BR112021003606A2 - catalisador de conversão, processo para a preparação do catalisador e sistema de tratamento de gases - Google Patents

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Abstract

“catalisador de conversão, processo para a preparação do catalisador e sistema de tratamento de gases.” a presente invenção se refere a um catalisador de conversão de quatro vias para o tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina, em que o catalisador compreende um substrato de filtro de fluxo de parede porosa que compreende uma extremidade de entrada, uma extremidade de saída, um comprimento axial do substrato que se estende entre a extremidade de entrada e a extremidade de saída, e uma pluralidade de passagens definidas por paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa, em que a pluralidade de passagens compreende passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada, e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e extremidade de saída aberta, em que a interface entre as passagens e as paredes internas porosas é definida pela superfície das paredes internas; em que as paredes internas porosas compreendem poros que compreendem um componente oxídico que compreende um primeiro óxido de metal refratário, sendo que o dito primeiro óxido de metal refratário compreende alumínio, o dito componente oxídico tem um teor de metal do grupo da platina na faixa de 0 a 0,001% em peso com base no peso total do componente oxídico; em que o catalisador compreende ainda um primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que pelo menos 10% em peso do mesmo está compreendido pelos poros das paredes internas, em que o dito primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um composto de armazenamento de oxigênio e um metal do grupo da platina suportado em um segundo óxido de metal refratário.

Description

“CATALISADOR DE CONVERSÃO, PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DO CATALISADOR E SISTEMA DE TRATAMENTO DE GASES”
[0001] A presente invenção se refere a um catalisador de conversão de quatro vias para o tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina e a um processo para preparar o dito catalisador. A presente invenção se refere ainda a um catalisador de conversão de quatro vias obtido ou obtenível pelo dito processo, a um sistema de tratamento de gases de escape que compreende o catalisador de conversão de quatro vias da presente invenção e a um método de tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina, com o uso do dito catalisador de conversão de quatro vias.
[0002] A filtragem de partículas de gases de escape é a principal função de um filtro de partículas de gasolina. Ao revestir um substrato de filtro com uma pasta fluida ativa catalítica, é possível adicionar ao filtro os recursos de um catalisador de conversão de três vias, ainda chamado de catalisador de conversão de quatro vias (FWC). A atividade catalítica do FWC geralmente se deteriora ao longo da vida útil do veículo. Um dos principais mecanismos de deterioração é a degradação térmica do catalisador devido às altas temperaturas dos gases de escape que ocorrem em condições normais de condução.
[0003] Comparado a um catalisador de conversão de três vias (TWC) do estado da técnica, a gravidade da degradação da atividade do FWC é maior do que a de um TWC. Para compensar os efeitos da degradação térmica mais forte, atualmente é usado um volume de catalisador mais alto e/ou mais metais do grupo da platina (PGM). Portanto, é necessário tornar um catalisador FWC competitivo em comparação com um catalisador TWC, melhorando-se significativamente a estabilidade térmica.
[0004] O documento US 8 815 189 B2 divulga sistemas de escape e componentes adequados para uso com motores a gasolina, em que catalisadores de conversão de três vias (TWC) localizados em filtros de partículas são fornecidos. O catalisador TWC compreende um revestimento que compreende um metal do grupo da platina e um componente de armazenamento de oxigênio; o revestimento é preferencialmente isento de alumina.
[0005] O documento WO 2018/024546 A1 divulga um sistema de tratamento de emissões a jusante de um motor a gasolina que compreende um primeiro material catalítico de conversão de três vias depositado em um substrato de fluxo seguido por um filtro de partículas catalisado que compreende um segundo material catalítico de conversão de três vias que permeia as paredes de um filtro de partículas. O segundo material catalítico de conversão de três vias compreende ródio como o único metal do grupo da platina.
[0006] O documento WO 2018/024547 A1 divulga um sistema de tratamento de emissões a jusante de um motor a gasolina que compreende um material catalítico de conversão de três vias que permeia as paredes de um filtro de partículas.
[0007] A investigação do mecanismo de deterioração mostrou que a migração do silício de um substrato de cordierita para uma camada catalítica ativa é uma causa-raiz potencial para uma deterioração mais forte, conforme visto em um catalisador de conversão de três vias. A migração de silício também ocorre a partir de um substrato de catalisador de conversão de três vias que também consiste em cordierita. No entanto, o revestimento catalítico de um catalisador TWC é muito mais espesso do que em um substrato de filtro, onde o contato entre o revestimento e o substrato é mais íntimo. Assim, a migração de silício pode prejudicar a funcionalidade catalítica de forma mais eficaz.
[0008] Portanto, é um objetivo da presente invenção fornecer um catalisador de conversão de quatro vias para o tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina que exibe atividades catalíticas melhoradas, tais como oxidação de HC, oxidação de CO e conversão de NOx melhoradas, uma eficiência de filtração e uma estabilidade térmica melhorada.
Surpreendentemente, constatou-se que o catalisador de conversão de quatro vias da presente invenção permite alcançar atividades catalíticas melhoradas, tais como oxidação de HC, oxidação de CO e conversão de NOx melhoradas, uma eficiência de filtração melhorada e uma estabilidade térmica melhorada.
[0009] Portanto, a presente invenção se refere a um catalisador de conversão de quatro vias para o tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina, em que o catalisador compreende: um substrato de filtro de fluxo de parede porosa que compreende uma extremidade de entrada, uma extremidade de saída, um comprimento axial de substrato que se estende entre a extremidade de entrada e a extremidade de saída e uma pluralidade de passagens definidas por paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa, em que a pluralidade de passagens compreende passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada, e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta, em que a interface entre as passagens e as paredes internas porosas é definida pela superfície das paredes internas; em que as paredes internas porosas compreendem poros que compreendem um componente oxídico que compreende um primeiro óxido de metal refratário, sendo que o dito primeiro óxido de metal refratário compreende alumínio, o dito componente oxídico tem um teor de metal do grupo da platina na faixa de 0 a 0,001% em peso com base no peso total do componente oxídico; e em que o catalisador compreende ainda um primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que pelo menos 10% em peso do mesmo é compreendido pelos poros das paredes internas, sendo que o dito primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um composto de armazenamento de oxigênio e um metal do grupo da platina com suporte em um segundo óxido de metal refratário.
[0010] De preferência de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do primeiro metal refratário consiste em alumínio e oxigênio, com mais preferência alumina.
[0011] É preferencial que o primeiro óxido de metal refratário tenha uma área de superfície específica de BET na faixa de 50 a 500 m2/g, com mais preferência na faixa de 70 a 300 m2/g, em que a área de superfície específica de BET é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 2.
[0012] De preferência de 50 a 99% em peso, com mais preferência de 60 a 99% em peso, com mais preferência de 70 a 99% em peso, com mais preferência de 80 a 99% em peso, com mais preferência de 85 a 95% em peso do componente oxídico consiste no primeiro óxido de metal refratário.
[0013] Quanto ao componente oxídico, é preferencial que ele compreenda ainda um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba, com mais preferência um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca e Ba, com mais preferência um óxido que compreende um ou mais óxidos dentre Mg e Ba, com mais preferência um óxido que compreende bário, com mais preferência óxido de bário. É mais preferencial que o componente oxídico compreenda ainda óxido de bário.
[0014] Quanto ao componente oxídico, é preferencial que ele compreenda ainda um óxido que compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr, com mais preferência um óxido que compreende um ou mais dentre Ti e Zr, com mais preferência um óxido que compreende zircônio, com mais preferência zircônia. É mais preferencial que o componente oxídico compreenda ainda zircônia. Mais preferencialmente, o componente oxídico compreende ainda óxido de bário e zircônia.
[0015] É preferencial que o material oxídico compreenda ainda um ligante de óxido de metal, em que o ligante de óxido de metal, com mais preferência, compreende um óxido que compreende um ou mais dentre zircônio, alumínio e titânio, compreende com mais preferência um óxido que compreende um ou mais dentre alumínio e zircônio, compreende com mais preferência um óxido que compreende alumínio.
[0016] De preferência de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do componente oxídico consiste no primeiro óxido de metal refratário, em que o óxido compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba, o óxido que compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr e com mais preferência um ligante de óxido de metal como definido anteriormente.
[0017] Alternativamente, é preferencial que de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do componente oxídico consista no primeiro óxido de metal refratário.
[0018] De acordo com a presente invenção, é preferencial que o catalisador compreenda o componente oxídico com uma carga na faixa de 7 a 75 g/l, com mais preferência na faixa de 8 a 60 g/l, com mais preferência na faixa de 10 a 60 g/l, com mais preferência na faixa de 12 a 32 g/l. É mais preferencial que o catalisador compreenda o componente oxídico com uma carga na faixa de 12 a 18 g/l. Alternativamente, é mais preferencial que o catalisador compreenda o componente oxídico com uma carga na faixa de 20 a 32 g/l.
[0019] É preferencial que pelo menos 90% em peso, com mais preferência de 90 a 100% em peso, com mais preferência de 95 a 100% em peso, com mais preferência de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do componente oxídico compreendido pelo catalisador estejam nos poros das paredes internas porosas.
[0020] Portanto, a presente invenção se refere preferencialmente a um catalisador de conversão de quatro vias para o tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina, em que o catalisador compreende: um substrato de filtro de fluxo de parede porosa que compreende uma extremidade de entrada, uma extremidade de saída, um comprimento axial de substrato que se estende entre a extremidade de entrada e a extremidade de saída e uma pluralidade de passagens definidas por paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa, em que a pluralidade de passagens compreende passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada, e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta, em que a interface entre as passagens e as paredes internas porosas é definida pela superfície das paredes internas; em que as paredes internas porosas compreendem poros que compreendem um componente oxídico que compreende um primeiro óxido de metal refratário, sendo que o dito primeiro óxido de metal refratário compreende alumínio, o dito componente oxídico tem um teor de metal do grupo da platina na faixa de 0 a 0,001% em peso com base no peso total do componente oxídico, em que pelo menos 90% em peso, com mais preferência de 90 a 100% em peso, com mais preferência de 95 a 100% em peso, do componente oxídico compreendido pela catalisador estão nos poros das paredes internas porosas; em que o catalisador compreende ainda um primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que pelo menos 10% em peso do mesmo está compreendido nos poros das paredes internas, sendo que o dito primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um composto de armazenamento de oxigênio e um metal do grupo da platina suportado em um segundo óxido de metal refratário;
em que de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, do componente oxídico consiste no primeiro óxido de metal refratário, um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba, conforme definido anteriormente, um óxido que compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr como definido anteriormente e, com mais preferência, um ligante de óxido de metal como definido anteriormente; ou em que de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, do componente oxídico consiste no primeiro óxido de metal refratário.
[0021] De acordo com a presente invenção, é preferencial que de 0 a 0,001% em peso, com mais preferência de 0 a 0,0001% em peso, com mais preferência de 0 a 0,00001% em peso do componente oxídico consistam em cério.
[0022] É preferencial que de 0 a 0,001% em peso, com mais preferência de 0 a 0,0001% em peso, com mais preferência de 0 a 0,00001% em peso do componente oxídico, consistam em silício.
[0023] É preferencial que o composto oxídico tenha um teor de metal do grupo da platina na faixa de 0 a 0,0001% em peso, com mais preferência na faixa de 0 a 0,00001% em peso com base no peso total do componente oxídico.
[0024] Quanto ao primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, não há nenhuma restrição particular. No entanto, é preferencial que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda um ou mais metais do grupo da platina, com mais preferência um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, com mais preferência um ou mais dentre paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais dentre paládio e ródio.
[0025] É preferencial que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido pelo primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda cério, com mais preferência compreenda um ou mais dentre um óxido de cério, uma mistura de óxidos que compreendem um óxido de cério e um óxido misto que compreende cério, em que o óxido compreende cério compreende com mais preferência adicionalmente um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio, lantânio, háfnio, samário e praseodímio, com mais preferência um ou mais de zircônio, ítrio, neodímio e lantânio.
[0026] É preferencial que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido pelo primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio. É mais preferencial que de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consistam em um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio. É mais preferencial que de 20 a 60% em peso, com mais preferência de 35 a 45% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consistam em cério, calculado como CeO2, e com mais preferência de 30 a 60% em peso, com mais preferência de 40 a 50% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consistam em zircônio, calculado como ZrO2.
[0027] Quanto ao composto de armazenamento de oxigênio compreendido pelo primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, é alternativamente preferencial que ele compreenda um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio e lantânio. É mais preferencial que de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consistam em um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio e lantânio. É mais preferencial que de 20 a 60% em peso, com mais preferência de 35 a 45% em peso, do composto de armazenamento de oxigênio consista em cério, calculado como CeO2, e com mais preferência de 35 a 60% em peso, com mais preferência de 45 a 55% em peso, do composto de armazenamento de oxigênio consista em zircônio, calculado como ZrO2.
[0028] De acordo com a presente invenção, é preferencial que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido no primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias tenha uma porosidade na faixa de 0,05 a 1,5 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,1 a 1,0 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,15 a 0,8 ml/g, em que a porosidade é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 1.
[0029] É preferencial que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda um metal do grupo da platina, com mais preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio.
[0030] Quanto ao segundo óxido de metal refratário compreendido pelo primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, é preferencial que compreenda alumínio, com mais preferência compreenda um ou mais óxidos de alumínio, uma mistura de óxidos que compreende alumínio, um óxido misto que compreende alumínio, em que o óxido misto compreendendo alumínio, com mais preferência, adicionalmente compreende um ou mais dentre zircônio, cério, lantânio, bário e neodímio. É mais preferencial que o segundo óxido de metal refratário compreenda, com mais preferência seja, um óxido de alumínio, com mais preferência um óxido de alumínio gama.
[0031] O segundo óxido de metal refratário tem de preferência uma porosidade na faixa de 0,05 a 1,5 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,1 a 1,0 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,15 a 0,8 ml/g, em que a porosidade é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 1.
[0032] É preferencial que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda ainda um promotor, em que o promotor compreende com mais preferência um ou mais dentre zircônio, bário, estrôncio,
lantânio, neodímio, ítrio e praseodímio, em que o promotor compreende com mais preferência um ou mais dentre zircônio e bário, em que o promotor compreende com mais preferência, com mais preferência é, um ou mais dentre uma mistura de óxido de bário e óxido de zircônio e um óxido misto de bário e zircônio.
[0033] É preferencial que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda, com mais preferência consista, o metal do grupo da platina, com mais preferência ródio, suportado no segundo óxido de metal refratário; um metal do grupo da platina, com mais preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio, e um promotor conforme definido acima.
[0034] É preferencial que de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias consista do metal do grupo da platina, de preferência ródio, suportado no segundo óxido de metal refratário; um metal do grupo da platina, de preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio, e um promotor como definido anteriormente.
[0035] Portanto, a presente invenção se refere preferencialmente a um catalisador de conversão de quatro vias para o tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina, em que o catalisador compreende: um substrato de filtro de fluxo de parede porosa que compreende uma extremidade de entrada, uma extremidade de saída, um comprimento axial de substrato que se estende entre a extremidade de entrada e a extremidade de saída e uma pluralidade de passagens definidas por paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa, em que a pluralidade de passagens compreende passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada, e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta,
em que a interface entre as passagens e as paredes internas porosas é definida pela superfície das paredes internas;
em que as paredes internas porosas compreendem poros que compreendem um componente oxídico que compreende um primeiro óxido de metal refratário, sendo que o dito primeiro óxido de metal refratário compreende alumínio, o dito componente oxídico tem um teor de metal do grupo da platina na faixa de 0 a 0,001% em peso com base no peso total do componente oxídico,
em que pelo menos 90% em peso, com mais preferência de 90 a 100% em peso,
com mais preferência de 95 a 100% em peso, do componente oxídico compreendido pela catalisador estão nos poros das paredes internas porosas;
em que o catalisador compreende ainda um primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que pelo menos 10% em peso do mesmo está compreendido nos poros das paredes internas, sendo que o dito primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um composto de armazenamento de oxigênio e um metal do grupo da platina suportado em um segundo óxido de metal refratário;
em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende, com mais preferência consiste, o metal do grupo da platina, com mais preferência ródio, suportado no segundo óxido de metal refratário; um metal do grupo da platina, com mais preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio, e um promotor conforme definido acima;
em que com mais preferência de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, do componente oxídico consiste no primeiro óxido de metal refratário, um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca,
Sr e Ba como definido acima, em que o óxido compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr como definido acima, e com mais preferência um ligante de óxido de metal como definido anteriormente; ou em que com mais preferência de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, do componente oxídico consiste no primeiro óxido de metal refratário.
[0036] De acordo com a presente invenção, é preferencial que, no catalisador, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda o segundo óxido de metal refratário em uma carga (l1) e o composto de armazenamento de oxigênio em uma carga (l2), em que a razão entre a carga (l1) e a carga (l2) está na faixa de 3:1 a 1:6, com mais preferência na faixa de 2:1 a 1:5, com mais preferência na faixa de 1,5:1 a 1:4, com mais preferência na faixa de 1:1 a 1:3.
[0037] É preferencial que, no catalisador, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda o metal do grupo da platina suportado no segundo óxido de metal refratário com uma carga na faixa de 0,035 a 7,063 g/l (1 a 200 g/pé3), com mais preferência na faixa de 0,106 a 6,357 g/l (3 a 180 g/pé3), com mais preferência na faixa de 0,141 a 5,297 g/l (4 a 150 g/pé 3), e o segundo óxido de metal refratário em uma carga na faixa de 6,10 a 183,07 g/l (0,1 a 3 g/pol³), com mais preferência na faixa de 9,15 a 152,56 g/l (0,15 a 2,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 12,20 a 122,05 g/l (0,2 a 2 g/pol³).
[0038] É preferencial que, no catalisador, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda um metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio a uma carga na faixa de 0,035 a 7,063 g/l (1 a 200 g/pé³), com mais preferência na faixa de 0,106 a 6,357 g/l (3 a 180 g/pé³), com mais preferência na faixa de 0,141 a 5,297 g/l (4 a 150 g/pé³), e o composto de armazenamento de oxigênio a uma carga na faixa de 6,10 a 183,07 g/l (0,1 a 3 g/pol³), com mais preferência na faixa de 9,15 a 152,56 g/l (0,15 a 2,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 12,20 a 122,05 g/l (0,2 a 2 g/pol³).
[0039] É preferencial que, no catalisador, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda um promotor com uma carga na faixa de 0,061 a 61,024 g/l (0,001 a 1,0 g/pol³), com mais preferência na faixa de desde 0,305 a 30,512 g/l (0,005 a 0,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 0,305 a 12,20 g/l (0,005 a 0,2 g/pol³).
[0040] De preferência de 10 a 100% em peso do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias estão compreendidos nos poros das paredes internas.
[0041] De preferência de 30 a 100% em peso, com mais preferência de 50 a 100% em peso, com mais preferência de 70 a 100% em peso, do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias estão compreendidos nos poros das paredes internas.
[0042] É preferencial que o catalisador compreenda o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias com uma carga na faixa de 30 a 250 g/l, com mais preferência na faixa de 40 a 200 g/l, com mais preferência na faixa de 50 a 170 g/l.
[0043] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é preferencial que os poros que compreendem o componente oxídico se estendam ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que x está na faixa de 95 a 100. Alternativamente, é preferencial que os poros que compreendem o componente oxídico se estendam ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que x está na faixa de 95 a 100.
[0044] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é mais preferencial que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estenda ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 20 a x.
[0045] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é mais preferencial que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estenda ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 80 a x, com mais preferência na faixa de 90 a x, com mais preferência em que y é igual a x. É mais preferencial que os poros que compreendem o componente oxídico se estendam ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que x está na faixa de 95 a 100, e que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estenda ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 80 a x, com mais preferência na faixa de 90 a x, com mais preferência em que y é igual a x.
[0046] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é mais preferencial que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estenda ao longo de y% do comprimento axial do substrato desde a extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55.
[0047] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é alternativamente mais preferencial que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estenda ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que y está na faixa de 20 a x. É mais preferencial que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estenda ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que y está na faixa de 80 a x, com mais preferência na faixa de 90 a x, com mais preferência em que y é igual a x. É mais preferencial que os poros que compreendem o componente oxídico se estendam ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que x está na faixa de 95 a 100 e que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estenda ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que y está na faixa de 80 a x, com mais preferência na faixa de 90 a x, com mais preferência em que y é igual a x.
[0048] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é preferencial que de 95 a 100% em peso, com mais preferência de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do catalisador de conversão de quatro vias consista no substrato de filtro de fluxo de parede porosa, no componente oxídico e no primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias.
[0049] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é preferencial que os poros que compreendem o componente oxídico se estendam ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que x está na faixa de 95 a 100. Alternativamente, é preferencial que os poros que compreendem o componente oxídico se estendam ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que x está na faixa de 95 a 100.
[0050] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, é mais preferencial que o catalisador compreenda ainda um segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, em que pelo menos 10% em peso do mesmo é compreendido pelo poros das paredes internas, em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um composto de armazenamento de oxigênio e um metal do grupo da platina suportado em um óxido de metal refratário, em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias se estende ao longo de z% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que z está na faixa de 20 a x, com mais preferência na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55.
[0051] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, é mais preferencial que o primeiro revestimento de conversão de três vias se estenda ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55, e que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias se estenda ao longo de z% do comprimento axial do substrato a partir da saída extremidade em direção à extremidade de entrada, sendo que z está na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55.
