BR112017026611B1

BR112017026611B1 - EXHAUST GAS TREATMENT SYSTEM AND METHOD FOR TREATING AN EXHAUST GAS STREAM FROM A GASOLINE ENGINE

Info

Publication number: BR112017026611B1
Application number: BR112017026611-3A
Authority: BR
Inventors: Wei-Mei Xue; John K. Hochmuth
Original assignee: Basf Mobile Emissions Catalysts Llc
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2025-06-17

Abstract

SISTEMA PARA TRATAMENTO DE GÁS DE ESCAPE, E, MÉTODO PARA TRATAR UMA CORRENTE DE GÁS DE EXAUSTÃO DE UM MOTOR A GASOLINA. São descritos sistemas de tratamento de gás de escape para tratamento de uma corrente de gás de escapa de um motor a gasolina. Os sistemas de tratamento de gás de escape compreendem um catalisador gerador de amônia e um catalisador de redução catalítica seletiva de amônia (SCR) a jusante do catalisador gerador de amônia. O catalisador gerador de amônia compreende um componente de armazenamento de NOx, um suporte de óxido de metal refratário, um componente de platina e um componente de paládio. O catalisador gerador de amônia é substancialmente isento de céria. Os componentes de platina e paládio estão presentes em uma razão de platina para paládio maior que cerca de 1 para 1.EXHAUST GAS TREATMENT SYSTEM AND METHOD FOR TREATING AN EXHAUST GAS STREAM FROM A GASOLINE ENGINE. Exhaust gas treatment systems for treating an exhaust gas stream from a gasoline engine are described. The exhaust gas treatment systems comprise an ammonia-generating catalyst and a selective catalytic ammonia reduction (SCR) catalyst downstream of the ammonia-generating catalyst. The ammonia-generating catalyst comprises a NOx storage component, a refractory metal oxide support, a platinum component, and a palladium component. The ammonia-generating catalyst is substantially ceria-free. The platinum and palladium components are present in a platinum-to-palladium ratio greater than approximately 1 to 1.

Description

TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

[001] A presente invenção refere-se, em geral, ao campo dossistemas de pós-tratamento de escape de motor a gasolina.[001] The present invention relates generally to the field of gasoline engine exhaust aftertreatment systems.

BACKGROUND OF THE INVENTION

[002] O gás de escape de veículos movidos por motores a gasolina étipicamente tratado com um ou mais catalisadores automotivos de conversão de três vias (TWC), que são eficazes para diminuir os óxidos de nitrogênio (NOx), monóxido de carbono (CO) e os poluentes de hidrocarbonetos (HC) no gás de escape de motores operados em condições de ar/combustível estequiométricas ou próximas a elas. A proporção precisa de ar para combustível que resulta em condições estequiométricas varia com as proporções relativas de carbono e hidrogênio no combustível. Uma razão ar/combustível (A/F) é estequiométrica quando ocorre a combustão completa de um combustível de hidrocarboneto, tal como gasolina, dióxido de carbono (CO2) e água. O símbolo λ é usado para representar o resultado de dividir uma razão A/F particular pela razão A/F estequiométrica para um determinado combustível, de modo que: λ = 1 é uma mistura estequiométrica, λ> 1 é uma mistura pobre em combustível, e λ <1 é uma mistura rica em combustível.[002] Exhaust gas from vehicles powered by gasoline engines is typically treated with one or more automotive three-way conversion (TWC) catalysts, which are effective in reducing oxides of nitrogen (NOx), carbon monoxide (CO), and hydrocarbon (HC) pollutants in the exhaust gas from engines operated at or near stoichiometric air/fuel conditions. The precise air-to-fuel ratio that results in stoichiometric conditions varies with the relative proportions of carbon and hydrogen in the fuel. An air/fuel (A/F) ratio is stoichiometric when complete combustion of a hydrocarbon fuel, such as gasoline, carbon dioxide (CO2), and water occurs. The symbol λ is used to represent the result of dividing a particular A/F ratio by the stoichiometric A/F ratio for a given fuel, such that: λ = 1 is a stoichiometric mixture, λ > 1 is a fuel-lean mixture, and λ < 1 is a fuel-rich mixture.

[003] Os motores a gasolina tendo sistemas de injeção decombustível eletrônicos fornecem uma mistura de ar e combustível que varia constantemente e que circula rápida e continuamente entre escape pobres e ricos. Recentemente, para melhorar a economia de combustível, o motor a gasolina está sendo projetado para operar em condições pobres. Condições pobres refere-se a manter a razão de ar para combustível nas misturas de combustão fornecidas a tais motores acima da razão estequiométrica de modo que os gás de escape resultantes sejam “pobres”, isto é, os gases de escape possuem teor relativamente alto de oxigênio. Os motores de injeção direta de gasolina de queima pobre (GDI) oferecem benefícios de eficiência de combustível que podem contribuir para uma redução nas emissões de gás de efeito estufa, realizando a combustão de combustível em excesso de ar. Um dos principais cobprodutos da combustão pobre é o NOx, cujo pós-tratamento continua a ser um grande desafio.[003] Gasoline engines with electronic fuel injection systems deliver a constantly varying air-fuel mixture that cycles rapidly and continuously between lean and rich exhaust. Recently, to improve fuel economy, gasoline engines have been designed to operate in lean conditions. Lean conditions refer to maintaining the air-to-fuel ratio in the combustion mixtures supplied to such engines above the stoichiometric ratio so that the resulting exhaust gases are "lean," that is, the exhaust gases have a relatively high oxygen content. Lean-burn gasoline direct injection (GDI) engines offer fuel efficiency benefits that can contribute to a reduction in greenhouse gas emissions by combusting fuel in excess air. One of the main co-products of lean combustion is NOx, the aftertreatment of which remains a major challenge.

[004] A emissão de óxidos de nitrogênio (NOx) deve ser reduzida para atender às normas de regulação de emissões. Os catalisadores de TWC tipicamente compreendem um metal do grupo da platina suportado em um componente de armazenamento de oxigênio e/ou um suporte de óxido de metal refratário e, opcionalmente, um componente de metal do grupo da platina adicional suportado em um segundo suporte de óxido de metal refratário ou um segundo componente de armazenamento de oxigênio. Os catalisadores de TWC, no entanto, não são eficazes para reduzir as emissões de NOx quando o motor a gasolina oppera com mistura pobre devido ao excesso de oxigênio no gás de escape. Duas das tecnologias mais promissoras para reduzir NOx sob um ambiente rico em oxigênio são a redução catalítica seletiva de ureia (SCR) e o capturador de NOx pobre (LNT). Os sistemas SCR de ureia requerem um tanque de fluido secundário com um sistema de injeção, resultando em complexidade do sistema adicional. Outras preocupações para o SCR de ureia incluem infra-estrutura de ureia, a solução de potencial congelamento de ureia e a necessidade de acionadores para preencher periodicamente o reservatório de solução de ureia.[004] Nitrogen oxide (NOx) emissions must be reduced to meet emissions regulations. TWC catalysts typically comprise a platinum group metal supported on an oxygen storage component and/or a refractory metal oxide support and, optionally, an additional platinum group metal component supported on a second refractory metal oxide support or a second oxygen storage component. TWC catalysts, however, are not effective in reducing NOx emissions when the gasoline engine operates lean due to excess oxygen in the exhaust gas. Two of the most promising technologies for reducing NOx under an oxygen-rich environment are urea selective catalytic reduction (SCR) and lean NOx capture (LNT). Urea SCR systems require a secondary fluid tank with an injection system, resulting in additional system complexity. Other concerns for urea SCR include urea infrastructure, the potential freezing of urea solution, and the need for actuators to periodically fill the urea solution reservoir.

[005] Os motores a gasolina, em particular os motores a gasolina de queima pobre, oferecem um potencial significativo para melhorar a eficiência do combustível e reduzir as emissões de CO2. A redução de NOx em motores a gasolina de queima pobre, entretanto, apresenta desafios significativos. Uma das arquiteturas de escape para aplicações de gasolina pobre é o sistema NH3- SCR passivo, que envolve o uso de um catalisador a montante para gerar amônia (NH3) (durante condições ricas em combustível) para uso por um NH3-SCR a jusante para redução de NOx. A geração de NH3 sobre o catalisador a montante é o aspecto mais importante da abordagem do NH3 passivo, e o aumento da eficiência de conversão do NOx do motor para NH3 é o fator chave para melhorar a eficiência de redução de NOx. A maximização da conversão de NOx do motor para NH3 também é crítica para melhorar a eficiência do combustível porque a geração de NH3 consome combustível.[005] Gasoline engines, particularly lean-burn gasoline engines, offer significant potential for improving fuel efficiency and reducing CO2 emissions. However, reducing NOx in lean-burn gasoline engines presents significant challenges. One exhaust architecture for lean-burn gasoline applications is the passive NH3-SCR system, which involves using an upstream catalyst to generate ammonia (NH3) (during fuel-rich conditions) for use by a downstream NH3-SCR for NOx reduction. NH3 generation over the upstream catalyst is the most important aspect of the passive NH3 approach, and increasing the engine's NOx to NH3 conversion efficiency is the key factor in improving NOx reduction efficiency. Maximizing engine NOx to NH3 conversion is also critical to improving fuel efficiency because NH3 generation consumes fuel.

[006] Os catalisadores de conversão de três vias (TWC), que estão livres de um componente de armazenamento de oxigênio, foram reportados como catalisadores de formação de NH3 eficientes para aplicações de NH3- SCR. Tais catalisadores de TWC, no entanto, não armazenam NOx em operação pobre, e, assim, o NOx pobre não pode ser utilizado para a formação de NH3. As tecnologias de captura de NOx pobre (LNT) armazenam o NOx em períodos pobres, mas o componente de armazenamento de oxigênio (OSC) que está presente nos LNTs consome combustível durante transições de pobre para ricas, o que reduz a eficiência de formação de NH3.[006] Three-way conversion (TWC) catalysts, which are free of an oxygen storage component, have been reported as efficient NH3 formation catalysts for NH3-SCR applications. Such TWC catalysts, however, do not store NOx in lean operation, and thus the lean NOx cannot be utilized for NH3 formation. Lean NOx capture (LNT) technologies store NOx in lean periods, but the oxygen storage component (OSC) that is present in LNTs consumes fuel during lean-to-rich transitions, which reduces NH3 formation efficiency.

[007] Para cumprir os atuais regulamentos governamentais de emissões, são necessárias novas tecnologias que atendam as emissões de NOx e que não afetem negativamente a formação de NH3 em aplicações de motores a gasolina.[007] To comply with current government emissions regulations, new technologies are needed that meet NOx emissions and do not negatively affect NH3 formation in gasoline engine applications.

SUMMARY OF THE INVENTION

[008] Um primeiro aspecto da presente invenção refere-se a um sistema de tratamento de gás de escape. Em uma primeira forma de realização, um sistema de tratamento de gás de escape compreende: um catalisador de geração de amônia que compreende um componente de armazenamento de NOx um suporte de óxido de metal refratário, um componente de platina e um componente de paládio, em que os componentes de platina e paládio estão presentes em uma razão de platina para paládio maior do que 1 a 1, e em que o catalisador de geração de amônia é substancialmente isento de céria; e um catalisador de redução catalítica seletiva de amônia (SCR) a jusante do catalisador de geração de amônia.[008] A first aspect of the present invention relates to an exhaust gas treatment system. In a first embodiment, an exhaust gas treatment system comprises: an ammonia generation catalyst comprising a NOx storage component, a refractory metal oxide support, a platinum component, and a palladium component, wherein the platinum and palladium components are present in a platinum to palladium ratio greater than 1 to 1, and wherein the ammonia generation catalyst is substantially free of ceria; and a selective catalytic ammonia reduction (SCR) catalyst downstream of the ammonia generation catalyst.

[009] Em uma segunda forma de realização, o sistema da primeira forma de realização é modificado, em que o componente de armazenamento de NOx é selecionado do grupo que consiste de um óxido ou carbonato de um metal alcalino ou alcalino terroso.[009] In a second embodiment, the system of the first embodiment is modified, in which the NOx storage component is selected from the group consisting of an oxide or carbonate of an alkali or alkaline earth metal.

[0010] Em uma terceira forma de realização, o sistema da primeira e segunda formas de realização é modificado, em que o componente de armazenamento de NOx é selecionado a partir de um óxido ou carbonato de um ou mais de césio, bário, magnésio, cálcio e estrôncio.[0010] In a third embodiment, the system of the first and second embodiments is modified, wherein the NOx storage component is selected from an oxide or carbonate of one or more of cesium, barium, magnesium, calcium, and strontium.

[0011] Em uma quarta forma de realização, o sistema da primeira a terceira formas de realização é modificado, em que o componente de armazenamento de NOx selecionado a partir de um óxido ou carbonato de bário presente em uma quantidade em uma faixa de 5% a 30% em peso de uma base de óxido, com base no peso total do catalisador de geração de amônia.[0011] In a fourth embodiment, the system of the first to third embodiments is modified, wherein the NOx storage component is selected from a barium oxide or carbonate present in an amount in a range of 5% to 30% by weight of an oxide base, based on the total weight of the ammonia generation catalyst.

[0012] Em uma quinta forma de realização, o sistema da primeira a quarta formas de realização é modificado, em que o suporte de óxido de metal refratário é selecionado a partir de alumina, sílica, titânio, zircônia e suas combinações.[0012] In a fifth embodiment, the system of the first to fourth embodiments is modified, in which the refractory metal oxide support is selected from alumina, silica, titanium, zirconia, and combinations thereof.

[0013] Em uma sexta forma de realização, o sistema da primeira a quinta formas de realização é modificado, em que a razão Pt/Pd está na faixa de cerca de 2/1 a cerca de 100/1.[0013] In a sixth embodiment, the system of the first to fifth embodiments is modified, wherein the Pt/Pd ratio is in the range of about 2/1 to about 100/1.

[0014] Em uma sétima forma de realização, o sistema da primeira a sexta formas de realização é modificado, em que a razão Pt/Pd está na faixa de cerca de 4/1 até cerca de 20/1.[0014] In a seventh embodiment, the system of the first to sixth embodiments is modified, wherein the Pt/Pd ratio is in the range of about 4/1 to about 20/1.

[0015] Em uma oitava forma de realização, o sistema da primeira a sétima formas de realização é modificado, em que o catalisador de geração de amônia e o catalisador de SCR estão em substratos separados.[0015] In an eighth embodiment, the system of the first to seventh embodiments is modified, in which the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst are on separate substrates.

[0016] Em uma nona forma de realização, o sistema da primeira a oitava forma de realização é modificado, em que o catalisador de geração de amônia e o catalisador de SCR estão em um único substrato.[0016] In a ninth embodiment, the system of the first to eighth embodiments is modified, in which the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst are on a single substrate.

[0017] Em uma décima forma de realização, o sistema da primeira a nona formas de realização é modificado, em que o catalisador de geração de amônia compreende bário, alumina, platina, e paládio.[0017] In a tenth embodiment, the system of the first to ninth embodiments is modified, wherein the ammonia generation catalyst comprises barium, alumina, platinum, and palladium.

[0018] Em uma décima primeira forma de realização, o sistema da primeira a décima formas de realização é modificado, em que o catalisador de SCR compreende um ou mais de um material de peneira molecular e um óxido misto.[0018] In an eleventh embodiment, the system of the first to tenth embodiments is modified, wherein the SCR catalyst comprises one or more of a molecular sieve material and a mixed oxide.

[0019] Na décima segunda forma de realização, o sistema da décima primeira forma de realização é modificado, em que o material de peneira molecular tem uma unidade dupla de seis anéis (d6r).[0019] In the twelfth embodiment, the system of the eleventh embodiment is modified, in which the molecular sieve material has a double six-ring (d6r) unit.

[0020] Em uma décima terceira forma de realização, o sistema da décima primeira e décima segunda formas de realização é modificado, em que o material de peneira molecular é selecionado dos tipos de estrutura AEI, CHA e AFX.[0020] In a thirteenth embodiment, the system of the eleventh and twelfth embodiments is modified, wherein the molecular sieve material is selected from the structure types AEI, CHA, and AFX.

[0021] Em uma décima quarta forma de realização, o sistema da décima primeira a décima terceira formas de realização é modificado, em que o material de peneira molecular tem o tipo de estrutura CHA.[0021] In a fourteenth embodiment, the system of the eleventh to thirteenth embodiments is modified, wherein the molecular sieve material has the CHA structure type.

[0022] Em uma décima quinta forma de realização, o sistema da décima primeira a décima quarta formas de realização é modificado, em que o material de peneira molecular tem uma razão de sílica para alumina na faixa de cerca de 2 a cerca de 100.[0022] In a fifteenth embodiment, the system of the eleventh through fourteenth embodiments is modified, wherein the molecular sieve material has a silica to alumina ratio in the range of about 2 to about 100.

[0023] Em uma décima sexta forma de realização, o sistema da décima primeira a décima quinta formas de realização é modificado, em que o material de peneira molecular é promovido com um metal selecionado de Cu, Fe, Co, Ni, La, Ce, Mn, V, Ag, e suas combinações.[0023] In a sixteenth embodiment, the system of the eleventh to fifteenth embodiments is modified, wherein the molecular sieve material is promoted with a metal selected from Cu, Fe, Co, Ni, La, Ce, Mn, V, Ag, and combinations thereof.

