包含氧化钒、氧化钨和氧化钛的共沉淀物的催化制品制造技术

本公开提供由钒、钨和钛的共沉淀物形成的催化材料、使用这样的共沉淀物形成的催化制品和制造这样的沉淀物的方法。所述共沉淀物可以煅烧粒子的形式使用，且包含由所述共沉淀物形成的涂层的催化制品可表现出改进的附着和性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含氧化钒、氧化钨和氧化钛的共沉淀物的催化制品公开领域本公开涉及催化材料和由其制成的催化制品。本公开特别涉及包含氧化钒、氧化钨(tungsta)和氧化钛的共沉淀物，所述共沉淀物可用于形成具有改进的性质的催化材料和催化制品。背景催化转化器众所周知用于除去和/或转化在来自烃燃料燃烧的排气中通常存在的有害组分。氮氧化物(NOx)特别是在例如来自内燃机(例如在汽车和卡车中)、来自燃烧设施(例如天然气、油或煤加热的发电站)和来自硝酸生产装置的排气中可存在的已知污染物。已经使用各种处理方法处理含NOx的气体混合物以降低大气污染。一种类型的处理涉及氮氧化物的催化还原。有两种方法：(1)非选择性还原法，其中使用一氧化碳、氢气或低碳烃作为还原剂；和(2)选择性还原法，其中使用氨或氨前体作为还原剂。在选择性还原法中，可以用少量还原剂实现氮氧化物的高度脱除。选择性还原法被称作SCR(选择性催化还原)法。SCR法在大气氧存在下用还原剂(例如氨)催化还原氮氧化物以主要形成氮气和水蒸汽：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(标准SCR反应)2NO2+4NH3→3N2+6H2O(缓慢SCR反应)NO+NO2+NH3→2N2+3H2O(快速SCR反应)SCR法中所用的催化剂理想地应该能够在水热条件下在宽范围的使用温度条件，例如200℃至600℃或更高温度内保持良好的催化活性。SCR催化剂常在水热条件下使用，如在滤烟器(用于除去粒子的排气处理系统的一个组件)的再生过程中。许多SCR催化剂包括氧化钒和/或氧化钨作为负载在氧化钛上的活性剂。尽管催化转化器可具有各种构造，一种形式的构造是催化涂布的刚性骨架整料基底，或具有多个纵向通道或孔隙以提供具有高表面积的催化涂布体的蜂窝型元件。刚性整料基底可由陶瓷和其它材料制造。这样的材料和它们的构造描述在例如美国专利No.3,331,787和3,565,830中，各自经此引用并入本文。整料蜂窝基底通常具有入口端和出口端，许多相邻孔隙沿基底主体的长度从入口端延伸到出口端。这些蜂窝基底通常具有大约100至600个孔隙/平方英寸(cpsi)；但是，孔隙密度可为大约10cpsi至大约1200cpsi。孔隙可具有圆形、正方形、三角形或六边形孔隙形状。整料蜂窝基底的开放正面面积(openfrontalarea)可构成表面积的大约50％至大约85％，且孔隙壁厚度可为大约0.5密耳至大约10密耳，其中1密耳是0.001英寸。孔隙也可被厚度为大约0.5密耳至大约60密耳(0.012mm至1.5mm)的壁互相分隔。对于具有2密耳孔隙壁厚度的600cpsi基底，开放正面面积可高达91％。基底的孔隙壁可以是多孔或无孔的，光滑或粗糙的。对于多孔壁，平均壁孔隙直径可为大约0.1微米至大约100微米，且壁孔隙率可为10％至大约85％。这样的整料催化基底可具有沉积在基底的孔隙壁上的一个、两个或更多个催化涂层。此类涂层优选保持高孔隙率以允许排气通过并保持良好和稳定的附着以延长催化剂材料的寿命。提供表现出理想孔隙率和附着的进一步的催化剂组合物和由其形成的催化制品是有用的。公开概述本公开提供可用于各种反应，包括但不限于NOx的选择性催化还原的催化材料和催化制品。催化制品可包括包含氧化钒、氧化钨和氧化钛(“VTT”)和任选其它金属物类的催化材料，且催化制品可表现出至少部分由包括氧化钒、氧化钨和氧化钛的共沉淀物的煅烧粒子的催化材料带来的改进的性质。在一个或多个实施方案中，本公开可涉及包含至少氧化钒、氧化钨和氧化钛的共沉淀物。所述共沉淀物可为滤饼或煅烧粒子的形式。煅烧粒子特别可为催化制品提供改进的性质，这至少由于作为洗涂层施加的粒子的改进的附着。在一些实施方案中，本公开可涉及包含基底的催化制品，所述基底包括包含氧化钒、氧化钨和氧化钛的共沉淀物的煅烧粒子的催化材料。在一个或多个实施方案中，所述催化制品可相对于一个或多个下列陈述进一步定义，它们可以任何数量和顺序组合。共沉淀物的煅烧粒子可以是主要结晶的。共沉淀物的煅烧粒子可表现出贝壳状断口(conchoidalfracture)。共沉淀物的煅烧粒子可包含单个纳米粒子的附聚物。作为一个实例，所述附聚物可具有d10<20μm、d50<100μm、d90<210μm的粒度分布。