KR20150125657A - 다공성 촉매 워시코트 - Google Patents

다공성 촉매 워시코트 Download PDF

Info

Publication number
KR20150125657A
KR20150125657A KR1020157023894A KR20157023894A KR20150125657A KR 20150125657 A KR20150125657 A KR 20150125657A KR 1020157023894 A KR1020157023894 A KR 1020157023894A KR 20157023894 A KR20157023894 A KR 20157023894A KR 20150125657 A KR20150125657 A KR 20150125657A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalyst
washcoat
oil
macroemulsion
catalytic article
Prior art date
Application number
KR1020157023894A
Other languages
English (en)
Inventor
신성 리우
에스라 시나
춘쥐안 장
파스칼린 해리슨 트란
Original Assignee
바스프 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바스프 코포레이션 filed Critical 바스프 코포레이션
Publication of KR20150125657A publication Critical patent/KR20150125657A/ko

Links

Images

Classifications

    • B01J35/04—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/464—Rhodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
    • B01J35/1052—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/64—Pore diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/64—Pore diameter
    • B01J35/657—Pore diameter larger than 1000 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B01J37/0018—Addition of a binding agent or of material, later completely removed among others as result of heat treatment, leaching or washing,(e.g. forming of pores; protective layer, desintegrating by heat)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0219—Coating the coating containing organic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0246—Coatings comprising a zeolite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0248—Coatings comprising impregnated particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1025—Rhodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/908—O2-storage component incorporated in the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9202—Linear dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9205—Porosity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249978—Voids specified as micro
    • Y10T428/249979—Specified thickness of void-containing component [absolute or relative] or numerical cell dimension
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

개선된 다공도를 갖는 촉매 워시코트 및 워시코트를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 담체 기판을 워시코팅하기 전에 수중유 마크로에멀젼을 촉매 슬러리 내로 혼입시키고, 워시코팅된 담체 기판을 하소시켜 수중유 마크로에멀젼을 제거하는 것을 포함한다. 또한 워시코트를 포함하는 촉매 물품 및 배기 가스 배출물을 경감시키는 방법을 제공한다.

