CN105934274B - 柴油氧化催化剂和排气*** - Google Patents

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Abstract

用于处理柴油机废气的氧化催化剂，氧化催化剂包含：包含第一铂族金属(PGM)、第一载体材料和NOx储存组分的第一载体涂层区；包含铂(Pt)、锰(Mn)和第二载体材料的第二载体涂层区；和具有入口端和出口端的基底。

Description

柴油氧化催化剂和排气***
发明领域
本发明涉及一种用于柴油机的氧化催化剂和涉及包含氧化催化剂的用于柴油机的排气***。本发明还涉及氧化催化剂用于处理柴油机废气的方法和用途。
发明背景
柴油机产生废气排放，其通常包含被全球政府间组织立法禁止的至少四类污染物：一氧化碳(CO)、未燃烧烃(HC)、氮氧化物(NOx)和颗粒物质(PM)。用于柴油机，无论是固定式还是移动式(例如车辆柴油机)的排放标准日益收紧。需要提供改进的催化剂和排气***，其能够满足这些标准，其是成本有效的。
柴油机的排气***可以包含几个排放控制装置。每个排放控制装置具有专门的功能，并且用于处理废气中的一类或多类污染物。上游排放控制装置的性能会影响下游排放控制装置的性能。这是因为来自于上游排放控制装置的出口的废气被送到下游排放控制装置的入口。排气***中的每个排放控制装置之间的相互作用对于该***的整体效率是重要的。
氧化催化剂例如柴油氧化催化剂(DOC)通常氧化柴油机所产生的废气中的一氧化碳(CO)和烃(HC)。柴油氧化催化剂还可以将废气中存在的一氧化氮(NO)中的一些氧化成二氧化氮(NO2)。即使二氧化氮(NO2)本身是污染物，将NO转化成NO2也会是有益的。所产生的NO2可以用于再生例如下游柴油颗粒过滤器(DPF)或下游催化型烟灰过滤器(CSF)所捕集的颗粒物质(PM)。通常，与入口处的废气相比，氧化催化剂所产生的NO2增加了该氧化催化剂出口处的废气中的NO2:NO比率。这种增加的比率会有利于包含下游选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂的排气***。由柴油机直接产生的废气中的NO2:NO比率对于最佳SCR或SCRF催化剂性能来说可能过低。
虽然包含氧化催化剂(其在排气***中具有良好的NO2产生活性)是通常有利的，但是当寻求获得来自于下游排放控制装置(例如SCR或SCRFTM催化剂)的最佳性能时，以此方式使用氧化催化剂可能是有问题的。氧化催化剂在给定废气温度所产生的NO2的平均量会在它的寿命期中发生相当大的变化。这会导致在校正用于进行主动SCR的含氮还原剂的计量进料中的困难。
发明内容
本发明人已经发现，当锰(Mn)与铂(Pt)在氧化催化剂中组合时，能够获得对于氧化柴油机废气中的一氧化氮(NO)的优异活性。铂是昂贵的，并且尤其是由于它对于NO的氧化活性，经常以相当大的量包含在氧化催化剂中。包含与铂(Pt)相组合的锰(Mn)可以产生NO氧化活性的改进，或者允许使用减少量的Pt来实现给定的NO氧化水平。氧化催化剂，特别是含有Mn和Pt的区，可以具有对于氧化柴油机所产生的废气中的一氧化碳(CO)和烃(HC)来说良好的活性。
本发明提供一种用于处理柴油机废气的氧化催化剂，该氧化催化剂包含:包含第一铂族金属(PGM)和第一载体材料的第一载体涂层(washcoat)区；包含铂(Pt)、锰(Mn)和第二载体材料的第二载体涂层区；和具有入口端和出口端的基底。
第一载体涂层区适于NOx储存(即NOx吸附)。它还可以适于氧化一氧化碳(CO)和烃(HC)。第二载体涂层区适于氧化一氧化氮(NO)，但是它还可以适于氧化一氧化碳(CO)和/或烃(HC)，特别是当第二载体涂层区基本上没有钯时。
当某些基于氧化铝的材料用作载体材料时，Pt和Mn的组合对于一氧化氮(NO)以及CO和/或HC的氧化活性会特别有利。
包含Pt和Mn的载体涂层区与经配制用于NOx储存(即NOx吸附)的载体涂层区组合在一起会是有利的。含有Pt和Mn的载体涂层区可以将NOx转化成NO2以促进NOx储存，和/或可以帮助将穿过NOx储存区的任何NO转化成NO2。
本发明进一步提供一种用于柴油机的排气***。该排气***包含本发明的氧化催化剂和排放控制装置。
废气中NO2的量会影响用于选择性催化还原氮氧化物(NOx)的下游排放控制装置的性能。用于处理NOx(例如NO2+NO)的选择性催化还原(SCR)催化剂和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂经常要求入口气体中的NO2与NO的比率处于用于最佳催化性能的特定范围。最佳NOx中的NO2比例典型地取决于SCR或SCRFTM催化剂中所用组合物的类型，但是直接来自于柴油机的废气中NO2与NO的比率通常对于催化剂的最佳性能来说过低。
本发明的氧化催化剂可以用于将NO转化成NO2，由此与在催化剂入口处的废气中的NO2的量相比，增加离开催化剂的废气中NO2的量(即离开该氧化催化剂的废气中NO2:NOx和NO2:NO的比率大于该氧化催化剂入口处废气的相应比率)。氧化催化剂可以改变用于最佳SCR性能的废气的NOx组成。
使用氧化催化剂来“提升”废气的NO2含量的一个问题是氧化催化剂的NO氧化活性通常在它的寿命期内发生变化。通常，当催化剂“老化”时(即该催化剂已经使用了较长时间)，则该催化剂的NO氧化活性降低。虽然离开“老化的”氧化催化剂的废气中NO2的量对于下游排放控制装置(例如SCR催化剂)的最佳性能来说是足够的，但是所产生的NO2量的这种变化对于校正用于进行主动SCR的含氮还原剂的计量进料来说有问题的。
已经发现，本发明的氧化催化剂会在它的寿命期内表现出相对稳定的NO氧化活性。因此，氧化催化剂在新鲜状态(即当它是“新鲜”的，并且尚未经历反复的、长时间的使用)和老化态之间的NO氧化活性的差异通常很小。
本发明另一方面涉及一种车辆或设备(例如固定式或移动式设备)。该车辆或设备包含柴油机和本发明的氧化催化剂或排气***。
本发明还涉及几种用途和方法。
本发明第一方法方面提供一种处理柴油机废气的方法。该方法包括使废气与本发明的氧化催化剂接触，或者使废气穿过本发明的排气***。在本文上下文中，表述“处理废气”指的是氧化柴油机废气中的一氧化碳(CO)、烃(HC)和一氧化氮(NO)。
第二方法方面提供一种调节柴油机废气中NOx的含量，以用于排放控制装置的方法。该方法包括：(a)通过使废气与本发明的氧化催化剂接触以产生经处理的废气，来控制废气的NOx含量；和(b)将该经处理的废气送到排放控制装置。
本发明的第一用途方面涉及氧化催化剂用于处理柴油机废气，其任选地与排放控制装置相组合。通常，氧化催化剂用于处理(例如氧化)柴油机废气中的一氧化碳(CO)和烃(HC)。
在第二用途方面中，本发明涉及氧化催化剂用于调节柴油机废气中的NOx含量，以用于排放控制装置(例如下游排放控制装置)。
第三用途方面涉及氧化催化剂在再生具有滤过性基底的排放控制装置中的用途(例如具有滤过性基底的下游排放控制装置)。
第四用途方面涉及锰(Mn)，优选与铂(Pt)的组合，在柴油机的氧化催化剂中的用途，以增强柴油机废气中一氧化氮(NO)的氧化。
第五用途方面涉及锰(Mn)，优选与铂(Pt)的组合，在柴油机氧化催化剂中的用途，以稳定该氧化催化剂在它的寿命期的NO氧化活性。
在第一到第五用途方面，该氧化催化剂是根据本发明的氧化催化剂。
附图说明
图1-10是本发明的氧化催化剂的图示。废气可以从氧化催化剂的左侧或右侧进入。
图1显示了一种氧化催化剂，其包含位于基底(3)上的第一载体涂层区(1)和第二载体涂层区/区域(2)。
图2显示了一种氧化催化剂，其包含第一载体涂层区(1)和第二载体涂层区/区域(2)。第一载体涂层区(1)直接位于基底(3)上。第二载体涂层区/区域(2)位于第一载体涂层区(1)上。
图3显示了一种氧化催化剂，其包含第一载体涂层区(1)和第二载体涂层区/区域(2)。在第一载体涂层区(1)和第二载体涂层区/区域(2)之间存在重叠。第一载体涂层区(1)的一部分位于第二载体涂层区/区域(2)上。第一载体涂层区(1)和第二载体涂层区/区域(2)都位于基底(3)上。
图4显示了一种氧化催化剂，其包含第一载体涂层区(1)和第二载体涂层区/区域(2)。在第一载体涂层区(1)和第二载体涂层区/区域(2)之间存在重叠。第二载体涂层区/区域(2)的一部分位于第一载体涂层区(1)上。第一载体涂层区(1)和第二载体涂层区/区域(2)都位于基底(3)上。
图5显示了一种氧化催化剂，其包含位于基底(3)上的第一载体涂层(1)和第二载体涂层(2)。第二载体涂层(2)位于第一载体涂层(1)上。
图6显示了一种氧化催化剂，其包含第一载体涂层区(1)和第二载体涂层区/区域(2)。第一载体涂层区/区域(1)和第二载体涂层区/区域(2)都位于第三载体涂层区/层(4)上。第三载体涂层区/层(4)位于基底(3)上。
图7显示了一种氧化催化剂，其包含第一载体涂层区域(1)、第二载体涂层区域(2)和第三载体涂层区域(4)。第一载体涂层区域(1)和第二载体涂层区域(2)都位于基底(3)上。第三载体涂层区域(4)位于第二载体涂层区域(2)上。
图8显示了一种氧化催化剂，其包含第一载体涂层区域(1)、第二载体涂层区域(2)和第三载体涂层区域(4)。第一载体涂层区域(1)和第三载体涂层区域(4)都位于基底(3)上。第二载体涂层区域(2)位于第三载体涂层区域(2)上。
图9显示了一种氧化催化剂，其包含第一载体涂层区域(1)、第二载体涂层区域(2)和第三载体涂层区域(4)。第一载体涂层区域(1)和第二载体涂层区域(2)都位于基底(3)上。第三载体涂层区域(4)位于第一载体涂层区域(1)上。
图10显示了一种氧化催化剂，其包含第一载体涂层区域(1)、第二载体涂层区域(2)、第三载体涂层区域(4)和第四载体涂层区域(5)。第一载体涂层区域(1)和第三载体涂层区域(4)都位于基底(3)上。第二载体涂层区域(4)位于第三载体涂层区域(2)上。第四载体涂层区域(5)位于第一载体涂层区域(1)上。