[0052] Quanto ao segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, é preferencial que ele compreenda um ou mais metais do grupo da platina, com mais preferência um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, com mais preferência um ou mais dentre paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais dentre paládio e ródio.
[0053] Quanto ao composto de armazenamento de oxigênio compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, é preferencial que ele compreenda cério, com mais preferência compreenda um ou mais dentre um óxido de cério, uma mistura de óxidos que compreenda um óxido de cério e um óxido misto que compreenda cério, em que o óxido misto que compreende cério, compreende com mais preferência adicionalmente um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio, lantânio, háfnio, samário e praseodímio, com mais preferência um ou mais de zircônio, ítrio, neodímio e lantânio.
[0054] Quanto ao composto de armazenamento de oxigênio compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, é preferencial que tenha uma porosidade na faixa de 0,05 a 1,5 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,1 a 1,0 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,15 a 0,8 ml/g, em que a porosidade é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 1.
[0055] É preferencial que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio. Mais preferencialmente, de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio. Mais preferencialmente, de 20 a 60% em peso, com mais preferência de 35 a 45% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em cério, calculado como CeO2, e com mais preferência de 30 a 60% em peso, com mais preferência de 40 a 50% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em zircônio, calculado como ZrO2. É alternativamente preferencial que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio e lantânio.
Com mais preferência, de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a
100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio e lantânio. Com mais preferência, de 20 a 60% em peso, com mais preferência de 35 a 45% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em cério, calculado como CeO2, e com mais preferência de 35 a 60% em peso, com mais preferência de 45 a 55 % em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em zircônio, calculado como ZrO2.
[0056] É preferencial que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda um metal do grupo da platina, com mais preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio.
[0057] Quanto ao óxido de metal refratário compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, é preferencial que ela compreenda alumínio, com mais preferência compreenda um ou mais óxidos de alumínio, uma mistura de óxidos que compreendem alumínio, um óxido misto que compreende alumínio, em que o óxido misto compreendendo alumínio, com mais preferência, adicionalmente compreende um ou mais dentre zircônio, cério, lantânio, bário e neodímio. É mais preferencial que o óxido de metal refratário compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda, com mais preferência seja, um óxido de alumínio, com mais preferência um óxido de alumínio gama.
[0058] É preferencial que o óxido de metal refratário compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias tenha uma porosidade na faixa de 0,05 a 1,5 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,1 a 1,0 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,15 a 0,8 ml/g, em que a porosidade é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 1.
[0059] Quanto ao segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, é preferencial que ele compreenda ainda um promotor, em que o promotor compreende com mais preferência um ou mais dentre zircônio, bário, estrôncio, lantânio, neodímio, ítrio e praseodímio, em que o promotor compreende com mais preferência um ou mais dentre zircônio e bário, em que o promotor compreende com mais preferência, com mais preferência seja, um ou mais de uma mistura de óxido de bário e óxido de zircônio e um óxido misto de bário e zircônio.
[0060] De acordo com a presente invenção, é preferencial que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda, com mais preferência consista, o metal do grupo da platina, com mais preferência ródio, suportado no óxido de metal refratário; um metal do grupo da platina, com mais preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio, e um promotor conforme definido anteriormente.
[0061] De preferência, de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do segundo revestimento catalítico de conversão de três vias consiste em metal do grupo da platina, com mais preferência ródio, suportado no óxido de metal refratário; um metal do grupo da platina, com mais preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio, e um promotor conforme definido anteriormente.
[0062] Portanto, a presente invenção se refere preferencialmente a um catalisador de conversão de quatro vias para o tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina, em que o catalisador compreende: um substrato de filtro de fluxo de parede porosa que compreende uma extremidade de entrada, uma extremidade de saída, um comprimento axial de substrato que se estende entre a extremidade de entrada e a extremidade de saída e uma pluralidade de passagens definidas por paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa, em que a pluralidade de passagens compreende passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada, e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta,
em que a interface entre as passagens e as paredes internas porosas é definida pela superfície das paredes internas;
em que as paredes internas porosas compreendem poros que compreendem um componente oxídico que compreende um primeiro óxido de metal refratário, sendo que o dito primeiro óxido de metal refratário compreende alumínio, o dito componente oxídico tem um teor de metal do grupo da platina na faixa de 0 a 0,001% em peso com base no peso total do componente oxídico,
em que pelo menos 90% em peso do componente oxídico compreendido no catalisador estão nos poros das paredes internas porosas e em que os poros que compreendem o componente oxídico se estendem ao longo de x% do comprimento axial do substrato, a partir da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, ou a partir da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que x está na faixa de 95 a 100;
em que o catalisador compreende ainda um primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que pelo menos 10% em peso do mesmo está compreendido nos poros das paredes internas, sendo que o dito primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um composto de armazenamento de oxigênio e um metal do grupo da platina suportado em um segundo óxido de metal refratário;
em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende, com mais preferência consiste, o metal do grupo da platina, com mais preferência ródio, suportado no segundo óxido de metal refratário; um metal do grupo da platina, com mais preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio e um promotor como definido acima, em que o primeiro revestimento de conversão de três vias se estende ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 45 a 55; em que o catalisador compreende ainda um segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que pelo menos 10% em peso do mesmo está compreendido nos poros das paredes internas, em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um composto de armazenamento de oxigênio e um metal do grupo da platina com suporte em um óxido de metal refratário, em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias se estende ao longo de z% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que z está na faixa de 20 a x, com mais preferência na faixa de 45 a 55; e em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende, com mais preferência consiste, no metal do grupo da platina, com mais preferência ródio, suportado no óxido de metal refratário; um metal do grupo da platina, com mais preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio, e um promotor conforme definido acima.
[0063] De acordo com a presente invenção, é preferencial que, no catalisador, o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda o óxido de metal refratário em uma carga (l1’) e o composto de armazenamento de oxigênio em uma carga (l2’), em que a razão entre a carga (l1’) e a carga (l2’) está na faixa de 3:1 a 1:6, com mais preferência na faixa de 2:1 a 1:5, com mais preferência na faixa de 1,5:1 a 1:4, com mais preferência na faixa de 1:1 a 1:3.
[0064] É preferencial que, no catalisador, o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda o metal do grupo da platina suportado no óxido de metal refratário a uma carga na faixa de 0,035 a 7,063 g/l
(1 a 200 g/pé3), com mais preferência na faixa de 0,106 a 6,357 g/l (3 a 180 g/pé3), com mais preferência na faixa de 0,141 a 5,297 g/l (4 a 150 g/pé 3), e o óxido de metal refratário em uma carga na faixa de 6,10 a 183,07 g/l (0,1 a 3 g/pol³), com mais preferência na faixa de 9,15 a 152,56 g/l (0,15 a 2,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 12,20 a 122,05 g/l (0,2 a 2 g/pol³).
[0065] É preferencial que, no catalisador, o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda um metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio a uma carga na faixa de 0,035 a 7,063 g/l (1 a 200 g/pé3), com mais preferência na faixa de 0,106 a 6,357 g/l (3 a 180 g/pé3), com mais preferência na faixa de 0,141 a 5,297 g/l (4 a 150 g/pé3), e o composto de armazenamento de oxigênio a uma carga na faixa de 6,10 a 183,07 g/l (0,1 a 3 g/pol³), com mais preferência na faixa de 9,15 a 152,56 g/l (0,15 a 2,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 12,20 a 122,05 g/l (0,2 a 2 g/pol³).
[0066] É preferencial que, no catalisador, o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreenda um promotor com uma carga na faixa de 0,061 a 61,024 g/l (0,001 a 1,0 g/pol³), com mais preferência na faixa de 0,305 a 30,512 g/l (0,005 a 0,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 0,305 a 12,20 g/l (0,005 a 0,2 g/pol³).
[0067] De preferência, de 10 a 100% em peso do segundo revestimento catalítico de conversão de três vias estão compreendidos nos poros das paredes internas.
[0068] Com mais preferência, de 30 a 100% em peso, com mais preferência de 50 a 100% em peso, com mais preferência de 70 a 100% em peso, do segundo revestimento catalítico de conversão de três vias estão compreendidos nos poros das paredes internas.
[0069] É preferencial que o catalisador compreenda o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias com uma carga na faixa de 30 a 250 g/l, com mais preferência na faixa de 40 a 200 g/l, com mais preferência na faixa de 50 a 170 g/l.
[0070] É preferencial que o catalisador compreenda o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias em uma carga (L1) e o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias em uma carga (L2), em que a razão de (L1):(L2) está em na faixa de 1:3 a 3:1, com mais preferência na faixa de 1:2 a 2:1, com mais preferência na faixa de 1:1,1 a 1,1:1.
[0071] De preferência, de 95 a 100% em peso, com mais preferência de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do catalisador de conversão de quatro vias consiste no substrato de filtro de fluxo de parede porosa, o componente oxídico, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias e o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias.
[0072] De acordo com a presente invenção, é preferencial que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias e o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias tenham a mesma composição química.
[0073] Quanto ao substrato de filtro de fluxo de parede porosa, é preferencial que ele compreenda, com mais preferência consista, uma substância cerâmica, em que a substância cerâmica compreende, com mais preferência consiste, um ou mais dentre uma sílica, um silicato, um aluminossilicato, com mais preferência uma cordierita ou uma mulita, um titanato de alumínio e um carboneto de silício, com mais preferência um ou mais de um carboneto de silício e uma cordierita, com mais preferência uma cordierita.
[0074] É preferencial que as paredes internas porosas, que compreendem o componente oxídico, pelo menos 10% em peso do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias e, opcionalmente, pelo menos
10% em peso de um segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, conforme definido anteriormente, tenham uma porosidade média relativa na faixa de 20 a 75%, com mais preferência na faixa de 50 a 75%, com mais preferência na faixa de 55 a 70%, com mais preferência na faixa de 60 a 65%, em que a porosidade média relativa é definida como a porosidade média das paredes internas porosas, compreendendo o componente oxídico, pelo menos 10% em peso do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias e, opcionalmente, pelo menos 10% em peso de um segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, conforme definido anteriormente, para a porosidade média das paredes internas porosas que não compreendem o componente oxídico e os ditos revestimentos catalíticos de três vias, em que a porosidade média é determinada de acordo com Exemplo de Referência 3.
[0075] A presente invenção se refere ainda a um processo para preparar o catalisador de conversão de quatro vias de acordo com a presente invenção, que compreende: (i) fornecer um substrato de filtro de fluxo de parede porosa que compreende uma extremidade de entrada, uma extremidade de saída, um comprimento axial de substrato que se estende entre a extremidade de entrada e a extremidade de saída e uma pluralidade de passagens definidas por paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa, em que a pluralidade de passagens compreende passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada, e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta, em que a interface entre as passagens e as paredes internas porosas é definida pela superfície das paredes internas, em que as paredes internas têm um tamanho de poro médio na faixa de 10 a 30 micrômetros, sendo que o tamanho de poro médio é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 3, e em que a porosidade média das paredes internas está na faixa de 25 a 75%, sendo que a porosidade média é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 3; (ii) fornecer uma pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do componente oxídico, sendo que as ditas partículas têm um valor Dv90 na faixa de 0,005 a 20 micrômetros, sendo que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecido em (i) com as partículas da pasta fluida; calcinar o substrato de filtro revestido obtido, obtendo o substrato de filtro que compreende o componente oxídico; e (iii) fornecer uma pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que as ditas partículas têm um valor Dv90 na faixa de 2 a 25 micrômetros, sendo que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (ii) com as partículas da pasta; calcinar o substrato de filtro revestido obtido, obtendo o substrato de filtro que compreende o componente oxídico e o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias.
[0076] Quanto a (i), as paredes internas têm preferencialmente um tamanho médio de poro na faixa de 10 a 25 micrômetros, com mais preferência na faixa de 16 a 21 micrômetros, em que o tamanho médio dos poros é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 3.
[0077] Quanto a (i), a porosidade média das paredes internas está preferencialmente na faixa de 50 a 75%, com mais preferência na faixa de 55 a 70%, com mais preferência na faixa de 60 a 70%, em que a porosidade média é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 3.
[0078] Quanto a (i), as partículas têm preferencialmente um valor Dv90 na faixa de 0,005 a 19 micrômetros, com mais preferência na faixa de 0,005 a 1 micrômetro, ou com mais preferência na faixa de 2 a 6 micrômetros, ou com mais preferência na faixa de 17 a 19 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4. Quanto a (i), é mais preferencial que as partículas tenham um valor Dv90 na faixa de 0,005 a 0,5 micrômetro, ou na faixa de 2,5 a 5 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4.
[0079] É preferencial que a pasta fluida fornecida em (ii) tenha um teor de sólidos na faixa de 10 a 50% em peso, com mais preferência na faixa de 14 a 45% em peso.
[0080] Quanto a (iii), as partículas têm preferencialmente um valor Dv90 na faixa de 3 a 20 micrômetros, com mais preferência na faixa de 4 a 18 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4.
[0081] É preferencial que a pasta fluida fornecida em (iii) tenha uma viscosidade na faixa de 5 a 35 mPa.s, com mais preferência na faixa de 10 a 30 mPa.s, com mais preferência na faixa de 12 a 28 mPa.s, a uma taxa de cisalhamento de 300 s-1, conforme descrito no Exemplo de Referência 5.
[0082] Quanto a (ii), é preferencial que compreenda: (ii.1) fornecer partículas de uma fonte de um primeiro óxido de metal refratário que compreende alumínio, água, com mais preferência com um ou mais de uma fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba e uma fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr, e com mais preferência fornecer ainda um ou mais dentre um álcool, um ácido e um ligante de óxido de metal, formando uma pasta fluida; (ii.2) ajustar o pH da fase aquosa da pasta fluida obtida em (ii.1) para um valor na faixa de 2 a 5, com mais preferência na faixa de 3 a 4; (ii.3) fresar a pasta obtida em (ii.2) obtendo partículas com um valor Dv90 na faixa de 2 a 6 micrômetros, ou na faixa de 17 a 19 micrômetros, sendo que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4,
obtendo a pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do componente oxídico; (ii.4) revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecido em (i), com as partículas da pasta fluida obtida em (ii.3), ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada à extremidade de saída das passagens de entrada, ou da extremidade de saída para a extremidade de entrada das passagens de saída, em que x está na faixa de 95 a 100, obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida; (ii.5) opcionalmente secar o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (ii.4), obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca; e (ii.6) calcinar o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (ii.4), ou do substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca obtido em (ii.5).
[0083] De acordo com (ii.1), o primeiro óxido de metal refratário compreende preferencialmente, com mais preferência consiste, em alumina, com mais preferência alumina gama.
[0084] De acordo com (ii.1), a fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba compreende preferencialmente um sal de um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba, com mais preferência um sal de um ou mais dentre Mg, Ca e Ba, com mais preferência um sal de um ou mais dentre Mg e Ba, em que a fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba, compreende com mais preferência, com mais preferência é, um sal de Ba.
É mais preferencial que a fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba compreenda, com mais preferência seja, nitrato de bário.
[0085] De acordo com (ii.1), a fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr compreenda preferencialmente um sal de um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr, com mais preferência um sal dentre Ti e Zr, em que a fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr compreende com mais preferência, com mais preferência é, um sal de Zr.
É mais preferencial que a fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr compreenda, com mais preferência seja, nitrato de zircônio.
[0086] Quanto a (ii), é alternativamente preferencial que compreenda: (ii.1’) fornecer partículas de uma fonte de um primeiro óxido de metal refratário que compreende alumínio, com mais preferência boemita, água e com mais preferência um ou mais dentre um álcool e um ácido, formando uma pasta, sendo que as ditas partículas têm, com mais preferência, um valor Dv90 na faixa de 0,005 a 5 micrômetros, com mais preferência, na faixa de 0,005 a 0,5 micrômetros, sendo que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; (ii.2’) ajustar o pH da fase aquosa da pasta fluida obtida em (ii.1’) a um valor na faixa de 2 a 5, com mais preferência na faixa de 3 a 4; (ii.3’) fresar a pasta obtida em (ii.2’) para homogeneizar a pasta fluida, obtendo a pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do componente oxídico; (ii.4’) revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecido em (i), com as partículas da pasta fluida obtida em (ii.3’), ao longo de x% do comprimento axial do substrato, em que x está na faixa de 95 a 100 da extremidade de entrada para a extremidade de saída das passagens de entrada, ou da extremidade de saída para a extremidade de entrada das passagens de saída, obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida; (ii.5’) secar opcionalmente o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (ii.4’), obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca; e (ii.6’) calcinar o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (ii.4’), ou do substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca obtido em (ii.5’).
[0087] É preferencial que o revestimento de acordo com (ii.4), ou (ii.4’), seja realizado aplicando a pasta fluida com vácuo ou imergindo o substrato, com mais preferência imergindo o substrato.
[0088] Quanto à secagem de acordo com (ii.5), ou (ii.5’), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás que tem uma temperatura na faixa de 90 a 200 °C, com mais preferência na faixa de 100 a 180 °C, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio.
[0089] Quanto à secagem de acordo com (ii.5), ou (ii.5’), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 1 hora, com mais preferência na faixa de 10 a 30 minutos, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio.
Quanto à secagem de acordo com (ii.5), ou (ii.5’), é mais preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás com uma temperatura na faixa de 100 a 180 °C por uma duração na faixa de 10 a 30 minutos.
[0090] Quanto à calcinação de acordo com (ii.6), ou (ii.6’), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás com uma temperatura na faixa de 300 a 600 °C, com mais preferência na faixa de 400 a 500 °C, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio.
[0091] Quanto à calcinação de acordo com (ii.6), ou (ii.6’), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 6 horas, com mais preferência de 1 a 6 horas, com mais preferência na faixa de 2 a 4 horas, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio. Quanto à calcinação de acordo com (ii.6), ou (ii.6’), é mais preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás com uma temperatura na faixa de 400 a 500 °C por uma duração na faixa de 2 a 4 horas.
[0092] Quanto a (iii), é preferencial que compreenda: (iii.1) impregnar uma fonte de um metal do grupo da platina em um óxido de metal refratário; misturar o metal do grupo da platina suportado no óxido de metal refratário com um ou mais de um adjuvante e uma fonte de um promotor, obtendo uma pasta fluida; fresar a pasta fluida obtida, obtendo uma pasta fluida, em que as partículas compreendidas na dita pasta fluida têm um valor Dv90 na faixa de 3 a 20 micrômetros, com mais preferência na faixa de 4 a 18 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; (iii.2) impregnar uma fonte de um metal do grupo da platina em um composto de armazenamento de oxigênio; misturar o metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio com um ou mais dentre um adjuvante e uma fonte de um promotor, obtendo uma pasta fluida; fresar a pasta fluida obtida, obtendo uma pasta fluida, em que as partículas compreendidas na dita pasta fluida têm um valor Dv90 na faixa de 3 a 20 micrômetros, com mais preferência na faixa de 4 a 18 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; (iii.3) misturar a pasta fluida obtida em (iii.1) e a pasta fluida obtida em (iii.2), obtendo a pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias; (iii.4) revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (ii), com as partículas da pasta fluida obtida em (iii.3), ao longo de y% do comprimento axial do substrato desde a extremidade de entrada até a extremidade de saída das passagens de entrada, ou da extremidade de saída para a extremidade de entrada das passagens de saída, em que y está na faixa de 20 a x, obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida; (iii.5) secar, opcionalmente, o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (iii.4), obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca; e (iii.6) calcinar o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (iii.4), ou o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca obtido em (iii.5).
[0093] De acordo com (iii.1), é preferencial que o metal do grupo da platina seja um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, com mais preferência um ou mais dentre paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais dentre paládio e ródio, com mais preferência ródio. É mais preferencial que a fonte de um metal do grupo da platina compreenda um sal de um metal do grupo da platina, com mais preferência compreenda um nitrato de um metal do grupo da platina.
[0094] De acordo com (iii.1), é preferencial que o óxido de metal refratário compreenda alumínio, com mais preferência compreenda um ou mais dentre um óxido de alumínio, uma mistura de óxidos que compreende um óxido de alumínio e um óxido misto que compreende alumínio. É mais preferencial que o óxido misto que compreende alumínio compreenda, adicionalmente, um ou mais dentre zircônio, cério, lantânio, bário e neodímio. É mais preferencial, de acordo com (iii.1), que o suporte de óxido de metal refratário compreenda, com mais preferência seja, um óxido de alumínio, com mais preferência um óxido de alumínio gama.
[0095] De acordo com (iii.1), e antes de misturar o metal do grupo da platina suportado no óxido de metal refratário com um ou mais dentre um adjuvante e uma fonte de um promotor, é preferencial que o óxido de metal refratário impregnado com a fonte de metal do grupo da platina seja calcinado em atmosfera de gás, com mais preferência tendo uma temperatura na faixa de 250 a 600 °C, com mais preferência na faixa de 300 a 450 °C, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio.
[0096] De acordo com (iii.1), é preferencial que o adjuvante seja um ou mais dentre água, um poliacrilato, uma metilcelulose e um álcool, com mais preferência um ou mais dentre água e um álcool, com mais preferência água e um álcool.
