專利名稱：制備經(jīng)涂覆的整料的方法
制備經(jīng)涂覆的整料的方法本發(fā)明涉及一種制備經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的方法，所述負(fù)載元件包含具有將該通道彼此隔開的壁的通道。根據(jù)本發(fā)明，在第一步α)中，提供具有基于懸浮液總重量為15-401重量％的特定固含量的優(yōu)選含水懸浮液。在第二步(ii)中，將所述懸浮液適當(dāng)?shù)胤稚⑦M(jìn)氣流中，隨后將所得氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件，其中將涂料施加至所述整料元件的壁上。優(yōu)選分散和引導(dǎo)通過使用包含至少一個(gè)位于所述整料負(fù)載元件對(duì)面的噴嘴的設(shè)備進(jìn)行。此夕卜，本發(fā)明涉及由此獲得的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件及其用途，尤其是在催化領(lǐng)域中的用途。在催化領(lǐng)域中，例如在用于汽車廢氣處理的催化劑領(lǐng)域中，使用其中通常將催化活性材料施加至整料負(fù)載元件的催化劑。在大多數(shù)相應(yīng)領(lǐng)域中，使用通流式整料，其包含具有將通道彼此隔開的壁的通道。在大多數(shù)情況下，所述通道具有多邊形橫截面，其中優(yōu)選為矩形，尤其優(yōu)選正方形橫截面。如果將催化活性材料施加至具有矩形橫截面的這些通道的壁上，通常會(huì)存在如下問題在施加涂料期間，在由兩個(gè)相鄰壁形成的角落中形成涂層的圓角部分。這些圓角部分大致確定了橫截面的中凹外形，且根據(jù)本領(lǐng)域的已知方法如浸涂工藝，該中凹外形的半徑較大。這又意味著所述圓角部分中所含的較高量的涂層且因此較高量的催化活性材料不能用于廢氣流，因此對(duì)用作催化劑的經(jīng)涂覆負(fù)載元件的所需應(yīng)用而言是無用的。由于對(duì)若干催化目的而言，該催化活性材料包含至少一種貴金屬組分這一事實(shí)，圓角部分中的該催化活性材料的浪費(fèi)在經(jīng)濟(jì)上也是顯著不利的。此外，圓角部分的所述中凹半徑越大，則在給定整料負(fù)載元件的通道中，用于廢氣流的表面就越低。因此，大半徑導(dǎo)致經(jīng)涂覆整料的不期望的催化活性損失?？深A(yù)期由于大半徑也可導(dǎo)致壓力損失的不希望的增大。DE 199 61 483B4公開了用于凈化點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的催化劑。根據(jù)該文獻(xiàn)，公開了具有六邊形孔的整料負(fù)載元件，其中涂覆至所述整料壁上的催化活性層最薄區(qū)域中的厚度為10-70微米，且其中最后區(qū)域中的厚度不超過最薄區(qū)域中的厚度的12倍。特別地，根據(jù)DE 199 61 483B4的圖3，不能避免圓角部分的大半徑。US 4，335，023公開了用于負(fù)載催化促進(jìn)材料的整料負(fù)載元件，其中所述元件的通道橫截面外形為正多邊形，優(yōu)選為正方形。在US 4，335，023的上下文中，描述了將通道壁的接合處倒圓角以提供中凹外形。因此，通過改變整料負(fù)載元件本身，避免或至少部分減少 了銳角角落中發(fā)生的過量催化材料的聚集。然而，改變整料負(fù)載元件本身的幾何形狀會(huì)導(dǎo)致整料制備困難度增大。根據(jù)US 4，335，023的圖5，點(diǎn)畫部分Ab顯示了不易到達(dá)的壁的接合角落。US 4，335，023的圖2、3和4顯示了在第9欄表A中詳述的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件。根據(jù)該表，圓角部分中的涂層的最小曲率半徑為O. 0168英寸，對(duì)應(yīng)于O. 043cm。如上所述，為了避免半徑過大，US 4，335，023教導(dǎo)了改變整料負(fù)載元件，但就所關(guān)注的用于涂覆常規(guī)整料負(fù)載元件的改進(jìn)方法而言，未給出教導(dǎo)。因此，本發(fā)明的目的是提供一種涂覆整料負(fù)載元件的方法，所述負(fù)載元件包含具有將通道彼此隔開的壁的通道，所述通道具有多邊形橫截面外形，其中在該經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件中，兩個(gè)相鄰的涂覆壁的接合由涂層圓角部分形成，且其中涂層圓角部分在橫截面中確定了深度延伸至與兩個(gè)相鄰的涂覆壁相切設(shè)置的圓的弓形中點(diǎn)的中凹外形，其中所述圓具有小半徑R。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，可通過如下方法制備該經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件其中將具有特定固含量的懸浮液分散進(jìn)氣流中，并將該氣流沿所述負(fù)載元件通道的軸向?qū)е猎撜县?fù)載元件，其中所述分散的懸浮液的質(zhì)量流量以及將所述分散的懸浮液導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件的時(shí)間處于特定范圍之內(nèi)。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明涉及一種制備經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的方法，其中所述負(fù)載元件包含具有將通道彼此隔開的壁的通道，所述通道具有多邊形，優(yōu)選矩形，更優(yōu)選正方型橫截面外形，所述方法包括(i)提供具有通過以IOOiT1剪切速率剪切懸浮液而測(cè)得的為O. 5-100mPas的粘度且具有基于所述懸浮液總重量為1-40重量％的固含量的懸浮液，所述懸浮液優(yōu)選為含水懸浮液；(ii)將所述懸浮液分散進(jìn)氣流中，以獲得包含液滴尺寸處于從dio大于或等于I微米至d90小于或等于100微米范圍內(nèi)的液滴的氣流；(iii)將包含所述液滴的所述氣流沿負(fù)載元件通道的軸向?qū)е了稣县?fù)載元件。此外，本發(fā)明涉及一種包含具有壁的通道的整料負(fù)載元件，所述壁具有可通過或通過上文所定義的方法獲得的沉積于其上的涂層。此外，本發(fā)明涉及一種包含具有將通道彼此隔開且其上沉積有涂層的壁的通道的整料負(fù)載元件，其中未涂覆的通道具有多邊形橫截面外形，優(yōu)選矩形橫截面外形，更優(yōu)選正方形橫截面外形；其中所述橫截面外形角落中的涂層平均厚度d。小于或等于所述橫截面外形邊上涂層的平均厚度4加85微米(dE+85微米))，優(yōu)選加80微米，其中該整料負(fù)載元件優(yōu)選可通過或通過上文所定義的方法獲得。此外，本發(fā)明涉及上文所定義的整料負(fù)載元件(優(yōu)選可通過或通過上文所定義的方法獲得)作為催化制品，優(yōu)選作為用于廢氣處理的催化制品，更優(yōu)選作為用于汽車廢氣處理的催化制品。因此，本發(fā)明還涉及一種處理廢氣的方法，優(yōu)選處理汽車廢氣的方法，包括使上文所定義的整料負(fù)載元件(優(yōu)選可通過或通過上文所定義的方法獲得)與廢氣，優(yōu)選與汽車廢氣接觸。
附圖簡(jiǎn)介圖I顯示了本發(fā)明所用裝置的示例性布置，其中將懸浮液以與由上至下的方向成45°的角度沿向下引導(dǎo)至整料負(fù)載元件。在

圖1，所用縮寫表示(a)分散氣體入口(b)懸浮液入口(c)分散裝置(例如一個(gè)或多個(gè)(噴霧)嘴)(d)整料(e)氣體出口圖2顯示了示意圖，其示意了如何確定值士(本發(fā)明經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件邊上的涂層平均厚度)和d。(本發(fā)明經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件角中的涂層平均厚度)。
圖3顯示了根據(jù)實(shí)施例2所述的本發(fā)明方法獲得的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件。圖3中的兩張圖均顯示具有相同的橫截面外形。第一張圖顯示了參數(shù)4的確定。第二張圖顯示了參數(shù)d。的確定。第三張圖(圖3a)顯示了參數(shù)R(橫截面外形角落的半徑)的確定。圖4顯示了通過對(duì)比實(shí)施例I所述的現(xiàn)有技術(shù)浸涂方法獲得的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件。圖4的兩張圖均顯示具有相同的橫截面外形。第一張圖顯示了參數(shù)4的確定。第二張圖顯示了參數(shù)d。的確定。第三張圖(圖4a)顯示了參數(shù)R(橫截面外形角落中的半徑)的確定。圖5顯示了根據(jù)對(duì)比實(shí)施例2所述的現(xiàn)有技術(shù)浸涂方法獲得的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件。圖5的兩張圖均顯示具有相同的橫截面外形。第一張圖顯示了參數(shù)4的確定。第二張圖顯示了參數(shù)d。的確定。第二張圖還顯示了參數(shù)R(橫截面外形角落中的半徑)的確定。圖6顯示了根據(jù)基于處于本發(fā)明方法特性(粘度)之外的懸浮液的噴涂方法獲得 的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件。所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的制備描述于對(duì)比實(shí)施例3中。圖7顯示了根據(jù)基于處于本發(fā)明方法特性(固含量)之外的懸浮液的噴涂方法獲得的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件。所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的制備描述于對(duì)比實(shí)施例4中。圖8顯示了實(shí)施例3所述的測(cè)試結(jié)果，其中將三種經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件置于烴料流中。縮寫“ C[%]”表示“烴轉(zhuǎn)化率[%] ”，縮寫“E2”表示通過使用實(shí)施例2的催化劑獲得的結(jié)果，縮寫“CE1”表示通過使用對(duì)比實(shí)施例I的催化劑獲得的結(jié)果，且縮寫“CE2”表示通過使用對(duì)比實(shí)施例2的催化劑獲得的結(jié)果。