本國(guó)際專利申請(qǐng)要求2014年6月6日提交的題為“銠鐵催化劑”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.62/008,674和2015年5月18日提交的題為“用于銠鐵催化劑的系統(tǒng)和裝置”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.62/163,231的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。

背景

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及用于三效催化(TWC)轉(zhuǎn)化器的材料，更具體地，涉及包括銠的催化劑。

背景技術(shù)：

為了將車輛排放物轉(zhuǎn)化為有害性更小的物質(zhì)，目前車用催化劑主要依靠鉑族金屬(例如鉑、鈀和銠)。然而，由于世界大部分人口使用機(jī)動(dòng)交通工具，隨著汽車生產(chǎn)的增加，所述金屬的供應(yīng)是有限的。此外，環(huán)境問題導(dǎo)致全世界的國(guó)家采用更為嚴(yán)格的NOx、碳?xì)浠衔锖皖w粒物排放規(guī)定。因此，持續(xù)需要可以提供更好的催化性能同時(shí)保持鉑族金屬合理使用的催化劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明描述了在三效催化劑(TWC)系統(tǒng)中使用的包括銠和鐵的催化劑組合物。

在一些實(shí)施方案中，TWC被配置為包括基質(zhì)，以及涂層、浸漬層和/或覆層中的一個(gè)或多個(gè)。在這些實(shí)施方案中，涂層沉積在基質(zhì)上，浸漬層沉積在涂層上，覆層沉積在涂層/浸漬層上。

在這些實(shí)施方案中，涂層和/或覆層中的一個(gè)或多個(gè)通過使用一種漿料形成的，漿料包括儲(chǔ)氧材料、耐火載體氧化物、鐵、銠及其類似物中的一種或多種。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施例，所述OSM可以是螢石儲(chǔ)氧材料，其包括約10wt％至約75wt％的氧化鈰、約25wt％至約90wt％的鋯-鉿氧化物、約0wt％至約15wt％的氧化鑭、約0wt％至約15wt％的氧化釹、約0wt％至約15wt％的氧化釔和約0wt％至約15wt％的氧化鐠中的一種或多種。更進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，所述耐火載體氧化物可以是摻雜的氧化鋯，包括鐠摻雜的氧化鋯。進(jìn)一步對(duì)于這些實(shí)施方案，所述漿料包括鐵，其以合適的負(fù)載量(例如約4wt％至約20wt％的負(fù)載量，包括大約7.36wt％的負(fù)載量)加入OSM粉末中。更進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，所述漿料可以包括銠，其以合適的負(fù)載量(例如約1克每立方英尺[g/ft³]至20g/ft³以上的負(fù)載量，包括大約4.8g/ft³的負(fù)載量)加入OSM粉末中。

進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，一個(gè)或多個(gè)浸漬層通過使用硝酸銠、硝酸鐵和/或硝酸鈰的一種或多種形成，其以期望的負(fù)載量施用到被涂覆的基質(zhì)上。在這些實(shí)施方案中，合適的銠負(fù)載量包括約2.9g/ft³至約9.8g/ft³的負(fù)載量。對(duì)于這些實(shí)施方案，合適的鐵負(fù)載量包括約60g/ft³至約630g/ft³的負(fù)載量。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，合適的鈰負(fù)載量包括499g/ft³至約1497g/ft³的負(fù)載量。

在一些實(shí)施方案中，生產(chǎn)樣品來進(jìn)行催化性能的對(duì)比，確定改變組合物對(duì)催化性能的影響。在這些實(shí)施方案中，樣品包括但不限于：用常規(guī)材料和合成方法制得的參考樣品；具有用鈰鋯釹釔(CZNY)OSM形成的涂層的樣品，其具有負(fù)載量為4.8g/ft³的銠的第一浸漬層以及1wt％、2wt％和4wt％的鐵的第二浸漬層，分別稱作A、B和C型；具有鈰鋯釹釔(CZNY)OSM形成的涂層，用負(fù)載量為4.8g/ft³的銠和負(fù)載量為60g/ft³、90g/ft³、150g/ft³、210g/ft³、315g/ft³、420g/ft³和630g/ft³的鐵浸漬的樣品，分別稱作D、E、F、G、H、I和J型；用負(fù)載量為2.9g/ft³的銠和負(fù)載量為210g/ft³的鐵浸漬，形成有涂層的樣品，該涂層包括螢石相鈰鋯鑭(CZL)OSM、鈰鋯釹(CZN)OSM、鈰鋯釔(CZY)OSM、鈰鋯鑭鐠(CZLP)OSM、鈰鋯(CZ)OSM和鈰鋯釹釔(CZNY)OSM，分別稱作K、L、M、N、O和P型；具有用鐠摻雜氧化鋯形成的涂層，用負(fù)載量為9.8g/ft³的銠、負(fù)載量為210g/ft³的鐵和負(fù)載量為499gc/ft³和0gY/ft³、998gc/ft³和0gY/ft³、1497gc/ft³和0gY/ft³、0gc/ft³和31.7gY/ft³、0gc/ft³和158gY/ft³、499gc/ft³和317gY/ft³的鈰和釔浸漬的樣品，分別稱作Q、R、S、T、U和V型；以及具有用一種漿料形成的涂層的樣品，該漿料包含用硝酸銠溶液處理的鐵/OSM粉末，所述鐵/OSM粉末包括7.36wt％的鐵和螢石相CZNY OSM，作為W型催化劑。

在其他實(shí)施方案中，通過進(jìn)行起燃測(cè)試(light-off test)來評(píng)估使用各種催化材料的TWC系統(tǒng)的催化性能，以確定污染物達(dá)到50％轉(zhuǎn)化時(shí)的溫度(T50)和90％轉(zhuǎn)化時(shí)的溫度(T90)，污染物包括氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)和碳?xì)浠衔?HC)。在這些實(shí)施方案中，還通過進(jìn)行寬脈沖微擾測(cè)試(Wide Pulse Perturbation Test WPPT)來評(píng)估TWC系統(tǒng)的催化性能，以確定所述催化劑的TWC性能和動(dòng)力學(xué)限制的還原/氧化存儲(chǔ)能力，表明在環(huán)外空氣-燃料沖程期間催化劑的性能。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，用標(biāo)準(zhǔn)等溫振蕩儲(chǔ)氧能力測(cè)試來確定催化材料的儲(chǔ)氧能力(OSC)。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，通過提供催化劑巖心樣品(例如通過使用金剛石巖心鉆機(jī))來評(píng)估與催化劑有關(guān)的T50轉(zhuǎn)化、T90轉(zhuǎn)化、WPPT排放物轉(zhuǎn)化百分比和O₂及CO延遲時(shí)間值，在受控的化學(xué)環(huán)境中使用熱量用實(shí)驗(yàn)方法老化巖心樣品，并且用臺(tái)式流動(dòng)反應(yīng)器測(cè)試所述巖心樣品來確定TWC性能。

