為了減少來自于固定的和移動(dòng)的燃燒設(shè)備，尤其是機(jī)動(dòng)車輛的廢氣中的氮氧化物，使用已知的選擇性催化還原(SCR)。其中，氮氧化物在氨和氧存在下被還原成氮。用于加速這種反應(yīng)的各種催化劑類型和體系原則上是已知的。最近受到關(guān)注，尤其是用于機(jī)動(dòng)車輛中的移動(dòng)應(yīng)用的一類催化劑是基于沸石的催化劑。在此可以提及的尤其是鐵交換的或銅交換的沸石，優(yōu)選ZSM-5(MFI)、β(BEA)、菱沸石(CHA)或者具有骨架結(jié)構(gòu)AEI、ERI、FER的另外的沸石類型作為催化活性組分。

歸因于它們具有高微孔性/單位體積的特定形態(tài)，這些沸石具有比較大的表面積，這樣它們適于壓實(shí)構(gòu)造。催化活性還通過引入的銅或鐵離子來增加。

目前用于機(jī)動(dòng)車輛中的催化轉(zhuǎn)化器通常是催化劑載體涂層(washcoat)，其涂覆在惰性陶瓷基底，尤其是蜂窩陶瓷基底上。

可選地，現(xiàn)代催化轉(zhuǎn)化器可以是擠出的陶瓷催化劑，典型地為蜂窩體的形式。在運(yùn)行中，待清潔的廢氣流過涂覆的基底或擠出催化劑體中的通道。

這里原則上，在全活性擠出物和涂覆的載體(稱作“載體涂層”)之間存在著區(qū)別。在全活性擠出物的情況中，擠出體包含催化活性催化劑組合物，即催化劑的單個(gè)通道壁由固體催化活性材料制成。在載體涂層的情況中，催化惰性擠出的支撐體涂覆有實(shí)際的催化活性催化劑材料。這通常通過將擠出的支撐體浸入含有催化劑材料的懸浮液中來進(jìn)行。

為了生產(chǎn)擠出的催化劑體，通常提供陶瓷擠出組合物，它的流變性能已經(jīng)設(shè)定來適于擠出方法。這種擠出組合物是塑性的(即容易成形或可模制)、粘性組合物。為了設(shè)定擠出組合物的所需流變性能以及擠出物的機(jī)械性能，通常將粘結(jié)劑或添加劑添加到擠出組合物中。

在全活性擠出物的情況中，催化活性組分存在于擠出組合物中。在基于例如二氧化鈦/五氧化二釩體系的常規(guī)催化劑的情況中，粘結(jié)劑的比例通常是幾個(gè)重量百分比，例如2-10重量％。

但是，當(dāng)沸石用作催化活性組分時(shí)，擠出更難以進(jìn)行，因?yàn)榉惺捎谒鼈兊木唧w性能和它們的形態(tài)而相對(duì)難以擠出。另一問題還在于基于沸石的催化劑體系降低的機(jī)械穩(wěn)定性。由于這種背景，與二氧化鈦/五氧化二釩體系相比，必須使用明顯更高比例的粘結(jié)劑來設(shè)定適于擠出的流變性能和實(shí)現(xiàn)足夠的機(jī)械穩(wěn)定性。

但是，這帶來了催化活性組分相對(duì)于總催化劑的整體降低，因此作為粘結(jié)劑比例增加的結(jié)果，每單位體積的特定催化活性整體降低。

出于本發(fā)明的目的，粘結(jié)劑通常是在燒結(jié)過程之后賦予最終催化劑以強(qiáng)度和穩(wěn)定性的組分。粘結(jié)劑具體形成了到催化活性組分的燒結(jié)橋，或者為這些組分帶來了機(jī)械互連。

來源于此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是使得一種優(yōu)選的基于沸石的催化劑，尤其是SCR催化劑成為可能，其表現(xiàn)出高的催化活性和優(yōu)選還可以在可靠的方法中擠出。

該目標(biāo)根據(jù)本發(fā)明，通過一種具有權(quán)利要求1的特征的用于生產(chǎn)擠出的催化劑，尤其是SCR催化劑的方法來實(shí)現(xiàn)。這里，提供待擠出的催化劑組合物，并且擠出來生產(chǎn)催化劑體。為了設(shè)定用于擠出所需的流變性能，催化劑組合物包含粘結(jié)劑部分，其包含由顆粒組成的至少一種無機(jī)粘結(jié)劑組分。粘結(jié)劑部分在起始態(tài)時(shí)起初無催化活性，并且處理起始態(tài)時(shí)無催化活性的這種粘結(jié)劑部分的至少一部分來形成催化活性。出于本發(fā)明的目的，起始態(tài)表示粘結(jié)劑組分的粉末態(tài)。