具体实施方式
本发明的氧化催化剂包含或可以组成为用于NOx储存的第一载体涂层区，用于氧化一氧化氮(NO)的第二载体涂层区和，基底。
第一载体涂层区包含第一铂族金属(PGM)、第一载体材料和NOx储存组分。
第一PGM可以选自铂、钯、铑及其任何两种或更多种的组合。优选第一PGM选自铂、钯、铂和钯的组合、铂和铑的组合、钯和铑的组合以及铂、钯和铑的组合。
可以优选第一PGM选自铂、钯和铂和钯的组合。第一PGM可以是铂。第一PGM可以基本上由铂组成(例如第一PGM仅是铂)。第一PGM可以是钯。第一PGM可以基本上由钯组成(例如第一PGM仅是钯)。第一PGM可以是铂和钯的组合。第一PGM可以基本上由铂和钯组成(例如第一PGM仅是铂和钯)。优选第一PGM选自铂以及铂和钯的组合。
第一载体涂层区可以包含第一PGM作为唯一的铂族金属。因此，存在于第一载体涂层区中的唯一的PGM通过第一PGM来定义。
当第一PGM是铂和钯的组合时，则第一PGM可以为合金形式，优选双金属合金。因此，第一PGM可以包含或基本上组成为铂和钯的合金。
第一载体涂层区典型地第一PGM的总负载量是5-300g ft-3。优选第一载体涂层区的第一PGM的总负载量是10-250g ft-3(例如75-175gft-3)，更优选15-200g ft-3(例如50-150g ft-3)，仍然更优选20-150g ft-3。
当第一PGM是铂和钯的组合时，则典型地第一载体涂层区包含的铂与钯的重量比是20:1-1:20(例如15:1-1:15)，优选10:1-1:10(例如7.5:1-1:7.5)，更优选5:1-1:5(例如3:1-1:3)，甚至更优选2.5:1-1:1。
优选当第一PGM是铂和钯的组合时，则第一载体涂层区包含的铂的总重量大于或等于钯的总重量(例如Pt:Pd重量比≥1:1)。更优选第一载体涂层区包含的铂的总重量大于钯的总重量(例如Pt:Pd重量比>1:1)。
当第一载体涂层区中铂的总重量大于或等于钯的总重量，可以获得有利的CO和/或HC点火(light off)活性。
通常优选第一载体涂层区包含的铂与钯的重量比是20:1-1:1(例如15.1:1-1.1:1)，更优选10:1-1.25:1(例如7.5:1-1.5:1)，仍然更优选5:1-2:1。
计划第一载体涂层区的主要功能是NOx储存。但是，可以理解在氧化催化剂的一些实施方案中，第一载体涂层区还可以氧化一氧化碳(CO)和烃(HC)。
典型地，第一PGM位于或负载于第一载体材料上。第一PGM可以直接位于或直接负载于第一载体材料(例如在第一PGM和第一载体材料之间没有***的载体材料)。例如，铂和/或钯可以分散在第一载体材料上。
当第一PGM是铂和钯的组合时，则铂可以位于或负载于第一载体材料上，和/或钯可以位于或负载于第一载体材料上。优选铂和钯都位于或负载于第一载体材料上(即相同的载体材料用于铂和钯二者)。
当第一PGM是铂和钯的组合、钯和铑的组合或者铂、钯和铑的组合时，则第一载体涂层区可以进一步包含钯载体材料。因此，第一载体涂层区可以包含或基本上组成为第一PGM、第一载体材料、钯载体材料和NOx储存组分。铂和/或铑可以位于或负载于第一载体材料上，和钯可以位于或负载于钯载体材料上。第一载体材料和钯载体材料优选是不同的(例如不同的组成)。
当第一PGM是铂和钯的组合、铂和铑的组合或者铂、钯和铑的组合时，则第一载体涂层区可以进一步包含铂载体材料。因此，第一载体涂层区可以包含或基本上组成为第一PGM、第一载体材料铂载体材料和NOx储存组分。铂可以位于或负载于铂载体材料上，和钯和/或铑可以位于或负载于第一载体材料上。第一载体材料和铂载体材料优选是不同的(例如不同的组成)。
典型地，第一载体材料包含或基本上组成为难熔金属氧化物。适用作柴油机的氧化催化剂的催化组分的难熔金属氧化物是本领域公知的。
难熔金属氧化物典型地选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈及其混合氧化物或复合氧化物，例如其两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物。例如，难熔金属氧化物可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛-氧化铝、氧化锆-氧化铝、二氧化铈-氧化铝、二氧化钛-二氧化硅、氧化锆-二氧化硅、氧化锆-二氧化钛、二氧化铈-氧化锆和氧化铝-氧化镁。
第一载体材料或其难熔金属氧化物可以任选地(例如用掺杂剂)掺杂。掺杂剂可以选自锆(Zr)、钛(Ti)、硅(Si)、钇(Y)、镧(La)、镨(Pr)、钐(Sm)、钕(Nd)及其氧化物。
包含掺杂剂可以热稳定难熔金属氧化物或载体材料。要理解的是，在本文上下文中，任何提及“掺杂的”指的是这样的材料，这里难熔金属氧化物的大部分或主晶格用掺杂剂取代掺杂或间隙掺杂。在一些情况中，少量掺杂剂可以存在于难熔金属氧化物的表面。但是，大部分掺杂剂通常将存在于难熔金属氧化物的主体中。难熔金属氧化物的化学和/或物理性能经常受到掺杂剂存在的影响。
当第一载体材料或其难熔金属氧化物掺杂时，掺杂剂的总量是0.25-5重量％，优选0.5-3重量％(例如约1重量％)。
第一载体材料或其难熔金属氧化物可以包含或基本上组成为掺杂剂掺杂的氧化铝。特别优选当第一载体涂层区包含碱土金属时，第一载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为掺杂剂掺杂的氧化铝。
氧化铝可以用包含以下的掺杂剂掺杂：硅(Si)、镁(Mg)、钡(Ba)、镧(La)、铈(Ce)、钛(Ti)或锆(Zr)或其两种或更多种的组合。掺杂剂可以包含或基本上组成为硅的氧化物、镁的氧化物、钡的氧化物、镧的氧化物、铈的氧化物、钛的氧化物或锆的氧化物。优选掺杂剂包含或基本上组成为硅、镁、钡、铈或其氧化物，特别是硅或铈或其氧化物。更优选掺杂剂包含或基本上组成为硅、镁、钡或其氧化物；特别是硅、镁或其氧化物；特别是硅或其氧化物。
掺杂剂掺杂的氧化铝的例子包括二氧化硅掺杂的氧化铝、氧化镁掺杂的氧化铝、钡或氧化钡掺杂的氧化铝、氧化镧掺杂的氧化铝或二氧化铈掺杂的氧化铝，特别是二氧化硅掺杂的氧化铝、氧化镧掺杂的氧化铝或二氧化铈掺杂的氧化铝。优选掺杂剂掺杂的氧化铝是二氧化硅掺杂的氧化铝、钡或氧化钡掺杂的氧化铝或氧化镁掺杂的氧化铝。更优选掺杂剂掺杂的氧化铝是二氧化硅掺杂的氧化铝或氧化镁掺杂的氧化铝。甚至更优选掺杂剂掺杂的氧化铝是氧化镁掺杂的氧化铝。掺杂剂掺杂的氧化铝可以使用本领域已知的方法来制备。
当氧化铝是二氧化硅掺杂的氧化铝时，则该氧化铝用总量0.5-45重量％(即氧化铝的重量％)，优选1-40重量％，更优选1.5-30重量％(例如1.5-10重量％)，特别是2.5-25重量％，更特别是3.5-20重量％(例如5-20重量％)，甚至更优选4.5-15重量％的二氧化硅掺杂。
当氧化铝是氧化镁掺杂的氧化铝时，则该氧化铝用上面定义的量或1-40重量％(即氧化铝的重量％)，例如1-30重量％，优选5-28重量％，例如5-25重量％量的氧化镁掺杂。更优选氧化铝用10-25重量％量的氧化镁掺杂。
优选第一载体材料或其难熔金属氧化物没有用包含或基本上组成为锰的掺杂剂掺杂。因此，第一载体材料或其难熔金属氧化物没有用促进剂促进，例如选自锡、锰、铟、第VIII族金属(例如Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt，特别是Ir)及其组合的促进剂。
替代地或另外地，第一载体材料或其难熔金属氧化物可以包含或基本上组成为碱土金属铝酸盐。术语“碱土金属铝酸盐”通常指的是式MAl2O4的化合物，这里“M”表示碱土金属例如Mg、Ca、Sr或Ba。这样的化合物通常包含尖晶石结构。这些化合物可以使用本领域已知的常规方法或者使用EP0945165，US6,217,837或US6,517,795中所述的方法来制备。
典型地，碱土金属铝酸盐是铝酸镁(MgAl2O4)、铝酸钙(CaAl2O4)、铝酸锶(SrAl2O4)、铝酸钡(BaAl2O4)或其两种或更多种的混合物。优选碱土金属铝酸盐是铝酸镁(MgAl2O4)。
通常，当第一载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为氧化铝的混合氧化物或复合氧化物(例如二氧化硅-氧化铝、氧化铝-氧化镁或氧化铝和二氧化铈的混合物)时，则优选该氧化铝的混合氧化物或复合氧化物包含至少50-99重量％的氧化铝，更优选70-95重量％的氧化铝，甚至更优选75-90重量％的氧化铝。
当第一载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为二氧化铈-氧化锆时，则该二氧化铈-氧化锆的基本组成可以为20-95重量％的二氧化铈和5-80重量％的氧化锆(例如50-95重量％二氧化铈和5-50重量％氧化锆)，优选35-80重量％的二氧化铈和20-65重量％氧化锆(例如55-80重量％二氧化铈和20-45重量％氧化锆)，甚至更优选45-75重量％的二氧化铈和25-55重量％的氧化锆。
通常，钯载体材料包含或基本上组成为难熔金属氧化物。钯载体材料或其难熔金属氧化物可以是此上涉及第一载体材料所定义的载体材料。当第一载体涂层区包含钯载体材料时，优选钯载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为二氧化铈和/或二氧化铈的混合氧化物或复合氧化物，例如二氧化铈-氧化锆。
典型地，铂载体材料包含或基本上组成为难熔金属氧化物。铂载体材料或其难熔金属氧化物可以是此上涉及第一载体材料所定义的载体材料。当第一载体涂层区包含铂载体材料时，优选铂载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为氧化铝，其中该氧化铝任选地用掺杂剂掺杂，如上所述。当铂载体材料包含掺杂剂掺杂的氧化铝时，优选该掺杂剂包含或基本上组成为硅、镁、铈、镧或其氧化物，更优选硅或其氧化物。