發(fā)明詳述如上所述，本發(fā)明涉及制備經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的方法，所述負(fù)載元件包含具有將通道彼此隔開的壁的通道，所述通道具有多邊形，優(yōu)選矩形，更優(yōu)選正方形的橫截面外形，所述方法包括(i)提供具有通過以IOOiT1剪切速率剪切懸浮液而測(cè)得的為O. 5-100mPas的粘度且具有基于所述懸浮液總重量為1-40重量％的固含量的懸浮液，所述懸浮液優(yōu)選為含水懸浮液；(ii)將所述懸浮液分散進(jìn)氣流中，以獲得包含液滴尺寸處于從dlO大于或等于I微米至d90小于或等于100微米范圍內(nèi)的液滴的氣流；(iii)將包含所述液滴的所述氣流沿負(fù)載元件通道的軸向?qū)е了稣县?fù)載元件上。根據(jù)本發(fā)明，已發(fā)現(xiàn)⑴中所提供的懸浮液的某些特征(即，所述懸浮液的特定粘度和所述懸浮液的特定固含量)與(ii)中的經(jīng)分散的懸浮液的特定參數(shù)(即，所述經(jīng)分散的懸浮液的平均液滴尺寸)的特定組合允許獲得具有優(yōu)異涂層性質(zhì)的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件，其中橫截面外形的角落包含最小量的涂料物質(zhì)。特別地，當(dāng)整料負(fù)載元件的橫截面外形為矩形或正方形時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)制品相比，所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件顯示出該優(yōu)異的特征，并且在橫截面外形的角落中包含如此低量的涂料物質(zhì)以至于本發(fā)明的涂層可稱為“矩形涂層”或“正方形涂層”。步驟⑴根據(jù)本發(fā)明的步驟(i)，提供具有通過以100s—1剪切速率剪切所述懸浮液而測(cè)得的為O. 5-100mPas粘度的懸浮液。更優(yōu)選粘度為l_50mPaS，優(yōu)選為I. 5-30mPas，更優(yōu)選為I. 5-20mPas。因此，本發(fā)明懸浮液的典型粘度值為I. 5_5mPas、或5-10mPas、或10_15mPas或15-20mPas。尤其優(yōu)選本發(fā)明懸浮液的低粘度值例如為I. 5-4mPas，更優(yōu)選為2-3mPas。如上文所定義，(i)中所提供的懸浮液的所有粘度值均應(yīng)理解為通過在IOOiT1剪切速率下剪切所述懸浮液并使用椎板型粘度計(jì)(例如Anton-Paar MCR-100粘度計(jì))測(cè)定。此外，在步驟(i)中，所提供的懸浮液具有基于該懸浮液總重量為1-40重量％的固含量。盡管所述懸浮液通常可具有低固含量如1-20重量％，但優(yōu)選固含量為20-40重量％，更優(yōu)選為20-35重量％。特別地，在本發(fā)明方法步驟(i)中提供的懸浮液固含量為20-30 重量 ％。此外，已發(fā)現(xiàn)當(dāng)存在于(i)中所提供的懸浮液中的固體材料顆粒的平均粒度處于特定范圍內(nèi)時(shí)，本發(fā)明方法可能是尤其有利的。優(yōu)選的粒度為d9(l小于或等于10微米，更優(yōu)選d9(l小于或等于7微米，更優(yōu)選d9(l小于或等于5微米。尤其優(yōu)選的粒度為d9(l小于或等于3微米，更優(yōu)選d9(l小于或等于2微米。本發(fā)明上下文中所用術(shù)語(yǔ)“粒度”應(yīng)理解為通過激光散射測(cè)量所述懸浮液或所述懸浮液的稀釋液而測(cè)得的粒度。術(shù)語(yǔ)“d9(l”意指小于或等于 該粒度的所有顆粒的集合體占全部試樣的顆粒體積的90%。本發(fā)明方法通?？捎糜趯⒒旧先魏晤愋偷耐苛鲜┘又琳县?fù)載元件上。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，由于根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選用途，將經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件用作催化制品這一事實(shí)，通過本發(fā)明方法施加的涂料包含至少一種催化活性組分。就所述至少一種催化活性組分而言，通常不存在特別的限制。尤其可提及催化活性金屬或催化活性金屬的前體。本發(fā)明上下文中所用術(shù)語(yǔ)“催化活性金屬的前體”是指當(dāng)用于本發(fā)明方法時(shí)，產(chǎn)生存在于最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件中的催化活性金屬的化合物。出于示意性原因而非以任何方式對(duì)其進(jìn)行限制，這類催化活性金屬的前體可為(i)的懸浮液中所含的所述金屬的鹽，其在當(dāng)在(ii)中分散所述懸浮液時(shí)和/或當(dāng)在(iii)中施加經(jīng)分散的懸浮液時(shí)和/或?qū)?jīng)涂覆的整料負(fù)載元件進(jìn)行干燥和/或煅燒和/或用下文更詳細(xì)描述的合適氣流處理時(shí)，轉(zhuǎn)化成催化活性金屬。作為其他催化活性組分，例如可提及催化反應(yīng)促進(jìn)化合物如促進(jìn)劑金屬或其前體，催化活性多孔復(fù)合物如沸石或其前體、分子篩或其前體。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，(i)中所提供的懸浮液包含至少一種催化活性金屬或其合適的前體。特別地，如前文的一般性定義，術(shù)語(yǔ)“催化活性金屬的合適前體”是指催化活性金屬的鹽，其在用于本發(fā)明方法中時(shí)，作為金屬化合物存在于所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件中。優(yōu)選所述至少一種催化活性金屬選自如下組錳、銅、鎳、鐵、鉻、鋅、鈀、鉬、銠、釕、銀、金及其兩種或更多種的混合物。更優(yōu)選所述至少一種催化活性金屬選自如下組鈀、鉬、銠、釕及其兩種或更多種的混合物。更優(yōu)選所述催化活性金屬為鉬或鉬與鈀的混合物。在本發(fā)明的該上下文中提及的這類金屬的典型前體例如為氫氧化鉬胺、硝酸鉬、氫氧化四胺鉬或氯化四胺鉬、硝酸鈀、硝酸四胺鈀或氯化四胺鈀或硝酸銠。通常對(duì)(i)中所提供的懸浮液的至少一種催化活性金屬或其合適前體的濃度沒有特別的限制，條件是獲得上文所定義的粘度值和固含量值。根據(jù)本發(fā)明，已發(fā)現(xiàn)(i)中所提供的懸浮液的催化活性金屬或其合適前體的優(yōu)選濃度為O. 5-15重量％，基于所述懸浮液中所含固體的總重量。更優(yōu)選(i)中所提供的懸浮液的催化活性金屬或其合適前體的濃度為O. 6-14重量％，更優(yōu)選為O. 7-13重量％，更優(yōu)選為O. 8-12重量％，更優(yōu)選為O. 9-11重量％，更優(yōu)選為1-10重量％。如果所述懸浮液中包含兩種或更多種催化活性金屬或其合適前體，則這些值是指各催化活性金屬或其前體的單獨(dú)濃度之和。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，除所述至少一種催化活性金屬或其合適前體之外，
(i)中所提供的懸浮液還至少包含載體，尤其是至少一種用于所述至少一種催化活性金屬或其前體的載體，或至少一種載體的至少一種合適前體。本發(fā)明上下文中所用術(shù)語(yǔ)“載體的前體”是指當(dāng)用于本發(fā)明方法中時(shí)，產(chǎn)生存在于最終獲得的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件中的載體的化合物。本發(fā)明的優(yōu)選載體包括但不限于氧化物和/或混合氧化物，尤其是多孔氧化物和/或多孔混合氧化物，其中所給的多孔氧化物或多孔混合氧化物可為無定形的或結(jié)晶的，或者無定形和結(jié)晶的。這類氧化物可包含微孔、或中孔、或大孔、或微孔和中孔、或微孔和大孔、或微孔和中孔和大孔。盡管沒有特別的限制，但優(yōu)選所述多孔氧化物為難熔金屬氧化物。更優(yōu)選所述多孔氧化物選自如下組氧化鋁、氧化鋯、二氧化硅、二氧化鈦、稀土金屬氧化物(如鈰、鐠、鑭、釹和釤的氧化物)、二氧化硅-氧化鋁、硅鋁酸鹽、氧化鋁-氧化鋯、氧 化鋁-氧化鉻、氧化鋁-稀土金屬氧化物、二氧化鈦-二氧化硅、二氧化鈦-氧化鋯、二氧化鈦-氧化鋁、沸石、分子篩及其兩種或更多種的混合物。更優(yōu)選所述至少一種多孔負(fù)載材料選自如下組A1203、ZrO2, CeO2, SiO2及其兩種或更多種的混合物?？赡艿姆惺蔀樘烊换蚧瘜W(xué)合成的沸石、或者天然且化學(xué)處理的沸石。沸石的可能結(jié)構(gòu)類型例如定義于Atlas of Zeolite Structure Types中，包括但不限于如下結(jié)構(gòu)類型ABW、AC0、ΑΕΙ、AEL、AEN、AET, AFG, AFI、AFN、AFO、AFR、AFS、AFT、AFX、AFY, AHT, ANA、APC, APD、AST、ASV、ΑΤΝ、ΑΤΟ、ATS、ATT、ATV、AffO, Affff、BCT、BEA, BEC、ΒΙΚ、BOG、ΒΡΗ、BRE、CAN、CAS、CDO、CFI、CGF, CGS, CHA, CHI、CLO, CON、CZP, DAC、DDR、DFO, DFT、D0H、DON、EAB,EDI、EMT、EPI、ERI、ESV、ETR、EUO, FAU、FER、FRA、GIS、GIU、GME, G0N、G00、HEU、IFR、ISV,ITE、ITH、ITW、IffR, Iffff、JBff, KFI、LAU, LEV、LI0、LOS、LOV, LTA, LTL, LTN、MAR、MAZ, MEI、MEL、MEP, MER、MMFI、MFS、MON、M0R、MSO, MTF, MTN、MTT, MTW、MWff、NAB、NAT、NES, NON、NPO,0BW、OFF、OSI、0S0、PAR、PAU、PHI、PON、RHO, RON、RRO, RSN、RTE, RTH、RUT、RffR, RffY, SAO,SAS, SAT、SAV, SBE, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH、SFN、SFO, SGT, SOD、SSY, STF, STI、STT,TER、THO, TON、TSC、UEI、UFI、UOZ, USI、UTL, VET、VFI、VNI、VSV, WEI、WEN、YNU, YUG 和 Ζ0Ν。參見http://izasc. ethz. ch/fmi/xsl/IZA~SC/ft. xsl)。典型的沸石例如為菱沸石、絲光沸石、β沸石、ZSM-5。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，所述難熔金屬氧化物基本上由氧化鋁構(gòu)成，更優(yōu)選由Y-氧化鋁或活化氧化鋁如Y-或H-氧化鋁構(gòu)成。優(yōu)選所述活化氧化鋁具有根據(jù)BET表面積測(cè)定法測(cè)得的為60-300m2/g，優(yōu)選90-200m2/g，更優(yōu)選100_180m2/g的比表面積。