Zoned three-way conversion catalytic article with low NH 3 emission

Abstract

The present invention relates to a TWC catalytic article, which comprises a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end, b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end, wherein -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being higher than 1 : 1, and -the rear zone of the catalyst composition coating is free of palladium and comprises a platinum component and a rhodium component, each of the palladium components, the platinum component and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

Description

ZONED THREE-WAY CONVERSION CATALYTIC ARTICLE WITH LOW NH3 EMISSIONFIELD OF THE INVENTION

[0001] The present invention relates to a three-way conversion catalytic article useful for treatment of engine exhausts at a close-coupled position, and to an exhaust treatment system comprising the three-way catalytic article. Particularly, the present invention relates to a three-way conversion catalytic article useful for treatment of engine exhausts from gasoline engines.BACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Engine exhausts substantially consist of particulate matter and gaseous pollutants such as unburned hydrocarbons (HC) , carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx, such as NO and / or NO2) . For gasoline engines, exhaust treatment systems include a three-way conversion (TWC) catalytic article (hereinafter interchangeably referred to as TWC catalysts or TWC) which can simultaneously oxidize unburnt hydrocarbons and carbon monoxide and reduce nitrogen oxides. TWC catalysts are known effective near stoichiometric conditions, under which the basic reactions including reduction and oxidation may be exemplified as follows,

[0003] 2 NO + 2 CO → N2 + 2 CO2

[0004] 2 CO + O2 → 2 CO2

[0005] 2 C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 H2O.

[0006] TWC catalysts generally utilize one or more platinum group metals (PGMs) , e.g., platinum, palladium and rhodium, as catalytically active species to convert gaseous pollutants, which are typically supported on support particles of a refractory metal oxide and / or an oxygen storage component (OSC) material. The support particles carrying the PGMs are generally coated on a ceramic or metallic substrate, usually a honeycomb substrate, to provide a TWC catalytic article.

[0007] Certain exhaust treatment systems for a gasoline engine comprise an upstream TWC catalytic article mounted in a position near the exhaust manifold and the engine compartment (also referred to as the close-coupled position, CC) , which may be followed by a downstream catalytic article, such as a further TWC, a four-way converter (FWC) or a particulate filter, placed in a position either closely next to the upstream TWC catalytic article or underneath the vehicle body (also referred to as the underfloor position, UF) .

[0008] The upstream TWC catalytic article (also referred to as close-coupled TWC or CC TWC) is quickly heated up during the cold start phase of engines and provides the majority of conversions for the gaseous pollutants including HC, CO and NOx. The CC TWC also plays an important role in converting the emissions during mid-to high-speed phases of engines after the cold start.

[0009] TWC catalysts, particularly close-coupled position TWCs, during abating HC, NOx and CO pollutants, unavoidably emit ammonia (NH3) as a secondary emission. The close-coupled position TWCs experience most engine lambda perturbations, and therefore ammonia forms, during rich period, from reduction of NOx by H2 which is generated from water gas shift reaction.

[0010] Ammonia originating from gasoline-powered automobiles accounts for approximately 50%of ammonia emission into atmosphere, which contributes to formation of particulate matter (PM) , particularly PM 2.5 in the atmosphere. Automobile emission regulations continue to set limits for the ammonia emission from vehicles.

[0011] There exist increasing needs for close-coupled position TWC catalysts with lower ammonia make-up without sacrificing HC / CO / NOx abatement.SUMMARY OF THE INVENTION

[0012] The object of the present invention is to provide a TWC catalytic article, especially a TWC catalytic article suitable as a CC TWC for gasoline engines, which exhibits reduced ammonia make-up.

[0013] It has been surprisingly found that the object of the present invention can be achieved by a catalytic article comprising a zoned configuration of catalyst composition on the substrate.

[0014] Accordingly, in the first aspect, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises

[0015] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0016] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0017] wherein

[0018] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being higher than 1: 1, and

[0019] -the rear zone of the catalyst composition coating is free of palladium and comprises a platinum component and a rhodium component,

[0020] each of the palladium components, the platinum component and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

[0021] In some embodiments, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises

[0022] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0023] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0024] wherein

[0025] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being higher than 1: 1, and

[0026] -the rear zone of the catalyst composition coating is free of palladium, comprises a platinum component and a rhodium component, and has a single layer configuration,

[0027] each of the palladium components, the platinum component and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

[0028] In some other embodiments, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises

[0029] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0030] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0031] wherein

[0032] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being higher than 1: 1, and

[0033] -the rear zone of the catalyst composition coating is free of palladium, and has a layered configuration including a bottom layer comprising a platinum component, and a top layer comprising a platinum component and a rhodium component,

[0034] each of the palladium components, the platinum components and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

[0035] In the second aspect, the present invention provides an exhaust treatment system comprising the TWC catalytic article as described in the first aspect located downstream of a gasoline engine in a close-coupled position.

[0036] In a third aspect, the present invention provides a method for treating an exhaust stream from a gasoline engine, which includes contacting the exhaust stream with the TWC catalytic article as described in the first aspect or the exhaust treatment system as described in the second aspect.

[0037] In a fourth aspect, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises at least one transition metal component in the coating on the substrate, wherein the transition metal is selected from the group consisting of Mn, Fe, Co, Ni, Cu and any combinations thereof.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0038] Figures 1 to 5 schematically show catalyst compositions and configurations of the samples E1 to E5 respectively, which were described in Examples. Only the washcoating of the samples with main elements to be concerned are shown in the schematic drawings. The left side represents the inlet end and the right side represents the outlet end of the samples in each drawings.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0039] 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.

[0040] Herein, 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.

[0041] The terms “platinum group metal (PGM) component” , “palladium component” , “platinum component” and “rhodium component” are intended to describe the presence of respective platinum group metal 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.

[0042] Herein, any reference to a platinum group metal component in a “supported form” is intended to mean that the platinum group metal component is carried on and / or in a support.

[0043] 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. It is to be understood that one or more supports may be used for the same one platinum group metal component, and different platinum group metal components in the same layer may be supported by same or different supports in the TWC catalytic article. It is also to be understood that same or different supports may be used for same platinum group metal in different layers or zones.

[0044] The term “front zone” is used interchangeably with “inlet zone” , referring to the first zone which an exhaust stream from an engine will contact with. The term “rear zone” is used interchangeably with “outlet zone” , referring to the zone subsequent to the first zone which the exhaust stream flows from the first zone will contact with.

[0045] 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 or coating layer per unit volume of the substrate or substrate part, on which they are carried.

[0046] Herein, any reference to a layer “on the substrate” is intended to mean the layer is carried by a substrate which may be blank or have already carried one or more other layers. Also, any reference to applying a slurry “on the substrate” is intended to mean the slurry is applied onto a substrate which may be blank or have already carried one or more coating layers.

[0047] The terms “exhaust” , “exhaust gas” , “exhaust stream” and the like are used interchangeably with each other and refer to any engine effluents that may also contain particulate matter.

[0048] According to the first aspect of the present invention, a TWC catalytic article is provided, which comprises

[0049] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0050] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0051] wherein

[0052] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being higher than 1: 1, and

[0053] -the rear zone of the catalyst composition coating is free of palladium and comprises a platinum component and a rhodium component,

[0054] each of the palladium components, the platinum component and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

[0055] The TWC catalytic article according to the present invention is particularly useful suitable as CC TWC for gasoline engines.

[0056] It will be understood that the front zone and the rear zone of the catalyst composition coating may be exactly adjoining, but may alternatively be non-intentionally interrupted with a gap or non-intentionally overlap each other, depending on the accuracy of the deposition process for applying the two zones of the top layer.

[0057] The front zone and the rear zone of the catalyst composition coating are generally deposited on the substrate at a length ratio in the range of from 1: 5 to 2: 1, from 1: 4 to 3: 2, or from 2: 3 to 1: 1.

[0058] For example, the front zone may extend from the inlet end toward the outlet end of the substrate over a length accounting for 16%to 67%, preferably 20%to 60%, more preferably 40%to 50%of the substrate length. The rear zone may extend from the outlet end toward the inlet end of the substrate over a length accounting for 33%to 84%, preferably 40%to 80%, more preferably 50 to 60%of the substrate length.