第一载体材料(或其难熔金属氧化物)、铂载体材料(或其难熔金属氧化物)和钯载体材料(或其难熔金属氧化物)没有用包含或基本上组成为锰的掺杂剂掺杂。因此，铂载体材料(或其难熔金属氧化物)和/或钯载体材料(或其难熔金属氧化物)没有用促进剂促进，例如选自锡、锰、铟、第VIII族金属(例如Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt，特别是Ir)及其组合的促进剂。
第一载体涂层区可以包含以下量的载体材料(例如第一载体材料和当存在时铂载体材料和钯载体材料的总量)：1.0-8.0g in-3(例如4.0.-7.5g in-3)，优选1.5-7.5g in-3(例如4.5-7.0g in-3)，仍然更优选2.0-7.0gin-3(5.0-7.0g in-3或4.5-6.5g in-3)，甚至更优选2.5-6.5g in-3(例如4.0-6.5gin-3)。
第一载体涂层区可以进一步包含烃吸附剂材料。烃吸附剂材料可以是沸石。
优选沸石是中孔沸石(例如最大环尺寸为10个四面体原子的沸石)或大孔沸石(例如最大环尺寸为12个四面体原子的沸石)。可以优选沸石不是小孔沸石(例如最大环尺寸为8个四面体原子的沸石)。
合适的沸石或沸石类型的例子包括八面沸石、斜发沸石、丝光沸石、硅酸盐、镁碱沸石、沸石X、沸石Y、超稳定的沸石Y、AEI沸石、ZSM-5沸石、ZSM-12沸石、ZSM-20沸石、ZSM-34沸石、CHA沸石、SSZ-3沸石、SAPO-5沸石、钾沸石、β沸石或铜CHA沸石。沸石优选是ZSM-5、β沸石或Y沸石。
当第一载体涂层区包含烃吸附剂时，烃吸附剂的总量是0.05-3.00gin-3，特别是0.10-2.00g in-3，更特别是0.2-1.0g in-3。例如，烃吸附剂的总量可以是0.8-1.75g in-3，例如1.0-1.5g in-3。
但是，可以优选第一载体涂层区不包含烃吸附剂材料。
典型地，NOx储存组分包含碱金属、碱土金属和/或稀土金属，其中稀土金属选自镧、钇及其组合。NOx储存组分通常包含或基本上组成为(i)碱金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物；(ii)碱土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物；和/或(iii)稀土金属的氧化物、碳酸盐或氢氧化物，其中稀土金属选自镧、钇及其组合。
当NOx储存组分包含碱金属(或其氧化物、碳酸盐或氢氧化物)时，则优选碱金属选自钾(K)、钠(Na)、锂(Li)、铯(Cs)及其两种或更多种的组合。优选碱金属是钾(K)、钠(Na)或锂(Li)，更优选碱金属是钾(K)或钠(Na)，最优选碱金属是钾(K)。
当NOx储存组分包含碱土金属(或其氧化物、碳酸盐或氢氧化物)时，则优选碱土金属选自镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)及其两种或更多种的组合。优选碱土金属是钙(Ca)、锶(Sr)或钡(Ba)，更优选锶(Sr)或钡(Ba)，最优选碱土金属是钡(Ba)。
优选NOx储存组分包含钾或钡(例如，钾的氧化物、碳酸盐或氢氧化物，或者钡的氧化物、碳酸盐或氢氧化物)。更优选NOx储存组分包含钡(例如，钡的氧化物、碳酸盐或氢氧化物)。
NOx储存组分可以位于或负载于(例如直接位于或直接负载于)第一载体材料上。优选当第一载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为氧化铝、掺杂剂掺杂的氧化铝、铝酸镁、二氧化铈或者二氧化铈的混合氧化物或复合氧化物，其优选是二氧化铈-氧化锆时，NOx储存组分位于或负载于第一载体材料上。掺杂剂掺杂的氧化铝优选是镁或其氧化物掺杂的氧化铝。
当第一载体涂层区包含铂载体材料时，NOx储存组分可以位于或负载于(例如直接位于或直接负载于)铂载体材料上(对于NOx储存组分位于或负载于第一载体材料上另外地或替代地，该NOx储存组分可以位于或负载于铂载体材料上)。优选铂载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为氧化铝、掺杂剂掺杂的氧化铝或铝酸镁。掺杂剂掺杂的氧化铝优选是镧(或其氧化物)掺杂的氧化铝，或者镁(或其氧化物)掺杂的氧化铝。优选铂载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为氧化镁掺杂的氧化铝。
当NOx储存组分位于或负载于铂载体材料时，则优选第一载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为二氧化铈或者二氧化铈的混合氧化物或复合氧化物(例如二氧化铈-氧化锆)。更优选钯载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为二氧化铈。
第一载体涂层区可以包含钯载体材料。当第一载体涂层区包含钯载体材料时，NOx储存组分可以位于或负载于(例如直接位于或直接负载于)钯载体材料上(对于NOx储存组分位于或负载于第一载体材料上另外地或替代地，该NOx储存组分可以位于或负载于铂载体材料上)。优选钯载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为氧化铝、掺杂剂掺杂的氧化铝、铝酸镁、二氧化铈或者二氧化铈的混合氧化物或复合氧化物(其优选是二氧化铈-氧化锆)。掺杂剂掺杂的氧化铝优选是镧(或其氧化物)掺杂的氧化铝或镁(或其氧化物)掺杂的氧化铝。优选钯载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为二氧化铈或者二氧化铈的混合氧化物或复合氧化物(例如二氧化铈-氧化锆)。更优选钯载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为二氧化铈。
当NOx储存组分位于或负载于钯载体材料时，则优选第一载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为氧化铝、掺杂剂掺杂的氧化铝或铝酸镁。掺杂剂掺杂的氧化铝优选是镧(或其氧化物)掺杂的氧化铝或镁(或其氧化物)掺杂的氧化铝。优选第一载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为氧化镁掺杂的氧化铝。
另外地或替代地，第一载体涂层区可以进一步包含用于NOx储存组分的载体材料。NOx储存组分位于或负载于(例如直接位于或直接负载于)用于NOx储存组分的载体材料上。第一PGM不位于或负载于用于NOx储存组分的载体材料上。
典型地，用于NOx储存组分的载体材料包含或基本上组成为二氧化铈或者二氧化铈的混合氧化物或复合氧化物，例如如上所定义的二氧化铈的混合氧化物或复合氧化物。二氧化铈的混合氧化物或复合氧化物优选是二氧化铈-氧化锆。优选用于NOx储存组分的载体材料包含或基本上组成为二氧化铈。
当第一PGM包含铑(例如是Pt和Rh的组合、Pd或Rh的组合或者Pt、Pd和Rh的组合)时，铑可以位于或负载于第一载体材料和/或铂载体材料(如果存在的话)和/或钯载体材料(如果存在的话)和/或用于NOx储存组分的载体材料(如果存在的话)上。
通常，氧化催化剂或第一载体涂层区包含以下总量的NOx储存组分250-900g ft-3(例如250-500g ft-3)，特别是300-850g ft-3(例如300-450g ft-3)，更特别是400-800g ft-3，例如450-600g ft-3。
当第一PGM包含或基本上组成为铂(Pt)，则优选第一载体涂层区包含碱土金属的总重量大于铂(Pt)的总重量。
但是，可以优选第一载体涂层区不包含铑和/或碱金属。因此，第一载体涂层区可以不包含铑和/或碱金属，特别是位于或负载于载体材料上的碱金属。
为了避免疑义，第一载体涂层区的基本特征(即在任何或全部上述实施方案中)是第一载体涂层区基本上没有锰或其氧化物。第一载体涂层区优选不含锰或其氧化物。
本发明的氧化催化剂包含用于将一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)的第二载体涂层区。第二载体涂层区包含或可以基本上组成为铂(Pt)、锰或其氧化物，和第二载体材料。
第二载体涂层区可以进一步包含钯，例如位于或负载于第二载体材料上的钯。当第二载体涂层区包含钯时，则铂与钯的总重量之比通常≥2:1(例如Pt:Pd 1:0-2:1)，更优选≥4:1(例如Pt:Pd 1:0-4:1)。当第一载体涂层区中铂的总重量大于钯的总重量时，可以获得有利的CO和/或HC点火活性。
通常优选第二载体涂层区基本上没有钯，特别是基本上没有位于或负载于第二载体材料上的钯(Pd)。更优选第二载体涂层区不含钯，特别是位于或负载于第二载体材料上的钯。钯在第二载体涂层区中的存在，特别是大量存在，会有害于NO氧化活性。钯的NO氧化活性在柴油氧化催化剂典型的使用条件下通常较差。同样，存在的任何钯可以与存在的铂中的一些反应以形成合金。这也会有害于第二载体涂层区的NO氧化活性，因为铂-钯合金对于NO氧化不如铂本身有活性。
通常，第二载体涂层区包含铂(Pt)作为唯一的铂族金属。第二载体涂层区优选不包含一种或多种其他铂族金属，例如钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)和/或铱(Ir)。更优选第二载体涂层区不包含负载于第二载体材料上的一种或多种其他铂族金属，例如钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)和/或铱(Ir)。
铂(Pt)典型地位于或负载于第二载体材料上。铂可以直接位于或直接负载于第二载体材料上(例如在铂和第二载体材料之间不存在***的载体材料)。例如，铂可以分散在第二载体材料上。
