催化劑組合物及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】在某些實施方式中，本文中描述了可以在存在于來自固定或移動燃燒源的廢氣或煙道氣的處理中使用的結(jié)構(gòu)催化劑本體。在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體包括外周壁和具有小于約0.5mm的平均厚度的多個內(nèi)隔壁，外周壁和內(nèi)隔壁具有完全分散的包含按重量計50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含的催化活性金屬官能團的化學(xué)組合物，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
【專利說明】催化劑組合物及其應(yīng)用
[0001]相關(guān)申請數(shù)據(jù)
[0002]本申請依照35U.S.C.§ 119 (e)要求于2011年3月28日提交的美國臨時專利申請系列號61/468，301的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及催化劑組合物，具體而言，涉及結(jié)構(gòu)催化劑本體。
【背景技術(shù)】
[0004]氮氧化物的毒性及其在酸雨和對流臭氧層形成中的作用已導(dǎo)致強加實行限制這些化學(xué)物質(zhì)的排放的嚴格標準。為了滿足這些標準，通常必要的是，至少部分除去存在于來自固定或移動的燃燒源的廢氣或煙道氣中的這些氧化物。
[0005]脫硝或選擇性催化還原(SCR)技術(shù)一般應(yīng)用于為了除去氮氧化物而燃燒得到的氣體。選擇性催化還原通常包括氣體中氮氧化物物質(zhì)，如一氧化氮(NO)和/或二氧化氮(NO2)與含有還原劑如氨或尿素的氮的反應(yīng)，得到氮氣(N2)和水的產(chǎn)物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文中描述了催化劑組合物，在某些實施方式中，其可以用于處理存在于來自固定或移動燃燒源的廢氣或煙道氣中的氮氧化物。在某些實施方式中，本文中所描述的催化劑組合物包含整體結(jié)構(gòu)催化劑本體。
[0007]在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體包括外周壁和具有小于約0.5mm厚度的多個內(nèi)隔壁，外周壁和內(nèi)隔壁具有完全分散的包含按重量計50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含釩催化活性金屬官能團的化學(xué)組合物，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有如參照國際衍射數(shù)據(jù)中心(ICDD)粉末衍射文件
00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有如參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.05重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
[0008]在某些實施方式中，形成本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物不包含或基本上不包含無機擠出助劑。
[0009]在另一方面，本文中描述了制備結(jié)構(gòu)催化劑本體的方法。在某些實施方式中，制備結(jié)構(gòu)催化劑本體的方法包括:提供包含按重量計50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含釩催化活性金屬官能團的化學(xué)組合物，將化學(xué)組合物形成為包括外周壁和具有小于約0.5mm的平均厚度的多個內(nèi)隔壁的整體結(jié)構(gòu)并加熱該整體結(jié)構(gòu)以提供具有如參照ICDD粉末衍`射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量的結(jié)構(gòu)催化劑本體。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有如參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.05重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。[0010]在某些實施方式中，制備結(jié)構(gòu)催化劑本體的方法包括:提供包含上達至按重量計100%的無機氧化物組分和按重量計小于3%的無機擠出助劑的化學(xué)組合物，將化學(xué)組合物形成為包括外周壁和具有小于約0.5mm的平均厚度的多個內(nèi)隔壁的整體結(jié)構(gòu)，浸潰具有至少0.1重量百分數(shù)的含釩催化活性金屬官能團的整體結(jié)構(gòu)并加熱該整體結(jié)構(gòu)以提供具有如參照I⑶D粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量的結(jié)構(gòu)催化劑本體。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有如參照I⑶D粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.05重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
[0011]在某些實施方式中，在用催化活性金屬官能團浸潰之前加熱由包含上達至按重量計100%的無機氧化物組分和按重量計小于3%的無機擠出助劑的化學(xué)組合物形成的整體結(jié)構(gòu)。
[0012]在某些實施方式中，根據(jù)本文中所描述的方法，形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物不包含或基本上不包含無機擠出助劑。
[0013]在另一方面，本文中描述了抑制結(jié)構(gòu)催化劑本體中結(jié)晶五氧化二釩的形成的方法。在某些實施方式中，抑制結(jié)構(gòu)催化劑本體中結(jié)晶五氧化二釩的形成的方法包括改變形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物的無機擠出助劑的量。在某些實施方式中，改變無機擠出助劑的量包括減少形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物中無機擠出助劑的量。在某些實施方式中，減少無機擠出助劑的量包括提供不包含或基本上不包含無機擠出助劑的化學(xué)組合物。
[0014]在另一方面，本文中描述了降低流體的氮氧化物含量的方法。在某些實施方式中，降低流體的氮氧化物含量的方法包括使流體流過包括外周壁和具有小于約0.5mm的平均厚度的多個內(nèi)隔壁的結(jié)構(gòu)催化劑本體，外周壁和內(nèi)隔壁具有完全分散的包含按重量計50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含釩催化活性金屬官能團，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有如參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量并選擇性地催化還原流體中的至少一些氮氧化物。
[0015]在還原流體的氮氧化物含量的方法的某些實施方式中，形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物不包含或基本上不包含無機擠出助劑。
[0016]在某些實施方式中，流過結(jié)構(gòu)催化劑本體的流體包含廢氣或煙道氣流。在某些實施方式中，適于用本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體處理的廢氣流或煙道氣流通過固定的燃燒源產(chǎn)生。在某些實施方式中，適于用本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體處理的廢氣流或煙道氣流通過移動的燃燒源產(chǎn)生。