因此，本發(fā)明還涉及上文所定義的方法，其中(i)中所提供的懸浮液中所含的載體為Al2O3，優(yōu)選為Y -Al2O3。通常對(duì)(i)中所提供的懸浮液中的至少一種載體或其合適前體的濃度沒有特別的限制，條件是獲得上文所定義的粘度值和固含量值。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)⑴中所提供的懸浮液中的載體或其合適前體的優(yōu)選濃度為0.01-40重量％。更優(yōu)選(i)中所提供的懸浮液中的載體或其合適前體的濃度為0. 1-35重量％，更優(yōu)選為0. 5-30重量％，更優(yōu)選為1-25重量％。如果所述懸浮液中包含兩種或更多種載體或其合適前體，則這些值是指各載體或其前體的單獨(dú)濃度之和。根據(jù)本發(fā)明，通常將所述至少一種載體用作所述至少一種催化活性金屬的載體。(i)中所提供的懸浮液沒有特別的限制，條件是所得懸浮液具有上文所定義的特性。當(dāng)所述懸浮液包含至少一種催化活性金屬或其合適前體和/或至少一種載體或其合適前體，優(yōu)選至少一種催化活性金屬或其合適前體和至少一種載體或其合適前體，更優(yōu)選至少一種催化活性金屬前體和至少一種載體時(shí)，優(yōu)選用至少一種包含所述至少一種催化活性金屬或其前體的溶液浸潰所述載體或其前體。就所用溶劑而言，沒有特別的限制，條件是所得懸浮液可用于本發(fā)明的步驟(ii)中。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，所述溶液為水溶液。然后，將浸潰的載體與至少一種合適的液體混合以獲得(i)的懸浮液。優(yōu)選該液體為水，更優(yōu)選為去離子水。取決于用于涂覆所述整料負(fù)載元件的化合物類型，尤其是載體或其前體的類型和/或催化活性金屬或其前體的類型，例如可能必須降低固體顆粒的粒度，從而能獲得具有上文所定義的特性的懸浮液。在這種情況下，顆粒的尺寸通過任何可行方法合適地降低。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，基于待涂覆至所述整料負(fù)載元件上的化合物，尤其是上文所定義的經(jīng)浸 潰載體，制備第一懸浮液，適當(dāng)?shù)?，?duì)所述懸浮液進(jìn)行研磨以降低固體的粒度。由可實(shí)施至少一次的該粒度降低步驟，尤其是研磨步驟獲得如下懸浮液，其包含具有上文所定義粒度的顆粒的固體，尤其是CU小于或等于10微米，優(yōu)選是d9(l小于或等于7微米,更優(yōu)選是d9(l小于或等于5微米。取決于如此獲得的懸浮液的粘度，可能必須對(duì)所述懸浮液進(jìn)行適當(dāng)?shù)貪饪s或稀釋以獲得具有上文所定義粘度的在(i)中提供的懸浮液。優(yōu)選用至少一種合適液體，優(yōu)選水，更優(yōu)選去離子水稀釋由至少一個(gè)降低粒度的步驟獲得的懸浮液，以獲得粘度為O. 5-100mPas(通過以IOOiT1的剪切速率剪切所述懸浮液測(cè)定)且固含量基于所述懸浮液總重為1-40重量％的懸浮液。尤其是當(dāng)待涂覆的復(fù)合物包含至少一種催化活性金屬或其前體且所述金屬優(yōu)選選自錳、銅、鎳、鐵、鉻、鋅、鈀、鉬、銠、釕、銀、金及其兩種或更多種的混合物，更優(yōu)選選自鈀、鉬、銠、釕及其兩種或更多種的混合物，所述金屬尤其為鉬或鉬與鈀的混合物，且進(jìn)一步包含至少一種所述催化活性金屬或其前體的載體或其前體且所述載體優(yōu)選選自氧化鋁、氧化鋯、二氧化硅、二氧化鈦、稀土金屬氧化物(如鈰、鐠、鑭、釹和釤的氧化物)、二氧化硅-氧化鋁、硅鋁酸鹽、氧化鋁-氧化鋯、氧化鋁-氧化鉻、氧化鋁-稀土金屬氧化物、二氧化鈦-二氧化硅、二氧化鈦-氧化鋯、二氧化鈦-氧化鋁、沸石、分子篩及其兩種或更多種的混合物，更優(yōu)選選自Al203、Zr02、Ce02、Si02及其兩種或更多種的混合物，所述載體尤其為Al2O3，更優(yōu)選為Y-Al2O3時(shí)，發(fā)現(xiàn)在制備⑴中所提供的懸浮液期間，應(yīng)將⑴中制備期間所得懸浮液的PH值保持為3-5，更優(yōu)選為3. 4-4. 5。將所述溶液的pH值調(diào)節(jié)至所述值可通過添加合適量的至少一種合適酸而實(shí)現(xiàn)。典型的酸例如為乙酸、硝酸或酒石酸，尤其優(yōu)選乙酸和硝酸。因此，本發(fā)明還涉及如上文所定義的方法，其中在(i)中，所述懸浮液通過包括如下步驟的方法提供(a)用至少一種包含至少一種催化活性金屬或其合適前體的溶液浸潰至少一種載體或其合適前體；(b)將所述至少一種經(jīng)浸潰的載體或其合適前體與水和合適量的酸混合以獲得pH值為3-5且固含量為20-50重量％的懸浮液；(c)對(duì)(b)中所得懸浮液進(jìn)行研磨，以獲得其中(i)中所提供的懸浮液的顆粒的粒度d9(l小于或等于10微米，優(yōu)選小于或等于7微米，更優(yōu)選小于或等于5微米的懸浮液；(d)用去離子水，任選額外與合適量的酸一起，稀釋(C)中所得的懸浮液以獲得粘度為O. 5-100mPas(通過以IOOiT1的剪切速率剪切所述懸浮液而測(cè)定)且固含量基于懸浮液總重為1-40重量％的懸浮液。根據(jù)尤其優(yōu)選的實(shí)施方案，本發(fā)明還涉及如上文所定義的方法，其中在(i)中，所述懸浮液通過包括如下步驟的方法提供(a)用包含鉬鹽，優(yōu)選氫氧化鉬作為催化活性金屬前體的溶液，或者用包含鉬鹽和鈀鹽，優(yōu)選氫氧化鉬胺和硝酸鈀作為催化活性金屬前體的溶液浸潰氧化鋁；
(b)將所述經(jīng)浸潰的氧化鋁與去離子水和合適量的酸(優(yōu)選乙酸)混合以獲得pH 值為3-5且固含量為20-50重量％的懸浮液；(c)對(duì)(b)中所得懸浮液進(jìn)行研磨，以獲得其中(i)中所提供的懸浮液的顆粒的粒度d9(l小于或等于10微米，優(yōu)選小于或等于7微米，更優(yōu)選小于或等于5微米的懸浮液；(d)用去離子水稀釋(C)中所得的懸浮液以獲得粘度為0.5-100mPas(通過以IOOs-1的剪切速率剪切所述懸浮液而測(cè)定)且固含量基于懸浮液總重為1-40重量％的懸浮液。在制備(i)中的懸浮液的方法的任何步驟中，除了上文已描述的化合物之外，可添加一種或多種其他組分。取決于最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件的用途，可添加一種或多種合適的促進(jìn)劑或其合適前體如La、Pr、Nd、Ba和/或Sr，和/或一種或多種合適的造孔齊U，例如纖維素衍生物如甲基纖維素或乙基纖維素、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烴、聚酰胺或聚酯。也可添加一種或多種消泡劑如辛醇或其他合適的表面活性劑。(i)中懸浮液制備期間的各單獨(dú)步驟可在合適的壓力和溫度下進(jìn)行。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，各單獨(dú)步驟在20-30° C的溫度和環(huán)境壓力下進(jìn)行。步驟(ii)根據(jù)本發(fā)明方法的步驟(ii)，將由(i)獲得的懸浮液分散進(jìn)氣流中以獲得包含液滴尺寸處于從dlO大于或等于I微米至d90小于或等于100微米范圍內(nèi)的液滴的氣流。本發(fā)明上下文中所用液滴尺寸dlO和d90應(yīng)以與懸浮液粒度d90相同的方式理解小于或等于dlO的所有液滴的集合體占所測(cè)試樣的全部液滴體積的10%，小于或等于d90的所有液滴的集合體占所測(cè)試樣的全部液體體積的90%。液滴尺寸可通過激光衍射系統(tǒng)，例如MalvernInsitec T 測(cè)定。通常對(duì)在步驟(ii)中，將(i)中所得懸浮液夾帶于氣流中的所述方法沒有特別的限制。根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方案，將(i)中所得懸浮液夾帶于氣流中通過使用噴嘴，尤其是兩相噴嘴實(shí)施。在該兩相噴嘴中，將獲自(i)的懸浮液注入噴嘴中，或者在壓力或重力下供入噴嘴中。此外，將氣流注入噴嘴中，其中所述氣流起懸浮液的霧化介質(zhì)的作用。在該噴嘴中，通過由膨脹氣流施加在懸浮液上的剪切力將所述懸浮液分散成小液滴。允許液滴尺寸處于上文所定義范圍之內(nèi)的有用噴嘴，如Schlick或Lechler的兩相噴嘴，例如Schlick 970型，可用于本發(fā)明的上下文中。就步驟(ii)中所述的噴嘴性能而言，沒有特別的限制，條件是可獲得處于上文所定義范圍之內(nèi)的所需液滴尺寸。通常在壓力下將氣流注入噴嘴中。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選在O. 5-2巴，優(yōu)選O. 5-1. 5巴，更優(yōu)選O. 5-1.2巴的壓力下將氣流引入噴嘴中。通?？稍趯⑺鰵饬饕雵娮熘凹訜嵩摿狭鳌８鶕?jù)本發(fā)明，所述氣流的溫度通常為0-100° C，更優(yōu)選為10-75° C，更優(yōu)選為15-50° C。就用于夾帶懸浮液的氣流而言，沒有特別的限制。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選所述氣流的氣體選自氮?dú)?、空氣、稀空氣、氬氣、水或其兩種或更多種的混合物。尤其優(yōu)選氮?dú)饣虻獨(dú)馀c水的混合物。當(dāng)夾帶懸浮液的氣流為包含水的氮?dú)鈺r(shí)，優(yōu)選包含53-99. 5體積％氮?dú)夂?7-0. 5體積％水的混合物。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)夾帶懸浮液的氣流為包含水的氮?dú)鈺r(shí)，優(yōu)選包含62-99. 5體積％氮?dú)夂蚈. 5-38體積％水的混合物，更優(yōu)選包含88-99. 5體積％氮?dú)夂蚈. 5-12體積％水的混合物。 如上所述，由將所述懸浮液夾帶進(jìn)氣流中所獲得的液滴尺寸處于從dlO大于或等于I微米至d90小于或等于100微米的范圍之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的可能的實(shí)施方案，低至d90小于或等于O. I微米的液滴尺寸也是可行的。優(yōu)選液滴尺寸處于從dlO大于或等于I微米至d90小于或等于70微米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選處于dlO大于或等于I微米至d90小于或等于50微米的范圍之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明方法的步驟(iii)，將包含具有上文所定義的液滴尺寸的液滴的氣流沿負(fù)載元件通道的軸向?qū)е了稣县?fù)載元件上。因此，就上述噴嘴而言，優(yōu)選通過將所述懸浮液夾帶至氣流中而將所述分散體分散進(jìn)氣流中，并將所述氣流導(dǎo)經(jīng)至少一個(gè)噴嘴，其中所述至少一個(gè)噴嘴位于所述整料負(fù)載元件的對(duì)面，且其中經(jīng)由所述至少一個(gè)噴嘴的流通方向與所述整料負(fù)載元件通道的流通方向相同。