[0097] De acordo com (iii.1), é preferencial que a fonte de um promotor seja uma fonte de um ou mais dentre um promotor que compreende zircônio, um promotor que compreende bário, um promotor que compreende estrôncio, um promotor que compreende lantânio, um promotor que compreende neodímio, um promotor que compreende ítrio, um promotor que compreende praseodímio, com mais preferência um ou mais dentre um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário. É mais preferencial que a fonte de um promotor seja uma fonte de um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário.
[0098] De acordo com (iii.1), é preferencial que a fonte de um promotor compreenda um sal, com mais preferência um nitrato, do respectivo elemento promotor, com mais preferência nitrato de zircônio e nitrato de bário.
[0099] De acordo com (iii.2), é preferencial que o metal do grupo da platina seja um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, com mais preferência um ou mais dentre paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais dentre paládio e ródio, com mais preferência paládio. É mais preferencial que a fonte de um metal do grupo da platina compreenda um sal de um metal do grupo da platina, com mais preferência compreenda um nitrato de um metal do grupo da platina.
[0100] De acordo com (iii.2), é preferencial que o composto de armazenamento de oxigênio compreenda cério, com mais preferência compreenda um ou mais dentre um óxido de cério, uma mistura de óxidos que compreende um óxido de cério e um óxido misto que compreende cério. É mais preferencial que o óxido misto que compreende cério compreenda adicionalmente um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio, lantânio, háfnio, samário e praseodímio, com mais preferência compreenda adicionalmente um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio e lantânio, ou com mais preferência adicionalmente compreenda zircônio, ítrio e lantânio. É mais preferencial, de acordo com (iii.2), que o composto de armazenamento de oxigênio compreenda um óxido misto de cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio ou um óxido misto de cério, zircônio, ítrio e lantânio.
[0101] De acordo com (iii.2), e antes de misturar o metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio com um ou mais dentre um adjuvante e uma fonte de um promotor, é preferencial que o composto de armazenamento de oxigênio impregnado com a fonte do metal do grupo da platina seja calcinado em atmosfera de gás, com mais preferência tendo uma temperatura na faixa de 250 a 600 °C, com mais preferência na faixa de 300 a 450 °C, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0102] De acordo com (iii.2), é preferencial que o adjuvante seja um ou mais dentre água, um poliacrilato, uma metilcelulose e um álcool, com mais preferência um ou mais dentre água e um álcool, com mais preferência água e um álcool.
[0103] De acordo com (iii.2), é preferencial que a fonte de um promotor seja uma fonte de um ou mais dentre um promotor que compreende zircônio, um promotor que compreende bário, um promotor que compreende estrôncio, um promotor que compreende lantânio, um promotor que compreende neodímio, um promotor que compreende ítrio, um promotor que compreende praseodímio, com mais preferência um ou mais dentre um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário. É mais preferencial que a fonte de um promotor seja uma fonte de um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário.
[0104] De acordo com (iii.2), é mais preferencial que a fonte de um promotor compreenda um sal, com mais preferência um nitrato, do respectivo elemento promotor, com mais preferência nitrato de zircônio e nitrato de bário.
[0105] É preferencial que o revestimento de acordo com (iii.4) seja realizado aplicando a pasta fluida com vácuo ou imergindo o substrato, com mais preferência imergindo o substrato.
[0106] Quanto à secagem de acordo com (iii.5), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás com uma temperatura na faixa de 90 a 200 °C, com mais preferência na faixa de 100 a 180 °C, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio.
[0107] Quanto à secagem de acordo com (iii.5), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 1 hora, com mais preferência na faixa de 10 a 30 minutos, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio. Quanto à secagem de acordo com (iii.5), é mais preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás tendo uma temperatura na faixa de 100 a 180 °C por uma duração na faixa de 10 a 30 minutos.
[0108] Quanto à calcinação de acordo com (iii.6), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás que tem uma temperatura na faixa de 300 a 600 °C, com mais preferência na faixa de 400 a 500 °C, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio.
[0109] Quanto à calcinação de acordo com (iii.6), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 6 horas, com mais preferência na faixa de 1 a 6 horas, com mais preferência na faixa de 2 a 4 horas, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio. Quanto à calcinação de acordo com (iii.6), é mais preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás que tem uma temperatura na faixa de 400 a 500 °C por uma duração na faixa de 2 a 4 horas.
[0110] De acordo com (ii.4), ou (ii.4’), é preferencial que o revestimento das paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecido em (i) seja superior a x% do comprimento axial do substrato, em que x está na faixa de 95 a 100 da extremidade de entrada à extremidade de saída das passagens de entrada, e que de acordo com (iii.4), o revestimento das paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (ii) seja superior a y% do comprimento axial do substrato, em que y está na faixa de 20 a x, com mais preferência na faixa de 80 a x, com mais preferência na faixa de 90 a x, a partir da extremidade de entrada até a extremidade de saída das passagens de entrada ou, alternativamente, em que y está na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55, a partir da extremidade de entrada até a extremidade de saída das passagens de entrada.
[0111] De acordo com (ii.4), ou (ii.4’), é preferencial que o revestimento das paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecido em (i) seja superior a x% do comprimento axial do substrato, em que x está na faixa de 95 a 100 da extremidade de saída à extremidade de entrada das passagens de saída, e que de acordo com (iii.4), o revestimento das paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (ii) seja superior a y% do comprimento axial do substrato, em que y está na faixa de 20 a x, com mais preferência na faixa de 80 a x, com mais preferência na faixa de 90 a x, a partir da extremidade de saída à extremidade de entrada das passagens de saída.
[0112] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é preferencial que o processo para preparar o catalisador de conversão de quatro vias consista em (i), (ii) e (iii).
[0113] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, o processo preferencialmente compreende ainda: (iv) fornecer uma pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que as ditas partículas têm um valor Dv90 na faixa de 2 a 25 micrômetros, sendo que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (iii), com as partículas da pasta fluida, ao longo de z% do comprimento axial do substrato, em que z está na faixa de 20 a x, com mais preferência em na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55, da extremidade de saída até a extremidade de entrada das passagens de saída; calcinar o substrato de filtro revestido obtido, obtendo o substrato de filtro que compreende o componente oxídico, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias e o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias.
[0114] É mais preferencial que, de acordo com (ii.4), ou (ii.4’), o revestimento das paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecido em (i) seja superior a x% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada para a extremidade de saída das passagens de entrada, ou da extremidade de saída para a extremidade de entrada das passagens de saída, em que x está na faixa de 95 a 100, obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida.
[0115] É mais preferencial que, de acordo com (iii.4), o revestimento das paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (ii) seja superior a y% do comprimento axial do substrato desde a extremidade de entrada até a extremidade de saída das passagens de entrada, em que y está na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55.
[0116] Quanto a (iv), é preferencial que compreenda: (iv.1) impregnar uma fonte de um metal do grupo da platina em um óxido de metal refratário; misturar o metal do grupo da platina suportado no suporte de óxido de metal refratário com um ou mais dentre um adjuvante e uma fonte de um promotor, obtendo uma pasta fluida; fresar a pasta fluida obtida, obtendo uma pasta, em que as partículas compreendidas na dita pasta fluida têm um valor Dv90 na faixa de 3 a 20 micrômetros, com mais preferência na faixa de 4 a 18 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; (iv.2) impregnar uma fonte de um metal do grupo da platina em um composto de armazenamento de oxigênio; misturar o metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio com um ou mais de um adjuvante e uma fonte de um promotor, obtendo uma pasta fluida; fresar a pasta fluida obtida, obtendo uma pasta fluida, em que as partículas compreendidas na dita pasta fluida têm um valor Dv90 na faixa de 3 a 20 micrômetros, com mais preferência na faixa de 4 a 18 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com a Exemplo de Referência 4; (iv.3) misturar a pasta fluida obtida em (iv.1) e a pasta fluida obtida em (iv.2), obtendo a pasta fluida que compreende uma fonte do segundo revestimento catalítico de conversão de três vias; (iv.4) revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (iii) com as partículas da pasta fluida obtida em (iv.3), ao longo de z% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída até a extremidade de entrada de as passagens de saída, em que z está na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55, obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida; (iv.5) secar, opcionalmente, o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (iv.4), obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca; e (iv.6) calcinar o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (iv.4), ou o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca obtido em (iv.5).
[0117] De acordo com (iv.1), é preferencial que o metal do grupo da platina seja um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, com mais preferência um ou mais de paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais de paládio e ródio, com mais preferência ródio. É mais preferencial que a fonte de um metal do grupo da platina compreenda um sal de um metal do grupo da platina, com mais preferência compreenda um nitrato de um metal do grupo da platina.
[0118] De acordo com (iv.1), é preferencial que o óxido de metal refratário compreenda alumínio, com mais preferência compreenda um ou mais dentre um óxido de alumínio, uma mistura de óxidos que compreende um óxido de alumínio e um óxido misto que compreende alumínio. É mais preferencial que o óxido misto que compreende alumínio compreenda, adicionalmente, um ou mais dentre zircônio, cério, lantânio, bário e neodímio. De acordo com (iv.1), é preferencial que o suporte de óxido de metal refratário compreenda, com mais preferência seja, um óxido de alumínio, com mais preferência um óxido de alumínio gama.
[0119] De acordo com (iv.1), e antes de misturar o metal do grupo da platina suportado no óxido de metal refratário com um ou mais dentre um adjuvante e uma fonte de um promotor, é preferencial que o óxido de metal refratário impregnado com a fonte do metal do grupo da platina seja calcinado em atmosfera de gás, com mais preferência tendo uma temperatura na faixa de 250 a 600 °C, com mais preferência na faixa de 300 a 450 °C, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio.
[0120] De acordo com (iv.1), é preferencial que o adjuvante seja um ou mais dentre água, um poliacrilato, uma metilcelulose e um álcool, com mais preferência um ou mais dentre água e um álcool, com mais preferência água e um álcool.
[0121] De acordo com (iv.1), é preferencial que a fonte de um promotor seja uma fonte de um ou mais dentre um promotor que compreende zircônio, um promotor que compreende bário, um promotor que compreende estrôncio, um promotor que compreende lantânio, um promotor que compreende neodímio, um promotor que compreende ítrio, um promotor que compreende praseodímio, com mais preferência um ou mais de um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário. É mais preferencial que a fonte de um promotor seja uma fonte de um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário.
[0122] É mais preferencial que, de acordo com (iv.1), a fonte de um promotor compreenda um sal, com mais preferência um nitrato, do respectivo elemento promotor, com mais preferência nitrato de zircônio e nitrato de bário.
[0123] De acordo com (iv.2), é preferencial que o metal do grupo da platina seja um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, com mais preferência um ou mais de paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais de paládio e ródio, com mais preferência paládio. É mais preferencial que a fonte de um metal do grupo da platina compreenda preferencialmente um sal de um metal do grupo da platina, com mais preferência compreenda um nitrato de um metal do grupo da platina.
[0124] De acordo com (iv.2), é preferencial que o composto de armazenamento de oxigênio compreenda cério, com mais preferência compreenda um ou mais de um óxido de cério, uma mistura de óxidos que compreende um óxido de cério e um óxido misto que compreende cério. É mais preferencial que o óxido misto compreendendo cério p compreende adicionalmente um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio, lantânio, háfnio, samário e praseodímio, compreende com mais preferência adicionalmente um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio e lantânio, ou compreende com mais preferência adicionalmente zircônio, ítrio e lantânio. De acordo com (iv.2), é preferencial que o composto de armazenamento de oxigênio compreenda um óxido misto de cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio ou um óxido misto de cério, zircônio, ítrio e lantânio.
[0125] De acordo com (iv.2), e antes de misturar o metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio com um ou mais dentre um adjuvante e uma fonte de um promotor, é preferencial que o composto de armazenamento de oxigênio impregnado com a fonte do metal do grupo da platina seja calcinado em atmosfera de gás, com mais preferência tendo uma temperatura na faixa de 250 a 600 °C, com mais preferência na faixa de 300 a 450 °C, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio.
[0126] De acordo com (iv.2), é preferencial que o adjuvante seja um ou mais dentre água, um poliacrilato, uma metilcelulose e um álcool, com mais preferência um ou mais dentre água e um álcool, com mais preferência água e um álcool.
[0127] De acordo com (iv.2), é preferencial que a fonte de um promotor seja uma fonte de um ou mais de um promotor que compreende zircônio, um promotor que compreende bário, um promotor que compreende estrôncio, um promotor que compreende lantânio, um promotor que compreende neodímio, um promotor que compreende ítrio, um promotor que compreende praseodímio, com mais preferência um ou mais de um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário, com mais preferência um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário.
[0128] De acordo com (iv.2), é preferencial que a fonte de um promotor compreenda um sal, com mais preferência um nitrato, do respectivo elemento promotor, com mais preferência nitrato de zircônio e nitrato de bário.
[0129] É preferencial que o revestimento de acordo com (iv.4) seja realizado aplicando a pasta fluida com vácuo ou imergindo o substrato, com mais preferência imergindo o substrato.
[0130] Quanto à secagem de acordo com (iv.5), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás que tem uma temperatura na faixa de 90 a 200 °C, com mais preferência na faixa de 100 a 180 °C, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio.
[0131] Quanto à secagem de acordo com (iv.5), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 1 hora, com mais preferência na faixa de 10 a 30 minutos, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio. Quanto à secagem de acordo com (iv.5), é mais preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás que tem uma temperatura na faixa de 100 a 180 °C por uma duração na faixa de 10 a 30 minutos.
[0132] Quanto à calcinação de acordo com (iv.6), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás que tem uma temperatura na faixa de 300 a 600 °C, com mais preferência na faixa de 400 a 500 °C, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio.
[0133] Quanto à calcinação de acordo com (iv.6), é preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 6 horas, com mais preferência na faixa de 1 a 6 horas, com mais preferência na faixa de 2 a 4 horas, em que a atmosfera de gás compreende com mais preferência oxigênio. Quanto à calcinação de acordo com (iv.6), é mais preferencial que ela seja realizada em uma atmosfera de gás que tem uma temperatura na faixa de 400 a 500 °C por uma duração na faixa de 2 a 4 horas.
[0134] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, é preferencial que o processo para preparar o catalisador de conversão de quatro vias consista em (i), (ii), (iii) e (iv).
[0135] De acordo com a presente invenção, é preferencial que o filtro de fluxo de parede porosa de acordo com (i) compreenda, com mais preferência consista, uma substância cerâmica. É preferencial que a substância cerâmica compreenda, com mais preferência consista, um ou mais dentre uma sílica, um silicato, um aluminossilicato, com mais preferência uma cordierita ou uma mulita, um titanato de alumínio e um carboneto de silício, com mais preferência um ou mais de um carboneto de silício e uma cordierita, com mais preferência uma cordierita.
[0136] A presente invenção refere-se ainda a um catalisador de conversão de quatro vias, de preferência o catalisador de conversão de quatro vias de acordo com a presente invenção e conforme definido anteriormente, obtenível ou obtido ou preparável ou preparado por um processo de acordo com a presente invenção.
[0137] A presente invenção refere-se ainda a um sistema de tratamento de gases de escape a jusante e em comunicação de fluido com um motor a gasolina, em que o sistema compreende um catalisador de conversão de quatro vias de acordo com a presente invenção. É preferencial que o dito motor a gasolina seja um motor de ignição por centelha, com mais preferência um motor a gasolina de injeção direta. É preferencial que a corrente de gases de escape do motor a gasolina compreenda hidrocarboneto (HC), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx) e partículas.
[0138] A presente invenção se refere ainda ao uso de um catalisador de conversão de quatro vias de acordo com a presente invenção para o tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina. É preferencial que o dito motor a gasolina seja um motor de ignição por centelha, com mais preferência um motor a gasolina de injeção direta. É preferencial que a corrente de gases de escape do motor a gasolina compreenda hidrocarboneto (HC), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx) e partículas.
[0139] A presente invenção se refere ainda a um método de tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina, que compreende passar a dita corrente de gases de escape através de um catalisador de conversão de quatro vias de acordo com a presente invenção. É preferencial que o dito motor a gasolina seja um motor de ignição por centelha, com mais preferência um motor a gasolina de injeção direta. É preferencial que a corrente de gases de escape do motor a gasolina compreenda hidrocarboneto (HC), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx) e partículas.
[0140] A presente invenção é ainda ilustrada pelo seguinte conjunto de modalidades e combinações de modalidades resultantes das dependências e referências anteriores conforme indicado. Em particular, observa-se que, em cada caso em que uma faixa de modalidades é mencionada, por exemplo, no contexto de um termo como “O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 4”, todas as modalidades nesta faixa destinam-se a ser explicitamente divulgadas para a pessoa versada na técnica, isto é, a redação deste termo deve ser entendida pelo especialista como sendo sinônimo de “O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1, 2, 3 e 4”.
[0141] 1. Um catalisador de conversão de quatro vias para o tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina, em que o catalisador compreende: um substrato de filtro de fluxo de parede porosa que compreende uma extremidade de entrada, uma extremidade de saída, um comprimento axial de substrato que se estende entre a extremidade de entrada e a extremidade de saída e uma pluralidade de passagens definidas por paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa, em que a pluralidade de passagens compreende passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada, e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta, em que a interface entre as passagens e as paredes internas porosas é definida pela superfície das paredes internas; em que as paredes internas porosas compreendem poros que compreendem um componente oxídico que compreende um primeiro óxido de metal refratário, sendo que o dito primeiro óxido de metal refratário compreende alumínio, o dito componente oxídico tem um teor de metal do grupo da platina na faixa de 0 a 0,001% em peso com base no peso total do componente oxídico; e em que o catalisador compreende ainda um primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que pelo menos 10% em peso do mesmo é compreendido pelos poros das paredes internas, sendo que o dito primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um composto de armazenamento de oxigênio e um metal do grupo da platina com suporte em um segundo óxido de metal refratário.
[0142] 2. O catalisador de conversão de quatro vias da modalidade 1, em que de 98 a 100% em peso, de preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do primeiro metal refratário consiste em alumínio e oxigênio, de preferência alumina.
[0143] 3. O catalisador de conversão de quatro vias da modalidade 1 ou 2, em que o primeiro óxido de metal refratário tem uma área de superfície específica BET na faixa de 50 a 500 m 2/g, de preferência na faixa de 70 a 300 m2/g, em que a área de superfície específica de BET é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 2.
[0144] 4. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 3, em que de 50 a 99% em peso, de preferência de 60 a 99% em peso, com mais preferência de 70 a 99% em peso, com mais preferência de 80 a 99% em peso, com mais preferência de 85 a 95% em peso do componente oxídico consiste no primeiro óxido de metal refratário.
[0145] 5. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 4, em que o componente oxídico compreende ainda um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba, de preferência um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca e Ba, com mais preferência um óxido que compreende um ou mais óxidos de Mg e Ba, com mais preferência um óxido que compreende bário, com mais preferência óxido de bário.
[0146] 6. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 5, em que o componente oxídico compreende ainda um óxido que compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr, de preferência um óxido que compreende um ou mais dentre Ti e Zr, com mais preferência um óxido que compreende zircônio, com mais preferência zircônia.
[0147] 7. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 6, em que o material oxídico compreende ainda um ligante de óxido de metal, em que o ligante de óxido de metal compreende preferencialmente um óxido que compreende um ou mais dentre zircônio, alumínio e titânio, compreende com mais preferência um óxido que compreende um ou mais dentre alumínio e zircônio, compreende com mais preferência um óxido que compreende alumínio.
[0148] 8. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 7, em que de 98 a 100% em peso, de preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do componente oxídico consiste no primeiro óxido de metal refratário, em que o óxido compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba, em que o óxido compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr e de preferência um óxido de metal ligante conforme definido na modalidade 7.
[0149] 9. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 3, em que de 98 a 100% em peso, de preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do componente oxídico consiste no primeiro óxido de metal refratário.
[0150] 10. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 9, em que o catalisador compreende o componente oxídico a uma carga na faixa de 7 a 75 g/l, de preferência na faixa de 8 a 60 g/l, com mais preferência na faixa de 10 a 60 g/l, com mais preferência na faixa de 12 a 32 g/l, com mais preferência na faixa de 12 a 18 g/l, ou na faixa de 20 a 32 g/l.
[0151] 11. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 10, em que pelo menos 90% em peso, de preferência de 90 a 100% em peso, com mais preferência de 95 a 100% em peso, com mais preferência de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do componente oxídico compreendido no catalisador estão nos poros das paredes internas porosas.
[0152] 12. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 11, em que de 0 a 0,001% em peso, de preferência de 0 a 0,0001% em peso, com mais preferência de 0 a 0,00001% em peso do componente oxídico consiste em cério.
[0153] 13. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 12, em que de 0 a 0,001% em peso, de preferência de
0 a 0,0001% em peso, com mais preferência de 0 a 0,00001% em peso do componente oxídico consiste em silício.
[0154] 14. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 13, em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um ou mais metais do grupo da platina, de preferência um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, com mais preferência um ou mais de paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais dentre paládio e ródio.
[0155] 15. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 14, em que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido no primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende cério, de preferência compreende um ou mais dentre um óxido de cério, em que uma mistura de óxidos compreende um óxido de cério e um óxido misto compreendendo cério, em que o óxido misto que compreende cério, preferencialmente compreende adicionalmente um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio, lantânio, háfnio, samário e praseodímio, com mais preferência um ou mais de zircônio, ítrio, neodímio e lantânio.