這種方法首先基于使用高比例的無機(jī)粘結(jié)劑來保證最終成形的催化劑體的所需穩(wěn)定性的理念。使用合適的無機(jī)粘結(jié)劑組分確保該擠出方法以可靠的方式進(jìn)行成為可能。

此外，本發(fā)明基于這樣的理念，即通過依靠合適的處理給予初始無活性的至少一種粘結(jié)劑組分以催化活性，來使得催化劑的催化活性足夠高，而不管所需要的相對(duì)高比例的粘結(jié)劑。這種處理優(yōu)選在粘結(jié)劑部分混合入待擠出的催化劑組合物之前進(jìn)行。這些混合入催化劑組合物中的無機(jī)粘結(jié)劑組分通常是由個(gè)體顆粒組成的粉狀礦物材料。在混合入催化劑組合物之前，所以這些粉末顆粒優(yōu)選經(jīng)處理來實(shí)現(xiàn)初始催化惰性的顆粒的所需催化活化。所以，當(dāng)術(shù)語“顆?！痹谙旅媸褂脮r(shí)，表示這樣的粉末顆粒。

總之，這使得具有高穩(wěn)定性和高催化活性的可擠出的催化劑能夠以可靠的方法來生產(chǎn)。

在一個(gè)有用的實(shí)施方案中，除了粘結(jié)劑組分之外，將常規(guī)的催化活性組分混合入催化劑組合物中。這優(yōu)選是催化活性的沸石和/或催化活性的分子篩。出于本發(fā)明的目的，沸石通常是根據(jù)國(guó)際沸石協(xié)會(huì)的結(jié)構(gòu)委員會(huì)(IZA-SC)的沸石圖譜的沸石。除了常規(guī)的Al-Si沸石之外，它們還包括尤其是SAPO和ALPO沸石類型。所以催化劑優(yōu)選是基于沸石的催化劑。

作為一個(gè)替代，使用鈦-釩體系或混合氧化物體系，例如基于鈰-鋯混合氧化物的體系作為催化活性組分。

催化劑組合物的流變性受到單個(gè)添加的顆粒的幾何形狀(即形態(tài))的決定性影響。因此它們優(yōu)選以適當(dāng)?shù)姆绞竭x擇，以使得它們具有適于所需流變性能的形態(tài)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，顆粒至少在無催化活性的起始態(tài)時(shí)具有非沸石骨架結(jié)構(gòu)。

因此顆粒不同于常規(guī)的催化活性組分。為此原因，當(dāng)活性組分混合入催化劑組合物時(shí)，它們至少不同于這種活性組分。此外，至少在起始態(tài)時(shí)，顆粒典型地作為無定形顆粒存在，不同于通常的結(jié)晶的常規(guī)活性組分。

作為這種偏離活性組分的顆粒結(jié)構(gòu)的結(jié)果，首先確保實(shí)現(xiàn)流變性能中的所需改進(jìn)，和同時(shí)確保作為粘結(jié)劑用于所生產(chǎn)的成形體的機(jī)械強(qiáng)度。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，顆粒本身具有多孔性。這改進(jìn)了待凈化的廢氣進(jìn)入更深體積層的可達(dá)性和因此改進(jìn)了質(zhì)量轉(zhuǎn)移，其對(duì)于所需的高催化活性是有利的。

在一個(gè)有用的實(shí)施方案中，顆粒的孔寬度大于沸石。具體地，顆粒具有中多孔性或大多孔性，孔寬度>2nm，優(yōu)選>5nm。出于本發(fā)明的目的，術(shù)語中多孔性指的是孔寬度(孔直徑)是2nm-50nm的孔，和術(shù)語大多孔性指的是孔寬度大于50nm。因此粘結(jié)劑組分的顆粒在它們的形態(tài)方面，尤其是在孔寬度方面，不同于沸石或不同于活性組分。

這里，沸石的孔寬度是沸石的環(huán)結(jié)構(gòu)中的最大直徑。合適的沸石的骨架結(jié)構(gòu)形成了開放孔或孔通道。它們通過沸石的通常四面體基本構(gòu)建塊的環(huán)結(jié)構(gòu)來形成和結(jié)合。通常，在小孔(至多8元環(huán))沸石、中孔(至多10元環(huán))沸石、寬孔(至多12元環(huán))沸石和超寬孔沸石(大于12元環(huán))之間存在著明顯不同。最大環(huán)尺寸目前是24元環(huán)，其對(duì)應(yīng)于孔寬度是約1.2nm。合適的催化活性沸石典型地是小孔或中孔沸石，其孔寬度是約0.3-0.7nm。