步驟(iii)在本發(fā)明的上下文中，就所述至少一個(gè)噴嘴與整料負(fù)載元件的距離而言，沒有特別的限制。然而，發(fā)現(xiàn)就上文所定義的懸浮液和上文所定義的平均粒度而言，有利地是所述至少一個(gè)噴嘴與整料負(fù)載元件的距離小于或等于35mm，優(yōu)選小于或等于25mm，更優(yōu)選為15-25mm。取決于待涂覆的整料負(fù)載元件的通道數(shù)量，可使用一個(gè)噴嘴或使用多于一個(gè)噴嘴，將所述氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件。如果所述整料負(fù)載元件僅包含少數(shù)平行通道，則可使用正好一個(gè)相對(duì)于整料負(fù)載元件設(shè)置于固定位置的噴嘴。為了可改善本發(fā)明的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的特性，也可以以使得噴嘴和整料負(fù)載元件的位置可自由調(diào)節(jié)的方式設(shè)置所述噴嘴和元件。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，在(iii)中通過噴霧將氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件期間，使位于所述整料負(fù)載元件對(duì)面的噴嘴沿垂直于所述噴嘴縱軸的方向運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，也可使用至少兩個(gè)噴嘴以將氣流導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件。如果使用兩個(gè)或更多個(gè)噴嘴，則所述噴嘴可以以各噴嘴之間的距離相等或不等的方式平行設(shè)置。此外，可使用兩排或更多所述排的噴嘴，其中各排噴嘴包含至少兩個(gè)噴嘴且其中各排噴嘴彼此之間的距離相同或不同。一個(gè)單獨(dú)的噴嘴和/或一排噴嘴和/或所有噴嘴可相對(duì)于所述整料負(fù)載元件設(shè)置于固定位置上。為了可改善本發(fā)明的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的特性，也可以以使得所述至少一排噴嘴和整料負(fù)載元件的位置可自由調(diào)節(jié)的方式設(shè)置該噴嘴和元件。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，在(iii)中通過噴霧將氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件期間，使位于所述整料負(fù)載元件對(duì)面的噴嘴沿垂直于所述噴嘴縱軸的方向運(yùn)動(dòng)。總之，本發(fā)明還涉及上文所定義的方法，其中在(iii)中通過噴霧將所述氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件期間，使位于所述整料負(fù)載元件對(duì)面的至少一個(gè)噴嘴沿垂直于所述噴嘴縱軸的方向運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，尤其優(yōu)選使所述至少一個(gè)噴嘴的縱軸處于與所述整料負(fù)載元件通道的縱軸相同的方向。通?？梢砸允沟盟鲋辽僖粋€(gè)噴嘴的縱軸與所述整料負(fù)載元件通道的縱軸水平或垂直設(shè)置的方式設(shè)置所述至少一個(gè)噴嘴和整料負(fù)載元件。當(dāng)其垂直設(shè)置時(shí)，通常可將氣流以由下至上的方向或者由上至下的方向?qū)е了稣县?fù)載元件，優(yōu)選由上至下的方向。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)有利地對(duì)所述至少一個(gè)噴嘴和整料負(fù)載元件進(jìn)行設(shè)置，從而使得氣流以與由上至下的方向成30-60°，優(yōu)選35-55°，更優(yōu)選40-50°的角度導(dǎo)至該整料負(fù)載元件。優(yōu)選該角度基本為45°。
在本發(fā)明的上下文中，也可對(duì)至少一個(gè)噴嘴和整料負(fù)載元件二者進(jìn)行設(shè)置，以使得在將氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件期間，所述與由上至下方向之間的角度可改變。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，對(duì)以特定質(zhì)量流量將其導(dǎo)經(jīng)所述整料負(fù)載元件通道的上文所定義的經(jīng)分散懸浮液而言，獲得尤其有利的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件的特性。優(yōu)選所述經(jīng)分散的懸浮液流經(jīng)所述整料負(fù)載元件通道的質(zhì)量流量為O. I-Ig/分鐘/cm2，更優(yōu)選為O. 2-0. 8g/分鐘/cm2，更優(yōu)選為O. 3-0. 6g/分鐘/cm2，其中Icm2是指Icm2的所述整料負(fù)載元件的橫截面外形。本發(fā)明上下文中所用術(shù)語(yǔ)“質(zhì)量流量”涉及導(dǎo)經(jīng)所述通道的懸浮液質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案，對(duì)在一定期間內(nèi)導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件的上文所定義的經(jīng)分散懸浮液而言，獲得尤其有利的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件的特性。優(yōu)選在(iii)中，將所述氣流導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件達(dá)10秒/Cm2至10分鐘/cm2，更優(yōu)選達(dá)15秒/cm2至7分鐘/cm2,更優(yōu)選達(dá)20秒/cm2至5分鐘/cm2 (每個(gè)噴嘴)，其中Icm2是指Icm2所述整料負(fù)載元件的橫截面外形。根據(jù)本發(fā)明，可在一個(gè)或多個(gè)步驟中將所述氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件上。如果在至少一個(gè)步驟中將所述氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件上，則實(shí)施1-16個(gè)步驟，更優(yōu)選1-8個(gè)步驟。如果實(shí)施多于I個(gè)步驟，則優(yōu)選2、4或8個(gè)步驟，更優(yōu)選4個(gè)和8個(gè)步驟，特別優(yōu)選4個(gè)步驟。仍進(jìn)一步優(yōu)選其中在2個(gè)相繼步驟之間使所述整料負(fù)載元件圍繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)施方案。因此，根據(jù)實(shí)施方案，本發(fā)明涉及如上文所定義的方法，其中所述整料負(fù)載元件的通道具有矩形，優(yōu)選正方形橫截面外形，其中在4或8個(gè)步驟中將所述懸浮液導(dǎo)至，優(yōu)選噴霧至所述整料負(fù)載元件上，且其中在2個(gè)相繼步驟之間使所述整料負(fù)載元件圍繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)85-95°，優(yōu)選基本上90。。如上所述，對(duì)在一定期間內(nèi)導(dǎo)至整料負(fù)載元件的上文所定義的經(jīng)分散懸浮液而言，獲得尤其有利經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件的特性。上文所定義的優(yōu)選期間涉及將所述氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件的總時(shí)間，即在實(shí)施多于I個(gè)步驟的情況下，所有相繼步驟的時(shí)間。步驟(iv)在將所述氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件且通過其通道(其中將涂料施加至所述通道的壁上)之后，優(yōu)選在一個(gè)或多個(gè)合適溫度下干燥所述整料負(fù)載元件。這些溫度取決于所述涂料的組成。根據(jù)其中由(i)獲得的懸浮液包含至少一種催化活性材料，更優(yōu)選至少一種載體的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案，優(yōu)選溫度低于或等于450° C。甚至更優(yōu)選地，所述溫度為100-450° C，更優(yōu)選為100-400° C。因此，本發(fā)明還涉及一種上文所定義的方法，其進(jìn)一步包括(iv)在低于或等于450° C的溫度下，優(yōu)選在100-450° C，更優(yōu)選100-400° C的溫度下干燥由(iii)獲得的整料負(fù)載元件。干燥在任何合適的裝置中進(jìn)行。例如，干燥可通過將經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件置于合適烘箱中進(jìn)行。優(yōu)選通過將加熱的氣體吹經(jīng)整料負(fù)載元件的經(jīng)涂覆的通道而進(jìn)行干燥。就用于干燥所述整料負(fù)載元件的氣流而言，本發(fā)明所用氣體的化學(xué)性質(zhì)通常取決于所述涂料的化學(xué)性質(zhì)。對(duì)其中所述涂料包含至少一種催化活性金屬且優(yōu)選除所述至少一種金屬之外還包含至少一種合適載體的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案而言，用于(iv)中干燥的氣體優(yōu)選選自空氣、氮?dú)?、氬氣、蒸汽、二氧化碳及其兩種或更多種的混合物。根據(jù)其中在至少2個(gè)相繼步驟中將氣流導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案，干燥可在該2個(gè)相繼步驟之間進(jìn)行，不論該整料負(fù)載元件是否在這些步驟之間圍繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 根據(jù)本發(fā)明的可行實(shí)施方案，可在至少一個(gè)步驟中將包含第一懸浮液的液滴的第一氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件，由此獲得在通道中包含第一涂料的經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件?？