[0017]這些和其它實施方式更具體地存在于在以下詳細的說明中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1示出根據(jù)本文中所描述的一個實施方式的類蜂巢狀整體結(jié)構(gòu)催化劑本體的透視圖。
[0019]圖2示出根據(jù)本文中所描述的一個實施方式測定平均內(nèi)隔壁厚度的方法。
[0020]圖3示出根據(jù)本文中所描述的一個實施方式的結(jié)構(gòu)催化劑本體的剖視圖。[0021]圖4是根據(jù)本文中所描述的一個實施方式的形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物的X-射線衍射圖。
[0022]圖5是形成現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物的X-射線衍射圖。
【具體實施方式】
[0023]通過參考以下詳細的說明和實施例以及它們在先和以后的說明可以更容易地理解本文中所描述的實施方式。然而，本文中所描述的元素、裝置和方法不限于存在于詳細的說明和實施例中的【具體實施方式】。應(yīng)當認識到，這些實施方式僅說明本發(fā)明的原理。在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將明顯容易地進行許多修改和改寫。
[0024]在一方面，本文中描述了催化劑組合物，在某些實施方式中，其可以用于處理存在于來自固定或移動的燃燒源的廢氣或煙道氣中的氮氧化物。在某些實施方式中，本文中所描述的催化劑組合物包含整體結(jié)構(gòu)催化劑本體。
[0025]在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體包括外周壁和具有小于約0.5mm的平均厚度的多個內(nèi)隔壁，外周壁和內(nèi)隔壁具有完全分散的包含按重量計50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含釩催化活性金屬官能團的化學(xué)組合物，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有如參照國際衍射數(shù)據(jù)中心(ICDD)粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有如參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.05重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
[0026]此外，在某些實施方式中，遍及本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和內(nèi)隔壁分散的化學(xué)組合物包含按重量計至少0.5%的含釩催化活性金屬官能團。在某些實施方式中，化學(xué)組合物包含按重量計至少1%或按重量計至少1.5%的含釩催化活性金屬官能團。
[0027]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的成分，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體包括外周壁和內(nèi)隔壁。內(nèi)隔壁安排在外周壁內(nèi)部并界定縱向延伸通過結(jié)構(gòu)催化劑本體的多個流動通道。
[0028]圖1示出根據(jù)本文中所描述的一個實施方式的結(jié)構(gòu)催化劑本體。圖1的整體結(jié)構(gòu)催化劑本體包含催化活性外周壁(10)和多個催化活性內(nèi)隔壁(11)。如圖1中所示，內(nèi)隔壁(11)界定縱向延伸通過用于接收來自燃燒源的廢氣或煙道氣的結(jié)構(gòu)催化劑本體的多個流動通道或單元(12)。
[0029]在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的內(nèi)隔壁具有小于約0.5mm的平均厚度。在某些實施方式中，內(nèi)隔壁具有小于約0.45mm或小于約0.4mm的平均厚度。在某些實施方式中，內(nèi)隔壁具有小于約0.35mm或小于約0.3mm的平均厚度。在某些實施方式中，內(nèi)隔壁具有小于約0.25mm或小于約0.2mm的平均厚度。在某些實施方式中,本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的內(nèi)隔壁具有約0.05mm至約0.5mm范圍內(nèi)的平均厚度。在某些實施方式中，內(nèi)隔壁具有約0.1mm至約0.5mm或約0.2mm至約0.45mm范圍內(nèi)的平均厚度。在某些實施方式中，內(nèi)隔壁具有約0.25mm至約0.5_范圍內(nèi)的平均厚度。在某些實施方式中，內(nèi)隔壁具有約0.27_至約0.5_范圍內(nèi)的平均厚度。在某些實施方式中，內(nèi)隔壁具有約0.25mm至約0.45mm或約0.27mm至約0.43mm范圍內(nèi)的平均厚度。在某個實施方式中，內(nèi)隔壁具有約0.3mm至約0.5mm或約0.3mm至約0.45mm范圍內(nèi)的平均厚度。
[0030]在某些實施方式中，內(nèi)隔壁和外周壁的厚度可以用卡尺或千分尺測定，分辨率為至少0.01mm。圖2示出根據(jù)本文中所描述的一個實施方式測定結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁
(10)和內(nèi)隔壁(11)的平均壁厚度的一個方法。在結(jié)構(gòu)催化劑本體上的12個不同位置處測量外周壁(10)。在某些實施方式中，如圖2所顯示，當結(jié)構(gòu)催化劑本體具有正方形或矩形截面形狀，12個測量位置包括正方形或矩形外周壁(10)的各側(cè)面上的三個點。然后通過平均由12個測量得到的值來計算外周壁(10)的平均厚度。相似地，在某些實施方式中，內(nèi)隔壁
(11)的平均厚度通過在遍及結(jié)構(gòu)催化劑本體的12個不同位置處測量內(nèi)隔壁(11)的平均厚度來測定。如圖2中所示，沿水平和垂直方向測量內(nèi)隔壁(11)。然后，內(nèi)隔壁(11)的平均厚度通過平均12個測量中得到的值來計算。
[0031]在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和內(nèi)隔壁具有完全分散的包含按重量計50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含釩催化活性金屬官能團的化學(xué)組合物。在某些實施方式中，無機氧化物組分包含二氧化鈦(TiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、二氧化硅(SiO2)或它們的混合物。在某些實施方式中，例如，無機氧化物組分只包含二氧化鈦。在某些實施方式中，化學(xué)組合物包含以約70重量百分數(shù)至約95重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的Ti02、A1203、ZrO2或SiO2或它們的混合物的無機氧化物組分。在一個實施方式中，無機氧化物組分包含70重量百分數(shù)至約95重量百分數(shù)的Ti02。
[0032]在某些實施方式中，在遍及外周壁和/或內(nèi)隔壁被分散時，含釩催化活性金屬官能團為擠出的化學(xué)組合物的一部分以形成外周壁和/或內(nèi)隔壁?？商娲?，在某些實施方式中，含釩催化活性金屬官能團通過在形成壁之后進行浸潰來遍及外周壁和/或內(nèi)隔壁進行分散。
[0033]此外，在某些實施方式中，化學(xué)組合物的無機擠出助劑可以包含一種或多種無機擠出助劑的物質(zhì)。在某些實施方式中，化學(xué)組合物的無機擠出助劑包括一種或多種粘土。在某些實施方式中，粘土包括一種或多種蒙阜石族(smectite group)的物質(zhì)。在某些實施方式中，例如，粘土包括阿里石(aliettite)、貝德石、水輝石、蒙脫石、綠脫石、皂石、鋅蒙脫石(sauconite)、娃鎂石(stevensite)、鋰蒙脫石(swinefordite)、鉻蒙脫石(volkonskoite)、綠銅膨潤石(yakhontovite)或無招鋅阜石(zincsilite)或其混合物。