由下面結(jié)合附圖的具體描述，本發(fā)明許多其他的方面、特征和優(yōu)勢(shì)可以顯而易見。

附圖簡(jiǎn)要說明

通過參考以下附圖，可以更好地理解本發(fā)明。附圖中的組分不一定按比例，而是重點(diǎn)放在說明本發(fā)明的原理。附圖中的附圖標(biāo)記指代不同視圖中的相應(yīng)部分。

圖1為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案用于三效催化劑(TWC)樣品的催化結(jié)構(gòu)的示意圖，三效催化劑樣品包括基質(zhì)、涂層、浸漬層和覆層。

圖2為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#1與A、B和C型催化劑的NOx、CO和HC的T50值的比較的示意圖。

圖3為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#1與A、B和C型催化劑的NOx、CO和HC的WPPT轉(zhuǎn)化百分比值的比較的示意圖。

圖4為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#2與D、E、F、G、H、I和J型催化劑的NOx、CO和HC的T50值的比較的示意圖。

圖5為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#2與D、E、F、G、H、I和J型催化劑的NOx、CO和HC的T90值的比較的示意圖。

圖6為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#2與D、E、F、G、H、I和J型催化劑的NOx、CO和HC的WPPT轉(zhuǎn)化百分比值的比較的示意圖。

圖7為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#2與D、E、F、G、H、I和J型催化劑的由CO和O₂的延遲時(shí)間作為儲(chǔ)氧能力(OSC)值的比較的示意圖。

圖8為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案K、L、M、N、O和P型催化劑的NOx、CO和HC的T50值的比較的示意圖。

圖9為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案K、L、M、N、O和P型催化劑的NOx、CO和HC的T90值的比較的示意圖。

圖10為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#2和K、L、M、N和P型催化劑的由CO和O₂的延遲時(shí)間作為儲(chǔ)氧能力(OSC)值的比較的示意圖。

圖11為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案Q、R、S、T、U和V型催化劑的NOx、CO和HC的T50值的比較的示意圖。

圖12為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案Q、R、S、T、U和V型催化劑的NOx、CO和HC的T90值的比較的示意圖。

圖13為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案Q、R、S、T、U和V型催化劑的由CO和O₂的延遲時(shí)間作為儲(chǔ)氧能力(OSC)值的比較的示意圖。

圖14為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案P型和W型催化劑的NOx、CO和HC的T50值的比較的示意圖。

圖15為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案P型和W型催化劑的NOx、CO和HC的T90值的比較的示意圖。

具體實(shí)施方式

在這里參考在附圖中所示的實(shí)施方案詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖構(gòu)成本文的一部分。可以使用其他實(shí)施方案和/或進(jìn)行其他修改而不背離本發(fā)明的范圍或主旨。具體實(shí)施方式中所述的示例性實(shí)施方案并不意欲限制所述主題。

定義

在這里使用的以下術(shù)語具有以下定義：

“空氣/燃料比或A/F比”是指燃燒過程中存在的空氣與燃料的質(zhì)量比。

“煅燒”是指在空氣存在下，對(duì)固體材料進(jìn)行的熱處理過程，以在固體材料熔點(diǎn)以下的溫度產(chǎn)生熱解、相變或者去除揮發(fā)性組分。

“催化劑”是指可以在一種或多種其他材料的轉(zhuǎn)化過程中使用的一種或多種材料。

“催化劑系統(tǒng)”是指包括催化劑(例如包含基質(zhì)、涂層和/或覆層的至少兩個(gè)層的PGM催化劑或ZPGM催化劑)的任何系統(tǒng)。

“轉(zhuǎn)化”是指至少一種材料化學(xué)變化為一種或多種其他材料。

“貧燃條件”是指R值小于1，氧化劑過量的廢氣條件。

“車載診斷”或者“OBD”是指車輛自我診斷和報(bào)告的能力，其提供各種車輛子系統(tǒng)的狀態(tài)的評(píng)估。

“鉑族元素(PGM)”是指鉑、鈀、釕、銥、鋨和銠。

“R值”是指氣體混合物(以氧的摩爾量計(jì))總的還原勢(shì)除以氣體混合物(以氧的摩爾量計(jì))總的氧化勢(shì)得到的值。

“富燃條件”是指R值大于1，還原劑過量的廢氣條件。

“合成方法”是指由不同的前體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和/或混合來形成催化劑的過程。

“T50”是指50％的物質(zhì)轉(zhuǎn)化的溫度。

“T90”是指90％的物質(zhì)轉(zhuǎn)化的溫度。

“三效催化劑”是指能夠進(jìn)行三個(gè)同步任務(wù)的催化劑，三個(gè)同步任務(wù)是氮氧化物還原為氮?dú)?、一氧化碳氧化為二氧化碳和未燃燒的碳?xì)浠衔镅趸癁槎趸己退?/p>

附圖說明

本發(fā)明描述包括銠和鐵的催化劑組合物在三效催化劑(TWC)中的使用。

催化劑結(jié)構(gòu)

圖1為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案用于三效催化劑(TWC)樣品的催化劑結(jié)構(gòu)示意圖，其包括基質(zhì)，和涂層、浸漬層和/或覆層中的一個(gè)或多個(gè)。在圖1中，TWC結(jié)構(gòu)100包括基質(zhì)102、涂層104、浸漬層106和覆層108。在一些實(shí)施方案中，涂層104沉積在基質(zhì)102上，浸漬層106沉積在涂層104的頂部和/或之中，覆層108沉積在浸漬層106上。在其他實(shí)施方案中，與圖1所示的層相比，TWC結(jié)構(gòu)100可以包括附加的、更少的或不同排列的組分和層。

在一些實(shí)施方案中，基質(zhì)102被實(shí)施為整體陶瓷基質(zhì)。在這些實(shí)施方案中，基質(zhì)102具有適合于在期望用途中使用的直徑、壁厚和孔密度。在一個(gè)實(shí)施例中，基質(zhì)102被實(shí)施為整體堇青石基質(zhì)，其具有約4.16英寸至約4.66英寸的直徑。在這個(gè)實(shí)施例中，基層102被實(shí)施為具有大約3.5毫英寸的壁厚。進(jìn)一步地，對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，基質(zhì)102被實(shí)施為具有約400孔每平方英寸(CPSI)至約600CPSI的孔密度。

在一些實(shí)施方案中，涂層104被實(shí)施為包括儲(chǔ)氧材料、耐火載體氧化物、鉑族金屬(PGM)材料、鐵及其類似物的一種或多種的層。在這些實(shí)施方案中，涂層104通過用漿料以合適的涂覆濃度涂覆基質(zhì)形成。在一些實(shí)施方案中，所述漿料包括儲(chǔ)氧材料，其包括氧化鈰、氧化鋯、氧化釹、氧化釔、氧化鑭、氧化鐠及其類似物中的一種或多種。在其他實(shí)施方案中，所述漿料包括耐火載體氧化物，例如諸如摻雜的氧化鋯。在還有一些實(shí)施方案中，所述漿料包括包含氧化鐵的儲(chǔ)氧材料粉末，并且施用硝酸銠溶液。在這些實(shí)施方案中，涂覆的基質(zhì)在期望的溫度下煅燒。

