Particulate filter

Abstract

The present invention relates to a particulate filter, which comprises - a substrate, comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end, - a layer of inorganic particles loaded on surfaces of porous walls in the inlet channels and / or outlet channels, preferably in at least the inlet channels, which comprises inorganic particles having an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water, and - optionally, an in-wall three-way conversion (TWC) coating in the inlet channels and / or outlet channels.

Description

PARTICULATE FILTERFIELD OF THE INVENTION

[0001] The present invention relates to a particulate filter, particularly a particulate filter for treatment of an exhaust stream from an internal combustion engine, which comprises an inorganic powder particle coating. The present invention also relates to an exhaust treatment system comprising the particulate filter and a method for treating an exhaust stream, particularly from an internal combustion engine.BACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Engine exhaust substantially consists of gaseous pollutants such as unburned hydrocarbons (HC) , carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx) , and particulate matter (PM) . For gasoline engines, three-way conversion catalysts (hereinafter interchangeably referred to as TWC catalyst or TWC) for gaseous pollutants and filters for particulate matter (PM) are well-known exhaust treatment means to ensure the exhaust emission to meet emission regulations, such as including Euro 6 standards and China 6 standards.

[0003] In contrast to particulates generated by diesel lean burning engines, particulates generated by gasoline engines, such as gasoline direct-injection engines, tend to be finer and in lesser quantities. This is due to different combustion conditions of gasoline engines as compared to diesel engines. Also, hydrocarbon components are different in the emissions of gasoline engines as compared to diesel engines. Particulate filters specific for gasoline engines have been developed for a few decades in order to effectively treating the engine exhausts from gasoline engines.

[0004] For example, WO 2020 / 219376A1 describes a catalyzed particulate filter which comprises (1) a gasoline particulate filter (GPF) , (2) a major catalytic layer coated onto or within an inlet side, an outlet side, or both sides of the GPF surfaces, the major catalytic layer comprising a first composition which comprises a first support material and a first platinum group metal (PGM) , and (3) a minor functional material layer placed onto or within an inlet side, an outlet side, or both sides of the GPF surfaces, the minor catalytic layer comprising a second composition; wherein the major catalytic layer has a higher loading than the minor functional material layer, the minor functional material layer is placed on top of the major catalytic layer, or the major catalytic material layer is placed on top of the minor functional layer. The catalyzed particulate filter provides an improved catalytic efficiency in conjunction with an efficient filter.

[0005] WO2021 / 096841A1 describes a particulate filter for exhaust gas treatment from an internal combustion engine comprising (1) a particulate filter, the filter having an inlet side and an outlet side; (2) a functional material layer coated onto the inlet side, the outlet side, or both sides of the particulate filter. The functional material layer comprises (1) a first inorganic material comprises one or more of alumina, zirconia, ceria, silica, titania, a rare earth metal oxide other than ceria; and (2) a second inorganic material comprises one or more of alumina, zirconia, ceria, silica, titania, magnesium oxide, zinc oxide, manganese oxide, silicate zeolite, aluminosilicate zeolite.

[0006] WO2023 / 237052A1 describes a particulate filter, which comprises a substrate comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end; and a layer of inorganic particles loaded on surfaces of porous walls in the inlet channels and / or outlet channels, wherein the inorganic particles comprise or consist of boehmite particles.

[0007] Typically, the exhaust from a gasoline engine contains a large amount of water vapor originating from fuel combustion. The water vapor may potentially undergo condensation and become liquid water, which will make gasoline particulate filters, particular those having a layer of inorganic particles, suffer from serious deterioration of filtration efficiency. Original equipment manufacturers (OEMs) , i.e. the vehicle manufacturers, require gasoline particulate filters (GPFs) to have a high filtration efficiency at a low back pressure after water treatment, to avoid failure of particulate emission treatment due to existence of condensed water.

[0008] It is known that filtration performance of a gasoline particulate filter will improve over the lifetime of the filter, primarily as a result of ash and soot accumulation on the walls of the inlet sides in the filter. Also, it was identified that particulate number of an emission generated during the cold start phase of a test cycle represents the primary portion of the total particles emitted during the test. Therefore, the particle filtration performance at the initial filtration phase, also called fresh filtration efficiency, is a main concern for the study on filtration performance of gasoline particulate filters.

[0009] There is a need to provide a particulate filter for treatment of an exhaust stream from an internal combustion engine, particularly gasoline engine, which has improved water resistance, i.e., having improved fresh filtration efficiency after exposure to water as compared to prior particulate filters.SUMMARY OF THE INVENTION

[0010] The object of the present invention is to provide a particulate filter for treatment of an exhaust stream from an internal combustion engine, particularly a gasoline engine, which has improved fresh filtration efficiency after water treatment as compared to prior particulate filters, and preferably has a desirable back pressure.

[0011] It has been surprisingly found that the object of the present invention was achieved by a particulate filter comprising a layer of inorganic particles, which have an anti-dispersing property in water and an anti-particle size increasing property upon water treatment, in inlet channels and / or outlet channels of the filter.

[0012] Accordingly, in a first aspect, the present invention provides a particulate filter, which comprises

[0013] - a substrate, comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end,

[0014] - a layer of inorganic particles loaded on surfaces of porous walls in the inlet channels and / or outlet channels, preferably in at least the inlet channels, which comprises inorganic particles having an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water, as determined by subjecting a sample of the inorganic particles to dispersing in water, separating and collecting dispersed inorganic particles and undispersed inorganic particles, and calculating in accordance with the following equations,

[0015] wherein,

[0016] in equation (I) ,

[0017] X represents the anti-dispersing index,

[0018] A represents initial weight of the sample, and

[0019] B represents weight of dispersed inorganic particles,

[0020] in equation (II) ,

[0021] Y represents the anti-particle size increasing index,

[0022] C represents initial particle size D50 of the sample, and

[0023] D represents particle size D50 of a mixture of the dispersed inorganic particles and the undispersed inorganic particles after collecting and drying,

[0024] and

[0025] - optionally, an in-wall three-way conversion (TWC) coating in the inlet channels and / or outlet channels.

[0026] In a second aspect, the present invention provides a method for producing a particulate filter, which includes

[0027] - providing a substrate comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end,

[0028] - optionally, applying a three-way conversion catalyst (TWC) coating in the porous walls in the inlet and / or outlet channels of the substrate,

[0029] - applying inorganic particles or precursors thereof on surfaces of porous walls in the inlet channels and / or outlet channels, wherein at least part of the inorganic particles or precursors thereof are inorganic particles having an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water, as determined by subjecting a sample of the inorganic particles to dispersing in water, separating and collecting dispersed inorganic particles and undispersed inorganic particles, and calculating in accordance with the following equations,

[0030] wherein,

[0031] in equation (I) ,

[0032] X represents the anti-dispersing index,

[0033] A represents initial weight of the sample, and

[0034] B represents weight of dispersed inorganic particles,

[0035] in equation (II) ,

[0036] Y represents the anti-particle size increasing index,

[0037] C represents initial particle size D50 of the sample, and

[0038] D represents particle size D50 of a mixture of the dispersed inorganic particles and the undispersed inorganic particles after collecting and drying,

[0039] and

[0040] - optionally, drying and / or calcining.