[0034]在某些實施方式中，無機擠出助劑的粘土具有至少約70重量百分數(shù)SiO2含量。在某些實施方式中，粘土具有約70重量百分數(shù)至約80重量百分數(shù)范圍內(nèi)的SiO2含量。在某些實施方式中，粘土具有約70重量百分數(shù)至約75重量百分數(shù)或約71重量百分數(shù)至約74重量百分數(shù)范圍內(nèi)的SiO2含量。此外，在某些實施方式中，無機擠出助劑的粘土具有約10重量百分數(shù)至約20重量百分數(shù)范圍內(nèi)的Al2O3含量。在某些實施方式中，粘土具有約11重量百分數(shù)至約18重量百分數(shù)或約12重量百分數(shù)至約16重量百分數(shù)范圍內(nèi)的Al2O3含量。
[0035]在某些實施方式中，無機擠出助劑的粘土具有上達至約5重量百分數(shù)的RO (金屬氧化物)含量，其中R為包括但不限于鈣和/或鎂的堿土金屬。在某些實施方式中，粘土包含堿土金屬氧化物的混合物。在某些實施方式中，粘土包含約0.1重量百分數(shù)至約5重量百分數(shù)或約0.5重量百分數(shù)至約至4.5重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的R0。在某些實施方式中，粘土包含約I重量百分數(shù)至約4重量百分數(shù)或約1.5重量百分數(shù)至約3.5重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的R0。在一個實施方式中，無機擠出助劑的粘土包含約0.1重量百分數(shù)至約2重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的CaO和約I重量百分數(shù)至約4重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的MgO。
[0036]此外，在某些實施方式中，無機擠出助劑的粘土包含一種或多種過渡金屬氧化物。在某些實施方式中，粘土包含F(xiàn)e203。在某些實施方式中，粘土包含上達至約5重量百分數(shù)的量的Fe203。在某些實施方式中，粘土包含約0.1重量百分數(shù)至約5重量百分數(shù)或約0.5重量百分數(shù)至約4.5重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的Fe203。在某些實施方式中，粘土包含約I重量百分數(shù)至約4重量百分數(shù)或約2重量百分數(shù)至約4.5重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的Fe203。
[0037]在某些實施方式中，包括但不限于本文中所描述的任何粘土的無機擠出助劑以上達至3重量百分數(shù)的量存在于形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，無機擠出助劑以上達至2.7重量百分數(shù)或上達至2.5重量百分數(shù)的量存在于化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，無機擠出助劑以上達至2.3重量百分數(shù)或上達至2重量百分數(shù)的量存在于化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，無機擠出助劑以上達至1.7重量百分數(shù)或1.5重量百分數(shù)的量存在于化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，無機擠出助劑以上達至I重量百分數(shù)或0.5重量百分數(shù)的量存在于化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，無機擠出助劑以上達至0.1重量百分數(shù)的量存在于化學(xué)組合物中。
[0038]在某些實施方式中，包括本文中所描述的任何粘土的無機擠出助劑以0.01重量百分數(shù)至3重量百分數(shù)范圍的量存在于形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，無機擠出助劑以0.01重量百分數(shù)至2.7重量百分數(shù)或0.01重量百分數(shù)至2.5重量百分數(shù)范圍的量存在于化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，無機擠出助劑以0.01重量百分數(shù)至2.3重量百分數(shù)或0.01重量百分數(shù)至2重量百分數(shù)范圍的量存在于化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，無機擠出助劑以0.01重量百分數(shù)至1.7重量百分數(shù)或0.01重量百分數(shù)至1.5重量百分數(shù)范圍的量存在于化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，無機擠出助劑以0.01重量百分數(shù)至1.3重量百分數(shù)或0.01重量百分數(shù)至I重量百分數(shù)范圍的量存在于化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，無機擠出助劑以0.01重量百分數(shù)至0.7重量百分數(shù)或0.01重量百分數(shù)至0.5重量百分數(shù)范圍的量存在于化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，無機擠出助劑以0.01重量百分數(shù)至0.1重量百分數(shù)范圍的量存在于化學(xué)組合物中。
[0039]在某些實施方式中，包括本文中所描述的任何粘土的無機擠出助劑不存在于或基本上不存在于形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物中。
[0040]此外，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物也包含至少0.1重量百分數(shù)的含釩催化活性金屬官能團。在某些實施方式中，如本文中所描述的，釩是擠出的化學(xué)組合物的一部分以形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和內(nèi)隔壁?？商娲?，在某些實施方式中，在形成壁之后通過浸潰將釩添加至外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物中。
[0041]在某些實施方式中，外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物包含上達至約10重量百分數(shù)的量的釩。在某些實施方式中，化學(xué)組合物包含上達至約7重量百分數(shù)或上達至約5重量百分數(shù)的量的釩。在某些實施方式中，化學(xué)組合物包含上達至約4重量百分數(shù)或上達至約3重量百分數(shù)的量的釩。[0042]在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物包含約0.1重量百分數(shù)至約10重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的釩。在某些實施方式中，化學(xué)組合物包含約0.5重量百分數(shù)至約5重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的釩。在某些實施方式中，化學(xué)組合物包含約0.5重量百分數(shù)至約2重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的釩。在某些實施方式中，化學(xué)組合物包含約0.7重量百分數(shù)至約3重量百分數(shù)或約I重量百分數(shù)至約4重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的釩。在某些實施方式中，化學(xué)組合物包含約2重量百分數(shù)至約3重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的釩。