稍谥辽僖粋€(gè)其他步驟中將包含第二懸浮液的液滴的第二氣流導(dǎo)至該經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件，其中所述第二懸浮液可與第一懸浮液在至少一個(gè)諸如粘度、固含量、粒度和/或化學(xué)組成的特征方面相同或不同。此外，所述第二氣流可包含可具有與所述第一氣流的液滴相比為相同或不同的尺寸。此外，也可將第二氣流導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件，以使得所述第二氣流的質(zhì)量流量與第一氣流的質(zhì)量流量相同或不同、和/或?qū)⒌诙饬鲗?dǎo)至所述整料負(fù)載元件的時(shí)間與將第一氣流導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件的時(shí)間相同或不同、和/或?qū)⒌诙饬鲗?dǎo)至所述整料負(fù)載元件的步驟數(shù)與將第一氣流導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件的步驟數(shù)相同或不同。將第三、第四或者甚至更多氣流導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件也是可能的。因此，本發(fā)明還描述了一種將兩種或更多種不同涂料例如以不同層的形式施加至所述整料負(fù)載元件的方法。(iv)中的干燥通?？稍谟诟稍锲陂g基本保持恒定的溫度下實(shí)施。然而，也可使用兩個(gè)或更多個(gè)溫度，其中各溫度在特定時(shí)間內(nèi)基本保持恒定。此外，也可在給定溫度下開始干燥工藝且持續(xù)升高或降低溫度。干燥后，取決于所述涂料的化學(xué)性質(zhì)，也可在通常高于干燥溫度的溫度下實(shí)施至少一個(gè)煅燒步驟。如果實(shí)施的話，則實(shí)施煅燒的氣氛可與實(shí)施干燥的氣氛相同或不同。煅燒溫度通常為500-600° C，優(yōu)選為525-575° C。煅燒時(shí)間通常為5分鐘至12小時(shí)，優(yōu)選為30分鐘至2小時(shí)。優(yōu)選用于本發(fā)明方法中的整料負(fù)載元件具有通道且該通道具有多邊形橫截面。特別優(yōu)選具有矩形橫截面外形，尤其優(yōu)選具有正方形橫截面外形的通道。未涂覆通道的橫截面外形的邊通?？删哂腥魏魏线m的長(zhǎng)度。然而，對(duì)上文所定義的優(yōu)選懸浮液和將該懸浮液導(dǎo)至整料負(fù)載元件的優(yōu)選參數(shù)而言，優(yōu)選其中整料負(fù)載元件的未經(jīng)涂覆通道的橫截面外形邊長(zhǎng)為O. 5-2. 5mm,優(yōu)選為O. 55-2. Omm,更優(yōu)選為O. 6-1. 5mm的整料負(fù)載元件。所述整料負(fù)載元件的通道可具有任何合適的長(zhǎng)度。然而，對(duì)上文所定義的優(yōu)選懸浮液和將該懸浮液導(dǎo)至整料負(fù)載元件的優(yōu)選參數(shù)而言，優(yōu)選其中整料負(fù)載元件通道具有5-31cm，優(yōu)選5-16cm長(zhǎng)度的整料負(fù)載元件。根據(jù)本發(fā)明的可能實(shí)施方案，具有更長(zhǎng)通道的負(fù)載元件也是可能的。如果使用該具有更長(zhǎng)通道的元件，則可在一個(gè)或多個(gè)步驟中將氣流導(dǎo)至第一橫截面外形，例如所述整料負(fù)載元件的入口端。在2個(gè)合適的相繼步驟之間轉(zhuǎn)動(dòng)所述整料負(fù)載元件，從而使得在轉(zhuǎn)動(dòng)后將氣流導(dǎo)至第二橫截面外形，例如所述整料負(fù)載元件的出口端。優(yōu)選用于本發(fā)明方法中的整料負(fù)載元件由陶瓷狀材料如董青石、氧化鋁如α-氧化鋁、碳化硅、氮化硅、二氧化鋯、富鋁紅柱石、鋰輝石、鈦酸鋰、氧化鋁-二氧化硅-氧化鎂或硅酸鋯，或者難熔金屬如不銹鋼構(gòu)成。更優(yōu)選的整料負(fù)載元件由堇青石和碳化硅形成。陶瓷壁流基材通常由孔隙率為約40-70%的材料形成。該上下文中所用術(shù)語(yǔ)“孔隙率”應(yīng)理解為根據(jù)DIN66133按照汞孔隙率測(cè)定法測(cè)定。根據(jù)本發(fā)明，壁流基材優(yōu)選具有38-75%的孔隙率。用于本發(fā)明方法中的整料負(fù)載元件包括通流基材和壁流基材。壁流基材通常包括 入口端、出口端、在入口端和出口端之間軸向延伸的一段長(zhǎng)度的基材，以及由壁流過濾基材內(nèi)壁確定的多個(gè)通道，其中所述多個(gè)通道包括具有敞開的入口端和封閉的出口端的進(jìn)入通道，以及具有封閉的入口端和敞開的出口端的排出通道。如上所述，上文所定義的本發(fā)明整料負(fù)載元件的涂覆參數(shù)允許制備其中在經(jīng)涂覆通道的橫截面外形角落中沉積少量涂料物質(zhì)的整料負(fù)載元件。特別地，當(dāng)所述涂料包含催化活性材料如貴金屬時(shí)，本發(fā)明方法能使沉積在橫截面外形角落中且僅部分或完全不提供以使反應(yīng)物與金屬接觸的金屬量最小化。因此，本發(fā)明通常還涉及一種包含具有其上沉積有涂層的壁的通道的整料負(fù)載元件，其可通過或通過上文所定義的本發(fā)明方法獲得。此外，本發(fā)明還涉及一種整料負(fù)載元件，其包含具有將通道彼此隔開的且其上沉積有涂層的壁的通道，其中未經(jīng)涂覆的通道具有多邊形橫截面外形，優(yōu)選矩形橫截面外形，更優(yōu)選正方形橫截面外形；其中所述橫截面外形角落中的涂層平均厚度d。小于或等于所述橫截面外形邊上的涂層平均厚度dE加85微米(d。( (dE+85微米))，優(yōu)選加80微米。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述橫截面外形角落中的涂層平均厚度d。為(dE+60微米)至(dE+85微米)，更優(yōu)選為(dE+60微米)至(dE+80微米)，更優(yōu)選為(dE+60微米)至(dE+75微米)。本申請(qǐng)上下文中所用術(shù)語(yǔ)“平均厚度dE”是指在橫截面外形的邊中點(diǎn)處測(cè)得的平均涂層厚度。術(shù)語(yǔ)“平均厚度”應(yīng)理解為通過將η個(gè)單獨(dú)測(cè)定的涂層厚度值相加并將所得值除以η而獲得的平均厚度。在本發(fā)明上下文中，η為8。該邊上涂層厚度的單獨(dú)值通過測(cè)定涂層表面與壁之間的距離而確定，例如由通道橫截面外形的顯微照片確定。出于實(shí)際目的，所述厚度也可基于兩個(gè)相鄰?fù)ǖ赖膬蓷l相鄰邊處的涂層厚度測(cè)定在第一通道的第一橫截面外形的第一邊中點(diǎn)處(即，相應(yīng)角落之間的邊的中心)，其中所述第一邊的中點(diǎn)與第二通道的第二橫截面外形的邊的中點(diǎn)相鄰，測(cè)定總邊厚度(dE,,6)，即第一邊中點(diǎn)處的厚度加上將所述兩個(gè)通道隔開的壁的厚度加上第二邊中點(diǎn)處的涂層厚度；將所得值減去已知的壁厚，并將所得值除以2。圖2示意性地顯示了涂層厚度的單個(gè)值的測(cè)定。在本發(fā)明的上下文中，該測(cè)定本身通過用光學(xué)顯微鏡(Keyence VHX600)獲取橫截面的照片，并執(zhí)行VHX 600測(cè)量軟件以測(cè)量所述厚度而物理測(cè)定。
本申請(qǐng)上下文中所用術(shù)語(yǔ)“平均厚度dc”是指通過將η個(gè)單獨(dú)測(cè)定的角落涂層厚度值相加并將所得值除以η而獲得的平均值。該角落涂層厚度的單個(gè)值定義為圓角部分的涂層表面與(未涂覆)負(fù)載壁角落之間的最短距離。對(duì)規(guī)整涂覆的通道而言，該最短距離位于該角落角度的平分線上。出于實(shí)際目的，角落厚度也可在矩形橫截面外形中基于兩個(gè)對(duì)角相鄰?fù)ǖ赖膬蓚€(gè)對(duì)角相鄰的角落中的涂層厚度測(cè)定在第一通道的第一橫截面外形的第一角落(所述角落與第二通道的第二橫截面外形的角落對(duì)角相鄰)中，測(cè)定總角落厚度(C^6)?；谒袑⑼ǖ栏糸_的壁均具有相同厚度4這一假設(shè)，總角落厚度應(yīng)理解為第一角落中的涂層表面與第二角落中的涂層表面之間的距離，其在相對(duì)于(未涂覆)通道的橫截面外形的邊為45°角處測(cè)定。將測(cè)得的值減去壁厚d乘以2的平方根，并將所得值除以2。圖2示意性地顯示了涂層厚度單個(gè)值的測(cè)定。在本發(fā)明的上下文中，該測(cè)定本身通過用光學(xué)顯微鏡(KeyenceVHX 600)獲取橫截面的照片，并執(zhí)行VHX 600測(cè)量軟件以測(cè)量所述厚度而物理測(cè)定。
本發(fā)明經(jīng)涂覆的典型整料負(fù)載元件包含具有將通道彼此隔開且其上沉積有涂層的壁的通道，其中未經(jīng)涂覆的通道具有多邊形橫截面外形，其中兩個(gè)相鄰的涂覆壁的接合由涂層圓角部分形成，且其中涂層圓角部分在橫截面中確定了深度延伸至與兩個(gè)相鄰?fù)扛脖谙嗲性O(shè)置的圓的弓形中點(diǎn)的中凹外形，其中所述圓具有小半徑R。如上所述，(i)中所提供的懸浮液優(yōu)選包含至少一種催化活性金屬或其合適前體，優(yōu)選還有至少一種載體或其合適前體。因此，最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件(優(yōu)選在下文所述的步驟(iv)干燥之后)優(yōu)選包含至少一種催化活性金屬和至少一種載體。更優(yōu)選所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件包含至少一種選自如下組的催化活性金屬錳、銅、鎳、鐵、鉻、鋅、鈀、鉬、銠、釕、銀、金及其兩種或更多種的混合物，更優(yōu)選選自鈀、鉬、銠、釕及其兩種或更多種的混合物，所述金屬尤其為鉬或鉬與鈀的混合物；且進(jìn)一步包含至少一種選自如下組的載體氧化鋁、氧化鋯、二氧化硅、二氧化鈦、稀土金屬氧化物(如鈰、鐠、鑭、釹和釤的氧化物)、二氧化硅-氧化鋁、硅鋁酸鹽、氧化鋁-氧化鋯、氧化鋁-氧化鉻、氧化鋁-稀土金屬氧化物、二氧化鈦-二氧化硅、二氧化鈦-氧化鋯、二氧化鈦-氧化鋁、沸石、分子篩及其兩種或更多種的混合物，更優(yōu)選選自A1203、ZrO2、CeO2、SiO2及其兩種或更多種的混合物,所述載體尤其為Al2O3,更優(yōu)選為Y -Al2O3O根據(jù)本發(fā)明方法施加至所述整料負(fù)載元件上的涂層優(yōu)選包含其量基于所述整料負(fù)載元件體積為20-200g/ft3，優(yōu)選為25-150g/ft3的至少一種催化活性金屬。如果所述涂層包含多于一種催化活性金屬，則這些值是指單獨(dú)催化活性金屬的量之和。