[发明专利]区域涂布的催化整料的制备方法

说明书

一种整体式基材的区域涂布方法，其通过使用包含不同的催化剂载体前体和金属催化剂前体的不同溶胶溶液，并仅通过毛细作用力将一种溶胶溶液吸入到待涂布区域的壁中的孔中，并且通过毛细作用力将另一种不同的溶胶溶液吸入到待涂布的另一区域的壁中。

本发明涉及催化的整体式基材。具体地，本发明提供了通过将包含不同的催化活性材料和金属氧化物催化剂载体的多于一种溶胶溶液毛细抽吸到整体式基材的不同区域的孔中来制备区域涂布的催化整体式基材或整体式区域涂布的催化颗粒过滤器的改进的方法。

催化整料通常用于清洁发动机废气，以催化去除废气中的有毒化合物。为了在来自贫燃发动机的废气中以适度的过滤效率去除颗粒物质，催化整料用作流通式过滤器。

最典型地，用于机动车应用的具有高过滤效率的过滤器是由整体式蜂窝体组成的壁流式过滤器，其中颗粒物质被捕获在蜂窝结构的分隔壁上或其中。这些过滤器具有由透气分隔壁隔开的多个纵向流动通道。气体入口通道在其气体入口侧打开并在相对的出口端处封闭，而气体出口通道在出口端打开并且在入口端处封闭，使得进入壁流式过滤器的气流被迫通过分隔壁进入出口通道。

除了捕获烟灰颗粒之外，颗粒过滤器通常用在燃烧烟灰和去除氮氧化物(NOx)、一氧化碳和未燃烧的烃中具有活性的催化剂催化，烟灰、氮氧化物(NOx)、一氧化碳和未燃烧的烃为代表健康和环境风险的化合物，且必须从废气中减少或去除。

在燃烧掉捕获的烟灰并且去除或减少NOx、一氧化碳和烃成无害化合物中具有活性的催化剂本身是本领域已知的。

专利文献公开了许多清洁系统，其包括用于从发动机废气中去除有害化合物的单独的催化剂单元。

在本领域中还已知的是用不同的催化剂涂布的多功能废气颗粒过滤器，所述催化剂催化烃和颗粒物质的氧化以及通过与作为其本身或作为其前体加入到废气中的氨反应而将NOx选择性催化还原(SCR)。

在已知的多功能过滤器中，不同的催化剂被部分地涂布或区域涂布在过滤器的不同区域。

整体式或蜂窝状整体式基材的洗涂通常是通过将浆料倾倒于整体式基材的通道中而在基材中粘着浆料或通过将基材的一侧浸渍到洗涂浆料中并任选地在对侧施加真空来进行。

不同催化剂对过滤器(特别是过滤器)的部分涂布或区域涂布是昂贵且困难的制备方法。

区域涂层需要供给比整个整料所需的洗涂浆料少的洗涂浆料。例如，从基材的一端涂布第一区域，并从相对端涂布第二区域。待涂布的部分部分地浸入涂布液中。通过向该部分的顶面施加真空，将浆料升高到所需的涂层轮廓水平。通常通过使用气刀吹掉过量的洗涂浆料。

区域涂布的壁流式过滤器的洗涂特别难以控制，因为一些通道在端面关闭，并且用于确保均匀涂层分布的气刀受到过滤器壁的阻碍。

与已知技术相比，本发明提出了一种用于区域涂布整体式基材的更简单的方法，其通过使用包含催化剂载体前体和金属催化剂前体的溶胶溶液，并仅通过毛细作用力将该溶胶溶液吸入待涂布的区域壁的孔中，由此避免施加的浆料过量。

在本发明的上下文中，溶胶溶液是水不溶性颗粒的分散相和水溶性化合物的水相的混合物。

因此，本发明提供了一种用于制备用不同催化剂区域涂布的催化整料的方法，包括以下步骤：

a)提供多孔整体式基材，其具有由透气分隔壁隔开的多个纵向流动通道，所述整体式基材具有第一端面和与第一端面具有一定距离的第二端面；

b)提供至少对应于待用第一溶胶溶液涂布的透气分隔壁的第一催化剂区域中的孔体积的量的第一溶胶溶液，第一溶胶溶液包含一种或多种催化活性化合物的水溶性或悬浮前体和一种或多种金属氧化物催化剂载体化合物的水溶性或悬浮前体或氧化物，一种或多种前体或氧化物中的至少一种悬浮在溶胶溶液中，并且一种或多种前体中的至少一种溶解在溶胶溶液中；