催化活性通過粘結(jié)劑組分的顆粒的中多孔性或大多孔性而整體改進(jìn)，因?yàn)榇齼艋膹U氣也會(huì)經(jīng)由這種多孔性而滲入擠出的催化劑的催化活性壁的更深層中。因此經(jīng)由這些寬孔還進(jìn)行了催化劑有效供給到甚至更深位置的催化活性位置，這樣可以利用較大比例的催化活性組合物。在常規(guī)催化劑的情況中，即催化反應(yīng)首先和最先僅在待凈化的廢氣流過的催化劑中的流動(dòng)通道的直接表面區(qū)域上發(fā)生。因?yàn)檎辰Y(jié)劑部分通常均勻分布在催化劑的總體積上，因此粘結(jié)劑部分有效形成流動(dòng)和供給路徑，其延伸進(jìn)入催化劑的體積中，和由此使得滲入沸石的微孔中成為可能。

為了獲得粘結(jié)劑部分的所需催化活性，第一優(yōu)選的形式向待涂覆的粘結(jié)劑組分的初始催化惰性顆粒提供催化活性層，優(yōu)選沸石層。因此催化活性的顆粒在這個(gè)形式中由催化惰性芯和催化活性層組成。因此具有規(guī)定的顆粒形狀的各顆粒由催化涂層賦予所需的催化活性，同時(shí)保持了顆粒形狀。本身已知的方法可以用于形成層，例如催化活性的顆粒尤其是沸石從懸浮液的沉積，或者通過水熱結(jié)晶的化學(xué)漸增(growing-on)。

顆粒典型的粒度范圍是從幾個(gè)μm到幾十個(gè)μm，例如1-100μm。另一方面，層厚度是其分?jǐn)?shù)，并且尤其是低于平均顆粒直徑的20％，優(yōu)選低于10％，和尤其是0.5μm-10μm。出于本發(fā)明的目的，顆粒直徑是各顆粒的平均直徑。在縱向延伸的棒狀顆粒的情況中，顆粒直徑是在垂直于縱向的橫截面平面內(nèi)的平均直徑。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，顆粒至少部分地和優(yōu)選完全轉(zhuǎn)化成催化活性沸石結(jié)構(gòu)，同時(shí)保持它們的顆粒形狀。催化活性尤其通過沸石常規(guī)的金屬離子交換，尤其是用Cu或Fe離子的交換來實(shí)現(xiàn)。這種轉(zhuǎn)化的具體優(yōu)點(diǎn)是保持了粉末顆粒的初始顆粒形狀，其對(duì)于設(shè)定所需的流變性能特別重要。出于本發(fā)明的目的，術(shù)語顆粒形狀具體指的是在單個(gè)粒度尺寸范圍，即尤其是在μm范圍的幾何結(jié)構(gòu)，其也可以稱作宏觀形態(tài)。另一方面，在上部測(cè)量范圍，即例如在幾個(gè)nm至1μm范圍的幾何結(jié)構(gòu)也包括于術(shù)語顆粒形狀中，其得以保持。因此保持了這種顆粒形狀，其對(duì)于流變性能以及形成供給通道都是關(guān)鍵的。同時(shí)，通過這種轉(zhuǎn)化形成了沸石的骨架結(jié)構(gòu)。因此術(shù)語轉(zhuǎn)化指的是化學(xué)轉(zhuǎn)化，并且保持粘結(jié)劑顆粒的(中孔性和大孔性)形態(tài)。作為骨架結(jié)構(gòu)，形成沸石典型的四面體晶體結(jié)構(gòu)，尤其是構(gòu)成SiO_4/2-AlO_4/2四面體的結(jié)構(gòu)。總之，因此形成具有沸石骨架結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)，但是非沸石形態(tài)的顆粒。

在有用的實(shí)施方案中，為了形成催化活性，通過離子交換將金屬離子，尤其是Cu或Fe離子，引入沸石微結(jié)構(gòu)中，來形成催化活性位。

這里同樣的，特別有利的是保持顆粒的(中)多孔初始結(jié)構(gòu)，以使得通過保持多孔性，來實(shí)現(xiàn)在改進(jìn)到甚至更深位置的壁區(qū)域的供給方面的優(yōu)點(diǎn)。

