BR112016009479B1 - Catalisador de três vias, e, sistema de escape para motores de combustão interna - Google Patents

Catalisador de três vias, e, sistema de escape para motores de combustão interna Download PDF

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Abstract

catalisador de três vias, e, sistema de escape para motores de combustão interna. um catalisador de três vias é descrito. o catalisador de três vias compreende um substrato de zeólita extrudada contendo prata e uma camada catalisadora disposta sobre o substrato de zeólita extrudada contendo prata. a camada catalisadora compreende um catalisador suportado por metal do grupo da platina compreendendo um ou mais metais do grupo da platina e um ou mais portadores de óxido inorgânico. a invenção inclui também um sistema de escape compreendendo o catalisador de três vias. o catalisador de três vias resulta em maior armazenamento e conversão de hidrocarboneto, em particular, durante o período de partida a frio.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A invenção refere-se a um catalisador de três vias e seu uso em um sistema de escape para motores de combustão interna.
FUNDAMENTO DA INVENÇÃO
[002] Motores de combustão interna produzem gases de escape contendo uma variedade de poluentes, incluindo hidrocarbonetos, monóxido de carbono e óxidos de nitrogênio (“NOx”). Sistemas de controle de emissão, incluindo catalisadores de gás de escape, são amplamente usados para reduzir a quantidade destes poluentes emitidos para a atmosfera. Um catalisador comumente usado para aplicações em motor a gasolina é o “catalisador de três vias” (TWC). TWCs realizam três funções principais: (1) oxidação de CO; (2) oxidação de hidrocarbonetos não queimados; e (3) redução de NOx para N2.
[003] TWCs, como outros catalisadores de gás de escape, apresentam, tipicamente, eficiência muito elevada uma vez que tenham atingido sua temperatura operacional (tipicamente, 200°C e maior). Entretanto, estes sistemas são relativamente ineficientes abaixo de sua temperatura operacional (o período de partida a frio). Uma vez que legislação cada vez mais severa nacional e regional reduz a quantidade de poluentes que pode ser emitida por motores a diesel ou gasolina, redução de emissões durante o período de partida a frio vem se tornando um desafio maior. Desse modo, métodos para reduzir o nível de NOx e hidrocarbonetos emitidos durante a condição de partida a frio continuam a ser explorados.
[004] Para controle de hidrocarboneto de partida a frio, capturas de hidrocarboneto (HC) incluindo zeólita como componentes de captura de hidrocarboneto têm sido investigadas. Nestes sistemas, o componente zeólita adsorve e armazena hidrocarbonetos durante o período de partida e libera os hidrocarbonetos armazenados quando a temperatura de exaustão estiver suficientemente elevada para liberar hidrocarbonetos adsorvidos. Os hidrocarbonetos adsorvidos liberados são, subsequentemente, convertidos por um componente de TWC incorporado na captura de HC ou por um TWC separado disposto a jusante da captura de HC. Por exemplo, a patente US 5.772.972 revela um sistema híbrido de material de captura de hidrocarboneto e material de catalisador de três vias baseado em paládio. A patente US 6.617.276 ensina uma estrutura de catalisador compreendendo uma primeira camada consistindo essencialmente de uma zeólita adsorvedora de hidrocarboneto e um metal ativo de K, Rb ou Cs que é impregnado sobre a zeólita, pelo menos uma camada adicional consistindo essencialmente de pelo menos um metal do grupo da platina, e um substrato de catalisador sobre o qual a primeira camada e a única ou mais camadas adicionais são dispostas. Na patente EP 1.129.774, um membro adsorvedor de hidrocarboneto é ensinado, o qual compreende uma zeólita tendo uma razão molar SiO2:AL2O3 de 100 ou mais e um diâmetro médio de partícula primária de 1 μm ou menor, e que é livre de um elemento metálico monovalente. A patente US 6.074.973 ensina um material de captura de hidrocarboneto catalisado compreendendo paládio e prata dispersados sobre suporte de óxido metálico de grande área superficial e um material de zeólita, como uma ou mais de ZSM-5, Beta, Y e outras zeólita adequadas.
