ERI, SFW, KFI, DDR и ITE.

Катализатор SCR может содержать молекулярное сито со средними порами, выбранное из группы каркасного типа, состоящей из AEL, AFO, AHT, BOF, BOZ, CGF, CGS, CHI, DAC, EUO, FER, HEU, IMF, ITH, ITR, JRY, JSR, JST, LAU, LOV, MEL, MFI, MFS, MRE, MTT, MVY, MWW, NAB, NAT, NES, OBW, -PAR, PCR, PON, PUN, RRO, RSN, SFF, SFG, STF, STI, STT, STW, -SVR, SZR, TER, TON, TUN, UOS, VSV, WEI, и WEN, и их смесей и/или их срастаний. Предпочтительно, чтобы молекулярное сито со средними порами выбиралось из группы, каркасного типа, состоящей из FER, MEL, MFI и STT.

Катализатор SCR может содержать молекулярное сито с большими порами, выбранное из группы каркасного типа, состоящей из AFI, AFR, AFS, AFY, ASV, ATO, ATS, BEA, BEC, BOG, BPH, BSV, CAN, CON, CZP, DFO, EMT, EON, EZT, FAU, GME, GON, IFR, ISV, ITG, IWR, IWS, IWV, IWW, JSR, LTF, LTL, MAZ, MEI, MOR, MOZ, MSE, MTW, NPO, OFF, OKO, OSI, -RON, RWY, SAF, SAO, SBE, SBS, SBT, SEW, SFE, SFO, SFS, SFV, SOF, SOS, STO, SSF, SSY, USI, UWY, и VET, и их смесей и/или их срастаний. Предпочтительно, чтобы молекулярное сито с большими порами выбиралось из группы каркасного типа, состоящей из AFI, BEA, MAZ, MOR и OFF.

Катализатор SCR может содержать молекулярное сито или содержащее металл молекулярное сито, где молекулярное сито или молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите имеет структуру каркасного типа, выбранного из группы, состоящей из: AEI, ВЕА (бета-цеолиты), СНА (шабазит), FAU (цеолит Y), FER (ferriente), MFI (ZSM-5) и MOR (морденит). Каркасные структуры включают, но не ограничиваются ими, такие типы как СНА, FAU, BEA, MFI, MOR. Неограничивающие примеры цеолитов, имеющие эти структуры, включают в себя шабазит, фожазит, цеолит Y, ультрастабильный цеолит Y, бета-цеолит, морденит, силикалит, цеолит Х и ZSM-5. Алюмосиликатные цеолиты могут иметь мольное отношение диоксида кремния/оксида алюминия (SAR), определяемое как SiО₂ /Al₂О₃, от, по меньшей мере, около 5, предпочтительно, по меньшей мере, около 20, с полезными диапазонами приблизительно от 10 до 200.

Содержащее металл молекулярное сито может иметь, по меньшей мере, один металл одной из групп VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB или IIB Периодической таблицы, осажденный на участках вне каркаса, на внешней или внутренней поверхностях каналов, полостей, или клеток молекулярных сит. Металлы могут быть в одной из нескольких форм, включая, но, не ограничиваясь ими, атомы металла с нулевой валентностью или кластеры, изолированные катионы, одноядерные или многоядерные оксикатионы ( oxycations), или в виде увеличенных оксидов металлов. Предпочтительно, чтобы был металл, выбранный из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, галлия, индия, иридия, железа, марганца, молибдена, никеля, палладия, платины, рутения, рения, серебра, олова и цинка. Более предпочтительно, чтобы металл представлял собой медь.

Содержащее металл молекулярное сито может содержать приблизительно от 0,10% до приблизительно 10% по массе металла группы: VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB или IIB, расположенного на внекаркасных участках внешней или внутренней поверхностях каналов, полостей или клеток молекулярных сит. Предпочтительно, чтобы металл, расположенный на внекаркасных участках, мог присутствовать в количественном диапазоне приблизительно от 0,2% до приблизительно 5% % масс. Массовый % металла в содержащем металл молекулярном сите представляет собой массу металла, деленную на общую массу металла и молекулярного сита, умноженную на 100.

Катализатор SCR может присутствовать в каталитическом изделии в концентрации примерно от 0,5 г/дюйм³ до примерно 4,0 г/дюйм³. Количество SCR, присутствующего в каталитическом изделии, может зависеть от типа катализатора SCR в этом изделии. Когда катализатор SCR содержит основной металл или его оксид, то основной металл может присутствовать в концентрации от 0,01 до 20 масс. % в расчете на общую массу катализатора SCR. Когда катализатор SCR содержит молекулярное сито или содержащее металл молекулярное сито, то молекулярное сито может присутствовать в концентрации от 40 до 100 масс. % в расчете на общую массу катализатора SCR.

Адсорбер NO_x

Адсорбер NO_x содержит палладий на оксиде церия или содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, железа, лантана, марганца, молибдена, никеля, ниобия, палладия, вольфрама, серебра ванадия, и цинка, а также их смесей. Предпочтительный металл является кобальтом, марганцем, палладием или цинком. Более предпочтительный металл представляет собой палладий или цинк. Наиболее предпочтительно, чтобы металлом в катализаторе SCR являлась медь, а металлом в катализаторе-адсорбере NO_x был палладий. Молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите в катализаторе-адсорбере NO_x может содержать алюмосиликат, алюмофосфат или кремнийалюмофосфат, как описано выше в описании молекулярных сит в катализаторах SCR. Когда катализатор SCR содержит содержащее металл молекулярное сито, то молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите катализатора SCR может быть тем же самым молекулярным ситом, как и в содержащем металл молекулярном сите катализатора адсорбера NO_x, или молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите катализатора SCR может отличаться от молекулярного сита в содержащем металл молекулярном сите катализатора адсорбера NO_x.

Молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите катализатора адсорбера NO_x, может представлять собой молекулярное сито с малыми порами, средними порами или с большими порами, как описано выше в катализаторе SCR. Молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите катализатора адсорбера NO_x, предпочтительно представляет собой молекулярное сито с малыми порами, как описано выше в катализаторе SCR. Молекулярное сито с малыми порами может содержать каркасный тип, выбранный из группы, состоящей из: ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG и ZON,, и их смесей. Предпочтительно, чтобы молекулярным ситом с малыми порами являлся шабазит (СНА) или AEI. Предпочтительные молекулярные сита со средними порами включают каркасный тип FER, MEL, MFI и STT. Предпочтительные молекулярные сита с большими порами включают каркасный тип AFI, BEA, MAZ, MOR и OFF. Предпочтительно, чтобы молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите содержало алюмосиликат или алюмофосфат, имеющий SAR от 5 до 100 включительно. Когда молекулярное сито, содержащее палладий, представляет собой кремнийалюмофосфат, содержащий палладий, то предпочтительно, чтобы кремнийалюмофосфат содержал от 5% до 15% включительно диоксида кремния.

Металл в катализаторе-адсорбере NO_x, может присутствовать в концентрации от 0,01 до 20 масс. %. Содержащее металл молекулярное сито может присутствовать в каталитическом изделии в концентрации примерно от 0,5 до примерно 4,0 г/дюйм³

КОМБИНАЦИЯ SCR КАТАЛИЗАТОРА И КАТАЛИЗАТОРА АДСОРБЕРА NO_x

Каталитическое изделие может, содержать катализатор SCR и катализатор-адсорбер NО_x, где катализатор SCR содержит содержащее металл молекулярное сито, и где металл выбран из группы, состоящей из церия, меди, железа и марганца, а также из их смесей, а катализатор-адсорбер NO_x включает содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из палладия или серебра и их смесей, при этом катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x содержат одно и то же молекулярное сито и металл катализатора SCR, и металл катализатора адсорбера NO_x, обменивается и/или замещается в молекулярном сите.

Молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите катализатора SCR и адсорбера NO_x, может содержать алюмосиликат, алюмофосфат или кремнийалюмофосфат. Молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите катализатора адсорбера NO_x предпочтительно представляет собой молекулярное сито с малыми порами. Предпочтительно, чтобы молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите катализатора адсорбера NO_x имело основу каркасного типа, выбранного из группы, состоящей из: ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG и ZON и их смесей. Более предпочтительно, чтобы молекулярное сито имело основу каркасного типа такого, как AEI или CHA.

Описывается способ получения каталитического изделия, содержащего катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, где катализатор SCR содержит, содержащее металл молекулярное сито, где металл выбран из группы, состоящей из церия, меди, железа и марганца, а также их смесей, и катализатор-адсорбер NO_x содержит содержащее металл молекулярное сито, где металл выбран из группы, состоящей из палладия или серебра и их смесей, где катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x содержат одно и то же молекулярное сито, а металл в катализаторе SCR и металл катализатора адсорбера NO_x является обмененным и/или замещенным в молекулярном сите. Способ включает: (а) добавление первого металла, выбранного из группы, состоящей из церия, меди, железа и марганца, а также их смесей, к молекулярному ситу с образованием молекулярного сита, содержащего первый металл; (b) прокаливание молекулярного сита, содержащего первый металл, с образованием первого прокаленного молекулярного сита; (c) добавление второго металла, выбранного из группы, состоящей из палладия или серебра, и их смесей, к первому прокаленному молекулярному ситу с образованием молекулярного сита, содержащего первый металл и второй металл; и (d) прокаливание молекулярного сита, содержащего первый металл и второй металл. Способ может дополнительно включать стадии (al), и (c1), где стадия (a1) включает сушку молекулярного сита, содержащего первый металл, и стадия (с1) включает сушку молекулярного сита, содержащего первый металл и второй металл. Стадии (a) и (с) добавляющие первый и второй металл, могут быть выполнены с помощью одного или нескольких способов пропитки, адсорбции, ионного обмена, смачиваемости, осаждения, сушки распылением или тому подобным.

Каталитическое изделие может содержать катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, имеющие составы, описанные выше, где: (а) когда молекулярное сито в катализаторе-адсорбере NO_x является таким же, как молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите катализатора SCR, тогда металл в катализаторе-адсорбере NO_x и металл в катализаторе SCR находятся в комбинации с молекулярным ситом, или (b) когда молекулярное сито в катализаторе-адсорбере NO_x отличается от молекулярного сита в содержащем металл молекулярном сите катализатора SCR, тогда металл в катализаторе-адсорбере NO_x находится в первой комбинации с молекулярным ситом в катализаторе-адсорбере NО_x, а металл в катализаторе SCR находится во второй комбинации с молекулярным ситом в катализаторе SCR и первая комбинация и вторая комбинация присутствуют в третьей комбинации. Предпочтительно, чтобы металл в катализаторе-адсорбере NO_x представлял собой палладий. Более предпочтительно, чтобы металлом в катализаторе SCR являлась медь, а металлом в катализаторе-адсорбере NO_x был палладий, и молекулярное сито представляло собой шабазит или AEI.. Палладий может быть введен в молекулярное сито, путем распылительной сушки или путем пропитки нитратом палладия. Молекулярное сито может гидротермально окисляться. Каталитическое изделие может кроме того содержать активность углеводородного SCR. Катализаторное изделие может восстанавливать сохраненный NO_x с помощью углеводородного SCR. Предпочтительно, чтобы загрузка меди находилась в пределах от 0,1 до 10,0 масс. % в расчете на общую массу изделия. Предпочтительно, чтобы загрузка палладия составляла от 0,01 до 20,0 масс. % В расчете на общую массу изделия.

ПОДЛОЖКА

Термин «подложка» относится по существу к инертному материалу, на котором может быть размещен катализатор и, необязательно, носитель, как это общеизвестно в данной области техники. Подложка может иметь в основном любую подходящую форму. Например, подложка может включать фильтр, монолит непрерывного потока, такой как керамический, сотовый или других экструдированных структур.