Description

다공성 촉매 워시코트 {POROUS CATALYST WASHCOATS}
본 발명은 촉매 워시코트 분야 및 촉매 워시코트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 촉매 워시코트로 코팅된 촉매 물품 및 배기 가스 경감을 위해 촉매 물품을 사용하는 방법에 관한 것이다.
촉매적 컨버터에서, 기판은 촉매(들), 촉매 지지체 등을 함유하는 촉매 워시코트로 코팅된다. 촉매 작용을 최대화하기 위해 워시코트에서 높은 표면적이 바람직하다. 기타 바람직한 워시코트 특성에는 열적 안정성 및 촉매와의 접촉을 최적화하기 위해 기체의 높은 유량을 가능하게 하는 세공 크기 분포가 포함된다. 특히, 워시코트 내 미세 입자의 사용은 감소된 다공도 및 손상된 촉매적 활성도를 갖는 조밀한 워시코트 층을 초래할 수 있다. 부가적으로, 조밀한 비다공성 워시코트는 열 처리 동안 균열되어 부착 부족 및 훼손된 내구성을 초래할 수 있다.
증가된 다공도를 갖는 촉매 워시코트, 특히 촉매 물품, 예컨대 촉매적 컨버터와 같은 촉매 물품의 생산에 용이하게 도입되는 단순한 방법을 이용하여 제조될 수 있는 촉매 워시코트에 대한 요구가 존재한다. 본 발명은 이러한 요구를 해결한다.
본 발명의 개요
한 측면에서, 본 발명은 촉매 워시코트에서 다공도를 증가시키는 방법에 관한 것이다. 방법은 수성 수중유 (O/W) 마크로에멀젼을 워시코트의 촉매(들) 및 다른 성분을 함유하는 워시코트 슬러리 내로 혼입시키고, 담체 기판을 워시코트 슬러리로 워시코팅하고, 워시코팅된 담체 기판을 하소시켜 마크로에멀젼을 제거하는 것을 포함한다. 하소시, 오일, 물 및 마크로에멀젼의 기타 유기 성분을 태우면, 에멀젼의 오일 마크로입자가 하소된 워시코트 내에 마크로세공을 남긴다. 하나 이상의 실시양태에서, O/W 마크로에멀젼은 오일 또는 기타 소수성 탄화수소, 물 또는 기타 수성 상 및 8 내지 16 또는 10 내지 12의 친수성-친유성 균형 (HLB)을 갖는 계면활성제를 포함한다. 하나 이상의 특정 실시양태에서, O/W 마크로에멀젼은 미네랄 오일, 비이온성 계면활성제 HLB 10 내지 12 및 물을 포함한다.
제2 측면에서, 본 발명은 촉매 워시코트 조성물에 관한 것이며, 여기서 촉매 워시코트 내 세공의 약 30% 이상 (즉, 30 내지 100%)은 적어도 하나의 치수에서 크기가 약 15㎛ 내지 100㎛이거나 세공이 실질적으로 구형일 경우 직경은 약 15㎛ 내지 100㎛이다. 특정 구체적인 실시양태에서, 촉매 워시코트 내 세공의 약 70% 이상 (즉, 70 내지 100%)은 적어도 하나의 치수에서 크기가 또는 세공이 실질적으로 구형일 경우 직경이 약 15㎛ 내지 100㎛ 이내이다. 추가의 구체적 실시양태에서, 촉매 워시코트 내 세공의 약 30% 이상 (즉, 30 내지 100%), 약 60% 이상 (즉, 60 내지 100%) 또는 약 70% 이상 (즉, 70 내지 100%)은 적어도 하나의 치수에서 크기가, 또는 세공이 실질적으로 구형일 경우 직경이 약 15㎛ 내지 50㎛이다.
특정 실시양태에서, 촉매 물품의 촉매 워시코트의 촉매 및 기타 고체 성분은 배기 가스 배출물의 경감에 사용하기 위해 선택할 수 있다. 경감시킬 배출물은 적합한 촉매를 이용할 수 있는 임의의 유형일 수 있다. 촉매는 워시코트 슬러리로서 제제화가능해야 한다. 예를 들어, 특정 구체적인 실시양태에서, 촉매 워시코트는 가솔린 및 디젤 엔진에서의 탄화수소, 일산화탄소 및 질소 산화물 (NOx)의 산화를 위한 촉매를 포함할 수 있다. 대안적 실시양태에서, 촉매 워시코트는 배기 가스 배출물에서 NOx의 저장 환원을 위한 촉매 (NSR 촉매) 또는 NOx에서 질소로의 선택적 촉매적 환원을 위한 촉매 (SCR 촉매)를 포함할 수 있다. 추가의 구체적 실시양태에서, 워시코트의 촉매 성분은 산업적 공정으로부터의 배기 가스 배출물을 경감시키기 위해 선택될 수 있으며, 예컨대 메틸 브로마이드, 일산화탄소, 벤젠, 및 메탄, 톨루엔, 크실렌, 아세트산, 메탄올 등을 비롯한 휘발성 유기 성분 (VOC)이 있다.
추가적 측면에서, 본 발명은 배기 가스 배출물의 경감에 사용하기 위한 촉매 물품에 관한 것이며, 여기서 촉매 물품은 임의의 촉매 워시코트 실시양태 및 상기기재된 측면에 따른 촉매 워시코트로 코팅된 담체 기판을 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 담체 기판은 평행 기체 유동 통로가 유체 주입구에서 유체 배출구로 구조를 통해 연장되는 벌집 구조를 갖는 세라믹 또는 금속 구조이다. 통로의 벽은 촉매 워시코트로 코팅되어 통로를 통해 흐르는 배기 가스가 촉매 워시코트와 접촉된다. 담체 기판은 복수개의 세로로 연장된 통로를 갖는 벽 유동 모노리스일 수 있다. 통로는 개방 주입구 말단 및 폐쇄 배출구 말단을 갖는 주입구 통로 및 폐쇄 주입구 말단 및 개방 배출구 말단을 갖는 배출구 통로를 포함한다. 통로를 형성하는 벽은 다공성이어서, 주입구 통로에서 배출구 통로까지에 걸쳐 배기 가스가 횡단하여 모노리스를 빠져나가게 하여, 벽 상의 촉매 워시코트를 통과해 흐른다. 하나 이상의 실시양태에서, 세라믹 또는 금속 담체 기판은 촉매 워시코트로 코팅된 펠릿, 골판 시트 또는 모노리스 형태일 수 있다.
또 다른 추가적 측면에서, 본 발명은 임의의 상기 측면 및 본 발명의 실시양태에 따른 촉매 물품을 사용하여 배기 가스 배출물을 경감시키는 방법에 관한 것이다. 목적하는 촉매적 전환을 생성하고 배기 가스의 선택된 성분 또는 성분들을 경감시키기에 효과적인 방식으로 촉매 워시코트가 배기 가스와 접촉되도록, 경감시켜야 하는 배출물을 함유하는 배기 가스를 촉매 물품과 접촉시킨다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 배기 가스 배출물의 경감을 위한 시스템에 관한 것이며, 여기서 시스템은 임의의 상기 실시양태 및 측면에 따른 촉매 물품을 포함한다. 시스템은 임의의 상기 기재된 실시양태 및 측면에 따른 촉매 물품, 및 필요에 따라 그을음 필터, 촉매된 그을음 필터 및/또는 부가적 통상적 촉매 물품 중 하나를 포함할 수 있다. 배기 가스 배출물의 경감을 위한 시스템의 성분은 배기 가스의 공급원과 그리고 서로간에 유체 유동 소통된다. 특정 실시양태에서, 배기 가스 스트림은 그의 공급원에서 본 발명의 촉매 물품 및 시스템의 다른 성분과 순차적으로 접촉하도록 유동하여 배기 가스 배출물의 경감을 달성한다.
도 1a는 통상적 촉매 워시코트, 즉 마크로에멀젼을 사용하여 제조하지 않은 촉매 워시코트로 워시코팅하고 하소시킨, 벌집 담체 기판의 X-선 마이크로단층촬영 (XMT) 이미지이다.
