ЭКСТРУДИРОВАННЫЙ SCR-ФИЛЬТР

1. Фильтр с протеканием через стенки, включающий катализатор для преобразования оксида азота в присутствии восстанавливающего агента, причем фильтр с протеканием через стенки содержит экструдированную твердую массу, содержащую:
10-95 мас.%, по меньшей мере, одного компонента связующего вещества/матрицы;
5-90 мас.% цеолитных молекулярных сит, нецеолитных молекулярных сит или смеси любых двух или более из них и
0-80 мас.% необязательно стабилизированного оксида церия, причем катализатор содержит, по меньшей мере, один металл, где:
(i) по меньшей мере, один металл присутствует в экструдированной твердой массе;
(ii) по меньшей мере, один металл присутствует в экструдированной твердой массе, а также присутствует в более высокой концентрации на поверхности экструдированной твердой массы;
(iii) по меньшей мере, один металл присутствует в экструдированной твердой массе, а также нанесен в виде одного или нескольких слоев покрытия на поверхность экструдированной твердой массы или
(iv) по меньшей мере, один металл присутствует в экструдированной твердой массе, присутствует в более высокой концентрации на поверхности экструдированной твердой массы, а также, нанесен в виде одного или нескольких слоев покрытия на поверхность экструдированной твердой массы.
2. Фильтр с протеканием через стенки по п.1, где экструдированная твердая масса содержит:
10-95 мас.% кордиерита, нитридов, карбидов, боридов, интерметаллических соединений, лития алюмосиликата, необязательно легированного оксида алюминия, источника диоксида кремния, оксида титана, диоксида циркония, оксида титана - диоксида циркония, циркона и смеси любых двух или более из них;
0-80 мас.% шпинели;
5-90 мас.% цеолитного молекулярного сита, нецеолитного молекулярного сита или смеси любых двух или более из них, каждое из них необязательно содержит один или несколько металлов;
0-80 мас.% необязательно стабилизированного оксида церия и
0-25 мас.% неорганического волокна.
3. Фильтр с протеканием через стенки по п.2, где экструдированная твердая масса по существу состоит из:
10-95 мас.% кордиерита, нитридов, карбидов, боридов, интерметаллических соединений, лития алюмосиликата, шпинели, необязательно легированного оксида алюминия, источника диоксида кремния, оксида титана, диоксида циркония, оксида титана - диоксида циркония, циркона и смеси любых двух или более из них;
50-90 мас.% цеолитного молекулярного сита, нецеолитного молекулярного сита или смеси любых двух или более из них, каждое из них необязательно содержит один или несколько металлов; и
0-25 мас.% неорганических волокон.
4. Фильтр с протеканием через стенки по п.2, где экструдированная твердая масса по существу состоит из:
10-95 мас.% кордиерита, нитридов, карбидов, боридов, интерметаллических соединений, лития алюмосиликата, необязательно легированного оксида алюминия, шпинели, источника диоксида кремния, оксида титана, диоксида циркония, оксида титана - диоксида циркония, циркона и смеси любых двух или более из них;
5-50 мас.% цеолитного молекулярного сита, нецеолитного молекулярного сита или смеси любых двух или более из них, каждое из них необязательно содержит один или несколько металлов;
20-80 мас.% необязательно стабилизированного оксида церия и
0-25 мас.% неорганических волокон.
5. Фильтр с протеканием через стенки по п.1, где пористость фильтра с протеканием через стенки составляет 30-80%.
6. Фильтр с протеканием через стенки по любому из предыдущих пунктов, содержащий цеолитное молекулярное сито или нецеолитное молекулярное сито, где цеолитное молекулярное сито или нецеолитное молекулярное сито имеет код типа сетчато-ячеистой структуры ABW, АСО, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, АТТ, ATV, AWO, AWW, BCT, BEA, ВЕС, BIK, BOF, BOG, BPH, BRE, BSV, CAN, CAS, CDO, CFI, CGF, CGS, СНА, -CHI, -CLO, CON, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, EON, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, EZT, FAR, FAU, FER, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO, HEU, IFR, IHW, IMF, ISV, ITE, ITH, ITR, ITW, IWR, IWS, IWV, IWW, JBW, JRY, KFI, LAU, LEV, LIO, -LIT, LOS, LOV, LTA, LTF, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, МЕР, MER, MFI, MFS, MON, MOR, MOZ, MRE, MSE, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MWW, NAB, NAT, NES, NON, NPO, NSI, OBW, OFF, OSI, OSO, OWE, -PAR, PAU, PHI, PON, RHO, -RON, RRO, RSN, RTE, RTH, RUT, RWR, RWY, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBN, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN, SFO, SFS, SGT, SIV, SOD, SOF, SOS, SSF, SSY, STF, STI, STO, STT, STW, -SVR, SZR, TER, THO, TOL, TON, TSC, TUN, UEI, UFI, UOS, UOZ, USI, UTL, VET, VFI, VNI, VSV, WEI, -WEN, YUG, ZON согласно Structure Commission of International Zeolite Association, и смеси любых двух или более из них.