[0041] In a third aspect, the present invention provides an exhaust treatment system comprising a particulate filter as described in the first aspect or a particulate filter obtainable or obtained from the method as described in the second aspect, which is located downstream of an internal combustion engine, particularly a gasoline engine.

[0042] In a fourth aspect, the present invention provides a method for treating an exhaust stream from an internal combustion engine, particularly a gasoline engine, which includes contacting the exhaust stream with a particulate filter as described in the first aspect, a particulate filter obtainable or obtained from the method as described in the second aspect or an exhaust treatment system as described in the third aspect.

[0043] It has been found that the particulate filter according to the present invention exhibits an improved water resistance, in terms of improved fresh filtration efficiency after water treatment without no significant back pressure increase.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0044] Fig. 1 illustrates an external view of a wall-flow substrate having an inlet end and an outlet end.

[0045] Fig. 2 illustrates a longitudinal sectional view of an exemplary wall-flow substrate having a plurality of porous walls extending longitudinally from an inlet end to an outlet end of the substrate.

[0046] Fig. 3 shows photos of the aqueous dispersions of the inorganic particle materials as used in Examples, taken after dispersing 10 grams of respective powders in 150 grams of water and standing for 10 minutes.

[0047] Fig. 4 shows the back pressure (BP) as measured for the particulate filters obtained from Examples respectively.

[0048] Fig. 5 shows the fresh filtration efficiency (FFE) as measured for the particulate filters obtained from Examples respectively.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0049] The present invention will be described in detail hereinafter. It is to be understood that the present invention may be embodied in many different ways and shall not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

[0050] The singular forms “a” , “an” and “the” include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. The terms “comprise” , “comprising” , etc. are used interchangeably with “contain” , “containing” , etc. and are to be interpreted in a non-limiting, open manner. That is, e.g., further components or elements may be present. The expressions “consists of” or cognates may be embraced within “comprises” or cognates.

[0051] The term “layer” , for example within the context of the layer of inorganic particles, is intended to mean a thin gas-permeable coating of materials carried on blank or pre-coated walls of a substrate. The layer may be in form of packed particles on walls of the substrate with gaps therebetween allowing for gas to permeate through.

[0052] The terms “D10” , “D50” and “D90” have their usual meanings, referring to the diameter points where the cumulative volume from the small-particle-diameter side reaches 10%, 50%and 90%in the cumulative particle size distribution respectively. The particle size distribution is measured by using a laser diffraction particle size distribution analyzer.

[0053] The terms for platinum group metal (PGM) components, such as “palladium component” , “platinum component” and “rhodium component” are intended to describe the presence of respective platinum group metals in any possible valence state, which may be for example metal or metal oxide as the catalytically active form, or may be for example metal compound, complex or the like which, upon calcination or use of the catalyst, decomposes or otherwise converts to the catalytically active form.

[0054] The term “support” refers to a material in form of particles, for receiving and carrying one or more platinum group metal (PGM) components, and optionally one or more other components such as stabilizers, promoters and binders.

[0055] Herein, any reference to an amount of loading in the unit of “g / ft3” or “g / in3” is intended to mean the weight of the specified component, coating or layer per unit volume of the substrate or substrate part, on which they are carried.

[0056] According to the first aspect of the present invention, a particulate filter is provided, which comprises,

[0057] - a substrate, comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end,

[0058] - a layer of inorganic particles loaded on surfaces of porous walls in the inlet channels and / or outlet channels, which comprises inorganic particles having an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water, as determined by subjecting a sample of the inorganic particles to dispersing in water, separating and collecting dispersed inorganic particles and undispersed inorganic particles, and calculating in accordance with the following equations,

[0059] wherein,

[0060] in equation (I) ,

[0061] X represents the anti-dispersing index,

[0062] A represents initial weight of the sample, and

[0063] B represents weight of dispersed inorganic particles,

[0064] in equation (II) ,

[0065] Y represents the anti-particle size increasing index,

[0066] C represents initial particle size D50 of the sample, and

[0067] D represents particle size D50 of a mixture of the dispersed inorganic particles and the undispersed inorganic particles after collecting and drying,

[0068] and

[0069] - optionally, an in-wall three-way conversion (TWC) coating in the inlet channels and / or outlet channels.

[0070] In some other embodiments, the particulate filter according to the present invention comprises the in-wall three-way conversion (TWC) coating in the inlet channels and / or outlet channels, preferably in both inlet channels and outlet channels.

[0071] Preferably, according to the present invention, the inorganic particles have an anti-dispersing index of at least 0.5, more preferably at least 0.6, most preferably at least 0.7, in water. The process for determining the anti-dispersing index will be described in detail hereinbelow in Examples.

[0072] Preferably, according to the present invention, the inorganic particles have an anti-particle size increasing index of at least 0.4, more preferably at least 0.5, upon dispersing in water. The process for determining the anti-particle size increasing index will be described in detail hereinbelow in Examples.

[0073] The substrate as used herein refers to a structure that is suitable for withstanding conditions encountered in an exhaust stream from combustion engines, which can function as a particulate filter by itself, and can also carry functional materials, for example a filtration-improving layer such as a layer of inorganic particles as described herein, and optionally any other layer.

[0074] The substrate comprises a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels being inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels different from the inlet channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end. The configuration of the substrate, also referred to as wall-flow substrate, requires the engine exhaust in the inlet channels flows through the porous walls into the outlet channels to reach the outlet end of the substrate.

[0075] Generally, the substrate may exhibit a honeycomb structure with alternate channels being blocked with a plug at opposite ends.

[0076] The porous walls of the substrate are generally made from ceramic materials or metal materials. Suitable ceramic materials useful for constructing the substrate may include any suitable refractory material, e.g., cordierite, mullite, cordierite-alumina, silicon carbide, silicon nitride, zirconia, mullite, spodumene, alumina-silica-magnesia, zirconium silicate, magnesium silicates, sillimanite, petalite, alumina, aluminum titanate and aluminosilicates. Typically, the porous walls of the substrate are made from cordierite or silicon carbide.

[0077] Suitable metallic materials useful for constructing the substrate may include heat resistant metals and metal alloys such as titanium and stainless steel as well as other alloys in which iron is a substantial or major component. Such alloys may contain one or more of nickel, chromium and aluminum, and the total amount of these metals may advantageously comprise at least 15%by weight of the alloy, for example 10 to 25%by weight of chromium, 3 to 8%by weight of aluminum, and up to 20%by weight of nickel. The alloys may also contain small or trace amounts of one or more metals such as manganese, copper, vanadium, titanium and the like. The surface of the metallic substrate may be oxidized at high temperature, e.g., 1000 ℃ or higher, to form an oxide layer on the surface of the substrate, improving the corrosion resistance of the alloy and facilitating adhesion of any coating or layer to the metal surface.

[0078] The channels at the closed ends are blocked with plugs of a sealant material. Any suitable sealant materials may be used without being limited.