第二载体涂层区典型地铂的总负载量是5-300g ft-3。优选第二载体涂层区的铂总负载量是10-250g ft-3(例如75-175g ft-3)，更优选15-200g ft-3(例如50-150g ft-3)，仍然更优选20-150g ft-3。
计划第二载体涂层区的主要功能是将一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)。但是，要理解在氧化催化剂的一些实施方案中，第二载体涂层区还可以在使用期间氧化一些一氧化碳(CO)和/或一些烃(HC)。
第二载体涂层区还包含锰(Mn)。锰可以以单质形式或作为氧化物存在。第二载体涂层区典型地包含锰或其氧化物。
锰(Mn)典型地位于或负载于第二载体材料上。锰(Mn)可以直接位于或直接负载于第二载体材料(例如在Mn和第二载体材料之间不存在***的载体材料)。
第二载体涂层区典型地锰(Mn)的总负载量是5-500g ft-3。优选第二载体涂层区的锰(Mn)的总负载量是10-250g ft-3(例如75-175g ft-3)，更优选15-200g ft-3(例如50-150gft-3)，仍然更优选20-150g ft-3
典型地，第二载体涂层区包含Mn:Pt重量比≤5:1，更优选<5:1。
通常，第二载体涂层区包含Mn:Pt重量比≥0.2:1(例如≥0.5:1)，更优选>0.2:1(例如>0.5:1)。
第二载体涂层区可以包含锰(Mn)与铂总重量之比是5:1-0.2:1，例如5:1-0.5:1(例如5:1-2:3或5:1-1:2)，优选4.5:1-1:1(例如4:1-1.1:1)，更优选4:1-1.5:1。Mn:Pt重量比在获得此处所述的对于NO的活性中是重要的。
典型地，第二载体材料包含或基本上组成为难熔金属氧化物。难熔金属氧化物典型地选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈及其混合氧化物或复合氧化物，例如其两种或更多种的混合氧化物或复合氧化物。例如，难熔金属氧化物可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛-氧化铝、氧化锆-氧化铝、二氧化铈-氧化铝、二氧化钛-二氧化硅、氧化锆-二氧化硅、氧化锆-二氧化钛、二氧化铈-氧化锆和氧化铝-氧化镁。
第二载体材料或其难熔金属氧化物可以任选地(例如用掺杂剂)掺杂。掺杂剂可以选自锆(Zr)、钛(Ti)、硅(Si)、钇(Y)、镧(La)、镨(Pr)、钐(Sm)、钕(Nd)及其氧化物。
当第二载体材料或其难熔金属氧化物掺杂时，掺杂剂总量是0.25-5重量％，优选0.5-3重量％(例如约1重量％)。
第二载体材料或其难熔金属氧化物可以包含或基本上组成为掺杂剂掺杂的氧化铝。特别优选第二载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为掺杂剂掺杂的氧化铝。已经发现锰(Mn)、铂(Pt)和掺杂的氧化铝载体材料，特别是二氧化硅掺杂的氧化铝载体材料的组合，提供了优异的NO氧化活性，和可以在氧化催化剂它的寿命期中稳定NO氧化活性。
氧化铝可以用包含硅(Si)、镁(Mg)、钡(Ba)、镧(La)、铈(Ce)、钛(Ti)或锆(Zr)或其两种或更多种的组合的掺杂剂掺杂。掺杂剂可以包含或基本上组成为硅的氧化物、镁的氧化物、钡的氧化物、镧的氧化物、铈的氧化物、钛的氧化物或锆的氧化物。优选掺杂剂包含或基本上组成为硅、镁、钡、铈或其氧化物；特别是硅、铈或其氧化物。更优选掺杂剂包含或基本上组成为硅、镁、钡或其氧化物；特别是硅、镁或其氧化物；特别是硅或其氧化物。
掺杂剂掺杂的氧化铝的例子包括二氧化硅掺杂的氧化铝、氧化镁掺杂的氧化铝、钡或氧化钡掺杂的氧化铝、氧化镧掺杂的氧化铝或二氧化铈掺杂的氧化铝、特别是二氧化硅掺杂的氧化铝、氧化镧掺杂的氧化铝或二氧化铈掺杂的氧化铝。优选掺杂剂掺杂的氧化铝是二氧化硅掺杂的氧化铝、钡或氧化钡掺杂的氧化铝或氧化镁掺杂的氧化铝。更优选掺杂剂掺杂的氧化铝是二氧化硅掺杂的氧化铝或氧化镁掺杂的氧化铝。甚至更优选掺杂剂掺杂的氧化铝是二氧化硅掺杂的氧化铝。
当氧化铝是二氧化硅掺杂的氧化铝时，则氧化铝用以下总量的二氧化硅掺杂：0.5-45重量％(即氧化铝的重量％)，优选1-40重量％，更优选1.5-30重量％(例如1.5-10重量％)，特别是2.5-25重量％，更特别是3.5-20重量％(例如5-20重量％)，甚至更优选4.5-15重量％。
当氧化铝是氧化镁掺杂的氧化铝时，则氧化铝用上面定义的量的或1-30重量％(即氧化铝的重量％)，优选5-25重量％的镁掺杂。
优选第二载体材料或其难熔金属氧化物没有用包含或基本上组成为锰的掺杂剂掺杂。因此，第二载体材料或其难熔金属氧化物没有用促进剂促进，例如选自锡、锰、铟、第VIII族金属(例如Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt，特别是Ir)及其组合的促进剂。
替代地或另外地，第二载体材料或其难熔金属氧化物可以包含或基本上组成为碱土金属铝酸盐，例如具有尖晶石结构的碱土金属铝酸盐。
典型地，碱土金属铝酸盐是铝酸镁(MgAl2O4)、铝酸钙(CaAl2O4)、铝酸锶(SrAl2O4)或铝酸钡(BaAl2O4)或其两种或更多种的混合物。优选该碱土金属铝酸盐是铝酸镁(MgAl2O4)。
通常，当第二载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为氧化铝的混合氧化物或复合氧化物(例如二氧化硅-氧化铝、氧化铝-氧化镁或氧化铝和二氧化铈的混合物)时，则优选该氧化铝的混合氧化物或复合氧化物包含至少50-99重量％的氧化铝，更优选70-95重量％的氧化铝，甚至更优选75-90重量％的氧化铝。
当第二载体材料或其难熔金属氧化物包含或基本上组成为二氧化铈-氧化锆时，则该二氧化铈-氧化锆的基本组成可以为20-95重量％的二氧化铈和5-80重量％的氧化锆(例如50-95重量％二氧化铈和5-50重量％氧化锆)，优选35-80重量％的二氧化铈和20-65重量％氧化锆(例如55-80重量％二氧化铈和20-45重量％氧化锆)，甚至更优选45-75重量％的二氧化铈和25-55重量％氧化锆。
典型地，第二载体涂层区包含以下量的第二载体材料：0.1-4.5gin-3(例如0.25-4.0g in-3)，优选0.5-3.0g in-3，更优选0.6-2.5g in-3(例如0.75-1.5g in-3)。
在一些应用中，通常可以优选第二载体涂层区基本上没有烃吸附剂材料，特别是沸石。因此，第二载体涂层区可以不包含烃吸附剂材料。
可以进一步优选第二载体涂层区基本上没有沸石催化剂。因此，第二载体涂层区可以不包含沸石催化剂。
第二载体涂层区典型地不包含铟和/或铱。更优选第二载体涂层区不包含铟、铱和/或镁。
可以优选第二载体涂层区不包含氧化铈或其混合氧化物或复合氧化物，例如(i)氧化铈和氧化铝的混合氧化物或复合氧化物，和/或(ii)氧化铈和氧化锆的混合氧化物或复合氧化物。
另外地或替代地，第二载体涂层区可以基本上没有铑、碱金属和/或碱土金属，特别是位于或负载于第二载体材料上的碱金属和/或碱土金属。因此，第二载体涂层可以不包含铑、碱金属和/或碱土金属，特别是位于或负载于第二载体材料上的碱金属和/或碱土金属。
典型地，第一载体涂层区包含>25％的总浓度的铂族金属(即氧化催化剂的)。优选第一载体涂层区包含>30％，更优选≥40％的总浓度的铂族金属。
通常第二载体涂层区中第一PGM的总浓度大于铂的总浓度。
第一载体涂层区和/或第二载体涂层区可以位于或负载于基底上。
第一载体涂层区可以直接位于基底上(即第一载体涂层区与基底表面接触；参见图1-5)。第二载体涂层区可以：
(a)位于或负载于第一载体涂层区上(例如参见图2、4和5)；和/或
(b)直接位于基底上[即第二载体涂层区与基底表面接触](例如参见图1、3、4)；和/或
(c)与第一载体涂层区接触[即第二载体涂层区与第一载体涂层区相邻或邻接]。
当第二载体涂层区直接位于基底上时，则第二载体涂层区的部件或部分可以与第一载体涂层区接触，或者第一载体涂层区和第二载体涂层区可以分开(例如通过间隙)。
当第二载体涂层区位于或负载于第一载体涂层区上时，第二载体涂层区的全部或部分优选直接位于第一载体涂层区上(即第二载体涂层区与第一载体涂层区的表面接触)。第二载体涂层区可以是第二载体涂层，和第一载体涂层区可以是第一载体涂层。
第二载体涂层区可以直接位于基底上(即第二载体涂层区与基底表面接触；参见图1、3和4)。第一载体涂层区可以：
(i)位于或负载于第二载体涂层区上(例如参见图3和4)；和/或
(ii)直接位于基底上[即第一载体涂层区与基底表面接触](例如参见图3和4)；和/或
(iii)与第二载体涂层区接触[即第一载体涂层区与第二载体涂层区相邻或邻接]。
第一载体涂层区可以直接位于第二载体涂层区上(即第一载体涂层区与第二载体涂层区表面接触)。
优选第一载体涂层区仅部分或部件位于或负载于第二载体涂层区上。因此，第一载体涂层区不完全重叠或覆盖第二载体涂层区。
通常，可能第一载体涂层区和第二载体涂层区都不直接位于基底上(即第一载体涂层区和第二载体涂层区都不接触基底表面)。
第一载体涂层区可以是第一载体涂层或第一载体涂层区域。当第一载体涂层区是第一载体涂层区域时，则典型地第一载体涂层区域的长度是基底长度的10-90％(例如10-45％)，优选基底长度的15-75％(例如15-40％)，更优选基底长度的20-70％(例如30-65％，例如25-45％)，仍然更优选25-65％(例如35-50％)。优选第一载体涂层区域的长度大于第二载体涂层区域的长度。
第二载体涂层区可以是第二载体涂层或第二载体涂层区域。当第二载体涂层区是第二载体涂层区域时，则典型地第二载体涂层区域的长度是基底长度的10-90％(例如10-45％)，优选基底长度的15-75％(例如15-40％)，更优选基底长度的20-70％(例如30-65％，例如25-45％)，仍然更优选25-65％(例如35-50％)。