在一個(gè)實(shí)施例中，通過用漿料涂覆基質(zhì)102形成涂層104，涂覆濃度為約58克每升(g/L)至約90g/L。在一些實(shí)施方案中，所述漿料包括鈰鋯-鉿釹釔(CZNY)儲(chǔ)氧材料。在這些實(shí)施方案中CZNY OSM為螢石相OSM，其包括31wt％氧化鈰、58.3wt％鋯-鉿氧化物、5.5wt％氧化釹和5.2wt％氧化釔。在其他實(shí)施方案中，銠溶液(例如硝酸銠)用合適的方法(例如諸如控制pH的表面吸附)以期望的材料負(fù)載量加入到所述CZNY OSM中。在這些實(shí)施方案中，用所述漿料涂覆基質(zhì)102后，基質(zhì)102在550℃煅燒4小時(shí)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，通過用漿料涂覆基質(zhì)102形成涂層104，涂覆濃度為約87g/L至約100g/L。在一些實(shí)施方案中，所述漿料包括鈰鋯鑭(CZL)OSM、鈰鋯釹(CZN)OSM、鈰鋯釔(CZY)OSM、鈰鋯(CZ)OSM、鈰鋯鑭鐠(CZLP)OSM及其類似物中的一種或多種。在這些實(shí)施方案中，所述OSM是螢石相OSM，其包括約10wt％至約75wt％的氧化鈰、約25wt％至約90wt％的鋯-鉿氧化物、約0wt％至約15wt％的氧化鑭、約0wt％至約15wt％的氧化釹、約0wt％至約15wt％的氧化釔和約0wt％至約15wt％的氧化鐠。對(duì)于這些實(shí)施方案，用所述漿料涂覆基質(zhì)102后，基質(zhì)102在550℃煅燒4小時(shí)。

在另一實(shí)施例中，通過用漿料涂覆基質(zhì)102形成涂層104，涂覆濃度大為約60g/L。在一些實(shí)施方案中，所述漿料包括摻雜的氧化鋯載體氧化物。在這些實(shí)施方案中，所述摻雜的氧化鋯包括90wt％鋯-鉿氧化物和10wt％氧化鐠。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，用所述漿料涂覆基質(zhì)102后，基質(zhì)102在550℃煅燒4小時(shí)。在另一實(shí)施例中，通過用漿料涂覆基質(zhì)102形成涂層104，涂覆濃度為100g/L。在一些實(shí)施方案中，所述漿料包括用銠浸漬的鐵/OSM粉末，控制所述漿料的pH使得銠良好地分散到所述OSM粉末的表面上。對(duì)于這些實(shí)施方案，所述鐵/OSM粉末包括約4wt％至約20wt％負(fù)載量(包括大為約7.36wt％的負(fù)載量)的鐵。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，所述銠可以以約1g/ft³至20g/ft³以上的負(fù)載量(包括大約4.8g/ft³的負(fù)載量)被加入。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，用所述漿料涂覆基質(zhì)102后，基質(zhì)102在550℃煅燒4小時(shí)。在其他實(shí)施方案中，涂層104被實(shí)施為用常規(guī)技術(shù)形成的常規(guī)涂層。

在一些實(shí)施方案中，浸漬層106被實(shí)施為包括一種或多種催化劑組合物的層，所述層在涂層104上形成。在這些實(shí)施方案中，所述催化劑組合物包括PGM和/或非貴金屬中的一種或多種。在一個(gè)實(shí)施例中，具有涂層104的基質(zhì)102用包括硝酸銠的水基溶液浸漬，隨后在大約550℃煅燒。在這個(gè)實(shí)施例中，施用的溶液中的硝酸銠的濃度是這樣的，即在最終部分的銠材料的負(fù)載量為約2.9g/ft³至約9.8g/ft³。在另一個(gè)實(shí)施例中，具有涂層104的基質(zhì)102用包括硝酸銠，和硝酸鐵和/或硝酸鈰的一種或多種的水基溶液浸漬，隨后在大約550℃煅燒。在這個(gè)實(shí)施例中，施用的溶液中的硝酸鐵的濃度是這樣的，即在最終部分的鐵含量為約60g/ft³至約630g/ft³。進(jìn)一步地，對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，施用的溶液中的硝酸鈰的濃度是這樣的，即在最終部分的鈰含量為約499g/ft³至約1497g/ft³。

在一些實(shí)施方案中，涂層104用包括硝酸鈀的水基溶液浸漬，隨后在大約550℃煅燒，來產(chǎn)生浸漬層106。在其他實(shí)施方案中，浸漬層106包括一種或多種催化劑或基本上不含PGM的催化劑前驅(qū)體，例如二元Cu-Mn尖晶石、三元Cu-Mn尖晶石及其類似物。

在一些實(shí)施方案中，覆層108被實(shí)施為形成在涂覆有涂層104和/或浸漬層106中的一種或多種的基質(zhì)上的層。在一些實(shí)施方案中，覆層108被實(shí)施為基本上類似于涂層104的層。在這些實(shí)施方案中，所述基質(zhì)用漿料以期望的涂覆濃度涂覆，所述漿料包括儲(chǔ)氧材料、耐火載體氧化物、被銠浸漬的鐵/OSM粉末及其類似物中的一種或多種。在這些實(shí)施方案中，涂覆的基質(zhì)隨后在期望的溫度煅燒。在其他實(shí)施方案中，覆層108被實(shí)施為包括OSM和耐火載體氧化物中的一種或多種的層，其通過將包括所述OSM和/或所述耐火載體氧化物的漿料施用到所述基質(zhì)上形成，隨后在期望的溫度煅燒。在這些實(shí)施方案中，第二浸漬層(未示出)可以施用到覆層108上。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二浸漬層被實(shí)施為基本上類似于浸漬層106的浸漬層。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過將硝酸鈀溶液施用到覆層108上形成所述第二浸漬層。在這個(gè)實(shí)施例中，鈀的負(fù)載量為5g/ft³至約50g/ft³。

在其他實(shí)施方案中，與圖1所示的層相比，TWC結(jié)構(gòu)100包括附加的、更少的或不同排列的層。在一個(gè)實(shí)施例中，TWC結(jié)構(gòu)100包括基質(zhì)102和涂層104。在這個(gè)實(shí)施例中，涂層104被實(shí)施為包括用銠浸漬的鐵/OSM粉末的層。在另一個(gè)實(shí)施例中，TWC結(jié)構(gòu)100包括基質(zhì)102、涂層104和覆層108。在這個(gè)實(shí)施例中，涂層104被實(shí)施為包括OSM和穩(wěn)定的氧化鋁的層，其以期望的負(fù)載量用鈀浸漬。進(jìn)一步地，對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，覆層108被實(shí)施為包括OSM，以期望的材料負(fù)載量用銠并以期望的材料負(fù)載量用鐵浸漬的層。