도 1b는 본 발명에 따른 촉매 워시코트, 즉 마크로에멀젼을 사용하여 제조한 촉매 워시코트로 워시코팅되고 하소시킨, 벌집 담체 기판의 X-선 마이크로단층촬영 (XMT) 이미지이다.
본 발명의 여러 예시적 실시양태를 설명하기 전에, 본 발명은 하기 상세한 설명에 기재된 구성 또는 공정 단계의 상세사항에 제한되지 않음이 이해되어야 한다. 본 발명은 기타 실시양태 및 다양한 방식으로 실시 또는 수행되는 것이 가능하다.
본 명세서에 걸쳐 "한 실시양태", "특정 실시양태", "하나 이상의 실시양태" 또는 "실시양태"는 실시양태와 관련하여 기재된 특정 특징부, 구조, 재료 또는 특징이 본 발명의 하나 이상의 실시양태에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서에 걸쳐 여러 부분에서 "하나 이상의 실시양태에서", "특정 실시양태에서", "한 실시양태에서" 또는 "실시양태에서"와 같은 구절의 출현은 본 발명의 동일한 실시양태를 반드시 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징부, 구조, 재료 또는 특징은 하나 이상의 실시양태에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
본원에 사용되는, 워시코트의 세공과 관련하여 용어 "촉매 워시코트 내"는 워시코트 조성물의 고체 입자 사이에 있는 워시코트의 세공을 지칭한다. 워시코트 조성물의 고체 입자는 촉매, 내화성 금속 산화물 촉매, 산소 저장 성분, 촉진제, 결합제 등을 포함한다. 이러한 고체 입자는 입자 자체 내에 내부 세공 시스템을 가질 수 있다. 지지체 입자의 세공은 촉매 및 다른 성분을 고체 입자 내로 함침시키는 데 사용된다. 워시코트 조성물의 고체 입자의 세공은 전형적으로 마이크로세공이며, 이는 나노미터 범위 또는 최대 1 내지 2㎛의 치수를 가진다. 대조적으로, 본 발명의 "촉매 워시코트 내"의 세공은 워시코트의 고체 입자 사이에 있으며, 적어도 하나의 치수에서 15㎛ 이상의 크기를 갖는 마크로세공이다.
본원에 사용되는, 용어 "마크로세공" 및 "마크로다공성"은 적어도 하나의 치수에서 약 15㎛ 이상 크기의 세공을 갖는 재료를 지칭한다. 마크로세공이 실질적으로 구형이라면, 마크로세공의 직경은 약 15㎛ 이상이다. 용어 "마이크로세공" 및 "마이크로다공성"은 적어도 하나의 치수에서 약 10㎛ 미만 크기의 세공을 갖는 재료를 지칭한다. 마이크로세공이 실질적으로 구형이라면, 마이크로세공의 직경은 약 10㎛ 미만이다.
유사하게는, 에멀젼과 관련하여 본원에 사용되는 용어 "마크로입자"는 약 15㎛ 이상의 직경을 갖는 에멀젼의 오일 상 입자를 지칭한다. 에멀젼과 관련하여 용어 "마이크로입자"는 약 10㎛ 미만의 직경을 갖는 에멀젼의 오일 상 입자를 지칭한다.
본원에 사용되는, 용어 "워시코트"는 기판 담체 재료, 예컨대 벌집형 기판 또는 와이어 메쉬에 적용되는 촉매적 또는 기타 재료의 얇은 접착성 코팅 분야에서의 그의 통상적인 의미를 가지며, 이는 처리되는 기체 스트림과 접촉되어 배기 가스 오염물의 제거를 수행한다. 워시코트는 액체 비히클 중 촉매 및/또는 담체의 명시된 고체 함량을 함유하는 슬러리를 제조하여 형성하고, 이를 그 후 기판 상에 코팅하고 건조시켜 워시코트 층을 제공한다.
본원에 사용되는, 촉매와 관련하여 용어 "지지체"는 회합, 분산, 함침 또는 기타 적합한 방법을 통해 백금 족 금속, 안정화제, 촉진제, 결합제 등을 수령하는 재료를 지칭한다. 지지체의 예에는, 비제한적으로, 내화성 금속 산화물, 고표면적 내화성 금속 산화물 및 산소 저장 성분을 함유하는 재료가 포함된다. 고표면적 내화성 금속 산화물 지지체에는 알루미나, 알루미나-지르코니아, 알루미나-세리아-지르코니아, 란타나-알루미나, 란타나-지르코니아-알루미나, 바리아-알루미나, 바리아 란타나-알루미나, 바리아 란타나-네오디미아 알루미나 및 알루미나-세리아로 이루어진 군으로부터 선택되는 활성화 화합물이 포함된다. 산소 저장 성분을 함유하는 재료의 예에는, 비제한적으로, 세리아-지르코니아, 세리아-지르코니아-란타나, 지르코니아-프라세오디미아, 이트리아-지르코니아, 지르코니아-네오디미아 및 지르코니아-란타나가 포함된다. 특정 실시양태에서, 지지체는 벌크 희토류 금속 산화물, 예컨대 100% (즉 > 99% 순도)의 명목 희토류 금속 함량을 갖는 벌크 세리아를 포함한다.
본원에 사용되는, 배기 가스 스트림의 처리와 관련하여 용어 "경감시킨다", "경감" 등은 배기 가스 중 오염물 및/또는 독성 성분의 제거 또는 감소를 지칭한다.
제1 측면에서, 본 발명은 촉매 워시코트 내 다공도를 증가시키는 방법에 관한 것이다. 방법은 수성 수중유 (O/W) 마크로에멀젼을 촉매(들) 및 워시코트의 다른 성분을 함유하는 워시코트 슬러리 내로 혼입시키고, 담체 기판을 워시코트 슬러리로 워시코팅하고, 워시코팅된 담체 기판을 하소시키여 마크로에멀젼을 제거하는 것을 포함한다. 하소 시, 마크로에멀젼의 오일, 물 및 기타 유기 성분이 타면, 에멀젼의 오일 마크로입자가 하소된 워시코트 내에 매트로세공을 남긴다. 마크로에멀젼을 제조하기 위해, 교반하는 동안 계면활성제를 오일 상에 첨가하여 분산액을 제조한다. 그 후, 혼합물이 와류가 되도록 교반 속도를 증가시켜 수성 상을 천천히 분산액에 첨가한다. 충분한 수성 상이 첨가되어 목적하는 O/W 에멀젼을 제조할 때까지, 그리고 안정한 O/W 마크로에멀젼을 제조하는데 필요한 부가적 시간 동안 격렬한 와류 교반을 계속한다. 안정한 O/W 마크로에멀젼을 수득하기 위해, 수성 상:오일:계면활성제의 비율을, 오일 입자의 약 30 내지 100%가 마크로에멀젼 내에서 직경이 약 15㎛ 이상이도록 선택한다.
그 후, 교반하면서 O/W 마크로에멀젼을 촉매 워시코트 슬러리 내로 혼입시킨다. 촉매 워시코트 슬러리는 목적하는 최종-용도에 따라 결정되는 관련분야에 공지된 임의의 촉매 워시코트 슬러리일 수 있다. 이러한 방식으로, O/W 마크로에멀젼의 수성 상을 수성 촉매 워시코트 슬러리 내로 혼입시키면, 오일 마크로입자는 촉매 워시코트 슬러리의 고체 입자 사이에 액적을 형성한다. 그 후, 촉매 워시코트 슬러리를 담체 기판에 적용하여 담체 기판의 표면 상에 층을 형성하고, 관련분야에서 통상적인 방법을 이용하여 하소시킨다. 하소의 시간 및 온도는 O/W 마크로에멀젼의 오일 성분 (및 워시코트 슬러리의 수성 성분)이 타도록 선택된다. 이는 O/W 마크로에멀젼 중 오일 입자의 크기 및 수를 대략적으로 나타내는 세공을 하소된 워시코트 내에 생성한다. 즉, 마크로에멀젼의 오일 입자가 마크로입자의 비율을 포함하기 때문에, 유사한 비율의 마크로세공이 하소된 워시코트 내에 형성된다. 하소된 워시코트 내 마크로세공의 수 및 크기는 (오일 입자 크기 분포에 영향을 주는) 오일 및 계면활성제의 선택 및 촉매 워시코트 슬러리 내에 혼입되는 (형성되는 세공의 수에 영향을 주는) O/W 마크로에멀젼의 양에 의해 조정될 수 있다.