第一载体涂层区域可以与第二载体涂层区域邻接。优选第一载体涂层区域与第二载体涂层区域接触。当第一载体涂层区域与第二载体涂层区域邻接，或者第一载体涂层区域与第二载体涂层区域接触时，则第一载体涂层区域和第二载体涂层区域可以作为层(例如单层)位于或负载于基底上。因此，当第一和第二载体涂层区域彼此邻接或接触时，层(例如单层)可以在基底上形成。这样的布置可以避免背压问题。
第一载体涂层区域可以与第二载体涂层区域分开。第一载体涂层区域和第二载体涂层区域之间可以存在间隙(例如空间)。
第一载体涂层区域可以与第二载体涂层区域重叠。因此，第一载体涂层区域的端部或部分可以位于或负载于第二载体涂层区域上。第一载体涂层区域可以与第二载体涂层区域完全或部分地重叠。当第一载体涂层区域与第二载体涂层区域重叠时，优选第一载体涂层区域与第二载体涂层区域仅部分重叠(即第二载体涂层区域的顶部、最远表面没有被第一载体涂层区域完全覆盖)。
可选地，第二载体涂层区域可以与第一载体涂层区域重叠。因此，第二载体涂层区域的端部或部件可以位于或负载于第一载体涂层区域上。第二载体涂层区域通常仅与第一载体涂层区域部分重叠。
优选第一载体涂层区域和第二载体涂层区域没有实质重叠。
在本发明的氧化催化剂中，第二载体涂层区可以经布置以在基底出口端接触废气，典型地在废气与第一载体涂层区接触之后进行。这可以例如通过使第二载体涂层区/层/区域位于基底出口端来实现。第一载体涂层区可以经布置或取向以在第二载体涂层区之前接触废气。因此，第一载体涂层区可以经布置以在废气进入氧化催化剂时接触它，和第二载体涂层区可以经布置以在废气离开氧化催化剂时接触它。
当氧化催化剂具有这样的布置，即它在废气即将离开催化剂之前，和在它已经与用于氧化CO和HC的载体涂层区接触之后，促进废气与含有Pt和Mn的载体涂层区的接触时，该氧化催化剂会表现出有利的氧化活性(例如对于CO、HC和NO)，特别是对于NO。在氧化催化剂这样的布置中，当废气进入该催化剂时，它首先接触第一载体涂层区。在废气已经穿过或经过第一载体涂层区时，它开始接触用于氧化NO的第二载体涂层区，然后它最终穿过氧化催化剂的出口。已经进一步发现，当氧化催化剂以这样的方式布置时，含Mn的载体涂层区令人惊讶地耐受来自于柴油燃料的硫的毒化，并且可以保持它的NO氧化活性。
第二载体涂层区经排列或取向，以在废气已经接触第一载体涂层区之后，在以下情况中与该废气接触：
(a)第二载体涂层区是位于基底出口端的第二载体涂层区域，和任选地第一载体涂层区是位于基底入口端的第一载体涂层区域；或
(b)第一载体涂层区是第一载体涂层，和第二载体涂层区是第二载体涂层区域，其中第二载体涂层区域位于基底出口端的第一载体涂层上；或
(c)第一载体涂层区是第一载体涂层，和第二载体涂层区是第二载体涂层，和其中第二载体涂层位于第一载体涂层上。
典型地，第一载体涂层区经排列或取向，以在第二载体涂层区之前接触废气。因此，第一载体涂层区可以经布置以在废气进入氧化催化剂时接触该废气，和第二载体涂层区可以经布置以在废气离开氧化催化剂时接触该废气。图1和6-10中所示的第一和第二载体涂层区的分区布置在这方面特别有利(废气在左手侧进入)。
第二载体涂层区经布置以在基底出口端，和在废气与以下所述的第一到第三氧化催化剂布置的任一个中的第一载体涂层区接触之后，接触该废气。
优选第二载体涂层区是第二载体涂层区域。更优选第二载体涂层区域位于或负载于基底出口端或附近。
在第一氧化催化剂布置中，第一载体涂层区位于或负载于第二载体涂层区域上游。优选第一载体涂层区是第一载体涂层区域。更优选第一载体涂层区域位于或负载于基底入口端或附近。当氧化催化剂具有这样的“分区”布置时，含Mn的第二载体涂层区可以表现出良好的硫耐受性。
在第二氧化催化剂布置中，第一载体涂层区是第一载体涂层。优选第一载体涂层延伸到基底的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基底整料通道的整个长度。
第二载体涂层区域典型地位于或负载于第一载体涂层上。优选第二载体涂层区域直接位于第一载体涂层上(即第二载体涂层区域与第一载体涂层表面接触)。
当第二载体涂层区域位于或负载于第一载体涂层上时，优选第二载体涂层区域的整个长度位于或负载于第一载体涂层上。第二载体涂层区域的长度小于第一载体涂层的长度。
在第三氧化催化剂布置中，第一载体涂层区是第一载体涂层。优选第一载体涂层延伸到基底的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基底整料通道的整个长度。
第二载体涂层区是第二载体涂层。优选第二载体涂层延伸到基底的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基底整料通道的整个长度。
第二载体涂层位于或负载于第一载体涂层上。优选第二载体涂层直接位于第一载体涂层上(即第二载体涂层与第一载体涂层表面接触)。
可选地，在本发明的氧化催化剂中，第二载体涂层区可以布置以基底入口端接触废气，典型地在废气与第一载体涂层区接触之前进行。这可以例如通过使第二载体涂层区/层/区域位于基底入口端来实现。第一载体涂层区可以经布置或取向以在第二载体涂层区之后接触废气。因此，第二载体涂层区可以经布置以在废气进入氧化催化剂时与它接触，和第一载体涂层区可以经布置以在废气离开氧化催化剂时与它接触。
氧化催化剂可以具有这样的布置，即它在废气与用于NOx储存的载体涂层区接触之前，促进该废气与含有Pt和Mn的载体涂层区的接触。在这样的布置中，当废气进入该催化剂时，它首先接触可以将NO氧化成NO2的第二载体涂层区。在废气已经穿过第二载体涂层区之后，它开始接触用于NOx储存的第一载体涂层区，然后它最终穿过氧化催化剂的出口。为了使第一载体涂层区中的NOx储存组分吸附或储存NOx，NOx的NO组分必须转化成NO2。第二载体涂层区促进这种转化。
第二载体涂层区经排列或取向，以在废气已经接触第一载体涂层区之前，在以下情况中与该废气接触：
(a)第二载体涂层区是位于基底入口端的第二载体涂层区域，和任选地第一载体涂层区是位于基底出口端的第一载体涂层区域；或
(b)第一载体涂层区是第一载体涂层，和第二载体涂层区是第二载体涂层区域，其中第二载体涂层区域位于基底入口端的第一载体涂层上；或
(c)第一载体涂层区是第一载体涂层，和第二载体涂层区是第二载体涂层，和其中第一载体涂层位于第二载体涂层上。
典型地，第一载体涂层区经布置或取向，以在第二载体涂层区之后接触废气。因此，第一载体涂层区可以经布置以在废气离开氧化催化剂时接触该废气，和第二载体涂层区可以经布置以在废气进入氧化催化剂时接触该废气。图1和6-10中所示的第一和第二载体涂层区的分区布置在这方面特别有利(废气在右手侧进入)。
第二载体涂层区经布置以在基底入口端，和在废气与以下所述的第四到第六氧化催化剂布置的任一个中的第一载体涂层区接触之后，接触该废气。
优选第二载体涂层区是第二载体涂层区域。更优选第二载体涂层区位于或负载于基底入口端或附近。
在第四氧化催化剂布置中，第一载体涂层区位于或负载于第二载体涂层区域下游。优选第一载体涂层区是第一载体涂层区域。更优选第一载体涂层区域位于或负载于基底出口端或附近。
在第五氧化催化剂布置中，第二载体涂层区是第二载体涂层。优选第二载体涂层延伸到基底的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基底整料通道的整个长度。
第一载体涂层区是第一载体涂层区域，其典型地位于或负载于第二载体涂层上。优选第一载体涂层区直接位于第二载体涂层上(即第一载体涂层区与第二载体涂层表面接触)。
当第一载体涂层区域位于或负载于第二载体涂层上时，优选第一载体涂层区域的整个长度位于或负载于第二载体涂层上。第一载体涂层区域的长度小于第二载体涂层的长度。
在第六氧化催化剂布置中，第一载体涂层区是第一载体涂层。优选第一载体涂层延伸到基底的整个长度(即基本上整个长度)，特别是在基底整料通道的整个长度。
第二载体涂层区是第二载体涂层。优选第二载体涂层延伸到基底的整个长度(即基本上整个长度)，特别是基底整料通道的整个长度。
第一载体涂层位于或负载于第二载体涂层上。优选第一载体涂层直接位于第二载体涂层上(即第一载体涂层与第二载体涂层表面接触)。当氧化催化剂具有这样的“层状”布置时，含Mn的第二载体涂层会表现出良好的硫耐受性。
通常(包括上面的第一到第六氧化催化剂布置)，氧化催化剂可以进一步包含第三载体涂层区。因此，第一载体涂层区和第二载体涂层区中的至少之一可以位于或负载于第三载体涂层区上。第三载体涂层区可以或可以不包含铂族金属。
第三载体涂层区可以直接位于基底上(即第三载体涂层区与基底表面接触；参见图6、8和10)。第二载体涂层区可以：
(a)位于或负载于第三载体涂层区上(例如参见图6、8和10)；和/或
(b)直接位于基底上[即第二载体涂层区与基底表面接触]；和/或
(c)与第三载体涂层区接触[即第二载体涂层区与第三载体涂层区相邻或邻接]。
另外地或替代地，第三载体涂层区可以位于或负载于第一载体涂层区和/或第二载体涂层区上(例如参见图7和9)。
当第三载体涂层区直接位于基底上时，则第一载体涂层区可以位于或负载于第三载体涂层区上(例如参见图6)。第二载体涂层区还可以位于或负载于第三载体涂层区上。第三载体涂层区可以是第三载体涂层，第一载体涂层区可以是第一载体涂层区域，和第二载体涂层区可以是第二载体涂层区域。第二载体涂层区/区域可以与第一载体涂层区/区域接触[即第二载体涂层区/区域与第一载体涂层区/区域相邻或邻接]。可选地，第一载体涂层区/区域和第二载体涂层区/区域可以分开(例如通过间隙)。
当第三载体涂层区直接位于基底上时，则第一载体涂层区可以直接位于基底上(例如参见图8和10)。第二载体涂层区可以位于或负载于第三载体涂层区和/或第一载体涂层区上，优选第二载体涂层区位于或负载于第三载体涂层区上。第三载体涂层区可以是第三载体涂层区域，和第一载体涂层区可以是第一载体涂层区域。第三载体涂层区/区域可以与第一载体涂层区/区域接触[即第三载体涂层区/区域与第一载体涂层区/区域相邻或邻接]。可选地，第一载体涂层区/区域和第三载体涂层区/区域可以分开(例如通过间隙)。