[0024] Em uma décima sétima forma de realização, o sistema da primeira a décima sexta formas de realização é modificado, em que o catalisador de SCR está disposto em um filtro de fluxo de parede.[0024] In a seventeenth embodiment, the system of the first to sixteenth embodiments is modified, wherein the SCR catalyst is disposed in a wall flow filter.

[0025] Em uma décima oitava forma de realização, o sistema da primeira a décima sexta formas de realização é modificado, em que o catalisador de SCR está disposto em um substrato de fluxo transpassante. [026] Em uma décima nona forma de realização, o sistema da primeira a décima oitava formas de realização é modificado, em que um filtro de fluxo de parede está disposto a montante do catalisador de SCR, o filtro tendo um catalisador de conversão de três vias e o catalisador de geração de amônia no mesmo.[0025] In an eighteenth embodiment, the system of the first to sixteenth embodiments is modified, wherein the SCR catalyst is disposed on a through-flow substrate. [0026] In a nineteenth embodiment, the system of the first to eighteenth embodiments is modified, wherein a wall-flow filter is disposed upstream of the SCR catalyst, the filter having a three-way conversion catalyst and the ammonia generation catalyst thereon.

[0026] Em uma vigésima forma de realização, o sistema da nona forma de realização é modificado, em que o substrato compreende um filtro de fluxo de parede tendo passagens de entrada e passagens de saída, e em que o catalisador de geração de amônia está nas passagens de entrada e o catalisador de SCR está nas passagens de saída.[0026] In a twentieth embodiment, the system of the ninth embodiment is modified, wherein the substrate comprises a wall flow filter having inlet passages and outlet passages, and wherein the ammonia generation catalyst is in the inlet passages and the SCR catalyst is in the outlet passages.

[0027] Em uma vigésima primeira forma de realização, o sistema da primeira até a vigésima forma de realização é modificado, compreendendo ainda um catalisador de conversão de três vias (TWC).[0027] In a twenty-first embodiment, the system of the first through twentieth embodiments is modified, further comprising a three-way conversion (TWC) catalyst.

[0028] Em uma vigésima segunda forma de realização, o sistema da vigésima primeira forma de realização é modificado, em que o catalisador de TWC está a montante do catalisador de geração de amônia.[0028] In a twenty-second embodiment, the system of the twenty-first embodiment is modified, wherein the TWC catalyst is upstream of the ammonia generation catalyst.

[0029] Em uma vigésima terceira forma de realização, o sistema da vigésima primeira forma de realização é modificado, em que o catalisador de TWC está a jusante do catalisador de geração de amônia.[0029] In a twenty-third embodiment, the system of the twenty-first embodiment is modified, wherein the TWC catalyst is downstream of the ammonia generation catalyst.

[0030] Em uma vigésima quarta forma de realização, o sistema da primeira a vigésima terceira formas de realização é modificado, compreendendo ainda um catalisador de oxidação de amônia a jusante do catalisador de SCR.[0030] In a twenty-fourth embodiment, the system of the first to twenty-third embodiments is modified, further comprising an ammonia oxidation catalyst downstream of the SCR catalyst.

[0031] Em uma vigésima quinta forma de realização, o sistema da vigésima primeira a vigésima quarta formas de realização é modificado, em que o catalisador de TWC compreende um catalisador de TWC em um filtro.[0031] In a twenty-fifth embodiment, the system of the twenty-first to twenty-fourth embodiments is modified, wherein the TWC catalyst comprises a TWC catalyst in a filter.

[0032] Um segundo aspecto da invenção é direcionado a um sistema de tratamento de gás de escape. Em uma vigésima sexta forma de realização, um sistema de tratamento de gás de escape compreende: um catalisador de geração de amônia que é substancialmente isento de céria e que compreende um componente de armazenamento de NOx, um suporte de óxido de metal refratário, um componente de platina e um componente de paládio, em que o componente de platina e os componentes de paládio estão presentes em uma razão de platina para paládio superior a 2 para 1; e um catalisador de redução catalítica seletiva de amônia (SCR) que compreende um material de peneira molecular tendo uma unidade dupla de seis anéis (d6r) a jusante do catalisador de geração de amônia.[0032] A second aspect of the invention is directed to an exhaust gas treatment system. In a twenty-sixth embodiment, an exhaust gas treatment system comprises: an ammonia generation catalyst that is substantially ceria-free and that comprises a NOx storage component, a refractory metal oxide support, a platinum component, and a palladium component, wherein the platinum component and the palladium components are present in a platinum-to-palladium ratio of greater than 2 to 1; and a selective catalytic ammonia reduction (SCR) catalyst that comprises a molecular sieve material having a double six-ring (d6r) unit downstream of the ammonia generation catalyst.

[0033] Um terceiro aspecto da invenção é direcionado a um método de tratamento de uma corrente de gás de escape de motor de um motor a gasolina. Em uma vigésima sétima forma de realização, um método de tratamento de uma corrente de gás de escape de motor de um motor a gasolina compreende: escoar o fluxo da corrente de gás de escape de motor sobre um catalisador de geração de amônia; e direcionar a corrente de gás de escape através de um catalisador (jusante SCR), em que o catalisador de geração de amônia é substancialmente isento de céria e compreende um componente de armazenamento de NOx, um suporte de óxido de metal refratário, um componente de platina e um componente de paládio, em que o componente de platina e os componentes de paládio estão presentes em uma razão de platina para paládio de mais de 1 para 1.[0033] A third aspect of the invention is directed to a method of treating an engine exhaust gas stream of a gasoline engine. In a twenty-seventh embodiment, a method of treating an engine exhaust gas stream of a gasoline engine comprises: flowing the engine exhaust gas stream over an ammonia generation catalyst; and directing the exhaust gas stream through a catalyst (downstream SCR), wherein the ammonia generation catalyst is substantially ceria-free and comprises a NOx storage component, a refractory metal oxide support, a platinum component, and a palladium component, wherein the platinum component and the palladium components are present in a platinum to palladium ratio of greater than 1 to 1.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0034] FIG. 1 é um diagrama de uma configuração de sistema de gás de escape usada em motores a gasolina de acordo com uma ou mais formas de realização; a FIG. 2 mostra uma vista transversal de uma seção de um substrato de filtro de fluxo de parede;a FIG. 3 mostra uma vista transversal parcial do sistema de artigo catalítico de acordo com uma ou mais formas de realização;as FIGS. 4 mostra uma vista transversal parcial de sistema de artigos catalíticos de acordo com uma ou mais formas de realização;a FIG. 5 é um diagrama de uma configuração de sistema de gás de escape exemplificativa usada em motores a gasolina de acordo com uma ou mais formas de realização da invenção;a FIG. 6 é um diagrama de uma configuração de sistema de gás de escape exemplificativa usada em motores a gasolina de acordo com uma ou mais formas de realização da invenção;as FIGS. 7A e 7B são gráficos em barra que mostram os volumes de H2 consumidos por grama para amostras preparadas de acordo com os Exemplos;as FIGS. 8A e 8B são gráficos que mostram as concentrações de NOx e NH3 para amostras preparadas de acordo com os Exemplos;as FIGS. 9A e 9B são gráficos que mostram as concentraçõesde NOx e NH3 para amostras preparadas de acordo com os Exemplos;as FIGS. 10A e 10B são gráficos que mostram as concentrações de NOx para amostras preparadas de acordo com os Exemplos; ea FIG. 11 é um gráfico que mostra as concentrações de NH3 para amostras preparadas de acordo com os Exemplos.[0034] FIG. 1 is a diagram of an exhaust gas system configuration used in gasoline engines according to one or more embodiments; FIG. 2 shows a cross-sectional view of a section of a wall-flow filter substrate; FIG. 3 shows a partial cross-sectional view of the catalytic article system according to one or more embodiments; FIGS. 4 shows a partial cross-sectional view of the catalytic article system according to one or more embodiments; FIG. 5 is a diagram of an exemplary exhaust gas system configuration used in gasoline engines according to one or more embodiments of the invention; FIG. 6 is a diagram of an exemplary exhaust gas system configuration used in gasoline engines according to one or more embodiments of the invention; FIGS. 7A and 7B are bar graphs showing the volumes of H2 consumed per gram for samples prepared according to the Examples; FIGS. 8A and 8B are graphs showing the concentrations of NOx and NH3 for samples prepared according to the Examples; FIGS. 9A and 9B are graphs showing the concentrations of NOx and NH3 for samples prepared according to the Examples; FIGS. 10A and 10B are graphs showing the concentrations of NOx for samples prepared according to the Examples; and FIG. 11 is a graph showing the concentrations of NH3 for samples prepared according to the Examples.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0035] Antes de descrever várias formas de realização exemplificativas da invenção, deve ser entendido que a invenção não se limita aos detalhes das etapas de construção ou processo estabelecidas na descrição a seguir. A invenção é capaz de outras formas de realização e de ser praticada ou ser realizada de várias maneiras.[0035] Before describing various exemplary embodiments of the invention, it should be understood that the invention is not limited to the details of the construction or process steps set forth in the following description. The invention is capable of other embodiments and of being practiced or carried out in various ways.

[0036] A FIG. 1 mostra uma configuração do sistema de escape de motor usada em motores a gasolina de acordo com uma ou mais formas de realização. Especificamente, a FIG. 1 mostra um sistema de escape de motor 100 que compreende um catalisador de geração de amônia 120 a jusante de um motor a gasolina 110 através de um conduto de escape 115, e um artigo catalítico de SCR 130 a jusante do catalisador de geração de amônia 120 através de um conduto de escape 125. Nos sistemas de tratamento de escape de gasolina, como os ilustrados na FIG. 1, o desempenho à jusante do artigo catalítico SCR 130 depende da eficiência de formação de amônia do catalisador de geração de amônia a montante 120. Verificou-se surpreendentemente, como será aqui descrito, que o uso de um catalisador de geração de amônia que é substancialmente livre de céria mostra alta eficiência de conversão de NOx para NH3 em operação rica, armazena NOx em operação pobre e converte os NOx armazenados em NH3.[0036] FIG. 1 shows an engine exhaust system configuration used in gasoline engines according to one or more embodiments. Specifically, FIG. 1 shows an engine exhaust system 100 comprising an ammonia generation catalyst 120 downstream of a gasoline engine 110 via an exhaust duct 115, and an SCR catalytic article 130 downstream of the ammonia generation catalyst 120 via an exhaust duct 125. In gasoline exhaust treatment systems such as those illustrated in FIG. 1, the downstream performance of the SCR catalytic article 130 depends on the ammonia formation efficiency of the upstream ammonia generation catalyst 120. It has surprisingly been found, as will be described herein, that the use of an ammonia generation catalyst that is substantially ceria-free shows high conversion efficiency of NOx to NH3 in rich operation, stores NOx in lean operation, and converts the stored NOx to NH3.

[0037] Assim, de acordo com várias formas de realização da invenção, um sistema de gás de escape para o tratamento de uma corrente de gás de escape de motor a gasolina é fornecido, o sistema compreendendo: um catalisador de geração de amônia que compreende um componente de armazenamento de NOx, um suporte de óxido de metal refratário, um componente de platina e um componente de paládio, em que o componente de platina e o componente de paládio estão presentes em uma razão de platina para paládio superior a 1 para 1 e em que o catalisador de geração de amônia está substancialmente isento de céria; e um catalisador de redução catalítica seletiva de amônia (SCR) a jusante do catalisador de geração de amônia.[0037] Thus, in accordance with various embodiments of the invention, an exhaust gas system for treating a gasoline engine exhaust gas stream is provided, the system comprising: an ammonia generation catalyst comprising a NOx storage component, a refractory metal oxide support, a platinum component, and a palladium component, wherein the platinum component and the palladium component are present in a platinum to palladium ratio greater than 1 to 1, and wherein the ammonia generation catalyst is substantially free of ceria; and a selective catalytic ammonia reduction (SCR) catalyst downstream of the ammonia generation catalyst.

[0038] Com relação aos termos utilizados nesta descrição, são fornecidas as seguintes definições.[0038] With respect to the terms used in this description, the following definitions are provided.

[0039] Tal como aqui utilizado, os termos “catalisador” ou “material catalisador” ou “material catalítico” referem-se a um material que promove uma reação.[0039] As used herein, the terms “catalyst” or “catalyst material” or “catalytic material” refer to a material that promotes a reaction.

[0040] Tal como aqui utilizado, o termo “artigo catalítico” refere-se a um elemento que é utilizado para promover uma reação desejada. Por exemplo, um artigo catalítico pode compreender um revestimento reativo contendo uma espécie catalítica, por exemplo, uma composição de catalisador, em um substrato, por exemplo, um substrato alveolar.[0040] As used herein, the term “catalytic article” refers to an element that is used to promote a desired reaction. For example, a catalytic article may comprise a reactive coating containing a catalytic species, e.g., a catalyst composition, on a substrate, e.g., a honeycomb substrate.

[0041] Tal como aqui utilizado, os termos “camada” e “em camadas” referem-se a uma estrutura que é suportada em uma superfície, por exemplo um substrato.[0041] As used herein, the terms “layer” and “layered” refer to a structure that is supported on a surface, e.g., a substrate.

[0042] Conforme aqui utilizado, o termo “motor a gasolina” refere-se a qualquer motor de combustão interna com ignição projetada para correr com gasolina. Em uma ou mais formas de realização específicas, o motor é um motor de injeção direta de gasolina pobre. Os motores de injeção direta de gasolina (GDI) podem ter condições de queima pobre e combustão estratificada, resultando na geração de partículas. Em contraste com as partículas geradas pelos motores de queima pobre de diesel, as partículas geradas pelos motores GDI tendem a ser mais finas e em menores quantidades.[0042] As used herein, the term "gasoline engine" refers to any spark-ignited internal combustion engine designed to run on gasoline. In one or more specific embodiments, the engine is a lean-burn gasoline direct injection engine. Gasoline direct injection (GDI) engines can experience lean-burn and stratified combustion conditions, resulting in the generation of particulate matter. In contrast to the particulate matter generated by lean-burn diesel engines, the particulate matter generated by GDI engines tends to be finer and in smaller quantities.

[0043] Tal como aqui utilizado, o termo “revestimento reativo” tem o seu significado habitual na técnica de um revestimento fino, aderente de um material catalítico ou outro aplicado a um material de substrato de suporte, tal como um membro de suporte do tipo alveolar, que é suficientemente poroso para permitir a passagem da corrente de gás a ser tratada. Como é entendido na técnica, um revestimento reativo é obtido a partir de uma dispersão de partículas em suspensão, que é aplicada sobre um substrato, seca e calcinada para fornecer o revestimento reativo poroso.[0043] As used herein, the term "reactive coating" has its usual meaning in the art of a thin, adherent coating of a catalytic or other material applied to a supporting substrate material, such as a honeycomb support member, that is sufficiently porous to allow the passage of the gas stream to be treated. As is understood in the art, a reactive coating is obtained from a dispersion of suspended particles that is applied to a substrate, dried, and calcined to provide the porous reactive coating.

[0044] Tal como aqui utilizado, o termo “corrente” refere-se amplamente a qualquer combinação de gás que flui que pode conter matéria particulada sólida ou líquida. O termo “corrente gasosa” ou “corrente de gás de escape” significa uma corrente de constituintes gasosos, tais como o escape de um motor, que pode conter componentes não gasosos arrastados tais como gotas de líquido, partículas sólidas e semelhantes. A corrente de gás de escape de um motor tipicamente compreende ainda produtos de combustão, produtos de combustão incompleta, óxidos de nitrogênio, matéria particulada de combustíveis e/ou carbonáceas (fuligem) e oxigênio e nitrogênio não reagidos.[0044] As used herein, the term "stream" broadly refers to any combination of flowing gas that may contain solid or liquid particulate matter. The term "gaseous stream" or "exhaust gas stream" means a stream of gaseous constituents, such as engine exhaust, that may contain entrained non-gaseous components such as liquid droplets, solid particles, and the like. An engine exhaust stream typically further comprises combustion products, incomplete combustion products, nitrogen oxides, combustible and/or carbonaceous particulate matter (soot), and unreacted oxygen and nitrogen.

Ammonia Generation Catalyst:

[0045] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de geração de amônia compreende um componente de armazenamento de NOx, um suporte de óxido de metal refratário, um componente de platina e um componente de paládio, em que o componente de platina e os componentes de paládio estão presentes em uma razão de platina para paládio superior a 1 para 1, e em que o catalisador de geração de amônia é substancialmente isento de céria.[0045] In one or more embodiments, the ammonia generation catalyst comprises a NOx storage component, a refractory metal oxide support, a platinum component, and a palladium component, wherein the platinum component and the palladium components are present in a ratio of platinum to palladium greater than 1 to 1, and wherein the ammonia generation catalyst is substantially free of ceria.