Твердая подложка может быть любым из тех материалов, которые обычно используются для подготовки катализаторов обработки выхлопных газов, и предпочтительно будет содержать металлическую или огнеупорную керамику, имеющую сотовую структуру. Может быть использована любая подходящая подложка, например, монолитная подложка, которая имеет множество мелких параллельных каналов газового потока, проходящих через входную или выходную поверхность носителя, с тем, чтобы такие проходы были открыты для потока текучей среды. Проходы, которые являются по существу прямолинейными дорожками от их впускного отверстия для текучей среды к выпускному отверстию для текучей среды, определяются стенками, на которых катализатор нанесен в виде пористого покрытия типа «washcoat», так что газы, протекающие через каналы, контактируют с каталитическим материалом. Каналы потока монолитного носителя представляют собой тонкостенные каналы, которые могут иметь любую подходящую форму и размер поперечного сечения, такие как трапециевидные, прямоугольные, квадратные, синусоидальные, шестиугольные, овальные, круглые и т.д. Такие структуры могут содержать от около 60 до около 600 или более отверстий для впуска газа (т. е. «ячеек») на квадратный дюйм поперечного сечения.

Сотовые подложки содержат множество соседних, параллельных каналов, которые обычно простираются от входной поверхности до поверхности выхода из подложки и либо открыты на обоих концах (поток протекает через подложку), либо закрыты на чередующихся концах по типу образца шахматной доски (стенные проточные фильтры). Эта геометрия приводит к высокому удельному отношению площади и объема. Сотовые конфигурации более компактны, чем конфигурации типа пластин, но имеют более высокие перепады давления и более легко засоряются. Тем не менее, для большинства мобильных применений предпочтительными подложками являются соты. Для определенных применений, однако, монолит имеет высокую плотность клеток, например, около 600-800 ячеек на квадратный дюйм, и/или среднюю толщину внутренней стенки примерно от 0,18 до 0,35 мм, предпочтительно примерно от 0,20 мм до примерно 0,25 мм. Для некоторых других применений сотовый поток через монолит предпочтительно имеет низкую плотность ячеек от примерно 150 ячеек до примерно 600 ячеек на квадратный дюйм, более предпочтительно от примерно 200 ячеек до примерно 400 ячеек на квадратный дюйм. Предпочтительно, чтобы сотовые монолиты являлись пористыми. В дополнение к кордиериту, карбиду кремния, нитриду кремния, керамике и металлу, другие материалы, которые могут быть использованы для подложки, включают нитрид алюминия, нитрид кремния, титанат алюминия, α-алюмооксид, муллит, например, игольчатый муллит, поллуцит, термет, такой как Al₂OsZFe, AI₂O₃/Ni или B₄CZFe или композиты, содержащие сегменты из любых двух или более из них. Предпочтительные материалы включают кордиерит, карбид кремния и титанат оксида алюминия. В некоторых вариантах осуществления подложка является инертной.

Стенка сотовой подложки предпочтительно имеет пористость и размер пор, который благоприятен для создания пористого покрытия. Пористость является мерой, выраженной в процентах, объема пустот в пористой подложке. Предпочтительно, чтобы пористая подложка имела пористость примерно от 10% до примерно 80%, например, примерно от 15% до около 75%, примерно от 40% до около 65% или примерно от 50% до примерно 60%. Пористая взаимосвязанность, измеренная в процентах от общего объема пустот подложки, представляет собой степень, до которой поры, пустоты и/или каналы соединены, чтобы образовывать непрерывные пути через пористую подложку, то есть от входной поверхности до поверхности выхода из фильтра. Предпочтительно, чтобы пористая подложка имела объем пористой взаимосвязанности, по меньшей мере, около 30%, более предпочтительно, по меньшей мере, около 40%.

Средний размер пор стенки подложки может быть определен любыми приемлемыми способами, в том числе с помощью ртутной пирометрии. Предпочтительные пористые подложки имеют средний размер пор примерно от 10 мкм до примерно 40 мкм, например, примерно от 20 мкм до примерно 30 мкм, примерно от 10 мкм до примерно 25 мкм, примерно от 10 мкм до примерно 20 мкм, примерно от 20 мкм до примерно 25 мкм, примерно от 10 мкм до примерно 15 мкм и примерно от 15 мкм до примерно 20 мкм.

ПОТОК ЧЕРЕЗ МОНОЛИТ

Каталитическое изделие может дополнительно содержать проточную монолитную подложку, где катализатор SCR в качестве первого слоя располагается на проточной монолитной подложке, а катализатор-адсорбер NO_x располагается на проточной монолитной подложке в качестве второго слоя. Каталитическое изделие может быть сконфигурировано таким образом, что первый слой расположен выше по потоку от второго слоя в направлении потока выхлопного газа через изделие. Каталитическое изделие может содержать каталитическую композицию, которая представляет собой смесь катализатора SCR и катализатора адсорбера NO_x.

ФИЛЬТРЫ

Каталитическое изделие может дополнительно содержать фильтр. Фильтр предпочтительно может содержать карбид кремния, кордиерит или титанат алюминия. Катализатор SCR может быть расположен на фильтре в качестве первого слоя, а катализатор-адсорбер NO_x располагается на фильтре в качестве второго слоя. Каталитическое изделие может быть сконфигурировано таким образом, что первый слой расположен выше по потоку от второго слоя в направлении потока выхлопного газа через изделие. Каталитическое изделие также может быть сконфигурировано так, что второй слой расположен выше по потоку от первого слоя в направлении потока выхлопного газа через изделие. Каталитическое изделие может содержать один или более дополнительных слоев, где дополнительные слои содержат один или несколько дополнительных катализаторов. Катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x могут присутствовать на фильтре в виде смеси. Катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x могут присутствовать на фильтре в виде зонированной конфигурации.

ЭКСТРУДИРОВАННАЯ ПОДЛОЖКА

Каталитическое изделие может содержать экструдированную подложку, где: (а) экструдированная подложка содержит катализатор SCR, а катализатор-адсорбер NO_x расположен на экструдированной подложке в виде слоя; или (b) экструдированная подложка содержит катализатор-адсорбер NO_x, а катализатор SCR располагается на экструдированной подложке в виде слоя; или (c) экструдированная подложка может содержать катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x. Экструдированное каталитическое изделие может дополнительно содержать один или несколько дополнительных слоев, причем дополнительные слои содержат один или несколько катализаторов.

Пористое покрытие (Washcoat)

Термин «Washcoat» является термином, широко известным в данной области, и относится к смеси одного или нескольких катализаторов или предшественников катализаторов, материалов носителя и, необязательно, других материалов, таких как связующие, промоторы или стабилизаторы.

Катализаторы настоящего изобретения могут быть использованы в гетерогенных системах каталитических реакций (т. е. твердый катализатор в контакте с газовым реагентом). Для улучшения области поверхности соприкосновения, механической стабильности и характеристик потока текучей среды компоненты катализатора могут быть расположены на и/или внутри подложки, например, в качестве покрытия. В некоторых вариантах осуществления пористое покрытие, содержащее один или несколько компонентов катализатора, наносят на инертную подложку, такую как фильтр, сотовый кордиеритовый блок или другую экструдированную форму. Предпочтительным образом пористое покрытие «washcoat» представляет собой раствор, суспензию или жидкий раствор. Подходящие покрытия включают поверхностные покрытия, которые покрывают часть или всю подложку, покрытия, которые проникают в часть подложки, покрытия, которые проникают в подложку, или их некоторую комбинацию. В дополнение к каталитическому компоненту пористое покрытие может также включать компоненты, такие как наполнители, связующие вещества, стабилизаторы, модификаторы реологических свойств и другие добавки, включая один или несколько оксидов алюминия, диоксид кремния, нецеолитный оксид кремния, диоксид титана, диоксид циркония, оксид церия. В некоторых вариантах осуществления пористое покрытие содержит порообразующие агенты, такие как графит, целлюлоза, крахмал, полиакрилат и полиэтилен, и тому подобное. Эти дополнительные компоненты необязательно катализируют желаемую реакцию, но вместо этого улучшают эффективность каталитического материала, например, путем увеличения его рабочего диапазона температур, увеличения области поверхности соприкосновения катализатора, увеличения сцепления катализатора с подложкой, изменения реологии для лучшей обработки и т. п. Как правило, частицы оксида металла, используемые в качестве связующих компонентов, различаются по частицам оксида металла от используемых в качестве носителей на основе размера частиц, причем частицы связующего вещества значительно больше относительно частиц носителя.

В данной области техники известно множество способов для осаждения катализатора на подложку. Способы осаждения катализатора на подложку включают, например, размещение катализатора в жидком разбавителе для образования жидкого раствора, и пропитывание подложки жидким раствором путем погружения подложки в жидкий раствор, распыление жидкого раствора на подложку и т. д. Как правило, пористое покрытие применяется к подложке в виде жидкого раствора на водной основе. В основном жидкий раствор будет содержать суммарное количество воды, по меньшей мере, 20 масс. %. Также можно использовать воду в количестве, по меньшей мере, 30 масс. %, по меньшей мере, 40 масс. %, по меньшей мере, 50 масс. % или, по меньшей мере, 60 масс. %. Подложку с нанесенным жидким раствором перед использованием можно сушить и прокаливать. Температуры и время, используемые при прокаливании, зависят от компонентов в материале, который будут прокаливать, и обычно находятся в диапазоне примерно от 400°С до примерно 900°С. В применениях, включающих способы, описанные в настоящем документе, прокаливание обычно проводят при температурах примерно от 500°С до примерно 700°С в течение примерно от 2 до 6 часов.

Носитель для катализатора может быть замешан вместе с другими компонентами, такими как наполнители, связующие и усиливающие агенты, в экструдируемую пасту, которая затем экструдируется через головку экструдера для образования сотового брикета. До или после того, как сотовый брикет высушивается и/или прокаливается, металлические компоненты катализатора SCR и/или катализатора адсорбера NO_x могут быть добавлены либо к одной, либо к нескольким частям брикета, либо ко всему брикету для формирования катализатора. В других вариантах катализатор SCR и/или катализатор-адсорбер NO_x можно вводить в экструдируемую пасту перед экструзией. Когда экструдированный материал содержит катализатор-адсорбер NO_x, катализатор SCR можно затем наносить в виде покрытия на экструдированный брикет, содержащий катализатор-адсорбер NO_x, предпочтительно, чтобы катализатор-адсорбер NO_x и катализатор SCR, находящиеся на одном экструдированном брикете, были расположены выше по потоку газа. Когда экструдированный материал содержит катализатор SCR, то катализатор-адсорбер NO_x можно затем наносить в виде покрытия на экструдированный брикет, содержащий катализатор SCR, предпочтительно, чтобы катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, находящиеся на одном экструдированном брикете, были расположены ниже по потоку газа. Как катализатор SCR, так и катализатор-адсорбер NO_x можно смешивать вместе внутри экструдированного брикета.

В некоторых вариантах осуществления расход пористого покрытия или пропитки, наносимой на и/или внутрь подложки для каждого слоя или для комбинации из двух или более слоев, составляет примерно от 0,1 г/дюйм³ до примерно 8 г/дюйм³, более предпочтительно примерно от 0,5 г/дюйм³ до 6 г/дюйм³, и еще более предпочтительно примерно от 1 г/дюйм³ до примерно 4 г/дюйм³. В некоторых вариантах расход пористого покрытия или пропитки, наносимой на и/или внутрь подложки для каждого слоя или для комбинации двух или более слоев составляет ≧ 1,00 г/дюйм³, например, ≧ 1,2 г/дюйм³ ≧ 1,5 г/дюйм 3, ≧ 1,7 г/дюйм³ или ≧ 2,00 г/дюйм³ или, например, около 1,5 г/дюйм³ до 2,5 г/дюйм³.