[005] A publicação de pedido US 2012/117.953 A1 ensina um catalisador de três vias que compreende um corpo sólido extrudado compreendendo 10-100% em peso de pelo menos um componente de aglutinante/matriz, 5-90% em peso de uma peneira molecular zeolítica, uma peneira molecular não zeolítica ou uma mistura de qualquer duas ou mais das mesmas, e 0-80% em peso de um óxido de Cério estabilizado opcional. O catalisador compreende pelo menos um metal precioso e, opcionalmente, pelo menos um metal não precioso, em que: (i) o pelo menos um metal precioso é portado em uma ou mais camadas de revestimento sobre uma superfície do corpo sólido extrudado; (ii) pelo menos um metal está presente por todo o corpo sólido extrudado e pelo menos um metal precioso é também portado em uma ou mais camadas de revestimento sobre uma superfície do corpo sólido extrudado e pelo menos um metal precioso é também portado em uma ou mais camadas de revestimento sobre uma superfície do corpo sólido extrudado; ou (iii) pelo menos um metal está presente por todo o corpo sólido extrudado, está presente em maior concentração em uma superfície do corpo sólido extrudado e pelo menos um metal precioso é também portado em uma ou mais camadas de revestimento sobre a superfície do corpo sólido extrudado. Adicionalmente, a publicação de pedido US 2012/308.439 A1 ensina um catalisador de partida a frio que compreende: (1) um catalisador de zeólita compreendendo um metal de base, um metal nobre, e uma zeólita, e (2) um catalisador suportado por metal do grupo de platina compreendendo um ou mais metais do grupo da platina e um ou mais portadores de óxido inorgânico.
[006] Do mesmo modo que com qualquer sistema e processo automotivo, é desejável se obter ainda mais aperfeiçoamentos em sistemas de tratamento de gás de escape, particularmente sob condições de partida a frio. Nós descobrimos um novo catalisador de três vias que provê maior limpeza dos gases de escape provenientes de motores de combustão interna.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[007] A invenção é um catalisador de três vias para uso em um sistema de escape. O catalisador de três vias compreende um substrato de zeólita extrudado contendo prata. O catalisador de três vias compreende ainda uma camada de catalisador que é disposta sobre o substrato de zeólita extrudado contendo prata. A camada de catalisador compreende um catalisador suportado por metal do grupo de platina compreendendo um ou mais metais do grupo da platina e ou mais portadores de óxido inorgânico. A invenção inclui também um sistema de escape compreendendo o catalisador de três vias.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[008] O catalisador de três vias da invenção compreende um substrato de zeólita extrudado contendo prata.
[009] A zeólita do substrato de zeólita extrudada contendo prata pode ser qualquer zeólita natural ou sintética, incluindo peneiras moleculares, e é, de preferência, composta de alumínio, silício e/ou fósforo. As zeólita têm, tipicamente, um arranjo tridimensional de SiO4, Al)4, e/ou PO4 unidos pelo compartilhamento de átomos de oxigênio. As redes de zeólita são, tipicamente, aniônicas, que são contrabalançadas por cátions de compensação de carga, tipicamente álcali e elementos álcali-terrosos (por exemplo, Na, K, Mg, Ca, Sr e Ba) e prótons também.
[0010] A zeólita e, de preferência, uma beta zeólita, uma faujasita (como uma zeólita-X ou zeólita-Y, incluindo NaY e USY), uma zeólita-L, uma zeólita ZSM (por exemplo, ZSM-5, ZMS-48), uma zeólita-SSZ (por exemplo, SSZ-13, SSZ-41, SSZ-33), uma zeólita de rede AEI, uma mordenita, uma chabazita, uma offretita, uma erionita, uma clipnoptilolita, um silicalito, uma zeólita de fosfato de alumínio (incluindo metalo-alumino- fosfatos, como SAPO-34), uma zeólita mesoporosa (por exemplo, MCM-41, MCM-49, SBA-15), ou misturas dos mesmos; mais preferivelmente, as zeólitas são zeólita beta, zeólita ZSM-5 ou SSZ-33, ou zeólita SSZ-33.
[0011] O substrato de zeólita extrudado pode ser formado por qualquer meio conhecido. Tipicamente, a zeólita é extrudada para formar um substrato de passagem ou filtro, e é extrudada, de preferência, para formar um monólito de passagem com estrutura de colmeia. Substratos de zeólita extrudados e corpos de colmeia, e seus processos de fabricação são conhecidos na técnica. Ver, por exemplo, patentes US 5.492.883, 5.565.394 e 5.633.217 e US Re.34.804. Tipicamente, o material de zeólita é misturado com um aglutinante permanente, como resina de silicone, e um aglutinante temporário, como metil celulose, e a mistura é extrudada para formar um corpo verde de colmeia que, então, é calcinado e sinterizado para formar o substrato de zeólita extrudado final.