[0046] Em uma ou mais formas de realização, o componente de armazenamento de NOx (sorvente) inclui um ou mais óxidos ou carbonatos de metais alcalino terrosos, tais como óxidos ou carbonatos de Mg, Ca, Sr e Ba e óxidos ou carbonatos de metais alcalinos tais como óxidos ou carbonatos de Li, Na, K, Rb e Cs. Em uma ou mais formas de realização específicas, o componente de armazenamento de NOx é selecionado a partir de um óxido ou carbonato de um ou mais de césio, bário, magnésio, cálcio e estrôncio. Para o armazenamento de NOx, o óxido de bário é geralmente preferido porque ele forma nitratos na operação do motor pobre e libera os nitratos com relativa facilidade em condições ricas. Em uma ou mais formas de realização, o componente de armazenamento de NOx é selecionado a partir de um óxido ou carbonato de bário. Em uma ou mais formas de realização, o componente de armazenamento de NOx está presente em uma quantidade na faixa de cerca de 5 a cerca de 30% em peso, incluindo cerca de 5 a cerca de 25 % em peso, cerca de 5 a cerca de 20% em peso, cerca de 10 a cerca de 25% em peso, cerca de 10 a cerca de 20% em peso, cerca de 15 a cerca de 25% em peso, cerca de 15 a cerca de 20% em peso, e cerca de 20 a cerca de 25% em peso, em uma base de óxido, com base no peso total do catalisador de geração de amônia.[0046] In one or more embodiments, the NOx storage component (sorbent) includes one or more alkaline earth metal oxides or carbonates, such as Mg, Ca, Sr, and Ba oxides or carbonates, and alkali metal oxides or carbonates, such as Li, Na, K, Rb, and Cs oxides or carbonates. In one or more specific embodiments, the NOx storage component is selected from an oxide or carbonate of one or more of cesium, barium, magnesium, calcium, and strontium. For NOx storage, barium oxide is generally preferred because it forms nitrates in lean engine operation and releases the nitrates relatively easily in rich conditions. In one or more embodiments, the NOx storage component is selected from a barium oxide or carbonate. In one or more embodiments, the NOx storage component is present in an amount in the range of about 5 to about 30 weight %, including about 5 to about 25 weight %, about 5 to about 20 weight %, about 10 to about 25 weight %, about 10 to about 20 weight %, about 15 to about 25 weight %, about 15 to about 20 weight %, and about 20 to about 25 weight %, on an oxide basis, based on the total weight of the ammonia generation catalyst.

[0047] Em uma ou mais formas de realização específicas, o componente de armazenamento de NOx compreende um óxido ou carbonato de bário, e o bário está presente em uma quantidade na faixa de cerca de 5 a cerca de 30% em peso, incluindo cerca de 5 a cerca de 25 % em peso, cerca de 5 a cerca de 20% em peso, cerca de 10 a cerca de 25% em peso, cerca de 10 a cerca de 20% em peso, cerca de 15 a cerca de 25% em peso, cerca de 15 a cerca de 20% em peso e cerca de 20 a cerca de 25% em peso, em uma base de óxido, com base no peso total do catalisador de geração de amônia.[0047] In one or more specific embodiments, the NOx storage component comprises a barium oxide or carbonate, and the barium is present in an amount in the range of about 5 to about 30 wt %, including about 5 to about 25 wt %, about 5 to about 20 wt %, about 10 to about 25 wt %, about 10 to about 20 wt %, about 15 to about 25 wt %, about 15 to about 20 wt %, and about 20 to about 25 wt %, on an oxide basis, based on the total weight of the ammonia generation catalyst.

[0048] Tal como aqui utilizado, os termos “suporte de óxido de metal refratário” e “suporte” referem-se ao material de área de alta superfície subjacente sobre o qual são transportados compostos ou elementos químicos adicionais. As partículas de suporte têm poros maiores que 20 Â e uma distribuição ampla de poros. Tal como aqui definido, tais suportes, por exemplo, suportes de óxido de metal, excluem peneiras moleculares, especificamente, zeólitos. Em formas de realização particulares, podem ser utilizados suportes de óxido de metal refratário de alta área de superfície, por exemplo, materiais de suporte de alumina, também referidos como “gama alumina” ou “alumina ativada”, que exibem tipicamente uma área de superfície BET em excesso de 60 metros quadrados por grama (“m2/g”), muitas vezes até cerca de 200 m2/g ou mais. Tal alumina ativada é geralmente uma mistura das fases gama e delta da alumina, mas também pode conter quantidades substanciais de fases eta, kappa e teta alumina. Os óxidos metálicos refratários que não a alumina ativada podem ser utilizados como suporte para pelo menos alguns dos componentes catalíticos em um determinado catalisador. Por exemplo, céria a granel, zircônia, alfa alumina, sílica, titânio e outros materiais são conhecidos por tal uso.[0048] As used herein, the terms “refractory metal oxide support” and “support” refer to the underlying high surface area material upon which additional chemical compounds or elements are carried. The support particles have pores greater than 20 Å and a broad pore distribution. As defined herein, such supports, e.g., metal oxide supports, exclude molecular sieves, specifically, zeolites. In particular embodiments, high surface area refractory metal oxide supports may be used, e.g., alumina support materials, also referred to as “gamma alumina” or “activated alumina,” which typically exhibit a BET surface area in excess of 60 square meters per gram (“m2/g”), often up to about 200 m2/g or more. Such activated alumina is generally a mixture of gamma and delta alumina phases, but may also contain substantial amounts of eta, kappa, and theta alumina phases. Refractory metal oxides other than activated alumina can be used as supports for at least some of the catalytic components in a given catalyst. For example, bulk ceria, zirconia, alpha alumina, silica, titanium, and other materials are known for such use.

[0049] Uma ou mais formas de realização da presente invenção incluem um suporte de óxido de metal refratário que compreende um composto ativado selecionado do grupo que consiste em alumina, zircônia, alumina-zircônia, lantana-alumina, lantana-zircônia-alumina, bária-alumina, bária-lantana-alumina, bária-lantana-neodimia-alumina, alumina-crômia e suas combinações. Embora muitos desses materiais sofram da desvantagem de ter uma área de superfície BET consideravelmente menor do que a alumina ativada, essa desvantagem tende a ser compensada por uma maior durabilidade ou melhoria do desempenho do catalisador resultante. Tal como aqui utilizado, o termo “área de superfície BET” tem o seu significado habitual de se referir ao método Brunauer, Emmett, Teller para determinar a área de superfície por adsorção de N2. O diâmetro do poro e o volume do poro também podem ser determinados usando experimentos de adsorção ou desorção de N2 de tipo BET.[0049] One or more embodiments of the present invention include a refractory metal oxide support comprising an activated compound selected from the group consisting of alumina, zirconia, alumina-zirconia, lantana-alumina, lantana-zirconia-alumina, baria-alumina, baria-lantana-alumina, baria-lantana-neodymium-alumina, alumina-chromia, and combinations thereof. Although many of these materials suffer from the disadvantage of having a considerably smaller BET surface area than activated alumina, this disadvantage tends to be offset by greater durability or improved performance of the resulting catalyst. As used herein, the term "BET surface area" has its usual meaning of referring to the Brunauer, Emmett, Teller method for determining surface area by N2 adsorption. Pore diameter and pore volume can also be determined using BET-type N2 adsorption or desorption experiments.

[0050] Em uma ou mais formas de realização, os suportes de óxido de metal refratário independentemente compreendem um composto que é ativado, estabilizado ou ambos, selecionado a partir do grupo que consiste em alumina, zircônia, alumina-zircônia, lantana-alumina, lantana-zircônia- alumina, bária-alumina, bária-lantana-alumina, bária-lantana-neodímia- alumina, alumina-crômia e suas combinações. Note-se que quando o suporte de óxido de metal refratário é estabilizado com céria, o estabilizador de céria está presente em uma quantidade inferior a 1 % em peso, com base no peso do catalisador de geração de amônia. Em uma ou mais formas de realização, o suporte de óxido de metal refratário compreende menos de 1% em peso de um estabilizador de céria, incluindo menos de 0,75% em peso, menos de 0,5% em peso, menos de 0,25% em peso. e menos de 0,1% em peso. Em uma ou mais formas de realização específicas, o suporte de óxido de metal refratário compreende alumina.[0050] In one or more embodiments, the refractory metal oxide supports independently comprise a compound that is activated, stabilized, or both, selected from the group consisting of alumina, zirconia, alumina-zirconia, lantana-alumina, lantana-zirconia-alumina, baria-alumina, baria-lantana-alumina, baria-lantana-neodymium-alumina, alumina-chromia, and combinations thereof. Note that when the refractory metal oxide support is stabilized with ceria, the ceria stabilizer is present in an amount of less than 1 wt %, based on the weight of the ammonia generation catalyst. In one or more embodiments, the refractory metal oxide support comprises less than 1 wt % of a ceria stabilizer, including less than 0.75 wt %, less than 0.5 wt %, less than 0.25 wt %. and less than 0.1% by weight. In one or more specific embodiments, the refractory metal oxide support comprises alumina.

[0051] Tal como aqui utilizado, o termo “componente de armazenamento de oxigênio” (OSC) refere-se a uma entidade que tem um estado de múltiplas valências e pode reagir ativamente com redutores tais como monóxido de carbono (CO) ou hidrogênio sob condições de redução e depois reagem com oxidantes como oxigênio ou óxidos nitrosos sob condições oxidativas. Exemplos de componentes de armazenamento de oxigênio incluem óxidos de terras raras, particularmente céria, lantana, praseodímia, neodímia, nióbio, európia, samária, itérbio, ítria, zircônia e suas misturas, além de céria.[0051] As used herein, the term “oxygen storage component” (OSC) refers to an entity that has a multi-valence state and can actively react with reductants such as carbon monoxide (CO) or hydrogen under reducing conditions and then react with oxidants such as oxygen or nitrous oxides under oxidative conditions. Examples of oxygen storage components include rare earth oxides, particularly ceria, lanthanum, praseodymia, neodymia, niobium, europia, samaria, ytterbium, yttria, zirconia, and mixtures thereof, in addition to ceria.

[0052] De acordo com uma ou mais formas de realização, o catalisador de geração de amônia é substancialmente isento de céria. Tal como aqui utilizado, o termo “substancialmente isento de céria” significa que geralmente existe menos de cerca de 1% em peso, incluindo menos de cerca de 0,75% em peso, menos de cerca de 0,5% em peso, menos de cerca de 0,25% em peso, ou menos de cerca de 0,1% em peso de céria no catalisador de geração de amônia. Em algumas formas de realização, nenhuma céria foi adicionada intencionalmente ao catalisador de geração de amônia. No entanto, será reconhecido por um versado na técnica, que durante o carregamento/revestimento, quantidades de traços de céria podem migrar de um componente de revestimento reativo para outro, de modo que as quantidades de traços de céria podem estar presentes no catalisador de geração de amônia. Em algumas formas de realização, “substancialmente isento de céria” inclui “isento de céria”.[0052] According to one or more embodiments, the ammonia generation catalyst is substantially free of ceria. As used herein, the term “substantially free of ceria” means that there is generally less than about 1 wt %, including less than about 0.75 wt %, less than about 0.5 wt %, less than about 0.25 wt %, or less than about 0.1 wt % of ceria in the ammonia generation catalyst. In some embodiments, no ceria has been intentionally added to the ammonia generation catalyst. However, it will be recognized by one of skill in the art that during charging/coating, trace amounts of ceria may migrate from one reactive coating component to another, such that trace amounts of ceria may be present in the ammonia generation catalyst. In some embodiments, “substantially free of ceria” includes “ceria-free.”

[0053] Tal como aqui utilizado, o termo “metal do grupo da platina” ou “PGM” refere-se a um ou mais elementos químicos definidos na Tabela Periódica de Elementos, incluindo platina (Pt), paládio, ródio, ósmio, irídio e rutênio e suas misturas.[0053] As used herein, the term “platinum group metal” or “PGM” refers to one or more chemical elements defined in the Periodic Table of Elements, including platinum (Pt), palladium, rhodium, osmium, iridium, and ruthenium, and mixtures thereof.

[0054] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de geração de amônia compreende um componente de platina e um componente de paládio suportado no suporte de óxido de metal refratário.[0054] In one or more embodiments, the ammonia generation catalyst comprises a platinum component and a palladium component supported on the refractory metal oxide support.

[0055] Geralmente, não existem restrições específicas no que se refere ao teor de paládio e platina do catalisador de geração de amônia. Em uma ou mais formas de realização, a carga de platina está na faixa de cerca de 35,314 g/m3 (1 g/ft3) a cerca de 10.594,2 g/m3 (300 g/ft3), incluindo cerca de 353,14 g/m3 (10 mg/ft3) a cerca de 10.594,2 g/m3 (300 g/ft3) e cerca de 353,14 g/m3 (10 mg/ft3) a cerca de 3.531,4 g/m3 (100 g/ft3), e o carregamento de paládio está na faixa de 0 g/m3 (0 g/ft3) a cerca de 5.297,1 g/m3 (150 g/ft3), incluindo cerca de 35,314 g/m3 (1 g/ft3) a cerca de 3.531,4 g/m3 (100 g/ft3) e 0 a cerca de 1.059,42 g/m3 (0 a 30 g/ft3).[0055] Generally, there are no specific restrictions regarding the palladium and platinum content of the ammonia generation catalyst. In one or more embodiments, the platinum loading is in the range of about 35.314 g/m3 (1 g/ft3) to about 10,594.2 g/m3 (300 g/ft3), including about 353.14 g/m3 (10 mg/ft3) to about 10,594.2 g/m3 (300 g/ft3) and about 353.14 g/m3 (10 mg/ft3) to about 3,531.4 g/m3 (100 g/ft3), and the palladium loading is in the range of 0 g/m3 (0 g/ft3) to about 5,297.1 g/m3 (150 g/ft3), including about 35.314 g/m3 (1 g/ft3) to about 3,531.4 g/m3 (100 g/ft3). g/ft3) and 0 to about 1,059.42 g/m3 (0 to 30 g/ft3).

[0056] Tal como aqui utilizado, “componente de metal do grupo da platina”, “componente de platina”, “componente de ródio”, “componente de paládio”, “componente de irídio” e similares, referem-se ao composto de metal do grupo da platina, complexo ou similar que, após a calcinação ou o uso do catalisador se decompõe ou converte-se de outro modo para uma forma cataliticamente ativa, usualmente, o metal ou o óxido de metal.[0056] As used herein, “platinum group metal component,” “platinum component,” “rhodium component,” “palladium component,” “iridium component,” and the like, refer to a platinum group metal compound, complex, or the like that, upon calcination or use of a catalyst, decomposes or otherwise converts to a catalytically active form, usually the metal or metal oxide.

[0057] De acordo com uma ou mais formas de realização, o componente de platina e o componente de paládio estão presentes em uma razão de platina para paládio superior a 1 para 1. Em algumas formas de realização, não existe paládio presente. Como será reconhecido por um versado na técnica, a platina e/ou o paládio podem estar na forma de uma liga. Em uma ou mais formas de realização, a razão Pt/Pd está na faixa de cerca de 2/1 a cerca de 100/1, incluindo os intervalos de cerca de 2/1 a cerca de 50/1, cerca de 2/1 a cerca de 25/1, cerca de 2/1 a cerca de 20/1, 3/1 a 100/1, 3/1 a 50/1, cerca de 3/1 a cerca de 25/1, cerca de 3/1 a 20/1, 4/1 a 100/1, 4/1 a 50/1, 4/1 a 25/1, cerca de 4/1 a cerca de 20/1, 5/1 a cerca de 100/1, cerca de 5/1 a cerca de 50/1, cerca de 5/1 a cerca de 25/1, cerca de 5/1 a 20/1, cerca de 6/1 a cerca de 100/1, cerca de 6/1 a cerca de 50/1, cerca de 6/1 a cerca de 25/1, cerca de 7/1 a cerca de 100/1, cerca de 7/1 a cerca de 50/1, cerca de 7/1 acerca de 25/1, cerca de 8/1 a cerca de 100/1, cerca de 8/1 a cerca de 50/1,cerca de 8/1 a cerca de 25/1, cerca de 9/1 a cerca de 100/1, cerca de 9/1 acerca de 50/1, cerca de 9/1 a cerca de 25/1, cerca de 10/1 a cerca de 100/1,cerca de 10/1 a cerca de 50/1, e cerca de 10/1 a cerca de 25/1.[0057] According to one or more embodiments, the platinum component and the palladium component are present in a ratio of platinum to palladium greater than 1 to 1. In some embodiments, there is no palladium present. As will be recognized by one of skill in the art, the platinum and/or palladium may be in the form of an alloy. In one or more embodiments, the Pt/Pd ratio is in the range of from about 2/1 to about 100/1, including the ranges of from about 2/1 to about 50/1, about 2/1 to about 25/1, about 2/1 to about 20/1, 3/1 to 100/1, 3/1 to 50/1, about 3/1 to about 25/1, about 3/1 to 20/1, 4/1 to 100/1, 4/1 to 50/1, 4/1 to 25/1, about 4/1 to about 20/1, 5/1 to about 100/1, about 5/1 to about 50/1, about 5/1 to about 25/1, about 5/1 to 20/1, about 6/1 to about 100/1, about 6/1 to about 50/1, about 6/1 to about 25/1, about 7/1 to about 100/1, about 7/1 to about 50/1, about 7/1 to about 25/1, about 8/1 to about 100/1, about 8/1 to about 50/1, about 8/1 to about 25/1, about 9/1 to about 100/1, about 9/1 to about 50/1, about 9/1 to about 25/1, about 10/1 to about 100/1, about 10/1 to about 50/1, and about 10/1 to about 25/1.