Каталитическое покрытие типа пористого покрытия, содержащее катализатор SCR, катализатор-адсорбер NO_x и, по меньшей мере, одно связующее вещество, отличающийся тем, что катализатор SCR содержит металл, выбранный из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, галлия, индия, иридия, железа, марганца, молибдена, никеля, палладия, платины, рутения, рения, серебра, олова и цинка; а катализатор-адсорбер NO_x содержит молекулярное сито и металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка; металл в катализаторе SCR и металл в катализаторе-адсорбере NO_x представляют собой различные металлы, и, по меньшей мере, одно связующее вещество выбирают из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, нецеолитного оксида кремния-оксида алюминия, природной глины, TiO₂, ZrО₂ и SnО₂.

Катализатор проскока аммиака может содержать входную зону и зону выхода, где описанный выше катализатор SCR расположен внутри входной зоны, а катализатор-адсорбер NO_x, содержащий металл молекулярное сито, как описано выше, расположен внутри зоны выхода.

Катализатор проскока аммиака может быть получен способом, который включает:(а) формирование нижнего слоя на подложке путем нанесения на подложку в качестве нижнего слоя покрытия типа пористого покрытия, включающего катализатор-адсорбер NO_x, содержащий металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, (b) сушку нижнего слоя типа пористого покрытия на подложке, (c) прокаливание нижнего слоя типа пористого покрытия на подложке; (d) формирование верхнего слоя, расположенного поверх нижнего слоя, путем нанесения в качестве верхнего слоя покрытия типа пористого покрытия, содержащего катализатор SCR, поверх прокаленного нижнего слоя, сформированного на стадии (с), (e) сушку верхнего слоя типа пористого покрытия на прокаленном нижнем слое, находящемся на подложке, и (f) прокаливание верхнего слоя типа пористого покрытия, находящегося на нижнем слое типа пористого покрытия, расположенном на подложке.

Катализатор проскока аммиака может быть также получен способом, который включает: (а) формирование нижнего слоя на подложке путем нанесения на подложку в качестве нижнего слоя покрытия типа пористого покрытия, содержащего катализатор SCR, (b) сушку нижнего слоя типа пористого покрытия на подложке, (с) прокаливание нижнего слоя типа пористого покрытия на подложке; (d)) формирование верхнего слоя путем нанесения в качестве верхнего слоя покрытия типа пористого покрытия, включающего катализатор-адсорбер NO_x, содержащий металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, по прокаленному нижнему слою, сформированному на стадии (с), (e) сушку верхнего слоя типа пористого покрытия на прокаленном нижнем слое, расположенном на подложке, и (f) прокаливание верхнего слоя типа пористого покрытия на нижнем слое пористого покрытия, расположенном на подложке.

ВЫХЛОПНЫЕ СИСТЕМЫ

Выхлопная система может содержать (а) каталитическое изделие, включающее катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, где катализатор SCR содержит первый металл, выбранный из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, галлия, индия, иридия, железа, марганца, молибдена, никеля, палладия, платины, рутения, рения, серебра, олова и цинка; а катализатор-адсорбер NO_x содержит второй металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, причем первый металл и второй металл представляют собой разные металлы и, по меньшей мере, один из катализатора SCR и катализатора адсорбера NO_x содержит молекулярное сито и (b) каталитический сажевый фильтр (CSF) с глухим соединением. Выхлопная система может дополнительно содержать первое средство для дозирования мочевины в систему перед каталитическим изделием, а второе средство для введения мочевины в систему после каталитического изделия. Выхлопная система, содержащая первое и второе средство для дозировки мочевины, может дополнительно содержать средство для управления первым средством для введения мочевины в систему перед каталитическим изделием, причем средство для управления первым средством для дозирования мочевины в систему останавливает или уменьшает введение мочевины, когда температура каталитического изделия является выключенной.

Выхлопная система может содержать каталитическое изделие, как описано выше, пассивную абсорбирующую ловушку NO_x (PNA) и, необязательно, катализатор окисления дизельного топлива (DOC), в которой пассивная ловушка адсорбер NO_x и необязательный DOC расположены перед каталитическим изделием. Выхлопная система может дополнительно содержать дополнительный SCR или катализатор SCRF, где дополнительный SCR или катализатор SCRF расположены ниже по потоку от каталитического изделия.

Выхлопная система может содержать каталитическое изделие, как описано выше, и дополнительный SCR или катализатор SCRF, где дополнительный SCR или катализатор SCRF расположены ниже по потоку от каталитического изделия.

Выхлопная система может содержать каталитическое изделие, как описано выше, и каталитический сажевый фильтр(CSF) с глухим соединением, где каталитический сажевый фильтр расположен ниже по потоку от каталитического изделия.

СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ВЫХЛОПНОГО ГАЗА

Способ обработки выхлопного газа включает контактирование потока выхлопных газов, содержащих концентрацию NO_x, с азотистым восстановителем при температуре примерно от 150°C до примерно 750°C в присутствии каталитического изделия, содержащего: (а) монолит стенного потока, имеющий торцевую поверхность входа и поверхность выхода, и направление потока газа (ось) от упомянутой входной поверхности к упомянутой поверхности выхода; (b) композицию, включающую первый слой, содержащий катализатор SCR, и второй слой, содержащий катализатор-адсорбер NO_x, который содержит металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, причем первый слой выполнен с возможностью контакта с выхлопным газом перед вторым слоем и (с) необязательно вторую композицию, содержащую первый слой, включающий второй катализатор SCR, и второй слой, содержащий металл группы драгоценных металлов, причем первый слой выполнен с возможностью контакта с выхлопным газом перед вторым слоем; где первая и вторая композиции расположены внутри части стенного проточного монолита и последовательно вдоль оси, причем первая композиция расположена ближе к входной поверхности, а вторая зона расположена ближе к выходной поверхности.

Способ снижения концентрации NO_x в потоке выхлопного газа во время холодного запуска двигателя включает контактирование потока выхлопных газов, содержащих NO_x, с каталитическим изделием, содержащим катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, где катализатор-адсорбер NO_x содержит палладий на оксиде церия или содержащее металл молекулярное сито, где металл выбирается из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, железа, лантана, марганца, молибдена, никеля, ниобия, палладия, вольфрама, серебра ванадия и цинка и их смесей, где накопленный NOx снижается с помощью углеводородного SCR.

Способ снижения концентрации NO_x в потоке выхлопного газа во время холодного запуска двигателя включает: (а) контактирование потока отработавших газов, содержащих NO_x, с каталитическим изделием, содержащим катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, где катализатор SCR включает содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из церия, меди, железа и марганца, и их смесей, а катализатор-адсорбер NO_x включает содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из палладия или серебра и их смесей, причем катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x содержат одно и то же молекулярное сито, и, как металл катализатора SCR, так и металл катализатора адсорбера NO_x являются обмененными и/или замещенными в молекулярном сите,(b) аккумулирование NO_x в каталитическом изделии во время запуска холодного двигателя и (c) уменьшение накопленного NO_x с помощью углеводородного SCR.

Способ снижения концентрации одного или нескольких компонентов из аммиака, монооксида углерода и углеводородов в потоке выхлопных газов включает контактирование потока выхлопных газов, содержащих аммиак, монооксид углерода и/или углеводороды, с катализатором проскока аммиака, содержащим первый слой, включающий катализатор SCR, и второй слой, включающий катализатор-адсорбер NO_x, содержащий металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, причем первый слой выполнен так, чтобы иметь возможность вступить в контакт с выхлопными газами перед вторым слоем. В еще одном аспекте настоящего изобретения способ снижения концентрации одного или нескольких компонентов из аммиака, монооксида углерода и углеводородов в потоке выхлопного газа включает описанную выше стадию, за исключением того, что ориентация первого и второго слоев такова, что второй слой устроен так, чтобы иметь возможность вступить в контакт с выхлопными газами перед первым слоем.

Способ уменьшения концентрации, по меньшей мере, одного компонента из аммиака, NO_x, CO и углеводородов в выхлопном газе включает контактирование газа с каталитическим изделием, содержащим: (а) стенной проточный монолит, имеющий входную торцевую поверхность и поверхность выхода, и направление газового потока от указанной входной поверхности к поверхности выхода; (b) первый слой, содержащий первый катализатор SCR, и второй слой, включающий катализатор-адсорбер NO_x, содержащий металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, где первый слой выполнен так, чтобы иметь возможность вступить в контакт с выхлопными газами перед вторым слоем, и, необязательно, (c) вторую композицию, содержащую первый слой, включающий второй катализатор SCR, и второй слой, содержащий металл группы драгоценных металлов, где первый слой расположен для контакта с выхлопным газом перед вторым слоем; причем первая и вторая композиции расположены внутри части стенного проточного монолита и последовательно вдоль оси, и где указанная первая композиция расположена ближе к входной поверхности, а вторая зона расположена в непосредственной близости от поверхности выхода в течение некоторого времени и температуры, достаточных для снижения уровня, по меньшей мере, одного компонента из NO_x, CO и углеводородов в газе. В еще одном аспекте настоящего изобретения способ снижения концентрации одного или нескольких компонентов из аммиака, монооксида углерода и углеводородов в потоке выхлопного газа включает описанную выше стадию, за исключением того, что ориентация первого и второго слоев такова, что второй слой устроен так, чтобы иметь возможность вступить в контакт с выхлопными газами перед первым слоем.

Способ снижения концентрации, по меньшей мере, одного компонента из аммиака, NO_x, CO и THC в потоке выхлопного газа, генерируемого источником горения, включает контактирование потока выхлопных газов, содержащих аммиак, NO_x, CO и THC, с каталитическим изделием, как описано выше, в течение некоторого времени и температуры, достаточных для снижения уровня, по меньшей мере, одного из аммиака, NO_x, CO и THC в газе. Предпочтительно, чтобы каталитическое изделие содержало первый слой, содержащий катализатор SCR, и второй слой, содержащий катализатор-адсорбер NO_X, где катализатор-адсорбер NO_x включает содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, и первый слой устроен так, чтобы иметь возможность вступить в контакт с выхлопными газами перед вторым слоем.

Способ снижения концентрации NO_x в потоке отработавших газов, создаваемых источником горения во время холодного запуска двигателя, включает в себя контактирование потока отработавших газов, содержащих NO_x, с каталитическим изделием, как описано выше, где аккумулированный NO_x снижается с помощью углеводородного SCR.

КОНФИГУРАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА SCR И КАТАЛИЗАТОРА АДСОРБЕРА NO_x

Катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x могут присутствовать в различных конфигурациях. Фигуры 2A-G, которые показывают различные конфигурации, не масштабируются. На фиг.2А показана конфигурация изделия, в котором катализатор SCR присутствует в верхнем слое (покрытии) 10, расположенном поверх катализатора адсорбера NO_x, находящегося в нижнем слое (подслое) 12, где подслой 12 расположен на твердой подложке 14. В ином варианте этой конфигурации катализатор-адсорбер NO_x присутствует в верхнем слое (покрытии) 10, расположенном над катализатором SCR, находящемся в нижнем слое (подслое) 12.