轉(zhuǎn)化成沸石原則上是已知的。先決條件是顆粒由含氧化硅和/或含氧化鋁的材料組成，其然后在合成中通過添加適于結(jié)構(gòu)形成的另外的組分和在升高的溫度和壓力轉(zhuǎn)化成所需的沸石微結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)化在這里依靠上述水熱結(jié)晶來進(jìn)行。在這種轉(zhuǎn)化中，各顆粒通常用作載體輔助的結(jié)晶的基底。當(dāng)使用硅藻土顆粒(硅藻土)時(shí)，存在于這種顆粒中的無定形SiO₂被用作沸石形成的硅源。顆粒在這種情況中被引入含水的反應(yīng)混合物中，其包含另外的組分，尤其是鋁源和通常一種有機(jī)模板或多種有機(jī)模板。因此這些另外的組分形成用于所需的網(wǎng)絡(luò)形成的反應(yīng)物。然后轉(zhuǎn)化和微結(jié)構(gòu)形成通過水熱結(jié)晶，在典型地80-200℃的升高的溫度和自生壓力，在典型的多天例如1-10天的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行。在水熱處理后以此方式獲得的結(jié)晶材料隨后清洗，干燥和在400-800℃的溫度煅燒。該煅燒特別用于燒掉有機(jī)反應(yīng)物(模板)。有時(shí)候轉(zhuǎn)化可以僅在接近于表面的區(qū)域中進(jìn)行，來形成沸石表面層。作為一個(gè)替代，轉(zhuǎn)化進(jìn)行完全，以使得整個(gè)顆粒獲得沸石骨架結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)化優(yōu)選形成具有骨架結(jié)構(gòu)MFI(例如ZSM-5)、BEA(例如β)、CHA(菱沸石)、AEI(例如ALPO 18)，ERI(例如毛沸石)或FER(例如鎂堿沸石)(FER是一種中孔分子篩)的沸石。轉(zhuǎn)化后，沸石優(yōu)選用鐵或銅交換。具體地，轉(zhuǎn)化形成與用于催化活性沸石組分相同的沸石類型。因此這種催化活性沸石組分和粘結(jié)劑在這種情況中它們的中孔形態(tài)和大孔形態(tài)不同。

多孔玻璃、硅膠或氧化鋁例如在這種情況中用作粘結(jié)劑組分的起始顆粒。還使用粘土礦物和在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中使用硅藻土，其特別適于設(shè)定催化劑組合物的所需流變性能。如果需要，還使用多個(gè)這樣的粘結(jié)劑組分的混合物作為粘結(jié)劑部分。

最終，在另一實(shí)施方案中，將柱撐粘土材料(也稱作柱撐粘土(PILC))用作粘結(jié)劑組分。這種粘土材料通常具有通過無機(jī)柱以一定間距相互隔開的二維粘土層。柱例如由氧化鈦或氧化鋁組成。此外，催化活性腔室優(yōu)選插入由粘土層之間的無機(jī)柱形成的自由空間中，來提供催化活性。為此目的，根據(jù)需要插入鐵、銅、錳或鈰。

在一個(gè)有用的實(shí)施方案中，粘結(jié)劑組分是硅藻土。這特別適于設(shè)定所需的流變性能。這適用于具有涂覆的顆粒的形式以及具有已經(jīng)轉(zhuǎn)化成沸石的顆粒的形式二者。

硅藻土的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)是它的高多孔性。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)顯示硅藻土是特別合適的。這特別適用于轉(zhuǎn)化成沸石。因此形成具有宏觀形態(tài)的硅藻土和具有合適的中多孔性和大多孔性的沸石，由此實(shí)現(xiàn)了到更深位置的催化劑水平的所需可達(dá)性。

根據(jù)本發(fā)明，目標(biāo)還通過具有權(quán)利要求13的特征的催化劑來實(shí)現(xiàn)。這尤其是優(yōu)選已經(jīng)通過上述方法作為全活性擠出物來生產(chǎn)的SCR催化劑。它具體包含至少一種沸石作為催化活性組分和無機(jī)粘結(jié)劑部分(其包括已經(jīng)至少部分地催化活化的無機(jī)粘結(jié)劑組分)。

已經(jīng)結(jié)合方法，尤其是涉及催化劑的組成而描述的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)選的實(shí)施方案，和尤其是粘結(jié)劑部分和粘結(jié)劑組分的實(shí)施方案，也可以類似地應(yīng)用于催化劑。

催化劑尤其是一種擠出的(蜂窩)催化劑。在替代的實(shí)施方案中，催化劑配置為板狀催化劑、載體涂層或擠出的粒料(松散材料)。形成實(shí)際催化劑的催化活性催化劑組合物在最終的狀態(tài)中在每種情況中具有還對(duì)方法進(jìn)行了描述的組成。

無機(jī)粘結(jié)劑部分以10和80重量％和尤其是15-50重量％使用，在每種情況中基于最終的燒結(jié)催化劑的總重量計(jì)。因此在邊界區(qū)域中，僅通過催化活化的粘結(jié)劑組分形成催化活性。