[0043]在某些實施方式中釩以氧化釩存在于外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物中。在某些實施方式中，存在于本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周 壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物的氧化釩本質(zhì)上是非結(jié)晶的或基本上非結(jié)晶的。在某些實施方式中，例如，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的化學(xué)組合物包含如參照I⑶D粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射(XRD)所測定的小于或等于0.1重量百分數(shù)的量的結(jié)晶V2O5[化學(xué)文摘社(ChemicalAbstracts Service) (CAS) N0.1314-62-1] ?在某些實施方式中，化學(xué)組合物包含如參照I⑶D粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于或等于0.05重量百分數(shù)的量的結(jié)晶V205。在某些實施方式中，化學(xué)組合物包含如參照I⑶D粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于或等于0.04重量百分數(shù)的量的結(jié)晶V205。
[0044]在某些實施方式中，化學(xué)組合物的催化活性金屬官能團包含除釩之外的金屬。在某些實施方式中，催化活性金屬官能團還包含鎢、鑰、釕、鉬、鈀、錸、銥、鈰、金或其它貴金屬或它們的混合物。在某些實施方式中，例如，催化活性金屬官能團還包含氧化鎢(如WO3)或氧化鑰(如MoO3)或它們的混合物。可以根據(jù)包括結(jié)構(gòu)催化劑本體的預(yù)期催化功能的各種因素來選定除釩以外的催化活性金屬的量和特性。在某些實施方式中，例如，化學(xué)組合物包含約0.01重量百分數(shù)至約10重量百分數(shù)或約0.01重量百分數(shù)至約5重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的鑰。在某些實施方式中，化學(xué)組合物包含約0.01重量百分數(shù)至約10重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的鎢。
[0045]在某些實施方式中，當包含另外的金屬時，催化活性金屬官能團包含按重量計
1-30%的形成本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物。在某些實施方式中，當包含另外的金屬時，催化活性金屬官能團包含按重量計5-15%或按重量計10-20%的形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物。
[0046]在某些實施方式中，外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物是均一的或基本上均一的。在某些實施方式中，化學(xué)組合物是非均相的。在某些實施方式中，例如，內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物具有催化材料的一個或多個梯度。在某些實施方式中，內(nèi)隔壁具有第一表面和第二表面，其中沿著第一表面的寬度存在催化材料的梯度。在某些實施方式中，梯度的催化材料在第一表面的寬度的邊緣處按量減少。在某些實施方式中，梯度的催化材料沿著第一表面的寬度的中心區(qū)域按量增加。在某些實施方式中，內(nèi)隔壁還包含沿著第二表面的寬度的催化材料梯度。在某些實施方式中，沿著第二表面的寬度的催化材料的梯度反映沿著內(nèi)隔壁第一表面的催化材料的梯度。在某些實施方式中，內(nèi)隔壁包含沿著第一表面的寬度的體催化材料(bulk catalytic material)的梯度。此外,在某些實施方式中，外周壁的內(nèi)表面包含內(nèi)隔壁用的本文中所描述的一個或多個催化材料的梯度。
[0047]在某些實施方式中，具有本文中所描述的用催化活性化學(xué)組合物形成和/或浸潰外周壁和/或內(nèi)隔壁，將催化活性金屬設(shè)置在整個外周壁和/或內(nèi)隔壁中。這與其中將催化材料涂敷在惰性或催化非活性結(jié)構(gòu)載體之上的催化劑本體如Machida等人在美國專利5，494，881中所描述的那些形成對照。
[0048]圖3示出根據(jù)本文中所描述的一個實施方式的結(jié)構(gòu)催化劑本體的剖視圖。內(nèi)隔壁
(11)及其與外周壁(10)的接合處充當相鄰流動通道(12)的邊界。當一部分外周壁(10)充當流動通道(12)的邊界時，那部分可以被稱作外周壁段(13)。外周壁段(13)在測定本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體總壁數(shù)中是重要的。此外，在某些實施方式中，流動通道(12)的軸向尺寸可以取決于催化劑本體的應(yīng)用而改變。外周壁的外側(cè)限制結(jié)構(gòu)催化劑本體的整體截面尺寸大小和整體截面形狀。
[0049]在本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的某些實施方式中，流動通道的截面輪廓可以標稱為多邊形如三角形、正方形、矩形或六角形。在某些實施方式中，流動通道的截面輪廓可以是波紋形、圓形、橢圓形或與多邊形和曲線形狀如環(huán)形部分的組合。在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁的截面輪廓可以是正方形、矩形、圓形、橢圓形、扇形如餅片(pie slices)或四分之一圓(quadrants)或任何其他方便用于給定應(yīng)用的一種或多種幾何形狀。
[0050]在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體可以具有由大于或等于約75mm的水力直徑表征的平均截面尺寸大小。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體可以具有大于或等于約IOOmm的水力直徑。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有大于或等于約120mm或者大于或等于約130mm的水力直徑。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有大于或等于約140mm的水力直徑。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體可以具有大于或等于150mm的水力直徑。
[0051]在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有約IOOmm至約170mm范圍內(nèi)的水力直徑。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有約120mm至約160mm或約130mm至約150mm范圍內(nèi)的水力直徑。