На фиг.2В показана конфигурация, в которой катализатор SCR присутствует в слое 10 поверх двух соседних подслоев 12 и 13, где, по меньшей мере, один из подслоев содержит катализатор-адсорбер NO_x. Другой подслой может содержать SCR-катализатор, катализатор-адсорбер NO_x, другой тип катализатора или пористого покрытия, содержащий носитель. Оба из подслоев могут содержать катализатор-адсорбер NO_x, где катализаторы адсорберы NO_x предпочтительно отличаются друг от друга. Направление потока выхлопных газов показано в пункте 50. Подслои 12 и 13 расположены на твердой опоре 14. В ином варианте этой конфигурации катализатор-адсорбер NO_x присутствует в верхнем слое (покрытии) 10, расположенном над SCR катализатором, находящемся в нижнем слое (подслое) 12 и/или 13.

На фиг.2С показана конфигурация, в которой первый катализатор SCR присутствует в первом слое 10 поверх первого подслоя 12, который содержит первый катализатор-адсорбер NO_x, и второй катализатор SCR присутствует во втором слое 11 над вторым подслоем (13), который содержит второй катализатор-адсорбер NO_x, где первый катализатор SCR расположен выше по потоку второго катализатора SCR. Направление потока выхлопных газов показано в пункте 50. Подслои 12 и 13 расположены на твердой опоре 14.

На фигуре 2D показана конфигурация, в которой SCR слой 10, содержащий катализатор SCR, расположен поверх подслоя 12, который содержит катализатор-адсорбер NO_x, и нижний подслой 12 расположен поверх твердой подложки 14. На фиг.1А как слой, содержащий SCR, так и подслой, содержащий катализатор-адсорбер NO_x, расположены по всей осевой длине подложки. Слой 10, содержащий SCR, и подслой 12, который содержит катализатор-адсорбер NO_x, могут быть расположены на участке осевой длины подложки, как показано на рисунках 2D и 2E. При размещении слоя, содержащего SCR, поверх подслоя 12, который содержит катализатор-адсорбер NO_x, часть пористого покрытия SCR может занимать некоторое или все пространство между смежными подслоями. На фиг. 2F показано, где все пространство между соседними подслоями содержит один или несколько катализаторов SCR. Пространство между соседними нижними слоями (подслоями) может быть полностью подано с наложением верхнего слоя SCR, который также заполняет пространство между подслоями, как показано на рисунке 2G. Как правило, слой катализатора настоящего изобретения проникает в подложку; пропитывает часть подложки, например, большую часть; покрывает поверхность подложки; или могут присутствовать комбинации этого.

Альтернативно, чтобы быть нанесенным на стенку подложки, катализатор может быть включен в подложку с высокой пористостью, например, в качестве внутреннего покрытия, которое пронизывает стенку или может быть включено в экструдируемую пасту, которая образует подложку.

Следующие примеры просто иллюстрируют изобретение; квалифицированный специалист, работающий в данной области техники, узнает множество вариантов, которые находятся в пределах сущности настоящего изобретения и объема формулы настоящего изобретения.

Примеры

Пример 1. Образцы порошка с фиксированным содержанием Pd 1 масс.% и различным содержанием Cu на CHA.

Ряд катализаторов, включающих медь и/или палладий, содержащие алюмосиликатные шабазиты (отношение CHA с SAR 25), получали путем пропитки по влагоемкости с использованием растворов ацетата меди и нитрата палладия, с содержанием меди и палладия, показанных в таблице ниже. Сравнительные катализаторы 6 и 7 представляют собой образцы с одним компонентом, содержащим только Pd CHA или Cu CHA, соответственно.

Один компонент

Сравнительный катализатор 6-1 масс. % Pd CHA

Сравнительный катализатор 7-2,5 масс. % Cu CHA

Каждый из приведенных ниже катализаторов 8-12 имел два компонента: первый компонент, содержал Cu CHA, в количествах, указанных ниже, и второй компонент, содержал 1 масс. % Pd. Компонентом Cu сначала пропитывали шабазит и прокаливали перед последующей пропиткой заданной концентрацией Pd-компонента. После сушки при температуре 100°С образцы прокаливали при температуре 500°С. Образцы затем подвергали гидротермальной обработке при температуре 750°С в воздушной атмосфере, содержащей 10% Н₂О.

Первый компонент с фиксированным содержанием Pd из расчета l масс. %.

Катализатор 8 - 0,5 масс. % Cu CHA

Катализатор 9- 1,0 масс. % Cu CHA

Катализатор 10 - 1,5 масс. % Cu CHA

Катализатор 11 - 2,5 масс. % Cu CHA

Катализатор 12- 3,3 масс. % Cu CHA

Пассивная активность адсорбции NO_x (PNA) этих катализаторов была оценена в газовой смеси, содержащей 200 ppm NO, 200 ppm CO, 50 ppm C₁₀H₂₂, 12% О₂, 5% CО₂ и 5% H₂O, при этом остальная часть газа представляла собой азот, с использованием 0,4 г порошкообразного катализатора, просеянного между 250 <д <355 микрон, и объемного расхода газа 2 литра в минуту при MHSV 300 л *ч^-1*г^-1. Система находилась при начальной температуре 100°C. Во время испытания газовую смесь отводили от катализатора в течение первой минуты перед тем, как ее пропускали через образец в течение 2 минут при этой температуре. Эта стадия адсорбции сопровождалась температурно-запрограммированной десорбцией (TPD) со скоростью нарастания 10°C/мин в присутствии NO-содержащего газа до тех пор, пока температура слоя не достигла примерно 400°C, чтобы продуть катализатор от всех аккумулированных в нем NO_x для дальнейшего тестирования. Количество NO_x, присутствующих в газе, количественно определяли с помощью инфракрасной (FTIR) спектроскопии с использованием преобразования Фурье.

На рисунке 3 показано количество NO_x, присутствующего в газе, в зависимости от времени. На графике показано уменьшение концентрации NO_x в течение времени примерно от 1 минуты до примерно 2-3 минут. Чем больше снижение концентрации NO_x и длительность снижения, тем выше адсорбированное количество NO_x. Катализатор без содержания Pd имел наименьшую адсорбцию NO_x. Количество адсорбции NO_x в катализаторах, содержащих 1% Pd, возрастало по мере уменьшения количества Cu. Катализатор, содержащий только 1% Pd без какого-либо количества Cu, обеспечивал наибольшую адсорбцию NO_x в течение первых 2 минут. Однако большинство катализаторов Pd-Cu/CHA при загрузке Cu менее 3,3 вес.% Cu, демонстрируют высокое сродство к адсорбции NO_x. Измерения адсорбции NO_x повторяли при температурах 80°C, 150°C и 170°C и рассчитали количество NO_x при этих температурах. Аккумулирование NO_x рассчитывали как количество NО_2, накопленного на литр катализатора относительно монолита, содержащего загрузку катализатора 3 г/дюйм³. На рисунке 4 показано влияние температуры на количество адсорбированного NO₂ в г на литр. Количество адсорбированного NО₂ было относительно постоянным от 100°С до 170°С. Сравнительный катализатор 6, имеющий только один компонент, который содержал 1 масс. % Pd CHA, обеспечивал наибольшее количество адсорбированного NО ₂ при температурах от 80°C до 170°C (от 0,4 г на литр до 0,45 г на литр). Количество адсорбированного NO₂ уменьшалось по мере увеличения количества меди в катализаторах, содержащих 1% Pd, но большинство из этих смешанных компонентных катализаторов имело высокую емкость хранения NO_x при загрузке Cu менее 3,3 масс.%. Однако сравнительный катализатор 7, имеющий только один компонент, который соответствовал 2,5 масс. % Cu CHA, обеспечивал наименьшее количество адсорбированного NО₂ (<0,01 г на литр). Результаты показывают, что Pd имел решающее значение для функции хранения NO_x.

Профили высвобождения NO_X во время TPD для сравнительного катализатора 6 и катализаторов 8, 11 и 12 после хранения при начальной температуре 150°C и последующего изменения температуры со скоростью 10°C в минуту показаны на рисунке 5. Работу катализатора 12 также оценивали с использованием той же газовой смеси во время фазы хранения, но без какого-либо углеводорода, присутствующего во время TPD.

Сравнительный катализатор 6, имеющий только один слой, который содержал 1 масс. % Pd CHA, обеспечивал наибольшее количество выпуска NO_x. Количество высвобожденного NO_x уменьшалось по мере увеличения количества меди в этих катализаторах, которые содержали 1% Pd, что частично согласуется с количеством NO_x, хранящемся во время фазы хранения, как показано на рисунке 4. Похоже, что при присутствии Cu количество высвобожденного NO_x будет ниже, чем сохраненное количество. Это может быть связано с тем, что некоторое количество из высвобожденного NO_x восстанавливается HC-SCR в присутствии Cu. Это было продемонстрировано для 1% Pd-CHA-катализатора, содержащего 2,5% Cu, который также оценивали без углеводорода в газовой смеси во время TPD. Значительно больше NO_x было выделено в отсутствие HC, с максимальными концентрациями около 220 и 235 ppm с наличием и без наличия HC соответственно.

Активность NH₃ SCR этих катализаторов с гидротермальным старением, содержащих 1 масс. % Pd и различное количество Cu, также оценивали в газовой смеси, содержащей 500 ppm NO, 500 ppm NH₃, 5% CО₂, 5% H₂O, 300 ppm CO, 200 ppm C₃H₆ и 12% О_2, протекающей со скоростью 2 литра в минуту при MHSV 300л*час^-1*г^-1. Температуру образца повышали при скорости 5°С в минуту в газовой смеси в диапазоне от 150°С до 550°С. На рисунке 6 показано влияние температуры на % преобразования NO_x катализаторов, имеющих разные загрузки Cu. Катализатор Pd (только) без присутствия Cu имел низкую реакционную активность для реакции SCR. Реакционная способность этих катализаторов для селективного восстановления NO_x с помощью NH₃ возрастала при загрузке Cu, и катализаторы, содержащие более 1 масс. % Cu, демонстрировали высокую активность SCR. Эти результаты демонстрируют важность Cu как активного катализатора SCR.

Эти испытания показывают, что комбинация компонента Cu CHA с компонентом Pd не только активна для пассивной адсорбции NO_x при низкой температуре, но также может быть активной и селективной для преобразования NO_x при помощи реакции с NH₃ SCR. Еще одним преимуществом такой смешанной системы является то, что присутствие HC в выхлопных газах может использоваться в процессе преобразования NO_x. Катализатор, содержащий 2,5 мас.% Cu и 1 масс. % Pd имеет оптимальную активность для NO_x с высокой активностью NH₃ SCR.

Пример 2. Образцы порошка с фиксированной загрузкой Cu и изменяющимся количеством Pd

Ряд катализаторов, содержащих медь и/или палладий, содержащие алюмосиликатные шабазиты (CHA SAR), были получены, как описано в примере 2, с фиксированной загрузкой Cu - 2,5 масс. % меди и различной палладиевой загрузкой от 0,2 масс. % до 1 масс. %, и представлены в таблице ниже. Сравнительный катализатор 7, описанный выше, представлял собой единственный слой, содержащий 2,5% Cu CHA. Каждый из катализаторов 13-15,представленных ниже, имел два компонента, включающих 2,5% Cu CHA с Pd в указанных ниже количествах.

Второй компонент с фиксированным количеством Cu из расчета 2,5 масс. %

Катализатор 13-0,2 масс. % Pd

Катализатор 14-0,5 масс. % Pd

Катализатор 15 - 1,0 масс. % Pd

Образцы анализировали для их активности PNA и SCR, как описано выше в примере 1. На фиг. 7 показано количество NO_x, присутствующего в газе в динамике по времени. На графике показано снижение концентрации NO_x примерно от 1 минуты до 2 минут. Чем больше снижение концентрации NO_x и длительности снижения, тем выше адсорбированное количество NO_x. Катализатор без содержания Pd имел наименьшую адсорбцию NO_x. Количество адсорбции NOx в катализаторах, содержащих 2,5% Cu, возрастало по мере увеличения количества Pd. Этот тест демонстрирует, что адсорбцию NO_x можно контролировать, регулируя загрузку Pd в катализаторе.