[0058] Catalisador de SCR:[0058] SCR Catalyst:

[0059] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de geração de amônia está a montante de um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR). Tal como aqui utilizado, os termos “a montante” e “a jusante” referem-se a direções relativas de acordo com o fluxo de uma corrente de gás de escape de motor de um motor em direção a um tubo de escape, com o motor em um local a montante e o tubo de escape e quaisquer artigos de redução de poluição tais como filtros e catalisadores a jusante do motor. Quando uma zona de catalisador ou catalisador é “a jusante” ou “a montante” de um outro catalisador ou zona, pode ser em um substrato diferente ou tijolo ou em uma região diferente do mesmo substrato ou tijolo.[0059] In one or more embodiments, the ammonia generation catalyst is upstream of a selective catalytic reduction (SCR) catalyst. As used herein, the terms “upstream” and “downstream” refer to relative directions according to the flow of an engine exhaust gas stream from an engine toward a tailpipe, with the engine at an upstream location and the tailpipe and any pollution abatement articles such as filters and catalysts downstream of the engine. When a catalyst or catalyst zone is “downstream” or “upstream” of another catalyst or zone, it may be on a different substrate or brick or in a different region of the same substrate or brick.

[0060] Em uma ou mais formas de realização, existe um ou mais materiais catalíticos adicionais localizados entre o catalisador de geração de amônia e o catalisador de SCR. Em outras formas de realização, o catalisador de geração de amônia é imediatamente a montante do catalisador de SCR. Tal como aqui utilizado, o termo “imediatamente a montante” refere-se à direção relativa de acordo com o fluxo de uma corrente de gás de escape de motor a partir de um motor em direção a um tubo de escape e significa que não existe outro material catalítico entre o catalisador de geração de amônia e o catalisador de SCR.[0060] In one or more embodiments, there are one or more additional catalytic materials located between the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst. In other embodiments, the ammonia generation catalyst is immediately upstream of the SCR catalyst. As used herein, the term “immediately upstream” refers to the relative direction according to the flow of an engine exhaust gas stream from an engine toward an exhaust pipe and means that there is no other catalytic material between the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst.

[0061] Tal como aqui utilizado, o termo “redução catalítica seletiva” (SCR) refere-se ao processo catalítico de redução de óxidos de nitrogênio para dinitrogênio (N2) utilizando um redutor nitrogenado. Tal como aqui utilizado, os termos “óxidos de nitrogênio” e “NOx” designam os óxidos de nitrogênio.[0061] As used herein, the term “selective catalytic reduction” (SCR) refers to the catalytic process of reducing nitrogen oxides to dinitrogen (N2) using a nitrogenous reductant. As used herein, the terms “oxides of nitrogen” and “NOx” refer to nitrogen oxides.

[0062] O catalisador de SCR pode ser um óxido misto, uma peneira molecular ou suas combinações. Tal como aqui utilizado, o termo “óxido misto” refere-se a um óxido que contém cátions de mais de um elemento químico ou cátions de um único elemento em vários estados de oxidação. Em uma ou mais formas de realização, o óxido misto é selecionado a partir de Fe/titânio (por exemplo FeTiO3), Fe/alumina (por exemplo FeAl2O3), Mg/titânio (por exemplo, MgTiO3), Mg/alumina (por exemplo, MgAl2O3), Mn/alumina, Mn/titânio (por exemplo, MnOx/TiO2) (por exemplo, MnOx/Al2O3), Cu/titânio (por exemplo, CuTiO3), Ce/Zr (por exemplo CeZrO2), Ti/Zr (por exemplo TiZrO2), vanádio/titânio (por exemplo, V2O5/TiO2) e misturas do mesmo. Em formas de realização específicas, o óxido misto compreende vanádio/titânio. O óxido de vanádio/titânio pode ser ativado ou estabilizado com tungstênio (por exemplo, WO3) para proporcionar V2O5/TiO2/WO3.[0062] The SCR catalyst may be a mixed oxide, a molecular sieve, or combinations thereof. As used herein, the term “mixed oxide” refers to an oxide that contains cations of more than one chemical element or cations of a single element in various oxidation states. In one or more embodiments, the mixed oxide is selected from Fe/titanium (e.g., FeTiO3), Fe/alumina (e.g., FeAl2O3), Mg/titanium (e.g., MgTiO3), Mg/alumina (e.g., MgAl2O3), Mn/alumina, Mn/titanium (e.g., MnOx/TiO2) (e.g., MnOx/Al2O3), Cu/titanium (e.g., CuTiO3), Ce/Zr (e.g., CeZrO2), Ti/Zr (e.g., TiZrO2), vanadium/titanium (e.g., V2O5/TiO2), and mixtures thereof. In specific embodiments, the mixed oxide comprises vanadium/titanium. The vanadium/titanium oxide can be activated or stabilized with tungsten (e.g., WO3) to provide V2O5/TiO2/WO3.

[0063] Tal como aqui utilizado, a frase “peneira molecular” refere-se a materiais estruturais tais como zeólitos e outros materiais estruturais (por exemplo, materiais isomorficamente substituídos), que podem ser utilizados em forma de partículas em combinação com um ou mais metais promotores como catalisadores. As peneiras moleculares são materiais baseados em uma extensa rede tridimensional de íons de oxigênio contendo geralmente locais de tipo tetraédrico e com uma distribuição de poros substancialmente uniforme, com o tamanho de poro médio não superior a 20 Â. Os tamanhos dos poros são definidos pelo tamanho do anel. Tal como aqui utilizado, o termo “zeólito” refere-se a um exemplo específico de uma peneira molecular, incluindo átomos de silício e alumínio. De acordo com uma ou mais formas de realização, será reconhecido que, definindo as peneiras moleculares pelo seu tipo de estrutura, pretende-se incluir o tipo de estrutura e qualquer e todos os materiais estruturais isotípicos tais como materiais SAPO, ALPO e MeAPO com o mesmo tipo de estrutura como os materiais zeólitos.[0063] As used herein, the phrase “molecular sieve” refers to structural materials such as zeolites and other structural materials (e.g., isomorphically substituted materials), which may be used in particulate form in combination with one or more promoting metals as catalysts. Molecular sieves are materials based on an extensive three-dimensional network of oxygen ions generally containing tetrahedral sites and having a substantially uniform pore distribution, with the average pore size not exceeding 20 Å. The pore sizes are defined by the ring size. As used herein, the term “zeolite” refers to a specific example of a molecular sieve, including silicon and aluminum atoms. According to one or more embodiments, it will be recognized that by defining molecular sieves by their structure type, it is intended to include the structure type and any and all isotypic structure materials such as SAPO, ALPO, and MeAPO materials having the same structure type as the zeolite materials.

[0064] Em formas de realização mais específicas, a referência a um tipo de estrutura de zeólito de aluminossilicato limita o material a peneiras moleculares que não incluem fósforo ou outros metais substituídos na estrutura. No entanto, para ser claro, tal como aqui utilizado, “zeólito de aluminossilicato” exclui materiais de aluminofosfatos tais como materiais SAPO, ALPO e MeAPO, e o termo mais amplo “zeólito” pretende incluir aluminossilicatos e aluminofosfatos. Os zeólitos são materiais cristalinos tendo tamanhos de poros bastante uniformes que, dependendo do tipo de zeólito e do tipo e quantidade de cátions incluídos na estrutura de zeólito, variam entre cerca de 3 a cerca de 10 Angstroms de diâmetro. Os zeólitos geralmente compreendem razões molares de sílica para alumina (SAR) de 2 ou mais.[0064] In more specific embodiments, reference to a type of aluminosilicate zeolite framework limits the material to molecular sieves that do not include phosphorus or other substituted metals in the framework. However, for clarity, as used herein, “aluminosilicate zeolite” excludes aluminophosphate materials such as SAPO, ALPO, and MeAPO materials, and the broader term “zeolite” is intended to include aluminosilicates and aluminophosphates. Zeolites are crystalline materials having fairly uniform pore sizes that, depending on the type of zeolite and the type and amount of cations included in the zeolite framework, range from about 3 to about 10 Angstroms in diameter. Zeolites generally comprise silica to alumina molar ratios (SAR) of 2 or greater.

[0065] O termo “aluminofosfatos” refere-se a um outro exemplo específico de uma peneira molecular, incluindo átomos de alumínio e fosfato. Os aluminofosfatos são materiais cristalinos com tamanhos de poros bastante uniformes.[0065] The term “aluminophosphates” refers to another specific example of a molecular sieve, including aluminum and phosphate atoms. Aluminophosphates are crystalline materials with fairly uniform pore sizes.

[0066] Geralmente, as peneiras moleculares, por exemplo, zeólitos, são definidos como aluminossilicatos com estruturas estruturais tridimensionais abertas, compostas por tetraedros TO4 de partilha de cantos, onde T é Al ou Si, ou opcionalmente P. Os cátions que equilibram a carga da estrutura aniônica são vagamente associados aos oxigênios estruturais, e o volume de poros remanescente é preenchido com moléculas de água. Os cátions não estruturais são geralmente intercambiáveis, e as moléculas de água removíveis.[0066] Generally, molecular sieves, e.g., zeolites, are defined as aluminosilicates with open three-dimensional framework structures composed of corner-sharing TO4 tetrahedra, where T is Al or Si, or optionally P. The cations that balance the charge of the anionic framework are loosely associated with the framework oxygens, and the remaining pore volume is filled with water molecules. The non-framework cations are generally exchangeable, and the water molecules removable.

[0067] Em uma ou mais formas de realização, os materiais de peneira molecular, independentemente compreendem tetraedros de SiO4/AlO4 e estão ligados por átomos de oxigênio comuns para formar uma rede tridimensional. Em outras formas de realização, os materiais de peneira molecular compreendem tetraedros de SiO4/AlO4/PO4. Os materiais de peneira molecular de uma ou mais formas de realização podem ser diferenciados principalmente de acordo com a geometria dos vazios que são formados pela rede rígida dos tetraedros de (SiO4)/AlO4 ou SiO4/AlO4/PO4. As entradas aos vazios são formadas a partir de 6, 8, 10 ou 12 átomos do anel em relação aos átomos que formam a abertura de entrada. Em uma ou mais formas de realização, os materiais de peneira molecular compreendem tamanhos de anel não superiores a 12, incluindo 6, 8, 10 e 12.[0067] In one or more embodiments, the molecular sieve materials independently comprise SiO4/AlO4 tetrahedra and are linked by common oxygen atoms to form a three-dimensional lattice. In other embodiments, the molecular sieve materials comprise SiO4/AlO4/PO4 tetrahedra. The molecular sieve materials of one or more embodiments can be differentiated primarily according to the geometry of the voids that are formed by the rigid lattice of the (SiO4)/AlO4 or SiO4/AlO4/PO4 tetrahedra. The entrances to the voids are formed from 6, 8, 10, or 12 ring atoms relative to the atoms that form the entrance aperture. In one or more embodiments, the molecular sieve materials comprise ring sizes not greater than 12, including 6, 8, 10, and 12.

[0068] De acordo com uma ou mais formas de realização, os materiais de peneira molecular podem ser baseados na topologia de estrutura pela qual as estruturas são identificadas. Normalmente, qualquer tipo de estrutura de zeólito pode ser usado, tais como tipos de estrutura de ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AWO, AWW, BCT, BEA, BEC, BIK, BOG, BPH, BRE, CAN, CAS, SCO, CFI, SGF, CGS, CHA, CHI, CLO, CON, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, EON, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, FAU, FER, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO, HEU, IFR, IHW, ISV, ITE, ITH, ITW, IWR, IWW, JBW, KFI, LAU, LEV, LIO, LIT, LOS, LOV, LTA, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP, MOR, MOZ, 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, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN, SFO, SGT, SOD, SOS, SSY, STF, STI, STT, TER, THO, TON, TSC, UEI, UFI, UOZ, USI, UTL, VET, VFI, VNI, VSV, WIE, WEN, YUG, ZON, ou suas combinações.[0068] According to one or more embodiments, molecular sieve materials may be based on structure topology by which structures are identified. Typically, any type of zeolite structure can be used, such as structure types of ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AWO, AWW, BCT, BEA, BEC, BIK, BOG, BPH, BRE, CAN, CAS, SCO, CFI, SGF, CGS, CHA, CHI, CLO, CON, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, EON, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, FAU, FER, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO, HEU, IFR, IHW, ISV, ITE, ITH, ITW, IWR, IWW, JBW, KFI, LAU, LEV, LIO, LIT, LOS, LOV, LTA, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP, MOR, MOZ, 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, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN, SFO, SGT, SOD, SOS, SSY, STF, STI, STT, TER, THO, TON, TSC, UEI, UFI, UOZ, USI, UTL, VET, VFI, VNI, VSV, WIE, WEN, YUG, ZON, or combinations thereof.

[0069] Em uma ou mais formas de realização, os materiais de peneira molecular compreendem um zeólito de aluminossilicato de poros pequenos de 8 anéis. Tal como aqui utilizado, o termo “poro pequeno” refere-se a aberturas de poros, que são menores que cerca de 5 Angstroms, por exemplo na ordem de ~3,8 Angstroms. A frase zeólitos “de 8 anéis” refere-se a zeólitos com aberturas de poros de 8 anéis e unidades de construção secundárias de seis anéis duplas e tendo uma estrutura em forma de gaiola resultante da ligação de unidades de construção de seis anéis duplas por 4 anéis. Os zeólitos são constituídos por unidades de construção secundária (SBU) e unidades de construção composta (CBU), e aparecem em muitas estruturas estruturais diferentes. As unidades de construção secundárias contêm até 16 átomos tetraédricos e não são quirais. As unidades de construção compostas não são obrigadas a serem aquirais e não podem ser necessariamente usadas para construir a estrutura inteira. Por exemplo, um grupo de zeólitos possui uma única unidade de construção composta de 4 anéis (s4r) em sua estrutura de estrutura. Nos 4 anéis, o “4” denota as posições de átomos de silício tetraédrico e alumínio, e os átomos de oxigênio estão localizados entre átomos tetraédricos. Outras unidades de construção composta incluem, por exemplo, uma única unidade de 6 anéis (s6r), uma unidade dupla de 4 anéis (d4r) e uma unidade dupla de 6 anéis (d6r). A unidade d4r é criada juntando duas unidades s4r. A unidade d6r é criada juntando duas unidades s6r. Em uma unidade d6r, existem doze átomos tetraédricos. Os tipos de estrutura zeolítica que possuem uma unidade de construção secundária d6r incluem: AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, SAS, SAT , SAV, SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC e WEN.[0069] In one or more embodiments, the molecular sieve materials comprise an 8-ring, small-pore aluminosilicate zeolite. As used herein, the term “small-pore” refers to pore openings that are smaller than about 5 Angstroms, for example on the order of ~3.8 Angstroms. The phrase “8-ring” zeolites refers to zeolites with 8-ring pore openings and double six-ring secondary building units and having a cage-like structure resulting from the linking of double six-ring building units by 4 rings. Zeolites are composed of secondary building units (SBU) and composite building units (CBU), and appear in many different framework structures. The secondary building units contain up to 16 tetrahedral atoms and are non-chiral. The composite building units are not required to be achiral and cannot necessarily be used to construct the entire framework. For example, a group of zeolites has a single 4-ring building block (s4r) in its framework structure. In the 4 rings, the "4" denotes the positions of tetrahedral silicon and aluminum atoms, and the oxygen atoms are located between the tetrahedral atoms. Other building blocks include, for example, a single 6-ring unit (s6r), a double 4-ring unit (d4r), and a double 6-ring unit (d6r). The d4r unit is created by joining two s4r units. The d6r unit is created by joining two s6r units. In a d6r unit, there are twelve tetrahedral atoms. Zeolitic framework types that have a d6r secondary building unit include: AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, SAS, SAT, SAV, SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC, and WEN.

[0070] Em uma ou mais formas de realização, os materiais de peneira molecular compreendem uma unidade d6r. Assim, em uma ou mais formas de realização, os materiais de peneira molecular têm um tipo de estrutura selecionado a partir de AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, SAS, SAT, SAV, SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC, WEN e suas combinações. Em outras formas de realização específicas, os materiais de peneira molecular têm um tipo de estrutura selecionado do grupo que consiste em CHA, AEI, AFX, ERI, KFI, LEV e suas combinações. Em outras formas de realização mais específicas, os materiais de peneira molecular têm um tipo de estrutura selecionado a partir de CHA, AEI e AFX. Em uma ou mais formas de realização muito específicas, os materiais de peneira molecular têm o tipo de estrutura CHA.[0070] In one or more embodiments, the molecular sieve materials comprise a d6r unit. Thus, in one or more embodiments, the molecular sieve materials have a structure type selected from AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, SAS, SAT, SAV, SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC, WEN, and combinations thereof. In other specific embodiments, the molecular sieve materials have a structure type selected from the group consisting of CHA, AEI, AFX, ERI, KFI, LEV, and combinations thereof. In other more specific embodiments, the molecular sieve materials have a structure type selected from CHA, AEI, and AFX. In one or more very specific embodiments, the molecular sieve materials have the structure type CHA.