O/W 마크로에멀젼의 오일 상은 마크로에멀젼을 형성하기에 적합한 임의의 오일 또는 기타 탄화수소, 또는 그의 혼합물일 수 있다. 오일 또는 기타 탄화수소의 탄소쇄 길이는 에멀젼 내 입자 크기와 관련이 있고, 보다 큰 분자 (즉, 보다 긴 탄소쇄 길이)는 보다 큰 오일 입자를 생성한다. 그러나, 보다 짧은 탄소쇄 길이를 갖는 오일은 하소로 보다 쉽게 제거된다. 관련 종사자는 따라서 적절한 탄소쇄 길이의 오일 또는 기타 탄화수소를 선택하여 마크로에멀젼 내 마크로입자의 목적하는 비율을 달성할 수 있고, 하소의 온도 및 시간을 조정하여 이를 촉매 워시코트로부터 제거할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 오일 또는 기타 탄화수소는 C6-C40, C10-C40의 탄소쇄 길이를 갖거나, 또는 이러한 범위의 탄소쇄 길이를 갖는 탄화수소의 혼합물이다. 예를 들어, 오일/탄화수소 상은 미네랄 오일 (C15-C40 알칸의 혼합물), 헥산 (C6), 또는 그의 혼합물일 수 있다.
O/W 마크로에멀젼의 계면활성제는 O/W 에멀젼을 제조하는 관련분야에 공지된 임의의 계면활성제일 수 있다. 음이온성, 양이온성, 비이온성 및 양쪽성 계면활성제를 사용할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 계면활성제는 8 내지 16 또는 10 내지 12의 HLB를 갖는 비이온성 계면활성제이다. 촉매 적용예에서 비이온성 계면활성제의 사용은 촉매 워시코트 내로 촉매 활성도를 훼손할 수 있는 오염 화학종, 예컨대 Na, Cl, Br 및 S의 혼입을 회피시키는 장점을 가진다. 계면활성제의 사슬 길이는 에멀젼의 오일 입자의 크기에 영향을 주며, 보다 긴 사슬 길이는 보다 큰 오일 입자의 형성을 지지한다. 관련 종사자는 따라서 적절한 사슬 길이의 계면활성제를 선택하여 마크로에멀젼 내 오일 마크로입자의 목적하는 비율을 달성할 수 있다. 예를 들어, 적합한 계면활성제에는 옥틸페놀 에톡실레이트 (예, 트리톤(TRITON) X 계면활성제), 2급 알콜 에톡실레이트 (예, 테르지톨(TERGITOL) 15-S 시리즈 계면활성제), 분지형 2급 알콜 에톡실레이트 (예, 테르지톨 TMN 시리즈 계면활성제), 탈로우 아민의 디에톡실레이트 (예, 수르포닉(SURFONIC) T 시리즈 계면활성제), 선형 1급 알콜의 에톡실레이트 (예, 수르포닉 L 시리즈 계면활성제) 및 폴리옥시에틸렌 계면활성제 (예, 트윈(TWEEN) 계면활성제)가 포함된다. 구체적 비제한적 예에서, 계면활성제는 트리톤 X-45 (HLB 9.8), 트리톤 X-114 (HLB 12.3), 테르지톨 15-S-5 (HLB 10.5), 테르지톨 15-S-7 (HLB 12.1), 테르지톨 15-S-12 (HLB 14.5), 테르지톨 TMN-6 (HLB 13.1), 수르포닉 T-20 (HLB 15.3) 및 수르포닉 L24-22 (HLB 16.6)로 이루어진 군으로부터 선택되는 비이온성 계면활성제이다. 일반적으로, HLB 10 내지 12의 계면활성제가 미네랄 오일을 이용하는 마크로에멀젼에 있어서 가장 적합하다. 계면활성제에 있어서 가장 적합한 HLB는 마크로에멀젼에서 사용되는 특정 오일에 좌우된다.
O/W 마크로에멀젼의 수성 상은 전형적으로 물, 예컨대 탈이온수이다.
O/W 마크로에멀젼에서, 오일 또는 기타 탄화수소, 수성 상 및 계면활성제는 안정한 O/W 마크로에멀젼의 형성을 촉진시키는 비율로 존재한다. 수성 상은 전형적으로 과량이고, 계면활성제의 양은 목적하는 크기의 오일 입자가 생성되고 수성 상 중에서 안정화되도록 하는 오일의 양을 기준으로 선택한다 (즉, 계면활성제의 양은 존재하는 오일의 양을 안정하게 유화시키는 데 충분한 양임). 하나 이상의 실시양태에서, O/W 마크로에멀젼은, 직경이 약 15㎛ 내지 100㎛인 약 30% 이상 (즉, 30 내지 100%)의 오일 상 입자를 함유하도록 제조된다. 특정 구체적인 실시양태에서, 오일 상 입자의 약 70% 이상 (즉, 70 내지 100%)은 직경이 약 15㎛ 내지 100㎛이다. 추가의 구체적 실시양태에서, 오일 상 입자의 약 30% 이상 (즉, 30 내지 100%), 약 60% 이상 (즉, 60 내지 100%) 또는 약 70% 이상 (즉, 70 내지 100%)은 직경이 약 15㎛ 내지 50㎛이다.
하나 이상의 실시양태에서, O/W 마크로에멀젼은 58 내지 62%의 물, 30 내지 40%의 미네랄 오일 및 4 내지 6%의 트리톤 X-45 또는 트리톤 X-114를 포함한다. 하나 이상의 추가적 실시양태에서, O/W 마크로에멀젼은 약 60%의 탈이온수, 약 35%의 미네랄 오일 및 약 5%의 트리톤 X-45를 포함한다.
촉매 워시코트 슬러리는 담체 기판을 워시코팅하는 데 적합한 관련분야에 공지된 임의의 촉매 워시코트 슬러리일 수 있다. 슬러리는 귀금속 촉매, 비금속 촉매, SCR 촉매 및/또는 제올라이트를 비롯한 하나 이상의 선택된 촉매를 포함할 수 있다. 하나 이상의 촉매는 내화성 금속 산화물 (예, 알루미나, 희토류 금속 산화물, 지르코니아, 티타니아 및 그의 조합) 또는 산소 저장 성분, 예컨대 세리아를 비롯한 지지체 상에 함침될 수 있다. 워시코트 슬러리는 촉매 워시코트의 다른 성분, 예컨대 촉진제 및 결합제를 추가로 포함할 수 있다.
O/W 마크로에멀젼은, 하소된 워시코트 내 목적하는 정도의 마크로다공도를 수득하기 위해 선택되는 양으로 촉매 워시코트 슬러리 내로 혼입된다. 하소된 워시코트 내 마크로다공도의 정도는, 마이크로입자 대비 마크로에멀젼 중 오일 마크로입자의 비율, 및 촉매 워시코트 슬러리에 첨가되는 O/W 마크로에멀젼의 양에 의해 결정된다. 하나 이상의 실시양태에서, O/W 마크로에멀젼은 촉매 워시코트 슬러리의 약 2% 내지 약 50%를 구성한다. 기타 실시양태에서, O/W 마크로에멀젼은 촉매 워시코트 슬러리의 약 2% 내지 약 15%를 구성한다. 추가적 실시양태에서, O/W 마크로에멀젼은 촉매 워시코트 슬러리의 약 5%를 구성한다.