第二载体涂层区可以是第二载体涂层或第二载体涂层区域，优选第二载体涂层区域。当第二载体涂层区是第二载体涂层区域时，氧化催化剂可以进一步包含第四载体涂层区(例如参见图10)。第四载体涂层区可以位于或负载于第一载体涂层区域上。第四载体涂层区可以与第二载体涂层区域接触[即第四载体涂层区与第二载体涂层区域相邻或邻接]。可选地，第四载体涂层区和第二载体涂层区域可以分开(例如通过间隙)。
第四载体涂层区可以是第四载体涂层区域。
第三载体涂层区可以位于或负载于第二载体涂层区上(例如参见图9)。第二载体涂层区可以是第二载体涂层区域，和第一载体涂层区可以是第一载体涂层区域。第二载体涂层区/区域可以与第一载体涂层区/区域接触[即第二载体涂层区/区域与第一载体涂层区/区域相邻或邻接]。可选地，第一载体涂层区/区域和第二载体涂层区/区域可以分开(例如通过间隙)。
第三载体涂层区可以是第三载体涂层或第三载体涂层区域。
当第三载体涂层区是第三载体涂层区域时，则第三载体涂层区域典型地长度是基底长度的10-90％(例如10-45％)，优选基底长度的15-75％(例如15-40％)，更优选基底长度的20-70％(例如30-65％，例如25-45％)，仍然更优选25-65％(例如35-50％)。
当第三载体涂层区是第三载体涂层区域时，则第三载体涂层区域可以位于或负载于第二载体涂层区域上(例如参见图7)。第一载体涂层区可以是第一载体涂层区域。第三载体涂层区域可以与第一载体涂层区域接触[即第三载体涂层区域与第一载体涂层区域相邻或邻接]。可选地，第一载体涂层区域和第三载体涂层区域可以分开(例如通过间隙)。
当第三载体涂层区是第三载体涂层区域时，则第三载体涂层区域可以位于或负载于第一载体涂层区域上(例如参见图9)。第二载体涂层区可以是第二载体涂层区域。第三载体涂层区域可以与第二载体涂层区域接触[即第三载体涂层区域与第二载体涂层区域相邻或邻接]。可选地，第二载体涂层区域和第三载体涂层区域可以分开(例如通过间隙)和/或不接触(例如第二载体涂层区域不与第三载体涂层区域物理接触)。
当第三载体涂层区是第三载体涂层时，则第三载体涂层可以位于或负载于第一载体涂层区/区域和第二载体涂层区/区域二者上。
用于负载处理柴油机废气的氧化催化剂的载体是本领域公知的。制造载体涂层和将载体涂层施涂到基底的方法也是本领域已知的(参见例如申请人的WO99/47260，WO2007/077462和WO2011/080525)。
基底典型地具有多个通道(例如用于废气流通)。通常，基底是陶瓷材料或金属材料。
优选基底由堇青石(SiO2-Al2O3-MgO)、碳化硅(SiC)、Fe-Cr-Al合金、Ni-Cr-Al合金或不锈钢合金制成或包含它们。
典型地，基底是整料(在此也称作基底整料)。这样的整料是本领域公知的。基底整料可以是流通式整料或滤过性整料。
流通式整料典型地包含蜂窝体整料(例如金属或陶瓷蜂窝体整料)，其具有多个延长穿过其的通道，该通道两端开口。当基底是流通式整料时，则本发明的氧化催化剂典型地是贫NOx阱(LNT)[也称作NOx储存催化剂(NSC)]或用作贫NOx阱(LNT)。
滤过性整料通常包含多个入口通道和多个出口通道，其中入口通道在上游端(即废气入口侧)开口和在下游端(即废气出口侧)堵塞或密封，出口通道在上游端堵塞或密封和在下游端开口，并且其中每个入口通道与出口通道通过多孔结构隔开。
当整料是滤过性整料时，优选该滤过性整料是壁流式过滤器。在壁流式过滤器中，每个入口通道通过多孔结构的壁与出口通道交替隔开，反之亦然。优选入口通道和出口通道以蜂窝状排列来布置。当存在蜂窝状排列时，优选与入口通道垂直和侧面相邻的通道在上游端堵塞，反之亦然(即与出口通道垂直和侧面相邻的通道在下游端堵塞)。当从任一端观察时，该通道的交替堵塞和开口的端部呈现出棋盘外观。
优选的基底是流通式整料。
原则上，基底可以是任何形状或尺寸。但是，通常基底的形状和尺寸经选择以优化催化剂中的催化活性材料向废气的暴露。基底可以例如具有管状、纤维状或粒状形式。合适的负载基底的例子包括整料蜂窝体堇青石型的基底、整料蜂窝体SiC型的基底、层状纤维或编织织物型的基底、泡沫型的基底、交叉流动型的基底、金属丝网型的基底、金属多孔体型的基底和陶瓷颗粒型的基底。
通常，本发明的氧化催化剂用作贫NOx阱(LNT)。
要理解的是，任何提及用作贫NOx阱(LNT)的本发明的氧化催化剂可以包括主动NOx吸附剂活性(DOC-PNA)或冷启动催化剂活性(DOC-CSC)。
本发明还提供一种排气***，其包含该氧化催化剂和排放控制装置。排放控制装置优选在氧化催化剂下游。
排放控制装置的例子包括柴油颗粒过滤器(DPF)、贫NOx阱(LNT)、贫NOx催化剂(LNC)、选择性催化还原(SCR)催化剂、柴油氧化催化剂(DOC)、催化型烟灰过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂、氨泄漏催化剂(ASC)及其两种或更多种的组合。这样的排放控制装置全部是本领域公知的。优选的排放控制装置是选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂
前述排放控制装置中的一些具有滤过性基底。具有滤过性基底的排放控制装置可以选自柴油颗粒过滤器(DPF)、催化型烟灰过滤器(CSF)和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。
优选排气***包含选自以下的排放控制装置：贫NOx阱(LNT)、氨泄漏催化剂(ASC)、柴油颗粒过滤器(DPF)、选择性催化还原(SCR)催化剂、催化型烟灰过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂及其两种或更多种的组合。更优选排放控制装置选自柴油颗粒过滤器(DPF)、选择性催化还原(SCR)催化剂、催化型烟灰过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂及其两种或更多种的组合。甚至更优选排放控制装置是选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。
当本发明的排气***包含SCR催化剂或SCRFTM催化剂时，则该排气***可以进一步包含注射器，用于将含氮还原剂例如氨，或氨前体例如尿素或甲酸铵，优选尿素，注入氧化催化剂下游和SCR催化剂或SCRFTM催化剂上游的废气中。这样的注射器可以流体连接到含氮还原剂前体的源(例如槽)上。阀控制的前体到废气中的计量进料可以通过适当编程的发动机管理装置和闭路或开路反馈来调节，其具有传感器来监控废气的组成。氨还可以通过加热氨基甲酸铵(固体)来产生，并且所产生的氨可以注入废气中。
对于注射器替代地或另外处，氨可以原位产生(例如在位于SCR催化剂或SCRFTM催化剂上游的LNT的富再生过程中)。因此，排气***可以进一步包含发动机管理装置，以使废气富含烃。
SCR催化剂或SCRFTM催化剂可以包含选自以下的至少一种金属：Cu、Hf、La、Au、In、V、镧系元素和第VIII族过渡金属(例如Fe)，其中该金属负载于难熔氧化物或分子筛上。该金属优选选自Ce、Fe、Cu及其任何两种或更多种的组合，更优选该金属是Fe或Cu。
用于SCR催化剂或SCRFTM催化剂的难熔氧化物可以选自Al2O3、TiO2、CeO2、SiO2、ZrO2和含有其两种或更多种的混合氧化物。非沸石催化剂还可以包括氧化钨(例如V2O5/WO3/TiO2、WOx/CeZrO2、WOx/ZrO2或Fe/WOx/ZrO2)。
当SCR催化剂、SCRFTM催化剂或其载体涂层包含至少一种分子筛例如铝硅酸盐沸石或SAPO时，特别优选。至少一种分子筛可以是小、中或大孔分子筛。在这里用“小孔分子筛”表示含有最大环尺寸8的分子筛例如CHA；在这里用“中孔分子筛”表示含有最大环尺寸10的分子筛例如ZSM-5；和在这里用“大孔分子筛”表示具有最大环尺寸12的分子筛例如β。小孔分子筛潜在有利地用于SCR催化剂中。
在本发明的排气***中，用于SCR催化剂或SCRFTM催化剂的优选的分子筛是合成铝硅酸盐沸石分子筛，其选自AEI、ZSM-5、ZSM-20、ERI(包括ZSM-34)、丝光沸石、镁碱沸石、BEA(包括β)、Y、CHA、LEV(包括Nu-3)、MCM-22和EU-1，优选AEI或CHA，并且二氧化硅-氧化铝之比是约10-约50，例如约15-约40。
在第一排气***实施方案中，排气***包含本发明的氧化催化剂和催化型烟灰过滤器(CSF)。氧化催化剂典型地随后是催化型烟灰过滤器(CSF)(例如在其上游)。因此，例如氧化催化剂的出口连接到催化型烟灰过滤器的入口。
在第二排气***实施方案中，排气***包含本发明的氧化催化剂、催化型烟灰过滤器(CSF)和选择性催化还原(SCR)催化剂。氧化催化剂典型地随后是催化型烟灰过滤器(CSF)(例如在其上游)。催化型烟灰过滤器典型地随后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。含氮还原剂注射器可以布置在催化型烟灰过滤器(CSF)和选择性催化还原(SCR)催化剂之间。因此，催化型烟灰过滤器(CSF)可以随后是含氮还原剂注射器(例如在其上游)，和含氮还原剂注射器可以随后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。
在第三排气***实施方案中，排气***包含本发明的氧化催化剂、选择性催化还原(SCR)催化剂和催化型烟灰过滤器(CSF)或柴油颗粒过滤器(DPF)。
在第三排气***实施方案中，本发明的氧化催化剂典型地随后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。含氮还原剂注射器可以在氧化催化剂和选择性催化还原(SCR)催化剂之间。因此，氧化催化剂可以随后是(例如在其上游)含氮还原剂注射器，和含氮还原剂注射器可以随后是选择性催化还原(SCR)催化剂(例如在其上游)。选择性催化还原(SCR)催化剂随后是催化型烟灰过滤器(CSF)或柴油颗粒过滤器(DPF)(例如在其上游)。