根據(jù)本發(fā)明方法施加至所述整料負(fù)載元件上的涂層優(yōu)選包含其量基于所述整料負(fù)載元件體積為O. 5-2. 5g/in3,優(yōu)選為O. 5_2g/in3的至少一種載體。如果所述涂層包含多于一種載體，則這些值是指單獨(dú)載體量之和。可通過或通過本發(fā)明方法獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件，尤其是具有特征在于上文所定義的厚度值d。和dE的涂層的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件可用于所有可能的用途。特別地，將本發(fā)明的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件用作催化制品。尤其可提及汽車催化、三元催化、柴油氧化催化、催化濾煙器、工藝催化如加氫和脫氫反應(yīng)、脫硫反應(yīng)的工業(yè)領(lǐng)域。另一可能的用途例如為本發(fā)明的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件在燃料電池中的應(yīng)用。因此，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明涉及上文所定義的整料負(fù)載元件作為催化制品，優(yōu)選作為用于廢氣處理，更優(yōu)選用于汽車廢氣處理的催化制品的用途。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件可作為催化制品包含于汽車廢氣處理系統(tǒng)中，該系統(tǒng)除本發(fā)明的經(jīng)涂覆整料之外，還包含一種或多種其他組件。例如，如果將所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件用作催化濾煙器(CSF)，則其可與柴油氧化催化劑(DOC)、選擇性催化還原(SCR)制品和/或NOx儲(chǔ)存和還原(NSR)催化制品連通(例如流體連通)。例如，如果將所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件用作D0C，則其可與CSF、SCR制品和/或NSR催化制品連通(例如流體連通)。例如，如果將所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件用作SCR制品，則其可與CSF、DOC制品和/或NSR催化制品連通(例如流體連通)。例如，如果將所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件用作NSR催化制品，則其可與CSF、SCR制品和/或DOC連通(例如流體連通)。通過下文實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例闡述本發(fā)明。
實(shí)施例 實(shí)施例I :制備待涂覆的懸浮液將1027.4g SBa_150L4( Y-氧化鋁，Sasol)稱量入缽中。用436. Ig去離子水稀釋78. 97g Pt氫氧化胺，將其添加至SBa-150L4中并混合5分鐘。用98. 63g去離子水稀釋49. 32g乙酸，將其添加至所述混合物中并混合15分鐘。將500g pH值為3. 5的去離子水稱量入燒杯中，并添加乙酸直至pH值為2. 45。將所得懸浮液在攪拌介質(zhì)磨中粉碎，直至達(dá)到粒度d90〈10微米。此時(shí)固含量為46. 4重量％。在第二研磨步驟中，用去離子水將所述淤漿稀釋至約40重量％固含量，并進(jìn)一步研磨直至達(dá)到d90〈2微米。研磨后，將所述淤漿進(jìn)一步稀釋至27重量％固體，并通過添加乙酸將pH值調(diào)節(jié)至pH=4。最終獲得的懸浮液粘度為2-3mPas，在100s—1剪切速率下采用Anton-PaarMCR-100錐板粘度計(jì)測(cè)定。所述懸浮液的固含量為27重量％。所述懸浮液中所含的固體顆粒的粒度為d9(l=l. 9微米。實(shí)施例2 :將實(shí)施例I的懸浮液噴涂至整料負(fù)載元件上2. I作為整料負(fù)載元件，使用具有如下特性的堇青石通流整料長(zhǎng)度為3英寸(7. 62cm),直徑為 I. 5 英寸(3. 81cm),從較大整料上切割(Corning CelCOl* ，由 CorningInc.市售)，孔密度為400cpsi (孔/平方英寸)。2. 2作為噴嘴，使用兩相Schlick噴嘴，型號(hào)970 form 4 S3。噴嘴出口與整料負(fù)載元件表面之間的距離為24_。對(duì)噴嘴與整料負(fù)載元件進(jìn)行設(shè)置，以使得待施加至整料負(fù)載元件上的氣流以與由上至下的方向成45°角的方式施加至所述整料負(fù)載元件上(參見圖I)。2. 3將實(shí)施例I中獲得的懸浮液以240g/h的質(zhì)量流量供入噴嘴中。供入噴嘴中的氣流為在室溫下在鼓泡容器中基本上用水飽和的氮?dú)?，因此包含約2體積％的水。將該氣流以I巴(表壓)的壓力供入噴嘴中。2. 4經(jīng)分散的懸浮液通過所述整料負(fù)載元件通道的質(zhì)量流量為0. 135g/分鐘/
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cm ο2. 5在8個(gè)步驟中將所述懸浮液導(dǎo)至整料負(fù)載元件。在前4個(gè)步驟中，將氣流導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件的第一側(cè)。在第四步驟之后，將所述整料負(fù)載元件轉(zhuǎn)動(dòng)，在4個(gè)步驟中將氣流導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件的第二側(cè)。在將氣流導(dǎo)至所述整料負(fù)載元件給定側(cè)的每2個(gè)相繼步驟之間，將所述整料負(fù)載元件繞其縱軸旋轉(zhuǎn)90°?？倗娡繒r(shí)間為4分鐘，對(duì)每一步驟而言為30秒，對(duì)應(yīng)于總值為21秒/cm2，其中Icm2是指Icm2整料負(fù)載元件的橫截面外形。2. 6在每一步驟之后，用空氣槍對(duì)整料負(fù)載元件的通道進(jìn)行短時(shí)吹掃(約5秒)，并用熱空氣鼓風(fēng)機(jī)預(yù)干燥。鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)定溫度為350° C，導(dǎo)經(jīng)通道的空氣溫度為100-150° C。用熱空氣鼓風(fēng)機(jī)預(yù)干燥約30秒。隨后，將所述整料豎直放入烘箱中并在400° C下干燥10分鐘。在最后的噴涂和干燥步驟之后，將該整料在同一烘箱中在550° C下煅燒60分鐘。2. 7最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件如圖3所示。平均涂層厚度dE為約25微米(平均總厚度為174微米，測(cè)得的壁厚為120-130微米，因此假設(shè)其為125微米)，平均涂層厚度d。為84微米(平均總厚度為345微米，壁厚為125微米)。很清楚，經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的橫截面外形的角落包含非常低量的涂料物質(zhì)。這由平均厚度d。和平均厚度4滿足方程4〈dE+80微米看出。橫截面外形角落中的半徑R(如上文對(duì)本發(fā)明的典型經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件所定義)為100-150微米，即小于O. 2mm。最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件的催化活性金屬(鉬)含量為25g/ft3，總薄漆膜負(fù)載為I. 16g/in3 (薄漆膜負(fù)載定義為載體+活性材料)。對(duì)比實(shí)施例I :浸涂將實(shí)施例I所制備的懸浮液用于浸涂實(shí)施例2第2. I節(jié)中所用的整料負(fù)載元件。將整料放入含有淤漿的燒杯中并在其中保持5分鐘。從燒杯中取出該整料，用空 氣槍吹掃通道并按照與實(shí)施例I相同的程序干燥(熱空氣吹掃約30秒鐘，然后在400° C下10分鐘)。重復(fù)該程序一次(即總共兩個(gè)涂覆步驟)。在第二干燥步驟之后，將所述整料在550° C下煅燒60分鐘。最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件如圖4所示。平均涂層厚度士為23微米(=(170-125)微米/2)，平均涂層厚度dc為約120微米(由418微米的平均總厚度和125微米的壁厚計(jì)算)。很清楚，經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的橫截面外形角落包含比由實(shí)施例I的本發(fā)明方法獲得的橫截面外形角落顯著更多的涂料物質(zhì)。這由平均厚度d。和平均厚度dE不滿足方程(^〈(1Ε+85微米看出。與此相反,在該對(duì)比實(shí)施例中，(^=(1Ε+97微米。如上文所定義，橫截面外形角落中的半徑R為200-250微米，即至少O. 2mm,因此高于由本發(fā)明的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件通常所獲得的值。最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件的催化活性金屬(鉬)含量為29g/ft3，且載體(氧化鋁)含量為1.36g/in3。對(duì)比實(shí)施例2:浸涂制備固含量為42重量％且粘度為25mPas的懸浮液。懸浮液的制備按照實(shí)施例I所述相同的方式進(jìn)行(在所有步驟之后進(jìn)行研磨)，不同之處在于在另一批料中制備。僅研磨一次，其中在研磨期間加入5滴辛醇。最終淤漿的pH值為4. 07，粘度為25mPas,固含量為42. 4重量％。懸浮液的顆粒尺寸d9(l=ll. 36微米。就浸涂而言，將實(shí)施例I中所述的整料負(fù)載元件以通道朝下(垂直放置)的方式浸入上述懸浮液中。將所述整料負(fù)載元件保持在該位置約I分鐘。然后，從懸浮液中取出所述負(fù)載元件，并使過量懸浮液經(jīng)由通道流出。當(dāng)從懸浮液中取出時(shí)，流出方向?yàn)閷⒄闲D(zhuǎn)180° (倒轉(zhuǎn))。對(duì)所述整料負(fù)載元件的外表面“皮膚”進(jìn)行擦拭以移除過量懸浮液。使用空氣槍清潔整料通道并移除過量懸浮液。在400° C下，將所述整料負(fù)載元件直接置于烘箱中I小時(shí)以進(jìn)行干燥，最后將其在550° C下煅燒I小時(shí)。最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件如圖5所示。平均涂層厚度dE為約4微米(=約(132-125)微米/2)，平均涂層厚度dc為約132微米(總厚度=440微米，壁厚=125微米)。