На рисунке 8 показано влияние температуры на количество адсорбированного NO₂ в г на литр. Количество адсорбированного NО₂ было относительно постоянным от 100°С до 170°С. Адсорбция NО₂ на катализаторах, содержащих 0,5% или 1% Pd, была сопоставимой с количеством, которое составляло примерно от 0,25 до 0,3 г на литр. Катализаторы, содержащие 0,2% Pd, обеспечивали меньшую адсорбцию_, причем количество NО₂ составляло примерно от 0,1 до 0,15 г на литр. Сравнительный катализатор 7, имеющий только единственный компонент, который содержал 2,5 масс. % Cu CHA, обеспечивал наименьшее количество адсорированного NО₂ (<0,01 г на литр). Результаты снова демонстрировали роль Pd в качестве компонента хранения NO_x.

Активность NH₃ SCR этих катализаторов с гидротермальным старением, содержащих 2,5 мас.% Cu и изменяющимся количеством Pd, также оценивалась в газовой смеси, содержащей 500 ppm NO, 500 ppm NH₃, 5% C₂, 5% H₂O, 300 ppm CO, 200 ppm C₃H₆ и 12% 0₂, протекающих со скоростью 2 литра в минуту при MHSV 300л*ч^-1*^-1. Температура образца увеличивалась со скоростью 5°С в минуту в газовой смеси в диапазоне от 150°С до 550°С. На фиг. 9 показано влияние температуры на % преобразования NO_x катализаторов, имеющих разные загрузки Pd с фиксированным количеством Cu из расчета 2,5 масс. %. Эти катализаторы показывали высокую активность SCR, хотя наивысшая загрузка катализатора с Pd составляла 1 масс. %, показывая при этом небольшое снижение селективности при высокой температуре реакции. Эти результаты показывают, что Pd, компонент хранения NO_x, при описанной концентрации можно комбинировать с Cu катализатора SCR без существенного влияния на его активность и селективность.

Пример 3. Монолит с покрытием

Подготавливали серию катализаторов, включающих медь или палладий, содержащих алюмосиликатные шабазиты (CHA), имеющих SAR 25. Загрузка Cu составляла 2,5 масс. %, а загрузка Pd составляла 1 масс. %. Каждый из катализаторов прокаливали при температуре 500°С и затем измельчали до D ₉₀ примерно 5 мкм. Затем измельченные образцы суспендировали в покрытие типа пористого покрытия перед нанесением покрытия на монолитную подложку: с Pd CHA в качестве нижнего слоя, и шабазита с Cu в качестве верхнего слоя при загрузках в пористое покрытие, показанных в таблице ниже для катализаторов 3-5. Сравнительный катализатор 1 представлял собой один слой, содержащий Cu CHA с загрузкой 2,5 масс. % и загрузку пористого покрытия 2,5 г/дюйм³. Сравнительный катализатор 2 представлял собой двухслойный катализатор с верхним слоем, содержащим Cu CHA, при загрузке пористого покрытия 2,5 г/дюйм³, и нижним слоем, содержащим ZnO, при загрузке 2 г/дюйм³. Образцы затем прокаливали на воздухе при 500°С.

Верхний слой Нижний слой

Катализатор 3 - 2,5 г/дюйм³ Cu CHA 1,5 г/дюйм³ Pd CHA

Катализатор 4 - 1,5 г/дюйм³ Cu CHA 1,5 г/дюйм³ Pd CHA

Катализатор 5 - 1,5 г/дюйм³ Cu CHA 2,5 г/дюйм³ Pd CHA

Активность NH₃ SCR катализаторов была измерена между 150°С и 600°С путем пропускания газа, содержащего 500 ppm NO, 750 ppm аммиака, 350 ppm СО, 10% кислорода, 8% СО₂ и 5% Н₂О, а остальное - азот над катализатором (60K SV, ANR 1.5), и измерения количества NO_x и аммиака, присутствующих до и после воздействия катализатора. Количество NO_x и аммиака, присутствующих в газе, количественно определяли с помощью инфракрасной (FTIR) спектроскопии с преобразованием Фурье. На фиг. 10 показан % преобразования NO_x с каждым из катализаторов при температурах от 150°С до 600 °С. Преобразование в % NO_x было одинаково для всех пяти катализаторов, что еще раз доказывает, что присутствие нижнего слоя Pd не наносит ущерба SCR активности Cu-цеолитного катализатора.

На фиг. 11 показан % преобразования СО. Каждый из катализаторов из примера 3-5 обеспечивал гораздо более высокие уровни преобразования СО при температурах от 150°С до 600°С., Например, при приблизительно 220°C каждый из катализаторов из примера 3-5 обеспечивал приблизительно 50% преобразования СО, тогда как сравнительные примеры 1 и 2 обеспечивали преобразование менее чем, примерно, 2%. Пример 3-5 обеспечивал, по меньшей мере, 90% преобразования СО примерно от 320°С до 400°С, тогда как сравнительные примеры 1 и 2 обеспечивали только около 10-20% преобразования в этом температурном диапазоне. Таким образом, катализаторы из примеров 3-5 обеспечивали более значительное преобразование СО в гораздо более широком диапазоне температур, чем это наблюдалось при использовании катализаторов сравнительных примеров 1 и 2

Пример 4 - Испытание MVEG

Тест MVEG с использованием 2,2 л LDD Euro 5 для двигателя применялся для сравнения используемой в настоящее время системы DOC+SCRF с SCR/PNA+CSF с применением описанных выше каталитических изделий. В этих системах DOC является стандартным катализатором Pt-Pd при загрузке PGM 80 2:1 г/ фут³ и загрузке пористого покрытия 2,3 г/дюйм³, а SCRF представляет собой Cu-CHA-катализатор с загрузкой Cu 88,6 г/ фут³ и загрузкой пористого покрытия 1,9 г/дюйм³. Система SCR/PNA представляет собой слоистый катализатор, подобный примеру 3, указанному выше, с загрузкой PGM нижнего слоя 60 г/фут³ и загрузкой пористого покрытия 1,0 г /дюйм³, а также с загрузкой верхнего слоя Cu 120 г/фут³, и с загрузкой пористого покрытия 2,4 г/ дюйм³. CSF содержит Pt-Pd PGM при загрузке 20 10:1 г/фут ³ и имеет загрузку пористого покрытия 1,5 г/дюйм ³. На некоторых из приведенных ниже графиках показаны измерения различных параметров, выполненных в двух местах: при выходе из двигателя (Engine-Out) и при их выходе из каталитической системы, в частности, после SCR/PNA, или после SCRF.

На фигуре 12 показаны температуры перед SCR или SCRF в разное время на протяжении всего испытания. Температуры в SCR/PNA системы SCR/PNA+CSF были выше, чем температуры в SCRF системы DOC/SCRF. Повышенная температура в SCR в системе SCR/CSF предусматривает более раннее дозирование восстановителя по сравнению с системой DOC/SCRF.

На рисунках 13 и 14 показано соотношение содержания NО₂/NO_x перед SCRF и перед SCR/PNA во время теста MVEG. Система SCR/PNA имела более высокое отношение NО₂/NO_x, чем в системе DOC+SCRF, особенно при низкой температуре в первой части тестового цикла. Это может быть связано с тем, что NО₂ двигателя восстанавливается до NO с помощью HC или CO по сравнению с DOC в системе DOC+SCRF

На рисунке 15 показано суммарное количество полного удаления углеводородов двумя системами после SCR/PNA и после DOC -SCRF. Двигатель произвел около 2,2 г ТГК во время испытания MVEG, при этом эмиссия системы DOC+Cu SCRF была около (0,25 г) THC, а эмиссия системы SCR/PNA была примерно 1,3 г THC. Как и ожидалось, DOC+SCRF имеет более низкую эмиссию HC по отношению к SCR/PNA из-за высокой активности DOC, но в этом примере система PNA/SCR сама по себе может удалить около 80% HC из двигателя. Дальнейшее снижение эмиссии НС может быть достигнуто на всей системе после CSF.

На рис. 16 показано суммарное количество NO_x, производимого системами очистки двигателя: PNA/SCR и DOC+Cu SCRF в течение первых 250 секунд теста MVEG до любой инъекции мочевины. Система SCRF DOC+Cu мало влияла на кумулятивную массу NO_x, полученную в течение этой холодной части испытательного цикла. Однако система PNA/Cu SCR с подслоем цеолита c Pd обеспечивала более 60% уменьшения суммарной массы NO_x, произведенной в течение первых 250 секунд в тесте MVEG. На фиг.18 показана эмиссия NO_x после систем очистки: PNA/SCR и DOC+Cu SCRF в течение всего цикла испытаний с инъекцией мочевины спустя 250 секунд.

На рисунке 17 показана совокупная масса NO_x (г), полученная при измерении после ее выпуска из двигателя (выход из двигателя) и после прохождения через (a) DOC плюс Cu SCRF; или (b) медный SCR с подслоем мелкопористого цеолита и малой дозы палладия с дозированным количеством мочевины в течение всего времени прохождения MVEG.

На рисунке 18 показано количество проскока аммиака при использовании двух разных каталитических систем. Использование DOC+SCRF обеспечивало проскок аммиака при максимальной концентрации около 100 ppm. Комбинация Cu SCR с подслоем мелкопористого цеолита с Pd уменьшала максимальное количество аммиака до менее чем 5 ppm.

На рисунке 19 показана совокупная масса выбросов CO после систем очистки PSS/SCR и DOC+Cu SCRF. Система PNA/SCR может уменьшить значительную часть выбросов CO, но менее эффективна, чем SCRF DOC+Cu. Дальнейшее сокращение выбросов CO может быть достигнуто на всей системе после CSF.

На приведенных выше фигурах показано, что описанное здесь каталитическое изделие и выхлопная система, содержащая выхлопное изделие, могут:

обеспечить два или более из следующих условий: (а) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, произведенного в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (b) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, произведенного в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (c) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества СО, произведенного за 1200 секунд испытания MVEG; и (d) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества ТГК, произведенного в течение 1200 секунд теста MVEG;

обеспечить три или более из следующих характеристик: (a) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение суммарного количества NO_x, полученного в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (б) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, произведенного в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (с) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение кумулятивного количества СО, произведенного в течение 1200 секунд в тесте MVEG; и (d) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества ТГК, произведенного в течение 1200 секунд теста MVEG;

обеспечить: (a) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение суммарного количества NO_x, произведенного в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (b) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, произведенного в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (c) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества СО, произведенного за 1200 секунд испытания MVEG; и (d) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества ТГК, произведенного в течение 1200 секунд теста MVEG;

обеспечить два или более из следующих условий: (а) примерно менее чем 0,35 г NO_x, произведенного кумулятивно в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (b) примерно менее чем 1,3 г NOx, полученного кумулятивно в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (с) примерно менее чем 7,5 г СО, произведенного кумулятивно в течение 1200 секунд в тесте MVEG; и (d) примерно менее чем 0,6 г ТГК, произведенного кумулятивно в течение 1200 секунд теста MVEG;

обеспечить три или более из следующих условий: (а) примерно менее чем 0,35 г NO_x, произведенного кумулятивно в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (b) примерно менее чем 1,3 г NO_x, произведенного кумулятивно в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (с) примерно менее чем 7,5 г СО, произведенного кумулятивно в течение 1200 секунд в тесте MVEG; и (d) примерно менее чем 0,6 г ТГК, произведенного кумулятивно в течение 1200 секунд теста MVEG; а также

обеспечить: (а) примерно менее чем 0,35 г NO_x, произведенного кумулятивно в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (b) примерно менее чем 1,3 г NO_x, произведенного кумулятивно в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (с) примерно менее чем 7,5 г СО, произведенного кумулятивно в течение 1200 секунд в тесте MVEG; и (d) примерно менее чем 0,6 г ТГК, произведенного кумулятивно в течение 1200 секунд теста MVEG,

при тестировании с использованием 2,2 л двигателя LDD Euro 5. Количество преобразованных NO_x, HC и CO может зависеть от условий выхода из двигателя.