[0012] O substrato de zeólita extrudado pode ser formado como um substrato permeável ou filtro. Caso formado como um substrato permeável, ele será preferivelmente um monólito permeável tendo uma estrutura de colmeia com muitos canais de parede fina, pequenos e paralelos passando axialmente através do substrato e se estendendo completamente de uma entrada ou uma saída do substrato. A seção transversal do canal do substrato pode ter qualquer forma, mas, preferivelmente, quadrada, senoidal, triangular, retangular, hexagonal, trapezoidal, circular ou oval.
[0013] Caso formado como um substrato de filtro, o substrato de zeólita extrudado contendo prata é, preferivelmente, um filtro de monólito de parede permeável. Os canais de um filtro de parede permeável são externamente bloqueados, o que permite a corrente de gás de exaustão entrar em um canal a partir da entrada, fluindo em seguida através doas paredes do canal, e saindo do filtro por um canal diferente conduzindo à saída. Particulados na corrente de gás de exaustão são, assim, capturados no filtro.
[0014] A zeólita pode conter prata antes da extrusão, de modo que o substrato de zeólita extrudado contendo prata seja produzido pelo procedimento de extrusão. Caso a zeólita contenha prata antes da extrusão, a prata pode ser adicionada à zeólita para formar uma zeólita contendo prata por qualquer meio conhecido, a maneira de adição não é considerada como sendo particularmente crítica. Por exemplo, um composto de prata (como nitrato de prata) pode ser adicionado à zeólita por impregnação, adsorção, troca iônica, umidade incipiente, precipitação ou similar.
[0015] Caso um substrato de zeólita extrudado seja formado primeiro sem prata, o monólito de zeólita extrudado é então carregado com prata para produzir o substrato de zeólita extrudada contendo prata. De preferência, o monólito de zeólita extrudado é sujeito a um procedimento de impregnação para carregar prata sobre o monólito de zeólita.
[0016] De preferência, o substrato de zeólita extrudada contendo prata compreende de 1 a 700 g/pé cúbico (0,035 a 24,72 kg/m3), mais preferivelmente de 10 a 200 g/pé cúbico (0,353 a 7,063 kg/m3) de prata.
[0017] O catalisador de três vias compreende ainda uma camada catalisadora disposta sobre o substrato de zeólita extrudada contendo prata. A camada catalisadora compreende um catalisador suportado por metal do grupo da platina. O catalisador suportado por metal do grupo da platina compreende um ou mais metais do grupo da platina (‘PGM’) e um ou mais portadores de óxido inorgânico. O PGM pode ser platina, paládio, ródio ou combinações dos mesmos e, mais preferivelmente, paládio e ródio. Os portadores de óxido inorgânico incluem, mais comumente, óxidos dos grupos de 2, 3, 4, 5, 13 e 14 elementos. Portadores de óxido inorgânico úteis têm, de preferência, áreas superficiais na faixa de 10 a 700 m2/g, volumes de poros na faixa de cerca de 10 a 1000 Angstroms. O portador de óxido inorgânico é, de preferência, alumina, sílica, titânia, zircônia, cério, nióbio, óxidos de tântalo, óxidos de molibdênio, óxidos de tungstênio, ou óxidos mistos ou óxidos compostos de qualquer de dois ou mais dos mesmos, por exemplo, sílica- alumina, cério-zircônia ou alumina-cério-zircônia. Alumina e cério-zircônia são particularmente preferidas.
[0018] O catalisador suportado por metal do grupo da platina pode ser preparado por qualquer meio conhecido. De preferência, o único ou mais metais do grupo de platina são carregados sobre o único ou mais óxidos inorgânicos por qualquer meio conhecido para formar Catalisador suportado por PGM, a maneira de adição não sendo considerada como particularmente crítica. Por exemplo, um composto de paládio (como nitrato de paládio) pode ser suportados sobre um óxido inorgânico por impregnação, adsorção, troca iônica, umidade incipiente, precipitação ou similar. Outros metais também podem ser adicionados ao catalisador suportado por PGM.