[0059] The front zone of the catalyst composition coating (also referred to as the front zone hereinbelow) has a layered configuration including a bottom layer and a top layer.

[0060] The bottom layer of the front zone comprises a palladium component, preferably being free of any other PGM component. The top layer of the front zone comprises a palladium component and a rhodium component, preferably being free of any other PGM component.

[0061] In some embodiments, the front zone of the catalyst composition coating in the TWC catalytic article according to the present invention includes a bottom layer comprising a palladium component and being free of any other PGM component, and a top layer comprising a palladium component and a rhodium component and being free of any other PGM component.

[0062] Herein, any reference to a zone or layer that is free of a PGM component is intended to mean no PGM component as specified has been intentionally added or used in the zone or layer. It will be appreciated by those of skill in the art that migration of trace amounts of PGM (s) into the zone or layer may inadvertently occur during loading, coating and / or calcining, such that trace amount of the specified PGM component may be present in the zone or layer. The trace amount is for example less than 0.5 wt%, less than 0.25 wt%, or less than 0.1 wt%, of the specified PGM component, based on the total PGM (s) in the zone or layer.

[0063] According to the present invention, the ratio of the second palladium loading of the top layer to the first palladium loading of the bottom layer in the front zone is preferably at least 3: 1, for example in the range of from 3: 1 to 30: 1, from 5: 1 to 20: 1, or from 10: 1 to 15: 1.

[0064] In the bottom layer of the front zone, the palladium component may be loaded in an amount (i.e., the first palladium loading) in the range of from 1 to 100 g / ft3, from 2 to 50 g / ft3, or from 2 to 20 g / ft3, calculated as palladium element. Any other PGM component, when present, may be loaded in an amount of from 0.5 to 20 g / ft3, from 0.5 to 10 g / ft3, or from 0.5 to 5 g / ft3, calculated as the PGM element.

[0065] In the top layer of the front zone, the palladium component may be loaded in an amount (i.e., the second palladium loading) in the range of from 1 to 250 g / ft3, from 10 to 150 g / ft3, or 25 to 80 g / ft3, calculated as palladium element. The rhodium component may be loaded in an amount (also referred to as a first rhodium loading) in the range of from 0.5 to 50 g / ft3, from 1 to 30 g / ft3, or from 1 to 10 g / ft3, calculated as rhodium element. Any other PGM component, when present, may be loaded in an amount of from 0.5 to 20 g / ft3, from 0.5 to 10 g / ft3, or from 0.5 to 5 g / ft3, calculated as the PGM element.

[0066] Preferably, the second palladium loading to the first rhodium loading in the top layer of the front zone is in the range of higher than 1: 1, for example in the range of from 5: 1 to 100: 1, from 5: 1 to 50: 1, from 10: 1 to 30: 1, or from 15: 1 to 25: 1.

[0067] There is no particular restriction to supports suitable for supporting the PGM components in the front zone. Generally, the supports may be selected from particles of refractory metal oxides, particles of oxygen storage component (OSC) materials, and any combinations thereof.

[0068] Refractory metal oxides are widely used as support materials for supporting the platinum group metal components in exhaust treatment catalytic articles, which may be high surface area alumina-based materials, zirconia-based materials or a combination thereof. Within the context of the present invention, “alumina-based material” refers to a material comprising alumina as a base and optionally a dopant. Similarly, “zirconia-based material” refers to a material comprising zirconia as a base and optionally a dopant.

[0069] Suitable examples of the alumina-based materials include, but are not limited to alumina, for example a mixture of the gamma and delta phases of alumina which may also contain substantial amounts of eta, kappa and theta alumina phases, lanthana doped alumina, magnesia doped alumina, calcia doped alumina, strontia doped alumina, baria doped alumina, ceria doped alumina, zirconia doped alumina, ceria-zirconia doped alumina, lanthana-zirconia doped alumina, baria-lanthana doped alumina, baria-lanthana-neodymia doped alumina, and any combinations thereof. The alumina-based material, when being doped, may have no higher than 30%by weight of the dopant, for example, 3 to 8%by weight of lanthana, 8 to 10 %of baria, 5%to 25%by weight of zirconia.

[0070] Suitable examples of the zirconia-based materials include, but are not limited to zirconia, magnesia doped zirconia, calcia doped zirconia, strontia doped zirconia, baria doped zirconia, lanthana doped zirconia, yttria doped zirconia, neodymia doped zirconia, praseodymia doped zirconia, titania doped zirconia, titania-lanthana doped zirconia, lanthana-yttria doped zirconia, and any combinations thereof. The zirconia-based material, when being doped, may have no higher than 20%by weight of the dopant, for example, 5 to 15%by weight of lanthana and / or yttria.

[0071] Particularly, the refractory metal oxides may be selected from alumina, ceria doped alumina, lanthana doped alumina, baria doped alumina, baria-lanthana doped alumina, baria-lanthana-neodymia doped alumina, zirconia, lanthana doped zirconia, yttria doped zirconia and any combinations thereof.

[0072] Oxygen storage component (OSC) materials refer to materials that have a multi-valence state and can actively react with oxidants such as oxygen or nitrogen oxides under oxidative conditions, or reacts with reductants such as carbon monoxide (CO) or hydrogen under reduction conditions. Typically, the OSC materials comprise one or more reducible rare earth metal oxides, such as ceria (i.e., ceria-based OSC material) . The ceria-based OSC materials may also comprise one or more of lanthana, praseodymia, neodymia, europia, samaria, ytterbia, yttria, zirconia, hafnia, and any combinations thereof to constitute a composite oxide with ceria. The rare earth-stabilized ceria-zirconia composite oxide may have a ceria content of 10%to 45%by weight and a content of other rare earth oxide of no higher than 15%by weight, for example in the range of from 1%to 15%by weight or from 3%to 15%by weight.

[0073] Particularly, the oxygen storage component materials may be selected from ceria-zirconia composite oxides and rare earth-stabilized ceria-zirconia composite oxides such as lanthana stabilized ceria-zirconia composite oxide, praseodymia stabilized ceria-zirconia composite oxide, neodymia stabilized ceria-zirconia composite oxide, yttria stabilized ceria-zirconia composite oxide, and any combinations thereof.

[0074] In some embodiments, the support for supporting the palladium components in both bottom and top layers of the front zone includes particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, wherein the alumina-based material is preferably selected from alumina, ceria doped alumina, lanthana doped alumina, baria doped alumina, baria-lanthana doped alumina, baria-lanthana-neodymia doped alumina, and any combination thereof, and the ceria-based OSC material is preferably selected from a ceria-zirconia composite oxide, a rare earth-stabilized ceria-zirconia composite oxide such as ceria-zirconia composite oxide stabilized with one or more of lanthana, praseodymia, neodymia and yttria and any combinations thereof.

[0075] The support for supporting the rhodium component in the top layer of the front zone includes particles of a ceria-based OSC material, preferably selected from a ceria-zirconia composite oxide, a rare earth-stabilized ceria-zirconia composite oxide such as ceria-zirconia composite oxide stabilized with one or more of lanthana, praseodymia, neodymia and yttria and any combinations thereof, and particles of a zirconia-based material such as zirconia.

[0076] In the bottom layer of the front zone, the refractory metal oxide may be loaded in an amount in the range of from 0.05 to 0.8 g / in3, from 0.07 to 0.7 g / in3, or from 0.1 to 0.6 g / in3, and the OSC material may be loaded in an amount in the range of from 0.3 to 2.0 g / in3, from 0.4 to 1.8 g / in3, or from 0.5 to 1.6 g / in3.

[0077] In the top layer of the front zone, the refractory metal oxide may be loaded in an amount in the range of from 0.05 to 1.5 g / in3, from 0.1 to 1.5 g / in3, or from 0.3 to 1.0 g / in3, and the OSC material may be loaded in an amount in the range of from 0.3 to 2.0 g / in3, from 0.4 to 1.8 g / in3, or from 0.5 to 1.6 g / in3

[0078] The refractory metal oxide and the OSC material for supporting the palladium component in the bottom layer of the front zone may be used at a ratio in the range of from 1: 20 to 1: 1, for example from 1: 10 to 1: 1. The refractory metal oxide and the OSC material for supporting the palladium component in the top layer of the front zone may be used at a ratio in the range of from 1: 10 to 10: 1, for example from 1: 5 to 5: 1. The refractory metal oxide and the OSC material for supporting the rhodium component in the top layer of the front zone may be used at a ratio in the range of from 1: 10 to 3: 1, for example from 1: 5 to 1: 1.