[0079] The channels of the substrate can be of any suitable cross-sectional shape and size, such as circular, oval, triangular, rectangular, square, hexagonal, trapezoidal or other polygonal shapes. The substrate may have up to 700 channels (i.e. cells) per square inch of cross section. For example, the substrate may have 100 to 500 cells per square inch ( "cpsi" ) , typically 200 to 400 cpsi. The walls of the substrate may have various thicknesses, with a typical range of 2 mils to 0.1 inches. The substrate may have a porosity of from 40%to 80%, preferably 50%to 70%. Preferably, the substrate has a number of inlet channels that is equal to the number of outlet channels, and the channels are evenly distributed throughout the substrate.

[0080] Figs. 1 and 2 illustrate a typical wall-flow substrate comprising a plurality of inlet and outlet channels.

[0081] Fig. 1 depicts an external view of the wall-flow substrate having an inlet end (01) from which an exhaust stream (13) enters the substrate and an outlet end (02) from which the exhaust having been treated (14) exits. Alternate channels are blocked with plugs to form a checkerboard pattern at the inlet end (01) as shown and an opposing checkerboard pattern at the outlet end (02) which is not shown.

[0082] Fig. 2 schematically depicts a longitudinal sectional view of the wall-flow substrate, comprising a first plurality of channels (11) which are open at the inlet end (01) and closed at the outlet end (02) , and a second plurality of channels (12) which are open at the outlet end (02) and closed at the inlet end (01) . The channels are preferably parallel to each other to provide a constant wall thickness between the channels. The exhaust stream entering the first plurality of channels from the inlet end cannot leave the substrate without diffusing through the porous walls (10) into the second plurality of channels.

[0083] The particulate filter according to the present invention may comprise the layer of inorganic particles loaded on surfaces of the porous walls in the inlet channels and / or outlet channels. In other words, the layer of inorganic particles may be loaded on the porous walls in the inlet channels alone, in the outlet channels alone or in both inlet channels and outlet channels. Particularly, the layer of inorganic particles may be loaded on the porous walls in the inlet channels alone or in both inlet channels and outlet channels, more preferably in the inlet channels alone.

[0084] It will be appreciated that the layer of inorganic particles is intended to be loaded onto surfaces of the porous walls in the inlet and / or outlet channels, which is also referred to as “on-wall” coating, although a minor amount, for example less than 50%by weight, preferably less than 30%by weight, more preferably less than 10%by weight of inorganic particles may infiltrate into the pores within the porous walls.

[0085] According to the present invention, the inorganic particles may be particles of a non-PGM inorganic material. The non-PGM inorganic material may be for example alumina, hydrated alumina, boehmite, zirconia, ceria, silica, titania, magnesium oxide, zinc oxide, zinc carbonate, calcium oxide, calcium carbonate, silicate zeolite, aluminosilicate zeolite, or any combinations thereof.

[0086] Preferably, the inorganic particles are particles of a non-PGM inorganic material selected from alumina, hydrated alumina, boehmite, silica, zinc oxide, zirconia or any combinations thereof, more preferably alumina, boehmite or any combinations thereof, most preferably boehmite.

[0087] The layer of inorganic particles may optionally comprise a PGM component, such as palladium component and / or platinum component. The PGM component, if present, may be supported on or may be present separate from the inorganic particles having an anti-dispersing property in water and an anti-particle size increasing property upon water treatment as mentioned above.

[0088] Herein, the layer of inorganic particles loaded on the porous walls in the inlet and / or outlet channels of the substrate particularly refers to a layer exhibiting minor or no, preferably no TWC activity, although it may exhibit a certain catalytic activity if one or more PGM components are comprised.

[0089] In some embodiments, the layer of inorganic particles does not comprise a PGM component. Preferably, the layer of inorganic particles may mainly or substantially consist of inorganic particles of a non-PGM inorganic material selected from alumina, hydrated alumina, boehmite, zirconia, ceria, silica, titania, magnesium oxide, zinc oxide, zinc carbonate, calcium oxide, calcium carbonate, silicate zeolite, aluminosilicate zeolite, or any combinations thereof, among which alumina, hydrated alumina, boehmite, silica, zinc oxide, zirconia, or any combinations thereof is preferable, with alumina, boehmite or any combinations thereof being more preferable, and boehmite being most preferable.

[0090] Herein, any reference to “mainly consist of” within the context of the layer of inorganic particles is intended to mean the layer of inorganic particles comprise a major amount, i.e., more than 50%by volume, of the inorganic particles as specified, which may be for example 75%by volume or higher, 85%by volume or higher, 90%by volume or higher, or even 95%by volume or higher.

[0091] Herein, any reference to “substantially consist (s) of” within the context of the layer of inorganic particles is intended to mean the layer of inorganic particles comprises a non-intentionally adding amount of inorganic particles other than the inorganic particles as specified herein. The term “non-intentionally added amount” is intended to refer to no more than 1%by volume, no more than 0.5%by volume, no more than 0.1%by volume or no more than 0.05%by volume.

[0092] There is no particular restriction to the geometry of the inorganic particles having an anti-dispersing property in water and an anti-particle size increasing property upon water treatment, but plate-like crystals being preferable.

[0093] The inorganic particles useful for the present invention may have a D90 of no more than 100 microns (μm) , no more than 50 μm, no more than 20 μm, or no more than 10 μm. The inorganic particles useful for the present invention may have a D50 in the range of from 1 to 30 μm, from 1 to 10 μm, or from 1 to 5 μm. The inorganic particles useful for the present invention may have a D10 of no more than 20 μm, no more than 8 μm, or no more than 3 μm.

[0094] The inorganic particles useful for the present invention may have a BET surface area in the range of from 5 m2 / g to 150 m2 / g, from 10 m2 / g to 100 m2 / g, or from 30 m2 / g to 80 m2 / g, as determined by nitrogen adsorption.

[0095] Additionally or alternatively, the inorganic particles useful for the present invention may have a BET pore volume of no more than 1.0 cm3 / g, no more than 0.8 cm3 / g, or no more than 0.5 cm3 / g, as determined by nitrogen adsorption.

[0096] Generally, the particulate filter according to the present invention may comprise the layer of inorganic particles at a loading of from 0.1 to 100 g / L (i.e., about 0.0016 to 1.64 g / in3) , from 0.2 to 50 g / L (i.e., about 0.0033 to 0.82 g / in3) , from 0.5 to 10 g / L (i.e. about 0.0082 to 0.16 g / in3) , or from 0.5 to 5 g / L (i.e., about 0.0082 to 0.08 g / in3) .

[0097] The layer of inorganic particles may be applied onto the surfaces of the porous walls of the substrate by any known processes, such as dry coating process and washcoating process.

[0098] The dry coating process is well-known and generally carried out by blowing inorganic particles or suitable precursors thereof in particulate form by means of a carrier gas stream into channels of a substrate from the open ends, optionally drying and optionally calcining the coated substrate. By this process, no liquid carrier will be used. The inorganic particles are typically distributed on the surfaces of the porous walls of the channels in form of particle beds.

[0099] It will be appreciated that inorganic particles or suitable precursors thereof as applied will maintain their crystalline morphology after calcining the coated substrate. In other words, the calcining, if carried out, will not result in a change of the crystalline morphology of the inorganic particles.