[0019] A camada catalisadora suportada por PGM é disposta sobre o substrato de zeólita extrudada contendo prata. A camada de catalisador suportado por PGM pode ser disposta sobre o substrato de zeólita extrudada contendo prata por processos bem conhecidos na técnica anterior. De preferência, o catalisador suportado por metal do grupo da platina é revestido sobre o substrato de zeólita extrudada contendo prata usando um procedimento de revestimento para produzir um catalisador de três vias da invenção.
[0020] Um processo representativo para preparar o catalisador de três vias usando um procedimento de revestimento é apresentado abaixo. Deve ser entendido que o processo abaixo pode ser variado de acordo com diferentes modalidades da invenção.
[0021] O procedimento de revestimento é, de preferência, efetuado por primeiro, formar uma pasta de partículas finamente divididas do catalisador suportado por metal do grupo da platina em um solvente apropriado, de preferência, água, para formar a pasta. Componentes adicionais como óxidos de metal de transição, aglutinantes, estabilizadores, ou promotores também podem ser incorporados à pasta como uma mistura de compostos solúveis em água ou dispersáveis em água. A pasta contém de preferência, entre 10 a 70% em peso de sólidos, mais preferivelmente, entre 30 e 50% em peso. Antes de formar a pasta, partículas de catalisador suportado por grupo da platina são, de preferência, sujeitas a um tratamento de redução de tamanho (por exemplo, moagem), de modo que o tamanho médio de partícula das partículas sólidas seja menor do que 20 mícrones em diâmetro.
[0022] O substrato de zeólita extrudada contendo prata pode, então, ser imerso uma ou mais vezes na pasta ou a paste pode ser revestida sobre o substrato, de modo que seja depositado sobre o substrato de zeólita extrudada contendo prata o carregamento desejado de materiais catalíticos. Alternativamente, uma pasta contendo apenas óxido(s) inorgânico(s) pode ser depositada primeiro sobre o substrato revestido com catalisador de zeólita para formar um substrato revestido com óxido inorgânico, seguido por etapas de secagem e calcinação. O(s) metal(ais) do grupo da platina podem, então, ser adicionados ao substrato revestido com óxido inorgânico por qualquer meio conhecido, incluindo impregnação, adsorção, u troca iônica de um composto de metal do grupo de platina (como nitrato de platina).
[0023] De preferência, toda a extensão do substrato de zeólita extrudada contendo prata é revestida com a pasta, de modo que um revestimento do catalisador suportado por grupo da platina cubra toda a superfície do substrato.
[0024] Após o substrato de zeólita extrudado contendo prata ter sido revestido com a pasta de catalisador suportado por grupo da platina, o substrato revestido é, de preferência, secado e depois calcinado por aquecimento a uma temperatura elevada para formar o catalisador de três vias. De preferência, a calcinação ocorre a 400 a 600 graus centígrados por, aproximadamente, 1 a 8 horas.
[0025] A invenção inclui ainda um sistema de escape para motores de combustão interna compreendendo o catalisador de três vias. O sistema de exaustão compreende, de preferência, um ou mais dispositivos adicionais pós tratamento capazes de remover poluentes dos gases de exaustão de motor de combustão interna.
[0026] De preferência, o sistema de escape compreende um catalisador acoplado próximo ao coletor de gases do motor de combustão interna e o catalisador de três vias da invenção. O catalisador acoplado próximo ao coletor fica localizado a montante do catalisador de três vias. De preferência, um filtro de particulados também pode ser adicionado a este sistema. O filtro de particulados pode ser localizado a jusante do catalisador acoplado próximo ao coletor de gases e a montante do catalisador de três vias, ou o filtro de partículas pode ser localizado a jusante do catalisador de três vias.
[0027] Catalisadores acoplados próximo ao coletor. são bem conhecidos na técnica, Estes catalisadores são utilizados, tipicamente, para reduzir emissões de hidrocarbonetos durante o período de partida a frio em seguida à partida do motor, quando a temperatura, conforme medida no catalisador de três vias, estará abaixo de uma temperatura variando entre cerca de 150 a 2200C. Catalisadores acoplados próximo ao coletor são localizados dentro do compartimento do motor, tipicamente, adjacentes ao coletor de exaustão e sob o capô do motor, de modo que ficam expostos a gás de exaustão a alta temperatura imediatamente saindo do motor após o motor ter sido aquecido.