作为另一实例，所述单个纳米粒子可具有大约5nm至大约20nm的平均粒度。共沉淀物的煅烧粒子可包含具有大于150μm的平均粒度的粗部分(coarsefraction)和具有小于150μm的平均粒度的细部分(finefraction)。共沉淀物的煅烧粒子可具有大约100m2/g至大约180m2/g的BET表面积。共沉淀物的煅烧粒子可包含大约0.1重量％至大约15重量％氧化钒、大约1重量％至大约20重量％氧化钨和余量氧化钛，所述重量基于共沉淀物的煅烧粒子的总重量计。共沉淀物的煅烧粒子中的氧化钛的大约50重量％或更多可为锐钛矿形式。氧化钛可具有大约5nm至大约15nm的平均微晶粒度。在一个或多个实施方案中，可以配置所述催化制品以使所述制品可包含基底并包含在所述基底的一个或多个表面上的涂层，所述涂层包括包含共沉淀物的煅烧粒子的催化材料。包含共沉淀物的煅烧粒子的催化材料的涂层可表现出小于3％的洗涂层附着平均重量损失。包含共沉淀物的煅烧粒子的催化材料的涂层可以基本不含任何粘结剂。包含共沉淀物的煅烧粒子的催化材料的涂层可具有大约5,000埃至大约10,000埃的孔隙率(或如本文所述的其它尺寸范围)。在一个或多个实施方案中，所述催化制品的基底可直接由所述催化材料形成。对于直接由所述催化材料形成的基底，所述催化材料可包含共沉淀物的煅烧粒子并进一步可包含一定含量的氧化钒、氧化钨和氧化钛的非煅烧共沉淀物。所述催化材料可以是共沉淀物的煅烧粒子和非煅烧共沉淀物的均匀混合物。在一个或多个实施方案中，本公开可涉及一种形成催化活性基底的方法。特别地，这样的方法可包含：将催化材料的混合物挤出成所需形式；和干燥挤出的混合物以提供所述催化活性基底。优选地，在这样的方法，催化材料的混合物可包含：氧化钒、氧化钨和氧化钛的共沉淀物的煅烧粒子；和一定含量的氧化钒、氧化钨和氧化钛的非煅烧共沉淀物。在一个或多个实施方案中，本公开进一步可包含一种改进氧化钒和氧化钛的催化涂层在基底上的附着的方法。特别地，所述方法可包含作为包含氧化钒、氧化钨和氧化钛的共沉淀物的煅烧粒子的材料提供所述涂层。本专利技术包括但不限于下列实施方案。实施方案1：一种催化制品，其包含基底，所述基底包括包含氧化钒、氧化钨和氧化钛的共沉淀物的煅烧粒子的催化材料。实施方案2：任一前述或下述实施方案的催化制品，其中所述共沉淀物的煅烧粒子是主要结晶的。实施方案3：任一前述或下述实施方案的催化制品，其中所述共沉淀物的煅烧粒子表现出贝壳状断口。实施方案4：任一前述或下述实施方案的催化制品，其中所述共沉淀物的煅烧粒子包含单个纳米粒子的附聚物，所述附聚物具有d10<20μm、d50<100μm、d90<210μm的粒度分布，且所述单个纳米粒子具有大约5nm至大约20nm的平均粒度。实施方案5：任一前述或下述实施方案的催化制品，其中所述共沉淀物的煅烧粒子包含具有大于150μm的平均粒度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化制品，其包含基底，所述基底包括包含氧化钒、氧化钨和氧化钛的共沉淀物的煅烧粒子的催化材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.13 US 62/349,2101.一种催化制品，其包含基底，所述基底包括包含氧化钒、氧化钨和氧化钛的共沉淀物的煅烧粒子的催化材料。2.权利要求1的催化制品，其中所述共沉淀物的煅烧粒子是主要结晶的。3.权利要求1的催化制品，其中所述共沉淀物的煅烧粒子表现出贝壳状断口。4.权利要求1的催化制品，其中所述共沉淀物的煅烧粒子包含单个纳米粒子的附聚物，所述附聚物具有d10<20μm、d50<100μm、d90<210μm的粒度分布，且所述单个纳米粒子具有大约5nm至大约20nm的平均粒度。5.权利要求1的催化制品，其中所述共沉淀物的煅烧粒子包含具有大于150μm的平均粒度的粗部分和具有小于150μm的平均粒度的细部分。6.权利要求1的催化制品，其中所述共沉淀物的煅烧粒子具有大约100m2/g至大约180m2/g的BET表面积。7.权利要求1的催化制品，其中所述共沉淀物的煅烧粒子包含大约0.1重量％至大约15重量％氧化钒、大约1重量％至大约20重量％氧化钨和余量氧化钛，所述重量基于共沉淀物的煅烧粒子的总重量计。8.权利要求1的催化制品，其中所述共沉淀物的煅烧粒子中的氧化钛的大约50重量％或更多为锐钛矿形式。9.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·格拉米乔尼，P·特伦，J·A·帕琛特，T·A·吉根，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：美国,US