[0100] In some embodiments, the inorganic particles or suitable precursors thereof may be blown into the inlet channels from the open ends towards the closed ends of the channels. The formed particle beds in the inlet channels may be located on the porous walls of the inlet channels, and also against the plug blocking the channels. The particle beds, i.e., the layer of inorganic particles is gas-permeable, which can contribute to trapping particulate matter (PM) of the exhaust stream and allow gaseous pollutants of the exhaust stream to permeate therethrough.

[0101] The layer of inorganic particles in form of particle beds may extend along the porous walls of the channels where the inorganic particles are loaded. It will be appreciated that the particle beds may extend along the entire length of the porous walls of the channels, or along only a part of the length of the porous walls of the channels.

[0102] The washcoating process is also well-known and generally carried out by coating a slurry comprising the inorganic particles or suitable precursors thereof and optional auxiliaries in a liquid solvent (e.g. water) into channels of a substrate from the open ends, drying and optionally calcining the coated substrate. The layer of inorganic particles applied by washcoating may be in the form of a porous coating, which may extend along the porous walls of the channels where the inorganic particles are loaded. Also, the porous coating may extend along the entire length of the porous walls of the channels, or along only a part of the length of the porous walls of the channels.

[0103] The in-wall TWC coating, when present, is typically in form of a washcoat comprising a TWC composition. The TWC coating may extend along the entire length of the porous walls of the channels, or along only a part of the length of the porous walls of the channels.

[0104] Herein, the term “in-wall” within the context of a TWC coating is intended to refer to a TWC coating with TWC components being intentionally loaded into pores of the porous walls of the substrate, although a minor amount, for example less than 50%by weight, preferably less than 30%by weight, more preferably less than 10%by weight of the TWC components may possibly be found on the surfaces of the porous walls in the coated channels. The meaning of the term “in-wall” is known in the art, for example as described in WO2017 / 109514A.

[0105] There is no particular restriction to the TWC composition useful for the TWC coating comprised in the particulate filter. Typically, the TWC composition comprises platinum group metal components as catalytically active species, e.g., rhodium component and one or both of platinum component and palladium component, which are supported on support particles. Useful materials as the support may be refractory metal oxides, oxygen storage components and any combinations thereof.

[0106] In some embodiments, the TWC composition comprises a rhodium component and a platinum component, which are supported on support particles. In the embodiments, a palladium component may be optionally comprised in the TWC composition. Preferably, the TWC composition is free or substantially free of a palladium component.

[0107] Examples of the refractory metal oxide may include, but are not limited to alumina, lanthana doped alumina, baria doped alumina, ceria doped alumina, zirconia doped alumina, ceria-zirconia doped alumina, lanthana-zirconia doped alumina, baria-lanthana doped alumina, baria-ceria doped alumina, baria-zirconia doped alumina, baria-lanthana-neodymia doped alumina, lanthana-ceria doped alumina, and any combinations thereof.

[0108] Examples of the oxygen storage component (OSC) may include, but are not limited to reducible rare earth metal oxides, such as ceria. The oxygen storage component may also comprise one or more of lanthana, praseodymia, neodymia, europia, samaria, ytterbia, yttria, zirconia and hafnia to constitute a composite oxide with ceria. Particularly, the oxygen storage component is selected from ceria-zirconia composite oxide and stabilized ceria-zirconia composite oxide.

[0109] In some further embodiments, the TWC composition comprises a rhodium component supported on particles of refractory metal oxide and a platinum component supported on particles of oxygen storage component.

[0110] The particulate filter according to the present invention may comprise the TWC coating at a loading of from 5 to 300 g / L (i.e., about 0.1 to 5.0 g / in3) , from 30 to 200 g / L (i.e., about 0.5 to 3.3 g / in3) , or from 50 to 150 g / L (i.e., about 0.8 to 2.5 g / in3) .

[0111] The in-wall TWC coating may comprise the PGM components at a total loading of 1.0 to 50.0 g / ft3 (i.e., about 0.04 to 1.8 g / L) , or 5.0 to 20.0 g / ft3 (i.e., about 0.18 to 0.71 g / L) , calculated as respective PGM elements.

[0112] The in-wall TWC coating may be applied onto the substrate by any known processes, typically by a washcoating process. The washcoating process is generally carried out by coating a slurry comprising TWC catalyst particles of supported PGM components and optionally auxiliaries in a solvent (e.g. water) , drying and calcining the coated substrate.

[0113] The in-wall TWC coating, when present, will be applied onto the substrate before loading the layer of inorganic particles as described hereinabove. The in-wall TWC coating, when present, may also be referred to as an under-layer coat, i.e., being applied before the layer of inorganic particles.

[0114] In some illustrative embodiments, the particulate filter according to the present invention comprises,

[0115] - a substrate, comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end,

[0116] - a layer of inorganic particles loaded on surfaces of porous walls in at least the inlet channels, preferably in at least the inlet channels, which comprises inorganic particles having an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water, as determined by subjecting a sample of the inorganic particles to dispersing in water, separating and collecting dispersed inorganic particles and undispersed inorganic particles, and calculating in accordance with the following equations,

[0117] wherein,

[0118] in equation (I) ,

[0119] X represents the anti-dispersing index,

[0120] A represents initial weight of the sample, and

[0121] B represents weight of dispersed inorganic particles,

[0122] in equation (II) ,

[0123] Y represents the anti-particle size increasing index,

[0124] C represents initial particle size D50 of the sample, and

[0125] D represents particle size D50 of a mixture of the dispersed inorganic particles and the undispersed inorganic particles after collecting and drying,

[0126] and

[0127] - an in-wall three-way conversion (TWC) coating in the inlet channels and outlet channels, which preferably comprises a rhodium component, a platinum component, which are supported on support particles.

[0128] In some other illustrative embodiments, the particulate filter according to the present invention comprises,

[0129] - a substrate, comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end,

[0130] - a layer of inorganic particles loaded on surfaces of porous walls in at least the inlet channels, preferably in at least the inlet channels, which comprises inorganic particles having an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water, as determined by subjecting a sample of the inorganic particles to dispersing in water, separating and collecting dispersed inorganic particles and undispersed inorganic particles, and calculating in accordance with the following equations,

[0131] wherein,

[0132] in equation (I) ,

[0133] X represents the anti-dispersing index,

[0134] A represents initial weight of the sample, and

[0135] B represents weight of dispersed inorganic particles,

[0136] in equation (II) ,

[0137] Y represents the anti-particle size increasing index,

[0138] C represents initial particle size D50 of the sample, and

[0139] D represents particle size D50 of a mixture of the dispersed inorganic particles and the undispersed inorganic particles after collecting and drying,

[0140] and

[0141] - an in-wall three-way conversion (TWC) coating in the inlet channels and outlet channels, which preferably comprises a rhodium component supported on particles of refractory metal oxide and a platinum component supported on particles of oxygen storage component.

[0142] In any illustrative embodiments as described above, the layer of inorganic particles mainly or substantially consists of inorganic particles of a non-PGM inorganic material selected from alumina, hydrated alumina, boehmite, silica, zinc oxide, zirconia, or any combinations thereof, which have an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water.

[0143] Preferably, in those illustrative embodiments, the layer of inorganic particles mainly or substantially consists of inorganic particles of a non-PGM inorganic material selected from alumina, boehmite or any combinations thereof, which have an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water.