催化劑測(cè)試方法

在一些實(shí)施方案中，催化劑的性能可以通過進(jìn)行起燃測(cè)試來評(píng)估，以確定氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)和碳?xì)浠衔?HC)轉(zhuǎn)化50％時(shí)的溫度(T50)。在其他實(shí)施方案中，催化劑的效率還可以通過進(jìn)行起燃測(cè)試來評(píng)估，以確定NOx、CO和HC轉(zhuǎn)化90％時(shí)的溫度(T90)。

在一些實(shí)施方案中，與催化劑有關(guān)的T50和T90的值通過從催化劑取得巖心樣品(例如通過使用金剛石巖心鉆機(jī))來評(píng)估。在這些實(shí)施方案中，隨后在受控的化學(xué)環(huán)境中使用熱量用實(shí)驗(yàn)方法老化巖心樣品，來模擬與駕駛車輛期望的英里數(shù)有關(guān)的催化劑的老化。在一個(gè)實(shí)施例中，在化學(xué)環(huán)境中具有2英寸長(zhǎng)度的1英寸直徑的巖心在1000℃老化，所述化學(xué)環(huán)境包括10摩爾百分比(mol％)的水蒸氣、10mol％二氧化碳、余量的氮?dú)?，和變化量的一氧化碳和氧氣。在這個(gè)實(shí)施例中，老化實(shí)驗(yàn)過程模擬與駕駛車輛約50,000英里至約120,000英里有關(guān)的熱老化。對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，老化實(shí)驗(yàn)過程包括模擬使用高氧含量的燃料切斷類的事件(例如，貧燃條件/事件)和低于13空氣/燃料(A/F)單位的富燃事件。在這個(gè)實(shí)施例中，隨后在所述化學(xué)環(huán)境中將巖心冷卻到約200℃至約300℃的溫度，并從老化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中取出。

在另外的實(shí)施方案中，在能夠至少測(cè)試TWC性能的臺(tái)式流動(dòng)反應(yīng)器上測(cè)試所述巖心樣品。在這些實(shí)施方案中，巖心在所述臺(tái)式反應(yīng)器中于600℃在輕度富燃?xì)饬?例如定義中包括的R值1.05)中用頻率為1Hz的幾乎對(duì)稱的貧氣和富氣微擾來時(shí)效至少10分鐘。在一個(gè)實(shí)施例中，用起燃測(cè)試來確定催化性能。在這個(gè)實(shí)施例中，用于測(cè)試的氣流包括8000ppm一氧化碳、2000ppm氫氣、400ppm(C3)丙烯、100ppm(C3)丙烷、1000ppm一氧化氮、100,000ppm水、100,000ppm二氧化碳和余量的氮?dú)狻＿M(jìn)一步地，對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，氣流中的氧氣量作為方波以0.5Hz頻率從4232ppm至8671ppm變化。進(jìn)一步地，對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，氣流的平均R值為1.05，氧氣中的方波變化給出約0.4A/F單位的空燃比。在這個(gè)實(shí)施例中，空速在21.1℃、1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的標(biāo)準(zhǔn)條件下為約90,000h^-1，以被巖心表面封閉的總體積作為計(jì)算空速的體積。在另一個(gè)實(shí)施例中，溫度在100℃穩(wěn)定2分鐘，氣體溫度40℃每分鐘攀升直到500℃。在這個(gè)實(shí)施例中，用于加熱巖心夾持器的氣體層以同樣的設(shè)定點(diǎn)溫度攀升。進(jìn)一步地，對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，然后確定各氣體種類的轉(zhuǎn)化，記錄轉(zhuǎn)化50％和90％時(shí)的溫度點(diǎn)。

在其他實(shí)施方案中，可以通過進(jìn)行寬脈沖微擾測(cè)試(WPPT)來評(píng)估催化劑的性能，以確定所述催化劑的TWC性能和動(dòng)力學(xué)限制的還原/氧化存儲(chǔ)能力。在這些實(shí)施方案中，WPPT顯示的是環(huán)外A/F沖程期間催化劑性能，因此與常規(guī)起燃測(cè)試相比，WPPT更接近實(shí)際駕駛周期。在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)提供的氣流的平均R值為1.05，并且結(jié)合在氧氣中的方波變化具有約8秒的周期時(shí)，結(jié)果是空燃比為約0.8A/F單位。進(jìn)一步地，對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，在2分鐘的停留時(shí)間后，每秒測(cè)量NOx、HC和CO排放物，并且每隔5分鐘取一次平均值。在這個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算每種污染物的凈轉(zhuǎn)化，并且當(dāng)催化轉(zhuǎn)化器施用到車輛或固定式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，高轉(zhuǎn)化與來自催化轉(zhuǎn)化器中的較低排放物有關(guān)。

在其他實(shí)施方案中，在約525℃的溫度下，在催化劑樣品上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)等溫儲(chǔ)氧能力(OSC)測(cè)試，供應(yīng)稀釋在惰性氮?dú)?N₂)中的濃度為約4000ppm的O₂模擬貧燃循環(huán)，或者供應(yīng)稀釋在惰性N₂中的濃度為約8,000ppm的CO模擬富燃循環(huán)。在這些實(shí)施方案中，等溫振蕩OSC測(cè)試在石英反應(yīng)器中進(jìn)行，使用的空速(SV)為60,000hr^-1，在干燥的N₂環(huán)境中從室溫升到約525℃的溫度。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，當(dāng)達(dá)到約525℃的溫度時(shí)，通過使O₂流過反應(yīng)器內(nèi)的催化劑樣品而開始等溫OSC測(cè)試。在約240秒后，供應(yīng)的氣流切換為CO，也使CO流過反應(yīng)器內(nèi)的催化劑樣品240秒。在一些實(shí)施方案中，OSC測(cè)試允許在氣流的不同時(shí)間在CO和O₂氣流之間的振蕩條件，從而允許收集與氣流內(nèi)的CO和O₂量有關(guān)的數(shù)據(jù)。在這些實(shí)施方案中，允許O₂和CO通過空的測(cè)試反應(yīng)器(在OCS測(cè)試之前或之后)來建立測(cè)試反應(yīng)器基準(zhǔn)。

在一些實(shí)施方案中，通過在標(biāo)準(zhǔn)等溫振蕩條件下使用CO和O₂脈沖來確定催化劑樣品的OSC穩(wěn)定性。在這些實(shí)施方案中，OSC測(cè)試有助于確定擴(kuò)展數(shù)量的富燃循環(huán)和貧燃循環(huán)的O₂和CO的延遲時(shí)間，來驗(yàn)證催化劑樣品的OSC穩(wěn)定性。進(jìn)一步地，對(duì)于這些事實(shí)方案，O₂和CO的延遲時(shí)間為在反饋信號(hào)內(nèi)分別達(dá)到50％的O₂和CO濃度所需的時(shí)間。O₂和CO的延遲時(shí)間作為確定催化劑樣品的有效儲(chǔ)氧能力的參數(shù)。