[0156] 16. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 15, em que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido no primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio; em que preferencialmente de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio; e em que com mais preferência de 20 a 60% em peso, com mais preferência de 35 a 45% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em cério, calculado como CeO2, e com mais preferência de 30 a 60% em peso, com mais preferência de 40 a 50% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em zircônio, calculado como ZrO 2.
[0157] 17. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 15, em que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido no primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio e lantânio; em que preferencialmente de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio e lantânio; e em que com mais preferência de 20 a 60% em peso, com mais preferência de 35 a 45% em peso, do composto de armazenamento de oxigênio consiste em cério, calculado como CeO2, e com mais preferência de 35 a 60% em peso, com mais preferência de 45 a 55% em peso, do composto de armazenamento de oxigênio consiste em zircônio, calculado como ZrO2.
[0158] 18. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 17, em que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido no primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias tem uma porosidade na faixa de 0,05 a 1,5 ml/g, de preferência na faixa de 0,1 a 1,0 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,15 a 0,8 ml/g, em que a porosidade é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 1.
[0159] 19. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 18, em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um metal do grupo da platina, de preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio.
[0160] 20. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 19, em que o segundo óxido de metal refratário compreendido no primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende alumínio, de preferência compreende um ou mais óxido de alumínio, uma mistura de óxidos que compreende alumínio, um óxido misto que compreende alumínio, em que o óxido misto que compreende alumínio de preferência adicionalmente compreende um ou mais dentre zircônio, cério, lantânio, bário e neodímio, em que com mais preferência o segundo óxido de metal refratário compreende, com mais preferência é, um óxido de alumínio, com mais preferência um óxido de alumínio gama.
[0161] 21. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 20, em que o segundo óxido de metal refratário tem uma porosidade na faixa de 0,05 a 1,5 ml/g, de preferência na faixa de 0,1 a 1,0 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,15 a 0,8 ml/g, em que a porosidade é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 1.
[0162] 22. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 21, em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende ainda um promotor, em que o promotor compreende preferencialmente um ou mais dentre zircônio, bário, estrôncio, lantânio, neodímio, ítrio, e praseodímio, em que com mais preferência o promotor compreende um ou mais dentre zircônio e bário, em que com mais preferência o promotor compreende, com mais preferência é, um ou mais de uma mistura de óxido de bário e óxido de zircônio e um óxido misto de bário e zircônio.
[0163] 23. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 22, em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende, de preferência consiste, o metal do grupo da platina, de preferência ródio, suportado no segundo óxido de metal refratário;
um metal do grupo da platina, de preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio e um promotor conforme definido na modalidade
22.
[0164] 24. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 23, em que de 98 a 100% em peso, de preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias consiste no metal do grupo da platina, de preferência ródio, suportado no segundo óxido de metal refratário; um metal do grupo da platina, de preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio e um promotor conforme definido na modalidade 22.
[0165] 25. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 24, em que, no catalisador, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende o segundo óxido de metal refratário em uma carga (l1) e o composto de armazenamento de oxigênio em uma carga (l2), em que a razão entre a carga (l1) e a carga (l2) está na faixa de 3:1 a 1:6, de preferência na faixa de 2:1 a 1:5, com mais preferência na faixa de 1,5:1 a 1:4, com mais preferência na faixa de 1:1 a 1:3.
[0166] 26. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 25, em que, no catalisador, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende o metal do grupo da platina suportado no segundo óxido de metal refratário a uma carga na faixa de 0,035 a 7,063 g/l (1 a 200 g/pé3), de preferência na faixa de 0,106 a 6,357 g/l (3 a 180 g/pé3), com mais preferência na faixa de 0,141 a 5,297 g/l (4 a 150 g/pé 3), e o segundo óxido de metal refratário com uma carga na faixa de 6,10 a 183,07 g/l (0,1 a 3 g/pol³), de preferência na faixa de 9,15 a 152,56 g/l (0,15 a 2,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 12,20 a 122,05 g/l (0,2 a 2 g/pol³).
[0167] 27. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 26, em que, no catalisador, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio a uma carga na faixa de 0,035 a 7,063 g/l (1 a 200 g/pé3), de preferência na faixa de 0,106 a 6,357 g/l (3 a 180 g/pé3), com mais preferência na faixa de 0,141 a 5,297 g/l (4 a 150 g/pé 3), e o composto de armazenamento de oxigênio a uma carga na faixa de 6,10 a 183,07 g/l (0,1 a 3 g/pol³), de preferência na faixa de 9,15 a 152,56 g/l (0,15 a 2,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 12,20 a 122,05 g/l (0,2 a 2 g/pol³).
[0168] 28. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 27, em que, no catalisador, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um promotor com uma carga na faixa de 0,061 a 61,024 g/l (0,001 a 1,0 g/pol³), de preferência na faixa de 0,305 a 30,512 g/l (0,005 a 0,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 0,305 a 12,205 g/l (0,005 a 0,2 g/pol³).
[0169] 29. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 28, em que de 10 a 100% em peso do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias estão compreendidos nos poros das paredes internas.
[0170] 30. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 29, em que de 30 a 100% em peso, de preferência de 50 a 100% em peso, com mais preferência de 70 a 100% em peso, do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias estão compreendidos nos poros das paredes internas.
[0171] 31. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 30, em que o catalisador compreende o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias a uma carga na faixa de 30 a 250 g/l, de preferência na faixa de 40 a 200 g/l, com mais preferência na faixa de 50 a 170 g/l.
[0172] 32. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 31, em que os poros que compreendem o componente oxídico se estendem ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que x está na faixa de 95 a 100; ou em que os poros que compreendem o componente oxídico se estendem ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que x está na faixa de 95 a 100.
[0173] 33. O catalisador de conversão de quatro vias da modalidade 32, em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estende ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 20 a x.
[0174] 34. O catalisador de conversão de quatro vias da modalidade 32 ou 33, em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estende ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 80 a x, preferencialmente na faixa de 90 a x, com mais preferência em que y é igual a x; e em que os poros que compreendem o componente oxídico com mais preferência se estendem ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que x está na faixa de 95 a 100 e o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estende ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 80 a x, com mais preferência na faixa de 90 a x, com mais preferência em que y é igual a x.
[0175] 35. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 32 a 34, em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estende ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está em na faixa de 20 a 70, de preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55.
[0176] 36. O catalisador de conversão de quatro vias da modalidade 32, em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estende ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que y está na faixa de 20 a x.
[0177] 37. O catalisador de conversão de quatro vias da modalidade 32 ou 36, em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estende ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que y está na faixa de 80 a x, preferencialmente na faixa de 90 a x, com mais preferência em que y é igual a x; e com mais preferência em que os poros que compreendem o componente oxídico se estendem ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que x está na faixa de 95 a 100.
[0178] 38. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 37, em que de 95 a 100% em peso, de preferência de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do catalisador de conversão de quatro vias consiste no substrato de filtro de fluxo de parede porosa, no componente oxídico e no primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias.
[0179] 39. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 32 a 35, em que o catalisador compreende ainda um segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que pelo menos 10% em peso do mesmo é compreendido nos poros das paredes internas, em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um composto de armazenamento de oxigênio e um metal do grupo da platina suportado em um óxido de metal refratário, e em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias se estende ao longo de z% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que z está na faixa de 20 a x, de preferência na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55.
[0180] 40. O catalisador de conversão de quatro vias da modalidade 39, em que o primeiro revestimento de conversão de três vias se estende ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 20 a 70, de preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55, e segundo revestimento catalítico de conversão de três vias se estende ao longo de z% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada, sendo que z está na faixa de 20 a 70, de preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a
55.
[0181] 41. O catalisador de conversão de quatro vias da modalidade 39 ou 40, em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um ou mais metais do grupo da platina, de preferência um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, com mais preferência um ou mais dentre paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais dentre paládio e ródio.
[0182] 42. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 41, em que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende cério, compreende com mais preferência um ou mais dentre um óxido de cério, uma mistura de óxidos que compreende um óxido de cério e em que um óxido misto compreende cério, em que o óxido misto que compreende cério compreende adicionalmente, com mais preferência, um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio, lantânio, háfnio, samário e praseodímio, com mais preferência um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio e lantânio.
[0183] 43. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 42, em que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias tem uma porosidade na faixa de 0,05 a 1,5 ml/g, de preferência na faixa de 0,1 a 1,0 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,15 a 0,8 ml/g, em que a porosidade é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 1.
[0184] 44. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 43, em que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio; em que preferencialmente de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio; e em que com mais preferência de 20 a 60% em peso, com mais preferência de 35 a 45% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em cério, calculado como CeO2, e com mais preferência de 30 a 60% em peso, com mais preferência de 40 a 50% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em zircônio, calculado como ZrO2.
[0185] 45. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 43, em que o composto de armazenamento de oxigênio compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio e lantânio; em que preferencialmente de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio e lantânio; e em que com mais preferência de 20 a 60% em peso, com mais preferência de 35 a 45% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em cério, calculado como CeO2, e com mais preferência de 35 a 60% em peso, com mais preferência de 45 a 55% em peso do composto de armazenamento de oxigênio consiste em zircônio, calculado como ZrO 2.
[0186] 46. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 45, em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um metal do grupo da platina, de preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio.
[0187] 47. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 46, em que o óxido de metal refratário compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende alumínio, de preferência compreende um ou mais óxido de alumínio, uma mistura de óxidos que compreende alumínio, um óxido misto compreendendo alumínio, em que o óxido misto compreendendo alumínio preferencialmente compreende adicionalmente um ou mais de zircônio, cério, lantânio, bário e neodímio, e em que com mais preferência o óxido de metal refratário compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende, com mais preferência é, um óxido de alumínio, com mais preferência um óxido de alumínio gama.
[0188] 48. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 47, em que o óxido de metal refratário compreendido no segundo revestimento catalítico de conversão de três vias tem uma porosidade na faixa de 0,05 a 1,5 ml/g, de preferência na faixa de 0,1 a 1,0 ml/g, com mais preferência na faixa de 0,15 a 0,8 ml/g, em que a porosidade é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 1.
[0189] 49. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 48, em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende ainda um promotor, em que o promotor compreende preferencialmente um ou mais dentre zircônio, bário, estrôncio, lantânio, neodímio, ítrio, e praseodímio, em que com mais preferência o promotor compreende um ou mais dentre zircônio e bário, em que com mais preferência o promotor compreende, com mais preferência é, um ou mais dentre uma mistura de óxido de bário e óxido de zircônio e um óxido misto de bário e zircônio.
[0190] 50. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 49, em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende, de preferência consiste, o metal do grupo da platina, de preferência ródio, suportado no óxido de metal refratário; um metal do grupo da platina, de preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio e um promotor conforme definido na modalidade
49.
[0191] 51. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 50, em que de 98 a 100% em peso, de preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do segundo revestimento catalítico de conversão de três vias consiste no metal do grupo da platina, de preferência ródio, suportado no óxido de metal refratário; um metal do grupo da platina, de preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio e um promotor conforme definido na modalidade 49.
[0192] 52. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 51, em que, no catalisador, o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende o óxido de metal refratário em uma carga (l1’) e o composto de armazenamento de oxigênio em uma carga (l2’), em que a razão entre o carregamento (l1’) e o carregamento (l2’) está na faixa de 3:1 a 1:6, de preferência na faixa de 2:1 a 1:5, com mais preferência na faixa de 1,5:1 a 1:4, com mais preferência na faixa de 1:1 a 1:3.
[0193] 53. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 52, em que, no catalisador, o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende o metal do grupo da platina suportado no óxido de metal refratário a uma carga na faixa de 0,035 a 7,063 g/l (1 a 200 g/pé3), de preferência na faixa de 0,106 a 6,357 g/l (3 a 180 g/pé 3), com mais preferência na faixa de 0,141 a 5,297 g/l (4 a 150 g/pé3), e o óxido de metal refratário com uma carga na faixa de 6,10 a 183,07 g/l (0,1 a 3 g/pol³), de preferência na faixa de 9,15 a 152,56 g/l (0,15 a 2,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 12,20 a 122,05 g/l (0,2 a 2 g/pol³).
[0194] 54. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 53, em que no catalisador, o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio a uma carga na faixa de 0,035 a 7,063 g/l (1 a 200 g/pé3), de preferência na faixa de 0,106 a 6,357 g/l (3 a 180 g/pé3), com mais preferência na faixa de 0,141 a 5,297 g/l (4 a 150 g/pé 3), e o composto de armazenamento de oxigênio a uma carga na faixa de 6,10 a
183,07 g/l (0,1 a 3 g/pol³), de preferência na faixa de 9,15 a 152,56 g/l (0,15 a 2,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 12,20 a 122,05 g/l (0,2 a 2 g/pol³).
[0195] 55. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 54, em que, no catalisador, o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um promotor com uma carga na faixa de 0,061 a 61,024 g/l (0,001 a 1,0 g/pol³), de preferência na faixa de 0,305 a 30,512 g/l (0,005 a 0,5 g/pol³), com mais preferência na faixa de 0,305 a 12,20 g/l (0,005 a 0,2 g/pol³).
[0196] 56. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 55, em que de 10 a 100% em peso do segundo revestimento catalítico de conversão de três vias estão compreendidos nos poros das paredes internas.
[0197] 57. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 56, em que de 30 a 100% em peso, de preferência de 50 a 100% em peso, com mais preferência de 70 a 100% em peso, do segundo revestimento catalítico de conversão de três vias estão compreendidos nos poros das paredes internas.
[0198] 58. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 57, em que o catalisador compreende o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias a uma carga na faixa de 30 a 250 g/l, de preferência na faixa de 40 a 200 g/l, com mais preferência na faixa de 50 a 170 g/l.
[0199] 59. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 58, em que o catalisador compreende o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias em um carregamento (L1) e o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias em um carregamento (L2), em que a razão de (L1):(L2) está na faixa de 1:3 a 3:1, de preferência na faixa de 1:2 a 2:1, com mais preferência na faixa de 1:1,1 a 1,1:1.
[0200] 60. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 59, em que de 95 a 100% em peso, de preferência de 98 a 100% em peso, com mais preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do catalisador de conversão de quatro vias consiste no substrato de filtro de fluxo de parede porosa, o componente oxídico, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias e o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias.
[0201] 61. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 39 a 60, em que o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias e o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias têm a mesma composição química.
[0202] 62. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 61, em que o substrato de filtro de fluxo de parede porosa compreende, de preferência consiste, uma substância cerâmica, em que a substância cerâmica compreende, de preferência consiste, um ou mais dentre uma sílica, um silicato, um aluminossilicato, de preferência uma cordierita ou uma mulita, um titanato de alumínio e um carboneto de silício, com mais preferência um ou mais dentre um carboneto de silício e uma cordierita, com mais preferência uma cordierita.
[0203] 63. O catalisador de conversão de quatro vias de qualquer uma das modalidades 1 a 62, em que as paredes internas porosas que compreendem o componente oxídico, pelo menos 10% em peso do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias e, opcionalmente, pelo menos 10% em peso de um segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, conforme definido em qualquer uma das modalidades 39 a 59, têm uma porosidade média relativa na faixa de 20 a 75%, de preferência na faixa de 50 a 75%, com mais preferência na faixa de 55 a 70%, com mais preferência na faixa de 60 a 65%, e em que a porosidade média relativa é definida como a porosidade média das paredes internas porosas que compreendem o componente oxídico, pelo menos 10% em peso do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias e, opcionalmente, pelo menos 10% em peso de um segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, conforme definido em qualquer uma das modalidades 39 a 59, para a porosidade média das paredes porosas internas que não compreendem o componente oxídico e os referidos revestimentos catalíticos de três vias, em que a porosidade média é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 3.
[0204] 64. Um processo para a preparação do catalisador de conversão de quatro vias, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 63, que compreende: (i) fornecer um substrato de filtro de fluxo de parede porosa que compreende uma extremidade de entrada, uma extremidade de saída, um comprimento axial de substrato que se estende entre a extremidade de entrada e a extremidade de saída e uma pluralidade de passagens definidas por paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa, em que a pluralidade de passagens compreende passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada, e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta, em que a interface entre as passagens e as paredes internas porosas é definida pela superfície das paredes internas, em que as paredes internas têm um tamanho de poro médio na faixa de 10 a 30 micrômetros, sendo que o tamanho de poro médio é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 3, e em que a porosidade média das paredes internas está na faixa de 25 a 75%, sendo que a porosidade média é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 3;
(ii) fornecer uma pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do componente oxídico, sendo que as ditas partículas têm um valor Dv90 na faixa de 0,005 a 20 micrômetros, sendo que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecido em (i) com as partículas da pasta fluida; calcinar o substrato de filtro revestido obtido, obtendo o substrato de filtro que compreende o componente oxídico; e (iii) fornecer uma pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que as ditas partículas têm um valor Dv90 na faixa de 2 a 25 micrômetros, sendo que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (ii) com as partículas da pasta; calcinar o substrato de filtro revestido obtido, obtendo o substrato de filtro que compreende o componente oxídico e o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias.
[0205] 65. O processo da modalidade 64, em que as paredes internas de acordo com (i) têm um tamanho médio de poro na faixa de 10 a 25 micrômetros, de preferência na faixa de 16 a 21 micrômetros, em que o tamanho médio de poro é determinado de acordo com Exemplo de Referência 3.
[0206] 66. O processo da modalidade 64 ou 65, em que a porosidade média das paredes internas de acordo com (i) está na faixa de 50 a 75%, de preferência na faixa de 55 a 70%, com mais preferência na faixa de 60 a 70%, em que a porosidade média é determinada de acordo com o Exemplo de Referência 3.
[0207] 67. O processo de qualquer uma das modalidades 64 a 66, em que as partículas de acordo com (ii) têm um valor Dv90 na faixa de 0,005 a 19 micrômetros, de preferência na faixa de 0,005 a 1 micrômetro, ou preferencialmente na faixa de 2 a 6 micrômetros, ou de preferência na faixa de
17 a 19 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4.
[0208] 68. O processo da modalidade 67, em que as partículas de acordo com (ii) têm um valor Dv90 na faixa de 0,005 a 0,5 micrômetro, ou na faixa de 2,5 a 5 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4.
[0209] 69. O processo de qualquer uma das modalidades 64 a 68, em que a pasta fluida fornecida em (ii) tem um teor de sólidos na faixa de 10 a 50% em peso, de preferência na faixa de 14 a 45% em peso.
[0210] 70. O processo de qualquer uma das modalidades 64 a 69, em que as partículas de acordo com (iii) têm um valor Dv90 na faixa de 3 a 20 micrômetros, de preferência na faixa de 4 a 18 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4.
[0211] 71. O processo de qualquer uma das modalidades 64 a 70, em que a pasta fluida fornecida em (iii) tem uma viscosidade na faixa de 5 a 35 mPa.s, de preferência na faixa de 10 a 30 mPa.s, com mais preferência na faixa de 12 a 28 mPa.s, a uma taxa de cisalhamento de 300 s-1, conforme descrito no Exemplo de Referência 5.
[0212] 72. O processo de qualquer uma das modalidades 64 a 71, em que (ii) compreende: (ii.1) fornecer partículas de uma fonte de um primeiro óxido de metal refratário que compreende alumínio, água, de preferência com um ou mais de uma fonte de um óxido, compreendendo um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba, e uma fonte de um óxido, compreendendo um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr, e, com mais preferência, fornecer ainda um ou mais de um álcool, um ácido e um ligante de óxido de metal, formando uma pasta fluida; (ii.2) ajustar o pH da fase aquosa da pasta fluida obtida em (ii.1) a um valor na faixa de 2 a 5, de preferência na faixa de 3 a 4;
(ii.3) fresar a pasta obtida em (ii.2) obtendo partículas com um valor Dv90 na faixa de 2 a 6 micrômetros, ou na faixa de 17 a 19 micrômetros, sendo que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4, obtendo a pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do componente oxídico; (ii.4) revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecido em (i), com as partículas da pasta fluida obtida em (ii.3), ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada à extremidade de saída das passagens de entrada, ou da extremidade de saída para a extremidade de entrada das passagens de saída, em que x está na faixa de 95 a 100, obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta; (ii.5) secar opcionalmente o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (ii.4), obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca; e (ii.6) calcinar o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (ii.4), ou o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca obtida em (ii.5).
[0213] 73. O processo da modalidade 72, em que, de acordo com (ii.1), o primeiro óxido de metal refratário compreende, de preferência consiste, alumina, de preferência alumina gama.
[0214] 74. O processo da modalidade 72 ou 73, em que, de acordo com (ii.1), a fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba compreende um sal de um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba, preferencialmente um sal de um ou mais dentre Mg, Ca e Ba, com mais preferência um sal de um ou mais dentre Mg e Ba, em que a fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba, compreende com mais preferência, com mais preferência é um sal de Ba, com mais preferência nitrato de bário.
[0215] 75. O processo de qualquer uma das modalidades 72 a 74, em que, de acordo com (ii.1), a fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr compreende um sal de um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr, de preferência um sal de Ti e Zr, em que a fonte de um óxido que compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr compreende com mais preferência, com mais preferência é, um sal de Zr, com mais preferência nitrato de zircônio.