[0144] More preferably, in those illustrative embodiments, the layer of inorganic particles mainly or substantially consists of boehmite, which have an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water.

[0145] In each of those illustrative embodiments as described above, it is preferred that the inorganic particles have an anti-dispersing index of at least 0.5, more preferably at least 0.6, most preferably at least 0.7, in water.

[0146] In each of those illustrative embodiments as described above, it is preferred that the inorganic particles have an anti-particle size increasing index of at least 0.4, more preferably at least 0.5, upon dispersing in water.

[0147] In each of those illustrative embodiments as described above, it is preferred that the inorganic particles substantially consist of inorganic particles having at least one, preferably all, of following particle size characteristics,

[0148] - D90 of no more than 20 μm,

[0149] - D50 of 1 to 10 μm, and

[0150] - D10 of no more than 8 μm.

[0151] It is more preferred that the inorganic particles substantially consist of inorganic particles having at least one, preferably all, of following particle size characteristics,

[0152] - D90 of no more than 10 μm,

[0153] - D50 of 1 to 5 μm, and

[0154] - D10 of no more than 3 μm.

[0155] In each of those illustrative embodiments as described above, it is preferred that the layer of inorganic particles does not comprise a PGM component.

[0156] The particulate filter may be housed within a shell having an inlet and an outlet for an exhaust stream, that may be operatively associated and in fluid communication with other parts of an exhaust system of an engine.

[0157] According to the second aspect of the present invention, a method for producing a particulate filter is provided, which includes,

[0158] - providing a substrate comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end,

[0159] - optionally, applying a three-way conversion catalyst (TWC) coating in the porous walls in the inlet and / or outlet channels of the substrate,

[0160] - applying inorganic particles or precursors thereof on surfaces of porous walls in the inlet channels and / or outlet channels, wherein at least part of the inorganic particles or precursors thereof are inorganic particles having an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water, as determined by subjecting a sample of the inorganic particles to dispersing in water, separating and collecting dispersed inorganic particles and undispersed inorganic particles, and calculating in accordance with the following equations,

[0161] wherein,

[0162] in equation (I) ,

[0163] X represents the anti-dispersing index,

[0164] A represents initial weight of the sample, and

[0165] B represents weight of dispersed inorganic particles,

[0166] in equation (II) ,

[0167] Y represents the anti-particle size increasing index,

[0168] C represents initial particle size D50 of the sample, and

[0169] D represents particle size D50 of a mixture of the dispersed inorganic particles and the undispersed inorganic particles after collecting and drying,

[0170] and

[0171] - optionally, drying and / or calcining.

[0172] The inorganic particles may be applied on the surfaces of the porous walls by a dry coating or washcoating process as described hereinabove in the first aspect, preferably a dry coating process.

[0173] In some embodiments wherein the particulate filter comprises an in-wall TWC coating in the inlet and / or outlet channels of the substrate, the in-wall TWC coating is applied before applying the inorganic particles on surfaces of the porous walls. The TWC coating may be applied by a washcoating process as described hereinabove.

[0174] Any general description and preferences described hereinabove for the layer of inorganic particles and the in-wall TWC coating in the first aspect are applicable here by reference.

[0175] In some embodiments, more than 50%by volume of the inorganic particles as applied, for example 75%by volume or higher, 85%by volume or higher, 90%by volume or higher, or even 95%by volume or higher, are the inorganic particles having an anti-dispersing property in water and an anti-particle size increasing property upon water treatment as specified herein. Particularly, the inorganic particles as applied substantially consist of the inorganic particles having an anti-dispersing property in water and an anti-particle size increasing property upon water treatment as specified herein.

[0176] According to the third aspect, an exhaust treatment system is provided, which comprises a particulate filter as described in the first aspect or a particulate filter obtainable or obtained from the method as described in the second aspect, which is located downstream of a gasoline engine.

[0177] According to the fourth aspect, a method for treating an exhaust stream from a gasoline engine is provided, which includes contacting the exhaust stream with a particulate filter as described in the first aspect, a particulate filter obtainable or obtained from the method as described in the second aspect or an exhaust treatment system as described in the third aspect.

[0178] EMBODIMENTS

[0179] Various embodiments are listed below. It will be understood that the embodiments listed below may be combined with all aspects and other embodiments in accordance with the scope of the invention.

[0180] Embodiment 1. A particulate filter, which comprises

[0181] - a substrate, comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end,

[0182] - a layer of inorganic particles loaded on surfaces of porous walls in the inlet channels and / or outlet channels, preferably in at least the inlet channels, which comprises inorganic particles having an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water, as determined by subjecting a sample of the inorganic particles to dispersing in water, separating and collecting dispersed inorganic particles and undispersed inorganic particles, and calculating in accordance with the following equations,

[0183] wherein,

[0184] in equation (I) ,

[0185] X represents the anti-dispersing index,

[0186] A represents initial weight of the sample, and

[0187] B represents weight of dispersed inorganic particles,

[0188] in equation (II) ,

[0189] Y represents the anti-particle size increasing index,

[0190] C represents initial particle size D50 of the sample, and

[0191] D represents particle size D50 of a mixture of the dispersed inorganic particles and the undispersed inorganic particles after collecting and drying,

[0192] and

[0193] - optionally, an in-wall three-way conversion (TWC) coating in the inlet channels and / or outlet channels.

[0194] Embodiment 2. The particulate filter according to Embodiment 1, which comprises the in-wall TWC coating in the inlet channels and outlet channels.

[0195] Embodiment 3. The particulate filter according to Embodiment 1 or 2, wherein the layer of inorganic particles is loaded on the porous walls in the inlet channels alone.

[0196] Embodiment 4. The particulate filter according to any of preceding Embodiments, wherein the inorganic particles have an anti-dispersing index of at least 0.5, more preferably at least 0.6, most preferably at least 0.7, in water.

[0197] Embodiment 5. The particulate filter according to any of preceding Embodiments, wherein inorganic particles have an anti-particle size increasing index of at least 0.4, more preferably at least 0.5, upon dispersing in water.

[0198] Embodiment 6. The particulate filter according to any of preceding Embodiments, wherein the layer of inorganic particles substantially consists of the inorganic particles.

[0199] Embodiment 7. The particulate filter according to any of preceding Embodiments, wherein the inorganic particles are inorganic particles of a non-PGM inorganic material, particularly selected from alumina, hydrated alumina, boehmite, zirconia, ceria, silica, titania, magnesium oxide, zinc oxide, zinc carbonate, calcium oxide, calcium carbonate, silicate zeolite, aluminosilicate zeolite, or any combinations thereof.

[0200] Embodiment 8. The particulate filter according to Embodiment 7, wherein the non-PGM inorganic material is selected from alumina, hydrated alumina, boehmite, silica, zinc oxide, zirconia, or any combinations thereof, preferably alumina, boehmite or a combination thereof, most preferably boehmite.

[0201] Embodiment 9. The particulate filter according to any of preceding Embodiments, which comprises the layer of inorganic particles at a loading of from 0.1 to 100 g / L, from 0.2 to 50 g / L, from 0.5 to 10 g / L, or from 0.5 to 5 g / L.