催化劑測(cè)試

在一些實(shí)施方案中，為了催化活性的對(duì)比和確定本文公開的材料的催化轉(zhuǎn)化效率生產(chǎn)參考樣品。在這些實(shí)施方案中，用常規(guī)材料和合成方法生產(chǎn)第一參考催化劑(REF#1)和第二參考催化劑(REF#2)。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，對(duì)于REF#1，將1L具有4.16英寸直徑、400CPSI孔密度和3.5毫英寸壁厚的堇青石基質(zhì)用漿料以58g/L的涂覆濃度涂覆。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，所述漿料包括專用的鈰、鋯、釹、釔氧化物、螢石相(CZNY)OSM。在一個(gè)實(shí)施例中，所述專用的CZNY OSM為螢石相OSM，其包括31wt％氧化鈰、58.3wt％鋯-鉿氧化物、5.5wt％氧化釹和5.2wt％氧化釔。在這些實(shí)施方案中，通過pH控制的表面吸附以4.8g/ft³的負(fù)載濃度將銠加入漿料中的氧化物中。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，隨后煅燒樣品以實(shí)現(xiàn)陶瓷層在堇青石基質(zhì)表面上的涂覆附著，從而形成涂層。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，從所述堇青石基質(zhì)提取2英寸巖心并且在富氮環(huán)境中煅燒，溫度從約室溫上升到約1000℃。

在其他實(shí)施方案中，對(duì)于REF#2，將1L具有4.16英寸直徑、400CPSI孔密度和3.5毫英寸壁厚的堇青石基質(zhì)用漿料以90g/L的涂覆濃度涂覆。在這些實(shí)施方案中，所述漿料包括專用的鈰、鋯、釹、釔氧化物、螢石相(CZNY)OSM。在一個(gè)實(shí)施例中，所述專用的CZNY OSM為螢石相OSM，其包括31wt％氧化鈰、58.3wt％鋯-鉿氧化物、5.5wt％氧化釹和5.2wt％氧化釔。在這些實(shí)施方案中，通過pH控制的表面吸附以9.8g/ft³的負(fù)載濃度將銠加入漿料中的氧化物中。對(duì)于這些實(shí)施方案，隨后煅燒樣品以實(shí)現(xiàn)陶瓷層在堇青石基質(zhì)表面上的涂覆附著，從而形成涂層。

表1.REF#1和REF#2催化劑的T50值、T90值、550℃時(shí)WWPT排放物轉(zhuǎn)化百分比值、400℃時(shí)WWPT排放物轉(zhuǎn)化百分比值和525℃時(shí)的延遲時(shí)間。

在一些實(shí)施方案中，生產(chǎn)包括OSM并用銠浸漬的一組樣品，其用于催化性能的比較并確定將不同量的鐵浸漬到銠催化劑中的影響。在這些實(shí)施方案中，用基本上類似于圖1中描述的方法，生產(chǎn)第一催化劑(A型)、第二催化劑(B型)和第三催化劑(C型)。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，將1L具有4.16英寸直徑、400CPSI孔密度和3.5毫英寸壁厚的堇青石基質(zhì)用漿料涂覆，漿料包括負(fù)載量為58g/L的CZNY OSM，其中通過pH控制的表面吸附以4.8g/ft³的負(fù)載量將銠加入所述CZNY OSM的表面。在這些實(shí)施方案中，所述CZNY OSM為螢石相OSM，其包括31wt％氧化鈰、58.3wt％鋯-鉿氧化物、5.5wt％氧化釹和5.2wt％氧化釔。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，煅燒涂覆的基質(zhì)并提取直徑為2英寸的巖心。在這些實(shí)施方案中，巖心樣品以這樣的方式用硝酸鐵浸漬，即巖心中的鐵含量為A型催化劑的涂覆物質(zhì)的1％、B型催化劑的涂覆物質(zhì)的2％、C型催化劑的涂覆物質(zhì)的4％。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，在富氮環(huán)境中煅燒巖心，溫度從約室溫上升到約1000℃。

表2.A型、B型和C型催化劑的T50值和在550℃時(shí)的WPPT排放物轉(zhuǎn)化百分比值。

在其他實(shí)施方案中，生產(chǎn)包括CZNY OSM并用銠和鐵浸漬的另一組樣品，其用于催化性能的比較和確定將不同量的鐵浸漬到銠催化劑中的影響。在這些實(shí)施方案中，用基本上類似于圖1的方法生產(chǎn)第一催化劑(D型)、第二催化劑(E型)、第三催化劑(F型)、第四催化劑(G型)、第五催化劑(H型)、第六催化劑(I型)和第七催化劑(J型)。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，將1L具有4.16英寸直徑、400CPSI孔密度和3.5毫英寸壁厚的的堇青石基質(zhì)用漿料涂覆，漿料包括負(fù)載量為90g/L的CZNY OSM。在這些實(shí)施方案中，所述CZNY OSM為螢石相OSM，其包括31wt％氧化鈰、58.3wt％鋯-鉿氧化物、5.5wt％氧化釹和5.2wt％氧化釔。進(jìn)一步對(duì)低地，對(duì)于這些實(shí)施方案，煅燒涂覆的基質(zhì)以實(shí)現(xiàn)陶瓷涂覆層在堇青石上的附著，從而形成涂層。在這些實(shí)施方案中，涂覆的基質(zhì)隨后用硝酸銠和硝酸鐵浸漬，硝酸銠的負(fù)載濃度為9.8g/ft³，硝酸鐵的負(fù)載濃度對(duì)于D型催化劑為60g/ft³、對(duì)于E型催化劑為90g/ft³、對(duì)于F型催化劑為150g/ft³、對(duì)于G型催化劑為210g/ft³、對(duì)于H型催化劑為105g/ft³、對(duì)于I型和J型催化劑為210g/ft³。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，隨后煅燒基質(zhì)。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，對(duì)于H、I和J型催化劑，涂覆的基質(zhì)第二次浸漬硝酸鐵，負(fù)載濃度為210g/ft³。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，煅燒基質(zhì)。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，對(duì)于J型催化劑，使涂覆的基質(zhì)第三次浸漬硝酸鐵，負(fù)載濃度為210g/ft³。對(duì)于這些實(shí)施方案，隨后煅燒基質(zhì)并從所述基質(zhì)提取2英寸的巖心。

表3：D型、E型、F型、G型、H型、I型和J型催化劑的T50值、T90值、550℃時(shí)的WWPT排放物轉(zhuǎn)化百分比值和525℃時(shí)的延遲時(shí)間。