Хотя изобретение проиллюстрировано и описано здесь со ссылкой на конкретные варианты осуществления, изобретение не ограничивается приведенными деталями. Скорее, могут быть сделаны различные модификации в деталях в пределах объема и диапазона эквивалентов формулы настоящего изобретения и без отступления от настоящего изобретения.

Настоящее изобретение направлено на использование каталитических изделий, содержащих катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) и пассивный катализатор-адсорбер NO_x. Каталитическое изделие включает катализатор SCR и катализатор–адсорбер. Каждый из этих катализаторов содержит металлическое молекулярное сито, каждое с разным металлом. Каталитическое изделие может быть тесно связано с другими компонентами для того, чтобы создать преимущество производительности NO_х от холодного запуска до комбинированной системы DOC с SCRF. Более высокое преобразование NO_х также показано для нижнего расположения благодаря аккумулированию NO_х перед первоначальным зажиганием катализатора SCR и выборочному контролю проскока NH_3, делая возможным повышенные уровни наполнения NH₃. В изобретении описываются системы, содержащие каталитическое изделие и способы использования каталитического изделия. Изобретение позволяет создать улучшенное управление углеводородами и оксидом углерода, а также управление проскоком аммиака. Системы могут включать в себя проточную систему или монолиты стенного потока. 16 н. и 101 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Каталитическое изделие, содержащее катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, в котором катализатор-адсорбер NO_x содержит палладий на оксиде церия или содержащее металл молекулярное сито, где металл выбран из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, железа, лантана, марганца, молибдена, никеля, ниобия, палладия, вольфрама, серебра, ванадия, цинка и их смесей.

2. Каталитическое изделие по п.1, в котором катализатор SCR содержит основной металл, оксид основного металла, молекулярное сито, содержащее металл молекулярное сито, металл, нанесенный на смешанный оксид или их смесь.

3. Каталитическое изделие по п.2, в котором основной металл выбран из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, железа, марганца, молибдена, никеля, вольфрама и ванадия и их смесей.

4. Каталитическое изделие по п.2, в котором катализатор SCR содержит содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, галлия, индия, иридия, железа, марганца, молибдена, никеля, палладия, платины, рутения, рения, серебра, олова и цинка.

5. Каталитическое изделие по п.4, в котором металл в катализаторе SCR содержит медь.

6. Каталитическое изделие по п.1, в котором катализатор SCR содержит молекулярное сито из алюмосиликата, алюмофосфатное молекулярное сито, кремнийалюмофосфатное молекулярное сито, содержащее металл алюмосиликатное молекулярное сито, содержащее металл алюмофосфатное молекулярное сито или содержащее металл кремнийалюмофосфатное молекулярное сито.

7. Каталитическое изделие по п.6, в котором молекулярное сито представляет собой содержащее металл молекулярное сито.

8. Каталитическое изделие по п.6, в котором катализатор SCR содержит молекулярное сито или содержащее металл молекулярное сито, а молекулярное сито или молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите состоит из эрионита или из каркасного типа, выбранного из группы, состоящей из: AEI, BEA (бета-цеолиты), CHA (хабазит), FAU (цеолит Y), FER (ферриерит), MFI (ZSM-5) и MOR (морденит).

9. Каталитическое изделие по п.2, в котором металл, нанесенный на смешанный оксид, содержит, по меньшей мере, один каталитический компонент, состоящий из (i) по меньшей мере, одного переходного металла, диспергированного на смешанном оксиде или композитном оксиде, или их смеси в качестве материала носителя, состоящего из церия и циркония; или (ii) оксида церия и оксида циркония в виде одиночных оксидов или их составного оксида или смеси одиночных оксидов и композитного оксида, диспергированных на носителе из инертного оксида, где, по меньшей мере, один переходный металл диспергирован на нем, где, по меньшей мере, один переходный металл выбирается из группы, состоящей из металла группы VIB, металла группы IB, металла группы IVA, металла группы VB, металла группы VIIB, металла группы VIII и смесей любых двух или более из них, при условии, что, по меньшей мере, один выбранный переходный металл представляет собой вольфрам, а содержание церия и циркония в качестве оксидов в каталитическом компоненте представлено в виде формулы:

Ce_x Zr_1-хО₂, где X=0,1-0,5.

10. Каталитическое изделие по п.9, в котором содержание церия и циркония в качестве оксидов в каталитическом компоненте представлено в виде формулы: Ce_x Zr_1-хО₂, где X=0,2-0,5.

11. Каталитическое изделие по п.9, в котором два или более переходных металла выбраны из группы, состоящей из Cr, Ce, Mn, Fe, Co, Ni, W и Cu.

12. Каталитическое изделие по п.11, в котором два или более переходных металла выбраны из группы, состоящей из Fe, W, Ce, Mn и Cu.

13. Каталитическое изделие по п.12, в котором два или более переходных металла включают железо и марганец.

14. Каталитическое изделие по п.9, в котором два или более переходных металла включают железо и вольфрам.

15. Каталитическое изделие по п.9, в котором общий, по меньшей мере, один переходный металл, присутствующий в каталитическом компоненте, составляет от 0,1 до 30 масс. % в расчете на общую массу каталитического компонента.

16. Каталитическое изделие по п.9, в котором каталитический компонент состоит из (ii), а инертный носитель- оксид выбирается из группы, состоящей из оксида алюминия, оксида титана, нецеолитного алюмосиликата, оксида церия, диоксида циркония и смесей, сложных оксидов и смешанных оксидов любых двух или более из них.

17. Каталитическое изделие по п.9, в котором указанный каталитический компонент активирован при температуре, по меньшей мере, 600°С.

18. Каталитическое изделие по п.9, в котором указанная каталитическая композиция дополнительно содержит второй каталитический компонент, состоящий из железа и вольфрама, диспергированных на диоксиде циркония.

19. Каталитическое изделие по п.18, в котором указанный первый каталитический компонент и указанный второй каталитический компонент расположены в отдельных зонах или слоях.

20. Каталитическое изделие по п.18, в котором указанная каталитическая композиция представляет собой смесь указанных первого и второго каталитических компонентов.

21. Каталитическое изделие по п.2, в котором SCR содержит, по меньшей мере, один каталитический компонент, состоящий из (i) двух или более переходных металлов, диспергированных на смешанном оксиде или композитном оксиде или их смеси в качестве материала носителя, состоящего из церия и циркония; или (ii) оксида церия и оксида циркония в виде одиночных оксидов или их составного оксида или смеси одиночных оксидов и композитного оксида, диспергированых на материале с инертным оксидным носителем, на котором диспергированы, по меньшей мере, два переходных металла при условии, что, по меньшей мере, один из металлов является вольфрамом.

22. Каталитическое изделие по п.21, в котором второй переходный металл выбран из группы, состоящей из металла группы VIB, металла группы IB, металла группы IVA, металла группы VB, металла VIIB группы, металла группы VIII и смеси любых двух или более из них.

23. Каталитическое изделие по п.21, в котором содержание церия и циркония в качестве оксидов в катализаторе представляет собой формулу: Ce_x Zr_1-х О₂, где X=0,1-1,0.

24. Каталитическое изделие по п.23, в котором X=0,1-0,5.

25. Каталитическое изделие по п.1, в котором молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите, находящемся в катализаторе - адсорбере NO_x, содержит алюмосиликат, алюмофосфат или кремнийалюмофосфат.

26. Каталитическое изделие по п.25, в котором молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите, находящемся в катализаторе-адсорбере NO_x, представляет собой каркасный тип, выбранный из группы, состоящей из молекулярного сита с малыми порами, молекулярного сита со средними порами или молекулярного сита с крупными порами.

27. Каталитическое изделие по п.26, в котором молекулярное сито с малыми порами представляет собой каркасный тип, выбранный из группы, состоящей из: ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG и ZON, а также их смесей или их срастаний.

28. Каталитическое изделие по п.26, в котором молекулярное сито со средними порами выбрано из группы каркасных типов, состоящей из AEL, AFO, AHT, BOF, BOZ, CGF, CGS, CHI, DAC, EUO, FER, HEU, IMF, ITH, ITR, JRY, JSR, JST, LAU, LOV, MEL, MFI, MFS, MRE, MTT, MVY, MWW, NAB, NAT, NES, OBW, -PAR, PCR, PON, PUN, RRO, RSN, SFF, SFG, STF, STI, STT, STW, -SVR, SZR, TER, TON, TUN, UOS, VSV, WEI и WEN, а также их смесей и/или их срастаний.

29. Каталитическое изделие по п.26, в котором молекулярное сито со средними порами представляет собой, по меньшей мере, один из типов: FER, MEL, MFI и STT.

30. Каталитическое изделие по п.26, в котором молекулярное сито с большими порами выбрано из группы каркасных типов, состоящих из AFI, AFR, AFS, AFY, ASV, ATO, ATS, BEA, BEC, BOG, BPH, BSV, CAN, CON, CZP, DFO, EMT, EON, EZT, FAU, GME, GON, IFR, ISV, ITG, IWR, IWS, IWV, IWW, JSR, LTF, LTL, MAZ, MEI, MOR, MOZ, MSE, MTW, NPO, OFF, OKO, OSI, -RON, RWY, SAF, SAO, SBE, SBS, SBT, SEW, SFE, SFO, SFS, SFV, SOF, SOS, STO, SSF, SSY, USI, UWY и VET и их смесей и/или их срастаний.

31. Каталитическое изделие по п.26, в котором молекулярное сито с большими порами представляет собой, по меньшей мере, один из типов: AFI, BEA, MAZ, MOR и OFF.

32. Каталитическое изделие по п.6, в котором молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите, находящемся в катализаторе SCR, представляет собой такое же молекулярное сито, как в содержащем металл молекулярном сите, находящемся в катализаторе-адсорбере NO_x.

33. Каталитическое изделие по п.6, в котором молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите, находящемся в катализаторе SCR, отличается от молекулярного сита в содержащем металл молекулярном сите, находящемся в катализаторе-адсорбере NO_x.

34. Каталитическое изделие по п.1, в котором молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите содержит алюмосиликат, имеющий SAR от 10 до 100 включительно, или алюмофосфат кремния, содержащий от 5 до 15% включительно диоксида кремния.

35. Каталитическое изделие по п.1, в котором металл в катализаторе-адсорбере NO_x представляет собой кобальт, марганец, палладий или цинк.

36. Каталитическое изделие по п.1, в котором металл в катализаторе-адсорбере NO_x содержит палладий или цинк.

37. Каталитическое изделие по п.36, в котором молекулярное сито содержит алюмосиликат, имеющий SAR от 5 до 100 включиительно, или алюмофосфат кремния, содержащий от 5 до 15% включительно диоксида кремния.

38. Каталитическое изделие по п.36, в котором молекулярное сито, содержащее палладий, представляет собой кремнийалюмофосфат, содержащий палладий, а кремнийалюмофосфат содержит от 5 до 15% включительно диоксида кремния.