[0079] Preferably, the front zone of the catalyst composition coating may have a ceria loading in the range of from 0.1 to 3.0 g / in3, from 0.3 to 2.0 g / in3, or from 0.5 to 1.0 g / in3.

[0080] Herein, any reference to “ceria loading” or “CeO2 loading” is intended to mean the total amount of CeO2 including that from the ceria-based OSC material and other washcoat components.

[0081] The bottom layer of the front zone may be deposited on the substrate at a loading in the range of from 0.2 to 6.0 g / in3, from 0.75 to 4.0 g / in3, or from 1.0 to 3.0 g / in3. The top layer of the front zone may be deposited on the substrate at a loading in the range of from 0.2 to 10.0 g / in3, preferably 1.0 to 8.0 g / in3, more preferably 1.0 to 5.0 g / in3.

[0082] In some embodiments, the bottom layer of the front zone is deposited directly on walls the substrate. That is, there is no layer beneath the bottom layer on the walls of the substrate in the front zone. Additionally or alternatively, there is no intermediate layer between the bottom layer and the top layer.

[0083] The rear zone of the catalyst composition coating (also referred to as the rear zone hereinbelow) comprises a platinum component and a rhodium component and is free of palladium. Preferably, the rear zone is free of any other PGM component.

[0084] The rear zone of the catalyst composition coating may have a single layer configuration, that is, an unlayered configuration. Alternatively, the rear zone of the catalyst composition coating may have a layered configuration including a bottom layer and a top layer.

[0085] In the rear zone, the platinum component may be loaded in an amount in the range of from 0.5 to 100 g / ft3, from 1 to 50 g / ft3, or from 5 to 30 g / ft3, calculated as platinum element. The rhodium component may be loaded in an amount in the range of from 0.5 to 50 g / ft3, from 1 to 30 g / ft3, or from 1 to 10 g / ft3, calculated as rhodium element. Any other PGM component, when present, may be loaded in an amount of from 0.5 to 20 g / ft3, from 0.5 to 10 g / ft3, or from 0.5 to 5 g / ft3, calculated as the PGM element.

[0086] According to the present invention, the ratio of the platinum loading to the rhodium loading in the rear zone is higher than 1: 1, for example in the range of from 2: 1 to 15: 1, from 3: 1 to 8: 1, or from 4: 1 to 6: 1.

[0087] There is no particular restriction to supports suitable for supporting the PGM components in the rear zone. Generally, the supports may be selected from particles of refractory metal oxides, particles of oxygen storage component (OSC) materials, and any combinations thereof. Suitable refractory metal oxides and oxygen storage component (OSC) materials are as described herein above. Any general description or any description of examples with respect to the refractory metal oxides and oxygen storage component (OSC) materials hereinabove are applicable here.

[0088] In some embodiments, the support for supporting the platinum component in the rear zone includes particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, wherein the alumina-based material is preferably selected from alumina, ceria doped alumina, lanthana doped alumina, baria doped alumina, baria-lanthana doped alumina, baria-lanthana-neodymia doped alumina, and any combination thereof, and the ceria-based OSC material is preferably selected from a ceria-zirconia composite oxide, a rare earth-stabilized ceria-zirconia composite oxide such as ceria-zirconia composite oxide stabilized with one or more of lanthana, praseodymia, neodymia and yttria and any combinations thereof. The support for supporting the rhodium component in the rear zone also includes particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, wherein the alumina-based material is preferably selected from alumina, ceria doped alumina, lanthana doped alumina, baria doped alumina, baria-lanthana doped alumina, baria-lanthana-neodymia doped alumina, and any combination thereof, and the ceria-based OSC material is preferably selected from a ceria-zirconia composite oxide, a rare earth-stabilized ceria-zirconia composite oxide such as ceria-zirconia composite oxide stabilized with one or more of lanthana, praseodymia, neodymia and yttria and any combinations hereof. Preferably, the platinum component and the rhodium component in the same layer are supported by the same supports.

[0089] In the rear zone, the refractory metal oxides may be loaded in an amount in the range of from 0.1 to 5.0 g / in3, from 0.3 to 3.0 g / in3, or from 0.5 to 1.5 g / in3, and the OSC materials may be loadedin an amount in the range of from 0.3 to 5.0 g / in3, from 1.0 to 5.0 g / in3, or from 1.5 to 4.0 g / in3.

[0090] The rear zone may be loaded on the substrate at a loading in the range of from 0.2 to 20.0 g / in3, for example from 1.0 to 15.0 g / in3 or from 1.0 to 15.0 g / in3.

[0091] In some embodiments, the rear zone of the catalyst composition coating may have a single layer configuration. The coating composition as described above for the rear zone, including PGM components, supports and respective loadings, may be applied here without a restriction.

[0092] In some other embodiments, the rear zone of the catalyst composition coating may have a layered configuration including a bottom layer comprising a platinum component, and a top layer comprising a platinum component and a rhodium component. Preferably, both of the bottom layer and the top layer of the rear zone are free of any other PGM component.

[0093] In the bottom layer of the rear zone, the platinum component may be loaded in an amount (also referred to as a first platinum loading) in the range of from 0.5 to 100 g / ft3, from 1 to 50 g / ft3, or from 3 to 15 g / ft3, calculated as platinum element. Any other PGM component, when present, may be loaded in an amount of from 0.5 to 10 g / ft3, from 0.5 to 5 g / ft3, or from 0.5 to 3 g / ft3, calculated as the PGM element.

[0094] In the top layer of the rear zone, the platinum component may be loaded in an amount (also referred to as a second platinum loading) in the range of from 0.5 to 100 g / ft3, from 1 to 50 g / ft3, or from 3 to 15 g / ft3, calculated as platinum element. The rhodium component may be loaded in an amount (also referred to as a second rhodium loading) in the range of from 0.5 to 50 g / ft3, from 1 to 30 g / ft3, or from 1 to 10 g / ft3, calculated as rhodium element. Any other PGM component, when present, may be loaded in an amount of from 0.5 to 10 g / ft3, from 0.5 to 5 g / ft3, or from 0.5 to 3 g / ft3, calculated as the PGM element.

[0095] Preferably, the second platinum loading to the second rhodium loading in the top layer of the rear zone is higher than 1: 1, for example in the range of from 3: 2 to 20: 1, from 2: 1 to 10: 1 or from 2: 1 to 4: 1. Additionally or alternatively, the second platinum loading to the first platinum loading in the rear zone is in the range of from 3: 1 to 1: 3 or from 2: 1 to 1: 2, preferably from 3: 2 to 2: 3.

[0096] In some embodiments, the support for supporting the platinum component in the bottom layer of the rear zone includes particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, and the platinum component and rhodium component in the top layer of the rear zone are supported on / in the same support including particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material. The alumina-based material is preferably selected from alumina, ceria doped alumina, lanthana doped alumina, baria doped alumina, baria-lanthana doped alumina, baria-lanthana-neodymia doped alumina, and any combination thereof. The ceria-based OSC material is preferably selected from a ceria-zirconia composite oxide, a rare earth-stabilized ceria-zirconia composite oxide such as ceria-zirconia composite oxide stabilized with one or more of lanthana, praseodymia, neodymia and yttria, and any combinations thereof.

[0097] In the bottom layer of the rear zone, the refractory metal oxides may be loaded in an amount in the range of from 0.05 to 0.8 g / in3, from 0.07 to 0.7 g / in3, or from 0.1 to 0.6 g / in3, and the OSC materials may be loaded in an amount in the range of from 0.3 to 2.0 g / in3, from 0.4 to 1.8 g / in3, or from 0.5 to 1.6 g / in3.

[0098] In the top layer of the rear zone, the refractory metal oxides may be loaded in an amount in the range of from 0.1 to 5.0 g / in3, from 0.3 to 3.0 g / in3, or from 0.5 to 2.0 g / in3, and the OSC materials may be loaded in an amount in the range of from 0.3 to 2.0 g / in3, from 0.4 to 1.8 g / in3, or from 0.5 to 1.6 g / in3.