[0052]催化劑本體的水力直徑定義為等于垂直于催化劑本體的流動方向的截面面積乘以四并除以外周壁的外周長的值。當結(jié)構(gòu)催化劑本體顯示圓形截面幾何形狀時，水力直徑等于圓形截面面積的直徑。在正方形截面幾何形狀的情況下，水力直徑等于邊的長度或?qū)挾取?br> [0053]在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體可以在600-5，000埃范圍內(nèi)的直徑的孔中具有大于或等于0.01cc/g的大孔隙率。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體可以在600-5，000埃范圍內(nèi)的直徑的孔中具有大于或等于0.05cc/g的大孔隙率。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體可以在600-5，000埃范圍內(nèi)的直徑的孔中具有大于或等于0.09cc/g的大孔隙率。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體可以在600-5，000埃范圍內(nèi)的直徑的孔中具有0.01cc/g至0.35cc/g范圍內(nèi)的大孔隙率。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體可以在600-5，000埃范圍內(nèi)的直徑的孔中具有至少0.24cc/g的大孔隙率。
[0054]在某些實施方式中，本文中所描述的催化劑本體的大孔隙率由催化劑本體孔徑分布的適當孔徑范圍的分析來測定。在某些實施方式中，孔徑分布和孔隙率或總孔體積根據(jù)ASTM法U0P578-02 “利用水銀孔隙率測定法的多孔物質(zhì)的自動孔體積和孔徑分布(Automated Pore Volume and Pore Size Distribution of Porous Substances byMercury Porosimetry )”來測量,其中用于測量的樣品制備包括對照由ASTM程序要求的在150 V下真空烘箱預(yù)處理八(8 )小時的在300 V下烘箱預(yù)處理一(I)小時。在不修改的情況下接著是ASTM程序中的剩余步驟。
[0055]此外，在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體具有至少1.5kg/cm2的橫向抗壓強度。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有至少3kg/cm2或至少3.5kg/cm2的橫向抗壓強度。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有至少4kg/cm2的橫向抗壓強度。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有至少10kg/cm2或至少20kg/cm2的橫向抗壓強度。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有至少30kg/cm2的橫向抗壓強度。
[0056]在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有約1.5kg/cm2至約50kg/cm2或約3kg/cm2至約35kg/cm2范圍內(nèi)的橫向抗壓強度。
[0057]在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的橫向抗壓強度用顯示
30,OOOkg的最大抗壓載荷且可商購于Willow Grove, Pa的Tinius Olsen的抗壓試驗裝置如 Tinius 01son60, 0001b.SuperiiL^Compression Testing Machine 來測量。橫向抗壓強度試驗的樣品可以通過將結(jié)構(gòu)催化劑切割成長度通常為150_、但是長度至少為50_的部分，其中各部分可以充當獨立的試驗樣品。
[0058]6mm厚度的陶瓷棉可以在樣品的壓力面的下面和上面鋪展開，并且經(jīng)包裝的樣品固定于壓力板中央的乙烯袋中。試驗中所用的壓力板可以是具有160_ xl60mm的尺寸的不銹鋼。在沿平行于蜂巢結(jié)構(gòu)的截面和垂直于間隔壁的方向施加壓縮載荷的情況下，在底部的側(cè)面量化橫向抗壓強度。因此，沿垂直于流動通道的流動方向施加壓縮載荷。可以如表1中所描述地進行施加壓縮載荷。
[0059]表1-壓縮載荷
[0060]
`全規(guī)格載荷壓縮速率
3.000kg25 kg/s
6.000kg50 kg/s
15.000kg_125 kg/s_
[0061]由裝置記錄承受樣品的最大橫向壓縮載荷W(kg)。橫向抗壓強度隨后通過最大壓縮載荷除以施加載荷的表面積的值來從以千克-力(kgf)計的最大壓縮載荷計算。
[0062]在某些實施方式中，其中催化劑本體不放平，如當催化劑本體具有整體圓形或橢圓形截面幾何形狀時，從用于試驗的整體樣品切割小部分催化劑本體。切割該小部分以便生產(chǎn)具有上和下平整表面的樣品。強度試驗的剩余部分按符合先前描述的方式進行。
[0063]本文中所描述的實施方式預(yù)期結(jié)構(gòu)催化劑本體包含本文中敘述的內(nèi)隔壁厚度、大孔隙率、水力直徑和/或橫向抗壓強度的任意組合。在一個實施方式中，例如，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體具有小于0.5mm的內(nèi)隔壁厚度、600-5，000埃范圍內(nèi)的直徑的孔中大于或等于0.01cc/g的大孔隙率、至少IOOmm的水力直徑和至少1.5kg/cm2的橫向抗壓強度。
[0064]在另一方面，本文中公開了制備結(jié)構(gòu)催化劑本體的方法。在某些實施方式中，制備結(jié)構(gòu)催化劑本體的方法包括:提供包含按重量計50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含釩催化活性金屬官能團的化學(xué)組合物，將化學(xué)組合物形成為包括外周壁和具有小于約0.5mm的平均厚度的多個內(nèi)隔壁的整體結(jié)構(gòu)并加熱該整體結(jié)構(gòu)以提供具有如參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量的結(jié)構(gòu)催化劑本體。在某些實施方式中，在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有如參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.05重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
[0065]根據(jù)本文中所描述的方法所制備的結(jié)構(gòu)催化劑本體可以具有對于結(jié)構(gòu)催化劑本體而言的任何性能或本文中所敘述的性能的組合。
[0066]在本文中所描述的方法的某些實施方式中，通過混合按重量計上達至50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和至少0.1重量百分數(shù)的含釩催化活性金屬官能團來提供化學(xué)組合物或生成含釩的催化活性金屬官能團的前驅(qū)體。在某些實施方式中，根據(jù)各組分的上文陳述的范圍可以改變化學(xué)組合物的各組分的特性和量。在某些實施方式中，例如，以0.01重量百分數(shù)至3重量百分數(shù)或約0.01重量百分數(shù)至2.7重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量添加包含粘土的無機擠出助劑。此外，在某些實施方式中，將不包含或基本上不包含粘土的無機擠出助劑加至化學(xué)組合物。此外，在某些實施方式中，將釩以約0.1重量百分數(shù)至約10重量百分數(shù)或約0.5重量百分數(shù)至約7重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量加至化學(xué)組合物。
[0067]在某些實施方式中，將作為釩化合物的釩加至化學(xué)組合物。在某些實施方式中，例如，將作為包括草酸氧釩、硫酸氧釩或偏釩酸銨的一種或多種釩氧鹽的釩加至化學(xué)組合物。在某些實施方式中，使釩以溶液的形式加至化學(xué)組合物，從而用釩催化材料浸潰化學(xué)組合物。在某些實施方式中，使釩以固體形式，如以一種或多種固體鹽的形式加至化學(xué)組合物。