O/W 마크로에멀젼과 촉매 워시코트 슬러리를 혼합한 후, 촉매 워시코트를 통상적 방법, 예컨대 촉매 워시코트 슬러리 중 담체의 침지를 이용하여 담체 기판 상에 형성된다. 담체 기판은 임의의 공지된 담체 기판일 수 있고, 촉매 물품의 목적하는 최종-용도에 따라 선택된다. 예를 들어, 담체 기판은 세라믹 또는 금속일 수 있다. 담체 기판은, 기판의 주입구 또는 배출구 면으로부터 그 안에서 연장된 미세한 평행 기체 유동 통로를 가져 통로가 그 안에서 유체 유동에 개방되도록 하는 벌집 유형의 모노리스 기판일 수 있다. 통로는 그의 유체 주입구에서 그의 유체 배출구까지 본질적으로 직선 경로이고, 통로를 통과해 유동하는 기체가 촉매적 재료와 접촉하도록 촉매적 재료가 워시코트로서 위에 코팅된 벽으로 정의된다. 벽 유동 담체 기판은 특히 본 발명의 마크로다공성 워시코트를 위한 담체 기판으로 유용하고, 이러한 기판의 평행 통로의 벽이 다공성이므로, 모노리스에서 빠져나가기 전에 배기 가스는 워시코트 및 통로의 벽을 통해 인접 통로로 유동한다. 세라믹 기판은 임의의 적합한 내화성 재료, 예를 들어 코디어라이트, 코디어라이트-α-알루미나, 규소 니트라이드, 지르콘 물라이트, 스포듀민, 알루미나-실리카-마그네시아, 지르콘 실리케이트, 실리마나이트, 마그네슘 실리케이트, 지르콘, 페탈라이트, α-알루미나, 알루미노실리케이트 등으로 제조할 수 있다. 금속성 기판은 하나 이상의 금속 또는 금속 합금으로 이루어질 수 있고, 다양한 모양, 예컨대 펠릿, 골판 시트 또는 모노리스 형태일 수 있다. 금속성 기판의 구체적 예에는 내열성, 비금속 합금이 포함되며, 특히 철이 실질적 또는 주요 성분인 것이 포함된다. 이러한 합금은 니켈, 크로뮴 및 알루미늄 중 하나 이상을 함유할 수 있다.
워시코팅된 담체 기판은 그 후 촉매를 열적으로 처리하고 O/W 마크로에멀젼의 성분을 제거하기에 충분한 시간 및 온도를 이용하여 하소시킨다. 공기 중 1hr 내지 4hr 동안 300℃ 내지 700℃의 온도가 이러한 목적상 일반적으로 충분하다. 하나 이상의 실시양태에서, 촉매 워시코트/O/W 마크로에멀젼으로 워시코팅된 담체 기판은 1 내지 2hr 동안 400 내지 500℃에서 하소시킨다.
상기 공정은 담체 기판 (촉매 물품) 상에 촉매 워시코트 조성물을 제조하고, 여기서 촉매 워시코트 내 세공의 약 30% 이상 (즉, 30 내지 100%)은 적어도 하나의 치수에서 크기가 약 15㎛ 내지 100㎛이거나 직경이 약 15㎛ 내지 100㎛이다. 특정 구체적인 실시양태에서, 촉매 워시코트 내 세공의 약 70% 이상 (즉, 70 내지 100%)은 적어도 하나의 치수에서 크기가 또는 직경이 약 15㎛ 내지 100㎛이다. 추가의 구체적 실시양태에서, 촉매 워시코트 내 세공의 약 30% 이상 (즉, 30 내지 100%), 약 60% 이상 (즉, 60 내지 100%) 또는 약 70% 이상 (즉, 70 내지 100%)은 적어도 하나의 치수에서 크기가 또는 직경이 약 15㎛ 내지 50㎛이다.
마크로다공성 촉매 워시코트를 갖는 촉매 물품은 배기 가스 배출물의 경감에 유용하다. 경감시킬 배출물은 적합한 촉매를 이용할 수 있는 임의의 유형일 수 있으되, 촉매는 워시코트 슬러리로 제제화될 수 있어야 한다. 예를 들어, 특정 구체적인 실시양태에서, 촉매 물품의 워시코트는 가솔린 및 디젤 엔진의 배기 스트림 중 탄화수소, 일산화탄소 및 질소 산화물 (NOx)의 산화를 위한 촉매를 포함할 수 있다. 대안적 실시양태에서, 촉매 물품의 워시코트는 가솔린 및 디젤 엔진의 배기 스트림 중 NOx의 저장 환원을 위한 촉매 (NSR 촉매) 또는 NOx에서 질소로의 선택적 촉매적 환원을 위한 촉매 (SCR 촉매)를 포함할 수 있다. 추가의 구체적 실시양태에서, 촉매 물품의 워시코트는 산업적 공정으로부터의 배기 가스 배출물의 경감을 위한 촉매, 예컨대 메틸 브로마이드, 일산화탄소, 벤젠 및 메탄, 톨루엔, 크실렌, 아세트산, 메탄올 등을 비롯한 휘발성 유기 성분 (VOC)을 포함할 수 있다. 목적하는 촉매적 전환을 생성하고 배기 가스의 선택된 성분 또는 성분들을 경감시키기에 효과적인 방식으로 촉매 워시코트가 배기 가스와 접촉되도록, 경감시켜야 하는 배기 가스를 촉매 물품과 접촉시킨다. 배기 가스 중 오염물 및 독소의 촉매적 전환은, 개선된 유량 및 촉매와 접촉하는 표면적으로 인해 본 발명의 촉매 워시코트의 마크로다공도에 의해 개선된다.
본 발명에 따른 촉매 물품은 배기 가스의 경감을 위한 시스템 내에 포함될 수 있다. 본 발명이 촉매 물품에 부가적으로, 이러한 시스템은 필요에 따라 그을음 필터, 촉매된 그을음 필터 및 부가적 통상적 촉매 물품 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 배기 가스 배출물의 경감을 위한 시스템의 성분은 배기 가스의 공급원과 그리고 서로간에 유체 유동 소통되어, 배기 가스 스트림은 그의 공급원에서 본 발명의 촉매 물품 및 시스템의 다른 성분과 순차적으로 접촉하도록 유동하여 배기 가스 배출물의 경감을 달성한다.
실시예
수중유 에멀젼을 하기 재료를 사용하여 제조했다.
Figure pct00001
미네랄 오일을 유리 비커에 넣어 칭량하고, 자석 교반 막대로 교반하면서 계면활성제를 첨가했다. 탈이온수를 별도의 비커에 넣어 칭량했다. 오일/계면활성제 혼합물의 교반 속도를 증가시켜 와류가 볼텍스를 형성하도록 했다. 모든 물을 첨가할 때까지 오일/계면활성제 혼합물에 물을 천천히 적가하고, 추가적 10분 동안 혼합을 계속하여 O/W 마크로에멀젼을 수득했다. O/W 마크로에멀젼의 입자 크기 분포의 분석은 직경이 약 15㎛ 이상인 최소 약 30%의 오일 입자를 함유함을 보였다.
그 후, O/W 에멀젼을 촉매 슬러리에 아래와 같이 혼입시켰다.
Figure pct00002
용기를 진탕시키고 수동으로 혼합하여 촉매 슬러리를 철저히 혼합했다. 에멀젼을 유사하게 철저히 혼합하고, 철저히 혼합하는 동안 명시된 양을 슬러리에 첨가했다. 코디어라이트 담체 기판을 촉매/O/W 에멀젼 슬러리로 워시코팅하고 500℃에서 2hr 동안 하소시켰다.
비교하기 위해, 동일한 조성을 갖는 촉매 슬러리를 제조했으나 O/W 에멀젼과 혼합하지는 않았다. 이러한 비교 슬리를 또한 코디어라이트 담체 기판 상에 워시코팅하고, 500℃에서 2hr 동안 하소시켰다.
생성된 워시코트의 XMT 이미지를 도 1a 및 도 1b에 나타내었다. 도 1a에는 마크로에멀젼을 혼입시키지 않은 워시코트를 나타내었다. 오른쪽의 패널은 통로의 세로 섹션이고, 여기서 워시코트는 평행 통로의 보다 어두운 색의 벽 양쪽 상의 보다 밝은 층으로 보여진다. 워시코트 층은 얇고 조밀하며 매우 낮은 다공도를 가진다. 대조적으로, 도 1b에는 O/W 마크로에멀젼을 사용하여 제조한 워시코트를 나타내었다. 워시코트 층은 보다 두껍고 스폰지 같이 보이며 마크로다공성 크기 범위의 다수의 세공을 가진다.
본원에서 본 발명이 특정 실시양태를 참고하여 설명되었지만, 이러한 실시양태는 단지 본 발명의 원리 및 적용의 예시임이 이해되어야 한다. 관련분야의 통상의 기술자는, 본 발명의 주제 및 범주로부터 벗어나지 않는 한 본 발명의 방법 및 장치에 여러 개질 및 변이를 가할 수 있음을 명백히 알 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위 및 그의 동등물의 범주 내의 개질 및 변이를 포함하고자 한다.