7. Фильтр с протеканием через стенки по п.6, где цеолитное молекулярное сито или нецеолитное молекулярное сито имеет структуру раскрытия поры с кольцом максимум из 8 атомов, как определено Structure Commission of International Zeolite Association.
8. Фильтр с протеканием через стенки по п.6, где цеолитное или нецеолитное молекулярное сито выбрано из группы, состоящей из AEI, AFT, AFX, ВЕА, СНА, DDR, ERI, FAU, FER, ITE, ITW, KFI, LEV, LTA, MER, MFI, MOR, MTS, NSI, PAU, PHI, RHO, RTH, STI, SZR, UFI и смеси любых двух или более из них.
9. Фильтр с протеканием через стенки по п.6, где цеолитное или нецеолитное молекулярное сито выбрано из группы, состоящей из AEI, ВЕА, СНА, ERI, FER, MFI, NSI, STI и смеси любых двух или более из них.
10. Фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-5, где цеолитное молекулярное сито выбрано из группы, состоящей из ZSM-5, бета цеолита, феррьерита, SSZ-13 и смеси любых двух или более из них.
11. Фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-5, где цеолитное молекулярное сито представляет собой алюмосиликатный цеолит, имеющий отношение диоксида кремния к оксиду алюминия 10 или больше.
12. Фильтр с протеканием через стенки по п.6, где цеолитное молекулярное сито или нецеолитное молекулярное сито представляет собой изоморф, содержащий один или несколько металлов-заместителей в сетчато-ячеистой структуре.
13. Фильтр с протеканием через стенки по п.12, где изоморф имеет отношение диоксида кремния к оксиду алюминия >25.
14. Фильтр с протеканием через стенки по п.12, где изоморф имеет отношение диоксида кремния к металлу в сетчато-ячеистой структуре >20.
15. Фильтр с протеканием через стенки по п.6, где нецеолитное молекулярное сито представляет собой алюмофосфат.
16. Фильтр с протеканием через стенки по п.15, где алюмофосфат представляет собой AlPO, AlPO (MeAlPO) с замещенным металлом, кремнийалюмофосфат (SAPO) или кремнийалюмофосфат (MeAPSO) с замещенным металлом.
17. Фильтр с протеканием через стенки по п.16, где нецеолитное молекулярное сито выбрано из группы, состоящей из SAPO-18, SAPO-34, SAPO-44 и SAPO-47.
18. Фильтр с протеканием через стенки по п.16, где отношение диоксида кремния к оксиду алюминия для алюмофосфата <1,0.
19. Фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-5, где, по меньшей мере, один металл, присутствующий в каждой области: (а) в экструдированной твердой массе; (b) присутствующий в более высокой концентрации на поверхности экструдированной твердой массы; и (с) нанесенный в виде одного или нескольких слоев покрытия на поверхность экструдированной твердой массы в пунктах (ii), (iii) и (iv) отличается, по меньшей мере, от одного металла, присутствующего в другом положении (положениях).
20. Фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-5, содержащий цеолитное молекулярное сито, нецеолитное молекулярное сито или смесь любых двух или более из них, где, по меньшей мере, один металл является ассоциированным с компонентом цеолитного молекулярного сита, компонентом нецеолитного молекулярного сита или с одним или обоими компонентами цеолитного молекулярного сита и компонентами нецеолитного молекулярного сита в смеси.
21. Фильтр с протеканием через стенки по п.20, где экструдированная твердая масса содержит, по меньшей мере, один первый металл, ассоциированный с компонентом цеолитного молекулярного сита, компонентом нецеолитного молекулярного сита или с одним или обоими компонентами цеолитного молекулярного сита и компонентами нецеолитного молекулярного сита в смеси и, по меньшей мере, один второй металл, не ассоциированный с компонентом цеолитного молекулярного сита, компонентом нецеолитного молекулярного сита или с одним или обоими компонентами цеолитного молекулярного сита и компонентами нецеолитного молекулярного сита в смеси.