高質(zhì)量比例的粘結(jié)劑組分使得僅通過隨后對(duì)之前無活性的粘結(jié)劑部分活化來同時(shí)確保在給定體積時(shí)催化劑整體高的總活性成為可能。因此粘結(jié)劑部分在它的中孔形態(tài)或大孔形態(tài)方面根本不同于沸石活性催化劑組分。

它可用于待催化活化的總無機(jī)粘結(jié)劑部分的大部分，優(yōu)選大于80％。具體地，催化活化整個(gè)無機(jī)粘結(jié)劑部分。這里，使用各種催化活化的粘結(jié)劑組分的組合是優(yōu)選的。

總之，通過適當(dāng)選擇粘結(jié)劑組分而實(shí)現(xiàn)了諸多優(yōu)點(diǎn)。

這里，特別地，可以看到待凈化的廢氣到沸石的催化活性腔室的改進(jìn)的通路。結(jié)果，實(shí)現(xiàn)待凈化的廢氣進(jìn)入催化劑體積的更高的擴(kuò)散率，這對(duì)催化效率整體改進(jìn)和因此充分利用相對(duì)昂貴的沸石催化材料。粘結(jié)劑部分通常均勻分布在催化劑中。通常μm尺寸的沸石晶體更好地用于催化反應(yīng)。這也可以用于產(chǎn)生催化劑的更小構(gòu)建空間，同時(shí)保持相同的總催化活性，其對(duì)于機(jī)動(dòng)車輛領(lǐng)域尤其重要。

最后，催化劑的這些改進(jìn)的性能也受到以可靠的方法來生產(chǎn)擠出的全活性體的基本能力的關(guān)鍵性支持。

原則上可以僅使用無催化活性的多孔無機(jī)粘結(jié)劑組分例如合適的粘土礦物、硅藻土和/或柱撐粘土礦物(PILC)作為無機(jī)粘結(jié)劑組分。甚至粘結(jié)劑部分沒有催化活性時(shí)，作為引入供給通道的結(jié)果，也獲得了具有改進(jìn)的催化活性的催化劑。依靠無機(jī)粘結(jié)劑也實(shí)現(xiàn)了良好的擠出能力和高機(jī)械穩(wěn)定性。保留提交分案申請(qǐng)的權(quán)利，涉及到如這里所述的但是沒有催化活性的這樣的無機(jī)粘結(jié)劑組分用于催化劑，尤其是SCR催化劑的用途，和生產(chǎn)方法。

除了催化活化的粘結(jié)劑部分之外，催化劑優(yōu)選包含至少一種催化活性組分。對(duì)于催化劑來說，原則上各種催化劑體系是已知的。出于本發(fā)明的目的，催化劑體系是包含至少一種對(duì)催化活性有部分貢獻(xiàn)的催化活性組分的組分體系。

在一個(gè)優(yōu)選的第一形式中，將結(jié)晶分子篩用作至少一種催化活性組分。這優(yōu)選以20-80重量％的比例存在。

出于本發(fā)明的目的，結(jié)晶分子篩具體是窄含義的沸石，即結(jié)晶鋁硅酸鹽。另外，結(jié)晶分子篩還包括另外的分子篩，其不是鋁硅酸鹽，但是具有根據(jù)國(guó)際沸石協(xié)會(huì)的結(jié)構(gòu)委員會(huì)(IZA-SC)的沸石圖譜的沸石骨架結(jié)構(gòu)。這尤其適用于硅鋁磷酸鹽(SAPO)或鋁磷酸鹽(ALPO)，其同樣列于所述的沸石圖譜中。

作為催化活性組分，這里可以具體使用具有骨架結(jié)構(gòu)CHA的分子篩，尤其是菱沸石、AEI，尤其是ALPO 18或及其鋁硅酸鹽形式，例如SSZ-39、ERI、MFI、BEA、FAU、AFX或FER(這里所用的命名是基于沸石圖譜中所用的命名)。