[0028] O catalisador acoplado próximo ao coletor compreende, de preferência, uma estrutura de substrato revestida com uma camada catalisadora de um óxido inorgânico resistente ao calor contendo, pelo menos um metal nobre selecionado entre Pt, Pd e Rh. O substrato resistente ao calor é, tipicamente, um substrato monolítico e, de preferência, um substrato cerâmico ou substrato metálico. O substrato cerâmico pode ser feito de qualquer material refratário resistente a calor adequado, por exemplo, alumina, sílica, titânio, cério, zircônia, magnésia, zeólita, nitreto de silício, carbureto de silício, silicatos de zircônio, silicatos de magnésio, aluminossilicatos e metalo aluminossilicatos (como cordierita e espodumênio), ou uma mistura ou óxido misto de qualquer dois dos mesmos. O substrato metálico pode ser feito de qualquer metal adequado e, em particular, metais resistentes a calor e ligas metálicas, como titânio e aço inox, bem como, ligas ferríticas contendo ferro, níquel, cromo e/ou alumínio em adição a outros metais traço (tipicamente, metais de terra rara).
[0029] O substrato é, de preferência, um substrato permeável, mas pode ser também um substrato de filtro. Os substratos permeáveis têm, de preferência, uma estrutura de colmeia com muitos canais de parede fina, pequenos e paralelos passando axialmente através do substrato e se estendendo por todo o substrato. Caso o substrato seja um substrato de filtro, ele será, de preferência, um filtro monolítico de parede permeável. Os canais de um filtro de parede permeável são alternadamente bloqueados, o que permite que uma corrente de gás de exaustão entre em um canal a partir da entrada e, em seguida, fluir através das paredes de canal, e sair do filtro por um canal diferente conduzindo à saída. Particulados na corrente de gás de exaustão são, assim, capturados no filtro.
[0030] A camada catalisadora do catalisador acoplado próximo ao coletor é, tipicamente, adicionada ao substrato como um revestimento que, de preferência, compreende um ou mais [óxidos inorgânicos e um ou mais metais do grupo da platina. O óxido inorgânico inclui, mais comumente, óxidos dos Grupos de 2, 3, 4, 5, 13 e 14 elementos. Óxidos inorgânicos úteis têm, de preferência, áreas superficiais na faixa de 10 a 700 m2/g, volumes de poro na faixa de 0,1 a 4 ml/g, e diâmetros de poro de cerca de 10 a 1000 Angstroms. O óxido inorgânico é, de preferência, alumina, sílica, titânia, zircônia, nióbio, óxidos de tântalo, óxidos de molibdênio, óxidos de tungstênio, óxidos de terras raras (em particular, óxido de cério ou neodímio), ou óxidos misturados ou óxidos compostos (de qualquer dois ou mais dos mesmos, por exemplo, sílica-alumina, cério-zircônia ou alumina-cério- zircônia e pode ser também uma zeólita. Os PGMs compreendem um ou mais de platina, paládio e ródio. O catalisador acoplado próximo ao coletor pode conter outros metais ou óxidos metálicos também.
[0031] Em outra modalidade útil, o sistema de escape pode compreender ainda, de preferência, um componente catalisador de oxidação convencional e o catalisador de três vias da invenção. Nesta configuração, o sistema de escape conterá, de preferência, válvulas ou outros meios de direcionamento de gás, de modo que, durante o período de partida a frio (abaixo de uma temperatura variando de cerca de 150 a 2200C, medida no catalisador de três vias, o gás de exaustão seja direcionado para contatar o catalisador de três vias antes de fluir para o componente de catalisador de oxidação convencional. Uma vez que os dispositivos(s) pós-tratamento atinjam a temperatura operacional (cerca de 150 a 2200C, medida no catalisador de três vias, o gás de exaustão é redirecionado, então, para contatar o componente de catalisador de oxidação convencional antes de contatar o catalisador de três vias. Um filtro de particulado também pode ser adicionado a este sistema de by-pass. A patente US 5.656.244, cujos ensinamentos são aqui incorporados pela referência, por exemplo, ensina meios para controlar o fluxo do gás de exaustão durante partida a frio e condições operacionais normais.