22. Фильтр с протеканием через стенки по п.20, где все металлы или каждый из по меньшей мере, из одного металла, ассоциированного с цеолитным молекулярным ситом, нецеолитным молекулярным ситом или с обоими молекулярными ситами в смеси любых двух или более из них, включают один или несколько металлов, выбранных из группы, состоящей из переходных металлов, лантаноидов, или смеси любых двух или более из них.
23. Фильтр с протеканием через стенки по п.22, где переходной металл выбран из группы, состоящей из металла Группы IB, металла Группы IVB, металла Группы VB, металла Группы VIIB и металла Группы VIII.
24. Фильтр с протеканием через стенки по п.22, где переходной металл выбран из группы, состоящей из Fe, Cu, Се, Hf, La, Mn, Pt, Au, Ag, In, Rh, V, Ir, Ru и Os.
25. Фильтр с протеканием через стенки по п.22, где лантаноидный металл выбран из La, Pr и Се.
26. Фильтр с протеканием через стенки по п.19, где общее содержание металла, по меньшей мере, в одном металле, ассоциированном с компонентом цеолитного молекулярного сита, компонентом нецеолитного молекулярного сита или с одним или обоими компонентами цеолитного молекулярного сита и компонентами нецеолитного молекулярного сита в смеси, составляет от 0,1 до 20 мас.%.
27. Фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-5, где, по меньшей мере, один металл: находящийся в экструдированной твердой массе, но не ассоциированный с компонентом цеолитного молекулярного сита, компонентом нецеолитного молекулярного сита или с одним или обоими компонентами цеолитного молекулярного сита и компонентами нецеолитного молекулярного сита в смеси; в большей части, по меньшей мере, одного металла, находящегося на поверхности экструдированной твердой массы; в одном или более слоях покрытия на поверхности экструдированной твердой массы или находящегося в более высокой концентрации на поверхности экструдированной твердой массы, включает, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, состоящей из щелочного металла, щелочноземельного металла, переходного металла, лантаноида или смеси любых двух или более из них.
28. Фильтр с протеканием через стенки по п.27, где общее содержание металла, находящегося в экструдированной твердой массе, но не ассоциированного с компонентом цеолитного молекулярного сита, компонентом нецеолитного молекулярного сита или с одним или обоими компонентами цеолитного молекулярного сита и компонентами нецеолитного молекулярного сита в смеси; в большей части, по меньшей мере, одного металла, находящегося на поверхности экструдированной твердой массы; в одном или нескольких слоях покрытия на поверхности экструдированной твердой массы или находящегося при более высокой концентрации на поверхности экструдированной твердой массы, составляет от 0,1 до 20 мас.%.
29. Фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-5, где фильтр содержит экструдированную твердую массу, по существу состоящую из:
10-95 мас.% кордиерита, нитридов, карбидов, боридов, интерметаллических соединений, лития алюмосиликата, шпинели, необязательно легированного оксида алюминия, оксида титана, диоксида циркония, оксида титана - диоксида циркония, циркона и смеси любых двух или более из них;
0-30 мас.% источника диоксида кремния;
50-90 мас.% нецеолитного молекулярного сита, содержащего 1-20 мас.% одного или несколько металлов, выбранных из группы, состоящей из Cu, Fe и Се; и
0-20 мас.% неорганических волокон.
30. Фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-5, где один или несколько слоев покрытия на поверхности экструдированной твердой массы содержат, по меньшей мере, один металл, где общее содержание металла катализатора составляет от 0,1 до 30 мас.%.
31. Фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-5, имеющий аксиальный Thermal Shock Parameter (параметр теплового удара) (TSP) и радиальный TSP, достаточные для предотвращения появления радиальных трещин и кольцевых трещин в экструдированной твердой массе, когда его используют для обработки отработанных газов от стационарных или мобильных источников выбросов.
32. Фильтр с протеканием через стенки по п.31, где радиальный TSP >0,4 при 750°С.
33. Фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-5, где, по меньшей мере, один компонент связующего вещества/матрицы выбирают из группы, состоящей из кордиерита, нитридов, карбидов, боридов, интерметаллических соединений, лития алюмосиликата, шпинели, необязательно легированного оксида алюминия, источника диоксида кремния, оксида титана, диоксида циркония, оксида титана - диоксида циркония, циркона и смеси любых двух или более из них.
2
4
34. Фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-5, где шпинель представляет собой MgAlO или где Mg частично заменен металлом из группы, состоящей из Со, Zr, Zn или Mn.
35. Фильтр с протеканием через стенки по п.33, где оксид алюминия выбран из группы, состоящей из альфа оксида алюминия, бета оксида алюминия, гамма оксида алюминия, хи оксида алюминия, эта оксида алюминия, ро оксида алюминия, каппа оксида алюминия, тэта оксида алюминия, дельта оксида алюминия, бета оксида алюминия - лантана и смесей двух или более из них.
36. Фильтр с протеканием через стенки по п.33, где источник диоксида кремния выбран из группы, состоящей из диоксида кремния, золя диоксида кремния, кварца, коллоидного или аморфного диоксида кремния, силиката натрия, аморфного алюмосиликата, алкоксисилана, связующего вещества на основе силиконовой смолы, глины, талька или смеси любых двух или более из них.
37. Фильтр с протеканием через стенки по п.36, где глина выбрана из группы, состоящей из фуллеровой земли, сепиолита, гекторита, смектита, каолина и смесей любых двух или более из них.
38. Фильтр с протеканием через стенки по п.33, в котором неорганические волокна выбраны из группы, состоящей из углеродных волокон, стекловолокна, металлических волокон, волокон из бора, волокон из оксида алюминия, волокон из диоксида кремния, волокон из диоксида кремния - оксида алюминия, волокон из карбида кремния, волокон из титаната калия, волокон из бората алюминия и керамических волокон.
39. Фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-5, в котором оксид церия стабилизирован, по меньшей мере, одним элементом, отличным от церия, для увеличения термической стабильности оксида церия.
40. Способ получения фильтра с протеканием через стенки по любому из предыдущих пунктов, включающий стадии:
формирования твердой экструдированной массы посредством смешивания порошкообразных исходных материалов: по меньшей мере, одного компонента связующего вещества/матрицы или предшественника одного или нескольких из них; цеолитного молекулярного сита, нецеолитного молекулярного сита или смеси любых двух или более из них, где цеолитное молекулярное сито, нецеолитное молекулярное сито или смесь цеолитного и нецеолитного молекулярных сит является необязательно ассоциированной, по меньшей мере, с одним металлом; необязательного необязательно стабилизированного оксида церия и, по меньшей мере, одного соединения металла; с необязательными неорганическими волокнами; необязательного добавления органического вспомогательного агента;
обработки посредством смешивания и/или замешивания в кислотном или щелочном водном растворе, необязательно содержащем соль металла, по меньшей мере, одного металла, в виде пластичного соединения с образованием смеси;
экструдирования смеси в виде массы катализатора, сушки массы катализатора и ее кальцинирования с формированием твердой экструдированной массы;
выбора количественных соотношений исходных материалов таким образом, что твердая экструдированная масса содержит 10-95 мас.%, по меньшей мере, одного компонента связующего вещества/матрицы; 5-90 мас.% цеолитного молекулярного сита, нецеолитного молекулярного сита или смеси любых двух или более из них и 0-80 мас.% необязательно стабилизированного оксида церия, и, по меньшей мере, одного металла или соединения металла, и необязательного импрегнирования поверхности твердой экструдированной массы, по меньшей мере, одним металлом и/или необязательного покрытия поверхности твердой экструдированной массы, по меньшей мере, одним слоем покрытия, содержащим, по меньшей мере, один металл.
41. Способ обработки выбросов отработанных газов из двигателей внутреннего сгорания от стационарного источника или транспортного средства, где способ включает приведение в контакт отработанных газов, смешанных с азотистым восстановителем, с фильтром с протеканием через стенки по любому из пп.1-39.
42. Выхлопная система для двигателя внутреннего сгорания, где указанная выхлопная система содержит фильтр с протеканием через стенки по любому из пп.1-39, источник азотистого восстановителя и средства для инжекции азотистого восстановителя в протекающие отработанные газы до вступления в контакт с фильтром с протеканием через стенки.
43. Транспортное средство, содержащее двигатель внутреннего сгорания и выхлопную систему по п.42.