[0099] The refractory metal oxide and the OSC material for supporting the platinum component in the bottom layer of the rear zone may be used at a ratio in the range of from 1: 20 to 1: 1, for example from 1: 10 to 1: 1. The refractory metal oxide and the OSC material for supporting the platinum and rhodium component in the top layer of the rear zone may be used at a ratio in the range of from 1: 10 to 5: 1, for example from 1: 5 to 3: 1.

[0100] The bottom layer of the rear zone may be deposited on the substrate at a loading in the range of from 0.2 to 6.0 g / in3, from 0.75 to 4.0 g / in3, or from 1.0 to 3.0 g / in3. The top layer of the rear zone may be deposited on the substrate at a loading in the range of from 0.2 to 10.0 g / in3, from 1.0 to 8.0 g / in3, or from 1.0 to 5.0 g / in3.

[0101] The rear zone of the catalyst composition coating may have a ceria loading in the range of from 0.3 to 5.0 g / in3, from 0.5 to 3.0 g / in3, or from 1.0 to 2.0 g / in3.

[0102] According to the present invention, the ratio of the ceria loading in the rear zone to the ceria loading in the front zone is higher than 1: 1, for example in the range of from 1.1: 1 to 10: 1, from 3: 2 to 5: 1, or from 3: 2 to 3: 1.

[0103] In some embodiments, the rear zone of the catalyst composition coating is deposited directly on walls the substrate. That is, there is no layer beneath the single layer in the case that the rear zone has a single layer configuration, or beneath the bottom layer in the case that the rear zone has a layered configuration, on the walls of the substrate in the rear zone. Additionally or alternatively, there is no intermediate layer between the bottom layer and the top layer.

[0104] In some illustrative embodiments, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises

[0105] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0106] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0107] wherein

[0108] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being higher than 1: 1, and

[0109] -the rear zone of the catalyst composition coating is free of palladium, comprises a platinum component and a rhodium component, and has a single layer configuration,

[0110] each of the palladium components, the platinum component and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

[0111] In particular illustrative embodiments, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises

[0112] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0113] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0114] wherein

[0115] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being higher than 1: 1, and both of the bottom layer and top layer are free of any other platinum metal component, and

[0116] -the rear zone of the catalyst composition coating comprises a platinum component and a rhodium component, is free of palladium and other platinum metal component, and has a single layer configuration,

[0117] each of the palladium components, the platinum component and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

[0118] In further illustrative embodiments, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises

[0119] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0120] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0121] wherein

[0122] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being in the range of from 3: 1 to 30: 1, from 5: 1 to 20: 1, or from 10: 1 to 15: 1, and both of the bottom layer and top layer are free of any other platinum metal component, and

[0123] -the rear zone of the catalyst composition coating comprises a platinum component and a rhodium component, is free of palladium and other platinum metal component, and has a single layer configuration,

[0124] each of the palladium components, the platinum component and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

[0125] In preferable illustrative embodiments, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises

[0126] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0127] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0128] wherein

[0129] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being in the range of from 3: 1 to 30: 1, from 5: 1 to 20: 1, or from 10: 1 to 15: 1, and both of the bottom layer and top layer are free of any other platinum metal component, and

[0130] -the palladium components in both bottom and top layers of the front zone are supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, and the rhodium component is supported by particles of a ceria-based OSC material and particles of a zirconia-based material, and

[0131] wherein

[0132] -the rear zone of the catalyst composition coating comprises a platinum component and a rhodium component, is free of palladium and other platinum metal component, and has a single layer configuration, and

[0133] -the platinum component in the rear zone is supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, and the rhodium component in the rear zone is supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material.

[0134] In some other illustrative embodiments, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises

[0135] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0136] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0137] wherein

[0138] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being higher than 1: 1, and

[0139] -the rear zone of the catalyst composition coating is free of palladium, and has a layered configuration including a bottom layer comprising a platinum component, and a top layer comprising a platinum component and a rhodium component,

[0140] each of the palladium components, the platinum components and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

[0141] In particular illustrative embodiments, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises

[0142] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0143] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0144] wherein

[0145] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being higher than 1: 1, and both of the bottom layer and top layer are free of any other platinum metal component, and

[0146] -the rear zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a platinum component and a top layer comprising a platinum component and a rhodium component, and both of the bottom layer and top layer are free of palladium and other platinum metal component, and

[0147] each of the palladium components, the platinum components and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

[0148] In further illustrative embodiments, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises

[0149] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0150] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0151] wherein

[0152] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being in the range of from 3: 1 to 30: 1, from 5: 1 to 20: 1, or from 10: 1 to 15: 1, and both of the bottom layer and top layer are free of any other platinum metal component, and

[0153] -the rear zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a platinum component and a top layer comprising a platinum component and a rhodium component, and both of the bottom layer and top layer are free of palladium and other platinum metal component, and

[0154] each of the palladium components, the platinum components and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

[0155] In preferable illustrative embodiments, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises

[0156] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0157] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0158] wherein

[0159] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being in the range of from 3: 1 to 30: 1, from 5: 1 to 20: 1, or from 10: 1 to 15: 1, and both of the bottom layer and top layer are free of any other platinum metal component, and

[0160] -the palladium components in both bottom and top layers of the front zone are supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, and the rhodium component is supported by particles of a ceria-based OSC material and particles of a zirconia-based material, and

[0161] wherein

[0162] -the rear zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a platinum component and a top layer comprising a platinum component and a rhodium component, and both of the bottom layer and top layer are free of palladium and other platinum metal component, and

[0163] -the platinum components in both bottom and top layers of the rear zone are supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, and the rhodium component in the rear zone is supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material.

[0164] In the immediately preceding embodiments, the rhodium component and the platinum components in the top layer of the rear zone are supported by same particles.

[0165] The substrate as used herein refers to a structure that is suitable for withstanding conditions encountered in exhaust streams of combustion engines on which the catalytic compositions carried, typically in the form of a washcoat. The substrate is generally a ceramic or metal honeycomb structure having fine, parallel gas flow passages extending from one end of the structure to the other.

[0166] The term “washcoat” has its usual meaning in the art and refers to a thin, adherent coating of a catalytic or other material applied to a substrate. A washcoat is generally formed by preparing a slurry containing a certain solid content (e.g., from 15 to 60%by weight) of particles in a liquid vehicle, which is then applied onto a substrate, dried and calcined to provide a washcoat layer.

[0167] Metal 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 nickel, chromium, and / or aluminum, and the total amount of these metals may advantageously comprise at least 15 wt%of the alloy. e.g. 10 to 25 wt%of chromium, 3 to 8 %of aluminum, and up to 20 wt%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 metal substrate may be oxidized at high temperature, e.g., 1000 ℃ and higher, to form an oxide layer on the surface of the substrate, improving the corrosion resistance of the alloy and facilitating adhesion of the washcoat layer to the metal surface.

[0168] Ceramic materials useful for constructing the substrate may include any suitable refractory material, e.g., cordierite, mullite, cordierite-alumina, silicon nitride, zircon mullite, spodumene, alumina-silica-magnesia, zircon silicate, sillimanite, magnesium silicates, zircon, petalite, alumina, and aluminosilicates.

[0169] Within the context of the present invention, a monolithic flow-through substrate is preferred, which has a plurality of fine, parallel gas flow passages extending from an inlet face to an outlet face of the substrate such that passages are open to fluid flow therethrough. The passages, which are essentially straight paths from their fluid inlet to their fluid outlet, are defined by walls on which the catalytic material is applied as a washcoat so that the gases flowing through the passages contact the catalytic material. The flow passages of the monolithic substrate are thin-walled channels, which can be of any suitable cross-sectional shape and size such as trapezoidal, rectangular, square, sinusoidal, hexagonal, oval, circular, etc. Such structures may contain from 60 to 900 or more gas inlet openings (i.e., cells) per square inch of cross section. For example, the substrate may have from 400 to 900, more usually from 600 to 750, cells per square inch ( "cpsi" ) . The wall thickness of flow-through substrates may vary, with a typical range from 2 mils to 0.1 inches.