[0216] 76. O processo de qualquer uma das modalidades 64 a 71, em que (ii) compreende: (ii.1’) fornecer partículas de uma fonte de um primeiro óxido de metal refratário que compreende alumínio, preferencialmente boemita, água e com mais preferência um ou mais de um álcool e um ácido, formando uma pasta fluida, sendo que as ditas partículas têm preferencialmente um valor Dv90 na faixa de 0,005 a 5 micrômetros, com mais preferência na faixa de 0,005 a 0,5 micrômetros, sendo o valor Dv90 determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; (ii.2) ajustar o pH da fase aquosa da pasta fluida obtida em (ii.1) a um valor na faixa de 2 a 5, de preferência na faixa de 3 a 4; (ii.3’) fresar a pasta obtida em (ii.2’) para homogeneizar a pasta fluida, obtendo a pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do componente oxídico; (ii.4’) revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecido em (i), com as partículas da pasta fluida obtida em (ii.3), ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada à extremidade de saída das passagens de entrada, ou da extremidade de saída para a extremidade de entrada das passagens de saída, em que x está na faixa de 95 a 100, obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta;
(ii.5’) secar opcionalmente o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (ii.4’), obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca; e (ii.6’) calcinar o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (ii.4’), ou o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca obtida em (ii.5’).
[0217] 77. O processo de qualquer uma das modalidades 72 a 76, em que o revestimento de acordo com (ii.4) ou (ii.4’), é realizado aplicando a pasta fluida com vácuo ou imergindo o substrato, de preferência imergindo o substrato.
[0218] 78. O processo de qualquer uma das modalidades 72 a 77, em que a secagem de acordo com (ii.5), ou (ii.5’), é realizada em uma atmosfera de gás que tem uma temperatura na faixa de 90 a 200 °C, de preferência na faixa de 100 a 180 °C, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0219] 79. O processo de qualquer uma das modalidades 72 a 78, em que a secagem de acordo com (ii.5) ou (ii.5’), é realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 1 hora, de preferência na faixa de 10 a 30 minutos, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0220] 80. O processo de qualquer uma das modalidades 72 a 79, em que a calcinação de acordo com (ii.6) ou (ii.6’), é realizada em uma atmosfera de gás com uma temperatura na faixa de 300 a 600 °C, de preferência na faixa de 400 a 500 °C, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0221] 81. O processo de qualquer uma das modalidades 72 a 80, em que a calcinação de acordo com (ii.6) ou (ii.6’), é realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 6 horas, de preferência de 1 a
6 horas, com mais preferência na faixa de 2 a 4 horas, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0222] 82. O processo de qualquer uma das modalidades 72 a 81, em que (iii) compreende: (iii.1) impregnar uma fonte de um metal do grupo da platina em um óxido de metal refratário; misturar o metal do grupo da platina suportado no óxido de metal refratário com um ou mais de um adjuvante e uma fonte de um promotor, obtendo uma pasta fluida; fresar a pasta fluida obtida, obtendo uma pasta fluida, em que as partículas compreendidas na dita pasta fluida têm um valor Dv90 na faixa de 3 a 20 micrômetros, preferencialmente na faixa de 4 a 18 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; (iii.2) impregnar uma fonte de um metal do grupo da platina em um composto de armazenamento de oxigênio; misturar o metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio com um ou mais dentre um adjuvante e uma fonte de um promotor, obtendo uma pasta fluida; fresar a pasta fluida obtida, obtendo uma pasta fluida, em que as partículas compreendidas na dita pasta fluida têm um valor Dv90 na faixa de 3 a 20 micrômetros, preferencialmente na faixa de 4 a 18 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; (iii.3) misturar a pasta fluida obtida em (iii.1) e a pasta fluida obtida em (iii.2), obtendo a pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias; (iii.4) revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (ii), com as partículas da pasta fluida obtida em (iii.3), ao longo de y% do comprimento axial do substrato desde a extremidade de entrada até a extremidade de saída das passagens de entrada, ou da extremidade de saída para a extremidade de entrada das passagens de saída, em que y está na faixa de 20 a x, obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida; (iii.5) secar, opcionalmente, o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (iii.4), obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca; e (iii.6) calcinar o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (iii.4), ou o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca obtido em (iii.5).
[0223] 83. O processo da modalidade 82, em que, de acordo com (iii.1), o metal do grupo da platina é um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, de preferência um ou mais dentre paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais dentre paládio e ródio, com mais preferência ródio, e em que a fonte de um metal do grupo da platina preferencialmente compreende um sal de um metal do grupo da platina, compreende com mais preferência um nitrato de um metal do grupo da platina.
[0224] 84. O processo da modalidade 82 ou 83, em que, de acordo com (iii.1), o óxido de metal refratário compreende alumínio, de preferência compreende um ou mais de um óxido de alumínio, uma mistura de óxidos que compreende um óxido de alumínio e um óxido misto que compreende alumínio, em que o óxido misto que compreende alumínio de preferência compreende adicionalmente um ou mais dentre zircônio, cério, lantânio, bário e neodímio, em que com mais preferência, o suporte de óxido de metal refratário compreende, com mais preferência é, um óxido de alumínio, com mais preferência um óxido de alumínio gama.
[0225] 85. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 84,
em que, de acordo com (iii.1) e antes de misturar o metal do grupo da platina suportado no óxido de metal refratário com um ou mais dentre um adjuvante e uma fonte de um promotor, o óxido de metal refratário impregnado com a fonte de metal do grupo da platina é calcinado em atmosfera de gás, de preferência tendo uma temperatura na faixa de 250 a 600 °C, com mais preferência na faixa de 300 a 450 °C, sendo que a atmosfera de gás compreende preferencialmente oxigênio.
[0226] 86. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 85, em que, de acordo com (iii.1), o adjuvante é um ou mais dentre água, um poliacrilato, metilcelulose e um álcool, de preferência um ou mais dentre água e um álcool, com mais preferência água e um álcool.
[0227] 87. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 86, em que, de acordo com (iii.1), a fonte de um promotor é uma fonte de um ou mais de um promotor que compreende zircônio, um promotor que compreende bário, um promotor que compreende estrôncio, em que um promotor compreende lantânio, um promotor compreende neodímio, um promotor compreende ítrio, um promotor compreende praseodímio, de preferência um ou mais de um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário, com mais preferência um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário.
[0228] 88. O processo da modalidade 87, em que, de acordo com (iii.1), a fonte de um promotor compreende um sal, de preferência um nitrato, do respectivo elemento promotor, com mais preferência nitrato de zircônio e nitrato de bário.
[0229] 89. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 88, em que, de acordo com (iii.2), o metal do grupo da platina é um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, de preferência um ou mais dentre paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais dentre paládio e ródio, com mais preferência paládio, e em que a fonte de um metal do grupo da platina preferencialmente compreende um sal de um metal do grupo da platina, compreende com mais preferência um nitrato de um metal do grupo da platina.
[0230] 90. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 89, em que, de acordo com (iii.2), o composto de armazenamento de oxigênio compreende cério, de preferência compreende um ou mais dentre um óxido de cério, em que uma mistura de óxidos compreende um óxido de cério e em que um óxido misto compreende cério, em que o óxido misto que compreende cério preferencialmente compreende adicionalmente um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio, lantânio, háfnio, samário e praseodímio, com mais preferência adicionalmente compreende um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio e lantânio, ou com mais preferência adicionalmente compreende zircônio, ítrio e lantânio; e em que o composto de armazenamento de oxigênio compreende com mais preferência um óxido misto de cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio ou um óxido misto de cério, zircônio, ítrio e lantânio.
[0231] 91. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 90, em que, de acordo com (iii.2), e antes de misturar o metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio com um ou mais de um adjuvante e uma fonte de um promotor, o composto de armazenamento de oxigênio impregnado com a fonte de metal do grupo da platina é calcinado em atmosfera de gás, de preferência tendo uma temperatura na faixa de 250 a 600 °C, com mais preferência na faixa de 300 a 450 °C, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0232] 92. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 91, em que, de acordo com (iii.2), o adjuvante é um ou mais dentre água, um poliacrilato, metilcelulose e um álcool, de preferência um ou mais dentre água e um álcool, com mais preferência água e um álcool.
[0233] 93. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 92, em que, de acordo com (iii.2), a fonte de um promotor é uma fonte de um ou mais de um promotor que compreende zircônio, um promotor que compreende bário, um promotor que compreende estrôncio, em que um promotor que compreende lantânio, um promotor que compreende neodímio, um promotor que compreende ítrio, um promotor que compreende praseodímio, de preferência um ou mais de um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário, com mais preferência um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário.
[0234] 94. O processo da modalidade 93, em que, de acordo com (iii.2), a fonte de um promotor compreende um sal, de preferência um nitrato, do respectivo elemento promotor, com mais preferência nitrato de zircônio e nitrato de bário.
[0235] 95. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 94, em que o revestimento de acordo com (iii.4) é realizado aplicando a pasta fluida com vácuo ou imergindo o substrato, de preferência imergindo o substrato.
[0236] 96. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 95, em que a secagem de acordo com (iii.5) é realizada em uma atmosfera de gás com uma temperatura na faixa de 90 a 200 °C, de preferência na faixa de 100 a 180 °C, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0237] 97. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 96, em que a secagem de acordo com (iii.5) é realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 1 hora, de preferência na faixa de 10 a 30 minutos, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0238] 98. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 97, em que a calcinação de acordo com (iii.6) é realizada em uma atmosfera de gás com uma temperatura na faixa de 300 a 600 °C, de preferência na faixa de 400 a 500 °C, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0239] 99. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 98, em que a calcinação de acordo com (iii.6) é realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 6 horas, de preferência na faixa de 1 a 6 horas, com mais preferência na faixa de 2 a 4 horas, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0240] 100. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 99, em que, de acordo com (ii.4) ou (ii.4’), o revestimento das paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecido em (i) é acima de x% do comprimento axial do substrato, em que x está na faixa de 95 a 100 a partir da extremidade de entrada até a extremidade de saída das passagens de entrada, e de acordo com (iii.4), o revestimento das paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (ii) é superior a y% do comprimento axial do substrato desde a extremidade de entrada até a extremidade de saída das passagens de entrada, em que y está na faixa de 20 a x, de preferência na faixa de 80 a x, com mais preferência na faixa de 90 a x, ou em que y está na faixa de 20 a 70, de preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55.
[0241] 101. O processo de qualquer uma das modalidades 82 a 100, em que, de acordo com (ii.4) ou (ii.4’), o revestimento das paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecido em (i) é superior a x% do comprimento axial do substrato desde a extremidade de saída até a extremidade de entrada das passagens de saída, em que x está no intervalo de 95 a 100, e de acordo com (iii.4), o revestimento das paredes internas porosas do o substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (ii) é superior a y% do comprimento axial do substrato desde a extremidade de saída até a extremidade de entrada das passagens de saída, em que y está na faixa de 20 a x, de preferência na faixa de 80 a x, com mais preferência na faixa de 90 a x.
[0242] 102. O processo de qualquer uma das modalidades 64 a 101 que consiste em (i), (ii) e (iii).
[0243] 103. O processo de qualquer uma das modalidades 72 a 100, que compreende ainda: (iv) fornecer uma pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, as ditas partículas tendo um valor Dv90 na faixa de 2 a 25 micrômetros, o valor Dv90 sendo determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4; revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (iii), com as partículas da pasta fluida, ao longo de z% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída até a extremidade de entrada das passagens de saída, em que z está na faixa de 20 a x, preferencialmente na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55; calcinar o substrato de filtro revestido obtido, obtendo o substrato de filtro que compreende o componente oxídico, o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias e o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias.
[0244] 104. O processo da modalidade 103, em que, de acordo com (iii.4), o revestimento das paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (ii) é superior a y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada até a extremidade de saída das passagens de entrada, em que y está na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55.
[0245] 105. O processo da modalidade 103 ou 104, em que (iv) compreende:
(iv.1) impregnar uma fonte de um metal do grupo da platina em um óxido de metal refratário;
misturar o metal do grupo da platina suportado no suporte de óxido de metal refratário com um ou mais dentre um adjuvante e uma fonte de um promotor, obtendo uma pasta fluida;
fresar a pasta fluida obtida, obtendo uma pasta fluida, em que as partículas compreendidas na dita pasta fluida têm um valor Dv90 na faixa de 3 a
20 micrômetros preferencialmente na faixa de 4 a 18 micrômetros, em que o valor Dv90 é determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4;
(iv.2) impregnar uma fonte de um metal do grupo da platina em um composto de armazenamento de oxigênio;
misturar o metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio com um ou mais dentre um adjuvante e uma fonte de um promotor, obtendo uma pasta fluida;
fresar a pasta fluida obtida, obtendo uma pasta fluida, em que as partículas compreendidas na dita pasta fluida têm um valor Dv90 na faixa de 3 a
20 micrômetros preferencialmente na faixa de 4 a 18 micrômetros, em que o valor Dv90 sendo determinado de acordo com o Exemplo de Referência 4;
(iv.3) misturar a pasta fluida obtida em (iv.1) e a pasta fluida obtida em (iv.2), obtendo a pasta fluida que compreende uma fonte do segundo revestimento catalítico de conversão de três vias;
(iv.4) revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (iii), com as partículas da pasta fluida obtida em (iv.3) ao longo de z% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída até a extremidade de entrada de as passagens de saída, em que z está na faixa de 20 a 70 preferencialmente na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55, obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida;
(iv.5) secar, opcionalmente, o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (iv.4), obtendo um substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca; e (iv.6) calcinar o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida obtido em (iv.4), ou o substrato de filtro de fluxo de parede tratado com pasta fluida seca obtido em (iv.5).
[0246] 106. O processo da modalidade 105, em que, de acordo com (iv.1), o metal do grupo da platina é um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, de preferência um ou mais dentre paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais de paládio e ródio, com mais preferência ródio, e em que a fonte de um metal do grupo da platina preferencialmente compreende um sal de um metal do grupo da platina, compreende com mais preferência um nitrato de um metal do grupo da platina.
[0247] 107. O processo da modalidade 105 ou 106, em que, de acordo com (iv.1), o óxido de metal refratário compreende alumínio, de preferência compreende um ou mais de um óxido de alumínio, uma mistura de óxidos que compreende um óxido de alumínio e um óxido misto que compreende alumínio, em que o óxido misto que compreende alumínio de preferência compreende adicionalmente um ou mais de zircônio, cério, lantânio, bário e neodímio, em que com mais preferência, o suporte de óxido de metal refratário compreende, com mais preferência é, um óxido de alumínio, com mais preferência um óxido de alumínio gama.
[0248] 108. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 107, em que, de acordo com (iv.1), e antes de misturar o metal do grupo da platina suportado no óxido de metal refratário com um ou mais de um adjuvante e uma fonte de um promotor, o óxido de metal refratário impregnado com a fonte de metal do grupo da platina é calcinado em atmosfera de gás, de preferência tendo uma temperatura na faixa de 250 a 600 °C, com mais preferência na faixa de 300 a 450 °C, a atmosfera de gás preferencialmente compreendendo oxigênio.
[0249] 109. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 108, em que, de acordo com (iv.1), o adjuvante é um ou mais dentre água, um poliacrilato, metilcelulose e um álcool, de preferência um ou mais dentre água e um álcool, com mais preferência água e um álcool.
[0250] 110. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 109, em que, de acordo com (iv.1), a fonte de um promotor é uma fonte de um ou mais dentre um promotor que compreende zircônio, um promotor que compreende bário, um promotor que compreende estrôncio, um promotor compreende lantânio, um promotor que compreende neodímio, um promotor que compreende ítrio, um promotor que compreende praseodímio, de preferência um ou mais de um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário, com mais preferência um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário.
[0251] 111. O processo da modalidade 110, em que, de acordo com (iv.1), a fonte de um promotor compreende um sal, de preferência um nitrato, do respectivo elemento promotor, com mais preferência nitrato de zircônio e nitrato de bário.
[0252] 112. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 111, em que, de acordo com (iv.2), o metal do grupo da platina é um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, de preferência um ou mais dentre paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais dentre paládio e ródio, com mais preferência paládio, e em que a fonte de um metal do grupo da platina preferencialmente compreende um sal de um metal do grupo da platina, compreende com mais preferência um nitrato de um metal do grupo da platina.
[0253] 113. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a
112, em que, de acordo com (iv.2), o composto de armazenamento de oxigênio compreende cério, de preferência compreende um ou mais dentre um óxido de cério, uma mistura de óxidos compreende um óxido de cério e um óxido misto compreende cério, em que o óxido misto que compreende cério preferencialmente compreende adicionalmente um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio, lantânio, háfnio, samário e praseodímio, com mais preferência adicionalmente compreende um ou mais dentre zircônio, ítrio, neodímio e lantânio, ou com mais preferência adicionalmente compreende zircônio, ítrio e lantânio; e em que o composto de armazenamento de oxigênio compreende com mais preferência um óxido misto de cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio ou um óxido misto de cério, zircônio, ítrio e lantânio.
[0254] 114. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 113, em que, de acordo com (iv.2), e antes de misturar o metal do grupo da platina suportado no composto de armazenamento de oxigênio com um ou mais de um adjuvante e uma fonte de um promotor, o composto de armazenamento de oxigênio impregnado com a fonte de metal do grupo da platina é calcinado em atmosfera de gás, de preferência tendo uma temperatura na faixa de 250 a 600 °C, com mais preferência na faixa de 300 a 450 °C, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0255] 115. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 114, em que, de acordo com (iv.2), o adjuvante é um ou mais dentre água, um poliacrilato, metilcelulose e um álcool, de preferência um ou mais dentre água e um álcool, com mais preferência água e um álcool.
[0256] 116. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 115, em que, de acordo com (iv.2), a fonte de um promotor é uma fonte de um ou mais de um promotor que compreende zircônio, um promotor que compreende bário, um promotor que compreende estrôncio, um promotor que compreende lantânio, um promotor que compreende neodímio, um promotor que compreende ítrio, um promotor que compreende praseodímio, de preferência um ou mais dentre um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário, com mais preferência um promotor que compreende zircônio e um promotor que compreende bário.
[0257] 117. O processo da modalidade 116, em que, de acordo com (iv.2), a fonte de um promotor compreende um sal, de preferência um nitrato, do respectivo elemento promotor, com mais preferência nitrato de zircônio e nitrato de bário.
[0258] 118. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 117, em que o revestimento de acordo com (iv.4) é realizado aplicando a pasta fluida com vácuo ou imergindo o substrato, de preferência imergindo o substrato.
[0259] 119. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 118, em que a secagem, de acordo com (iv.5), é realizada em uma atmosfera de gás com uma temperatura na faixa de 90 a 200 °C, de preferência na faixa de 100 a 180 °C, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0260] 120. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 119, em que a secagem, de acordo com (iv.5), é realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 1 hora, de preferência na faixa de 10 a 30 minutos, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0261] 121. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 120, em que a secagem, de acordo com (iv.6), é realizada em uma atmosfera de gás com uma temperatura na faixa de 300 a 600 °C, de preferência na faixa de 400 a 500 °C, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0262] 122. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 121,
em que a calcinação de acordo com (iv.6) é realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 minutos a 6 horas, de preferência na faixa de 1 a 6 horas, com mais preferência na faixa de 2 a 4 horas, em que a atmosfera de gás preferencialmente compreende oxigênio.
[0263] 123. O processo de qualquer uma das modalidades 105 a 122 que consiste em (i), (ii), (iii) e (iv).
[0264] 124. O processo de qualquer uma das modalidades 64 a 123, em que o filtro de fluxo de parede porosa de acordo com (i) compreende, de preferência consiste, uma substância cerâmica, em que a substância cerâmica compreende, de preferência consiste, um ou mais dentre uma sílica, um silicato, um aluminossilicato, de preferência uma cordierita ou uma mulita, um titanato de alumínio e um carboneto de silício, com mais preferência um ou mais dentre um carboneto de silício e uma cordierita, com mais preferência uma cordierita.
[0265] 125. Um catalisador de conversão de quatro vias, de preferência o catalisador de conversão de quatro vias de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 63, obtenível ou obtido ou preparável ou preparado por um processo de acordo com qualquer uma das modalidades 64 a 124, de preferência modalidade 102 ou 123.
[0266] 126. Um sistema de tratamento de gás de escape a jusante e em comunicação de fluido com um motor a gasolina, em que o sistema compreende um catalisador de conversão de quatro vias de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 63 e 125.
[0267] 127. O sistema de tratamento de gases de escape, de acordo com a modalidade 126, em que o motor a gasolina é um motor de ignição por centelha, de preferência um motor de injeção direta a gasolina.
[0268] 128. O sistema de tratamento de gases de escape, de acordo com a modalidade 126 ou 127, em que o fluxo de gases de escape do motor a gasolina compreende hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx) e partículas.
[0269] 129. Uso de um catalisador de conversão de quatro vias de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 63 e 125, para o tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina.
[0270] 130. O uso da modalidade 129, em que o motor a gasolina é um motor de ignição por centelha, de preferência um motor de injeção direta a gasolina.
[0271] 131. O uso da modalidade 129 ou 130, em que a corrente de gases de escape do motor a gasolina compreende hidrocarboneto (HC), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx) e partículas.
[0272] 132. Um método de tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina que compreende passar a dita corrente de gases de escape através de um catalisador de conversão de quatro vias de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 63 e 125.
[0273] 133. O método da modalidade 132, em que o motor a gasolina é um motor de ignição por centelha, de preferência um motor de injeção direta a gasolina.
[0274] 134. O método da modalidade 132 ou 133, em que a corrente de gases de escape do motor a gasolina compreende hidrocarboneto (HC), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx) e partículas.