[0032] O componente de catalisador de oxidação convencional é, de preferência, um catalisador TWC convencional que compreende um substrato revestido com uma camada de TWC. O substrato é, tipicamente, um substrato monolítico e, de preferência, um substrato cerâmico ou substrato metálico, e é, de preferência, um substrato permeável, mas podendo ser ainda um substrato de filtro. A camada catalisadora de TWC compreende, de preferência, um catalisador suportado por grupo da platina que compreende um ou mais metais do grupo de platina (‘PGM’) e um ou mais portadores de óxido inorgânico, como descrito acima.
[0033] Os exemplos a seguir ilustram meramente a invenção. Alguém experiente na técnica reconhecerá muitas variações que estão dentro do espírito da invenção e escopo das reivindicações.
EXEMPLO 1: PREPARAÇÃO DE CATALISADORES DA INVENÇÃO Catalisador 1A: Ag sobre zeólita beta extrudada + camada de Pd-Rh.
[0034] Um monólito de zeólita beta (formado por extrusão de zeólita beta em um monólito de colmeia, e contendo 55% de zeólita beta; ver, por exemplo, patentes US 5.492.883, 5.565.394 e 5.633.217) é impregnado com uma solução aquosa de nitrato de prata, seguido por secagem, e calcinação por aquecimento a 5000C por 4 horas para se obter um carregamento de Ag de 150 g/pé cúbico (5,297 kg/m3).
[0035] O monólito de Ag/zeólita beta é, então, revestido com uma típica camada de TWC consistindo de óxidos misturados de alumina e cério- zircônia como os suportes para PD e Rh. O carregamento de PD é de 76,5 g/pé cúbico (2,701 kg/m3) e o carregamento de RH é de 8,5 g/pé cúbico (0,300 kg/m3). O substrato revestido suportado é seco e, depois, calcinado por aquecimento a 5000C por 4 horas.
EXEMPLO 2: PREPARO DE CATALISADOR COMPARATIVO Catalisador comparativo 2A: Zeólita beta extrudada + camada de PD-Rh.
[0036] O catalisador comparativo 2A é preparado de acordo com o mesmo procedimento do catalisador 1A, exceto pelo fato da zeólita beta extrudada não ser impregnada com prata.
Catalisador comparativo 2B: Substrato de cordierita + camada de PD-Rh.
[0037] O catalisador comparativo 2B é preparado de acordo com o mesmo procedimento do catalisador 1A, exceto pelo fato de um monólito de substrato de cordierita ser usado no lugar do monólito de Ag/zeólita beta.
EXEMPLO 3: PROCEDIMENTOS DE TESTES DE LABORATÓRIO E RESULTADOS
[0038] Todos os catalisadores são testados sobre amostras de núcleo (2,52 cm x 8,4 cm) do substrato revestido com catalisador permeável. Catalisador fresco e catalisador envelhecido são ambos testados. Núcleos de catalisadores são envelhecidos sob condições de permeabilidade em um forno sob condições hidrotermais (5% de H2O, ar balanceado) a 8000C por 80 horas. Os núcleos são, então, testados quanto à adsorção de hidrocarboneto em um reator de laboratório, usando-se uma corrente de gás de alimentação preparada pelo ajuste do fluxo de massa dos componentes individuais do gás de exaustão. A vazão de gás é mantida em 21, 2 l.min-1, resultando em uma Velocidade de Gás Espacial Horária de 30.000 h-1 (GHSV = 30.000 h-1).
[0039] Os catalisadores são pré-aquecidos a 6500C em um fluxo de gás de 2250 ppm de 02. 10% de CO2, 10% de H2O, e o nitrogênio de equilíbrio, antes de resfriamento até a temperatura ambiente. Em seguida ao pré-tratamento, o catalisador passa por uma etapa de adsorção de HC na qual o catalisador é contatado por 30 segundos por um gás contendo HC consistindo de 1500 ppm (base C1) HC (17% em volume de tolueno, 24% em volume de isopentano, e 59% em volume de propeno), 1000 ppm de NO, 1000 ppm de CO, 2250 ppm de 02, 10% de H2O, 10% de CO2 e nitrogênio de equilíbrio. A etapa de adsorção de HC é, então seguida por um período de dessorção, no qual o catalisador é sujeito a um gás de dessorção consistindo de 200 ppm (base em C1) de HC, 300 ppm de O2, 10% de H2O, 10% de CO2 e nitrogênio de equilíbrio. A etapa de adsorção de HC é seguida, então, por um período de dessorção de HC no qual o catalisador é sujeito a um gás de dessorção consistindo de 200 ppm (base em C1) de HC, 300 ppm de O2, 10% de H2O, 10% de CO2 e o nitrogênio de equilíbrio.