在具有根據(jù)沸石圖譜的骨架結(jié)構(gòu)的結(jié)晶分子篩中，通常在小孔、中孔和大孔結(jié)晶分子篩之間存在著明顯不同。小孔分子篩是最大孔開口具有包含8個(gè)四面體原子結(jié)構(gòu)的環(huán)結(jié)構(gòu)的篩。中孔和大孔分子篩是最大孔開口通過具有不多于10個(gè)(中孔)或不多于12個(gè)(大孔)四面體排列的原子結(jié)構(gòu)的環(huán)的環(huán)開口形成的分子篩。所述的骨架結(jié)構(gòu)BEA是大孔骨架結(jié)構(gòu)，MFI是中孔結(jié)構(gòu)，和CHA是小孔結(jié)構(gòu)。所述的FAU骨架結(jié)構(gòu)同樣是大孔結(jié)構(gòu)，優(yōu)選Y-沸石。AEI是小孔骨架結(jié)構(gòu)，和這里使用具有名稱SSZ-39的沸石是優(yōu)選的。FER是中孔骨架結(jié)構(gòu)，和使用鎂堿沸石或ZSM-35作為材料是優(yōu)選的。ERI是小孔結(jié)構(gòu)，和使用毛沸石作為材料是優(yōu)選的。AFX是小孔骨架結(jié)構(gòu)，和使用SSZ-16作為材料是優(yōu)選的。骨架結(jié)構(gòu)BEA、MFI和FAU(這里尤其是沸石-Y)優(yōu)選用作烴阱。全部所述的骨架結(jié)構(gòu)和材料可以用作SCR催化劑；它們依靠金屬，尤其是用銅和/或鐵和/或鈰離子交換來適當(dāng)活化，優(yōu)選用銅或鐵活化。

通常包含金屬活化劑(促進(jìn)劑)對(duì)分子篩是有用的。這尤其是銅、鐵或鈰或其混合物。分子篩尤其是用這樣的金屬離子交換的分子篩，尤其是沸石。作為金屬離子引入到骨架結(jié)構(gòu)中的離子交換的分子篩的一個(gè)替代，這些金屬活化劑也可以不引入到骨架結(jié)構(gòu)中，和因此有效地作為“游離”金屬或金屬化合物(例如金屬氧化物)而存在于分子篩的單個(gè)通道中，例如作為用含有該化合物的溶液浸漬分子篩的結(jié)果。離子交換的金屬和游離金屬化合物在分子篩中的組合也是可能的。

作為結(jié)晶分子篩的一個(gè)替代，原則上還可以使用具有催化活性組分的另一催化劑體系。催化劑在這種情況中優(yōu)選具有基于賤金屬的催化的非沸石體系。

在第一實(shí)施方案中，催化劑在這種情況中是基于鈦-釩的催化劑，其具有釩作為催化活性組分。

總之，不同的鈦-釩體系被用于不同的實(shí)施方案。具體地，使用具有二氧化鈦(TiO₂)和五氧化二釩(V₂O₅)的混合物的氧化體系。作為一個(gè)選項(xiàng)，鈦-釩體系包含釩-鐵化合物作為催化活性組分，尤其是包含釩酸鐵(FeVO₄)和/或釩酸鐵鋁(Fe_0.8Al_0.2VO₄)。這樣的安排公開在WO2014/027207A1中(其全部?jī)?nèi)容在此通過參考引入)。

氧化體系具體是鈦-釩-鎢體系、鈦-釩-鎢-硅體系、鈦-釩-硅體系。在包含釩-鐵化合物的第二組的情況中，它們是鈦-釩-鎢-鐵體系、鈦-釩-鎢-硅-鐵體系或鈦-釩-硅-鐵體系。

鈦/釩重量比(Ti/V)有用地是35-90。在氧化的鈦-釩體系的情況中，二氧化鈦與五氧化二釩的重量比(TiO₂/V₂O₅)典型地是20-60。

鈦-釩體系通常以70-90重量％的重量比率存在，基于最終的催化劑計(jì)。其余的10-30重量％由粘結(jié)劑組分和在需要時(shí)的填料組分或纖維構(gòu)成。

在基于賤金屬的催化體系的第二形式中，將氧化鎢-氧化鈰體系或穩(wěn)定化的氧化鎢-氧化鈰體系(WO₃/CeO₂)用于催化體系。

穩(wěn)定化的鎢-鈰體系具體地是含有Ce-鋯混合氧化物的鋯穩(wěn)定化的體系。過渡金屬，尤其是鐵，優(yōu)選分布在這樣的載體材料中。所用的過渡金屬具體地選自Cr、Ce、Mn、Fe、Co、Ni、W和Cu，尤其是選自Fe、W、Ce和Cu。

催化體系具體是Fe-W/CeO₂體系或Fe-W/CeZrO₂體系，尤其是如涉及WO2009/001131的圖3所述，其在此完全通過參考引入。過渡金屬在催化劑中的比例優(yōu)選是0.5-20重量％，基于催化劑的總重量計(jì)。

