圍內(nèi)，基于總孔體積和/或孔的總數(shù)計(jì)?？梢酝ㄟ^可接受的手段(包括通過壓汞法)測(cè)定平均孔徑。在某些實(shí)施方案中，所述過濾器基材具有約12至約15μπι的平均孔徑和約50至約55%的孔隙率。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過濾器基材具有約18至約20 μm的平均孔徑和約55至約65%的孔隙率。這些范圍相當(dāng)于約3.75至約5微米的優(yōu)選的催化劑組合物d5。顆粒分布。
[0029]在某些實(shí)施方案中，壁流式基材是高效的過濾器。通過未經(jīng)處理的廢氣在穿過壁流式基材時(shí)從中除去的具有特定尺寸的顆粒物質(zhì)的重量百分比測(cè)定效率。因此，效率與煙灰和其它類似尺寸的顆粒以及典型地在常規(guī)柴油廢氣中發(fā)現(xiàn)的顆粒物濃度相關(guān)。柴油廢氣中的顆粒物可以具有0.05微米至2.5微米范圍的尺寸。因此，效率基于此范圍。本發(fā)明所使用的壁流式過濾器優(yōu)選具有至少70%、至少約75%、至少約80%或至少約90%的效率。在某些實(shí)施方案中，效率優(yōu)選為約75至約99 %，約75至約90 %，約80至約90 %或約85至約 95%。
[0030]測(cè)量為基材的總空隙體積百分比的孔互通性是連接孔、空隙和/或通道以形成穿過(即從入口面到出口面)多孔基材的連續(xù)路徑的程度。與孔互通性相反的是封閉的孔體積與具有通向所述基材的表面的僅一個(gè)的管道的孔的體積之和。優(yōu)選地，所述多孔基材具有至少約30 %、更優(yōu)選至少約40 %的孔互通性體積。
[0031]在某些實(shí)施方案中，所述壁流式過濾器基材為擠出的催化體。擠出的催化體與非催化基材可區(qū)別之處在于前者包括作為所述基材的多孔壁的部分的催化劑組合物，而后者包括任選具有施加至其多孔壁的催化劑涂層的惰性基材。因此，在某些實(shí)施方案中，所述過濾器基材的薄的多孔壁包含一種或多種催化劑，但不含催化劑涂層。在某些其它實(shí)施方案中，所述過濾器的薄的多孔壁不含除催化劑涂層以外的催化劑。在某些實(shí)施方案中，惰性基材由于它們的結(jié)構(gòu)和性能性質(zhì)和它們的多功能性而是優(yōu)選的。
[0032]非常一般地，包含催化劑源的擠出的固體本體的制備包括將催化劑原料、粘結(jié)劑、任選的有機(jī)粘度強(qiáng)化化合物共混成均質(zhì)糊劑，然后將其添加至粘結(jié)劑/基質(zhì)組分或其前體和任選的一種或多種穩(wěn)定化的氧化鈰和無機(jī)纖維。將共混物在混合或捏合設(shè)備或擠出機(jī)中壓實(shí)。混合物具有有機(jī)添加劑如粘結(jié)劑、造孔劑、增塑劑、表面活性劑、潤(rùn)滑劑、分散劑作為加工助劑以增強(qiáng)潤(rùn)濕，并因此產(chǎn)生均勻的母料。然后將所產(chǎn)生的塑料材料成型，尤其是使用包括擠出模具的擠出機(jī)或擠壓機(jī)并將產(chǎn)生的模制品干燥和煅燒。在擠出的固體本體煅燒期間“燒除”有機(jī)添加劑。
[0033]本發(fā)明的壁流式過濾器基材包含從所述過濾器的入口側(cè)、優(yōu)選僅從入口側(cè)且優(yōu)選作為涂層負(fù)載的催化劑組合物。為了避免疑惑，所述過濾器的入口側(cè)上的催化劑組合物意指所述催化劑組合物的至少90重量％位于所述過濾器的入口側(cè)和內(nèi)部部分。在某些實(shí)施方案中，所述催化劑組合物的至少約95重量％位于所述過濾器的出口側(cè)和內(nèi)部部分。優(yōu)選地，基本上全部所述催化劑組合物位于所述過濾器的出口側(cè)和內(nèi)部部分。