[0040] Os resultados nos catalisadores fresco e envelhecido para emissões de HC durante o período de adsorção e período de oxidação, bem como, HC total removido, estão mostrados na Tabela 1.
EXEMPLO 4: PROCEDIMENTOS DE TESTES DE MOTOR
[0041] Catalisadores de dimensão total do Exemplo 1A e Exemplos Comparativos 2A e 2B são avaliados em veículo a gasolina de 2,4 litros. Em cada um dos testes, um catalisador de TWC comercial de Pd-Rh é colocado na posição acoplada próximo ao coletor a montante dos catalisadores de Exemplo. O catalisador TWC CCC contém 405 g/pé cúbico (14,302 kg/m3) de PD e 15 g/pé cúbico (0,529 kg/m3) de Rh na zona frontal, e 105 g/pé cúbico (3,708 kg/m3) de Pd e 15 g/pé cúbico (0,529 kg/m3) de RH na zona posterior. Cada um dos sistemas é envelhecido por 150 horas, com a cama de catalisador de Exemplo atingindo 8000C de pico. As emissões totais de HC (THC) no cano de escape dos sistemas, sob protocolo de teste FTP 75, estão mostradas na Tabela 2. O catalisador 1A remove 4 mg/milha adicionais em comparação aos dois Exemplos Comparativos.
[0042] Os resultados estão mostrados na Tabela 2 TABELA 1: Resultados de Capacidade de Armazenamento de NOx
Figure img0001
* Exemplo Comparativo TABLE 2: Resultados de Teste de Motor mostrando Emissão Total de HC (THC)
Figure img0002
*Exemplo Comparativo

Claims (9)

1. Catalisador de três vias, caracterizado pelo fato de que compreende: (1) substrato de zeólita extrudada contendo prata; e (2) uma camada catalisadora disposta sobre o substrato de zeólita extrudada contendo prata, em que a camada catalisadora compreende um catalisador suportado por metal do grupo da platina compreendendo um ou mais metais do grupo da platina e um ou mais portadores de óxido inorgânico, em que o substrato de zeólita extrudada contendo prata compreende de 1 a 700 g/pé cúbico (0,035 a 24,72 kg/m3) de prata.
2. Catalisador de três vias de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a zeólita é selecionada do grupo consistindo de uma zeólita beta, uma faujasita, uma zeólita-L, uma zeólita ZSM, uma zeólita-SSZ, uma zeólita de rede AEI, uma mordenita, uma chabazita, uma offretita, uma erionita, uma clipnoptilolita, um silicalito, uma zeólita de fosfato de alumínio, uma zeólita mesoporosa, e uma zeólita de metal incorporado.
3. Catalisador de três vias de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a zeólita é selecionada do grupo consistindo de zeólita beta, ZSM-5, SSZ-33, e zeólita-Y.
4. Catalisador de três vias de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que um ou mais dos metais do grupo de platina é selecionado do grupo consistindo de platina, paládio, e ródio.
5. Catalisador de três vias de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que um ou mais dos metais do grupo de platina é paládio e ródio.
6. Catalisador de três vias de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que um ou mais portadores de óxido inorgânico é selecionado do grupo consistindo de alumina, sílica, titânia, zircônia, cério, nióbio, óxidos de tântalo, óxidos de molibdênio, óxidos de tungstênio, e óxidos mistos ou óxidos compostos dos mesmos.
7. Catalisador de três vias de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o substrato de zeólita extrudado é um substrato permeável.
8. Sistema de escape para motores de combustão interna, caracterizado pelo fato de que compreende catalisador de três vias como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.
9. Sistema de escape de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um sistema catalisador de redução catalítica seletiva; um filtro de particulado; um sistema de filtro de redução de catalizador seletivo; ou um catalisador adsorvedor de NOx.
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