[0275] No contexto da presente invenção, um termo “X é um ou mais dentre A, B e C”, em que X é um determinado recurso e cada um dentre A, B e C representa a realização específica do dito recurso, deve ser entendido como divulgando que X é A, ou B, ou C, ou A e B, ou A e C, ou B e C, ou A e B e C. Neste sentido, observa-se que a pessoa versada na técnica é capaz de transferir o termo abstrato acima a um exemplo concreto, por exemplo, quando X for um elemento químico e A, B e C forem elementos concretos, como Li, Na e K, ou X for uma temperatura e A, B e C forem temperaturas concretas, como 10 °C, 20 °C e 30 °C. A este respeito, observa-se ainda que a pessoa versada na técnica é capaz de estender o termo acima a realizações menos específicas do dito recurso, por exemplo, “X é um ou mais dentre A e B” divulgando que X é A, ou B, ou A e B, ou a realizações mais específicas do dito recurso, por exemplo, “X é um ou mais dentre A, B, C e D”, divulgando que X é A, ou B, ou C, ou D, ou A e B, ou A e C, ou A e D, ou B e C, ou B e D, ou C e D, ou A e B e C, ou A e B e D, ou B e C e D, ou A e B e C e D.
[0276] Além disso, no contexto da presente invenção, os recursos relacionados ao primeiro aspecto da presente invenção e os recursos relacionados ao segundo aspecto da presente invenção podem ser combinados de qualquer maneira pela pessoa versada na técnica.
[0277] A presente invenção é ainda ilustrada pelos Exemplos de Referência, Exemplos e Exemplos Comparativos a seguir.
EXEMPLOS EXEMPLO DE REFERÊNCIA 1: MEDIÇÃO DA POROSIDADE DO COMPOSTO
OXÍDICO POROSO
[0278] A porosidade do composto oxídico poroso, por exemplo, óxido de alumínio ou óxido misto de cério-zircônio, foi determinada por fisissorção de N2 e pela análise das isotermas de fisissorção por meio de análise BJH (Barett, Joyner, Halenda) de acordo com DIN 66134.
EXEMPLO DE REFERÊNCIA 2: MEDIÇÃO DA ÁREA DE SUPERFÍCIE
ESPECÍFICA BET DE ALUMINA
[0279] A área de superfície específica BET da alumina foi determinada de acordo com DIN 66131 ou DIN-ISO 9277 com o uso de nitrogênio líquido.
EXEMPLO DE REFERÊNCIA 3: MEDIÇÃO DA POROSIDADE MÉDIA E DO
TAMANHO MÉDIO DOS POROS DO SUBSTRATO DE FLUXO DE PAREDE POROSO
[0280] A porosidade média do substrato de fluxo de parede porosa foi determinada por intrusão de mercúrio com o uso de porosimetria de mercúrio de acordo com DIN 66133 e ISO 15901-1.
EXEMPLO DE REFERÊNCIA 4: DETERMINAÇÃO DAS DISTRIBUIÇÕES DE
TAMANHO DE PARTÍCULA COM BASE NO VOLUME
[0281] As distribuições de tamanho de partícula foram determinadas por um método de espalhamento de luz estático com o uso do equipamento Sympatec HELOS (3200) & QUIXEL, em que a concentração óptica da amostra estava na faixa de 6 a 10%.
EXEMPLO DE REFERÊNCIA 5: DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE DE UMA
PASTA FLUIDA DE CAMADA DE RECOBRIMENTO
[0282] As viscosidades dinâmicas da pasta fluida foram medidas com um HAAKE Rheostress 6000 fabricado pela Thermo Fisher Scientific. Os valores relatados aqui são medidos a uma taxa de cisalhamento de 300 1/s. A viscosidade foi medida a 20 °C.
EXEMPLO DE REFERÊNCIA 6: MÉTODO GERAL DE REVESTIMENTO
[0283] A fim de revestir um substrato de fluxo de parede porosa com um revestimento de conversão de três vias de acordo com a presente invenção, o substrato de fluxo de parede foi imerso verticalmente em uma porção da camada de recobrimento para um comprimento específico do substrato que era igual ao comprimento-alvo do revestimento a ser aplicado. Desta maneira, a camada de recobrimento entrou em contato com as paredes porosas do substrato. A amostra foi deixada na camada de recobrimento por um período específico de tempo, geralmente de 1 a 10 segundos. O substrato foi então removido da camada de recobrimento e o excesso de pasta fluida foi removido do substrato permitindo que ele fosse drenado do substrato e, em seguida, soprando ar comprimido (contra a direção da penetração da camada de recobrimento). O substrato revestido foi então calcinado durante 3 horas a 450 °C.
EXEMPLO COMPARATIVO 1: CATALISADOR FWC EM DESACORDO COM A INVENÇÃO (75 g/l)
[0284] Um substrato de fluxo de parede porosa com um catalisador de conversão de três vias (TWC) que permeia a parede do substrato foi preparado com uma carga de camada de recobrimento de 1,242 g/pol 3 (75 g/l)
em um substrato de cordierita de 11,83*12,7 cm (4,66*5 polegadas) com 300
CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill,
porosidade média de 65% e tamanho médio de poro de 20 micrômetros de acordo com o seguinte método:
(1) 1371 g de uma alumina gama de área de superfície elevada
(área de superfície específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g;
raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 136,8 g de uma solução aquosa de 9,06% em peso de nitrato de ródio (Rh(NO3)3) com adição de
949 g de água desionizada.
A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 2136 g de água desionizada contendo 8 g de n-octanol, 124 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO 3)2)
e 139 g 21,5% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso de um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor
Dv90 das partículas fosse 4,8 micrômetros;
(2) 3756 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC),
um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO2) e Zr
(45% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda Nd, La e Y (15%
em peso no total, cada um calculado como X 2O3) e tendo um valor Dv90 de 31 micrômetros foram impregnados com 227,5 g de uma solução aquosa 18,53%
em peso de nitrato de paládio (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 1155 g de água desionizada.
O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 5006 g de água desionizada contendo 8 g de n- octanol, 290 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 208 g 21,5% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso do aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 4,43 micrômetros; (3) Os materiais obtidos em (1) e (2) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final. O pH da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico para 3,8. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 15,2 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e (4) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a camada de revestimento obtida em (3), conforme descrito no Exemplo de Referência 6 acima, em 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada.
EXEMPLO 1: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 75 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 30 g/l - Dv90 DE 18,89 MICRÔMETROS)
[0285] Um substrato de fluxo de parede porosa, como descrito no Exemplo Comparativo 1, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 0,501 g/pol³ (30 g/l) antes da aplicação do revestimento catalítico TWC como descrito no Exemplo Comparativo 1. O catalisador foi preparado de acordo com o seguinte método: (1) 2664 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 149 m²/g; volume de poro total = 0,535 ml/g) foi adicionado a uma solução aquosa contendo 12819 g de água desionizada, 29 g de n-octanol, 170 g de ácido acético, 433 g de 21,5% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4), 218 g de 59,88% em peso de acetato de bário e 667 g de 78,4% em peso de boemita. O pH da fase aquosa da pasta fluida resultante foi ajustado com ácido acético para 3,5. As partículas da pasta fluida foram então moídas de modo que o valor Dv90 das partículas contidas fosse 18,89 micrômetros. O teor de sólidos da pasta fluida era de 19,04% em peso; (2) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a pasta fluida obtida em (1) como descrito no Exemplo de Referência 6 em 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada; e (3) A pasta fluida de TWC preparada conforme descrito no Exemplo Comparativo 1 foi aplicada ao filtro de fluxo de parede porosa revestida obtido em (2) como descrito no Exemplo de Referência 6 ao longo de 100% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada obtendo um carregamento de TWC no catalisador de 75 g/l.
EXEMPLO 2: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 75 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 15 g/l - Dv90 DE 18,89 MICRÔMETROS)
[0286] Um substrato de fluxo de parede porosa, conforme descrito no Exemplo Comparativo 1, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 0,25 g/pol³ (15 g/l) antes da aplicação do revestimento catalítico TWC, conforme descrito no Exemplo Comparativo 1.
O catalisador foi preparado de acordo com o seguinte método: (1) O componente oxídico foi preparado conforme descrito no Exemplo 1 (1); (2) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a pasta fluida obtida em (1) como descrito no Exemplo de Referência 6 em 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada ; e (3) A pasta fluida de TWC preparada conforme descrito no Exemplo Comparativo 1 foi aplicada ao filtro de fluxo de parede porosa revestida obtido em (2) como descrito no Exemplo de Referência 6 ao longo de 100% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada obtendo um carregamento de TWC no catalisador de 75 g/l.
EXEMPLO 3: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 75 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 30 g/l - Dv90 DE 2,97 MICRÔMETROS)
[0287] Um substrato de fluxo de parede porosa, como descrito no Exemplo Comparativo 1, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 0,501 g/pol³ (30 g/l) antes da aplicação do revestimento catalítico TWC como descrito no Exemplo Comparativo 1. O catalisador foi preparado de acordo com o seguinte método: (1) 4700 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 149 m²/g; volume total de poros = 0,535 ml/g) foram adicionados a uma solução aquosa contendo 22622 g de água desionizada, 50 g de n-octanol, 300 g de ácido acético, 764 g de nitrato de 30,2% em peso de zircônio (Zr(NO 3)4), 386 g de 59,88% em peso de acetato de bário e 1177 g de 78,4% em peso de boemita. O pH da fase aquosa da pasta resultante foi ajustado com ácido acético para 3,7. As partículas da pasta fluida foram então fresadas de modo que o valor Dv90 das partículas contidas fosse 2,97 micrômetros. O teor de sólidos da pasta fluida era de 18,12% em peso; (2) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a pasta fluida obtida em (1) como descrito no Exemplo de Referência 6 em 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada ; e (3) A pasta fluida de TWC preparada conforme descrito no Exemplo Comparativo 1 foi aplicada ao filtro de fluxo de parede porosa revestida obtido em (2) como descrito no Exemplo de Referência 6 ao longo de 100% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada obtendo um carregamento de TWC no catalisador de 75 g/l.
EXEMPLO 4: AVALIAÇÃO DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO
[0288] A contrapressão dos catalisadores obtidos no Exemplo Comparativo 1 e nos Exemplos 1 a 3 foi medida em uma bancada Super Flow Cold Flow SF-1020 Superbench em condições ambientais. Os dados de contrapressão registrados em um fluxo de volume de 700 m³/h foram registrados na Tabela 1.
TABELA 1
DADOS DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO Contrapressão/mbar Exemplo Comparativo 1 65,59 Exemplo 1 90,30 Exemplo 2 68,91 Exemplo 3 80,53
[0289] A partir da Tabela 1, um claro impacto da presença do composto oxídico, além do revestimento catalítico TWC, pode ser visto, ou seja, uma quantidade mais elevada, bem como uma contrapressão de aumento de tamanho de partícula maior em relação ao Exemplo Comparativo 1.
EXEMPLO 5
[0290] Os catalisadores do Exemplo Comparativo 1 e Exemplos 1 a 3 foram enlatados e medidos sob World Light Duty Test Cycle (WLTC) em posição de acoplamento próximo (CC) em uma bancada de motor dinâmica equipada com um motor turbo de injeção direta de 2,0 l. As emissões de número de partículas de acordo com o protocolo do Programa de Medição de Partículas (PMP) foram medidas para sistemas completos e comparadas com a emissão bruta do motor para o cálculo da eficiência de filtração. Os resultados são mostrados na Tabela 2.
TABELA 2
RESULTADOS DE EMISSÃO WLTC NA BANCADA DO MOTOR Número de partículas Eficiência de filtração com base (nº/km) na emissão bruta do motor Exemplo Comparativo 1 7,9514 E+10 56% Exemplo 1 6,5256 E+10 64% Exemplo 2 6,765 E+10 62% Exemplo 3 6,3616 E+10 64% Emissão bruta do motor 1,7906 E+11 - Não aplicável -
[0291] Exemplo 1, Exemplo 2 e Exemplo 3 mostram eficiência de filtração melhorada em comparação com o Exemplo Comparativo 1.
EXEMPLO 6
[0292] Os catalisadores enlatados do Exemplo 5 foram envelhecidos com corte de combustível por 100 h em posição de acoplamento próximo com a temperatura de entrada de 950 °C. O desempenho dos catalisadores envelhecidos foi medido sob o New European Drive Cycle (NEDC) na posição de acoplamento próximo (CC) na bancada do motor de 2,0 l. Os resultados de emissão medidos após os respectivos catalisadores são mostrados na Tabela 3.
TABELA 3 EMISSÕES DE HC, CO E NOX HC [g/km] CO [g/km] NOx [g/km] Exemplo Comparativo 1 0,373 2,219 0,502 Exemplo 1 0,228 1,698 0,396 Exemplo 2 0,276 1,940 0,421 Exemplo 3 0,215 1,590 0,405
[0293] Exemplo 1, o Exemplo 2 e o Exemplo 3 mostram desempenho de conversão gasosa melhorado em comparação com o Exemplo Comparativo 1.
EXEMPLO 7
[0294] Os catalisadores envelhecidos do Exemplo Comparativo 1 e do Exemplo 3, conforme obtidos no Exemplo 6, foram decanados. As amostras foram investigadas quanto à distribuição de elementos com análises de microssonda eletrônica (EMPA). Os resultados do mapeamento de silício são mostrados nas Figuras 1 e 2. Os resultados do Exemplo 3 são exibidos na Figura 1 e os resultados do Exemplo Comparativo 1 são exibidos na Figura 2.
[0295] Na Figura 1, a seta a) mostra a camada de recobrimento catalítico (TWC) e a seta b) mostra o silício presente no componente oxídico à base de alumina, que como pode ser visto na figura, atua como um sub- revestimento. No entanto, de acordo com a Figura 1, não há silício na camada de recobrimento catalítico do catalisador do Exemplo 3. Pelo contrário, como pode ser visto na Figura 2, a seta c) mostra o silício presente na camada de recobrimento catalítico do Exemplo Comparativo 1. Assim, este exemplo demonstra que a migração do silício para a camada de recobrimento catalítico é impedida pelo uso dos catalisadores da invenção, a saber, compreendendo um componente oxídico específico além do revestimento catalítico (ou revestimentos catalíticos).
EXEMPLO COMPARATIVO 2: CATALISADOR FWC NÃO EM DESACORDO COM A INVENÇÃO (100 g/l)
[0296] Um substrato de fluxo de parede porosa com um catalisador de conversão de três vias (TWC) que permeia a parede do substrato foi preparado com uma carga de camada de recobrimento de 1,651 g/pol3 (100 g/l) em um substrato de cordierita de 11,83*12,7 cm (4,66*5 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 65% e tamanho médio de poro de 20 micrômetros de acordo com o seguinte método: (1) 1880 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g; raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 158,2 g de uma solução aquosa de 7,98% em peso de nitrato de ródio (Rh(NO3)3) com adição de 1286 g de água desionizada. A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 2887 g de água desionizada contendo 11 g de n-octanol, 169 g 58,4% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 192 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso de um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,40 micrômetros; (2) 5090 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC), um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO2) e Zr (45% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda Nd, La e Y (15% em peso no total, cada um calculado como X2O3) e tendo um valor Dv90 de 31 micrômetros foram impregnados com 249,4 g de uma solução aquosa 17,20% em peso de nitrato de paládio (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 1603 g de água desionizada. O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 6767 g de água desionizada contendo 11 g de n-octanol, 395 g 58,4% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 289 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso do aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,79 micrômetros; (3) Os materiais obtidos em (1) e (2) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final. O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,8. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 24 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e (4) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a camada de recobrimento obtido a partir de (3), conforme descrito no Exemplo de Referência 6, imergindo 50% do comprimento axial do substrato do lado de entrada mais 3 mm seguido de secagem e calcinação por 3 h a 450 °C, seguida por imersão de 50% do comprimento axial do substrato do lado da saída mais 3 mm, seguido de secagem.
O substrato revestido foi então calcinado durante 3 horas a 450 °C.
EXEMPLO 8: AVALIAÇÃO DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO
[0297] A contrapressão do filtro de partículas obtido conforme descrito nos Exemplos Comparativos 1 e 2 e Exemplos 1 e 3 foi medida em uma bancada SuperFlow Cold Flow SF-1020 Superbench em condições ambientais.
Os dados de contrapressão registrados em um fluxo de volume de 700 m³/h são registrados na Tabela 4.
TABELA 4
DADOS DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO Contrapressão/mbar Exemplo Comparativo 1 65,59 Exemplo Comparativo 2 73,68 Exemplo 1 90,30 Exemplo 3 80,53
[0298] Embora tenha cargas de camada de recobrimento comparáveis, a contrapressão obtida nos Exemplos 1 e 3 é maior do que no Exemplo Comparativo 2. Isso indica que uma parte da camada de recobrimento está localizada nas paredes das passagens de entrada do substrato.
EXEMPLO 9
[0299] Os catalisadores dos Exemplos Comparativos 1 e 2 e dos Exemplos 1 e 3 foram enlatados. Além disso, os ditos catalisadores foram envelhecidos durante 200 h com corte de combustível na posição de acoplamento direto com temperatura do leito de 880 °C. O desempenho dos catalisadores envelhecidos foi medido sob o New European Drive Cycle (NEDC) na posição de acoplamento próximo (CC) na bancada do motor de 2,0 l. Os resultados de emissão medidos após os respectivos catalisadores são mostrados na Tabela 5.
TABELA 5 EMISSÕES DE HC, CO E NOx Amostra HC [g/km] CO [g/km] NOx [g/km] Exemplo Comparativo 1 0,323 1,988 0,485 Exemplo Comparativo 2 0,262 1,582 0,407 Exemplo 1 0,270 1,694 0,366 Exemplo 3 0,290 1,719 0,377
[0300] O catalisador do Exemplo Comparativo 1, que tem uma carga de TWC de 75 g/l, exibe emissões mais elevadas de HC, CO e NOx em comparação com os catalisadores dos Exemplos 1 e 3, que também têm a mesma carga catalítica de TWC. Isso demonstra que o componente oxídico permite melhorar o desempenho do catalisador. Além disso, a Tabela 5 mostra que o catalisador do Exemplo Comparativo 2, que tem uma carga de TWC de 100 g/l, exibe emissões mais baixas de HC, CO e NOx em comparação com o catalisador do Exemplo Comparativo 1, mostrando que, ao aumentar a carga de catalisador de TWC, as emissões de HC, CO e NOx podem ser reduzidas. No entanto, o catalisador do Exemplo Comparativo 2 também mostra desempenho inferior em relação às emissões de NOx em comparação com os catalisadores do Exemplo 1 e Exemplo 3, que têm uma carga de TWC inferior.
EXEMPLO COMPARATIVO 3: CATALISADOR FWC EM DESACORDO COM A INVENÇÃO (REVESTIMENTO INTERNO DA PAREDE - 150 g/l)
[0301] Um substrato de fluxo de parede porosa com um catalisador de conversão de três vias (TWC) que permeia a parede do substrato foi preparado com uma carga de camada de recobrimento de 2,494 g/pol3 (150 g/l) em um substrato de cordierita de tamanho 11,83*11,81 cm (4,66*4,65 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 65% e tamanho médio de poro de 17 micrômetros de acordo com o seguinte método: (1) 2461 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g; raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 142,5 g de uma solução aquosa de 8,60% em peso de nitrato de ródio (Rh(NO3)3) com adição de 1581 g de água desionizada. A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 3821 g de água desionizada contendo 14 g de n-octanol, 223 g 58,5% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2)
e 251 g 21,4% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso de um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor
Dv90 das partículas fosse 5,54 micrômetros;
(2) 6673 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC),
um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO 2) e Zr
(50% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda La e Y (10% em peso no total, cada um calculado como X2O3) e tendo um valor Dv90 de 12,7 micrômetros foram impregnados com 671,6 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 18,74% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 1.383 g de água desionizada.
O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 9063 g de água desionizada contendo 14 g de n-
octanol, 521 g 58,5% em peso de nitrato de bário (Ba(NO 3)2) e 376 g 21,4% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso do aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse de
5,60 micrômetros;
(3) Os materiais obtidos em (1) e (2) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final.
O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,7. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 22,3 mPa•s,
medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e
(4) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a camada de recobrimento obtida a partir de (3), conforme descrito no Exemplo de
Referência 6, imergindo 50% do comprimento axial do substrato do lado de entrada mais 3 mm seguido de secagem e calcinação por 3 horas a 450 °C e depois por imersão de 50% do comprimento axial do substrato do lado da saída mais 3 mm seguido de secagem.
O substrato revestido foi então calcinado durante 3 horas a 450 °C.