[0034]優(yōu)選地，所述催化劑組合物在所述過濾器的入口表面與所述過濾器的出口側(cè)之間形成濃度梯度，其中所述濃度在朝向入口表面為最大。在某些實(shí)施方案中，所述催化劑組合物的至少50重量％、75重量％、90重量％、95重量％或99重量％處于過濾器壁的入口表面與中心之間。
[0035]所述壁流式過濾器基材優(yōu)選具有基本上不含催化劑涂層的出口側(cè)。關(guān)于在過濾器上的特定區(qū)域的術(shù)語“基本上不含”意指所述區(qū)域不包含催化劑涂層，或者如果存在催化劑涂層，則負(fù)載足夠低，以致于在典型的操作條件期間所產(chǎn)生的中等煙灰負(fù)載下，不使穿過過濾器的背壓相對(duì)于未涂覆的過濾器或沒有這樣的涂層的過濾器增加超過5%。例如，具有基本上不含催化劑的入口側(cè)的過濾器可以包含小于0.lg/in3、更優(yōu)選小于0.05g/in3，且甚至更優(yōu)選小于0.01g/in3的入口側(cè)涂層。在某些實(shí)施方案中，所述過濾器的入口側(cè)基本上不含催化劑涂層，在所述入口側(cè)上的催化劑涂層的總量為所述過濾器上的總催化劑涂層的小于約5重量％，且更優(yōu)選小于約1重量％，且甚至更優(yōu)選小于0.1重量％，且優(yōu)選為所述過濾器的出口側(cè)上的催化劑涂層的小于約5重量％，且更優(yōu)選小于約1重量％，且甚至更優(yōu)選小于0.1重量％。為了避免疑惑，本文提及的所述催化劑涂層不包括形成基材的部分的催化劑材料(擠出的催化體)。
[0036]在一些實(shí)施方案中，所述壁流式過濾器基材具有基本上不含催化劑涂層的內(nèi)部。例如，具有基本上不含催化劑的內(nèi)部的過濾器可以包含少于0.2g/in3且更優(yōu)選少于0.05g/in3的內(nèi)部涂層。在其中催化劑涂層存在于過濾器的內(nèi)壁上的某些實(shí)施方案中，所述催化劑涂層的總量為所述過濾器上的總催化劑涂層的小于約5重量％，且更優(yōu)選小于約1重量％，且甚至更優(yōu)選小于0.1重量％，且優(yōu)選為所述過濾器的出口側(cè)上的總催化劑涂層的小于約5重量％，且更優(yōu)選小于約1重量％，且甚至更優(yōu)選小于0.1重量％。為了避免疑惑，本文提及的催化劑涂層不包括形成基材的部分的催化劑材料(擠出的催化體)。
[0037]本文提及的催化劑涂層不包括可以作為加工助劑施加至過濾器壁(例如為了改進(jìn)催化劑涂層對(duì)過濾器壁的粘附)的非催化膜或其它非催化薄層涂層、鈍化層或?yàn)榱藦?qiáng)化、增強(qiáng)或穩(wěn)定過濾器壁的那些。優(yōu)選地，如果存在的話，非催化層具有不明顯影響所述過濾器的背壓(例如與沒有非催化涂層的類似過濾器基材相比使背壓不增加或降低約5% )的厚度和/或負(fù)載。因此，在某些實(shí)施方案中，除了催化涂層(例如施加至經(jīng)鈍化的基材的催化劑涂層)以外，所述過濾器基材包含非催化層。在其它實(shí)施方案中，所述過濾器基材包含催化劑涂層，但不含非催化涂層(例如施加至未經(jīng)鈍化的基材的催化劑涂層)。
[0038]在某些實(shí)施方案中，將從所述過濾器的入口側(cè)負(fù)載的催化劑組合物設(shè)置為單個(gè)的層或區(qū)域。在其它實(shí)施方案中，將所述過濾器的入口側(cè)上的催化劑組合物設(shè)置為兩個(gè)或更多個(gè)層或區(qū)域，其中每個(gè)層或區(qū)域包括相同或不同的催化劑組合物。對(duì)于其中所述催化劑組合物包括兩個(gè)或更多個(gè)層的實(shí)施方案而言，d5。粒度分布基于作為整體的催化劑組合物。