[0068]可以將得到的化學(xué)組合物的成分混合物捏合成可模制的或可擠出的物質(zhì)并且隨后從擠出鑄模機擠出以形成如本文中所述的包含外周壁、內(nèi)隔壁和縱向流動通道的結(jié)構(gòu)催化劑本體。在某些實施方式中，用足夠的時間混合和/或捏合化學(xué)組合物以提供均一的或基本上均一的化學(xué)組合物。
[0069]在某些實施方式中，當擠出化學(xué)組合物以形成結(jié)構(gòu)催化劑本體時，擠出配方可以包含任何數(shù)量的膠溶劑、粘合劑、有機擠出助劑、潤滑劑、塑化劑、表面活性劑、增強劑等以促進擠出過程和/或產(chǎn)生合意的結(jié)構(gòu)和/或用于預(yù)期應(yīng)用的孔性能?？梢园跀D出配方中的材料的實例包括但不限于玻璃纖維或玻璃絲、碳化硅纖維、無機酸(如，磷酸、硝酸等)、有機酸(如，醋酸、檸檬酸、甲酸等)、有機酸的鹽(如，甲酸銨、乙酸銨、檸檬酸銨等)、纖維素化合物、多糖、淀粉、聚氧化乙烯、硬脂醇、醇、石墨、硬脂酸、胺、油、脂肪、脂肪醇、乙氧基化脂肪醇、脂肪酸和/或聚合物。
[0070]擠出系統(tǒng)可以包括擠出機、過濾器或篩子和擠出模具?？梢栽诓怀ヌ峁┯欣a(chǎn)品性能的填料、粘合劑和/或增強助劑的情況下使用過濾器或篩子以促進混合物通過模具，例如，以減弱模具的阻塞。在某些實施方式中，例如，過濾器或篩子具有比結(jié)構(gòu)催化劑本體的壁厚度的開口尺寸小的開口尺寸。此外，在某些實施方式中，過濾器或篩子具有適于通過增強助劑如玻璃或碳化硅增強纖維的開口尺寸和/或幾何形狀。
[0071]通常合意地，擠出本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體以使用足夠的能量實現(xiàn)組成成分的均勻混合，同時最小化可以具有對提供有利產(chǎn)品性能的顆粒堆積特性存在負面影響的能量。在某些實施方式中，在混合設(shè)備中利用額外能量增強形成-穩(wěn)定性，并且在擠出系統(tǒng)中使擠出混合物移動通過擠出機、過濾器或篩子和模具。如前所述，可以在催化劑本體的初始組分中利用各種潤滑劑最小化該額外能量。本領(lǐng)域已知的降低額外能量的其它方式包括最大化混合器與擠出機效率和最小化篩子和模具中的壁摩擦。
[0072]在某些實施方式中，加熱或煅燒擠出的催化劑本體以提供具有如參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩(CAS N0.1314-62-1)含量的結(jié)構(gòu)催化劑本體。在某些實施方式中，經(jīng)加熱的或經(jīng)煅燒的結(jié)構(gòu)催化劑本體具有如參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于
0.05重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
[0073]在某些實施方式中，在上達至約850°C的溫度下加熱結(jié)構(gòu)催化劑本體。在某些實施方式中，在約300°C至約750°C范圍內(nèi)的溫度下加熱結(jié)構(gòu)催化劑本體。在某些實施方式中，在約500°C至約700°C或約300°C至約500°C范圍內(nèi)的溫度下加熱結(jié)構(gòu)催化劑本體。
[0074]在某些實施方式中，進一步用額外的催化材料涂敷或浸潰結(jié)構(gòu)催化劑本體。在某些實施方式中，例如，用本文所描述的任何金屬或催化活性物質(zhì)涂敷或浸潰結(jié)構(gòu)催化劑本體。
[0075]在某些實施方式中，制備結(jié)構(gòu)催化劑本體的方法包括:提供包含按重量計上達至100%的無機氧化物組分和按重量計小于3%的無機擠出助劑的化學(xué)組合物，將化學(xué)組合物形成為包括外周壁和具有小于約0.5mm的平均厚度的多個內(nèi)隔壁的整體結(jié)構(gòu)，浸潰具有至少0.1重量百分數(shù)的含釩催化活性金屬官能團的整體結(jié)構(gòu)并加熱該整體結(jié)構(gòu)以提供具有如參照I⑶D粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量的結(jié)構(gòu)催化劑本體。在某些實施方式中，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有如參照I⑶D粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.05重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
[0076]在某些實施方式中，在用催化活性金屬官能團浸潰之前加熱包含按重量計上達至100%的無機氧化物組分和按重量計小于3%的無機擠出助劑的化學(xué)組合物所形成的整體結(jié)構(gòu)。在某些實施方式中，在用催化活性金屬官能團浸潰之前干燥整體結(jié)構(gòu)。在某些實施方式中，在用催化活性金屬官能團浸潰之前煅燒整體結(jié)構(gòu)。
[0077]在某些實施方式中，包含按重量計上達至100%的無機氧化物組分和按重量計小于3%的無機擠出助劑的化學(xué)組合物的結(jié)構(gòu)催化劑本體通過如上所述的擠出形成。此外，在某些實施方式中，浸潰具有至少0.1重量百分數(shù)的含釩催化活性金屬官能團整體結(jié)構(gòu)包括在釩或氧化釩的水溶液中處理至少一部分結(jié)構(gòu)催化劑本體。在某些實施方式中，水溶液包含一種或多種包括草酸氧釩、硫酸氧釩或偏釩酸銨的氧釩鹽。
[0078]在某些實施方式中，水溶液可以包含一種或多種除釩之外的金屬和/或金屬氧化物鹽。在某些實施方式中，水溶液還可以包含鎢鹽如偏鎢酸銨。在某些實施方式中，水溶液還可以包含鑰鹽，如鑰酸銨、鑰酸鈉或它們的混合物。
[0079]在某些實施方式中，在某種程度上干燥經(jīng)浸潰的結(jié)構(gòu)催化劑本體以誘導(dǎo)本文中所述的一個或多個催化材料的梯度。
[0080]在另一方面，本文中描述了抑制結(jié)構(gòu)催化劑本體中結(jié)晶五氧化二釩的形成的方法。在某些實施方式中，抑制結(jié)構(gòu)催化劑本體中結(jié)晶五氧化二釩V2O5 (CAS N0.1314-62-1)的形成的方法包括改變形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物的無機擠出助劑的量，結(jié)晶五氧化二釩含量參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射來測定。在某些實施方式中，改變無機擠出助劑的量包括減少形成結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物中無機擠出助劑的量。在某些實施方式中，減少無機擠出助劑的量包括提供包含按重量計小于3%的量的無機擠出助劑的化學(xué)組合物。在某些實施方式中，減少無機擠出助劑的量包括提供包含按重量計小于2%的量的無機擠出助劑的化學(xué)組合物。減少無機擠出助劑的量包括提供包含按重量計小于1%的量的無機擠出助劑的化學(xué)組合物。此外，在某些實施方式中，減少無機擠出助劑的量包括提供不包含或基本上不包含無機擠出助劑的化學(xué)組合物。
[0081]在某些實施方式中，抑制結(jié)構(gòu)催化劑本體中結(jié)晶五氧化二釩的形成的方法中的無機擠出助劑包含本文中所述的包括但不限于本文中所述的任何粘土的無機擠出助劑。
[0082]在另一方面，本發(fā)明提供降低流體的氮氧化物含量的方法。在某些實施方式中，降低流體的氮氧化物含量的方法包括使流體流過包括外周壁和具有約0.5_平均厚度的多個內(nèi)隔壁的結(jié)構(gòu)催化劑本體，外周壁和內(nèi)隔壁具有完全分散的包含按重量計50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含釩催化活性金屬官能團，結(jié)構(gòu)催化劑本體具有如參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量并選擇性地催化還原流體中的至少一些氮氧化物。在某些實施方式中，降低流體的氮氧化物含量的方法可以包括催化劑本體用的本文中所描述的任何組分和/或結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0083]在某些實施方式中，在與催化劑接觸之前或與包括但不限于尿素、[CO(NH2)2]、三聚氰酸[2，4，6-三羥基-1，3，5-三嗪]或異氰酸[HNC0]或其混合物的催化劑接觸時，在氨(NH3)或含有可以分解或反應(yīng)生成氨的氮的任何化合物的存在下進行氮氧化物的選擇性催化還原。