在其他實(shí)施方案中，生產(chǎn)包括期望的OSM并用銠和鐵浸漬的另一組樣品，其用于催化性能的對(duì)比和確定不同OSM對(duì)銠鐵催化劑催化性能的影響。在這些實(shí)施方案中，用基本上類似于圖1描述的方法生產(chǎn)第一催化劑(K型)、第二催化劑(L型)、第三催化劑(M型)、第四催化劑(N型)、第五催化劑(O型)和第六催化劑(P型)。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，將1L具有4.16英寸直徑、400CPSI孔密度和3.5毫英寸壁厚的堇青石基質(zhì)用漿料涂覆，漿料包括螢石相OSM，其負(fù)載量對(duì)于K型催化劑為87g/L、對(duì)于L型催化劑為88g/L、對(duì)于M型催化劑為90g/L、對(duì)于N型催化劑為89g/L、對(duì)于O型催化劑為86g/L、對(duì)于P型催化劑為90g/L。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，所述OSM對(duì)于K型催化劑為CZL OSM、對(duì)于L型催化劑為CZN OSM、對(duì)于M型催化劑為CZY OSM、對(duì)于N型催化劑為CZLP OSM、對(duì)于O型催化劑為CZ OSM、對(duì)于P型催化劑為CZNY OSM。在這些實(shí)施方案中，所述CZL OSM包括30wt％氧化鈰、60wt％鋯-鉿氧化物、10wt％氧化鑭；所述CZN OSM包括30wt％氧化鈰、60wt％鋯-鉿氧化物、10wt％氧化釹；所述CZY OSM包括30wt％氧化鈰、60wt％鋯-鉿氧化物、10wt％氧化釔；所述CZLP OSM包括30wt％氧化鈰、60wt％鋯-鉿氧化物、5wt％氧化鑭和5wt％氧化鐠；所述CZ OSM包括75wt％氧化鈰、30wt％鋯-鉿氧化物；所述CZNY OSM包括31wt％鈰、58.3wt％鋯-鉿、5.5wt％釹和5.2wt％氧化釔。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，煅燒涂覆的基質(zhì)以實(shí)現(xiàn)陶瓷涂覆層在堇青石基質(zhì)上的附著，從而形成涂層。在這些實(shí)施方案中，涂覆的基質(zhì)隨后用硝酸銠以負(fù)載濃度2.9g/ft³和硝酸鐵以負(fù)載濃度210g/ft³進(jìn)行浸漬。對(duì)于這些實(shí)施方案，隨后煅燒基質(zhì)并從所述堇青石基質(zhì)中提取2英寸的巖心。

表4：K型、L型、M型、N型、O型和P型催化劑的T50值、T90值、525℃時(shí)的延遲時(shí)間和OSM組成。

在其他實(shí)施方案中，生產(chǎn)包括摻雜的氧化鋯并用銠、鐵，和鈰和/或釔中的一種或多種浸漬的另一組樣品，其用于催化性能的對(duì)比和確定浸漬不同量的鈰和釔對(duì)銠鐵催化劑的影響。在這些實(shí)施方案中，用基本上類似于圖1描述的方法生產(chǎn)第一催化劑(Q型)、第二催化劑(R型)、第三催化劑(S型)、第四催化劑(T型)、第五催化劑(U型)和第六催化劑(V型)。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，將1L具有4.66英寸直徑、600CPSI孔密度和3.5毫英寸壁厚的堇青石基質(zhì)用漿料涂覆，漿料包括負(fù)載量為90g/L的耐火載體氧化物。在這些實(shí)施方案中，所述耐火載體氧化物為摻雜的氧化鋯，其包括90wt％鋯-鉿氧化物和10wt％氧化鐠。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，煅燒涂覆的基質(zhì)以實(shí)現(xiàn)陶瓷涂覆層在堇青石基質(zhì)上的附著，從而形成涂層。在這些實(shí)施方案中，涂覆的基質(zhì)隨后用硝酸銠以負(fù)載濃度9.8g/ft³和硝酸鐵以負(fù)載濃度210g/ft³進(jìn)行浸漬。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，基質(zhì)另外用硝酸鈰浸漬，其負(fù)載濃度對(duì)于Q和T型催化劑為499g/ft³、對(duì)于R型催化劑為998g/ft³、對(duì)于S型催化劑為1497g/ft³、對(duì)于T型和U型催化劑為0g/ft³，并用硝酸釔浸漬，其負(fù)載濃度對(duì)于T型催化劑為31.7g/ft³、對(duì)于U型催化劑為158g/ft³、對(duì)于V型催化劑為317g/ft³。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，隨后煅燒基質(zhì)以在多孔涂層內(nèi)形成氧化物并從所述堇青石基質(zhì)中提取2英寸的巖心。

表5：Q型、R型、S型、T型、U型和V型催化劑的T50值、T90值、525℃時(shí)的延遲時(shí)間、鈰負(fù)載濃度、釔負(fù)載濃度。

在其他實(shí)施方案中，制備包括用銠浸漬的涂覆有鐵/OSM粉末的基質(zhì)的另一個(gè)樣品，以確定通過用大量粉末涂層涂覆堇青石基質(zhì)形成銠鐵催化劑的可行性。在這些實(shí)施方案中，用基本上類似于圖1的方法生產(chǎn)W型催化劑。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，將2千克包括31wt％鈰、58.3wt％鋯-鉿、5.5wt％釹和5.2wt％氧化釔的螢石相CZNY OSM粉末用硝酸鐵溶液浸漬，硝酸鐵溶液總的液體體積小于OSM孔隙體積，以此形成濕粉末。得到的濕粉末首先在大約120℃的溫度干燥直到溶液中的全部溶劑基本上蒸發(fā)，然后在750℃灼燒約2小時(shí)。在這些實(shí)施方案中，形成的粉末包括7.36wt％的鐵。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，用所述粉末和硝酸銠溶液制備漿料，調(diào)節(jié)漿料的pH使得銠附加在CZNY OSM表面上。用所述漿料以100g/L的負(fù)載量涂覆具有4.66英寸直徑、600CPSI孔密度和3.5毫英寸壁厚的堇青石基質(zhì)。隨后煅燒基質(zhì)以實(shí)現(xiàn)涂覆的陶瓷層在堇青石基質(zhì)上的附著，從而形成涂層，然后從所述堇青石基質(zhì)中提取2英寸的巖心。

表6：W型催化劑的T50值和T90值。

圖2為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#1(參見表1)與A、B和C型催化劑(參見表2)的NOx、CO和HC的T50值的比較的示意圖。在圖2中，T50的圖表200說明了與A型催化劑202、B型催化劑204、C型催化劑206和REF#1催化劑208的每種催化劑有關(guān)的NOx 220、CO 222和HC 224轉(zhuǎn)化50％的溫度。

在一些實(shí)施方案中，隨著鐵負(fù)載濃度從A型202中的1wt％增加到C型206中的4wt％，觀察到轉(zhuǎn)化50％的溫度值降低的趨勢(shì)。在這些實(shí)施方案中，可以觀察到與REF#1 208相比，A型202、B型204和C型206有利，從而顯示了與催化劑中包含鐵有關(guān)的顯著的改善。

圖3為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#1(參見表1)與A、B和C型催化劑(參見表2)的NOx、CO和HC的排放物轉(zhuǎn)化百分比值的比較的示意圖。圖3中，轉(zhuǎn)化圖表300說明與在500℃進(jìn)行WPPT的A型催化劑302、B型催化劑304、C型催化劑306和REF#1催化劑308的每種催化劑有關(guān)的NOx 320、CO 322和HC 324的排放物轉(zhuǎn)化百分比值。