第四排气***实施方案包含本发明的氧化催化剂和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。本发明的氧化催化剂典型地随后是选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂(例如在其上游)。含氮还原剂注射器可以布置在氧化催化剂和选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂之间。因此，氧化催化剂可以随后是含氮还原剂注射器(例如在其上游)，和含氮还原剂注射器可以随后是选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂(例如在其上游)。
当排气***包含选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂时，例如在上面所述的第二到第四排气***实施方案中，ASC可以位于SCR催化剂或SCRFTM催化剂的下游(即作为分别的基底整料)，或者更优选包含SCR催化剂的基底整料的下游或尾端上的区域可以用作ASC的载体。
本发明另一方面涉及一种车辆或设备。车辆或设备包含柴油机。该柴油机可以是均质充量压缩点火(HCCI)发动机、预混充量压缩点火(PCCI)发动机或低温燃烧(LTC)发动机。优选柴油机是常规(即传统)柴油机。
车辆可以是轻型柴油车辆(LDV)，例如美国或欧洲法律中定义的。轻型柴油车辆典型地重量<2840kg，更优选重量<2610kg。
在美国，轻型柴油车辆(LDV)指的是毛重≤8500磅(US lbs)的柴油车辆。在欧洲，术语轻型柴油车辆(LDV)指的是(i)客车，其包含除了驾驶员座位之外不多于8个座位，并且最大质量不超过5吨，和(ii)载货车辆，其最大质量不超过12吨。
可选地，车辆可以是重型柴油车辆(HDV)，例如毛重>8500磅(USlbs)的柴油车辆，如美国法律中定义的。
本发明还提供一种调节用于排放控制装置的柴油机废气中NOx含量的方法。步骤(b)将经处理的废气送到排放控制装置典型地包括将经处理的废气直接送到排放控制装置。因此，氧化催化剂的出口直接连接(例如没有中间物)到排放控制装置的入口。
典型地，排放控制装置是选择性催化还原(SCR)催化剂、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂、柴油颗粒过滤器(DPF)或催化型烟灰过滤器(CSF)。优选排放控制装置是选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂。
作为此处使用的，任何提及“调节NOx的含量”，特别是涉及本发明的方法或用途方面，指的是改变(即调节)或保持，优选将NO:NO2的比率(单位ppm或体积％，典型地在废气的温度和压力)改变到具体的废气温度或温度范围时的预定比率内。预定比率典型地小于17:3，优选是5:1-1:5，更优选2.5:1-1:2.5，甚至更优选2:1-1:2(例如1.5:1-1:1.5或约1:1)。
本发明还涉及氧化催化剂的用途，其用于再生具有滤过性基底的排放控制装置(例如具有滤过性基底的下游排放控制装置)。
具有滤过性基底的排放控制装置可以选自柴油颗粒过滤器(DPF)、催化型烟灰过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂及其两种或更多种的组合。
当本发明的氧化催化剂用于再生具有滤过性基底的排放控制装置时，它可以用于排放控制装置的主动或被动再生，优选主动再生。
氧化催化剂可以用于在至少220℃，优选至少240℃，更优选至少260℃，仍然更优选至少280℃的温度，通过将一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)，来再生具有滤过性基底的排放控制装置。
定义
术语“载体涂层”是本领域公知的，指的是通常在催化剂生产过程中施涂到基底上的粘合涂层。
作为此处使用的，术语“载体涂层区”指的是基底上载体涂层的一个范围。“载体涂层区”可以例如作为“层”或“区域”位于或负载于基底上。基底上载体涂层的范围或布置通常在将载体涂层施涂到基底的过程中控制。“载体涂层区”典型地具有清晰的边界或边缘(即它可以使用常规分析技术来区分一个载体涂层区与另一载体涂层区)。
典型地，“载体涂层区”具有基本上均匀的长度。在本文上下文中提及“基本上均匀的长度”指的是相对于它的平均值的偏差(例如最大和最小长度之间的差)不大于10％，优选偏差不大于5％，更优选偏差不大于1％的长度。
优选每个“载体涂层区”具有基本上均匀的组成(即当比较载体涂层区的一部分与载体涂层区的另一部分时，载体涂层的组成基本上没有差异)。在本文上下文中，基本上均匀的组成指的是当比较载体涂层区的一部分与载体涂层区的另一部分时，材料(例如载体涂层区)的组成差异是5％或更小，通常2.5％或更小，和最通常1％或更小。
作为此处使用的，术语“载体涂层区域”指的是长度小于基底总长度的载体涂层区，例如≤75％的基底总长度。“载体涂层区域”典型地长度(即基本上均匀的长度)是基底总长度的至少5％(例如≥5％)。
基底总长度是它的入口端和它的出口端(例如基底的相对端)之间的距离。
作为此处所用的，任何提及“位于基底入口端的载体涂层区域”指的是位于或负载于基底上的载体涂层区域，在这里与该载体涂层区域到基底出口端相比，该载体涂层区域更接近于基底入口端。因此，载体涂层区域的中点(即它长度的一半处)与该中点到基底出口端相比更接近于基底入口端。类似地，作为此处所用的，任何提及“位于基底出口端的载体涂层区域”指的是位于或负载于基底上的载体涂层区域，在这里与该载体涂层区域到基底入口端相比，该载体涂层区更接近于基底出口端。因此，载体涂层区域的中点(即它长度的一半处)与该中点到基底入口端相比更接近于基底出口端。
当基底是壁流式过滤器时，则通常任何提及“位于基底入口端的载体涂层区域”指的是位于或负载于基底上的载体涂层区域，该载体涂层区域：
(a)与该载体涂层区域到入口通道的封闭端(例如闭塞或堵塞端)相比，更接近于基底入口通道的入口端(例如开口端)，和/或
(b)与该载体涂层区域到出口通道的出口端(例如开口端)相比，更接近于基底出口通道的封闭端(例如闭塞或堵塞端)。
因此，载体涂层区域的中点(即它长度的一半)，(a)与该中点到入口通道的封闭端相比，更接近于基底入口通道的入口端，和/或(b)与该中点到出口通道的出口端相比，更接近于基底出口通道的封闭端。
类似地，当基底是壁流式过滤器时，任何提及“位于基底出口端的载体涂层区域”指的是位于或负载于基底上的载体涂层区域，该载体涂层区域：
(a)与该载体涂层区到出口通道的封闭端(例如闭塞或堵塞端)相比，更接近于基底出口通道的出口端(例如开口端)，和/或
(b)与它到入口通道的入口端(例如开口端)相比，更接近于基底入口通道的封闭端(例如闭塞或堵塞端)。
因此，载体涂层区域的中点(即它长度的一半)，(a)与该中点到出口通道的封闭端相比，更接近于基底出口通道的出口端，和/或(b)与该中点到入口通道的入口端相比，更接近于基底入口通道的封闭端。
当载体涂层存在于壁流式过滤器的壁中时(即载体涂层区域是壁内的)，该载体涂层区域可以满足(a)和(b)二者。
作为此处使用的，首字母缩写“PGM”指的是“铂族金属”。术语“铂族金属”通常指的是选自Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt的金属，优选选自Ru、Rh、Pd、Ir和Pt的金属。通常，术语“PGM”优选指的是选自Rh、Pt和Pd的金属。
作为此处使用的，术语“混合氧化物”通常指的是单相氧化物的混合物，如本领域公知的。作为此处使用的，术语“复合氧化物”通常指的是多于一相的氧化物复合物，如本领域公知的。
作为此处使用的，任何提及不“基本上重叠”的载体涂层区域指的是重叠(即基底上相邻区域的端部之间)小于基底长度的10％，优选小于基底长度的7.5％，更优选小于基底长度的5％，特别是小于基底长度的2.5％，甚至更优选小于基底长度的1％，最优选不存在重叠。
作为此处使用的，表述“基本上组成为”将特征的范围限制到包含规定材料，和不实质性影响该特征的基本特性的任何其他材料或步骤，例如少量杂质。表述“基本上组成为”包括表述“组成为”。
作为此处使用的，涉及材料，典型地在载体涂层区域、载体涂层或载体涂层区含量的上下文中，表述“基本上没有”表示少量的该材料，例如≤5重量％，优选≤2重量％，更优选≤1重量％。表述“基本上没有”包括表述“不包含”。
作为此处使用的，任何提及掺杂剂的量，特别是总量，表述为重量％指的是载体材料或其难熔金属氧化物的重量。
实施例
现在将通过以下非限定性实施例来说明本发明。
实施例1
将二氧化硅掺杂的氧化铝粉末在水中制浆，和研磨到d90<20微米。将乙酸钡添加到浆料，随后添加适量的可溶性铂和钯盐。添加β沸石，以使得该浆料包含78质量％的二氧化硅掺杂的氧化铝和22质量％的沸石。然后搅拌该浆料以均化。使用公知的涂覆技术将所形成的载体涂料施涂到具有400个孔/平方英寸的堇青石流通式整料的入口通道，然后干燥。
第二浆料通过采用二氧化硅掺杂的氧化铝粉末和研磨到d90<20微米来制备。将可溶性铂盐添加到该浆料，随后添加硝酸锰溶液。搅拌该浆料以均化。将这个第二浆料使用常规涂覆技术施涂到流通式整料的出口通道。将该部件干燥，然后在500℃煅烧。最终的催化剂的总PGM负载量是75g ft-3，和出口涂层上的锰负载量是100g ft-3。铂与锰的重量比是3:5。
实施例2
将二氧化硅掺杂的氧化铝粉末在水中制浆，和研磨到d90<20微米。将乙酸钡添加到浆料，随后添加适量的可溶性铂和钯盐。添加β沸石，以使得该浆料包含78质量％的二氧化硅掺杂的氧化铝和22质量％的沸石。然后搅拌该浆料以均化。使用公知的涂覆技术将所形成的载体涂料施涂到具有400个孔/平方英寸的堇青石流通式整料的入口通道，然后干燥。