[0039]在某些優(yōu)選實(shí)施方案中，催化劑涂層在所述基材的出口側(cè)上包含連續(xù)的第一催化層和第二催化層。如本文中關(guān)于層所使用的術(shù)語“連續(xù)的”意指每個(gè)層與其相鄰的一個(gè)或多個(gè)層接觸且所述層作為整體一個(gè)在另一個(gè)頂部地設(shè)置在基材上。如本文中所使用的術(shù)語“第一層”和“第二層”用于描述催化劑層在催化劑制品中關(guān)于廢氣流穿過、通過和/或經(jīng)過所述催化劑制品的正常方向的相對(duì)位置。在正常的廢氣流條件下，廢氣在接觸所述第二層之前接觸所述第一層。在某些實(shí)施方案中，將所述第一層施加至惰性基材作為底層并將所述第二層為施加在所述第二層上的頂層。
[0040]所述催化劑組合物優(yōu)選具有相對(duì)于所述過濾器的平均孔徑的小的粒度。優(yōu)選地，所述催化劑組合物具有小于所述平均孔徑除以4.9的d5。粒度分布。術(shù)語“d5。粒度分布”意指所述粒度分布的中值或中值直徑。它為在累積分布中在50%的粒徑的值。如本文中所使用的術(shù)語“粒度分布”意指落入作為樣品中全部尺寸的總數(shù)的百分比的尺寸范圍的顆粒的數(shù)目。
[0041]在某些實(shí)施方案中，所述催化劑組合物的粒度分布基于催化活性組分的粒度測(cè)量。在其它實(shí)施方案中，所述催化劑組合物的粒度基于所述催化劑組合物整體測(cè)量。在某些實(shí)施方案中，所述催化劑組合物是載體涂層的部分并且在其它實(shí)施方案中，所述催化劑組合物為載體涂層(即包括其它非催化組分)或催化劑涂層。也就是說，粒度分布的測(cè)量并不限于涂層中的催化劑顆粒，而是包括涂層中的全部顆粒，如粘結(jié)劑、流變改性劑等。在某些實(shí)施方案中，分布中的顆粒包含催化劑顆粒的至少50%，且更優(yōu)選至少75% (以數(shù)目和/或重量計(jì))。
[0042]可以通過任意常規(guī)手段測(cè)量粒度分布。在某些實(shí)施方案中，所述催化劑涂層具有約0.1至約5 μ m、優(yōu)選約0.5至約3 μ m如約1.0至約2.0 μ m的d5。粒度分布。優(yōu)選地，所述過濾器基材具有相對(duì)大的平均孔徑(例如大于約10 μm)且所述催化劑涂層具有相對(duì)小的d5。粒度分布(例如大于約3 μ m)。在某些實(shí)施方案中，所述過濾器具有約10至約25 μ m如約12至約15 μ m或約17至約21 μ m的平均孔徑，約55至約70%的孔隙度，且催化劑涂層具有約0.5至約2.0 μ m的d5。粒度分布。
[0043]本發(fā)明的某些催化劑涂層具有約0.1至約1.0例如約0.2、0.5或0.7的山。粒度分布。本發(fā)明的某些催化劑涂層具有小于約8 μπκ優(yōu)選小于約5 μπι如約4 μηι、3 μπι或2 μπι的d9。粒度分布。如本文中所使用的“d:。粒度分布”意指樣品中90%的顆粒大于所指出的值。如本文中所使用的“d9。粒度分布”意指樣品中少于90%的顆粒小于所指出的值。
[0044]所述催化劑涂層的負(fù)載濃度沒有特別限制，只要所述催化劑組合物以有效催化目標(biāo)廢氣組分的量存在。優(yōu)選地，所述催化劑組合物以至少約0.lg/in3且優(yōu)選至少約0.3g/in3的濃度存在。在某些實(shí)施方案中，所述催化劑組合物具有約0.5至約4g/in 3、更優(yōu)選約0.75至約2g/in3且甚至更優(yōu)選約1.0至約1.5g/in 3或約1.5至約2.5g/in 3的負(fù)載。優(yōu)選基于活性催化組分測(cè)量負(fù)載濃度，但也可以基于整個(gè)催化劑涂層測(cè)量負(fù)載濃度。
[0045]優(yōu)選的催化劑組合物包括可用于降低廢氣中的N0X、NH3、S0x、CO和/或烴的濃度的那些。其它可使用的催化劑包括Ν0χΚ附劑和N0 χ,。優(yōu)選地，所述催化劑為非均相催化劑，其包含在高表面積材料(如分子篩或難熔金屬氧化物)上和/或高表面積材料(如分子篩或難熔金屬氧化物)內(nèi)的金屬。所述金屬優(yōu)選由所述高表面積材料浸漬、摻雜或負(fù)載。
[0046]優(yōu)選的金