在一些實(shí)施方案中，隨著鐵負(fù)載濃度從A型202的1wt％增加到C型206的4wt％，觀察到排放物轉(zhuǎn)化百分比值增加的趨勢(shì)。在這些實(shí)施方案中，觀察到與REF#1 208相比，A型202、B型204和C型206有利，從而顯示了與催化劑中包含鐵有關(guān)的改善。

圖4為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#2(參見表1)與D、E、F、G、H、I和J型催化劑(參見表3)的NOx、CO和HC的T50值的比較的示意圖。在圖4中，T50圖表400說明了與D型402、E型404、F型406、G型408、H型410、I型412、J型414和REF#2 416的每種催化劑有關(guān)的NOx 420、CO 422和HC 424轉(zhuǎn)化50％的溫度。

在一些實(shí)施方案中，隨著鐵負(fù)載量從D型402的60g/ft³增加到I型412的420g/ft³，通?？梢杂^察到轉(zhuǎn)化50％的溫度值降低的趨勢(shì)，負(fù)載濃度為630g/ft³的J型414與I型412相比，顯示了T50值的增加。在這些實(shí)施方案中，觀察到與REF#2 416相比，D型402、E型404、F型406、G型408、H型410、I型412和J型414有利，從而顯示了與催化劑中含最高至臨界值(例如I型412)的鐵有關(guān)的改善。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，還觀察到當(dāng)與G型催化劑408相比時(shí)，I型催化劑412有利，G型催化劑408可能需要更低的鐵負(fù)載量，其也可能需要更少的浸漬步驟。

圖5為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#2(參見表1)與D、E、F、G、H、I和J型催化劑(參見表3)的NOx、CO和HC的T90值的比較的示意圖。在圖5中，T90圖表500說明了與D型502、E型504、F型506、G型508、H型510、I型512、J型514和REF#2 516的每種催化劑有關(guān)的NOx 520、CO 522和HC 524轉(zhuǎn)化90％的溫度。

在一些實(shí)施方案中，隨著鐵負(fù)載量從D型502的60g/ft³增加到I型412的420g/ft³，通?？梢杂^察到轉(zhuǎn)化90％的溫度值降低的趨勢(shì)，負(fù)載濃度為630g/ft³的J型414與I型412相比，顯示了T90值的增加。在這些實(shí)施方案中，可以觀察到與REF#2 516相比，D型502、E型504、F型506、G型508、H型510、I型512和J型514有利，從而顯示了與催化劑中含最高至臨界值(例如I型512)的鐵有關(guān)的改善。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，還觀察到當(dāng)與G型催化劑508相比時(shí)，I型催化劑512有利，G型催化劑508可能需要更低的鐵負(fù)載量，其也可能需要更少的浸漬步驟。

圖6為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#2(參見表1)與D、E、F、G、H、I和J型催化劑(參見表3)的NOx、CO和HC的排放物轉(zhuǎn)化百分比值的比較的示意圖。圖6中，轉(zhuǎn)化圖表600說明與400℃進(jìn)行WPPT的D型602、E型604、F型606、G型608、H型610、I型612、J型614和REF#2616的每種催化劑有關(guān)的NOx 620、CO 622和HC 624的排放物轉(zhuǎn)化百分比值。

在這些實(shí)施方案中，觀察到與REF#2 616相比，D型602和E型604的NOx 620的排放物轉(zhuǎn)化百分比值不利，CO 622和HC 624的排放物轉(zhuǎn)化百分比值有利。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，與REF#2 616相比，F(xiàn)型606、G型608、H型610、I型612和J型614的NOx 620、CO 622和HC 624的排放物轉(zhuǎn)化百分比值有利。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，比較表明了與包含高于臨界值(例如F型606)和達(dá)到平臺(tái)(例如I型612和J型614)的鐵有關(guān)的在NOx 620和CO 622的轉(zhuǎn)化方面催化性能的總體改善情況。

圖7為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#2(參見表1)與D、E、F、G、H、I和J型催化劑(參見表3)的儲(chǔ)氧能力(OSC)的比較的示意圖。在圖7中，延遲時(shí)間圖表700說明了與D型702、E型704、F型706、G型708、H型710、I型712、J型714和REF#2 716催化劑有關(guān)的，在反饋信號(hào)中達(dá)到CO 720和O₂ 722濃度的50％需要的延遲時(shí)間。

在這些實(shí)施方案中，隨著鐵濃度從D型702的約60g/ft³增加到J型714的約630g/ft³，觀察到延遲時(shí)間增加的趨勢(shì)，顯示了隨著銠鐵催化劑中鐵濃度的增加，儲(chǔ)氧能力(OSC)增加。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，觀察到與REF#2 716相比，D型702、E型704、F型706、G型708、H型710、I型712和J型714有利，從而顯示了與催化劑中含鐵有關(guān)的改善。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，還觀察到當(dāng)與D型702、E型704、F型706和G型708相比時(shí)，H型710、I型712、J型714有利，D型702、E型704、F型706和G型708可能需要更低的鐵負(fù)載量來配合OSC和車載診斷(OBD)需要。另外，對(duì)比延遲圖表700中OSC的趨勢(shì)和T50圖表400中T50值趨勢(shì)，觀察到OSC改善和T50性能改善僅有部分的關(guān)系。

圖8為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案K、L、M、N、O和P型催化劑(參見表4)的NOx、CO和HC的T50值的比較的示意圖。在圖8中，T50圖表800說明了與K型802、L型804、M型806、N型808、O型810和P型812的每種催化劑有關(guān)的NOx 820、CO 822和HC 824轉(zhuǎn)化50％的溫度值。

在一些實(shí)施方案中，L型804催化劑顯示出最低的T50溫度值，并且因此顯示出最佳的T50性能。在這些實(shí)施方案中，當(dāng)與L型804催化劑相比時(shí)，N型808催化劑顯示出相似但較為不利的T50值。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，K型802、M型806、P型812催化劑顯示出相似的T50性能，O型810顯示出最不利的性能。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，K型802、L型804、M型806、N型808、O型810和P型812催化劑顯示出適于在催化劑系統(tǒng)中使用的T50值。

圖9為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案K、L、M、N、O和P型催化劑(參見表4)的NOx、CO和HC的T90值的比較的示意圖。在圖9中，T90圖表900說明了與K型902、L型904、M型906、N型908、O型910和P型912的每種催化劑有關(guān)的NOx 920、CO 922和HC 924轉(zhuǎn)化90％的溫度值。

在一些實(shí)施方案中，L型904催化劑顯示出最低的T90溫度值，并且因此顯示出最佳的T90性能。在這些實(shí)施方案中，當(dāng)與L型904催化劑相比時(shí)，K型902催化劑顯示出相似但較為不利的T90值，尤其是對(duì)于與HC 924有關(guān)的T90值。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，K型902、M型906、P型912催化劑顯示出增加的T90性能，并且O型910顯示出最不利的性能。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，K型902、L型904、M型906、N型908、O型910和P型912催化劑顯示出適于在催化劑系統(tǒng)中使用的T90值。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，從T90圖表900中觀察到對(duì)于HC 924的轉(zhuǎn)化，鑭與較低的催化性能有關(guān)。