39. Каталитическое изделие по п.1, в котором металл в катализаторе SCR представляет собой медь, а металл в катализаторе-адсорбере NO_x представляет собой палладий.

40. Каталитическое изделие по п.1, в котором (а) когда катализатор SCR содержит основной металл или его оксид, то основной металл присутствует в концентрации от 0,01 масс. % до 20 масс. % в расчете на общую массу катализатора SCR; или (b) когда катализатор SCR содержит содержащее металл молекулярное сито, то металл в катализаторе SCR присутствует в молекулярном сите в концентрации от 0,01 масс. % до 10 масс. % в расчете на массу молекулярного сита.

41. Каталитическое изделие по п.1, в котором катализатор SCR обеспечен из расчета загрузки от 0,5 до 4,0 г/дюйм³.

42. Каталитическое изделие по п.1, в котором металл в катализаторе-адсорбере NO_x присутствует в концентрации от 0,01 до 20 масс. % в расчете на общую массу катализатора-адсорбера NO_x.

43. Каталитическое изделие по п.16, в котором катализатор-адсорбер NO_x обеспечен из расчета загрузки от 0,5 до 4,0 г/дюйм³.

44. Каталитическое изделие по п.1, в котором изделие содержит:

(a) первый слой, содержащий катализатор SCR, и второй слой, содержащий катализатор-адсорбер NO_x, или

(b) первый слой, содержащий катализатор-адсорбер NO_x, и второй слой, содержащий катализатор SCR.

45. Каталитическое изделие по п.44, в котором первый слой расположен так, чтобы выхлопной газ, проходящий через каталитическое изделие, контактировал с первым слоем до контакта со вторым слоем.

46. Каталитическое изделие по п.44, в котором первый слой представляет собой слой, расположенный поверх второго слоя.

47. Каталитическое изделие по п.45, в котором первый слой является смежным со вторым слоем.

48. Каталитическое изделие по п.45, в котором первый слой и второй слой расположены на одной и той же подложке.

49. Каталитическое изделие по п.44, в котором первый слой расположен на первой подложке, а второй слой расположен на второй подложке.

50. Каталитическое изделие по п.45, в котором первый слой содержит медно-молекулярное сито, а второй слой содержит молекулярное сито, содержащее палладий или цинк.

51. Каталитическое изделие по п.45, в котором молекулярное сито, по меньшей мере, в одном из первого или второго слоев содержит структуру AEI или CHA.

52. Каталитическое изделие по п.45, в котором молекулярные сита в первом слое и втором слое содержат структуру AEI или CHA.

53. Каталитическое изделие по п.1, дополнительно содержащее проточную подложку или стенной проточный фильтр, имеющий переднюю входную часть и расположенную ниже по потоку выходную часть, или фильтрующую подложку, имеющую входную сторону и выходную сторону.

54. Каталитическое изделие по п.53, в котором (а) подложка представляет собой проточную подложку, где первый слой представляет собой покрытие на верхней части подложки, а второй слой наносится на нижнюю часть подложки или (b) подложка представляет собой проточный стенной проточный фильтр, где первый слой представляет собой покрытие на входной стороне фильтра, а второй слой представляет собой покрытие на выходной стороне фильтра.

55. Каталитическое изделие по п.54, в котором катализатор SCR расположен на проточной подложке в верхней ее части, а катализатор- адсорбер NO_x расположен на проточной подложке в нижней ее части.

56. Каталитическое изделие по п.54, в котором катализатор SCR расположен на стенке проточного фильтра во входной его части, а катализатор-адсорбер NO_x расположен на стенке проточного фильтра в расположенной ниже по потоку части фильтра проточного потока.

57. Каталитическое изделие по п.53, в котором катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x присутствуют в виде смеси на подложке.

58. Каталитическое изделие по п.53, дополнительно содержащее один или несколько дополнительных катализаторов.

59. Каталитическое изделие по п.53, в котором подложка фильтра или проточная подложка содержат карбид кремния, кордиерит или титанат алюминия.

60. Каталитическое изделие по п.2, в котором, когда молекулярное сито в катализаторе-адсорбере NO_x является таким же, как молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите катализатора SCR, то металл в катализаторе-адсорбере NO_x и металл в катализаторе SCR находятся в комбинации с молекулярным ситом.

61. Каталитическое изделие по п.2, в котором, когда молекулярное сито в катализаторе-адсорбере NO_x отличается от молекулярного сита в содержащем металл молекулярном сите в катализаторе SCR, то металл в катализаторе-адсорбере NO_x находится в первой комбинации с молекулярным ситом в катализаторе-адсорбере NOx, а металл в катализаторе SCR находится во второй комбинации с молекулярным ситом в катализаторе SCR, а первая комбинация и вторая комбинация присутствуют в третьей комбинации.

62. Каталитическое изделие по п.61, в котором металл в катализаторе SCR представляет собой медь, а металл в катализаторе-адсорбере NO_x представляет собой палладий или цинк, а молекулярное сито представляет собой молекулярное сито с малыми порами.

63. Каталитическое изделие по п.62, в котором молекулярное сито с малыми порами содержит CHA или AEI.

64. Каталитическое изделие по п.61, в котором металл в катализаторе-адсорбере NO_x представляет собой палладий.

65. Каталитическое изделие по п.62, в котором молекулярное сито подвергают гидротермальному старению.

66. Каталитическое изделие по п.62, в котором палладий вводят в молекулярное сито путем распылительной сушки, пропитки или ионного обмена.

67. Каталитическое изделие по п.1, в котором изделие дополнительно содержит активный углеводородный SCR.

68. Каталитическое изделие по п.1, в котором катализатор уменьшает аккумулированный NO_x с помощью углеводородного SCR.

69. Каталитическое изделие по п.39, в котором катализатор-адсорбер NO_x содержит молекулярное сито, содержащее палладий, и выполнено одно или несколько из следующих условий:

(А) отношение меди к алюминию составляет от 0,01 до 0,5 включительно;

(B) отношение палладия к алюминию составляет от 0,01 до 0,5 включительно; а также

(C) отношение (медь+палладий) к алюминию составляет от 0,02 до 0,5 включительно.

70. Каталитическое изделие по п.1, в котором каталитическое изделие содержит экструдированную монолитную подложку, где: (а) экструдированная подложка содержит катализатор SCR, а катализатор-адсорбер NO_x расположен на экструдированной подложке в виде слоя; или

(B) экструдированная подложка содержит катализатор-адсорбер NO_x, а катализатор SCR расположен на экструдированной подложке в виде слоя; или

(C) экструдированная подложка содержит катализатор SCR и катализатор- адсорбер NO_x.

71. Каталитическое изделие по п.70, дополнительно содержащее один или несколько дополнительных слоев, причем дополнительные слои содержат один или несколько катализаторов.

72. Каталитическое покрытие типа пористого покрытия, содержащее катализатор SCR, катализатор-адсорбер NO_x и, по меньшей мере, одно связующее вещество, где катализатор SCR содержит металл, выбранный из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, галлия, индия, иридия, железа, марганца, молибдиена, никеля, палладия, платины, рутения, рения, серебра, олова и цинка; а катализатор-адсорбер NO_x содержит молекулярное сито и металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, где:

(a) металл в катализаторе SCR, и металл в катализаторе - адсорбере NO_x различен или;

(b) металл в катализаторе SCR, и металл в катализаторе - адсорбере NO_x является одинаковым, либо (i) только катализатор-адсорбер NO_x содержит молекулярное сито, либо (ii) молекулярное сито в катализаторе SCR отличается от молекулярного сита в катализаторе - адсорбере NO_x и, по меньшей мере, одно связующее выбирается из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, нецеолитного алюмосиликата, природной глины, TiO₂, ZrО₂ и SnО₂.

73. Способ получения катализатора проскока аммиака, содержащий: (а) формирование нижнего слоя на подложке путем нанесения на подложку нижнего слоя пористого покрытия, содержащего катализатор-адсорбер NO_x, в котором содержащийся металл, выбран из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, (b) сушку нижнего слоя пористого покрытия на подложке, (c) прокаливание нижнего слоя пористого покрытия на подложке; (d) формирование верхнего слоя, расположенного поверх нижнего слоя, путем нанесения верхнего слоя пористого покрытия, содержащего катализатор SCR, поверх прокаленного нижнего слоя, сформированного на стадии (с), (e) сушка верхнего слоя пористого покрытия на прокаленном нижнем слое, расположенном на подложке, и (f) прокаливание верхнего слоя пористого покрытия на нижнем слое пористого покрытия, расположенном на подложке.

74. Способ получения катализатора проскока аммиака, содержащий: (а) формирование нижнего слоя на подложке путем нанесения на подложку нижнего слоя пористого покрытия, содержащего катализатор SCR, (b) сушку нижнего слоя пористого покрытия на подложке, (с) прокаливание нижнего слоя пористого покрытия на подложке; (d) формирование верхнего слоя, расположенного сверху нижнего слоя, путем нанесения верхнего слоя пористого покрытия, содержащего катализатор-адсорбер NO_x, в котором содержащийся металл, выбран из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка поверх прокаленного нижнего слоя, сформированного на стадии (с), (e) сушка верхнего слоя пористого покрытия на прокаленном нижнем слое пористого покрытия, расположенном на подложке, и (f) прокаливание верхнего слоя пористого покрытия на нижнем слое пористого покрытия, расположенном на подложке.

75. Выхлопная система, содержащая каталитическое изделие по п.1, пассивный адсорбер NO_x (PNA) и при необходимости катализатор окисления дизельного топлива (DOC) или каталитический сажевый фильтр (CSF), в которой пассивный адсорбер NO_x или DOC следуют за CSF и расположены выше по потоку от каталитического изделия по п.1, а изделие по п.1 настоящего изобретения расположено на фильтре.

76. Выхлопная система по п. 75, дополнительно содержащая дополнительный SCR или катализатор SCRF, где дополнительный SCR или катализатор SCRF расположены выше по потоку от каталитического изделия по п.1.

77. Выхлопная система по п.76, дополнительно содержащая первое средство для дозирования мочевины в систему перед каталитическим изделием по п.1, и второе средство для введения мочевины в систему после каталитического изделия по п.1.

78. Выхлопная система по п.77, дополнительно содержащая средство для управления первым средством дозирования мочевины в систему перед каталитическим изделием, причем средство для управления первым средством для введения мочевины в систему останавливается или уменьшает введение мочевины, когда температура каталитического изделия ниже температуры зажигания.

79. Выхлопная система, содержащая каталитическое изделие по п.1 и каталитический сажевый фильтр с глухим соединением (CSF) или SCR на фильтре (SCRF), где каталитический сажевый фильтр расположен ниже по потоку от каталитического изделия по п.1.

80. Выхлопная система по п.79, где выхлопная система обеспечивает, по меньшей мере, 50%-ное уменьшение суммарного количества NO_x, полученного в течение первых 250 секунд в тесте MVEG.

81. Выхлопная система по п.79, где выхлопная система обеспечивает, по меньшей мере, 50%-ное уменьшение суммарного количества NO_x, полученного в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG.

82. Выхлопная система по п.79, где выхлопная система обеспечивает, по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества СО, произведенного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG.

83. Выхлопная система по п.79, где выхлопная система обеспечивает, по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества ТГК, полученного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG.

84. Выхлопная система по п.79, где выхлопная система обеспечивает два или более из следующих условий: (а) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение суммарного количества NO_x, произведенного в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (b) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, произведенного в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (с) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества СО, произведенного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG; и (d) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества ТГК, полученного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG.

85. Выхлопная система по п.79, где выхлопная система обеспечивает три или более из следующих характеристик: (а) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение суммарного количества NO_x, полученного в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (b) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, произведенного в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (с) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества СО, произведенного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG; и (d) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества ТГК, полученного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG.