很清楚，該經(jīng)涂覆的橫截面外形角落包含比由本發(fā)明獲得的橫截面外形角落顯著更多的涂料物質(zhì)。這由平均厚度d。和平均厚度dE不滿足方程de〈=dE+85微米看出。與此相 反，在該對(duì)比實(shí)施例中，de=dE+128。如上文所定義，橫截面外形角落中的半徑R為250-300微米，即至少O. 25mm,因此高于通常由本發(fā)明的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件所獲得的值。最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件的催化活性金屬(鉬)含量為29g/ft3，且總薄涂層負(fù)載為I. 26g/in3。對(duì)比實(shí)施例3 :噴涂以與實(shí)施例I懸浮液基本相同的方式制備懸浮液。然而，該懸浮液的粘度為130mPaso以與實(shí)施例I相同的方式制備懸浮液。在研磨至d9(l=l. 6微米之后，用去離子水將該懸浮液稀釋至固含量為約25重量％。然后，添加勃姆石(Y-氫氧化鋁)懸浮液(市售產(chǎn)品，獲自Sasol的Dispal 23N4-20)，其量為使得懸浮液的勃姆石含量占懸浮液總重量的4重量％。最后，該懸浮液的固含量為29. 9重量％且粘度為130mPas。按照下文所述方法將該懸浮液噴涂至所述整料上使用與實(shí)施例2. I中所述相同類型的整料負(fù)載元件。使用與實(shí)施例2. 2中所述相同的噴嘴。對(duì)噴嘴和整料負(fù)載元件進(jìn)行設(shè)置，以使得將待施加至整料負(fù)載元件上的氣流以與由上至下的方向成45°角的方式噴涂至整料負(fù)載元件上(參見圖I)。在8個(gè)步驟中將懸浮液噴涂至所述整料上。在每2個(gè)步驟之間，將該整料轉(zhuǎn)動(dòng)180°。在每?jī)纱?80°轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將該整料圍繞縱軸額外旋轉(zhuǎn)90°。在前4個(gè)噴涂步驟中，噴嘴位于距整料20mm處；噴涂時(shí)間為5分鐘。在噴涂步驟5和6期間，噴嘴距離為35mm，時(shí)間為20分鐘。在噴涂步驟7和8期間，噴嘴距離為70mm，時(shí)間為20分鐘。在該試驗(yàn)期間未測(cè)量懸浮液的質(zhì)量流量。供入噴嘴的氣流為干燥氮?dú)狻⒃摎饬饕訧巴(表壓)的壓力供入噴嘴中。所述經(jīng)分散的懸浮液通過整料負(fù)載元件的質(zhì)量流量為O. Olg/分鐘/cm2?？倗婌F時(shí)間為100分鐘，對(duì)應(yīng)于525秒/cm2的總值為，其中Icm2是指Icm2的整料負(fù)載元件橫截面。在每一步驟之后，用空氣槍對(duì)整料負(fù)載元件的通道進(jìn)行短時(shí)吹掃(約5秒)，并用熱空氣鼓風(fēng)機(jī)預(yù)干燥。鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)定溫度為350° C，導(dǎo)經(jīng)通道的空氣溫度為100-150° C。用熱空氣鼓風(fēng)機(jī)預(yù)干燥約30秒。隨后，將所述整料豎直放入烘箱中并在400° C下干燥10分鐘。在最后的噴涂和干燥步驟之后，將該整料在同一烘箱中在550° C下煅燒60分鐘。最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件如圖6所示?？梢郧宄闯?，所得涂層就涂層厚度和角落半徑而言非常不均勻。即使在不精確測(cè)量角落厚度下，也可清楚看出橫截面外形角落中包含比根據(jù)本發(fā)明方法獲得的橫截面外形角落中顯著更多的材料。最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件的催化活性金屬(鉬)含量為40g/ft3且總薄涂層負(fù)載為I. 9g/in3。對(duì)比實(shí)施例4:噴涂以與實(shí)施例I懸浮液基本相同的方式制備懸浮液。然而，該懸浮液的固含量為42
重量％。 以與實(shí)施例I所述相同的方式制備懸浮液。然而，在研磨后不用水稀釋該懸浮液，而是直接使用。該懸浮液的固含量為42重量％，粒度d9°為7微米，且粘度為2. 5mPas。按照實(shí)施例2第2. 1-2. 6節(jié)所述的方法，將該懸浮液噴涂至整料上，不同之處在于使用干燥氮?dú)庾鳛榉稚怏w且每次噴霧間隔時(shí)間為20秒。最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件如圖7所示。可以清楚看出，所得涂層就涂層厚度和角落半徑而言非常不均勻。不必測(cè)量角落厚度即可看出角落中含有顯著更多的材料。最終獲得的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件的催化活性金屬含量(鉬)為23g/ft3，且薄涂層負(fù)載為 O. 94g/in3。實(shí)施例3 :測(cè)試實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例I和對(duì)比實(shí)施例2的整料負(fù)載元件將實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例I和對(duì)比實(shí)施例2的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件用作催化制品。為此，如下文所述，使所述催化制品與含烴氣流接觸在催化測(cè)試之前，將整料負(fù)載元件在750° C下在含有10%水的空氣氣氛下調(diào)節(jié)(“陳化”)5小時(shí)。然后，將整料負(fù)載元件放入反應(yīng)器中，其中使氣流以δδΟΟΟΙΓ1的GHSV (氣體小時(shí)空速)流經(jīng)所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件。所述氣流由含有1500ppm C0、150ppm C1HC (C3H6/CH4=4/1)、IOOppm NO、13%02、10%C02 和 5%H20 的氮?dú)鈽?gòu)成。使反應(yīng)器中的溫度以 20K/分鐘的速率上升。通過用獲自ABB紅外光度計(jì)Uras 14 (CO分析)和獲自ABB的火焰電離檢測(cè)器(FID)(烴分析)分析排氣組成而監(jiān)測(cè)一氧化碳和烴作為溫度函數(shù)的轉(zhuǎn)化率?；谶@些值計(jì)算轉(zhuǎn)化率。圖8中示出了測(cè)試結(jié)果。很清楚，由于與對(duì)比實(shí)施例I和2相比在低得多的溫度下獲得了 HC轉(zhuǎn)化，因此經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件顯示出最有利的特性。特別地，當(dāng)使用本發(fā)明的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件時(shí)，HC轉(zhuǎn)化在約140° C的溫度下即已開始，而當(dāng)使用其他元件時(shí)，轉(zhuǎn)化在約150° C或者甚至在約175° C下開始。與對(duì)照整料相比，獲得50%轉(zhuǎn)化率的溫度低至少7° C。應(yīng)注意的是，這些有利結(jié)果是在本發(fā)明的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件包含比對(duì)比實(shí)施例(29g/ft3)的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件更低量的催化活性金屬(25g/ft3)下獲得的。這清楚表明本發(fā)明方法的確獲得非常優(yōu)異的經(jīng)涂覆整料負(fù)載元件。
權(quán)利要求
1.一種制備經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的方法，所述負(fù)載元件包含具有將通道彼此隔開的壁的通道，所述通道具有多邊形，優(yōu)選矩形，更優(yōu)選正方形橫截面外形，所述方法包括 (i)提供具有通過以IOOiT1剪切速率剪切懸浮液而測(cè)得的為O.5-100mPas的粘度且具有基于所述懸浮液總重量為1-40重量％的 固含量的懸浮液，所述懸浮液優(yōu)選為含水懸浮液； (ii)將所述懸浮液分散進(jìn)氣流中，以獲得包含液滴尺寸處于從dio大于或等于I微米至d90小于或等于100微米范圍內(nèi)的液滴的氣流； (iii)將包含所述液滴的所述氣流沿負(fù)載元件通道的軸向?qū)е了稣县?fù)載元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中(i)中所提供的懸浮液的固含量基于所述懸浮液總重量為20-35重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的方法，其中(i)中所提供的懸浮液的粘度為l_50mPas，優(yōu)選為 L 5-30mPas，更優(yōu)選為 L 5_20mPas。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中(i)中所提供的懸浮液的顆粒粒度d9(l小于或等于10微米，優(yōu)選小于或等于7微米，更優(yōu)選小于或等于5微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中(i)中所提供的懸浮液包含至少一種催化活性金屬或其合適前體，所述金屬優(yōu)選選自錳、銅、鎳、鐵、鉻、鋅、鈀、鉬、銠、釕、銀、金及其兩種或更多種的混合物，所述金屬更優(yōu)選為鉬或鉬與鈀的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中(i)中所提供的懸浮液包含其量基于該懸浮液中所含固體總重量為O. 5-15重量％,優(yōu)選1-10重量％的至少一種催化活性金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中(i)中所提供的懸浮液包含至少一種載體或其合適前體，所述載體優(yōu)選選自氧化鋁、氧化鋯、氧化鈰、二氧化鈦、二氧化硅、沸石、分子篩及其兩種或更多種的混合物，所述載體更優(yōu)選為氧化鋁。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中(i)中所提供的懸浮液包含其量基于該懸浮液總重量為O. 