[0071] As peneiras moleculares do tipo de estrutura CHA zeolítico incluem um mineral de tectosilicato que ocorre naturalmente de um grupo zeólito com fórmula aproximada: (Ca, Na2, K2, Mg) Al2Si4O12 • 6H2O (por exemplo, silicato de alumínio e cálcio hidratado). Três formas sintéticas de peneiras moleculares do tipo de estrutura CHA zeolítico são descritas em “Zeolite Molecular Sieves”, de D. W. Breck, publicado em 1973 por John Wiley & Sons, que é aqui incorporado por referência. As três formas sintéticas relatadas por Breck são Zeólito K-G, descrito em J. Chem. Soc., p. 2822 (1956), Barrer ET AL; Zeólito D, descrito na Patente Britânica N° 868.846 (1961); e Zeólito R, descrito na Patente U.S. N ° 3.030.181, que são aqui incorporados por referência. A síntese de uma outra forma sintética de tipo de estrutura CHA zeolítico, SSZ-13, está descrita na Pat. U.S. N° 4.544.538, que é aqui incorporado por referência. A síntese de uma forma sintética de uma peneira molecular tendo o tipo de estrutura CHA, o silicoaluminofosfato 34 (SAPO-34), está descrito na Patente U.S. 4.440.871 e n° 7.264.789, que são aqui incorporados por referência. Um método para fazer ainda outra peneira molecular sintética com o tipo de estrutura CHA, SAPO-44, está descrito na Patente U.S. N° 6.162.415, que é aqui incorporada por referência.[0071] Molecular sieves of the zeolitic CHA framework type include a naturally occurring tectosilicate mineral of a zeolite group with approximate formula: (Ca, Na2, K2, Mg)Al2Si4O12 • 6H2O (e.g., hydrated calcium aluminum silicate). Three synthetic forms of molecular sieves of the zeolitic CHA framework type are described in “Zeolite Molecular Sieves” by D. W. Breck, published in 1973 by John Wiley & Sons, which is incorporated herein by reference. The three synthetic forms reported by Breck are Zeolite K-G, described in J. Chem. Soc., p. 2822 (1956), Barrer ET AL; Zeolite D, described in British Patent No. 868,846 (1961); and Zeolite R, described in U.S. Patent No. 3,030,181, which are incorporated herein by reference. The synthesis of another synthetic form of the CHA structure type zeolitic, SSZ-13, is described in U.S. Patent No. 4,544,538, which is incorporated herein by reference. The synthesis of a synthetic form of a molecular sieve having the CHA structure type, silicoaluminophosphate 34 (SAPO-34), is described in U.S. Patent Nos. 4,440,871 and 7,264,789, which are incorporated herein by reference. A method for making yet another synthetic molecular sieve having the CHA structure type, SAPO-44, is described in U.S. Patent No. 6,162,415, which is incorporated herein by reference.

[0072] Em uma ou mais formas de realização, os materiais de peneira molecular podem incluir todas as composições de aluminossilicato, borossilicato, galossilicato, MeAPSO e MeAPO. Estes incluem, mas não estão limitados a SSZ-13, SSZ-62, chabazita natural, zeólito K-G, Linde D, Linde R, LZ-218, LZ-235, LZ-236, ZK-14, SAPO-34, SAPO-44, SAPO-47, ZYT-6, CuSAPO-34, CuSAPO-44 e CuSAPO-47.[0072] In one or more embodiments, the molecular sieve materials may include all aluminosilicate, borosilicate, gallosilicate, MeAPSO, and MeAPO compositions. These include, but are not limited to, SSZ-13, SSZ-62, natural chabazite, zeolite K-G, Linde D, Linde R, LZ-218, LZ-235, LZ-236, ZK-14, SAPO-34, SAPO-44, SAPO-47, ZYT-6, CuSAPO-34, CuSAPO-44, and CuSAPO-47.

[0073] A razão de sílica para alumina de um componente de peneira molecular de aluminossilicato pode variar em uma ampla faixa. Em uma ou mais formas de realização, os materiais de peneira molecular têm uma razão molar de sílica para alumina (SAR) na faixa de 2 a 300, incluindo 5 a 250; 5 a 200; 5 a 100; e 5 a 50. Em uma ou mais formas de realização específicas, os materiais de peneira molecular têm uma razão molar de sílica para alumina (SAR) na faixa de 10 a 200, 10 a 100, 10 a 75, 10 a 60 e 10 a 50; 15 a 100, 15 a 75, 15 a 60 e 15 a 50; 20 a 100, 20 a 75, 20 a 60 e 20 a 50.[0073] The silica to alumina ratio of an aluminosilicate molecular sieve component can vary over a wide range. In one or more embodiments, the molecular sieve materials have a silica to alumina molar ratio (SAR) in the range of 2 to 300, including 5 to 250; 5 to 200; 5 to 100; and 5 to 50. In one or more specific embodiments, the molecular sieve materials have a silica to alumina molar ratio (SAR) in the range of 10 to 200, 10 to 100, 10 to 75, 10 to 60, and 10 to 50; 15 to 100, 15 to 75, 15 to 60, and 15 to 50; 20 to 100, 20 to 75, 20 to 60 and 20 to 50.

[0074] Tal como aqui utilizado, o termo “promovido” refere-se a um componente que é adicionado intencionalmente ao material de peneira molecular, em oposição às impurezas inerentes à peneira molecular. Assim, um promotor é adicionado intencionalmente para aumentar a atividade de um catalisador em comparação com um catalisador que não tem um promotor intencionalmente adicionado. A fim de promover o SCR de óxidos de nitrogênio, em uma ou mais formas de realização, metal(is) adequado(s) é(são) trocado(s) de forma independente na peneira molecular. De acordo com uma ou mais formas de realização, a peneira molecular é promovida com um ou mais de cobre (Cu), ferro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni), lantânio (La), cério (Ce), manganês (Mn), vanádio (V) ou prata (Ag). Em formas de realização específicas, a peneira molecular é promovida com um ou mais de cobre (Cu) ou ferro (Fe). Em formas de realização muito específicas, a peneira molecular é promovida com Cu.[0074] As used herein, the term “promoted” refers to a component that is intentionally added to the molecular sieve material, as opposed to impurities inherent in the molecular sieve. Thus, a promoter is intentionally added to increase the activity of a catalyst compared to a catalyst that does not have an intentionally added promoter. In order to promote SCR of nitrogen oxides, in one or more embodiments, suitable metal(s) are independently exchanged into the molecular sieve. According to one or more embodiments, the molecular sieve is promoted with one or more of copper (Cu), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), lanthanum (La), cerium (Ce), manganese (Mn), vanadium (V), or silver (Ag). In specific embodiments, the molecular sieve is promoted with one or more of copper (Cu) or iron (Fe). In very specific embodiments, the molecular sieve is promoted with Cu.

[0075] O teor de metal promotor do catalisador, calculado como o óxido, é, em uma ou mais formas de realização, pelo menos cerca de 0,1% em peso, reportado sobre uma base sem volatilidade. Em formas de realização específicas, o teor de metal do promotor, calculado como o óxido, está na faixa de 0,1% em peso até cerca de 10% em peso, incluindo 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,25 e 0,1% em peso, em cada caso com base no peso total da peneira molecular calcinada reportado em uma base sem volatilidade.[0075] The promoter metal content of the catalyst, calculated as the oxide, is, in one or more embodiments, at least about 0.1 wt %, reported on a non-volatility basis. In specific embodiments, the promoter metal content, calculated as the oxide, is in the range of 0.1 wt % to about 10 wt %, including 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 0.25, and 0.1 wt %, in each case based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on a non-volatility basis.

[0076] Em formas de realização específicas, o metal promotor compreende Cu, e o teor de Cu, calculado como CuO está na faixa de 0,1% em peso até cerca de 5 % em peso, incluindo cerca de 5, cerca de 4, cerca de 3, cerca de 2, cerca de 1, cerca de 0,5, cerca de 0,25 e cerca de 0,1% em peso, em cada caso com base no peso total da peneira molecular calcinada reportada em uma base sem volatilidade. Em formas de realização específicas, o teor de Cu da peneira molecular, calculado como CuO, está na faixa de cerca de 2 a cerca de 5% em peso.[0076] In specific embodiments, the promoter metal comprises Cu, and the Cu content, calculated as CuO, is in the range of from 0.1 wt % to about 5 wt %, including about 5, about 4, about 3, about 2, about 1, about 0.5, about 0.25, and about 0.1 wt %, in each case based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on a de-volatility basis. In specific embodiments, the Cu content of the molecular sieve, calculated as CuO, is in the range of from about 2 to about 5 wt %.

[0077] Em uma ou mais formas de realização, o sistema de tratamento de gás de escape compreende ainda um catalisador de oxidação de amônia (AMOx) a jusante do catalisador de SCR. O catalisador de oxidação de amônia pode ser fornecido a jusante do catalisador de SCR para remover qualquer amônia que tenha escorrido dos componentes a montante do sistema de tratamento de gás de escape. Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de SCR está em um substrato tendo uma entrada e uma saída, e inclui um catalisador de oxidação de amônia (AMOx) na saída. Em formas de realização específicas, o catalisador de AMOx pode compreender um metal do grupo da platina tal como platina, paládio, ródio ou suas combinações. Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de AMOx pode compreender um revestimento inferior com um ou mais componentes de PGM e um revestimento superior com funcionalidade de SCR.[0077] In one or more embodiments, the exhaust gas treatment system further comprises an ammonia oxidation (AMOx) catalyst downstream of the SCR catalyst. The ammonia oxidation catalyst may be provided downstream of the SCR catalyst to remove any ammonia that has run off from upstream components of the exhaust gas treatment system. In one or more embodiments, the SCR catalyst is on a substrate having an inlet and an outlet, and includes an ammonia oxidation (AMOx) catalyst at the outlet. In specific embodiments, the AMOx catalyst may comprise a platinum group metal such as platinum, palladium, rhodium, or combinations thereof. In one or more embodiments, the AMOx catalyst may comprise a bottom coating with one or more PGM components and a top coating with SCR functionality.

[0078] Tais catalisadores de AMOx são úteis em sistemas de tratamento de gás de escape incluindo um catalisador de SCR. Conforme discutido na Patente dos Estados Unidos da América No. 5.516.497, comumente designada, o conteúdo completo do qual é aqui incorporado por referência, uma corrente gasosa contendo oxigênio, óxidos de nitrogênio e amônia pode ser passada sequencialmente através de primeiro e segundo catalisadores, o primeiro catalisador favorecendo a redução de óxidos de nitrogênio e o segundo catalisador favorecendo a oxidação ou outra decomposição de amônia em excesso. Assim, o primeiro catalisador pode ser o catalisador de SCR, e o segundo catalisador pode ser um catalisador de AMOx e/ou um catalisador integrado de SCR + AMOx, que compreende opcionalmente um zeólito.[0078] Such AMOx catalysts are useful in exhaust gas treatment systems including an SCR catalyst. As discussed in commonly assigned U.S. Patent No. 5,516,497, the entire contents of which are incorporated herein by reference, a gaseous stream containing oxygen, nitrogen oxides, and ammonia may be passed sequentially through first and second catalysts, the first catalyst favoring the reduction of nitrogen oxides and the second catalyst favoring the oxidation or other decomposition of excess ammonia. Thus, the first catalyst may be the SCR catalyst, and the second catalyst may be an AMOx catalyst and/or an integrated SCR+AMOx catalyst, optionally comprising a zeolite.

[0079] A(s) composição(es) de catalisador de AMOx pode(m) ser revestida(s) em um substrato de fluxo transpassante ou substrato de filtro de fluxo de parede. Se um substrato de filtro de fluxo de parede é utilizado, o sistema resultante poderá remover a matéria em partículas junto com poluentes gasosos. O substrato do filtro de fluxo de parede pode ser feito a partir de materiais comumente conhecidos na técnica, tais como cordierita, titanato de alumínio ou carboneto de silício. Será entendido que o carregamento da composição catalítica em um substrato de filtro de fluxo de parede dependerá de propriedades do substrato, tais como porosidade e espessura da parede, e tipicamente será menor do que o carregamento em um substrato de fluxo transpassante.Substrato:[0079] The AMOx catalyst composition(s) may be coated onto a through-flow substrate or wall-flow filter substrate. If a wall-flow filter substrate is utilized, the resulting system may remove particulate matter along with gaseous pollutants. The wall-flow filter substrate may be made from materials commonly known in the art, such as cordierite, aluminum titanate, or silicon carbide. It will be understood that the loading of the catalytic composition onto a wall-flow filter substrate will depend on properties of the substrate, such as porosity and wall thickness, and will typically be less than the loading onto a through-flow substrate. Substrate:

[0080] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de geração de amônia e o catalisador de SCR estão localizados em substratos separados. Tal como aqui utilizado, o termo “substrato” refere-se ao material monolítico sobre o qual o material do catalisador é colocado, tipicamente na forma de um revestimento reativo. Um revestimento reativo é formado pela preparação de uma suspensão contendo um teor de sólidos especificado (por exemplo, 30-90% em peso) de catalisador em um líquido, que é então revestido sobre um substrato e seco para fornecer uma camada de revestimento reativo. Tal como aqui utilizado, o termo “revestimento reativo” tem o seu significado habitual na técnica de um revestimento fino, aderente, de um material catalítico ou outro aplicado a um material de substrato, tal como um membro de suporte alveolar, que é suficientemente poroso para permitir a passagem da corrente de gás sendo tratada.[0080] In one or more embodiments, the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst are located on separate substrates. As used herein, the term "substrate" refers to the monolithic material upon which the catalyst material is placed, typically in the form of a reactive coating. A reactive coating is formed by preparing a suspension containing a specified solids content (e.g., 30-90 wt.%) of catalyst in a liquid, which is then coated onto a substrate and dried to provide a reactive coating layer. As used herein, the term "reactive coating" has its customary art meaning of a thin, adherent coating of a catalytic or other material applied to a substrate material, such as a honeycomb support member, that is sufficiently porous to allow the passage of the gas stream being treated.

[0081] Em uma ou mais formas de realização, o substrato é selecionado a partir de um ou mais de um monólito alveolar de fluxo transpassante, ou um filtro de partículas, e o(s) material(is) catalítico(s) são aplicados ao substrato como um revestimento reativo.[0081] In one or more embodiments, the substrate is selected from one or more of a through-flow honeycomb monolith, or a particle filter, and the catalytic material(s) are applied to the substrate as a reactive coating.

[0082] Em uma ou mais formas de realização, o substrato é um substrato de cerâmica ou metal tendo uma estrutura alveolar. Pode ser utilizado qualquer substrato adequado, tal como um substrato monolítico do tipo que possui passagens de fluxo de gás paralelas finas que se prolongam a partir de uma entrada ou uma face de saída do substrato, de modo que as passagens estejam abertas ao fluxo de fluido por lá. As passagens, que são essencialmente trajetos diretos a partir de sua entrada de fluido para a sua saída de fluido, são definidas por paredes nas quais o material catalítico é revestido como um revestimento reativo de modo que os gases que fluem através das passagens entrem em contato com o material catalítico. As passagens de fluxo do substrato monolítico são canais de paredes finas, que podem ser de qualquer forma e tamanho de seção transversal adequada, tais como trapezoidal, retangular, quadrada, sinusoidal, hexagonal, oval, circular, etc. Tais estruturas podem conter de cerca de 60 a cerca de 900 ou mais aberturas de entrada de gás (ou seja, células) por polegada quadrada de seção transversal.[0082] In one or more embodiments, the substrate is a ceramic or metal substrate having a honeycomb structure. Any suitable substrate may be used, such as a monolithic substrate of the type having thin parallel gas flow passages extending from an inlet or an outlet face of the substrate such that the passages are open to fluid flow therethrough. The passages, which are essentially direct paths from their fluid inlet to their fluid outlet, are defined by walls on which catalytic material is coated as a reactive coating such that gases flowing through the passages come into contact with the catalytic material. The flow passages of the monolithic substrate are thin-walled channels, which may be of any suitable shape and size of cross-section, such as trapezoidal, rectangular, square, sinusoidal, hexagonal, oval, circular, etc. Such structures may contain from about 60 to about 900 or more gas inlet openings (i.e., cells) per square inch of cross-section.

[0083] Um substrato metálico pode incluir qualquer substrato metálico, como aqueles com aberturas ou “perfurações” nas paredes dos canais. Um substrato cerâmico pode ser feito de qualquer material refratário adequado, por exemplo, cordierita, cordierita-α-alumina, nitreto de silício, zircão mulita, espodumeno, alumina-sílica-magnésia, silicato de zircão, silimanita, um silicato de magnésio, zircão, petalita, α-alumina, um aluminossilicato e similares.[0083] A metal substrate may include any metal substrate, such as those with openings or “perforations” in the channel walls. A ceramic substrate may be made of any suitable refractory material, for example, cordierite, cordierite-α-alumina, silicon nitride, zircon mullite, spodumene, alumina-silica-magnesia, zircon silicate, sillimanite, a magnesium silicate, zircon, petalite, α-alumina, an aluminosilicate, and the like.