EXEMPLO 10: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 120 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 30 g/l - Dv90 DE 3,38 MICRÔMETROS)
[0302] Um substrato de fluxo de parede porosa, um substrato de cordierita com tamanho de 11,83*11,81 cm (4,66*4,65 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 65% e tamanho médio de poro de 17 micrômetros, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 30 g/l antes da aplicação dos revestimentos catalíticos TWC com uma carga de 2,002 g/pol3 (120 g/l) de acordo com o seguinte método: (1) 3734 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área superficial específica BET = 149 m²/g; volume de poro total = 0,535 ml/g) foram adicionados a uma solução aquosa contendo 24460 g de água desionizada, 38 g de n-octanol, 225 g de acético ácido, 583 g de 29,7% em peso de acetato de zircônio, 291 g de 59,56% em peso de acetato de bário e 876 g de 79,00% em peso de boemita. O pH da fase aquosa da pasta fluida resultante foi ajustado com ácido acético para 3,5. As partículas da pasta fluida foram então fresadas de modo que o valor Dv90 das partículas contidas fosse 3,38 micrômetros. O teor de sólidos da pasta fluida era de 15,12% em peso; (2) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a pasta fluida obtida em (1) como descrito no Exemplo de Referência 6 em 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada; (3) 1532 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área superficial específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g; raio médio de poro = 109 Angstrom) foram impregnados com 110,9 g de uma solução aquosa de 8,60% em peso de nitrato de ródio (Rh(NO3)3) com adição de 850 g de água desionizada. A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 h para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 2382 g de água desionizada contendo 9 g de n-octanol, 139 g 58,5% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2)
e 156 g 21,4% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso de um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor
Dv90 das partículas fosse 5,02 micrômetros;
(4) 4221 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC),
um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO 2) e Zr
(45% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda Nd, La e Y (15%
em peso no total, cada um calculado como X 2O3) e tendo um valor Dv90 de 31 micrômetros foram impregnados com 522,8 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 18,74% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 1125 g de água desionizada.
O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 5671 g de água desionizada contendo 9 g de n-
octanol, 325 g 58,5% em peso de nitrato de bário (Ba(NO 3)2) e 234 g 21,4% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso do aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,94 micrômetros;
(5) Os materiais obtidos de (3) e (4) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final.
O pH da pasta fluida foi ajustado com ácido acético a 3,7. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 18,5 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e
(6) O substrato de fluxo de parede porosa revestida obtido de (2)
foi revestido com a pasta fluida (revestimento catalítico TWC) obtido de (5),
conforme descrito no Exemplo de Referência 6, por imersão de 50% do comprimento axial do substrato do lado de entrada mais 3 mm seguido de secagem e calcinação por 3 h a 450 °C e, em seguida, foi revestido com a pasta fluida obtida a partir de (5) (revestimento catalítico do 2° TWC) por imersão de
50% do comprimento axial do substrato do lado da saída mais 3 mm seguido de secagem. O substrato revestido foi então calcinado durante 3 horas a 450 °C.
EXEMPLO 11: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 90 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 30 g/l - Dv90 DE 3,38 MICRÔMETROS)
[0303] Um substrato de fluxo de parede porosa, um substrato de cordierita com tamanho de 11,83*11,81 cm (4,66*4,65 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 65% e tamanho médio de poro de 17 micrômetros, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 30 g/l antes da aplicação do catalítico TWC com uma carga de 1,511 g/pol3 (90 g/l) de acordo com o seguinte método: (1) O componente oxídico foi preparado e disposto no substrato conforme descrito no Exemplo 10, (1) e (2); (2) 1447 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área superficial específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g; raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 139,7 g de uma solução aquosa de 8,60% em peso de nitrato de ródio (Rh(NO3)3) com adição de 776 g de água desionizada. A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 h para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 2255 g de água desionizada contendo 9 g de n-octanol, 131 g 58,5% em peso de nitrato de bário (Ba(NO 3)2) e 147 g 21,4% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso de um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 4,79 micrômetros; (3) 3986 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC), um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO2) e Zr (45% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda Nd, La e Y (15% em peso no total, cada um calculado como X2O3) e tendo um valor Dv90 de 31 micrômetros foram impregnados com 658,3 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 18,74% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 957 g de água desionizada. O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 5397 g de água desionizada contendo 9 g de n-octanol, 307 g 58,5% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 221 g 21,4% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4).
A mistura resultante foi fresada com uso do aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 4,72 micrômetros; (4) Os materiais obtidos de (2) e (3) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final. O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,9. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 15,8 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e (5) O substrato de fluxo de parede porosa obtido após (1) foi revestido com a pasta fluida obtida de (4) como descrito no Exemplo de Referência 6 acima em 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada.
EXEMPLO 12: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 75 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 30 g/l - Dv90 DE 3,38 MICRÔMETROS)
[0304] Um substrato de fluxo de parede porosa, um substrato de cordierita com tamanho de 11,83*11,81 cm (4,66*4,65 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 65% e tamanho médio de poro de 17 micrômetros, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 30 g/l antes da aplicação do revestimento catalítico TWC com uma carga de 1,265 g/pol3 (75 g/l) de acordo com o seguinte método: (1) O componente oxídico foi preparado e disposto no substrato conforme descrito no Exemplo 10, (1) e (2); (2) 1344 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área superficial específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g; raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 155,7 g de uma solução aquosa de 8,60% em peso de nitrato de ródio (Rh(NO3)3) com adição de 701 g de água desionizada. A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 2.098 g de água desionizada contendo 8 g de n-octanol, 122 g 58,5% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 137 g 21,4% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso de um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 4,83 micrômetros; (3) 3703 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC), um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO2) e Zr (45% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda Nd, La e Y (15% em peso no total, cada um calculado como X2O3) e tendo um valor Dv90 de 31 micrômetros foram impregnados com 733,8 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 18,74% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 810 g de água desionizada. O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 5045 g de água desionizada contendo 8 g de n-octanol, 285 g 58,5% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 205 g 21,4% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4).
A mistura resultante foi fresada com uso do aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 4,91 micrômetros; (4) Os materiais obtidos de (2) e (3) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final. O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,6. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 15,8 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e (5) O substrato de fluxo de parede porosa revestida obtido em (1) foi revestido com a camada de recobrimento obtida em (4) como descrito no Exemplo de Referência 6 ao longo de 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada.
EXEMPLO 13: AVALIAÇÃO DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO
[0305] A contrapressão dos filtros de partículas obtidos conforme descrito nos Exemplo Comparativo 1 e 2 e Exemplos 1 e 3 foi medida em uma bancada SuperFlow Cold Flow SF-1020 Superbench em condições ambientais. Os dados de contrapressão registrados em um fluxo de volume de 700 m³/h são registrados na Tabela 6.
TABELA 6
DADOS DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO Contrapressão/mbar Exemplo Comparativo 3 85,48 Exemplo 10 101,08 Exemplo 11 103,14 Exemplo 12 98,12
[0306] As contrapressões mais altas obtidas com os Exemplos 10 a 12, tendo a carga total igual ou inferior, em comparação com o Exemplo Comparativo 3, indicam uma aplicação parcial de camada de recobrimento nas paredes do substrato.
EXEMPLO 14
[0307] Os catalisadores do Exemplo Comparativo 3 e Exemplos 9 a 11 foram enlatados. Além disso, eles foram envelhecidos por 200 horas com combustível reduzido em posição de acoplamento direto com temperatura do leito de 960 °C. Os catalisadores envelhecidos foram medidos sob o Procedimento de Teste Federal (FTP75) na posição de acoplamento próximo (CC) na bancada do motor de 2,0 l. Os resultados de emissão medidos após os respectivos catalisadores são mostrados na Tabela 7.
TABELA 7 EMISSÕES DE HC, CO E NOx Amostra HC [g/km] CO [g/km] NOx [g/km] Exemplo Comparativo 3 0,212 2,017 0,435 Exemplo 10 0,168 1,392 0,295 Exemplo 11 0,169 1,505 0,282 Exemplo 12 0,176 1,740 0,327
[0308] Os catalisadores dos Exemplos 10 a 12 mostram desempenho de conversão gasosa melhorado em comparação com o catalisador do Exemplo Comparativo 3. Este exemplo mostra que, mesmo sob condições envelhecidas, os catalisadores de acordo com a presente invenção permitem obter emissões reduzidas de HC, CO e NOx que demonstram que os catalisadores da presente invenção têm uma estabilidade térmica melhorada.
EXEMPLO COMPARATIVO 4: CATALISADOR FWC EM DESACORDO COM A INVENÇÃO (REVESTIMENTO INTERNO DA PAREDE - 150 g/l)
[0309] Um substrato de fluxo de parede porosa com um catalisador de conversão de três vias (TWC) que permeia a parede do substrato foi preparado com uma carga de camada de recobrimento de 2,501 g/pol 3 (150 g/l) em um substrato de cordierita de 11,83*15,24 cm (4,66*6 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 65% e tamanho médio de poro de 17 micrômetros de acordo com o seguinte método: (1) 2807 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g; raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 288,7 g de uma solução aquosa de 8,98% em peso de nitrato de ródio (Rh(NO3)3) com adição de
1.592 g de água desionizada. A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 4459 g de água desionizada contendo 17 g de n-octanol, 260 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 297 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso de um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor Dv90 das partículas fosse de 5,86 micrômetros; (2) 7809 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC), um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO 2) e Zr
(45% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda Nd, La e Y (15% em peso no total, cada um calculado como X2O3) e tendo um valor Dv90 de micrômetro foram impregnados com 862,3 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 19,23% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 2.149 g de água desionizada. O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 10.564 g de água desionizada contendo 17 g de n- octanol, 606 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO 3)2) e 445 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso do aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 4,77 micrômetros; (3) Os materiais obtidos em (1) e (2) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final. O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,7. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 20,9 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e (4) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a camada de recobrimento obtido a partir de (3), conforme descrito no Exemplo de Referência 6, imergindo 50% do comprimento axial do substrato do lado de entrada mais 3 mm seguido de secagem e calcinação por 3 h a 450 °C, seguida por imersão de 50% do comprimento axial do substrato do lado da saída mais 3 mm, seguido de secagem. O substrato revestido foi então calcinado durante 3 horas a 450 °C.
EXEMPLO 15: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 120 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 30 g/l - Dv90 DE 3,18 MICRÔMETROS)
[0310] Um substrato de fluxo de parede porosa, um substrato de cordierita com tamanho de 11,83*15,24 cm (4,66*6 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 65% e tamanho médio de poro de 17 micrômetros, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 30 g/l antes da aplicação dos revestimentos catalíticos TWC com uma carga de 2,009 g/pol3 (120 g/l) de acordo com o seguinte método: (1) 5291 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 149 m²/g; volume total de poros = 0,535 ml/g) foram adicionados a uma solução aquosa contendo 36706 g de água desionizada, 57 g de n-octanol, 338 g de ácido acético, 861 g de 29,7% em peso de acetato de zircônio, 434 g de 59,88% em peso de acetato de bário e 1315 g de 79,00% em peso de boemita. O pH da pasta fluida resultante foi ajustado com ácido acético para 3,6. A pasta fluida foi então fresada de modo que o valor Dv90 das partículas contidas fosse 3,18 micrômetros. O teor de sólidos da pasta fluida era de 14,47% em peso; (2) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com uma pasta obtida a partir de (1), conforme descrito no Exemplo de Referência 6; (3) 2196 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g; raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 282,3 g de uma solução aquosa de nitrato de ródio a 8,98% em peso (Rh(NO 3)3) com adição de
1.134 g de água desionizada. A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 3.497 g de água desionizada contendo 13 g de n-octanol, 203 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 232 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada usando um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,23 micrômetros; (4) 6109 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC), um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO 2) e Zr (45% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda Nd, La e Y (15%
em peso no total, cada um calculado como X 2O3) e tendo um valor Dv90 de 31 micrômetros foram impregnados com 843,3 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 18,74% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 1.573 g de água desionizada. O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 8.309 g de água desionizada contendo 13 g de n- octanol, 474 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 348 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso do aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,56 micrômetros; (5) Os materiais obtidos a partir de (3) e (4) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final. O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico para 3,4. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 15,3 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e (6) O substrato de fluxo de parede porosa revestida foi revestido com a pasta obtida a partir de (5), conforme descrito no Exemplo de Referência 6, por imersão de 50% do comprimento axial do substrato do lado de entrada mais 3 mm seguido por secagem e calcinação por 3 h em 450 °C (revestimento catalítico TWC) e, em seguida, através da imersão de 50% do comprimento axial do substrato na suspensão obtida a partir de (5) a partir do lado de saída mais de 3 mm (2° revestimento catalítico TWC) seguido de secagem. O substrato revestido foi então calcinado durante 3 horas a 450 °C.
EXEMPLO 16: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 150 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 15 g/l)
[0311] Um substrato de fluxo de parede porosa, um substrato de cordierita com tamanho de 11,83*15,24 cm (4,66*6 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 65% e tamanho médio de poro de 17 micrômetros, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 15 g/l antes da aplicação dos revestimentos catalíticos TWC com uma carga de 2,501 g/pol3 (150 g/l) de acordo com o seguinte método: (1) 6670 g de um hidróxido de óxido de alumínio de fase boemita altamente dispersa (Dv50 <0,5 micrômetro) 79,00% em peso foram adicionados a uma solução aquosa contendo 16296 g de água desionizada, 6 g de ácido acético e 132 g de n-octanol. A mistura resultante foi fresada para homogeneizar a pasta fluida. O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,2. A medição do tamanho de partícula por dispersão de luz não era aplicável a esta pasta fluida. O teor de sólidos da pasta fluida era de 19,29% em peso; (2) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a pasta fluida obtida em (1) como descrito no Exemplo de Referência 6 em 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada para a extremidade de saída; (3) 2005 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g; raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 206,2 g de uma solução aquosa de nitrato de ródio a 8,98% em peso (Rh(NO 3)3) com adição de
1.219 g de água desionizada. A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 3185 g de água desionizada contendo 12 g de n-octanol, 185 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 212 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso de um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,14 micrômetros; (4) 5525 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC), um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO2) e Zr (50% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda La e Y (10% em peso no total, cada um calculado como X2O3) e tendo um valor Dv90 de 12,7 micrômetros foram impregnados com 616,0 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 19,23% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 1477 g de água desionizada. O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 7546 g de água desionizada contendo 12 g de n- octanol, 433 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO 3)2) e 318 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso do aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,51 micrômetros; (5) Os materiais obtidos a partir de (3) e (4) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final. O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,2. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 17,0 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e (6) O substrato de fluxo de parede porosa revestida obtido a partir de (2) foi revestido com a pasta obtida a partir de (5), conforme descrito no Exemplo de Referência 6, por imersão de 50% do comprimento axial do substrato do lado de entrada mais 3 mm (revestimento catalítico TWC) seguido por secagem e calcinação por 3 h em 450 °C e, em seguida, através da imersão de 50% do comprimento axial do substrato na suspensão obtida a partir de (5) a partir do lado de saída mais de 3 mm (2° revestimento catalítico TWC) seguido de secagem. O substrato revestido foi então calcinado durante 3 horas a 450 °C.
EXEMPLO 17: AVALIAÇÃO DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO
[0312] A contrapressão dos catalisadores obtida conforme descrito no Exemplo Comparativo 4 e nos Exemplos 15 e 16 foi medida em uma bancada SuperFlow Cold Flow SF-1020 Superbench em condições ambientais. Os dados de contrapressão registrados em um fluxo de volume de 500 m³/h são registrados na Tabela 8.
TABELA 8
DADOS DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO Contrapressão/mbar Exemplo Comparativo 4 51,6 Exemplo 15 104,4 Exemplo 16 53,8
[0313] A contrapressão mais alta obtida com o Exemplo 15 em comparação com o Exemplo Comparativo 4 indica uma aplicação parcial da camada de recobrimento nas paredes do substrato.
EXEMPLO 18
[0314] Os catalisadores do Exemplo Comparativo 4 e Exemplos 15 e 16 foram enlatados e medidos sob World Light Duty Test Cycle (WLTC) na posição de acoplamento próximo (CC) em uma bancada de motor dinâmico equipado com um motor turbo de injeção direta de 2,0 l. As emissões de número de partículas de acordo com o protocolo de PMP foram medidas para sistemas completos e comparadas com a emissão bruta do motor para o cálculo da eficiência de filtração. Os resultados são mostrados na Tabela 9.
TABELA 9
RESULTADOS DE EMISSÃO WLTC NA BANCADA DO MOTOR Eficiência de filtração Número de com base na emissão partículas (nº/km) bruta do motor Exemplo Comparativo 4 8,3951E+10 58% Exemplo 15 5,2249E+10 74% Exemplo 16 8,1555E+10 59% Emissão bruta do motor 1,9993E+11 - não aplicável -
[0315] O catalisador do Exemplo 15 mostra eficiência de filtração melhorada em comparação com o Exemplo Comparativo 4. A maior eficiência de filtração obtida com o Exemplo 15 indica a aplicação parcial da camada de recobrimento nas paredes do substrato.
EXEMPLO 19
[0316] Os catalisadores enlatados do Exemplo Comparativo 4 e dos Exemplos 15 e 16 foram envelhecidos com corte de combustível a 100 h em posição de acoplamento próximo com temperatura de entrada de 950 °C. Os catalisadores envelhecidos foram medidos sob o World Harmonized Light Duty Test Cycle (WLTC) na posição de acoplamento próximo (CC) na bancada do motor de 2,0 l. Os resultados de emissão medidos após os respectivos catalisadores são mostrados na Tabela 10.
TABELA 10 EMISSÕES DE HC, CO E NOx Amostra HC [g/km] CO [g/km] NOx [g/km] Exemplo Comparativo 4 0,86 1,307 0,193 Exemplo 15 0,66 0,966 0,134 Exemplo 16 0,065 1,008 0,094
[0317] Os catalisadores dos Exemplos 15 e 16 mostram desempenho de conversão gasosa melhorado em comparação com o catalisador do Exemplo Comparativo 4. Este exemplo mostra que mesmo em condições de envelhecimento, os catalisadores de acordo com a presente invenção permitem obter emissões reduzidas de HC, CO e NOx. Isto demonstra que os catalisadores da presente invenção têm uma estabilidade térmica melhorada.
EXEMPLO COMPARATIVO 5: CATALISADOR FWC EM DESACORDO COM A INVENÇÃO (150 g/l)
[0318] Um substrato de fluxo de parede porosa com um catalisador de conversão de três vias (TWC) que permeia a parede do substrato foi preparado com uma carga de camada de recobrimento de 2,494 g/pol 3 (150 g/l)
em um substrato de cordierita de 11,83*15,24 cm (4,66*6 polegadas) com 300
CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill,
porosidade média de 63% e tamanho médio de poro de 20 micrômetros de acordo com o seguinte método:
(1) 1629 g de uma alumina gama de área de superfície elevada
(área de superfície específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g;
raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 174,2 g de uma solução aquosa de 8,50% em peso de nitrato de ródio (Rh(NO3)3) com adição de
968 g de água desionizada.
A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 2548 g de água desionizada contendo 10 g de n-octanol, 148 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2)
e 170 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada usando um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,51 micrômetros;
(2) 4419 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC),
um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO 2) e Zr
(50% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda La e Y (10% em peso no total, cada um calculado como X2O3) e tendo um valor Dv90 de 12,7 micrômetros foram impregnados com 513,0 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 18,48% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 1.168 g de água desionizada.
O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 6036 g de água desionizada contendo 10 g de n-
octanol, 346 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO 3)2) e 255 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi moída com uso do aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,98 micrômetros;
(3) Os materiais obtidos em (1) e (2) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final. O pH da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,2. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 18,5 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e (4) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a camada de recobrimento obtida a partir de (3), conforme descrito no Exemplo de Referência 6, imergindo-se 50% do comprimento axial do substrato do lado de entrada mais 3 mm seguido de secagem e calcinação por 3 h a 450 °C, seguida por imersão de 50% do comprimento axial do substrato do lado da saída mais 3 mm, seguido de secagem. O substrato revestido foi então calcinado durante 3 horas a 450 °C.
EXEMPLO 20: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 120 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 30 g/l)
[0319] Um substrato de fluxo de parede porosa, um substrato de cordierita com tamanho de 11,83*15,24 cm (4,66*6 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 63% e tamanho médio de poro de 20 micrômetros, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 30 g/l antes da aplicação dos revestimentos catalíticos TWC com uma carga de 2,009 g/pol3 (120 g/l) de acordo com o seguinte método: (1) 6367 g de um hidróxido de óxido de alumínio de fase boemita altamente dispersa (Dv50 <0,5 micrômetro) 79,40% em peso foram adicionados a uma solução aquosa contendo 13553 g de água desionizada e 150 g de n- octanol. A mistura resultante foi fresada para homogeneizar e obter uma pasta fluida. O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,8.
A medição do tamanho de partícula por dispersão de luz não era aplicável a esta solução. O teor de sólidos da pasta fluida era de 23,88% em peso. (2) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a pasta fluida obtida em (1) como descrito no Exemplo de Referência 6 em 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada; (3) 3546 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g; raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 474,2 g de uma solução aquosa de nitrato de ródio a 8,50% em peso (Rh(NO 3)3) com adição de
2.072 g de água desionizada. A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 5562 g de água desionizada contendo 21 g de n-octanol, 323 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 370 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada com uso de aparelho de fresagem contínua de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,62 micrômetros; (4) 9625 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC), um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO2) e Zr (50% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda La e Y (10% em peso no total, cada um calculado como X2O3) e tendo um valor Dv90 de 12,7 micrômetros foram impregnados com 1396,6 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 18,48% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 2365 g de água desionizada. O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 13.217 g de água desionizada contendo 21 g de n- octanol, 754 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 555 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada usando o aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,32 micrômetros; (5) Os materiais obtidos a partir de (3) e (4) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final. O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico para 3,6. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 26,3 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e (6) O substrato de fluxo de parede porosa revestida obtido de (2) foi revestido com a pasta obtida a partir de (5), conforme descrito no Exemplo de Referência 6, por imersão de 50% do comprimento axial do substrato do lado de entrada mais 3 mm seguido por secagem e calcinação por 3 h em 450 °C (revestimento catalítico TWC) e, em seguida, através da imersão de 50% do comprimento axial do substrato na suspensão obtida a partir de (5) a partir do lado de saída mais de 3 mm (2° revestimento catalítico TWC) seguido de secagem. O substrato revestido foi então calcinado durante 3 horas a 450 °C.