[0202] Embodiment 10. The particulate filter according to any of preceding Embodiments, wherein the in-wall TWC coating is in form of a washcoat comprising a TWC composition, preferably comprising a rhodium component and a platinum component which are supported on support particles selected from refractory metal oxides, oxygen storage components and any combinations thereof, more preferably comprising a rhodium component supported on particles of refractory metal oxide and a platinum component supported on particles of oxygen storage component.

[0203] Embodiment 11. The particulate filter according to Embodiment 10, wherein the TWC composition is free or substantially free of a palladium component.

[0204] Embodiment 12. The particulate filter according to any of preceding Embodiments, which is a gasoline particulate filter.

[0205] Embodiment 13. A method for producing a particulate filter as defined in any of Embodiments 1 to 12, which includes

[0206] - providing a substrate comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end,

[0207] - optionally, applying a three-way conversion catalyst (TWC) coating in the porous walls in the inlet and / or outlet channels of the substrate,

[0208] - applying inorganic particles or precursors thereof on surfaces of porous walls in the inlet channels and / or outlet channels, wherein at least part of the inorganic particles or precursors thereof are inorganic particles having an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water, as determined by subjecting a sample of the inorganic particles to dispersing in water, separating and collecting dispersed inorganic particles and undispersed inorganic particles, and calculating in accordance with the following equations,

[0209] wherein,

[0210] in equation (I) ,

[0211] X represents the anti-dispersing index,

[0212] A represents initial weight of the sample, and

[0213] B represents weight of dispersed inorganic particles,

[0214] in equation (II) ,

[0215] Y represents the anti-particle size increasing index,

[0216] C represents initial particle size D50 of the sample, and

[0217] D represents particle size D50 of a mixture of the dispersed inorganic particles and the undispersed inorganic particles after collecting and drying,

[0218] and

[0219] - optionally, drying and / or calcining.

[0220] Embodiment 14. The method according to Embodiment 13, wherein the inorganic particles are applied by a dry coating or washcoating process, preferably by a dry coating process.

[0221] Embodiment 15. The method according to Embodiment 13 or 14, wherein the in-wall TWC coating is applied before applying the inorganic particles on surfaces of the porous walls.

[0222] Embodiment 16. An exhaust treatment system, which comprises a particulate filter according to any of Embodiments 1 to 12 or a particulate filter obtainable or obtained from the method according to any of Embodiments 13 to 15, and is located downstream of a gasoline engine.

[0223] Embodiment 17. A method for treating an exhaust stream from a gasoline engine, which includes contacting the exhaust stream with a particulate filter according to any of Embodiments 1 to 12, a particulate filter obtainable or obtained from the method according to any of Embodiments 13 to 15, or an exhaust treatment system as defined in Embodiment 16.

[0224] EXAMPLES

[0225] Aspects of the present invention are more fully illustrated by the following examples, which are set forth to illustrate certain aspects of the present invention and are not to be construed as limiting thereof.

[0226] I. Materials and Characterization

[0227] Materials I to IV, powders used for preparing the layer of inorganic particles in the particulate filters in Examples, are summarized in Table 1. The dispersing behavior of those materials in water are shown in Fig. 3. As exhibited by the photos in Fig. 3, the material I was fully dispersed and the materials II and III were partially dispersed in water, while the material IV was slightly dispersed in water.

[0228] Particle sizes were measured by a Malvern 3000 laser diffraction particle size analyzer.

[0229] Surface area and pore volume were measured by a Micromeritics ASAP 2420 surface area and porosity analyzer with BET model under 77K nitrogen adsorption.

[0230] Anti-dispersing index (X) and anti-particle size increasing index (Y) of the inorganic particles were determined in accordance with the following process. Firstly, 150 grams of pure water was poured into a separatory funnel that has passed the leak detection. Secondly, approximately 1.5 grams of a sample of inorganic particles having a particle size D50 measured as “C” was weighed to obtain an accurate weight recorded as “A” , and then slowly added into the separatory funnel. Thirdly, the separatory funnel was shaken in the same direction for 10 minutes, and then stood for 30 minutes. Fourthly, the floating powder phase and the solution phase were separated. The obtained solution phase was filtered using two layers of filter paper with pore size of 8 μm. The filter cake and the powder phase were dried in an oven at 110 ℃ for 5 hours. The dried filter cake without filter paper was weighed to obtain a weight recorded as “B” . Fifthly, the dried filter cake and the dried powder phase were mixed and measured for the particle size D50 and recorded as “D” . The anti-dispersing index (X) and the anti-particle size increasing index (Y) were calculated in accordance with the following equations (I) and (II) respectively:

[0231] Table 1

[0232] II. Methods for Characterization of Filtration Performance

[0233] II. 1 Back Pressure (BP)

[0234] The particulate filters of all the Examples were investigated for back pressure (BP) , as measured by a SuperFlow SF-1020 Flowbench under a cold air flow at 600 m3 / h.

[0235] II. 2 Fresh Filtration Efficiency (FFE)

[0236] The filtration efficiencies of the particulate filters of all Examples at fresh state (0 km, or out-of-box state) were measured, in accordance with the standard procedure defined in “BS EN ISO 29463-5: 2018 -Part 5: Test method for filter elements” , on a stationary air filter performance testing bench with a cold air flow at 600 m3 / h, using aerosol di (2-ethyl-hexyl) sebacate as particles. Particle number (PN) of particles ranging between 0.10 and 0.15 μm were recorded by a PN counter for both upstream and downstream of the filter being tested. The fresh filtration efficiency (FFE) was calculated in accordance with the equation.

[0237] III. Preparation of Particulate Filters

[0238] Reference Example 1 (R1)

[0239] A gasoline particulate filter cordierite substrate was used as a reference filter (blank filter) , which has a size of 132.1 mm (D) × 101.6 mm (L) , a volume of 1.4 L (about 85.4 in3) , a cell density of 300 cells per square inch (cpsi) , a wall thickness of 8 mils, a porosity of 65%as determined by a mercury intrusion measurement.

[0240] Reference Example 2 (R2)

[0241] A blank filter substrate after water treatment was provided.

[0242] A blank filter which is same as Reference Example 1 was placed horizontally in water at a depth of 2 cm for 10 minutes. Then, the blank filter was dried at a temperature of 200 ℃ for 4 hours.

[0243] Reference Example 3 (R3)

[0244] A particulate filter having a TWC coating was prepared from a filter substrate which is the same as the blank filter of Reference Example 1, by applying a TWC washcoat into both inlet channels and outlet channels of the blank filter.

[0245] 18.32 g of 9.67 wt%aqueous rhodium nitrate solution was impregnated in a planetary mixer (P-mixer) onto 775 g of a high surface area gamma alumina powder to form a wet powder while achieving incipient wetness. 36.02 g of 16.39 wt%aqueous hexahydroxy platinic acid diethanolamine salt solution was impregnated in planetary mixer (P-mixer) onto 2098 g of a ceria / zirconia (40%ceria) composite powder to form a wet powder while achieving incipient wetness. An aqueous slurry was formed by mixing above two wet powders with 2720 g of D. I. water, to which 212 g of barium nitrate and 196 g of 21.6 wt%aqueous zirconium nitrate solution were added. The pH of the slurry was adjusted to 3.6 with nitric acid. The slurry was milled to a particle size D90 of 4.5 μm, and then coated into the inlet channels of the blank filter with 50%of the washcoat loading and into the outlet channels of the blank filter with the rest 50%of the washcoat loading. Then, the coated substrate was dried at a temperature of 150 ℃ for 1 hour and then calcined at a temperature of 550 ℃ for 1 h.