[0084] Os substratos úteis para os materiais catalisadores das formas de realização da presente invenção também podem ser de natureza metálica e ser compostos por um ou mais metais ou ligas metálicas. Os substratos metálicos podem ser utilizados em várias formas, tais como pelotas, folhas onduladas ou formas monolíticas. Exemplos específicos de substratos metálicos incluem as ligas de metais base resistentes ao calor, especialmente aquelas em que o ferro é um componente substancial ou principal. Tais ligas podem conter um ou mais de níquel, cromo e alumínio, e o total desses metais pode conter, vantajosamente, pelo menos cerca de 15% em peso da liga, por exemplo, cerca de 10 a cerca de 25 % em peso de cromo, cerca de 1 a cerca de 8% em peso de alumínio e 0 a cerca de 20% em peso de níquel.[0084] Substrates useful for the catalyst materials of embodiments of the present invention may also be metallic in nature and be composed of one or more metals or metal alloys. Metallic substrates may be used in various forms, such as pellets, corrugated sheets, or monolithic forms. Specific examples of metallic substrates include heat-resistant base metal alloys, especially those in which iron is a substantial or major component. Such alloys may contain one or more of nickel, chromium, and aluminum, and the total of these metals may advantageously contain at least about 15% by weight of the alloy, for example, about 10 to about 25% by weight of chromium, about 1 to about 8% by weight of aluminum, and 0 to about 20% by weight of nickel.

[0085] Em uma ou mais formas de realização em que o substrato é um filtro particulado, o filtro particulado pode ser selecionado a partir de um filtro de partículas de gasolina ou um filtro de fuligem. Tal como aqui utilizado, os termos “filtro de partículas” e “filtro de fuligem” referem-se a um filtro concebido para remover matéria em partículas a partir de uma corrente de gás de escape tal como fuligem. Os filtros de partículas incluem, mas não estão limitados a, filtros de fluxo de parede alveolares, filtro de filtração parcial, um filtro de malha de arame, filtros de fibra de ferida, filtros de metal sinterizado e filtros de espuma.[0085] In one or more embodiments in which the substrate is a particulate filter, the particulate filter may be selected from a gasoline particulate filter or a soot filter. As used herein, the terms "particulate filter" and "soot filter" refer to a filter designed to remove particulate matter from an exhaust gas stream such as soot. Particulate filters include, but are not limited to, honeycomb wall flow filters, partial filtration filter, a wire mesh filter, wound fiber filters, sintered metal filters, and foam filters.

[0086] Em uma forma de realização específica, o filtro de partículas é um filtro de fuligem catalisado (CSF). O CSF catalisado compreende um substrato revestido com uma camada de revestimento reativo contendo um metal do grupo da platina para queimar a fuligem presa e/ou oxidar NO a NO2. O CSF catalisado é revestido com um metal do grupo da platina e um ou mais suportes de óxido de metal refratário de área de superfície elevada (por exemplo, alumina, sílica, sílica alumina, zircônia, zircônia alumina e céria- zircônia) para a combustão de hidrocarbonetos não queimados e, para algum grau, matéria em partículas.[0086] In a specific embodiment, the particulate filter is a catalyzed soot filter (CSF). The catalyzed CSF comprises a substrate coated with a reactive coating layer containing a platinum group metal to burn off trapped soot and/or oxidize NO to NO2. The catalyzed CSF is coated with a platinum group metal and one or more high surface area refractory metal oxide supports (e.g., alumina, silica, silica alumina, zirconia, zirconia alumina, and ceria-zirconia) for the combustion of unburned hydrocarbons and, to some degree, particulate matter.

[0087] Os substratos de fluxo de parede úteis para suportar o material de catalisador de uma ou mais formas de realização têm uma pluralidade de passagens de fluxo de gás finas e substancialmente paralelas que se prolongam ao longo do eixo geométrico longitudinal do substrato. Tipicamente, cada passagem é bloqueada em uma extremidade do corpo do substrato, com passagens alternativas bloqueadas em faces de extremidade opostas. Tais substratos monolíticos podem conter até cerca de 900 ou mais passagens de fluxo (ou “células”) por polegada quadrada de seção transversal, embora seja possível usar muito menos. Por exemplo, o substrato pode ter de cerca de 7 a 600, mais geralmente de cerca de 100 a 400, células por polegada quadrada (“cpsi”) (1 polegada quadrada = 6,45 centímetros quadrados). O filtro de fluxo de parede porosa utilizado nas formas de realização da invenção pode ser catalisado pelo fato de que a parede do dito elemento tem sobre o mesmo ou contido nele um metal do grupo da platina. Os materiais catalíticos podem estar presentes no lado da entrada da parede do elemento sozinho, o lado da saída sozinho, ambos os lados de entrada e de saída, ou a própria parede pode consistir em toda, ou em parte, do material catalítico. Em uma outra forma de realização, esta invenção pode incluir o uso de uma ou mais camadas de revestimento reativo de materiais catalíticos e combinações de uma ou mais camadas de revestimento reativo de materiais catalíticos nas paredes de entrada e/ou saída do elemento.[0087] Wall-flow substrates useful for supporting the catalyst material of one or more embodiments have a plurality of thin, substantially parallel gas flow passages extending along the longitudinal axis of the substrate. Typically, each passage is blocked at one end of the substrate body, with alternate passages blocked at opposite end faces. Such monolithic substrates may contain up to about 900 or more flow passages (or "cells") per square inch of cross-section, although much fewer are possible. For example, the substrate may have from about 7 to 600, more typically from about 100 to 400, cells per square inch ("cpsi") (1 square inch = 6.45 square centimeters). The porous wall-flow filter used in embodiments of the invention may be catalyzed by the fact that the wall of said element has thereon or contained therein a platinum group metal. The catalytic materials may be present on the inlet side of the element wall alone, the outlet side alone, both the inlet and outlet sides, or the wall itself may consist of all or part of the catalytic material. In another embodiment, this invention may include the use of one or more reactive coating layers of catalytic materials and combinations of one or more reactive coating layers of catalytic materials on the inlet and/or outlet walls of the element.

[0088] FIG. 2 ilustra um substrato de filtro de fluxo de parede 50 que tem uma pluralidade de passagens 52. As passagens são tubularmente fechadas pelas paredes de canal 53 do substrato de filtro. O substrato tem uma extremidade de entrada 54 e uma extremidade de saída 56. As passagens alternativas são ligadas na extremidade de entrada com plugues de entrada 58 e na extremidade de saída com plugues de saída 60 para formar padrões de tabuleiro de damas opostos na extremidade de entrada 54 e na extremidade de saída 56. Uma corrente de gás 62 entra através da entrada de canal não desligada 64, é parada pelo plugue de saída 60 e difunde-se através das paredes de canal 53 (que são porosas) para o lado de saída 66. O gás não pode passar de volta para o lado de entrada das paredes devido aos plugues de entrada 58.[0088] FIG. 2 illustrates a wall-flow filter substrate 50 having a plurality of passages 52. The passages are tubularly enclosed by the channel walls 53 of the filter substrate. The substrate has an inlet end 54 and an outlet end 56. Alternate passages are connected at the inlet end with inlet plugs 58 and at the outlet end with outlet plugs 60 to form opposing checkerboard patterns at the inlet end 54 and outlet end 56. A gas stream 62 enters through the unconnected channel inlet 64, is stopped by the outlet plug 60, and diffuses through the channel walls 53 (which are porous) to the outlet side 66. The gas cannot pass back to the inlet side of the walls because of the inlet plugs 58.

[0089] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de geração de amônia e o catalisador de SCR estão localizados em substratos separados. Por exemplo, em tais formas de realização, o catalisador de geração de amônia pode estar localizado em um substrato de fluxo transpassante, e o catalisador de SCR pode estar localizado em um substrato de fluxo transpassante separado. O catalisador de geração de amônia pode estar localizado em um substrato de fluxo transpassante, e o catalisador de SCR pode estar localizado em um filtro de fluxo de parede (isto é, SCR em um filtro) ou o catalisador de geração de amônia pode estar localizado em um filtro particulado, e o catalisador de SCR pode estar localizado em um substrato de fluxo transpassante.[0089] In one or more embodiments, the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst are located on separate substrates. For example, in such embodiments, the ammonia generation catalyst may be located on a through-flow substrate, and the SCR catalyst may be located on a separate through-flow substrate. The ammonia generation catalyst may be located on a through-flow substrate, and the SCR catalyst may be located on a wall-flow filter (i.e., SCR-on-a-filter), or the ammonia generation catalyst may be located on a particulate filter, and the SCR catalyst may be located on a through-flow substrate.

[0090] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de SCRestá disposto em um filtro de fluxo de parede. Em outras formas de realização, o catalisador de SCR está disposto em um substrato de fluxo transpassante.[0090] In one or more embodiments, the SCR catalyst is disposed on a wall-flow filter. In other embodiments, the SCR catalyst is disposed on a through-flow substrate.

[0091] As formas de realização em que o catalisador de geração de amônia e o catalisador de SCR estão em substratos separados são mais especificamente ilustrados na FIG. 3. Com referência à FIG. 3, parte do sistema de tratamento de gás de escape 300 mostrado é um arranjo axialmente em zona em que o catalisador de geração de amônia 320 está localizado a montante do catalisador de SCR 330, e estes catalisadores estão em substratos separados, um primeiro substrato 305 e um segundo substrato 315. O catalisador de geração de amônia 320 está disposto em um primeiro substrato 305 e o catalisador de SCR 330 está disposto em um segundo substrato separado 315. Os primeiro e segundo substratos 305 e 315 podem ser compreendidos do mesmo material ou de um material diferente. O primeiro substrato 305 tem uma extremidade de entrada 325 e uma extremidade de saída 335 que define um comprimento axial L1. O segundo substrato 315 tem uma extremidade de entrada 326 e uma extremidade de saída 336 que define um comprimento axial L2. Em uma ou mais formas de realização, os primeiro e segundo substratos 305 e 315, compreendem geralmente uma pluralidade de canais 350 de um substrato alveolar, dos quais apenas um canal é mostrado em corte transversal para maior clareza. O catalisador de geração de amônia 320 estende-se a partir da extremidade de entrada 325 do primeiro substrato 305 através de todo o comprimento axial L1 do primeiro substrato 305 até a extremidade de saída 335. O comprimento do catalisador de geração de amônia 320 é designado como o primeiro comprimento de zona 305a na FIG. 3. O catalisador de SCR 330 estende-se a partir da extremidade de entrada 336 do segundo substrato 315 através de todo o comprimento axial L2 do segundo substrato 315 para a extremidade de entrada 326. O catalisador de SCR 330 define um segundo comprimento de zona 315a na FIG. 3. Será reconhecido que os comprimentos do substrato 305a, e o comprimento do substrato 315a possam ser variados.[0091] Embodiments in which the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst are on separate substrates are more specifically illustrated in FIG. 3. Referring to FIG. 3, part of the exhaust gas treatment system 300 shown is an axially zoned arrangement in which the ammonia generation catalyst 320 is located upstream of the SCR catalyst 330, and these catalysts are on separate substrates, a first substrate 305 and a second substrate 315. The ammonia generation catalyst 320 is disposed on a first substrate 305 and the SCR catalyst 330 is disposed on a separate second substrate 315. The first and second substrates 305 and 315 may be comprised of the same material or a different material. The first substrate 305 has an inlet end 325 and an outlet end 335 defining an axial length L1. The second substrate 315 has an inlet end 326 and an outlet end 336 defining an axial length L2. In one or more embodiments, the first and second substrates 305 and 315 generally comprise a plurality of channels 350 of a honeycomb substrate, of which only one channel is shown in cross-section for clarity. The ammonia generation catalyst 320 extends from the inlet end 325 of the first substrate 305 through the entire axial length L1 of the first substrate 305 to the outlet end 335. The length of the ammonia generation catalyst 320 is designated as the first zone length 305a in FIG. 3. The SCR catalyst 330 extends from the inlet end 336 of the second substrate 315 through the entire axial length L2 of the second substrate 315 to the inlet end 326. The SCR catalyst 330 defines a second zone length 315a in FIG. 3. It will be recognized that the lengths of the substrate 305a, and the length of the substrate 315a may be varied.

[0092] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de geração de amônia e o catalisador de SCR podem estar localizados em um único substrato. Em um único substrato, os projetos podem incluir sistemas em zona e em camadas.[0092] In one or more embodiments, the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst may be located on a single substrate. On a single substrate, designs may include zoned and layered systems.

[0093] Em formas de realização, onde o catalisador de geração de amônia e o catalisador de SCR estão em um único substrato, em uma relação em camadas, o catalisador de geração de amônia pode ser revestido sobre um substrato para formar uma primeira camada (ou revestimento inferior) e o catalisador de SCR está em um revestimento reativo na parte superior da primeira camada para formar uma segunda camada (ou revestimento superior). Será reconhecido por um versado na técnica que o revestimento superior/segunda camada do catalisador de SCR esteja a jusante do revestimento inferior/primeira camada do catalisador de geração de amônia.[0093] In embodiments where the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst are on a single substrate in a layered relationship, the ammonia generation catalyst may be coated onto a substrate to form a first layer (or bottom coat) and the SCR catalyst is in a reactive coating on top of the first layer to form a second layer (or top coat). It will be recognized by one of skill in the art that the top coat/second layer of the SCR catalyst is downstream of the bottom coat/first layer of the ammonia generation catalyst.

[0094] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de geração de amônia e o catalisador de SCR estão dispostos em uma configuração axialmente em zona em um único substrato. Tal como aqui utilizado, o termo “axialmente em zona” refere-se à localização da zona a montante e da zona a jusante em relação uma a outra. Axialmente significa lado a lado, de modo que a zona a montante e a zona a jusante se localizem uma ao lado da outra.[0094] In one or more embodiments, the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst are arranged in an axially zoned configuration on a single substrate. As used herein, the term “axially zoned” refers to the location of the upstream zone and the downstream zone relative to each other. Axially means side-by-side, such that the upstream zone and the downstream zone are located next to each other.

[0095] Tais formas de realização podem ser mais prontamente entendidas com referência à FIG. 4. Referindo-se à FIG. 4, é mostrada uma forma de realização exemplificativa de um sistema axialmente em zona 400. O catalisador de geração de amônia 420 está localizado a montante do catalisador de SCR 430 em um substrato comum 405. O substrato 405 tem uma extremidade de entrada 425 e uma extremidade de saída 435 que define um comprimento axial L. Em uma ou mais formas de realização, o substrato 405 geralmente compreende uma pluralidade de canais 450 de um substrato alveolar, dos quais apenas um canal é mostrado em corte transversal para maior clareza. O catalisador de geração de amônia 420 estende-se a partir da extremidade de entrada 425 do substrato 405 até menos que todo o comprimento axial L do substrato 405. O comprimento do catalisador de geração de amônia 420 é designado como o primeiro comprimento de zona 420a na FIG. 4. O catalisador de SCR 430 se estende desde a extremidade de saída 435 do substrato 405 até menos que todo o comprimento axial L do substrato 405. O comprimento do catalisador de SCR 430 é designado como o segundo comprimento de zona 430a na FIG. 4.[0095] Such embodiments may be more readily understood with reference to FIG. 4. Referring to FIG. 4, there is shown an exemplary embodiment of an axially zoned system 400. Ammonia generation catalyst 420 is located upstream of SCR catalyst 430 on a common substrate 405. Substrate 405 has an inlet end 425 and an outlet end 435 defining an axial length L. In one or more embodiments, substrate 405 generally comprises a plurality of channels 450 of a honeycomb substrate, of which only one channel is shown in cross-section for clarity. The ammonia generation catalyst 420 extends from the inlet end 425 of the substrate 405 to less than the entire axial length L of the substrate 405. The length of the ammonia generation catalyst 420 is designated as the first zone length 420a in FIG. 4. The SCR catalyst 430 extends from the outlet end 435 of the substrate 405 to less than the entire axial length L of the substrate 405. The length of the SCR catalyst 430 is designated as the second zone length 430a in FIG. 4.

[0096] Em uma ou mais formas de realização, como ilustrado na FIG. 4, o catalisador de geração de amônia 420 está diretamente em contato com o catalisador de SCR 430. Ainda em outras formas de realização, pode haver um espaço entre o catalisador de geração de amônia 420 e o catalisador de SCR 430 (não ilustrado). Será reconhecido por um versado na técnica que o catalisador de geração de amônia 420 e o catalisador de SCR 430 possam estar pelo menos parcialmente sobrepostos (não ilustrados). Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de geração de amônia 420 está sobrepondo-se pelo menos parcialmente ao catalisador de SCR 430. Em outras formas de realização, o catalisador de SCR 430 está sobrepondo-se pelo menos parcialmente ao catalisador de geração de amônia 420.[0096] In one or more embodiments, as illustrated in FIG. 4, the ammonia generation catalyst 420 is directly in contact with the SCR catalyst 430. In still other embodiments, there may be a space between the ammonia generation catalyst 420 and the SCR catalyst 430 (not illustrated). It will be recognized by one of skill in the art that the ammonia generation catalyst 420 and the SCR catalyst 430 may be at least partially overlapping (not illustrated). In one or more embodiments, the ammonia generation catalyst 420 is at least partially overlapping the SCR catalyst 430. In other embodiments, the SCR catalyst 430 is at least partially overlapping the ammonia generation catalyst 420.

[0097] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de geração de amônia e o catalisador de SCR estão em um único substrato, que compreende um filtro de fluxo de parede. Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de geração de amônia é revestido nas passagens de entrada do filtro de fluxo de parede, e o catalisador de SCR é revestido nas passagens de saída do filtro de fluxo de parede.[0097] In one or more embodiments, the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst are on a single substrate, which comprises a wall-flow filter. In one or more embodiments, the ammonia generation catalyst is coated on the inlet passages of the wall-flow filter, and the SCR catalyst is coated on the outlet passages of the wall-flow filter.