[0084]在某些實施方式中，流過結(jié)構(gòu)催化劑本體的流體包含廢氣或煙道氣流。在某些實施方式中，適于用本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體處理的廢氣流或或煙道氣流通過固定的燃燒源產(chǎn)生。在某些實施方式中，固定的燃燒源為電氣發(fā)電設(shè)備或系統(tǒng)。在某些實施方式中，適于用本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體處理的廢氣流或煙道氣流通過移動的燃燒源產(chǎn)生。在某些實施方式中，移動的燃燒源是汽車、公共汽車、卡車、建筑機械、鐵路車輛和裝置或各種船舶。在某些實施方式中，本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體適用于處理重型柴油機應(yīng)用中產(chǎn)生的廢氣。
[0085]在某些實施方式中，流過本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的廢氣或煙道氣的溫度從約150°C至約700°C變動。在某些實施方式中，流過本文中所描述的結(jié)構(gòu)催化劑本體的廢氣或煙道氣的溫度大于約700°C。
[0086]本文中所描述的組分和方法的實施方式進一步由以下非限制性實施例說明。
[0087]實施例1
[0088]結(jié)構(gòu)催化劑本體
[0089]根據(jù)前述的程序，通過擠出化學(xué)組合物制備根據(jù)本文中所描述的一個實施方式的結(jié)構(gòu)催化劑本體，化學(xué)組合物具有本文中所描述的組分參數(shù)。通過使用潤滑劑在擠出過程期間最小化能量損耗，并且通過使用本文中所描述的篩子最小化模具阻塞。在500°C的溫度下煅燒擠出的結(jié)構(gòu)催化劑本體5小時的時間段。表2中總結(jié)了結(jié)構(gòu)催化劑本體的組分參數(shù)和物理性能。結(jié)構(gòu)催化劑本體的化學(xué)組合物包含按重量計82.0%的二氧化鈦、按重量計
7.4%的氧化鎢、按重量計1.6%的氧化釩和按重量計9.0%玻璃纖維和次要物質(zhì)。
[0090]表2-結(jié)構(gòu)催化劑本體參數(shù)
[0091]
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)構(gòu)催化劑本體，包括: 外周壁和具有小于約0.5mm的平均厚度的多個內(nèi)隔壁，所述外周壁和所述內(nèi)隔壁具有完全分散的包含按重量計50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含釩催化活性金屬官能團的化學(xué)組合物，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體具有參照國際衍射數(shù)據(jù)中心(ICDD)粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，具有參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.05重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體不具有或基本上不具有參照國際衍射數(shù)據(jù)中心(I⑶D)粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的結(jié)晶五氧化二釩含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述無機擠出助劑包括粘土。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述內(nèi)隔壁具有小于約0.3mm的平均厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述內(nèi)隔壁具有小于約0.25mm的平均厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少1%的含釩催化活性金屬官能團。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少1.5%的含釩催化活性金屬官能團。`
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物不包含或基本上不包含無機擠出助劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含約0.01重量百分數(shù)至約2.7重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的無機擠出助劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體具有至少約IOOmm的水力直徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體具有至少約1.5kg/cm2的橫向抗壓強度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體具有至少約3.5kg/cm2的橫向抗壓強度。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少1%的含釩催化活性金屬官能團。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物不包含或基本上不包含無機擠出助劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述催化活性金屬官能團還包含鎢、鑰、釕、鉬、鈀、錸、銥、鈰、金或其它貴金屬或它們的混合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少3%的鑰的氧化物。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少5%的鎢的氧化物。
19.一種結(jié)構(gòu)催化劑本體,包括: 外周壁和具有小于約0.5mm平均厚度的多個內(nèi)隔壁，所述外周壁和所述內(nèi)隔壁具有完全分散的包含按重量計50-99.9%的TiO2、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含釩催化活性金屬官能團的化學(xué)組合物，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體具有參照國際衍射數(shù)據(jù)中心(I⑶D)粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，具有參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.05重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體不具有或基本上不具有參照國際衍射數(shù)據(jù)中心(I⑶D)粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的結(jié)晶五氧化二釩含量。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述無機擠出助劑包括粘土。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述內(nèi)隔壁具有小于約0.3mm的平均厚度。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述內(nèi)隔壁具有小于約0.25mm的平均厚度。