此處所述的各種催化體系根據(jù)需要單個(gè)使用，或者組合使用。具體地，在此使用基于鈦-釩的體系和結(jié)晶分子篩的混合物。具體地，這樣的混合催化劑包含作為第一組分的鋁硅酸鹽或硅酸鐵分子篩，其任選地為H+形式或已經(jīng)用一種或多種過渡金屬，尤其是用鐵進(jìn)行離子交換。第二組分是在金屬氧化物載體上的氧化釩，該載體的金屬選自鋁、鈦、鋯、鈰、硅及其組合。第二組分的載體材料尤其是氧化鈦。第一組分具體是鐵交換的MFI、BEA或FER鋁硅酸鹽分子篩(沸石)。在這個(gè)混合物中，第一組分與第二組分的比率是5:95至約40:60。

催化劑具體是擠出的催化劑，優(yōu)選蜂窩催化劑。催化劑體在一個(gè)實(shí)施方案中用催化載體涂層涂覆，其與擠出體相同或不同。這樣的涂層例如作為如DE102012213639A1(其全部?jī)?nèi)容在此通過參考引入)所公開的載體涂層來施用。這尤其是擠出的SCR蜂窩催化劑。在一個(gè)替代的實(shí)施方案中，沒有使用涂層。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，擠出的催化劑，尤其是擠出的蜂窩催化劑作為壁流式過濾器來配置，其中廢氣在運(yùn)行過程中流過多孔壁。與之相反，流過式整料的催化劑體(其同樣經(jīng)常配置為陶瓷蜂窩催化劑)具有在縱向上排列的廢氣流動(dòng)通道。壁流式過濾器的形成依靠合適設(shè)定的多孔性來進(jìn)行。這樣的壁流式過濾器描述在例如DE102011010106A1(其全部?jī)?nèi)容在此通過參考引入)中。

催化劑優(yōu)選配置為SCR催化劑，因此具有對(duì)于所需的DeNOx反應(yīng)的催化活性。

但是，此處所述的催化活化的粘結(jié)劑組分的概念不限于用于SCR催化劑。這種概念原則上適于全部類型的催化劑來改進(jìn)催化活性。

具體地，催化劑例如是烴阱，尤其是沒有另外的催化涂層。這樣的催化劑也稱作冷啟動(dòng)催化劑，因?yàn)橛捎谒鼈兇鎯?chǔ)烴的能力，它們控制了內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)階段過程中廢氣中HC的比率。這樣的冷啟動(dòng)催化劑描述在例如WO2012/166868A1(其全部?jī)?nèi)容在此通過參考引入)中。這樣的催化劑具體地配置為包含結(jié)晶分子篩的擠出的蜂窩催化劑，尤其是配置為這樣的分子篩與貴金屬尤其是鈀(Pd)的混合物。貴金屬也可以與賤金屬一起添加到沸石。研究已經(jīng)顯示，鈀浸漬的結(jié)晶分子篩，尤其是沒有鐵時(shí)，同樣表現(xiàn)出冷啟動(dòng)催化劑所需的性能。這樣的冷啟動(dòng)催化劑例如表現(xiàn)出良好的NO_x存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化能力以及在低溫對(duì)于N₂的高選擇性，在低溫良好的烴存儲(chǔ)能力和轉(zhuǎn)化率，和改進(jìn)的一氧化碳氧化活性。

作為這些配置為烴阱的優(yōu)選未涂覆的擠出的催化劑的替代，催化劑配置為能夠充當(dāng)烴阱的涂覆的、擠出的蜂窩催化劑。同樣地，催化劑優(yōu)選包含結(jié)晶分子篩，優(yōu)選例如為H⁺形式和尤其是“未金屬化的”，即沒有金屬活化劑?？蛇x地，結(jié)晶分子篩包含鈀和/或銀。這樣的擠出的蜂窩體在這種實(shí)施方案中具有催化活化涂層，尤其是來形成柴油氧化催化劑、三元催化劑，或者它轉(zhuǎn)化成壁流式過濾器，其隨后涂覆有氧化催化劑來將它以類似于柴油氧化催化劑的方式轉(zhuǎn)化成催化型煙灰過濾器(CSF)。三元催化劑的一個(gè)例子可以在WO2011/092517A1(其全部?jī)?nèi)容在此通過參考引入)中找到，擠出的柴油氧化催化劑和擠出的催化型煙灰過濾器的一個(gè)例子例如可以在WO2011/092519(其全部?jī)?nèi)容在此通過參考引入)中找到。