[0246] The in-wall TWC coating was obtained with a washcoat loading of about 1.47 g / in3 (90 g / L) and a total PGM loading of about 6.5 g / ft3 (0.23 g / L) with a Pt / Rh ratio of 5 / 1.5.

[0247] Reference Example 4 (R4)

[0248] A particulate filter having a TWC coating after water treatment was provided.

[0249] A particulate filter which is same as Reference Example 3 was subjected to the same water treatment as described in Reference Example 2.

[0250] Comparative Example 1 (C1)

[0251] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material I was prepared.

[0252] A particulate filter having a TWC coating was firstly prepared by applying the same process as described in Reference Example 3. Then, A powder of material I was mixed with a carrier gas and blown into the inlet channels of the filter at a flow rate of 600 m3 / h at room temperature. The loading of the material I was 1 g / L (0.016 g / in3) .

[0253] Comparative Example 2 (C2)

[0254] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material I after water treatment was provided.

[0255] A particulate filter which is same as Comparative Example 1 was subjected to the same water treatment as described in Reference Example 2.

[0256] Comparative Example 3 (C3)

[0257] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material I was prepared.

[0258] A particulate filter was prepared by the same process as in Comparative Example 1, except that the loading of the material I was 2 g / L (0.033 g / in3) .

[0259] Comparative Example 4 (C4)

[0260] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material I after water treatment was provided.

[0261] A particulate filter which is same as Comparative Example 3 was subjected to the same water treatment as described in Reference Example 2.

[0262] Comparative Example 5 (C5)

[0263] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material I was prepared.

[0264] A particulate filter was prepared by the same process as in Comparative Example 1, except that the loading of material I was 3 g / L (0.049 g / in3) .

[0265] Comparative Example 6 (C6)

[0266] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material I after water treatment was provided.

[0267] A particulate filter which is same as Comparative Example 5 was subjected to the same water treatment as described in Reference Example 2.

[0268] Comparative Example 7 (C7)

[0269] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material II was prepared.

[0270] A particulate filter having a TWC coating was firstly prepared by applying the same process as described in Reference Example 3. Then, a powder of material II was mixed with a carrier gas and blown into the inlet channels of the filter at a flow rate of 600 m3 / h at room temperature. The loading of the material II was 1 g / L (0.016 g / in3) .

[0271] Comparative Example 8 (C8)

[0272] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material II after water treatment was provided.

[0273] A particulate filter which is same as Comparative Example 7 was subjected to the same water treatment as described in Reference Example 2.

[0274] Comparative Example 9 (C9)

[0275] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material II was prepared.

[0276] A particulate filter was prepared by the same process as in Comparative Example 7, except that the loading of the material II was 3 g / L (0.049 g / in3) .

[0277] Comparative Example 10 (C10)

[0278] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material II after water treatment was provided.

[0279] A particulate filter which is same as Comparative Example 9 was subjected to the same water treatment as described in Reference Example 2.

[0280] Comparative Example 11 (C11)

[0281] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material II was prepared.

[0282] A particulate filter was prepared by the same process as in Comparative Example 7, except that the loading of the material II was 5 g / L (0.082 g / in3) .

[0283] Comparative Example 12 (C12)

[0284] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material II after water treatment was provided.

[0285] The same particulate filter which is same as Comparative Example 11 was subjected to the same water treatment as described in Reference Example 2.

[0286]

[0287] Comparative Example 13 (C13)

[0288] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material III was prepared.

[0289] A particulate filter having a TWC coating was firstly prepared by applying the same process as described in Reference Example 3. Then, a powder of material III was mixed with a carrier gas and blown into the inlet channels of the filter at a flow rate of 600 m3 / h at room temperature. The loading of the material III was 40 g / L (0.655 g / in3) .

[0290] Comparative Example 14 (C14)

[0291] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material III after water treatment was provided.

[0292] The same particulate filter which is same as Comparative Example 13 was subjected to the same water treatment as described in Reference Example 2.

[0293] Inventive Example 1 (E1)

[0294] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material IV was prepared.

[0295] A particulate filter having a TWC coating was firstly prepared by applying the same process as described in Reference Example 3. Then, a powder of material IV was mixed with a carrier gas and blown into the inlet channels of the filter at a flow rate of 600 m3 / h at room temperature. The loading of the material IV was 1 g / L (0.016 g / in3) .

[0296] Inventive Example 2 (E2)

[0297] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material IV after water treatment was provided.

[0298] A particulate filter which is same as Inventive Example 1 was subjected to the same water treatment as described in Reference Example 2.

[0299] Inventive Example 3 (E3)

[0300] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material IV was prepared.

[0301] A particulate filter was prepared by the same process as in Inventive Example 1, except that the loading of the material IV was 2 g / L (0.033 g / in3) .

[0302] Inventive Example 4 (E4)

[0303] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material IV after water treatment was provided.

[0304] A particulate filter which is same as Inventive Example 3 was subjected to the same water treatment as described in Reference Example 2.

[0305] Inventive Example 5 (E5)

[0306] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material IV was prepared.

[0307] A particulate filter was prepared by the same process as in Inventive Example 1, except that the loading of the material IV was 3 g / L (0.049 g / in3) .

[0308] Inventive Example 6 (E6)

[0309] A particulate filter having a TWC coating and a layer of inorganic particles of material IV after water treatment was provided.

[0310] A particulate filter which is same as Inventive Example 5 was subjected to the same water treatment as described in Reference Example 2.

[0311] The particulate filters as prepared in above Examples were tested for the Filtration Performance with respect to the back pressure (BP) and the fresh filtration efficiency (FFE) in accordance with the methods as described hereinabove. The test results for the particulate filters are summarized in Table 2 below.

[0312] Table 2

[0313] The particulate filters of above Examples will be classed into three groups for better understanding the benefit of the layer of inorganic particles having the required anti-dispersing index and anti-particle size increasing index on the filter performances.

[0314] Group I

[0315] This group includes the particulate filters from Reference Examples 1 to 4 (i.e., R1, R2, P3 and R4) . The backpressure (BP) and fresh filtration efficiency (FFE) of those particulate filters are shown in Figs. 4 and 5 respectively.

[0316] It can be seen from the comparison of the particular filters R1 and R2, and the comparison of the particular filters R3 and R4, both the blank filter and the particulate filter only having a TWC coating had a stable backpressure (BP) upon water treatment, but exhibited reduced fresh filtration efficiency (FFE) after water treatment.

[0317] Group II

[0318] This group includes the particulate filters from Reference Examples 1 and 3 (i.e., R1 and R3) , Comparative Examples 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 (i.e., C1, C3, C5, C7, C9, C11, C13) , and Inventive Examples 1, 3 and 5 (i.e., E1, E3 and E5) . The backpressure (BP) and fresh filtration efficiency (FFE) of those particulate filters are shown in Figs. 4 and 5, respectively.