第二浆料通过采用二氧化硅掺杂的氧化铝粉末和研磨到d90<20微米来制备。将适量的可溶性铂盐添加到该浆料，搅拌它以均化。将这个第二浆料使用常规涂覆技术施涂到流通式整料的出口通道。将该部件干燥，然后在500℃煅烧。最终的催化剂的总PGM负载量是75g ft-3。
实验结果
NO氧化的测量
核样品取自实施例1和2的催化剂。全部核样品在750℃的烘箱中水热“老化”15小时。取另外的核样品，并且保持在“新鲜”条件(即它们保持没有任何烘箱热处理)。
催化活性使用合成气工作台活性测试(SCAT)来测定。新鲜的和老化的核样品在模拟的催化剂活性测试(SCAT)气体设备中，使用表1中的入口气体混合物来测试。在每种情况中，余量是氮气。
表1
CO 1500ppm
HC(作为C<sub>1</sub>) 430ppm
NO 100ppm
CO<sub>2</sub> 4％
H<sub>2</sub>O 4％
O<sub>2</sub> 14％
空速 55000/小时
结果
来自于SCAT的结果显示在下表2和3中。
表2
Figure BDA0001056424930000361
表2的结果显示，实施例1的催化剂(包含Pt区域中的锰)在200℃的老化条件的NO氧化性能好于实施例2的催化剂。
表3
Figure BDA0001056424930000362
表3的结果显示，实施例1的催化剂在220℃的老化条件显示了比实施例2的催化剂更好的NO氧化活性。
表2和3还显示，实施例1的催化剂的新鲜和老化条件之间的NO氧化活性之差小于实施例2。因此，实施例1的催化剂显示了比实施例2更稳定的NO氧化性能。新鲜和老化条件之间稳定的NO氧化性能对于下游SCR计量进料校正来说是有利的。
实施例3
如下来制备第一浆料：将二氧化硅-氧化铝粉末在水中制浆，和研磨到d90<20微米。添加可溶性铂盐，随后添加硝酸锰。搅拌混合物以均化。
将这个浆料使用公知的涂覆技术施涂到具有400个孔/平方英寸的堇青石流通式整料的出口端。然后将它干燥和在500℃煅烧。该部件上的Pt负载量是15g ft-3。该部件上的锰负载量是50g ft-3。
如下来制备第二浆料：取二氧化硅-氧化铝粉末，和研磨到d90<20微米。将乙酸钡添加到浆料，随后添加适量的可溶性铂和钯盐。添加β沸石，以使得该浆料包含77质量％的二氧化硅-氧化铝和23质量％的沸石。然后搅拌该浆料以均化。使用公知的涂覆技术将所形成的载体涂料施涂到流通式整料的入口通道。将该部件干燥和在500℃煅烧。最终的催化剂的总Pt负载量是45g ft-3和Pd负载量是15g ft-3。
实施例4
使用与实施例3相同的方法制备第一浆料，并且施涂到具有400个孔/平方英寸的堇青石流通式整料。该部件上的Pt负载量是15g ft-3。该部件上的锰负载量是50g ft-3。
如下来制备第二浆料：取二氧化硅-氧化铝粉末，和研磨到d90<20微米。添加可溶性铂盐，随后添加硝酸锰。添加β沸石，以使得该浆料包含77质量％的二氧化硅-氧化铝和23质量％的沸石。然后搅拌该浆料以均化。使用公知的涂覆技术将所形成的载体涂料施涂到流通式整料的入口通道。将该部件干燥和在500℃煅烧。最终的催化剂的总Pt负载量是54gft-3，和锰负载量是100g ft-3。
实验结果
氧化活性的测量
核样品取自实施例3和4的每个催化剂。将该核样品使用10％水在750℃的烘箱中水热“老化”15小时。催化活性使用合成气工作台测试来测定。核样品在模拟的催化剂活性测试(SCAT)气体设备中，使用表1中的入口气体混合物来测试。在每种情况中，余量是氮气。对于CO和HC的氧化活性通过由此达到50％的转化率的点火温度(T50)来测定。对于NO的氧化活性作为在300℃的转化百分率来测定。
结果
来自于SCAT的结果显示在下表4中。
表4
Figure BDA0001056424930000381
表4的结果显示，实施例3和4具有非常类似的对于CO和HC的T50点火温度。这意味着，实施例3和4具有非常类似的CO和HC氧化活性。实施例4包含在入口涂层以及出口涂层上的铂和锰二者。实施例3包含仅在出口涂层上的铂和锰二者。实施例4在300℃具有比实施例3具有更高的NO氧化性能。
实施例5
将二氧化硅-氧化铝粉末在水中制浆，和研磨到d90<20微米。添加适量的可溶性铂和钯盐。搅拌混合物以均化。使用公知的涂覆技术将载体涂料施涂到具有400个孔/平方英寸的堇青石流通式整料。然后将它干燥和在500℃煅烧。该部件的总PGM负载量是60g ft-3。Pt:Pd质量比是4:1。
实施例6
将二氧化硅-氧化铝粉末在水中制浆，和研磨到d90<20微米。添加适量的可溶性铂和钯盐，随后添加硝酸锰。搅拌混合物以均化。使用公知的涂覆技术将载体涂料施涂到具有400个孔/平方英寸的堇青石流通式整料。然后将它干燥和在500℃煅烧。该部分的总PGM负载量是60g ft-3。Pt:Pd质量比是4:1。锰负载量是100g ft-3。
实施例7
将二氧化硅-氧化铝粉末在水中制浆，和研磨到d90<20微米。添加适量的可溶性铂和钯盐。搅拌混合物以均化。使用公知的涂覆技术将载体涂料施涂到具有400个孔/平方英寸的堇青石流通式整料。然后将它干燥和在500℃煅烧。该部件的总PGM负载量是60g ft-3。Pt:Pd质量比是10:1。
实施例8
将二氧化硅-氧化铝粉末在水中制浆，和研磨到d90<20微米。添加适量的可溶性铂和钯盐，随后添加硝酸锰。搅拌混合物以均化。使用公知的涂覆技术将载体涂料施涂到具有400个孔/平方英寸的堇青石流通式整料。然后将它干燥和在500℃煅烧。该部件的总PGM负载量是60g ft-3。Pt:Pd质量比是10:1。锰负载量是100g ft-3。
实验结果
氧化活性的测量
核样品取自实施例5、6、7和8的每个催化剂。将该核样品使用10％水在800℃的烘箱中水热“老化”16小时。催化活性使用合成气工作台测试来测定。核样品在模拟的催化剂活性测试(SCAT)气体设备中，使用表1中的入口气体混合物来测试。在每种情况中，余量是氮气。用于CO和HC的氧化活性通过由此达到50％的转化率的点火温度(T50)来测定。
结果
来自于SCAT的结果显示在下表5中。
表5
实施例No. T50 CO点火(℃) T50 HC点火(℃)
5 182 191
6 172 191
7 196 202
8 172 197
表5的结果显示了实施例5、6、7和8的CO和HC T50点火温度。实施例5和6具有相同的贵金属负载量和Pt:Pd重量比4:1。包含锰的实施例6的CO T50点火温度低于不包含锰的实施例5。实施例5和6的HC T50点火温度相同。实施例7和8具有相同的贵金属负载量，和Pt:Pd重量比是10:1。包含锰的实施例8的CO和HC T50点火温度低于不包含锰的实施例7。
可以看到，Pt:Pd重量比为10:1的含有锰的催化剂的点火温度与4:1相比有很大改进。
为了避免任何疑义，此处所引用的任何和全部文献的全部内容通过参考引入本申请。

Claims (12)

1.用于处理柴油机废气的氧化催化剂，该氧化催化剂包含:
包含第一铂族金属(PGM)、第一载体材料和NOx储存组分的第一载体涂层区，其中该NOx储存组分包含碱金属、碱土金属和/或稀土金属，其中该稀土金属选自镧、钇及其组合；
包含铂(Pt)、锰(Mn)和第二载体材料的第二载体涂层区，第二载体材料包含难熔金属氧化物，该难熔金属氧化物是用二氧化硅掺杂的氧化铝，其中该铂(Pt)位于或负载于第二载体材料上，和该锰(Mn)位于或负载于第二载体材料上，其中第二载体涂层区的锰(Mn)与铂的总重量之比是5:1-0.2:1，其中第二载体涂层区任选地包含钯，并且第二载体涂层区的铂与钯的总重量之比是1:0-2:1；和
具有入口端和出口端的基底。
2.根据权利要求1所述的氧化催化剂，其中该NOx储存组分包含选自以下的碱土金属：镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)及其两种或更多种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的氧化催化剂，其中第一PGM位于或负载于第一载体材料上，其中第一载体材料包含选自以下的难熔金属氧化物：氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈及其混合氧化物或复合氧化物，其任选地用掺杂剂掺杂。
4.根据权利要求3所述的氧化催化剂，其中该难熔金属氧化物是用氧化镁掺杂的氧化铝。
5.根据权利要求1或2所述的氧化催化剂，其中第一PGM选自铂、钯、铂和钯的组合、铂和铑的组合、钯和铑的组合以及铂、钯和铑的组合。
6.根据权利要求5所述的氧化催化剂，其中第一PGM是铂和钯的组合，和铂位于或负载于第一载体材料上和/或钯位于或负载于第一载体材料上。
7.根据权利要求1或2所述的氧化催化剂，其中第一PGM是铂和钯的组合、钯和铑的组合或者铂、钯和铑的组合，和其中第一载体涂层区进一步包含钯载体材料，其中该钯载体材料包含：含有二氧化铈或者二氧化铈的混合氧化物或复合氧化物的难熔金属氧化物。
8.根据权利要求7所述的氧化催化剂，其中铂和/或铑位于或负载于第一载体材料上，和钯位于或负载于该钯载体材料上。
9.根据权利要求7所述的氧化催化剂，其中该NOx储存组分位于或负载于该钯载体材料上。
10.根据权利要求1或2所述的氧化催化剂，其中该基底是流通式基底。
11.排气***，其包含根据权利要求1-10中任一项所述的氧化催化剂，和排放控制装置。
12.根据权利要求11所述的排气***，其中该排放控制装置选自以下排放控制装置：柴油颗粒过滤器(DPF)、贫NOx阱(LNT)、贫NOx催化剂(LNC)、选择性催化还原(SCR)催化剂、柴油氧化催化剂(DOC)、催化型烟灰过滤器(CSF)、选择性催化还原过滤器(SCRFTM)催化剂、氨泄漏催化剂(ASC)及其两种或更多种的组合。
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