[0170] It is also possible that the substrate is a wall-flow substrate having a plurality of fine, parallel gas flow passages extending along from an inlet to an outlet face of the substrate wherein alternate passages are blocked at opposite ends. The configuration requiring the gas stream flow through the porous walls of the wall-flow substrate to reach the outlet face. The wall-flow substrates may contain up to 700 cells per square inch (cpsi) , for example 100 to 400 cpsi and more typically 200 to 300 cpsi. The cross-sectional shape of the cells can vary as described above. The flow passages of the monolithic substrate are thin-walled channels, which can be of any suitable cross-sectional shape and size such as trapezoidal, rectangular, square, sinusoidal, hexagonal, oval, circular, etc. The wall thickness of wall-flow substrates may vary, with a typical range from 2 mils to 0.1 inches.

[0171] The TWC catalytic article according to the present invention may be prepared by any conventional process, without any restriction. For example, the TWC catalytic article as described herein may be prepared by a process including

[0172] -depositing a coat slurry from the inlet end of the substrate to obtain the bottom layer of front zone,

[0173] -depositing a coat slurry from the outlet end of the substrate to obtain the bottom layer of rear zone in the case that the rear zone has a layered configuration or obtain the single layer in the case that the rear zone has a single layer configuration,

[0174] -depositing a coat slurry from the inlet end of the substrate to obtain the top layer of the front zone, and

[0175] -depositing a coat slurry from the outlet end of the substrate to obtain the top layer of the rear zone, if the rear zone has a layered configuration.

[0176] It will be understood that the sequence of depositing the coat slurries for the front zone and the rear zone may be changed according to practice.

[0177] Generally, the slurries comprise catalyst particles of supported PGM (s) , a solvent (e.g. water) , an optional binder and an optional auxiliary such as surfactant, pH adjustor and thickener. The PGM(s) and respective support (s) in the slurries is (are) as descried generally or particularly hereinabove for the TWC catalytic article according to the present invention.

[0178] Those catalyst particles of supported PGM (s) may be prepared by impregnating precursors of the PGM(s) such as soluble salts and / or complex thereof via conventional techniques such as dry impregnation (also called incipient wetness impregnation or capillary impregnation) or wet impregnation on respective supports, optionally followed by drying and / or calcining. Suitable precursors of the PGMs may be selected from ammine complex salts, hydroxyl salts, nitrates, carboxylic acid salts, ammonium salts, and oxides. Non-limiting examples include palladium nitrate, tetraammine palladium nitrate, rhodium nitrate, tetraammine platinum acetate, and platinum nitrate, tetraammine platinum acetate and hexahydroxyplatinic acid diethanolamine salt ( (HOCH2CH2NH3) 2 [Pt (OH) 6] ) .

[0179] The binder may be selected from alumina, boehmite, silica, zirconium acetate, colloidal zirconia or zirconium hydroxide. When present, the binder is typically used in an amount of 0.5 to 5.0 wt%of the total washcoat loading.

[0180] The slurries may have a solid content for example in the range of from 20 to 60 wt%, and are often milled to reduce the particle size. Typically, the slurries may have a D90 particle size of 3.0 to 40 microns, preferably 10 to 30 microns after milling, as measured by laser diffraction particle size distribution analyzer.

[0181] Deposition of the slurries on the substrate or on an underlying coat may be carried out via any techniques known in the art. For example, the substrate may be dipped one or more times in a slurry or coated otherwise with a slurry to a desired length, and then dried at an elevated temperature (e.g., 100 to 150 ℃) for a period (e.g., 10 minutes to 3 hours) and calcined at a higher temperature (e.g., 400 to 700 ℃) typically for 10 minutes to 3 hours. The washcoat loading after calcination can be determined through calculation of the weight difference between the coated and uncoated substrate. As will be apparent to those of skill in the art, the washcoat loading can be modified by altering the slurry rheology. In addition, the deposition process including coating, drying and calcining to generate a washcoat can be repeated as needed to build a layer to the desired loading level or thickness, which means more than one washcoat may be applied.

[0182] The TWC catalytic article according to the present invention is particularly useful as a close-coupled TWC for abatement of hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides in an exhaust stream from a gasoline engine.

[0183] Accordingly, in the second aspect according to the present invention, an exhaust treatment system is provided, which comprises the TWC catalytic article as described in the first aspect located downstream of a gasoline engine in a close-coupled position.

[0184] In the third aspect according to the present invention, a method for treating an exhaust stream from a gasoline engine is provided, which includes contacting the exhaust stream with the TWC catalytic article as described in the first aspect or the exhaust treatment system as described herein in the second aspect.

[0185] In a fourth aspect, the present invention provides a TWC catalytic article, which comprises at least one transition metal component in the coating on the substrate, wherein the transition metal is selected from the group consisting of Mn, Fe, Co, Ni, Cu and any combinations thereof. The transition metal in the at least one transition metal component may be in in any possible valence state, which may be for example metal or metal oxide. The at least one transition metal component may be comprised in the coating at a loading of up to 0.5 g / in3 (i.e., about up to 30 g / L) , for example in the range of from 0.01 to 0.5 g / in3, from 0.01 to 0.05 g / in3, from 0.05 to 0.5 g / in3, from 0.05 to 0.4 g / in3, from 0.05 to 0.3 g / in3, from 0.05 to 0.1 g / in3, from 0.1 to 0.5 g / in3, from 0.1 to 0.4 g / in3, from 0.1 to 0.3 g / in3, from 0.1 to 0.2 g / in3, from 0.2 to 0.5 g / in3, from 0.2 to 0.4 g / in3, or from 0.2 to 0.3 g / in3.

[0186] The TWC catalytic article in the fourth aspect may have any configuration, for example layered or zoned or layered and zoned configurations, particularly the configuration as described in the first aspect of the present invention. The at least one transition metal component may be present in any zone (s) or layer (s) of the TWC catalytic article without any restriction. It has been found by the inventors that the presence of the at least one transition metal component in TWC catalytic articles could boost the performance of emission control.

[0187] Embodiments

[0188] 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.

[0189] Embodiment 1. A TWC catalytic article, which comprises

[0190] a) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,

[0191] b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,

[0192] wherein

[0193] -the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being higher than 1: 1, and

[0194] -the rear zone of the catalyst composition coating is free of palladium and comprises a platinum component and a rhodium component,

[0195] each of the palladium components, the platinum component and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.

[0196] Embodiment 2. The TWC catalytic article according to Embodiment 1, wherein the front zone and the rear zone are deposited on the substrate at a length ratio in the range of from 1: 5 to 2: 1, from 1: 4 to 3: 2, or from 2: 3 to 1: 1.

[0197] Embodiment 3. The TWC catalytic article according to Embodiment 1 or 2, wherein, in the front zone, the palladium components in both bottom and top layers are supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, and the rhodium component is supported by particles of a ceria-based OSC material and particles of a zirconia-based material.

[0198] Embodiment 4. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments, wherein the bottom layer of the front zone is free of any other PGM component.

[0199] Embodiment 5. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments, wherein the top layer of the front zone is free of any other PGM component.

[0200] Embodiment 6. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments, wherein the ratio of the second palladium loading to the first palladium loading in the front zone is at least 3: 1, for example in the range of from 3: 1 to 30: 1, from 5: 1 to 20: 1, or from 10: 1 to 15: 1.

[0201] Embodiment 7. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments, wherein the rhodium component is comprised in the top layer of the front zone at a first rhodium loading, with the second palladium loading to the first rhodium loading being in the range of higher than 1: 1, for example in the range of from 5: 1 to 100: 1, from 5: 1 to 50: 1, from 10: 1 to 30: 1, or from 15: 1 to 25: 1.

[0202] Embodiment 8. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments, wherein the front zone has a ceria loading in the range of from 0.1 to 3.0 g / in3, from 0.3 to 2.0 g / in3, or from 0.5 to 1.0 g / in3.

[0203] Embodiment 9. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments, wherein the rear zone is free of any other PGM component.

[0204] Embodiment 10. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments, wherein the platinum component and the rhodium component are comprised in the rear zone at a ratio of platinum loading to rhodium loading of higher than 1: 1, for example in the range of from 2: 1 to 15: 1, from 3: 1 to 8: 1, or from 4: 1 to 6: 1.