Claims (15)

  1. 담체 기판 상에 촉매 워시코트를 포함하는 촉매 물품이며, 여기서 촉매 워시코트 내 세공의 약 30% 내지 100%가 적어도 하나의 치수에서 크기가 약 15㎛ 내지 100㎛인 촉매 물품.
  2. 제1항에 있어서, 촉매 워시코트 내 세공의 약 70% 내지 100%가 적어도 하나의 치수에서 크기가 약 15㎛ 내지 100㎛인 촉매 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 촉매 워시코트 내 세공의 약 70% 내지 100%가 적어도 하나의 치수에서 크기가 약 15㎛ 내지 50㎛인 촉매 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 담체 기판이 세라믹 또는 금속 벌집 기판인 촉매 물품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매 워시코트가 귀금속 촉매, 비금속 촉매, SCR 촉매 및/또는 제올라이트를 포함하는 것인 촉매 물품.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 촉매가 지지체 재료 상에 함침된 것인 촉매 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 수중유 마크로에멀젼을 적어도 하나의 촉매를 포함하는 워시코트 슬러리 내로 혼입시키고, 마크로에멀젼을 혼입시킨 슬러리로 담체 기판을 워시코팅하고, 워시코팅된 담체 기판을 하소시키는 것을 포함하는 방법에 의해 워시코트가 제조되며, 마크로에멀젼 내 오일 입자의 약 30% 내지 100%가 직경이 약 15㎛ 내지 100㎛인 촉매 물품.
  8. 제7항에 있어서, 마크로에멀젼이 C6-C40, C10-C40의 탄소쇄 길이를 갖는 오일 또는 탄화수소, 또는 C6-C40 범위의 탄소쇄 길이를 갖는 오일 또는 탄화수소의 혼합물을 포함하는 것인 촉매 물품.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 마크로에멀젼이 미네랄 오일, 헥산 또는 그의 혼합물을 포함하는 것인 촉매 물품.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 마크로에멀젼이 HLB 8 내지 16 또는 HLB 10 내지 12를 갖는 비이온성 계면활성제를 포함하는 것인 촉매 물품.
  11. 제10항에 있어서, 계면활성제가 옥틸페놀 에톡실레이트, 2급 알콜 에톡실레이트, 분지형 2급 알콜 에톡실레이트, 탈로우 아민의 디에톡실레이트, 선형 1급 알콜의 에톡실레이트 및 폴리옥시에틸렌 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 촉매 물품.
  12. 제12항에 있어서, 비이온성 계면활성제가 옥틸페놀 에톡실화 계면활성제인 촉매 물품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 배기 가스 배출물의 경감에 사용하기 위한 촉매 물품.
  14. 제13항에 있어서, 가솔린 및 디젤 엔진의 배기 스트림 내 탄화수소, 일산화탄소 또는 질소 산화물의 산화를 위한 촉매를 포함하는 촉매 물품.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 촉매 물품과 유체 유동 소통되는 배기 가스의 공급원, 및 그을음 필터, 촉매된 그을음 필터 및 상기 촉매 물품과 유체 유동 소통되는 제2 촉매 물품 중 적어도 하나를 포함하는 배기 가스 배출물의 경감을 위한 시스템.
KR1020157023894A 2013-03-06 2014-02-28 다공성 촉매 워시코트 KR20150125657A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/786,870 US9561495B2 (en) 2013-03-06 2013-03-06 Porous catalyst washcoats
US13/786,870 2013-03-06
PCT/US2014/019549 WO2014137827A1 (en) 2013-03-06 2014-02-28 Porous catalyst washcoats