01-40重量％,優(yōu)選為1-25重量％的所述至少一種載體或其合適前體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中在(i)中提供懸浮液包括 (a)用至少一種包含至少一種催化活性金屬或其合適前體的溶液浸潰至少一種載體或其合適前體； (b)將所述至少一種經(jīng)浸潰的載體或其合適前體與水和合適量的酸混合以獲得pH值為3-5且固含量為20-50重量％的懸浮液； (c)對(duì)(b)中所獲得的懸浮液進(jìn)行研磨，以獲得在(i)中所提供的懸浮液的顆粒粒度d90小于或等于10微米，優(yōu)選小于或等于7微米，更優(yōu)選小于或等于5微米的懸浮液； (d)用去離子水稀釋在(c)中獲得的懸浮液以獲得具有通過以100s—1剪切速率剪切懸浮液而測(cè)得的為O. 5-100mPas的粘度和基于懸浮液總重量為1_40重量％的固含量的懸浮液。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其中由將所述懸浮液分散進(jìn)氣流中獲得的液滴尺寸處于從dlO大于或等于I微米至d90小于或等于100微米的范圍之內(nèi)，優(yōu)選處于從dlO大于或等于I微米至d90小于或等于70微米的范圍之內(nèi)，更優(yōu)選處于從dlO大于或等于I微米至d90小于或等于50微米的范圍之內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中在(ii)中，通過將所述懸浮液夾帶至氣流中而將所述懸浮液分散進(jìn)氣流中并將所述氣流導(dǎo)經(jīng)至少一個(gè)噴嘴，其中所述至少一個(gè)噴嘴位于所述整料負(fù)載元件的對(duì)面，且其中通過所述至少一個(gè)噴嘴的流通方向與所述整料負(fù)載元件的通道流通方向平行。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述至少一個(gè)噴嘴與整料負(fù)載元件之間的距離小于或等于35mm,優(yōu)選小于或等于25mm,更優(yōu)選為15_25mm。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法，其中在(ii)中將所述懸浮液分散于其中的氣流選自氮?dú)?、空氣、稀空氣、氬氣、水及其兩種或更多種的混合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中在(ii)中將所述懸浮液分散于其中的氣流為包含水的氮?dú)?，所述氣流?yōu)選包含53-99. 5體積％的氮?dú)夂?7-0. 5體積％的水。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的方法，其中經(jīng)分散的懸浮液通過所述整料負(fù)載元件通道的質(zhì)量流量為O. I-Ig/分鐘/cm2，優(yōu)選為O. 2-0. 8g/分鐘/cm2，更優(yōu)選為O. 3-0. 6g/分鐘/cm2，其中Icm2是指Icm2所述整料負(fù)載元件的橫截面外形。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)的方法，其中在(iii)中，將所述氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件達(dá)10秒/cm2至10分鐘/cm2,優(yōu)選達(dá)15秒/cm2至7分鐘/cm2,更優(yōu)選達(dá)20秒/cm2至5分鐘/cm2—基于每個(gè)噴嘴一其中Icm2是指Icm2所述整料負(fù)載元件的橫截面外形。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)的方法，其中在(iii)中，在1-16個(gè)步驟，優(yōu)選在1-8個(gè)步驟中將氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中在2個(gè)相繼步驟之間，將所述整料負(fù)載元件繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法，其中所述整料負(fù)載元件的通道具有矩形，優(yōu)選正方形橫截面外形，其中在4或8個(gè)步驟中將所述懸浮液導(dǎo)至，優(yōu)選噴涂至所述整料負(fù)載元件上且其中在2個(gè)相繼步驟之間，將所述整料負(fù)載元件繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)85-95°，優(yōu)選基本轉(zhuǎn)動(dòng)90。。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的方法，其中在(iii)中通過噴涂將所述氣流導(dǎo)至整料負(fù)載元件期間，使位于所述整料負(fù)載元件對(duì)面的至少一個(gè)噴嘴沿垂直于該噴嘴縱軸的方向運(yùn)動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)的方法，其中將所述懸浮液以與由上至下的方向成30-60°，優(yōu)選基本成45°的角度導(dǎo)至，優(yōu)選噴涂至所述整料負(fù)載元件上。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括 (iv)在低于或等于450° C的溫度下，優(yōu)選在100-450° C，更優(yōu)選100-400° C的溫度下干燥由(iii)獲得的整料負(fù)載元件。
23.根據(jù)權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)的方法，其中所述整料負(fù)載元件的未涂覆通道的橫截面外形的邊長(zhǎng)為O. 5-2. 5mm,優(yōu)選為O. 55-2. 4mm,更優(yōu)選為O. 6-1. 5mm。
24.根據(jù)權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng)的方法，其中所述整料負(fù)載元件的通道長(zhǎng)度為5_31cm,優(yōu)選為 5_16cm。
25.根據(jù)權(quán)利要求1-24中任一項(xiàng)的方法，其中所述整料負(fù)載元件由碳化硅、堇青石、氧化鋁、鈦酸鋁或金屬制成，優(yōu)選由碳化硅或堇青石制成。
26.—種整料負(fù)載元件，其包含具有將通道彼此隔開的且其上沉積有涂層的壁的通道，其中未經(jīng)涂覆的通道具有多邊形橫截面外形，優(yōu)選矩形橫截面外形，更優(yōu)選正方形橫截面外形；其中所述橫截面外形角落中的涂層平均厚度d。小于或等于所述橫截面外形邊上的涂層平均厚度dE加85微米(dc ( (dE+85微米))，優(yōu)選加80微米。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的整料負(fù)載元件，其中所述負(fù)載元件由碳化硅、堇青石、氧化鋁、鈦酸鋁或金屬制成，優(yōu)選由碳化硅或堇青石制成。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27的整料負(fù)載元件，其中所述整料負(fù)載元件的通道長(zhǎng)度為5_31cm,優(yōu)選為 5_16cm。
29.根據(jù)權(quán)利要求26-28中任一項(xiàng)的整料負(fù)載元件，其中所述整料負(fù)載元件的未涂覆通道的橫截面外形邊長(zhǎng)為O. 5-2. 5mm,優(yōu)選為O. 55-2. Omm,更優(yōu)選為O. 6-1. 5mm。
30.根據(jù)權(quán)利要求26-29中任一項(xiàng)的整料負(fù)載元件，其中所述涂層包含至少一種催化活性金屬或其合適前體，所述金屬優(yōu)選選自錳、銅、鎳、鐵、鉻、鋅、鈀、鉬、銠、釕、銀、金及其兩種或更多種的混合物，所述至少一種催化活性金屬更優(yōu)選為鉬或鉬與鈀的混合物。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的整料負(fù)載元件，其中所述涂層包含其量基于所述整料負(fù)載元件體積為20-200g/ft3，優(yōu)選為25-150g/ft3的至少一種催化活性金屬。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31的整料負(fù)載元件，額外包含至少一種載體，所述載體優(yōu)選選自氧化鋁、氧化鋯、氧化鈰、二氧化鈦、二氧化硅、沸石、分子篩及其兩種或更多種的混合物，所述載體更優(yōu)選為氧化鋁。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的整料負(fù)載元件，其中所述涂層包含其量基于所述整料負(fù)載元件體積為O. 5-2. 5g/in3,優(yōu)選為O. 5_2g/in3的至少一種載體。
34.根據(jù)權(quán)利要求26-33中任一項(xiàng)的整料負(fù)載元件，其中通過權(quán)利要求1-25中任一項(xiàng)的方法將所述涂層沉積至所述載體元件上。
35.根據(jù)權(quán)利要求26-34中任一項(xiàng)的整料負(fù)載元件，其用作催化制品。
36.根據(jù)權(quán)利要求26-35中任一項(xiàng)的整料負(fù)載元件，作為催化制品包含于汽車廢氣處理系統(tǒng)中。
37.根據(jù)權(quán)利要求26-34中任一項(xiàng)的整料負(fù)載元件作為催化制品，優(yōu)選作為廢氣處理用催化制品，更優(yōu)選作為汽車廢氣處理用催化制品的用途。
38.一種可通過或通過權(quán)利要求1-25中任一項(xiàng)的方法獲得的整料負(fù)載元件，其包含具有其上沉積有涂層的壁的通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種整料負(fù)載元件，其包含具有將通道彼此隔開的且其上沉積有涂層的壁的通道，其中未經(jīng)涂覆的通道具有多邊形橫截面外形，其中所述橫截面外形角落中的涂層平均厚度dC小于或等于所述橫截面外形邊上的涂層平均厚度dE加85微米；進(jìn)一步涉及一種制備所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的方法，所述方法包括(i)提供具有0.5-100mPas粘度且具有1-40重量%固含量的懸浮液，(ii)將所述懸浮液分散進(jìn)氣流中，以獲得包含液滴尺寸處于從d10大于或等于1微米至d90小于或等于100微米范圍內(nèi)的液滴的氣流，和(iii)將包含所述液滴的所述氣流沿所述負(fù)載通道的軸向?qū)е了稣县?fù)載元件；仍進(jìn)一步涉及所述經(jīng)涂覆的整料負(fù)載元件的用途，尤其是作為汽車廢氣處理中的催化制品的用途。
文檔編號(hào)B01J35/04GK102933299SQ201180016057
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者M·林森布勒, B·薩克微, S·奈邁, M·迪巴, M·莫特勒, M·W·邁爾 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司, 巴斯夫公司