[0205] Embodiment 11. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments, wherein the platinum component in the rear zone is supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, and the rhodium component in the rear zone are supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material.

[0206] Embodiment 12. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments, wherein the rear zone has a single layer configuration.

[0207] Embodiment 13. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments 1 to 11, wherein the rear zone has a layered configuration including a bottom layer comprising a platinum component and a top layer comprising a platinum component and a rhodium component.

[0208] Embodiment 14. The TWC catalytic article according to Embodiment 13, wherein the platinum component is comprised in the bottom layer of the rear zone at a first platinum loading and comprised in the top layer of the rear zone at a second platinum loading, with the second platinum loading to the first platinum loading being in the range of from 3: 1 to 1: 3 or from 2: 1 to 1: 2, preferably from 3: 2 to 2: 3.

[0209] Embodiment 15. The TWC catalytic article according to Embodiment 13 or 14, wherein the platinum component and the rhodium component are comprised in the top layer of the rear zone at a second platinum loading and a second rhodium loading respectively, with the second platinum loading to the second rhodium loading in the top layer of the rear zone is higher than 1 : 1, for example in the range of from 3: 2 to 20: 1, from 2: 1 to 10: 1 or from 2: 1 to 4: 1.

[0210] Embodiment 16. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments, wherein the rear zone has a ceria loading in the range of from 0.3 to 5.0 g / in3, from 0.5 to 3.0 g / in3, or from 1.0 to 2.0 g / in3.

[0211] Embodiment 17. The TWC catalytic article according to Embodiment 16, wherein the ratio of the ceria loading in the rear zone to the ceria loading in the front zone is higher than 1: 1, for example in the range of from 1.1: 1 to 10: 1, from 3: 2 to 5: 1, or from 3: 2 to 3: 1.

[0212] Embodiment 18. The TWC catalytic article according to any of preceding Embodiments, which comprises at least one transition metal component in one or more of the top layer of the front zone, the bottom layer of the front zone, and the rear zone, wherein the transition metal is preferably selected from the group consisting of Mn, Fe, Co, Ni, Cu and any combinations thereof.

[0213] Embodiment 19. Use of the TWC catalytic article according to any of Embodiments 1 to 18 for abatement of hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides in an exhaust stream from a gasoline engine, particularly in a close-coupled position.

[0214] Embodiment 20. An exhaust treatment system, which comprises the TWC catalytic article as defined in any of Embodiments 1 to 18 located downstream of a gasoline engine in a close-coupled position.

[0215] Embodiment 21. A method for treating an exhaust stream, particularly from a gasoline engine, which includes contacting the exhaust stream with the TWC catalytic article as defined in any of Embodiments 1 to 18 or the exhaust treatment system as defined in Embodiment 20.

[0216] EXAMPLES

[0217] Aspects of the present invention will be 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.

[0218] In following Examples, five TWC samples with the washcoating as summarized in Table 1 below were prepared, and respective catalytic performance were tested.

[0219] Table 1

[0220] *: Total CeO2 loading including all CeO2 contents from ceria-zirconia composite oxides and other washcoat components

[0221] Example 1

[0222] Preparation of a TWC sample (E1) having a dual layer washcoat configuration, including a bottom layer from inlet to outlet having palladium (Pd) , and a zoned top coat having palladium (Pd) and rhodium (Rh) in both front and rear zones.

[0223] Bottom coat slurry: 9.70 grams of 20%aqueous palladium nitrate solution, 211 grams of alumina and 716 grams of ceria-zirconia composite oxide (40%ceria) and 120 grams of 60%aqueous barium acetate solution were mixed with water and then milled to D90 of below 14 μm. The pH was adjusted around 4.0 by addition of nitric acid.

[0224] Front top coat slurry: A first component was prepared by impregnating 65.87 grams of 20%aqueous palladium nitrate solution and 36.2 grams of 27.0%of aqueous lanthanum nitrate solution on 278 grams of alumina and 232 grams of ceria-zirconia composite oxide (22%ceria) via incipient wetness impregnation. This step was followed by drying at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. A second component was prepared by impregnating 6.73 grams of 9.9%aqueous rhodium nitrate solution and 9.4 grams of 30%aqueous neodymium nitrate solution on 232 grams of ceria-zirconia composite oxide (20%ceria) and 139 grams of zirconia by incipient wetness impregnation. These two components were mixed with water and then milled to D90 of below 18 μm. The pH was adjusted around 8.0 by addition of barium hydroxide, and 7.7 grams of alumina binder was added.

[0225] Rear top coat slurry: A first component was prepared by impregnating 5.39 grams of 20%aqueous palladium nitrate solution and 7.4 grams of 27.0%of aqueous lanthanum nitrate solution on 57 grams of alumina and 303 grams of ceria-zirconia composite oxide (22%ceria) via incipient wetness impregnation. A second component was prepared by impregnating 4.40 grams of 9.9%aqueous rhodium nitrate solution and 10.2 grams of 30%aqueous neodymium nitrate solution on 398 grams of ceria-zirconia composite oxide (30%ceria) and 152 grams of zirconia by incipient wetness impregnation. These two components were mixed with water and then milled to D90 of below 18 μm. The pH was adjusted around 8.0 by addition of barium hydroxide, and 23.7 grams of alumina binder was added.

[0226] The bottom coat slurry was coated on a monolith cordierite substrate having dimensions of 4.66” in diameter and 3.15” in length, a cell density of 600 cpsi (cells per square inch) , and a wall thickness of 2.5 mils, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The bottom layer was obtained with a washcoat loading of 1.46 g / in3 and the PGM loading consists of 5 g / ft3 Pd. The front top coat slurry was then coated from inlet to 43.8%of the total length of the substrate, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The front top layer was obtained with a washcoat loading of 2.59 g / in3 and the PGM loading consists of 60 g / ft3 Pd and 3 g / ft3 Rh. The rear top coat slurry was then coated from outlet to 56.2%of the total length of the substrate, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The rear top layer was obtained with a washcoat loading of 2.64 g / in3 and the PGM loading consists of 5 g / ft3 Pd and 2 g / ft3 Rh.

[0227] Example 2

[0228] Preparation of a TWC sample (E2) having a dual layer washcoat configuration, including a bottom layer from inlet to outlet having palladium (Pd) , and a zoned top coat having palladium (Pd) and rhodium (Rh) in the front zone and rhodium (Rh) only in the rear zone.

[0229] Bottom coat slurry: 9.70 grams of 20%aqueous palladium nitrate solution, 211 grams of alumina and 716 grams of ceria-zirconia composite oxide (40%ceria) and 120 grams of 60%aqueous barium acetate solution were mixed with water and then milled to D90 of below 14 μm. The pH was adjusted around 4.0 by addition of nitric acid.

[0230] Front top coat slurry: A first component was prepared by impregnating 72.81 grams of 20%aqueous palladium nitrate solution and 36.2 grams of 27.0%of aqueous lanthanum nitrate solution on 278 grams of alumina and 232 grams of ceria-zirconia composite oxide (22%ceria) via incipient wetness impregnation. This step was followed by drying at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. A second component was prepared by impregnating 6.73 grams of 9.9%aqueous rhodium nitrate solution and 9.4 grams of 30%aqueous neodymium nitrate solution on 231 grams of ceria-zirconia composite oxide (20%ceria) and 139 grams of zirconia by incipient wetness impregnation. These two components were mixed with water and then milled to D90 of below 18 μm. The pH was adjusted around 8.0 by addition of barium hydroxide, and 7.7 grams of alumina binder was added.

[0231] Rear top coat slurry: A first component was prepared by impregnating 7.4 grams of 27.0%of aqueous lanthanum nitrate solution on 57 grams of alumina via incipient wetness impregnation. A second component was prepared by impregnating 3.97 grams of 9.9%aqueous rhodium nitrate solution and 10.2 grams of 30%aqueous neodymium nitrate solution on 399 grams of ceria-zirconia composite oxide (30%ceria) and 152 grams of zirconia by incipient wetness impregnation. These two components were mixed with 303 grams of ceria-zirconia composite oxide (22%ceria) with water and then milled to D90 of below 18 μm. The pH was adjusted around 8.0 by addition of barium hydroxide, and 23.7 grams of alumina binder was added.