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150125657A true KR20150125657A (ko) 2015-11-09

Family

ID=51488051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157023894A KR20150125657A (ko) 2013-03-06 2014-02-28 다공성 촉매 워시코트

Country Status (11)

Country Link
US (2) US9561495B2 (ko)
EP (1) EP2964386A4 (ko)
JP (1) JP6570450B2 (ko)
KR (1) KR20150125657A (ko)
CN (1) CN105026042B (ko)
BR (1) BR112015020872A2 (ko)
CA (1) CA2900246A1 (ko)
MX (1) MX2015011032A (ko)
RU (1) RU2015142151A (ko)
WO (1) WO2014137827A1 (ko)
ZA (1) ZA201507348B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016115451A1 (en) * 2015-01-16 2016-07-21 Basf Corporation Nano-sized functional binder
CA2978302C (en) * 2015-03-05 2023-12-19 Basf Corporation Platinum-containing catalysts for combustion engines
KR20180116396A (ko) 2016-02-22 2018-10-24 우미코레 아게 운트 코 카게 질소 산화물의 환원을 위한 촉매
RU2679238C1 (ru) * 2018-01-30 2019-02-06 Кирилл Николаевич Войнов Способ улавливания выхлопных газов
CN108993544B (zh) * 2018-08-03 2020-12-25 生态环境部华南环境科学研究所 一种去除低温高硫尾气中NOx和VOCs的催化剂及其制备和应用