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少1%的含釩催化活性金屬官能團。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少1.5%的含釩催化活性金屬官能團。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物不包含或基本上不包含無機擠出助劑。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含約0.01重量百分數(shù)至約2.7重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量的無機擠出助劑。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體具有至少約IOOmm的水力直徑。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體具有至少約1.5kg/cm2的橫向抗壓強度。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體具有至少約3.5kg/cm2的橫向抗壓強度。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少1%的含釩催化活性金屬官能團。
33.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物不包含或基本上不包含無機擠出助劑。
34.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述催化活性金屬官能團還包含鎢、鑰、釕、鉬、鈀、錸、銥、鈰、金或其它貴金屬或它們的混合物。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少3%的鑰的氧化物。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的結(jié)構(gòu)催化劑本體，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少5%的鎢的氧化物。
37.一種抑制在結(jié)構(gòu)催化劑本體中形成結(jié)晶五氧化二釩的方法，包括減少形成所述結(jié)構(gòu)催化劑本體的外周壁和/或內(nèi)隔壁的化學(xué)組合物中無機擠出助劑的量，所述結(jié)晶五氧化二釩含量參照I⑶D粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射來測定。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，減少所述無機擠出助劑的量包括提供包含按重量計小于3%的量的所述無機擠出助劑的化學(xué)組合物。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，減少所述無機擠出助劑的量包括提供不包含或基本上不包含無機擠出助劑的化學(xué)組合物。
40.一種制備結(jié)構(gòu)催化劑本體的方法，包括: 提供包含按重量計50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含釩催化活性金屬官能團的化學(xué)組合物； 將所述化學(xué)組合物形成為包括外周壁和具有小于約0.5mm的平均厚度的多個內(nèi)隔壁的整體結(jié)構(gòu)；以及 加熱所述整體結(jié)構(gòu)以提供具有參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量的所述結(jié)構(gòu)催化劑本體。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述無機氧化物組分為Ti02。
42.根據(jù)權(quán)利要求4 1所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體具有參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.05重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述化學(xué)組合物不包含或基本上不包含無機擠出助劑。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述無機擠出助劑包括粘土。
45.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述無機擠出助劑以0.01重量百分數(shù)至2.7重量百分數(shù)范圍內(nèi)的量存在于所述化學(xué)組合物中。
46.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少1%的含釩催化活性金屬官能團。
47.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述催化活性金屬官能團還包含鎢、鑰、釕、鉬、鈀、錸、銥、鈰、金或其它貴金屬或它們的混合物。
48.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述內(nèi)隔壁具有小于0.3mm的平均厚度。
49.一種制備結(jié)構(gòu)催化劑本體的方法，包括: 提供包含按重量計上達至100%的無機氧化物組分和按重量計小于3%的無機擠出助劑的化學(xué)組合物； 將所述化學(xué)組合物形成為包括外周壁和具有小于約0.5mm的平均厚度的多個內(nèi)隔壁的整體結(jié)構(gòu)； 用至少0.1重量百分數(shù)的含釩催化活性金屬官能團浸潰所述整體結(jié)構(gòu)；以及 加熱所述整體結(jié)構(gòu)以提供具有參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量的所述結(jié)構(gòu)催化劑本體。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中，所述無機氧化物組分為Ti02。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中，在用所述催化活性金屬官能團浸潰之前進一步加熱所述整體結(jié)構(gòu)。
52.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體具有參照ICDD粉末衍射文件00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.05重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量。
53.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中，所述化學(xué)組合物包含按重量計至少1%的含釩催化活性金屬官能團。
54.一種降低流體的氮氧化物含量的方法，包括: 使所述流體流過包括外周壁和具有小于約0.5mm的平均厚度的多個內(nèi)隔壁的結(jié)構(gòu)催化劑本體，所述外周壁和所述內(nèi)隔壁具有完全分散的包含按重量計50-99.9%的無機氧化物組分、按重量計小于3%的無機擠出助劑和按重量計至少0.1%的含釩催化活性金屬官能團，所述結(jié)構(gòu)催化劑本體具有參照ICDD粉末衍射文件編號00-041-1426利用X-射線衍射所測定的小于0.1重量百分數(shù)的結(jié)晶五氧化二釩含量；以及選擇性地催化還原所述流體中的至少一些所述氮氧化物。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述化學(xué)組合物不包含或基本上不包含無機擠出助劑。
【文檔編號】B01J37/00GK103561864SQ201280026003
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月28日
【發(fā)明者】克里斯·E·迪弗蘭策斯克 申請人:康明公司