[0232] The bottom coat slurry was coated on a monolith cordierite substrate having dimensions of 4.66” in diameter and 3.15” in length, a cell density of 600 cpsi (cells per square inch) , and a wall thickness of 2.5 mils, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The bottom layer was obtained with a washcoat loading of 1.46 g / in3 and the PGM loading consists of 5 g / ft3 Pd. The front top coat slurry was then coated from inlet to 43.8%of the total length of the substrate, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The front top layer was obtained with a washcoat loading of 2.59 g / in3 and the PGM loading consists of 66.4 g / ft3 Pd and 3 g / ft3 Rh. The rear top coat slurry was then coated from outlet to 56.2%of the total length of the substrate, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The rear top layer was obtained with a washcoat loading of 2.64 g / in3 and the PGM loading consists of 2 g / ft3 Rh.

[0233] Example 3

[0234] Preparation of a TWC sample (E3) having a dual layer washcoat configuration, including a bottom layer from inlet to outlet having palladium (Pd) , and a zoned top coat having palladium (Pd) and rhodium (Rh) in the front zone and platinum (Pt) and rhodium (Rh) in the rear zone.

[0235] Bottom coat slurry: 9.70 grams of 20%aqueous palladium nitrate solution, 211 grams of alumina and 716 grams of ceria-zirconia composite oxide (40%ceria) and 120 grams of 60%aqueous barium acetate solution were mixed with water and then milled to D90 of below 14 μm. The pH was adjusted around 4.0 by addition of nitric acid.

[0236] Front top coat slurry: A first component was prepared by impregnating 65.87 grams of 20%aqueous palladium nitrate solution and 36.2 grams of 27.0%of aqueous lanthanum nitrate solution on 278 grams of alumina and 232 grams of ceria-zirconia composite oxide (22%ceria) via incipient wetness impregnation. This step was followed by drying at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. A second component was prepared by impregnating 6.73 grams of 9.9%aqueous rhodium nitrate solution and 9.4 grams of 30%aqueous neodymium nitrate solution on 232 grams of ceria-zirconia composite oxide (20%ceria) and 139 grams of zirconia by incipient wetness impregnation. These two components were mixed with water and then milled to D90 of below 18 μm. The pH was adjusted around 8.0 by addition of barium hydroxide, and 7.7 grams of alumina binder was added.

[0237] Rear top coat slurry: A first component was prepared by impregnating 6.77 grams of 16.7%aqueous hexahydroxyplatinic acid diethanolamine salt solution on 390 grams of ceria-alumina composite oxide (30%ceria) and 546 grams of ceria-zirconia composite oxide (40%ceria) via incipient wetness impregnation. The first component was mixed water, 4.53 grams of 9.9%aqueous rhodium nitrate solution and 84.5 grams of 60%aqueous barium acetate solution were then added and mixed. The mixture was then milled to D90 of below 12 μm. The pH was adjusted around 4 by addition of nitric acid, and 11.7 grams of alumina binder was added.

[0238] The bottom coat slurry was coated on a monolith cordierite substrate having dimensions of 4.66” in diameter and 3.15” in length, a cell density of 600 cpsi (cells per square inch) , and a wall thickness of 2.5 mils, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The bottom layer was obtained with a washcoat loading of 1.46 g / in3 and the PGM loading consists of 5 g / ft3 Pd. The front top coat slurry was then coated from inlet to 43.8%of the total length of the substrate, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The front top layer was obtained with a washcoat loading of 2.59 g / in3 and the PGM loading consists of 60 g / ft3 Pd and 3 g / ft3 Rh.

[0239] The rear top coat slurry was then coated from outlet to 56.2%of the total length of the substrate, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The rear top layer was obtained with a washcoat loading of 2.56 g / in3 and the PGM loading consists of 5 g / ft3 Pt and 2 g / ft3 Rh.

[0240] Example 4

[0241] Preparation of a TWC sample (E4) having a zoned washcoat configuration, including a front zone comprising a bottom layer having palladium (Pd) and a top layer having palladium (Pd) and rhodium (Rh) , and a rear zone comprising a bottom layer having platinum (Pt) and a top layer having platinum (Pt) and rhodium (Rh) .

[0242] Front bottom coat slurry: 9.70 grams of 20%aqueous palladium nitrate solution, 211 grams of alumina and 716 grams of ceria-zirconia composite oxide (40%ceria) and 120 grams of 60%aqueous barium acetate solution were mixed with water and then milled to D90 of below 14 μm. The pH was adjusted around 4.0 by addition of nitric acid.

[0243] Rear bottom coat slurry: 11.84 grams of 16.7%aqueous hexahydroxyplatinic acid diethanolamine salt solution, 211 grams of alumina and 716 grams of ceria-zirconia composite oxide (40%ceria) and 120 grams of 60%aqueous barium acetate solution were mixed with water and then milled to D90 of below 14 μm. The pH was adjusted around 4.0 by addition of nitric acid.

[0244] Front top coat slurry: A first component was prepared by impregnating 65.87 grams of 20%aqueous palladium nitrate solution and 36.2 grams of 27.0%of aqueous lanthanum nitrate solution on 278 grams of alumina and 232 grams of ceria-zirconia composite oxide (22%ceria) via incipient wetness impregnation. This step was followed by drying at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. A second component was prepared by impregnating 6.73 grams of 9.9%aqueous rhodium nitrate solution and 9.4 grams of 30%aqueous neodymium nitrate solution on 232 grams of ceria-zirconia composite oxide (20%ceria) and 139 grams of zirconia by incipient wetness impregnation. These two components were mixed with water and then milled to D90 of below 18 μm. The pH was adjusted around 8.0 by addition of barium hydroxide, and 7.7 grams of alumina binder was added.

[0245] Rear top coat slurry: A first component was prepared by impregnating 6.77 grams of 16.7%aqueous hexahydroxyplatinic acid diethanolamine salt solution on 390 grams of ceria-alumina composite oxide (30%ceria) and 546 grams of ceria-zirconia composite oxide (40%ceria) via incipient wetness impregnation. The first component was mixed water, 4.53 grams of 9.9%aqueous rhodium nitrate solution and 84.5 grams of 60%aqueous barium acetate solution were then added and mixed. The mixture was then milled to D90 of below 12 μm. The pH was adjusted around 4 by addition of nitric acid, and 11.7 grams of alumina binder was added.

[0246] The front bottom coat slurry was coated from inlet to 43.8%of a monolith cordierite substrate having dimensions of 4.66” in diameter and 3.15” in length, a cell density of 600 cpsi (cells per square inch) , and a wall thickness of 2.5 mils, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The front bottom layer was obtained with a washcoat loading of 1.46 g / in3 and the PGM loading consists of 5 g / ft3 Pd. The rear bottom coat slurry was coated from outlet to 56.2%of the total length of the substrate, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The rear bottom layer was obtained with a washcoat loading of 1.46 g / in3 and the PGM loading consists of 5 g / ft3 Pt. The front top coat slurry was then coated from inlet to 43.8%of the total length of the substrate, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The front top layer was obtained with a washcoat loading of 2.59 g / in3 and the PGM loading consists of 60 g / ft3 Pd and 3 g / ft3 Rh. The rear top coat slurry was then coated from outlet to 56.2%of the total length of the substrate, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The rear top layer was obtained with a washcoat loading of 2.56 g / in3 and the PGM loading consists of 5 g / ft3 Pt and 2 g / ft3 Rh.

[0247] Example 5

[0248] Preparation of a TWC sample (E5) having a zoned washcoat configuration, including a front zone comprising a bottom layer having palladium (Pd) and a top layer having palladium (Pd) and rhodium (Rh) , and rear zone consisting of a single layer comprising platinum (Pt) and rhodium (Rh)

[0249] Front bottom coat slurry: 9.70 grams of 20%aqueous palladium nitrate solution, 211 grams of alumina and 716 grams of ceria-zirconia composite oxide (40%ceria) and 120 grams of 60%aqueous barium acetate solution were mixed with water and then milled to D90 of below 14 μm. The pH was adjusted around 4.0 by addition of nitric acid.