[0319] It can be seen from the comparison of the particulate filters R1 and R3 that the particulate filter having a TWC coating has a higher back pressure (BP) and a lower fresh filtration efficiency (FFE) than the blank filter, that may be because the TWC components permeate into the porous walls of the substrate. The fresh filtration efficiency of the particulate filters before water treatment can be improved by further applying a layer of inorganic particles onto the porous walls of the inlet channels of the substrate of the particulate filter with an acceptable increase of backpressure, as shown via the particulate filters C1, C3, C5, C7, C9, C11, C13, E1, E3 and E5.

[0320] Group III

[0321] This group includes the particulate filters from Reference Examples 2 and 4 (i.e., R2 and R4) , Comparative Examples 2, 4, 6, 8, 10, 12 and 14 (i.e., C2, C4, C6, C8, C10, C12 and C14) , and Inventive Examples 2, 4 and 6 (i.e., E2, E4 and E6) , which correspond to the particulate filters of Group II but have been subjected to water treatment. The backpressure (BP) and fresh filtration efficiency (FFE) of those particulate filters are shown in Figs. 4 and 5, respectively.

[0322] It was found that the FFE of particulate filters having a TWC coat and a layer of inorganic particles from the materials I, II and III (i.e., C2, C4, C6, C8, C10, C12 and C14) decreased to around 60%after water treatment, all back to same level as the particulate filter without a layer of inorganic particles (i.e., R2 and R4) . The beneficial effect of the layer of inorganic particles on the FFE of the particulate filters fully lost due to water treatment.

[0323] Surprisingly, the particulate filters having a TWC coat and a layer of inorganic particles from the material IV (i.e., E2, E4 and E6) maintained a relatively high FFE (around 75%) . Notably, the beneficial effect of the layer of inorganic particles on the FFE of the particulate filters partially retained after water treatment. With the layer of inorganic particles having the required anti-dispersing properties, the particulate filters have a significantly improved fresh filtration efficiency and an acceptable back pressure after water treatment.

[0324] Although the invention herein has been described with reference to particular embodiments, it is to be understood that these embodiments are merely illustrative of the principles and applications of the present invention. It will be apparent to those of skill in the art that various modifications and variations can 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.A particulate filter, which comprises-a substrate, comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end,-a layer of inorganic particles loaded on surfaces of porous walls in the inlet channels and / or outlet channels, preferably in at least the inlet channels, which comprises inorganic particles having an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water, as determined by subjecting a sample of the inorganic particles to dispersing in water, separating and collecting dispersed inorganic particles and undispersed inorganic particles, and calculating in accordance with the following equations,wherein,in equation (I) ,X represents the anti-dispersing index,A represents initial weight of the sample, andB represents weight of dispersed inorganic particles,in equation (II) ,Y represents the anti-particle size increasing index,C represents initial particle size D50 of the sample, andD represents particle size D50 of a mixture of the dispersed inorganic particles and the undispersed inorganic particles after collecting and drying,and-optionally, an in-wall three-way conversion (TWC) coating in the inlet channels and / or outlet channels.2.The particulate filter according to claim 1, which comprises the in-wall TWC coating in the inlet channels and outlet channels.3.The particulate filter according to claim 1 or 2, wherein the layer of inorganic particles is loaded on the porous walls in the inlet channels alone.4.The particulate filter according to any of preceding claims, wherein the inorganic particles have an anti-dispersing index of at least 0.5, more preferably at least 0.6, most preferably at least 0.7, in water.5.The particulate filter according to any of preceding claims, wherein inorganic particles have an anti-particle size increasing index of at least 0.4, more preferably at least 0.5, upon dispersing in water.6.The particulate filter according to any of preceding claims, wherein the layer of inorganic particles substantially consists of the inorganic particles.7.The particulate filter according to any of preceding claims, wherein the inorganic particles are inorganic particles of a non-PGM inorganic material, particularly selected from alumina, hydrated alumina, boehmite, zirconia, ceria, silica, titania, magnesium oxide, zinc oxide, zinc carbonate, calcium oxide, calcium carbonate, silicate zeolite, aluminosilicate zeolite, or any combinations thereof.8.The particulate filter according to claim 7, wherein the non-PGM inorganic material is selected from alumina, hydrated alumina, boehmite, silica, zinc oxide, zirconia, or any combinations thereof, preferably alumina, boehmite or a combination thereof, most preferably boehmite.9.The particulate filter according to any of preceding claims, which comprises the layer of inorganic particles at a loading of from 0.1 to 100 g / L, from 0.2 to 50 g / L, from 0.5 to 10 g / L, or from 0.5 to 5 g / L.10.The particulate filter according to any of preceding claims, wherein the in-wall TWC coating is in form of a washcoat comprising a TWC composition, preferably comprising a rhodium component and a platinum component which are supported on support particles selected from refractory metal oxides, oxygen storage components and any combinations thereof, more preferably comprising a rhodium component supported on particles of refractory metal oxide and a platinum component supported on particles of oxygen storage component.11.The particulate filter according to claim 10, wherein the TWC composition is free or substantially free of a palladium component.12.The particulate filter according to any of preceding claims, which is a gasoline particulate filter.13.A method for producing a particulate filter as defined in any of claims 1 to 12, which includes-providing a substrate comprising a plurality of porous walls extending longitudinally to form a plurality of parallel channels extending from an inlet end to an outlet end, wherein a quantity of the channels are inlet channels that are open at the inlet end and closed at the outlet end, and a quantity of channels are outlet channels that are closed at the inlet end and open at the outlet end,-optionally, applying a three-way conversion catalyst (TWC) coating in the porous walls in the inlet and / or outlet channels of the substrate,-applying inorganic particles or precursors thereof on surfaces of porous walls in the inlet channels and / or outlet channels, wherein at least part of the inorganic particles or precursors thereof are inorganic particles having an anti-dispersing index (X) of at least 0.4 in water and an anti-particle size increasing index (Y) of at least 0.3 upon dispersing in water, as determined by subjecting a sample of the inorganic particles to dispersing in water, separating and collecting dispersed inorganic particles and undispersed inorganic particles, and calculating in accordance with the following equations,wherein,in equation (I) ,X represents the anti-dispersing index,A represents initial weight of the sample, andB represents weight of dispersed inorganic particles,in equation (II) ,Y represents the anti-particle size increasing index,C represents initial particle size D50 of the sample, andD represents particle size D50 of a mixture of the dispersed inorganic particles and the undispersed inorganic particles after collecting and drying,and-optionally, drying and / or calcining.14.The method according to claim 13, wherein the inorganic particles are applied by a dry coating or washcoating process, preferably by a dry coating process.15.The method according to claim 13 or 14, wherein the in-wall TWC coating is applied before applying the inorganic particles on surfaces of the porous walls.16.An exhaust treatment system, which comprises a particulate filter according to any of claims 1 to 12 or a particulate filter obtainable or obtained from the method according to any of claims 13 to 15, and is located downstream of a gasoline engine.17.A method for treating an exhaust stream from a gasoline engine, which includes contacting the exhaust stream with a particulate filter according to any of claims 1 to 12, a particulate filter obtainable or obtained from the method according to any of claims 13 to 15, or an exhaust treatment system as defined in claim 16.

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