[0098] Referindo-se à FIG. 5, o sistema de escape de motor de uma ou mais formas de realização pode ainda compreender um catalisador de conversão de três vias (TWC) a montante ou a jusante do catalisador de geração de amônia. Adicionalmente, em uma ou mais formas de realização, o sistema de escape de motor pode ainda compreender um catalisador de oxidação de amônia disposto a jusante do catalisador de SCR para endereçar qualquer amônia que tenha escorrido. Especificamente, a FIG. 5 mostra um sistema de escape de motor 500 que compreende um catalisador de geração de amônia 530 a jusante de um motor a gasolina 510 através de uma conduto de escape 515, um catalisador de TWC opcional 540 a jusante do catalisador de geração de amônia 530 através de um conduto de escape 535, e um artigo catalítico de SCR 550 a jusante do catalisador de geração de amônia 530 e o catalisador de TWC opcional 540 através de um conduto de escape 545. Em uma ou mais formas de realização, o sistema de gás de escape 500 compreende ainda um catalisador de oxidação de amônia 560 disposto a jusante do catalisador de SCR 550 através de um conduto de escape 555.[0098] Referring to FIG. 5, the engine exhaust system of one or more embodiments may further comprise a three-way conversion (TWC) catalyst upstream or downstream of the ammonia generation catalyst. Additionally, in one or more embodiments, the engine exhaust system may further comprise an ammonia oxidation catalyst disposed downstream of the SCR catalyst to address any ammonia that has leaked. Specifically, FIG. 5 shows an engine exhaust system 500 comprising an ammonia generation catalyst 530 downstream of a gasoline engine 510 via an exhaust conduit 515, an optional TWC catalyst 540 downstream of the ammonia generation catalyst 530 via an exhaust conduit 535, and an SCR catalytic article 550 downstream of the ammonia generation catalyst 530 and the optional TWC catalyst 540 via an exhaust conduit 545. In one or more embodiments, the exhaust gas system 500 further comprises an ammonia oxidation catalyst 560 disposed downstream of the SCR catalyst 550 via an exhaust conduit 555.

[0099] Referindo-se à FIG. 5, em outras formas de realização, o sistema de escape de motor a gasolina 500 compreende um catalisador de geração de amônia 530 a jusante de um motor a gasolina 510 através de um conduto de escape 515, um catalisador de TWC opcional 520 a montante do catalisador de geração de amônia 530 através de um conduto de escape 525 e um artigo catalítico de SCR 550 a jusante do catalisador de geração de amônia 530 e do catalisador de TWC opcional 520 através de um conduto de escape 545. Em uma ou mais formas de realização, o sistema de gás de escape 500 compreende ainda um catalisador de oxidação de amônia opcional 560 disposto a jusante do catalisador de SCR 550 através de um conduto de escape 555.[0099] Referring to FIG. 5, in other embodiments, gasoline engine exhaust system 500 comprises an ammonia generation catalyst 530 downstream of a gasoline engine 510 via an exhaust conduit 515, an optional TWC catalyst 520 upstream of ammonia generation catalyst 530 via an exhaust conduit 525, and an SCR catalytic article 550 downstream of ammonia generation catalyst 530 and optional TWC catalyst 520 via an exhaust conduit 545. In one or more embodiments, exhaust gas system 500 further comprises an optional ammonia oxidation catalyst 560 disposed downstream of SCR catalyst 550 via an exhaust conduit 555.

[00100] Será reconhecido por um versado na técnica que um ou mais dos catalisadores de geração de amônia 530, o catalisador de SCR 550 ou os qualquer um dos catalisadores de TWC opcionais 520 e 540 possam estar em um filtro.[00100] It will be recognized by one of skill in the art that one or more of the ammonia generation catalysts 530, the SCR catalyst 550, or any of the optional TWC catalysts 520 and 540 may be in a filter.

[00101] Referindo-se à FIG. 6, o sistema de tratamento de gás de escape de motor de uma ou mais formas de realização pode compreender ainda um filtro de fluxo de parede disposto a montante do catalisador de SCR. Especificamente, a FIG. 6 mostra um sistema de escape de motor 600 que compreende um catalisador de geração de amônia 620 a jusante a partir de um motor a gasolina 610 através de um conduto de escape 615, um filtro de fluxo de parede opcional 630 a montante do catalisador de geração de amônia 620 através de um conduto de escape opcional 625, e um artigo catalítico de SCR 640 a jusante do catalisador de geração de amônia 620 através de um conduto de escape 635. Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fluxo de parede 630 tem um catalisador de conversão de três vias (TWC) disposto sobre o mesmo. Em outras formas de realização, o filtro de fluxo de parede 630 tem um catalisador de TWC disposto sobre o mesmo, bem como o catalisador de geração de amônia disposto sobre o mesmo. Em tais formas de realização, o conduto de escape opcional 625 está ausente do sistema de escape de motor 600.[00101] Referring to FIG. 6, the engine exhaust gas treatment system of one or more embodiments may further comprise a wall flow filter disposed upstream of the SCR catalyst. Specifically, FIG. 6 shows an engine exhaust system 600 comprising an ammonia generation catalyst 620 downstream from a gasoline engine 610 via an exhaust conduit 615, an optional wall flow filter 630 upstream of the ammonia generation catalyst 620 via an optional exhaust conduit 625, and an SCR catalytic article 640 downstream of the ammonia generation catalyst 620 via an exhaust conduit 635. In one or more embodiments, the wall flow filter 630 has a three-way conversion (TWC) catalyst disposed thereon. In other embodiments, the wall flow filter 630 has a TWC catalyst disposed thereon, as well as the ammonia generation catalyst disposed thereon. In such embodiments, the optional exhaust duct 625 is absent from the engine exhaust system 600.

[00102] Sem limitação, a Tabela 1 apresenta várias configurações de sistema de uma ou mais formas de realização. Note-se que cada componente está ligado ao componente seguinte através de condutos de escape, de modo que o motor está a montante do componente A, que está a montante do componente B, que está a montante do componente C, que está a montante do componente D:Tabela 1 [00102] Without limitation, Table 1 presents various system configurations of one or more embodiments. Note that each component is connected to the next component via exhaust ducts, such that the engine is upstream of component A, which is upstream of component B, which is upstream of component C, which is upstream of component D:Table 1

Engine exhaust treatment method:

[00103] Outro aspecto da presente invenção é direcionado a um método de tratamento da corrente de gás de escape de um motor. Em uma ou mais formas de realização, um método para o tratamento de uma corrente de gás de escape de motor de um motor a gasolina compreende escoar o fluxo da corrente de gás de escape de motor sobre um catalisador de geração de amônia; e direcionar a corrente de gás de escape contendo amônia através de um catalisador de SCR.[00103] Another aspect of the present invention is directed to a method of treating an engine exhaust gas stream. In one or more embodiments, a method for treating an engine exhaust gas stream from a gasoline engine comprises flowing the engine exhaust gas stream over an ammonia generation catalyst; and directing the ammonia-containing exhaust gas stream through an SCR catalyst.

[00104] A invenção agora é descrita com referência aos exemplos a seguir. Antes de descrever várias formas de realização exemplificativas da invenção, deve ser entendido que a invenção não se limita aos detalhes das etapas de construção ou processo estabelecidas na descrição a seguir. A invenção é capaz de outras formas de realização e de ser praticada ou ser realizada de várias maneiras.[00104] The invention is now described with reference to the following examples. Before describing various exemplary embodiments of the invention, it should be understood that the invention is not limited to the details of the construction or process steps set forth in the following description. The invention is capable of other embodiments and of being practiced or carried out in various ways.

EXAMPLES EXAMPLE 1- Preparation of Pt/Al2O3, Pd/Al2O3 and Pt, Pd/Al2O3 powder samples

[00105] Pt, na forma de solução de amina de platina, e Pd, na forma de nitrato de paládio, de acordo com as quantidades indicadas na Tabela 2, foram impregnados em Y-AI2O3 por técnicas convencionais de umidade incipiente. As amostras foram secas a 120 °C durante 8 horas, seguidas de calcinação a 550 °C por 4 horas.Tabela 2: Composições em pó de Pt, Pd [00105] Pt, in the form of platinum amine solution, and Pd, in the form of palladium nitrate, according to the amounts indicated in Table 2, were impregnated in Y-AI2O3 by conventional incipient wetting techniques. The samples were dried at 120°C for 8 hours, followed by calcination at 550°C for 4 hours.Table 2: Powder compositions of Pt, Pd

EXAMPLE 2 - H2 Temperature Programmed Reduction (TPR) Measurement

[00106] A redutibilidade das amostras do Exemplo 1 foi medida por H2 TPR. Antes da medição, amostras foram tratadas a 450 °C em 4% de O2/He por 20 min e depois esfriadas a -50 °C em He (g). O TPR foi medido na presença de 1% de H2/N2 com uma temperatura aumentada de -50 a 700 °C a uma taxa de 10 °C/min. Os volumes de H2 consumidos para reduzir por grama de cada amostra foram traçados nas Figuras 7A e 7B. Cada uma das amostras foi medida após a degradação a 750 °C por 2,5 horas (Figura 7A) e também após envelhecimento a 950 °C durante 40 horas (Figura 7B) em 2% de O2 e 10% de H2O equilibrado com N2.[00106] The reducibility of the samples of Example 1 was measured by H2 TPR. Prior to measurement, samples were annealed at 450 °C in 4% O2/He for 20 min and then cooled to -50 °C in He (g). TPR was measured in the presence of 1% H2/N2 with a temperature ramped from -50 to 700 °C at a rate of 10 °C/min. The volumes of H2 consumed to reduce per gram of each sample were plotted in Figures 7A and 7B. Each of the samples was measured after degradation at 750 °C for 2.5 hours (Figure 7A) and also after aging at 950 °C for 40 hours (Figure 7B) in 2% O2 and 10% H2O balanced with N2.

[00107] O estudo de H2 TPR nas amostras do Exemplo 1 em várias razões Pt/Pd demonstra que as amostras de Pt/Al2O3 e Pt/Pd/Al2O3 que são ricas em Pt (razão Pt/Pd a 10/1 e 4/1) consomem quantidade mínima de H2 (Figuras 7A e 7B). Por outro lado, Pd/Al2O3 e Pt/Pd/Al2O3 ricos em Pd (razão Pt/Pd a 1/1 e 1/4) consomem alta quantidade de H2. Os volumes de H2 consumidos pelo Pd/Al2O3, Pt/Pd/Al2O3 frescos a 1/1 e 1/4 são similares aos volumes de consumo de H2 calculados com base no pressuposto de que todo PdO é reduzido a Pd. Os volumes de H2 consumidos pelo Pd/Al2O3 envelhecido e Pt/Pd/Al2O3 a 1/4 são inferiores aos valores calculados, mas são significativamente maiores que os do Pt/Pd/Al2O3 ricos em Pt, e o consumo de H2 linearmente aumenta com o aumento de carga de Pd. O estudo de H2 TPR sugere que Pt/Al2O3 e Pt/Pd/Al2O3 em razões de 4/1 e acima terá um atraso muito mais curto em formação de NH3 do que Pt/Al2O3 e Pt/Pd/Al2O3 em razão de 1/1 e abaixo durante a transição de pobre pra rico.[00107] The H2 TPR study on the samples of Example 1 at various Pt/Pd ratios demonstrates that the Pt/Al2O3 and Pt/Pd/Al2O3 samples that are Pt-rich (10/1 and 4/1 Pt/Pd ratios) consume minimal amounts of H2 (Figures 7A and 7B). On the other hand, Pd/Al2O3 and Pt/Pd/Al2O3 rich in Pd (1/1 and 1/4 Pt/Pd ratios) consume high amounts of H2. The volumes of H2 consumed by fresh Pd/Al2O3, Pt/Pd/Al2O3 at 1/1 and 1/4 are similar to the H2 consumption volumes calculated based on the assumption that all PdO is reduced to Pd. The H2 volumes consumed by aged Pd/Al2O3 and 1/4 Pt/Pd/Al2O3 are lower than the calculated values, but are significantly higher than those of Pt-rich Pt/Pd/Al2O3, and the H2 consumption linearly increases with increasing Pd loading. The H2 TPR study suggests that Pt/Al2O3 and Pt/Pd/Al2O3 at ratios of 4/1 and above will have a much shorter delay in NH3 formation than Pt/Al2O3 and Pt/Pd/Al2O3 at ratios of 1/1 and below during the lean-to-rich transition.

EXAMPLE 3 - Catalyst Preparation

[00108] O catalisador contém uma Y-alumina ativada, carbonato de bário, platina e paládio em concentrações de aproximadamente 68%, 23%, 8% e 0,8%, respectivamente, com base no peso calcinado do catalisador. Pd na forma de nitrato de paládio e Pt na forma de solução de amina de platina foram introduzidos no BaCO3/Y-Al2O3 por técnicas convencionais de umidade incipiente. Este catalisador foi revestido sobre um suporte de substrato monolítico de fluxo transpassante tendo uma densidade celular de 900 células por polegada quadrada (cpsi) e uma espessura de parede de 2,5 mil. A carga total do revestimento reativo após 550 °C de calcinação por uma hora no ar foi de cerca de 1,8 g/in3.[00108] The catalyst contains an activated Y-alumina, barium carbonate, platinum, and palladium at concentrations of approximately 68%, 23%, 8%, and 0.8%, respectively, based on the calcined weight of the catalyst. Pd in the form of palladium nitrate and Pt in the form of platinum amine solution were introduced into the BaCO3/Y-Al2O3 by conventional incipient wetting techniques. This catalyst was coated onto a through-flow monolithic substrate support having a cell density of 900 cells per square inch (cpsi) and a wall thickness of 2.5 mil. The total loading of the reactive coating after 550°C calcination for one hour in air was about 1.8 g/in3.

EXAMPLE 4 - Preparation of a Comparative Catalyst

[00109] Esta formulação de duas camadas, que compreende uma camada de revestimento reativo de revestimento inferior e uma camada de revestimento reativo de revestimento superior, foi revestida sobre um suporte de substrato de monólito de fluxo transpassante tendo uma densidade celular de 400 células por polegada quadrada (cpsi) e uma espessura de parede de 4 mil, a camada de revestimento reativo superior sendo revestida sobre a camada de revestimento reativo inferior. O catalisador possui uma carga nominal de PGM total de 6.356,52 g/m3 (180 g/ft3) com uma razão de Pt/Pd de 63/117.[00109] This two-layer formulation, comprising a bottom-coat reactive coating layer and a top-coat reactive coating layer, was coated onto a through-flow monolith substrate support having a cell density of 400 cells per square inch (cpsi) and a wall thickness of 4 mil, the top reactive coating layer being coated over the bottom reactive coating layer. The catalyst has a nominal total PGM loading of 6,356.52 g/m3 (180 g/ft3) with a Pt/Pd ratio of 63/117.

[00110] A primeira camada (camada de revestimento reativo inferior) contém uma Y-alumina ativada, óxido de cério, carbonato de bário, magnésia, zircônia, platina e paládio a concentrações de aproximadamente 55%, 23%, 10%, 7,1%, 3,5%, 1,1% e 0,12%, respectivamente, com base no peso calcinado do catalisador. A carga de revestimento reativo total da primeira camada após uma calcinação de 550 °C durante uma hora no ar foi de cerca de 3,4 g/in3.[00110] The first layer (lower reactive coating layer) contains an activated Y-alumina, cerium oxide, barium carbonate, magnesia, zirconia, platinum, and palladium at concentrations of approximately 55%, 23%, 10%, 7.1%, 3.5%, 1.1%, and 0.12%, respectively, based on the calcined weight of the catalyst. The total reactive coating loading of the first layer after a 550°C calcination for one hour in air was about 3.4 g/in3.

[00111] A segunda camada (camada de revestimento superior) foi disposta na primeira camada. A segunda camada contém uma Y-alumina ativada, material de OSC (CeO2/ZrO2) com promotores, carbonato de bário, zircônia, paládio a concentrações de aproximadamente 9,2%, 78%, 8,7%, 2,3%, 3%, respectivamente, com base na peso calcinado do catalisador. A segunda camada de captura foi revestida em toda a primeira camada. O revestimento reativo total da segunda camada após a calcinação de 550 °C foi de cerca de 2,2 g/in3.[00111] The second layer (top coating layer) was arranged on the first layer. The second layer contains an activated Y-alumina, OSC (CeO2/ZrO2) material with promoters, barium carbonate, zirconia, palladium at concentrations of approximately 9.2%, 78%, 8.7%, 2.3%, 3%, respectively, based on the calcined weight of the catalyst. The second capture layer was coated on the entire first layer. The total reactive coating of the second layer after 550 °C calcination was about 2.2 g/in3.