86. Выхлопная система по п.79, где выхлопная система обеспечивает (а) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение суммарного количества NO_x, полученного в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (Б) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, произведенного в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (C) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества СО, произведенного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG; и (d) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества ТГК, полученного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG.

87. Выхлопная система по п.79, где выхлопная система обеспечивает, по меньшей мере, 50%, предпочтительно, по меньшей мере, 60%, более предпочтительно, по меньшей мере, 70% преобразования NO_x при температуре ниже или равной 200°С.

88. Выхлопная система по п.79, где выхлопная система обеспечивает преобразование NО_x, по меньшей мере, на 90% при температуре ниже чем или равной 250°С.

89. Выхлопная система по п.79, где выхлопная система обеспечивает, по меньшей мере, 50%, предпочтительно, по меньшей мере, 60%, более предпочтительно, по меньшей мере, 65%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 70% преобразования СО при температуре 250°С.

90. Выхлопная система по п.79, где выхлопная система обеспечивает, по меньшей мере, 70%, предпочтительно, по меньшей мере, 75%, более предпочтительно, по меньшей мере, 80% преобразования СО при температуре 300°С.

91. Выхлопная система по п.79, где каталитическое изделие обеспечивает адсорбцию NO_x при 100°С.

92. Каталитическое изделие по п.1, где каталитическое изделие обеспечивает, по меньшей мере, 50%-ное уменьшение суммарного количества NO_x, полученного в течение первых 250 секунд в тесте MVEG.

93. Каталитическое изделие по п.1, где каталитическое изделие обеспечивает, по меньшей мере, 50%-ное уменьшение суммарного количества NO_x, полученного в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG.

94. Каталитическое изделие по п.1, где каталитическое изделие обеспечивает, по меньшей мере, 75%-ное уменьшение кумулятивного количества СО, полученного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG.

95. Каталитическое изделие по п.1, где каталитическое изделие обеспечивает, по меньшей мере, 75%-ное уменьшение кумулятивного количества ТГК, полученного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG.

96. Каталитическое изделие по п.1, где каталитическое изделие обеспечивает два или более из следующих условий: (а) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение суммарного количества NO_x, полученного в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (b) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, произведенного в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (c) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества СО, произведенного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG; и (d) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества ТГК, полученного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG.

97. Каталитическое изделие по п.1, где каталитическое изделие обеспечивает три или более из следующих условий: (а) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, полученного в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (b) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, произведенного в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (с) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества СО, произведенного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG; и (d) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества ТГК, полученного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG.

98. Каталитическое изделие по п.1, в котором каталитическое изделие обеспечивает: (а) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, полученного в течение первых 250 секунд в тесте MVEG; (b) по меньшей мере, 50%-ное уменьшение кумулятивного количества NO_x, произведенного в течение первых 1100 секунд в тесте MVEG; (с) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества СО, произведенного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG; и (d) по меньшей мере, 75%-ное уменьшение суммарного количества ТГК, полученного в течение первых 1200 секунд в тесте MVEG.

99. Способ обработки выхлопного газа включает контактирование потока выхлопных газов, содержащих NO_x, с азотистым восстановителем при температуре от 150°С до 750°С в присутствии каталитического изделия, содержащего: (a) стенной проточный монолит, имеющий входную торцевую поверхность и выходную поверхность, и направление потока газа от упомянутой входной поверхности к упомянутой поверхности выхода; (b) композицию, содержащую первый слой, включающий катализатор SCR, и второй слой, включающий катализатор ловушку NO_x, содержащую палладий на оксиде церия или содержащее металл молекулярное сито, где металл выбран из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, причем первый слой выполнен с возможностью контакта с выхлопным газом перед вторым слоем и (с) при необходимости вторую композицию, содержащую первый слой, включающий второй катализатор SCR, и второй слой, содержащий металл группы благородных металлов, причем первый слой выполнен с возможностью контакта с выхлопным газом перед вторым слоем; где первая и вторая композиции расположены внутри части стенки монолита проточного потока и последовательно вдоль оси, и где первая композиция расположена ближе к входной поверхности, а вторая зона расположена ближе к поверхности выхода.

100. Способ снижения концентрации одного или нескольких компонентов из аммиака, NOx, монооксида углерода и углеводородов в потоке отработавших газов включает контактирование потока выхлопных газов, содержащих аммиак, NO_x, монооксид углерода и/или углеводороды, с катализатором проскока аммиака, содержащим первый слой, включающий катализатор SCR и второй слой, включающий катализатор-адсорбер NO_x, который содержит металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, причем первый слой выполнен с возможностью контакта с выхлопным газом перед вторым слоем.

101. Способ уменьшения, по меньшей мере, одного компонента из аммиака, NO_x, CO и углеводородов в выхлопном газе включает контактирование газа с каталитическим изделием, содержащим: (а) стенной проточный монолит, имеющий входную торцевую поверхность и поверхность выхода, и направление потока газа от указанной входной поверхности до поверхности выхода; (b) первый слой, включающий первый катализатор SCR, и второй слой, включающий катализатор-адсорбер NO_x, содержащий металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, в котором первый слой выполнен с возможностью контакта с выхлопным газом перед вторым слоем и (c), при необходимости, второй состав, содержащий первый слой, включающий второй катализатор SCR, и второй слой, содержащий металл группы драгоценных металлов, и где первый слой выполнен с возможностью контакта с выхлопным газом перед вторым слоем; в котором первая и вторая композиции расположены внутри части стенного проточного монолита и последовательно вдоль оси и, где указанная первая композиция расположена ближе к входной поверхности, а вторая зона расположена в непосредственной близости от поверхности выхода в течении времени и температуры, достаточных для снижения уровня, по меньшей мере, одного компонента из аммиака, NO_x, CO и углеводородов в газе.

102. Способ восстановления или окисления, по меньшей мере, одного компонента из аммиака, NO_x, CO и углеводородов в выхлопном газе, который включает контактирование газа с каталитическим изделием, содержащим: (а) стенной проточный монолит, имеющий входную торцевую поверхность и поверхность выхода, и направление потока газа от указанной входной поверхности к поверхности выхода; (b) первый слой, включающий первый SCR-катализатор, и второй слой, включающий катализатор-адсорбер NO_x, содержащий металл, выбранный из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, где второй слой имеет возможность контактировать с выхлопным газом перед первым слоем и (c), при необходимости, вторую композицию, содержащую первый слой, включающий второй катализатор SCR, и второй слой, содержащий металл из группы драгоценных металлов, где первый слой имеет возможность контактировать с выхлопным газом перед вторым слоем; и где первая и вторая композиции расположены внутри части стенки или на стенке стенного проточного монолита и последовательно вдоль оси и, где указанная первая композиция расположена ближе к входной поверхности, а вторая зона расположена вблизи от поверхности выхода, в течение времени и с температурой, достаточной для снижения уровня, по меньшей мере, одного компонента из аммиака, NO_x, CO и углеводородов в газе.

103. Способ снижения концентрации, по меньшей мере, одного компонента из аммиака, NO_x, CO и THC в потоке выхлопных газов, причем способ включает контактирование потока выхлопных газов, содержащих аммиак, NO_x, CO и THC, с каталитическим изделием по п.1, в течение времени и с температурой, достаточных для снижения уровня, по меньшей мере, одного компонента из аммиака, NO_x, CO и THC в газе.

104. Способ по п. 99, в котором каталитическое изделие по п.1 содержит первый слой, включающий катализатор SCR, и второй слой, включающий катализатор-адсорбер NO_x, где катализатор-адсорбер NO_x содержит содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, и первый слой расположен так, чтобы вступать в контакт с выхлопным газом перед вторым слоем.

105. Способ по п. 99, в котором каталитическое изделие по п.1 содержит первый слой, включающий катализатор SCR, и второй слой, включающий катализатор-адсорбер NO_x, где катализатор-адсорбер NO_x содержит содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбран из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, и второй слой расположен так, чтобы вступать в контакт с выхлопным газом перед первым слоем.

106. Способ снижения концентрации NO_x в потоке выхлопного газа во время холодного запуска двигателя, причем способ включает контактирование потока отработавших газов, содержащих NO_x, с каталитическим изделием по п.1, в котором накопленный NO_x уменьшается с помощью углеводородного SCR.

107. Катализатор проскока аммиака, включающий входную зону и зону выхода, где катализатор SCR расположен внутри входной зоны, а катализатор-адсорбер NO_x расположен в зоне выхода, где катализатор-адсорбер NO_x содержит содержащее металл молекулярное сито, в котором металл выбирается из группы, состоящей из церия, кобальта, железа, лантана, марганца, молибдена, ниобия, палладия, вольфрама, серебра и цинка, где, по меньшей мере, один из катализатора SCR и катализатора адсорбера NOx расположены на стенке проточного фильтра.

108. Каталитическое изделие, содержащее катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x, где катализатор SCR содержит содержащее металл молекулярное сито, где металл выбирается из группы, состоящей из церия, меди, железа и марганца, и их смесей, и катализатор-адсорбер NO_x содержит содержащее металл молекулярное сито, где металл выбран из группы, состоящей из палладия или серебра и их смесей, где катализатор SCR и катализатор-адсорбер NO_x содержат одинаковые молекулярные сита и оба металла: металл катализатора SCR и металл катализатора адсорбера NO_x обмениваются и/или замещаются в молекулярном сите.

109. Каталитическое изделие по п.108, в котором молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите в катализаторе-адсорбере NO_x представляет собой алюмосиликат, алюмофосфат или силикоалюмофосфат.

110. Каталитическое изделие по п.109, в котором молекулярное сито в содержащем металл молекулярном сите в катализаторе-адсорбере NO_x представляет собой молекулярное сито с малыми порами.

111. Каталитическое изделие по п.110, в котором молекулярное сито с малыми порами имеет каркасный тип, выбранный из группы, состоящей из: ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG и ZON, а также из их смесей или их срастаний.

112. Каталитическое изделие по п.111, в котором молекулярное сито имеет каркасный тип AEI или CHA.

113. Каталитическое изделие по п.112, в котором отношение массы металла в катализаторе SCR к массе металла в катализаторе-адсорбере NO_x составляет от 0,1 до 70.

114. Способ приготовления каталитического изделия по п. 110, включающий:

(А) добавление первого металла, выбранного из группы, состоящей из церия, меди, железа и марганца, и их смесей в молекулярное сито с образованием молекулярного сита, содержащего первый металл; (b) прокаливание молекулярного сита, содержащего первый металл, с образованием первого прокаленного молекулярного сита; (с) добавление второго металла, выбранного из группы, состоящей из палладия или серебра, и их смесей в первое прокаленное молекулярное сито с образованием молекулярного сита, содержащего первый металл и второй металл; и (d) прокаливание молекулярного сита, содержащего первый металл и второй металл.

115. Способ по п.114, дополнительно включающий стадии (al) и (cl), где стадия (al) включает сушку молекулярного сита, содержащего первый металл и стадия (cl), включает сушку молекулярного сита, содержащего первый металл и второй металл.

116. Способ по п.114, в котором стадии (а) и (с) включают добавление первого и второго металлов с помощью одного или нескольких способов из пропитки, адсорбции, ионообмена, начального увлажнения, осаждением или тому подобных.

117. Способ снижения концентрации NOx в потоке отработавших газов во время холодного запуска двигателя, где способ включает контактирование потока отработавших(выхлопных) газов, содержащих NOx, с каталитическим изделием по п.104, аккумулирующим NO_x в каталитическом изделии при запуске холодного двигателя, и уменьшение аккумулированного NOx с помощью углеводородного SCR.