圖10為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案REF#2和K、L、M、N和P型催化劑(參見表4)的儲(chǔ)氧能力(OSC)的比較的示意圖。在圖10中，延遲時(shí)間圖表1000說明了與K型1022、L型1004、M型1006、N型1008和P型1010催化劑有關(guān)的在反饋信號(hào)中達(dá)到CO 1020和O₂ 1022濃度的50％需要的延遲時(shí)間。

在一些實(shí)施方案中，L型1004和M型1006催化劑顯示出了最長(zhǎng)的CO 1020和O₂ 1022延遲時(shí)間，并且因此顯示出最佳的OSC。在這些實(shí)施方案中，當(dāng)與L型1004和M型1006催化劑相比時(shí)，P型1010催化劑顯示出相似但較為不利的OSC。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，K型1002和N型1008催化劑顯示出較短的延遲時(shí)間，表明最不利的OSC。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，K型1022、L型1004、M型1006、N型1008和P型1010催化劑顯示出適于在催化劑系統(tǒng)中使用的OSC。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，從延遲圖表1000中觀察到鑭與較短的CO和O₂延遲時(shí)間有關(guān)。

圖11為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案Q、R、S、T、U和V型催化劑(參見表5)的NOx、CO和HC的T50值的比較的示意圖。在圖11中，T50圖表1100說明了與Q型1102、R型1104、S型1106、T型1108、U型1110和V型1112的每種催化劑有關(guān)的NOx 1120、CO 1122和HC 1124轉(zhuǎn)化50％的溫度值。

在一些實(shí)施方案中，在Q型1102、R型1104和S型1106催化劑中，觀察到鈰負(fù)載量與NOx 1120、CO 1122和HC 1124轉(zhuǎn)化50％的溫度值之間的非線性關(guān)系。在這些實(shí)施方案中，T型1108和U型1110催化劑的NOx 1120、CO 1122和HC 1124的T50值相似，表明不包括鈰的催化劑顯示出機(jī)能性的T50值。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，包括鈰和釔的V型1112催化劑與Q型催化劑(其中只包括鈰)相比顯示出總體更有利的性能。

圖12為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案Q、R、S、T、U和V型催化劑(參見表5)的NOx、CO和HC的T90值的比較的示意圖。在圖12中，T90圖表1200說明了與Q型1202、R型1204、S型1206、T型1208、U型1210和V型1212的每種催化劑有關(guān)的NOx 1220、CO 1222和HC 1224轉(zhuǎn)化90％的溫度值。

在一些實(shí)施方案中，當(dāng)與T型1208和U型1210催化劑相比時(shí)，在Q型1202、R型1204和S型1206催化劑中觀察到鈰負(fù)載量和NOx 1220、CO 1122和HC 1224轉(zhuǎn)化90％的溫度值之間的非線性的有益的關(guān)系。在這些實(shí)施方案中，當(dāng)與R型1204和S型1206相比時(shí)，觀察到Q型1202的HC 1224的T90值明顯較高。在這些實(shí)施方案中，T型1208和U型1210催化劑的NOx 1220、CO 1222和HC 1224的T90值是不相似的，因?yàn)榕cU型1210相比，T型1208的NOx 1220和HC 1224的T90值明顯更高。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，與T型1208有關(guān)的NOx 1220和HC 1224的T90值較高可能是與T型1208催化劑有關(guān)的OSC較低的緣故。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，與U型1210相比，T型1208的CO 1222和HC 1224的T90值稍高，表明不包括鈰的催化劑可以顯示出CO 1222和HC 1224的機(jī)能性的T90值。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，當(dāng)與Q型1202、R型1204、S型1206、T型1208和U型1210催化劑相比時(shí)，包括鈰和釔的V型1212催化劑顯示出通體更有利的性能。

圖13為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案Q、R、S、T、U和V型催化劑(參見表5)的儲(chǔ)氧能力(OSC)的比較的示意圖。在圖13中，延遲時(shí)間圖表1300說明了與Q型1302、R型1304、S型1306、T型1308、U型1310和V型1312催化劑有關(guān)的在反饋信號(hào)中達(dá)到CO 1320和O₂ 1322濃度的50％需要的延遲時(shí)間。

在一些實(shí)施方案中，R型1304和S型1306催化劑顯示出最長(zhǎng)的CO 1020和O₂ 1022延遲時(shí)間，并且因此顯示出最佳OSC。在這些實(shí)施方案中，當(dāng)與R型1304和S型1306催化劑相比時(shí)，Q型1302催化劑顯示出較不利的OSC。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，T型1308和U型1310催化劑顯示出較短的延遲時(shí)間，表明最不利的OSC。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，當(dāng)與R型1304和S型1306相比時(shí)，V型1312顯示出相似但較不利的OSC。在這些實(shí)施方案中，當(dāng)與T型1308和U型1310催化劑相比時(shí)，在Q型1302、R型1304、S型1306和V型1312催化劑中，隨著鈰的添加OSC改善。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，隨著釔的添加OSC改善，正如對(duì)比V型1312催化劑和Q型1302催化劑以及U型1310催化劑和U型催化劑1310所觀察到的。

在這些實(shí)施方案中，Q型1302、R型1304、S型1306、T型1308、U型1310和V型1312催化劑顯示出適于在催化劑系統(tǒng)中使用的OSC。

圖14為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案P型(參見表4)和W型(參見表5)催化劑的NOx、CO和HC的T50值的比較的示意圖。在圖14中，T50圖表1400說明了與P型1402和W型1404的每種催化劑有關(guān)的NOx 1420、CO 1422和HC 1424轉(zhuǎn)化50％的溫度值。

在一些實(shí)施方案中，W型1404催化劑顯示出最低的T50溫度值，并且因此顯示出最佳的T50性能。在這些實(shí)施方案中，當(dāng)與W型1404催化劑相比時(shí)，P型1402催化劑顯示出相似但較不利的T50值。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，P型1402和W型1404催化劑顯示出適于在催化劑系統(tǒng)中使用的T50值。

圖15為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案P型(參見表4)和W型(參見表5)催化劑的NOx、CO和HC的T90值的比較的示意圖。在圖14中，T90圖表1500說明了與P型1502和W型1504的每種催化劑有關(guān)的NOx 1520、CO 1522和HC 1524轉(zhuǎn)化90％的溫度值。

在一些實(shí)施方案中，W型1504催化劑總體顯示出最低的T90溫度值，并且因此顯示出最佳的T90性能。在這些實(shí)施方案中，當(dāng)與W型1504催化劑相比時(shí)，P型1502催化劑通常顯示出相似但較不利的T90值。進(jìn)一步地，對(duì)于這些實(shí)施方案，P型1502和W型1504催化劑顯示出適于在催化劑系統(tǒng)中使用的T50值。

雖然已經(jīng)公開了多個(gè)方面和實(shí)施方案，但是也可以考慮其他方面和實(shí)施方案。公開的多個(gè)方面和實(shí)施方案是用于說明的目的，而不是為了限制，真正的范圍和主旨通過下面的權(quán)利要求表明。