[0250] Front top coat slurry: A first component was prepared by impregnating 65.87 grams of 20%aqueous palladium nitrate solution and 36.2 grams of 27.0%of aqueous lanthanum nitrate solution on 278 grams of alumina and 232 grams of ceria-zirconia composite oxide (22%ceria) via incipient wetness impregnation. This step was followed by drying at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. A second component was prepared by impregnating 6.73 grams of 9.9%aqueous rhodium nitrate solution and 9.4 grams of 30%aqueous neodymium nitrate solution on 232 grams of ceria-zirconia composite oxide (20%ceria) and 139 grams of zirconia by incipient wetness impregnation. These two components were mixed with water and then milled to D90 of below 18 μm. The pH was adjusted around 8.0 by addition of barium hydroxide, and 7.7 grams of alumina binder was added.

[0251] Rear washcoat slurry: A first component was prepared by impregnating 8.55 grams of 16.7%aqueous hexahydroxyplatinic acid diethanolamine salt solution on 222 grams of ceria-alumina composite oxide (30%ceria) and 715 grams of ceria-zirconia composite oxide (40%ceria) via incipient wetness impregnation. The first component was mixed water, 2.86 grams of 9.9%aqueous rhodium nitrate solution and 82.2 grams of 60%aqueous barium acetate solution were then added and mixed. The mixture was then milled to D90 of below 12 μm. The pH was adjusted around 4 by addition of nitric acid, and 12 grams of alumina binder was added.

[0252] The front bottom coat slurry was coated from inlet to 43.8%of a monolith cordierite substrate having dimensions of 4.66” in diameter and 3.15” in length, a cell density of 600 cpsi (cells per square inch) , and a wall thickness of 2.5 mils, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The front bottom layer was obtained with a washcoat loading of 1.46 g / in3 and the PGM loading consists of 5 g / ft3 Pd. The rear coat slurry was coated from outlet to 56.2%of the total length of the substrate, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The rear washcoat was obtained with a loading of 4.1g / in3 and the PGM consists of 10 g / ft3 Pt and 2 g / ft3 Rh. The front top coat slurry was then coated from inlet to 43.8%of the total length of the substrate, dried at 150 ℃ for 1 hr and then calcinated at 500 ℃ for 2 hrs. The front top layer was obtained with a washcoat loading of 2.59 g / in3 and the PGM loading consists of 60 g / ft3 Pd and 3 g / ft3 Rh.

[0253] Example 6

[0254] The TWC samples from Examples 1 to 5 (i.e., E1 to E5) were aged under 1030 ℃ in oven for 20 hrs, mounted in steel converter cans respectively, and then tested on a 2.0T engine bench under WLTC testing cycle. The results of WLTC gas emissions for the samples E1 to E5 tested on the engine bench are provided in Table 2 below.

[0255] Table 2

[0256] Compared with the samples E1 and E2, lower NH3 emission was obtained from the sample E3 , which means presence of Pt and Rh in the top layer of rear zone helps NH3 reduction. Furthermore, the samples E4 and E5 without Pd in rear zone exhibits further lower NH3 emissions.

[0257] 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 TWC catalytic article, which comprisesa) a substrate having a plurality of gas flow passages defined by walls extending from an inlet end to an outlet end,b) a catalyst composition coating on the substrate, which has a zoned configuration including a front zone and a rear zone in the direction from the inlet end to the outlet end,wherein- the front zone of the catalyst composition coating has a layered configuration including a bottom layer comprising a palladium component at a first palladium loading, and a top layer comprising a palladium component at a second palladium loading and a rhodium component, with a ratio of the second palladium loading to the first palladium loading being higher than 1: 1, and- the rear zone of the catalyst composition coating is free of palladium and comprises a platinum component and a rhodium component,each of the palladium components, the platinum component and the rhodium components in the catalyst composition coating is in a supported form.2.The TWC catalytic article according to claim 1, wherein the front zone and the rear zone are deposited on the substrate at a length ratio in the range of from 1: 5 to 2: 1, from 1: 4 to 3: 2, or from 2: 3 to 1: 1.3.The TWC catalytic article according to claim 1 or 2, wherein, in the front zone, the palladium components in both bottom and top layers are supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, and the rhodium component is supported by particles of a ceria-based OSC material and particles of a zirconia-based material.4.The TWC catalytic article according to any of preceding claims, wherein the bottom layer of the front zone is free of any other PGM component.5.The TWC catalytic article according to any of preceding claims, wherein the top layer of the front zone is free of any other PGM component.6.The TWC catalytic article according to any of preceding claims, wherein the ratio of the second palladium loading to the first palladium loading in the front zone is at least 3: 1, for example in the range of from 3: 1 to 30: 1, from 5: 1 to 20: 1, or from 10: 1 to 15: 1.7.The TWC catalytic article according to any of preceding claims, wherein the rhodium component is comprised in the top layer of the front zone at a first rhodium loading, with the second palladium loading to the first rhodium loading being in the range of higher than 1: 1, for example in the range of from 5: 1 to 100: 1, from 5: 1 to 50: 1, from 10: 1 to 30: 1, or from 15: 1 to 25: 1.8.The TWC catalytic article according to any of preceding claims, wherein the front zone has a ceria loading in the range of from 0.1 to 3.0 g / in3, from 0.3 to 2.0 g / in3, or from 0.5 to 1.0 g / in3.9.The TWC catalytic article according to any of preceding claims, wherein the rear zone is free of any other PGM component.10.The TWC catalytic article according to any of preceding claims, wherein the platinum component and the rhodium component are comprised in the rear zone at a ratio of platinum loading to rhodium loading of higher than 1: 1, for example in the range of from 2: 1 to 15: 1, from 3: 1 to 8: 1, or from 4: 1 to 6: 1.11.The TWC catalytic article according to any of preceding claims, wherein the platinum component in the rear zone is supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material, and the rhodium component in the rear zone are supported by particles of an alumina-based material and particles of a ceria-based OSC material.12.The TWC catalytic article according to any of preceding claims, wherein the rear zone has a single layer configuration.13.The TWC catalytic article according to any of preceding claims 1 to 11, wherein the rear zone has a layered configuration including a bottom layer comprising a platinum component and a top layer comprising a platinum component and a rhodium component.14.The TWC catalytic article according to claim 13, wherein the platinum component is comprised in the bottom layer of the rear zone at a first platinum loading and comprised in the top layer of the rear zone at a second platinum loading, with the second platinum loading to the first platinum loading being in the range of from 3: 1 to 1: 3 or from 2: 1 to 1: 2, preferably from 3: 2 to 2: 3.15.The TWC catalytic article according to claim 13 or 14, wherein the platinum component and the rhodium component are comprised in the top layer of the rear zone at a second platinum loading and a second rhodium loading respectively, with the second platinum loading to the second rhodium loading in the top layer of the rear zone is higher than 1: 1, for example in the range of from 3: 2 to 20: 1, from  2: 1 to 10: 1 or from  2: 1 to 4: 1.16.The TWC catalytic article according to any of preceding claims, wherein the rear zone has a ceria loading in the range of from 0.3 to 5.0 g / in3, from 0.5 to 3.0 g / in3, or from 1.0 to 2.0 g / in3.17.The TWC catalytic article according to claim 16, wherein the ratio of the ceria loading in the rear zone to the ceria loading in the front zone is higher than 1: 1, for example in the range of from 1.1: 1 to 10: 1, from 3: 2 to 5: 1, or from 3: 2 to 3: 1.18.The TWC catalytic article according to any of preceding claims, which comprises at least one transition metal component in one or more of the top layer of the front zone, the bottom layer of the front zone, and the rear zone, wherein the transition metal is preferably selected from the group consisting of Mn, Fe, Co, Ni, Cu and any combinations thereof.19.Use of the TWC catalytic article according to any of claims 1 to 18 for abatement of hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides in an exhaust stream from a gasoline engine, particularly in a close-coupled position.20.An exhaust treatment system, which comprises the TWC catalytic article as defined in any of claims 1 to 18 located downstream of a gasoline engine in a close-coupled position.21.A method for treating an exhaust stream, particularly from a gasoline engine, which includes contacting the exhaust stream with the TWC catalytic article as defined in any of claims 1 to 18 or the exhaust treatment system as defined in claim 20.

Images