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2527197B1 (fr) 1982-05-19 1985-06-21 Rhone Poulenc Spec Chim Procede de fabrication de billes d'alumine mises en forme par coagulation en gouttes
JPS61245850A (ja) * 1985-04-24 1986-11-01 Mazda Motor Corp 触媒構造体の製造方法
DE59303278D1 (de) 1993-11-11 1996-08-22 Anlagen Und Reaktorsicherheit Verfahren zur Herstellung einer hochporösen Katalysatorschicht aus einer Palladium- oder Platinlegierung
JPH07241471A (ja) 1994-03-04 1995-09-19 Nissan Motor Co Ltd 排ガス浄化用吸着触媒の製造方法
US6004525A (en) * 1997-10-06 1999-12-21 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Hollow oxide particle and process for producing the same
US6734144B2 (en) * 2000-04-25 2004-05-11 Exxonmobil Upstream Research Company Solids-stabilized water-in-oil emulsion and method for using same
JP4450984B2 (ja) 2000-12-25 2010-04-14 株式会社豊田中央研究所 排ガス浄化用触媒
JP2002253968A (ja) * 2001-03-02 2002-09-10 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 排ガス浄化用触媒
US7582270B2 (en) * 2002-10-28 2009-09-01 Geo2 Technologies, Inc. Multi-functional substantially fibrous mullite filtration substrates and devices
US6946013B2 (en) * 2002-10-28 2005-09-20 Geo2 Technologies, Inc. Ceramic exhaust filter
US7229597B2 (en) * 2003-08-05 2007-06-12 Basfd Catalysts Llc Catalyzed SCR filter and emission treatment system
DE102004020726A1 (de) * 2004-04-28 2005-11-24 Clariant Gmbh Verfahren zur Herstellung polymerverkapselter Pigmente
US7481983B2 (en) * 2004-08-23 2009-01-27 Basf Catalysts Llc Zone coated catalyst to simultaneously reduce NOx and unreacted ammonia
US7722829B2 (en) * 2004-09-14 2010-05-25 Basf Catalysts Llc Pressure-balanced, catalyzed soot filter
JP2006110485A (ja) * 2004-10-15 2006-04-27 Johnson Matthey Japan Inc 排気ガス触媒およびそれを用いた排気ガス処理装置
DE102005019000A1 (de) * 2005-04-22 2006-10-26 Degussa Ag Katalytisch beschichteter Träger, Verfahren zu dessen Herstellung und damit ausgestatteter Reaktor sowie dessen Verwendung
WO2007016646A1 (en) * 2005-08-02 2007-02-08 Durafizz, Llc Methods and apparatus for removal of degradation byproducts and contaminants from food grade oil
US7444805B2 (en) * 2005-12-30 2008-11-04 Geo2 Technologies, Inc. Substantially fibrous refractory device for cleaning a fluid
JP2008168278A (ja) * 2006-12-15 2008-07-24 Nissan Motor Co Ltd 排ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP2009106922A (ja) * 2007-10-09 2009-05-21 Panasonic Corp 排ガス浄化触媒、排ガス浄化フィルタ、及びその製造方法
CN101244386A (zh) * 2008-03-24 2008-08-20 中南大学 一种无须涂层的整体式催化剂及其制备方法
ES2331828B2 (es) 2008-06-27 2011-08-08 Universidad Politecnica De Valencia Capa catalitica para la activacion de oxigeno sobre electrolitos solidos ionicos a alta temperatura.
CN101637721B (zh) 2009-08-18 2011-07-27 上海华明高技术（集团）有限公司 多孔钇铈锆固溶体及其制备方法
US8833064B2 (en) * 2009-11-06 2014-09-16 Basf Corporation Small engine layered catalyst article and method of making
CN101773830B (zh) 2010-02-25 2012-06-27 华东理工大学 一种用于三效催化的高温稳定性催化剂
US8080495B2 (en) * 2010-04-01 2011-12-20 Cabot Corporation Diesel oxidation catalysts
CN101817693B (zh) * 2010-04-22 2012-03-21 武汉吉耐德科技有限公司 一种基于纳米氧化铝的泡沫陶瓷制备方法
US9120077B2 (en) * 2010-10-01 2015-09-01 Basf Corporation Surface-coated zeolite materials for diesel oxidation applications
US8586501B2 (en) * 2010-10-04 2013-11-19 General Electric Company Catalyst and method of manufacture
CN102247826B (zh) 2011-05-27 2013-04-03 济南大学 一种高比表面积的立方相铈锆基复合氧化物及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016510689A (ja) 2016-04-11
EP2964386A4 (en) 2017-01-04
US9561495B2 (en) 2017-02-07
CA2900246A1 (en) 2014-09-12
US9868088B2 (en) 2018-01-16
EP2964386A1 (en) 2016-01-13
US20140255262A1 (en) 2014-09-11
BR112015020872A2 (pt) 2017-07-18
MX2015011032A (es) 2015-10-22
RU2015142151A (ru) 2017-04-10
WO2014137827A1 (en) 2014-09-12
CN105026042B (zh) 2018-03-13
ZA201507348B (en) 2017-11-29
JP6570450B2 (ja) 2019-09-04
US20170100699A1 (en) 2017-04-13
CN105026042A (zh) 2015-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2818754C (en) Advanced catalyzed soot filters and method of making and using the same
US9868088B2 (en) Porous catalyst washcoats
KR101835668B1 (ko) 촉매화된 미립자 필터의 제조 방법 및 촉매화된 미립자 필터
EP2635779B1 (en) Surface-coated zeolite materials for diesel oxidation applications
EP2665556A2 (en) Three way conversion catalyst with alumina-free rhodium layer
RU2481883C2 (ru) Стойкий к старению катализатор окисления no до no2 в потоках выхлопных газов
MX2014006516A (es) Catalizadores de oxidación diesel, sistemas y métodos de tratamiento.
JP2014140844A (ja) 極薄触媒酸化塗膜を有するディーゼル粉塵フィルター
RU2688080C2 (ru) Усовершенствованный каталитический фильтр сажи
KR20170140422A (ko) 촉매화된 미립자 필터의 제조 방법 및 촉매화된 미립자 필터
KR20200123803A (ko) Cha 제올라이트 물질 및 관련 합성 방법
CN112384298A (zh) 用于汽油废气应用的新型pgm纳米粒子twc催化剂
KR20130115288A (ko) 촉매화된 미립자 필터의 제조 방법 및 촉매화된 미립자 필터
CN111315970A (zh) 氨氧化减少的催化烟灰过滤器
KR20220070204A (ko) 특정 격자 변형률 및 도메인 크기 특성을 갖는 Cu-CHA SCR 촉매
CN114585438A (zh) 再生效率增强的低温NOx吸附剂
JPH0724261A (ja) 窒素酸化物の接触還元除去方法
JPH04313325A (ja) 排ガス浄化方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application