EXAMPLE 5 - Lean-Rich Cycle Test to Demonstrate Lean NOx Storage and Conversion of Stored NOx to NH3

[00112] O armazenamento de NOx e a atividade de formação de NH3 do Exemplo 3 e do Exemplo 4 foram avaliados após a degradação dos catalisadores a 750 °C durante 2,5 horas e após o envelhecimento a 950 °C durante 40 horas. Os catalisadores foram avaliados em um equipamento de teste de reator com aparelho analítico FTIR. As avaliações foram realizadas com ciclos de 60 segundos de exposição a gás pobre, seguida de uma exposição a gás rico de 60 segundos. Os gases de alimentação continham hidrocarbonetos, CO, CO2, H2O e N2. NO foi incluído apenas na alimentação de gás pobre. O gás rico lambda é 0,953. A temperatura foi de 355 °C em operação pobre e 450 °C em operação rica.[00112] The NOx storage and NH3 formation activity of Example 3 and Example 4 were evaluated after degradation of the catalysts at 750°C for 2.5 hours and after aging at 950°C for 40 hours. The catalysts were evaluated in a reactor test rig with an FTIR analytical apparatus. Evaluations were performed with cycles of 60 seconds of lean gas exposure followed by a 60 second rich gas exposure. The feed gases contained hydrocarbons, CO, CO2, H2O, and N2. NO was included only in the lean gas feed. The rich gas lambda is 0.953. The temperature was 355°C in lean operation and 450°C in rich operation.

[00113] As Figuras 8A e 8B apresentam as concentrações de NOx e NH3 do Exemplo 3 e Exemplo 4 testados após o envelhecimento de 950 °C. O exemplo 3 mostrou armazenamento de NOx em exposição pobre, como evidenciado pela concentração de NOx de saída decrescente em relação à concentração de NOx de entrada. Após a transição para o gás rico, observou- se um pico incisivo de NH3 até 1150 ppm. Como o NOx não foi alimentado no gás rico, o NH3 formado originou-se do NOx pobre armazenado. O Exemplo 4 mostrou armazenamento de NOx ainda mais alto do que o Exemplo 3 em exposição pobre. No entanto, após a transição para rico, apenas uma pequena quantidade de NH3 formado (menos de 100 ppm), e a formação de NH3 mostrou um atraso significativo.[00113] Figures 8A and 8B present the NOx and NH3 concentrations of Example 3 and Example 4 tested after 950°C aging. Example 3 showed NOx storage at lean exposure, as evidenced by the decreasing outlet NOx concentration relative to the inlet NOx concentration. After transitioning to rich gas, a sharp NH3 peak was observed up to 1150 ppm. Since NOx was not fed into the rich gas, the NH3 formed originated from the stored lean NOx. Example 4 showed even higher NOx storage than Example 3 at lean exposure. However, after transitioning to rich, only a small amount of NH3 formed (less than 100 ppm), and NH3 formation showed a significant delay.

EXAMPLE 6 - Lean-Rich Cycle Test to demonstrate the conversion of stored NOx and rich NOx to NH3

[00114] Para demonstrar a atividade de formação de NH3 a partir de ambos os NOx pobre e NOx rico, o Exemplo 3 e o Exemplo 4 foram avaliados na mesma condição que o Exemplo 5, exceto que NO foi também incluído na alimentação de gás rico.[00114] To demonstrate NH3 formation activity from both lean NOx and rich NOx, Example 3 and Example 4 were evaluated under the same condition as Example 5, except that NO was also included in the rich gas feed.

[00115] As Figuras 9A e 9B apresentam as concentrações de NOx e NH3 do Exemplo 3 e o Exemplo 4 testados após um envelhecimento de 950 °C. No caso do Exemplo 3, as concentrações de NH3 estão muito acima do NOx de alimentação rica, indicando que o catalisador converteu eficientemente o NOx pobre armazenado e o NOx rico em NH3. A formação de NH3 apareceu logo após a transição de pobre para rica apenas com um pequeno atraso, porque o catalisador não continha OSC e a razão Pt/Pd era 245/25. No caso do Exemplo 4, as concentrações de NH3 estavam abaixo da concentração de NOx de alimentação rica. A formação de NH3 apareceu muito mais tarde após uma transição pobre para rica, devido ao consumo de redutores por OSC e PdO.[00115] Figures 9A and 9B show the NOx and NH3 concentrations of Example 3 and Example 4 tested after aging at 950 °C. In the case of Example 3, the NH3 concentrations are well above the rich feed NOx, indicating that the catalyst efficiently converted the stored lean NOx and rich NOx to NH3. NH3 formation appeared soon after the lean-to-rich transition with only a short delay because the catalyst did not contain OSC and the Pt/Pd ratio was 245/25. In the case of Example 4, the NH3 concentrations were below the rich feed NOx concentration. NH3 formation appeared much later after a lean-to-rich transition due to the consumption of reductants by OSC and PdO.

EXAMPLE 7 - Preparation of Catalysts with Different BaO Charges

[00116] Vários catalisadores foram preparados, compreendendo alumina, carbonato de bário, platina e paládio em concentrações listadas na Tabela 3, com base no peso calcinado do catalisador. Pd na forma de nitrato de paládio e Pt na forma de solução de amina de platina foram introduzidos em BaCO3/y-Al2O3 por técnicas convencionais de umidade incipiente. Este catalisador foi revestido sobre um suporte de substrato monolítico de fluxo transpassante tendo uma densidade celular de 900 células por polegada quadrada (cpsi) e uma espessura de parede de 2,5 mil. A carga total de revestimento reativo após 550 °C de calcinação por uma hora no ar era de cerca de 1,7 g/in3.Tabela 3: Composições de Catalisadores com diferentes cargas de BaO [00116] Various catalysts were prepared, comprising alumina, barium carbonate, platinum, and palladium at concentrations listed in Table 3, based on the calcined weight of the catalyst. Pd in the form of palladium nitrate and Pt in the form of platinum amine solution were introduced into BaCO3/y-Al2O3 by conventional incipient wetting techniques. This catalyst was coated onto a through-flow monolithic substrate support having a cell density of 900 cells per square inch (cpsi) and a wall thickness of 2.5 mil. The total reactive coating loading after 550°C calcination for one hour in air was about 1.7 g/in3. Table 3: Compositions of Catalysts with Different BaO Loadings

[00117] Os catalisadores com amostras IDs 7A, 7B, 7C e 7D foram testados na mesma condição como descrita no EXEMPLO 6, para demonstrar o efeito de carga BaO sobre a capacidade de armazenamento de NOx e a atividade de formação de NH3.[00117] Catalysts with sample IDs 7A, 7B, 7C and 7D were tested under the same condition as described in EXAMPLE 6, to demonstrate the effect of BaO loading on NOx storage capacity and NH3 formation activity.

[00118] As Figuras 10A e 10B apresentam as concentrações de NOx em operação pobre e as concentrações de NH3 em operação rica do Exemplo 7A a 7D testadas após envelhecimento a 950 °C por 40 horas. A Figura 10A mostra que as concentrações de NOx de saída decrescem com a carga de BaO aumentada de 10 a 25%, indicando que uma carga de BaO mais alta forneceu maior capacidade de armazenamento de NOx. Aumentar ainda mais a carga de BaO para 30% não mostrou benefício. A Figura 10B mostra que as concentrações de NH3 aumentam com a carga de BaO aumentada de 10 a 25%, indicando que a maior capacidade de armazenamento de NOx resultou do maior aumento da carga de BaO na formação de NH3 aumentada. Aumentar ainda mais a carga de BaO para 30% não mostrou benefício.[00118] Figures 10A and 10B present the lean-operating NOx concentrations and rich-operating NH3 concentrations of Examples 7A through 7D tested after aging at 950°C for 40 hours. Figure 10A shows that outlet NOx concentrations decrease with increased BaO loading from 10 to 25%, indicating that a higher BaO loading provided greater NOx storage capacity. Further increasing the BaO loading to 30% showed no benefit. Figure 10B shows that NH3 concentrations increase with increased BaO loading from 10 to 25%, indicating that the greater NOx storage capacity resulted from the greater increase in BaO loading resulting in increased NH3 formation. Further increasing the BaO loading to 30% showed no benefit.

Comparative Example 8 - Preparation of Catalyst containing Ceria

[00119] O catalisador contém céria, alumina, carbonato de bário, platina e paládio nas concentrações listadas na Tabela 4, com base no peso calcinado do catalisador. Pd na forma de nitrato de paládio e Pt na forma de solução de amina de platina foram introduzidos no BaCO3/y-Ai2O3 por técnicas convencionais de umidade incipiente. Este catalisador foi revestido sobre um suporte de substrato monolítico de fluxo transpassante tendo uma densidade celular de 900 células por polegada quadrada (cpsi) e uma espessura de parede de 2,5 mil. A carga total de revestimento reativo após 550 °C de calcinação por uma hora no ar foi incluída na Tabela 4.[00119] The catalyst contains ceria, alumina, barium carbonate, platinum, and palladium at the concentrations listed in Table 4, based on the calcined weight of the catalyst. Pd in the form of palladium nitrate and Pt in the form of platinum amine solution were introduced into the BaCO3/y-Ai2O3 by conventional incipient wetting techniques. This catalyst was coated onto a through-flow monolithic substrate support having a cell density of 900 cells per square inch (cpsi) and a wall thickness of 2.5 mil. The total reactive coating loading after 550°C calcination for one hour in air is included in Table 4.

[00120] Tabela 4: Composições de Catalisadores com diferentes cargas de céria [00120] Table 4: Compositions of Catalysts with Different Ceria Loadings

[00121] Os catalisadores com Amostras IDs 7B, 8A, 8B e 8C foram testados na mesma condição como descrito no EXEMPLO 6, para demonstrar o impacto negativo da céria sobre a atividade de formação de NH3. A Figura 11 apresenta as concentrações de NH3 de saída destes catalisadores, testadas após envelhecimento a 950 °C por 40 horas. A amostra ID 8A, que contém 1% de céria, não atrasou a formação de NH3, em comparação com a amostra ID 7B, que é substancialmente isenta de céria. As amostras IDs 8B e 8C, contendo 5 e 10% de céria, respectivamente, atrasaram a formação de NH3 durante a transição da operação pobre para a rica.[00121] Catalysts with Sample IDs 7B, 8A, 8B and 8C were tested under the same condition as described in EXAMPLE 6 to demonstrate the negative impact of ceria on NH3 formation activity. Figure 11 presents the outlet NH3 concentrations of these catalysts, tested after aging at 950 °C for 40 hours. Sample ID 8A, which contains 1% ceria, did not delay NH3 formation, compared to Sample ID 7B, which is substantially ceria-free. Sample IDs 8B and 8C, containing 5 and 10% ceria, respectively, delayed NH3 formation during the transition from lean to rich operation.

[00122] A referência ao longo deste relatório descritivo para “uma forma de realização”, “certas formas de realização”, “uma ou mais formas de realização” ou “uma forma de realização” significa que um aspecto, estrutura, material ou característica particular descrita em conexão com a forma de realização está incluída em pelo menos uma forma de realização da invenção. Assim, as aparências das frases tais como “em uma ou mais formas de realização”, “em certas formas de realização”, “em uma forma de realização” ou “em uma forma de realização” em vários locais ao longo deste relatório descritivo não se referem necessariamente à mesma forma de realização da invenção. Além disso, os aspectos, estruturas, materiais ou características particulares podem ser combinados de qualquer maneira adequada em uma ou mais formas de realização.[00122] Reference throughout this specification to “an embodiment,” “certain embodiments,” “one or more embodiments,” or “an embodiment” means that a particular aspect, structure, material, or feature described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the invention. Thus, the appearances of phrases such as “in one or more embodiments,” “in certain embodiments,” “in an embodiment,” or “in an embodiment” in various places throughout this specification do not necessarily refer to the same embodiment of the invention. Furthermore, the particular aspects, structures, materials, or features may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

[00123] Embora a invenção aqui tenha sido descrita com referência a formas de realização particulares, deve ser entendido que essas formas de realização são meramente ilustrativas dos princípios e aplicações da presente invenção. Será evidente para os versados na técnica que podem ser feitas várias modificações e variações ao método e ao aparelho da presente invenção sem se afastar do espírito e do escopo da invenção. Assim, pretende-se que a presente invenção inclua modificações e variações que estão dentro do escopo das reivindicações anexas e os seus equivalentes.[00123] Although the invention herein has been described with reference to particular embodiments, it should be understood that these embodiments are merely illustrative of the principles and applications of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations may be made to the method and apparatus of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Thus, it is intended that the present invention include modifications and variations that are within the scope of the appended claims and their equivalents.

Claims

1. An exhaust gas treatment system comprising: an ammonia generation catalyst comprising a NOx storage component, a refractory metal oxide support, a platinum component, and a palladium component, wherein the platinum component and the palladium components are present in a platinum to palladium ratio of greater than 6 to 1, and the ammonia generation catalyst has a composition of less than 1 wt. % ceria; wherein the NOx storage component is present in an amount of 15 to 25 wt. %, on an oxide basis, based on the total weight of the ammonia generation catalyst; and wherein the ammonia generation catalyst is disposed on a through-flow monolithic substrate support; and an ammonia selective catalytic reduction (SCR) catalyst downstream of the ammonia generation catalyst.

2. Exhaust gas treatment system according to claim 1, characterized in that the NOx storage component is selected from an oxide or carbonate of an alkali or alkaline earth metal.

3. Exhaust gas treatment system according to claim 2, characterized in that the NOx storage component is selected from an oxide or carbonate of one or more of cesium, barium, magnesium, calcium and strontium.

4. Exhaust gas treatment system according to claim 3, characterized in that the NOx storage component is selected from a barium oxide or carbonate.

5. Exhaust gas treatment system according to claim 1, characterized in that the refractory metal oxide support is selected from alumina, silica, titanium, zirconia and combinations thereof.

6. Exhaust gas treatment system according to claim 1, characterized in that the Pt/Pd ratio is in the range of 6/1 to 100/1.

7. Exhaust gas treatment system according to claim 6, characterized in that the Pt/Pd ratio is in the range of 6/1 to 20/1.

8. Exhaust gas treatment system according to claim 1, characterized in that the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst are on separate substrates.

9. Exhaust gas treatment system according to claim 1, characterized in that the ammonia generation catalyst and the SCR catalyst are on a single substrate.

10. Exhaust gas treatment system according to claim 1, characterized in that the ammonia generation catalyst comprises barium, alumina, platinum and palladium.

11. The exhaust gas treatment system of claim 1, wherein the SCR catalyst comprises one or more of a molecular sieve material and a mixed oxide.

12. The exhaust gas treatment system of claim 11, wherein the molecular sieve material has a six-membered double ring unit (d6r).

13. Exhaust gas treatment system according to claim 12, characterized in that the molecular sieve material is selected from structure types AEI, CHA and AFX.

14. Exhaust gas treatment system according to claim 13, characterized in that the molecular sieve material has the CHA structure type.

15. The exhaust gas treatment system of claim 11, wherein the molecular sieve material has a silica to alumina ratio in the range of 2 to 100.

16. Exhaust gas treatment system according to claim 11, characterized in that the molecular sieve material is promoted with a metal selected from Cu, Fe, Co, Ni, La, Ce, Mn, V, Ag and combinations thereof.

17. Exhaust gas treatment system according to claim 1, characterized in that the SCR catalyst is arranged in a wall flow filter.

18. Exhaust gas treatment system according to claim 1, characterized in that the SCR catalyst is arranged on a through-flow substrate.

19. The exhaust gas treatment system of claim 1, wherein a wall flow filter is arranged upstream of the SCR catalyst, the filter having a three-way conversion catalyst (TWC) and the ammonia generation catalyst therein.

20. The exhaust gas treatment system of claim 9, wherein the substrate comprises a wall flow filter having inlet passages and outlet passages and wherein the ammonia generation catalyst is in the inlet passages and the SCR catalyst is in the outlet passages.

21. Exhaust gas treatment system according to claim 1, characterized in that it additionally comprises a three-way conversion (TWC) catalyst.

22. Exhaust gas treatment system according to claim 21, characterized in that the TWC catalyst is upstream of the ammonia generation catalyst.

23. Exhaust gas treatment system according to claim 21, characterized in that the TWC catalyst is downstream of the ammonia generation catalyst.

24. Exhaust gas treatment system according to claim 1, characterized in that it additionally comprises an ammonia oxidation catalyst downstream of the SCR catalyst.

25. Exhaust gas treatment system according to claim 22, characterized in that the TWC catalyst comprises a TWC catalyst in a filter.

26. The exhaust gas treatment system of claim 1, comprising: an ammonia generation catalyst having a composition of less than 1 wt. % ceria and comprising a NOx storage component, a refractory metal oxide support, a platinum component, and a palladium component, wherein the platinum component and the palladium components are present in a platinum to palladium ratio of greater than 6 to 1; and wherein the NOx storage component is present in an amount of 15 to 25 wt. %, on an oxide basis, based on the total weight of the ammonia generation catalyst; an ammonia selective catalytic reduction (SCR) catalyst comprising a molecular sieve material having a six-membered double ring (d6r) unit downstream of the ammonia generation catalyst.

27. A method for treating an exhaust gas stream from a gasoline engine employing the exhaust gas treatment system of claim 1, the method comprising flowing the engine exhaust gas stream over an ammonia generation catalyst; and directing the exhaust gas stream through a downstream SCR catalyst, wherein the ammonia generation catalyst has a composition of less than 1 wt % ceria and comprises a NOx storage component, a refractory metal oxide support, a platinum component, and a palladium component, wherein the platinum component and the palladium component are present in a platinum to palladium ratio of greater than 6 to 1; and wherein the NOx storage component is present in an amount of 15 to 25 wt %, on an oxide basis, based on the total weight of the ammonia generation catalyst.