下面借助于附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方案。在附圖中：

圖1顯示了用于說明生產(chǎn)方法的一個(gè)簡(jiǎn)化的示意圖，

圖2顯示了用于解釋粘結(jié)劑組分的顆粒生產(chǎn)的示意圖，其中顆粒具有催化活性層，

圖3顯示了用于說明粘結(jié)劑組分的顆粒生產(chǎn)的示意圖，其中顆粒轉(zhuǎn)化成沸石，和

圖4顯示了用于解釋通過引入催化活性腔室，來催化活化作為粘結(jié)劑組分的在起始態(tài)時(shí)無活性的柱撐粘土礦物的示意圖。

根據(jù)圖1，提供一種擠出方法來生產(chǎn)催化劑2。初始時(shí)提供了一種催化劑組合物4，其包含作為主組分的催化活性沸石部分，其具有沸石Z作為催化活性組分，無機(jī)粘結(jié)劑部分B和另外通常一定比例的有機(jī)粘結(jié)劑O或可能另外的添加劑。沸石部分和無機(jī)粘結(jié)劑部分B作為起始粉末與有機(jī)粘結(jié)劑部分O和任選地另外的組分均勻混合，來產(chǎn)生可擠出的催化劑組合物4。用于隨后擠出的催化劑組合物4的流變性經(jīng)由粘結(jié)劑部分B、O適當(dāng)設(shè)定，以使得催化劑組合物4具有適于擠出工具的塑性能力。

催化劑體6隨后通過擠出這種催化劑組合物4作為全活性擠出物來生產(chǎn)，并且這種催化劑體6首先干燥和隨后在爐8中燒結(jié)，以使得結(jié)束時(shí)陶瓷催化劑2已經(jīng)形成為擠出的全活性催化劑。在該例子中，這是具有例如圓柱形基本幾何形狀的蜂窩催化劑。沸石部分優(yōu)選由鐵交換的或銅交換的沸石Z，尤其是ZSM-5、β或菱沸石類型組成。沸石部分還可以由這樣的沸石Z的混合物組成。

粘結(jié)劑部分B優(yōu)選是一種在初始態(tài)時(shí)無催化活性的粉末，并且由個(gè)體顆粒10尤其是硅藻土組成。這些顆粒10依靠預(yù)處理來催化活化，在預(yù)處理過程中它們保持了它們的形態(tài)。顆粒10優(yōu)選是多孔顆粒。顆粒10整體上具有孔寬度p(平均孔直徑)典型地>5nm的中多孔性。硅藻土尤其是用作這些顆粒10的起始材料。顆粒10通常的(平均)顆粒直徑d是幾個(gè)μm到幾十個(gè)μm。

在圖2所示的第一實(shí)施方案中，顆粒10涂覆有催化活性層12和以這種方式來催化活化。層12尤其是沸石層。

在第二選項(xiàng)中，如圖3所示，依靠本身已知的合適的處理將顆粒10轉(zhuǎn)化成沸石顆粒14，并且保持了它們的一般形態(tài)，即尤其是保持了它們的中多孔性。這里，顆粒10的微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成由氧化硅/氧化鋁四面體組成的四面體結(jié)構(gòu)，其典型地是沸石。同時(shí)，保持了顆粒10的中孔結(jié)構(gòu)或大孔結(jié)構(gòu)以及它們的中多孔性。

在根據(jù)圖4的第三實(shí)施方案中，將柱撐粘土礦物(柱撐粘土)用于粘結(jié)劑部分B。這些柱撐粘土礦物由通過柱16來保持彼此一定間距的粘土層18組成。催化活性位20插入到這些無催化活性的結(jié)構(gòu)中的粘土層18之間的自由空間中。

因此顆粒10在添加到和混合入催化劑組合物4之前進(jìn)行了處理和因而進(jìn)行了催化活化?？傉辰Y(jié)劑部分B是優(yōu)選的，即全部無機(jī)起始粉末以這種方式催化處理。作為一個(gè)選項(xiàng)，僅處理了部分。還可以使用不同的無機(jī)粘結(jié)劑組分，無催化活性的和催化活化的二者的混合物，如作為例子的圖2-4所示。還可以將不同的起始材料，例如不同的粘土礦物彼此混合。粘結(jié)劑組分至少基本上均勻地分布在最終的催化劑2中。

最終的催化劑2優(yōu)選具有這樣的組成，其由50-80重量％的催化活性沸石和20-50重量％的無機(jī)粘結(jié)劑部分B組成，在每種情況中基于最終形態(tài)中燒結(jié)的催化劑2的總質(zhì)量計(jì)。另外的組分例如另外的添加劑等也可以存在。它們的總比例不大于5重量％。揮發(fā)性有機(jī)粘結(jié)劑部分O的比例典型地是相對(duì)于其幾個(gè)重量百分比。

附圖標(biāo)記列表

2 催化劑

4 催化劑組合物

6 催化劑體

8 爐

10 顆粒

12 層

14 沸石顆粒

16 柱

18 粘土層

20 位

Z 沸石

B 無機(jī)粘結(jié)劑部分

O 有機(jī)粘結(jié)劑部分