EXEMPLO 21: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 120 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 30 g/l - Dv90 DE 4,51 MICRÔMETROS)
[0320] Um substrato de fluxo de parede porosa, um substrato de cordierita com tamanho de 11,83*15,24 cm (4,66*6 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 63% e tamanho médio de poro de 20 micrômetros, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 30 g/l antes da aplicação dos revestimentos catalíticos TWC com uma carga de 2,009 g/pol3 (150 g/l) de acordo com o seguinte método: (1) 4516 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 149 m²/g; volume total de poros = 0,535 ml/g) foram adicionados a uma solução aquosa contendo 10.527 g de água desionizada, 40 g de n-octanol, 288 g de ácido acético, 608 g de 30,34% em peso de acetato de zircônio, 309 g de 59,84% em peso de acetato de bário. O pH da fase aquosa da pasta fluida resultante foi ajustado com ácido nítrico a 3,4.
A pasta fluida foi então fresada de modo que o valor Dv90 das partículas contidas fosse 4,51 micrômetros. O teor de sólidos da pasta fluida era de 19,65% em peso. (2) A pasta fluida obtida em (1) foi revestida como descrito no Exemplo de
Referência 6 em 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada; e (3) O substrato de fluxo de parede porosa obtido em (2) foi revestido com a pasta fluida de TWC obtida no Exemplo 20 (3)-(5) como descrito no Exemplo 20, (6).
EXEMPLO 22: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 120 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 30 g/l - Dv90 DE 4,83 MICRÔMETROS)
[0321] Um substrato de fluxo de parede porosa, um substrato de cordierita com tamanho de 11,83*15,24 cm (4,66*6 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 63% e tamanho médio de poro de 20 micrômetros, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 30 g/l antes da aplicação dos revestimentos catalíticos TWC com uma carga de 2,009 g/pol3 (150 g/l) de acordo com o seguinte método: (1) 4765 g de uma gama de alumina de área de superfície elevada (área superficial específica BET = 80 m²/g; volume de poro total = 0,42 ml/g) foi adicionado a uma solução aquosa contendo 10905 g de água desionizada, 42 g de n-octanol, 114 g de acético ácido, 634 g de 30,34% em peso de acetato de zircônio, 321 g de 59,84% em peso de acetato de bário. O pH da fase aquosa da pasta fluida resultante foi ajustado com ácido nítrico a 3,8. A pasta fluida foi então fresada de modo que o valor Dv90 das partículas contidas fosse 4,83 micrômetros. O teor de sólidos da pasta fluida era de 19,20% em peso. (2) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a pasta fluida obtida em (1) como descrito no Exemplo de Referência 6 em 100% do comprimento axial do substrato a partir do lado de entrada; e (3) O substrato de fluxo de parede porosa obtido em (2) foi revestido com a pasta fluida de TWC obtida no Exemplo 20 (3)-(5) como descrito no Exemplo 20, (6).
EXEMPLO 23: AVALIAÇÃO DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO
[0322] A contrapressão dos catalisadores obtida conforme descrito no Exemplo Comparativo 5 e nos Exemplos 20 a 22 foi medida em uma bancada SuperFlow Cold Flow SF-1020 Superbench em condições ambientais. Os dados de contrapressão registrados em um fluxo de volume de 600 m³/h são relatados na Tabela 11.
TABELA 11
DADOS DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO Contrapressão/mbar Exemplo Comparativo 5 76,8 Exemplo 20 84,5 Exemplo 21 101,6 Exemplo 22 95,9
[0323] A maior eficiência de filtração obtida com os Exemplos 20 a 22 em comparação com o Exemplo Comparativo 5 indica a aplicação parcial da camada de recobrimento nas paredes do substrato.
EXEMPLO 24
[0324] Os catalisadores enlatados do Exemplo Comparativo 5 e dos Exemplos 20 a 22 foram envelhecidos com corte de combustível por 100 h em posição de acoplamento próximo com temperatura de entrada de 950 °C. As latas envelhecidas foram medidas sob World Light Duty Test Cycle (WLTC) na posição de acoplamento próximo (CC) na bancada de motor de 2,0 l. Os resultados de emissão medidos após os respectivos catalisadores são mostrados na Tabela 12.
TABELA 12 EMISSÕES DE HC, CO E NOx Amostra HC [g/km] CO [g/km] NOx [g/km] Exemplo Comparativo 5 0,106 0,676 0,127 Exemplo 20 0,097 0,687 0,121 Exemplo 21 0,103 0,631 0,094 Exemplo 22 0,094 0,635 0,109
[0325] Os catalisadores dos Exemplos 20 a 22 mostram desempenho de conversão gasosa melhorado em comparação com o catalisador do Exemplo Comparativo 5. Este exemplo mostra que mesmo em condições de envelhecimento, os catalisadores de acordo com a presente invenção permitem obter emissões reduzidas de HC, CO e NOx. Isto demonstra que os catalisadores da presente invenção têm uma estabilidade térmica melhorada.
EXEMPLO 25
[0326] Os catalisadores do Exemplo Comparativo 5 e Exemplos 20 a 22 foram enlatados e medidos sob World Light Duty Test Cycle (WLTC) em posição de acoplamento próximo (CC) em uma bancada de motor dinâmica equipada com um motor turbo de injeção direta de 2,0 l. As emissões de número de partículas de acordo com o protocolo de PMP foram medidas para sistemas completos e comparadas com a emissão bruta do motor para o cálculo da eficiência de filtração. Os resultados são mostrados na Tabela 13.
TABELA 13
RESULTADOS DE EMISSÃO WLTC NA BANCADA DO MOTOR Eficiência de filtração Número de com base na emissão partículas (nº/km) bruta do motor Exemplo Comparativo 5 1,24813E+11 65,9% Exemplo 20 9,88E+10 73,1% Exemplo 21 8,24E+10 77,5% Emissão bruta do motor 3,67E+11 - não aplicável -
[0327] Os catalisadores dos Exemplos 20 e 21 mostram eficiência de filtração melhorada em comparação com o catalisador do Exemplo Comparativo 5.
EXEMPLO COMPARATIVO 6: CATALISADOR FWC EM DESACORDO COM A INVENÇÃO (100 g/l)
[0328] Um substrato de fluxo de parede porosa com um catalisador de conversão de três vias (TWC) que permeia a parede do substrato foi preparado com uma carga de camada de recobrimento de 1,639 g/pol 3 (100 g/l) em um substrato de cordierita de 11,83*10,16 cm (4,66*4 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 65% e tamanho de poro médio de 17 micrômetros de acordo com o seguinte método: (1) 1598 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g; raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 243,6 g de uma solução aquosa de 7,27% em peso de nitrato de ródio (Rh(NO3)3) com adição de 891 g de água desionizada. A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 2543 g de água desionizada contendo 10 g de n-octanol, 148 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 169 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada usando um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,76 micrômetros; (2) 4433 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC), um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO 2) e Zr (50% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda La e Y (10% em peso no total, cada um calculado como X2O3) foi impregnado com 639 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 17,99% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 1123 g de água desionizada. O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal. O material calcinado foi adicionado a 6042 g de água desionizada contendo 10 g de n-octanol, 345 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 254 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada usando o aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,27 micrômetros; (3) Os materiais obtidos em (1) e (2) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final. O pH da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,2. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 28,6 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e (4) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a camada de recobrimento obtida a partir de (3), conforme descrito no Exemplo de Referência 6, imergindo-se 50% do comprimento axial do substrato do lado de entrada mais 3 mm seguido de secagem e calcinação por 3 h a 450 °C, seguida por imersão de 50% do comprimento axial do substrato do lado da saída mais 3 mm, seguido de secagem. O substrato revestido foi então calcinado durante 3 horas a 450 °C.
EXEMPLO 26: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 70 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 30 g/l - Dv90 DE 4,85 MICRÔMETROS)
[0329] Um substrato de fluxo de parede porosa, um substrato de cordierita com tamanho de 11,83*10,16 cm (4,66*4 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 65% e tamanho médio de poro de 17 micrômetros, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 30 g/l antes da aplicação do revestimento catalítico TWC com uma carga de 1,148 g/pol3 (70 g/l) de acordo com o seguinte método: (1) 4233 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 149 m²/g; volume total de poros = 0,535 ml/g) foi adicionado a uma solução aquosa contendo 9867 g de água deionizada, 38 g de n-octanol, 289 g de 59,93% em peso de acetato de bário. O pH da fase aquosa da pasta fluida resultante foi ajustado com ácido cítrico a 3,3. A pasta fluida foi então fresada de modo que o valor Dv90 das partículas contidas fosse
4,85 micrômetros.
O teor de sólidos da pasta fluida era de 28,89% em peso;
(2) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a pasta fluida obtida em (1) como descrito no Exemplo de Referência 6 em 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada;
(3) 1287 g de uma alumina gama de área de superfície elevada
(área de superfície específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g;
raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 280,2 g de uma solução aquosa de nitrato de ródio a 7,27% em peso (Rh(NO3)3) com adição de
669 g de água desionizada.
A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 2058 g de água desionizada contendo 8 g de n-octanol, 119 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO 3)2)
e 136 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada usando um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 4,98 micrômetros;
(4) 3558 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC),
um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO 2) e Zr
(50% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda La e Y (10% em peso no total, cada um calculado como X2O3) e tendo um valor Dv90 de 12,7 micrômetros foram impregnados com 735,8 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 17,99% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 733 g de água desionizada.
O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 4920 g de água desionizada contendo 8 g de n-octanol, 278 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 204 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada usando o aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 5,25 micrômetros; (5) Os materiais obtidos a partir de (3) e (4) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final. O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,5. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 10,3 mPa•s, medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e
[0330] (6) O substrato de fluxo de parede porosa revestida obtido em (2) foi revestido com a camada de recobrimento obtida em (5) como descrito no Exemplo de Referência 6 imergindo 100% do comprimento axial do substrato da entrada seguido pela secagem e calcinação por 3 horas a 450 °C (revestimento catalítico TWC). O substrato revestido foi então calcinado durante 3 horas a 450 °C.
EXEMPLO 27: CATALISADOR FWC (REVESTIMENTO CATALÍTICO TWC A 70 g/l + COMPONENTE OXÍDICO A 30 g/l - Dv90 DE 4,85 MICRÔMETROS)
[0331] Um substrato de fluxo de parede porosa, um substrato de cordierita com tamanho de 11,83*10,16 cm (4,66*4 polegadas) com 300 CPSI (células por polegada quadrada), espessura de parede de 8 mill, porosidade média de 65% e tamanho médio de poro de 17 micrômetros, foi revestido com um componente oxídico com uma carga de 30 g/l antes da aplicação dos revestimentos catalíticos TWC com uma carga de 1,148 g/pol3 (70 g/l) de acordo com o seguinte método: (1) O substrato de fluxo de parede porosa foi revestido com a pasta fluida obtida do Exemplo 26 (1) como descrito no Exemplo de Referência 6 em 100% do comprimento axial do substrato a partir da extremidade de entrada; (2) 1287 g de uma alumina gama de área de superfície elevada (área de superfície específica BET = 144 m²/g; volume de poro total = 0,843 ml/g; raio de poro médio = 109 Angstrom) foram impregnados com 280,2 g de uma solução aquosa de nitrato de ródio a 7,27% em peso (Rh(NO 3)3) com adição de 669 g de água desionizada. A alumina impregnada com Rh foi calcinada ao ar a uma temperatura de 590 °C durante 3 horas para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 2058 g de água desionizada contendo 8 g de n-octanol, 119 g 58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO 3)2)
e 136 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada usando um aparelho de fresagem contínua de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 13,15 micrômetros;
(3) 3558 g de um composto de armazenamento de oxigênio (OSC),
um óxido misto que compreende Ce (40% em peso calculado como CeO 2) e Zr
(50% em peso calculado como ZrO2), e que compreende ainda La e Y (10% em peso no total, cada um calculado como X2O3) e tendo um valor Dv90 de 12,7 micrômetros foram impregnados com 735,8 g de uma solução aquosa de nitrato de paládio a 17,99% em peso (Pd(NO3)2)) juntamente com a adição de 733 g de água desionizada.
O OSC impregnado com Pd foi calcinado a uma temperatura de 590 °C para formar os respectivos óxidos de metal.
O material calcinado foi adicionado a 4920 g de água desionizada contendo 8 g de n-octanol, 278 g
58,6% em peso de nitrato de bário (Ba(NO3)2) e 204 g 21,0% em peso de nitrato de zircônio (Zr(NO3)4). A mistura resultante foi fresada usando o aparelho descrito acima de modo que o valor Dv90 das partículas fosse 13,13 micrômetros;
(4) Os materiais obtidos de (3) e (4) foram combinados para formar a pasta fluida de TWC final.
O pH da fase aquosa da pasta fluida foi ajustado com ácido nítrico a 3,7. A pasta fluida final tinha uma viscosidade de 8,82 mPa•s,
medida conforme descrito no Exemplo de Referência 5; e
(5) O substrato de fluxo de parede porosa revestida obtido em (2)
foi revestido com a camada de recobrimento obtida em (5) como descrito no
Exemplo de Referência 6 imergindo-se 100% do comprimento axial do substrato da entrada seguido pela secagem e calcinação por 3 horas a 450 °C
(revestimento catalítico TWC). O substrato revestido foi então calcinado durante
3 horas a 450 °C.
EXEMPLO 28
[0332] Os catalisadores do Exemplo Comparativo 6 e Exemplos 26 e 27 foram enlatados e medidos sob World Light Duty Test Cycle (WLTC) na posição de acoplamento próximo (CC) em uma bancada de motor dinâmico equipado com um motor turbo de injeção direta de 2,0 l. As emissões de número de partículas de acordo com o protocolo de PMP foram medidas para sistemas completos e comparadas com a emissão bruta do motor para o cálculo da eficiência de filtração. Os resultados são mostrados na Tabela 14.
TABELA 14
RESULTADOS DE EMISSÃO WLTC NA BANCADA DO MOTOR Eficiência de filtração Número de com base na emissão partículas (nº/km) bruta do motor Exemplo Comparativo 6 1,81E11 50,7 Exemplo 26 1,80E11 51,0 Exemplo 27 1,01E11 72,4 Emissão bruta do motor 3,67E11 - não aplicável -
[0333] O catalisador do Exemplo 27 mostra eficiência de filtração melhorada em comparação com o catalisador do Exemplo Comparativo 6. Isso indica a aplicação parcial da camada de recobrimento nas paredes das passagens de entrada do substrato.
EXEMPLO 29: AVALIAÇÃO DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO
[0334] A contrapressão dos catalisadores obtida conforme descrito no Exemplo Comparativo 6 e nos Exemplos 26 e 27 foi medida em uma bancada SuperFlow Cold Flow SF-1020 Superbench em condições ambientais. Os dados de contrapressão registrados em um fluxo de volume de 500 m³/h são relatados na Tabela 15.
TABELA 15 DADOS DE CONTRAPRESSÃO DE FLUXO FRIO A 500 m³/h Contrapressão/mbar Exemplo Comparativo 6 43 Exemplo 26 49 Exemplo 27 113
[0335] A contrapressão mais alta obtida do Exemplo 27 em comparação com o Exemplo Comparativo 6 indica uma aplicação parcial da camada de recobrimento nas paredes do substrato. A contrapressão obtida com o Exemplo 26 é semelhante às obtidas com o Exemplo Comparativo 6, indicando predominantemente o revestimento de parede.
EXEMPLO 30
[0336] Um catalisador fresco do Exemplo 21 foi investigado por microscopia eletrônica de varredura (SEM). Os resultados do Exemplo 30 são exibidos na Figura 3. Na Figura 3, as setas a) e b) mostram a camada de recobrimento do catalisador (TWC) e a seta c) mostra o componente oxídico nos poros. É visto claramente que a camada de recobrimento está predominantemente localizada no topo das paredes do filtro, enquanto o componente oxídico é distribuído dentro das paredes do filtro.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0337] A Figura 1 mostra as análises por microssonda eletrônica (EMPA) do catalisador de conversão de quatro vias do Exemplo 3.
[0338] A Figura 2 mostra as análises por microssonda eletrônica (EMPA) do catalisador de conversão de quatro vias do Exemplo Comparativo 1.
[0339] A Figura 3 mostra a microscopia eletrônica de varredura (SEM) do catalisador de conversão de quatro vias do Exemplo 21.
LITERATURA CITADA
[0340] Documento US 8815189B2.
[0341] Documento WO2018/024546A1.
[0342] Documento WO2018/024547A1.

Claims (17)

REIVINDICAÇÕES
1. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias para o tratamento de uma corrente de gases de escape de um motor a gasolina, em que o catalisador é caracterizado por compreender: um substrato de filtro de fluxo de parede porosa que compreende uma extremidade de entrada, uma extremidade de saída, um comprimento axial de substrato que se estende entre a extremidade de entrada e a extremidade de saída e uma pluralidade de passagens definidas por paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa, em que a pluralidade de passagens compreende passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada, e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta, em que a interface entre as passagens e as paredes internas porosas é definida pela superfície das paredes internas; em que as paredes internas porosas compreendem poros que compreendem um componente oxídico que compreende um primeiro óxido de metal refratário, sendo que o dito primeiro óxido de metal refratário compreende alumínio, o dito componente oxídico tem um teor de metal do grupo da platina na faixa de 0 a 0,001% em peso com base no peso total do componente oxídico; e em que o catalisador compreende ainda um primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que pelo menos 10% em peso do mesmo é compreendido pelos poros das paredes internas, sendo que o dito primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um composto de armazenamento de oxigênio e um metal do grupo da platina com suporte em um segundo óxido de metal refratário.
2. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por 98 a 100% em peso, de preferência de
99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do primeiro metal refratário consistir em alumínio e oxigênio, de preferência alumina.
3. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo componente oxídico compreender ainda um óxido que compreende um ou mais dentre Mg, Ca, Sr e Ba, de preferência um óxido que compreende bário, com mais preferência óxido de bário; e/ou em que o componente oxídico compreende ainda um óxido que compreende um ou mais dentre La, Y, Nd, Ti e Zr, de preferência um óxido que compreende zircônia.
4. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por 98 a 100% em peso, de preferência de 99 a 100% em peso, com mais preferência de 99,5 a 100% em peso, com mais preferência de 99,9 a 100% em peso do componente oxídico consistir no primeiro óxido de metal refratário.
5. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo catalisador compreender o componente oxídico a uma carga na faixa de 7 a 75 g/l, de preferência na faixa de 8 a 60 g/l, com mais preferência na faixa de 10 a 60 g/l, com mais preferência na faixa de 12 a 32 g/l, com mais preferência na faixa de 12 a 18 g/l ou na faixa de 20 a 32 g/l.
6. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreender um ou mais metais do grupo da platina, de preferência um ou mais dentre rutênio, paládio, ródio, platina e irídio, com mais preferência um ou mais dentre paládio, ródio e platina, com mais preferência um ou mais dentre paládio e ródio.
7. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo composto de armazenamento de oxigênio compreendido pelo primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreender um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio, neodímio e lantânio, ou um óxido misto que compreende cério, zircônio, ítrio e lantânio.
8. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreender um metal do grupo da platina, de preferência paládio, suportado no componente de armazenamento de oxigênio.
9. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo segundo óxido de metal refratário compreendido pelo primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias compreender alumínio, de preferência compreende um ou mais óxidos de alumínio, uma mistura de óxidos que compreende alumínio, um óxido misto que compreende alumínio, em que o óxido misto que compreende alumínio compreende adicionalmente, de preferência, um ou mais dentre zircônio, cério, lantânio, bário e neodímio, e em que o segundo óxido de metal refratário compreende, com mais preferência, e com mais preferência é, um óxido de alumínio, com mais preferência um óxido de alumínio gama.
10. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por 30 a 100% em peso, de preferência de 50 a 100% em peso, com mais preferência de 70 a 100% em peso, do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias estarem compreendidos nos poros das paredes internas.
11. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, sendo que o catalisador é caracterizado por compreender o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias a uma carga na faixa de 30 a 250 g/l, de preferência na faixa de 40 a 200 g/l, com mais preferência na faixa de 50 a 170 g/l.
12. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelos poros que compreendem o componente oxídico se estenderem ao longo de x% do comprimento axial do substrato desde a extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que x está na faixa de 95 a 100; ou em que os poros que compreendem o componente oxídico se estendem ao longo de x% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que x está na faixa de 95 a 100.
13. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estender ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 20 a x.
14. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias se estender ao longo de y% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída das passagens de entrada, sendo que y está na faixa de 20 a 70, de preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55.
15. CATALISADOR DE CONVERSÃO de quatro vias, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, sendo que o catalisador é caracterizado por compreender ainda um segundo revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que pelo menos 10% em peso do mesmo está compreendido pelos poros das paredes internas, em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias compreende um composto de armazenamento de oxigênio e um metal do grupo da platina suportado em um óxido de metal refratário, e em que o segundo revestimento catalítico de conversão de três vias se estende ao longo de z% do comprimento axial do substrato da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada das passagens de saída, sendo que z está na faixa de 20 a x, de preferência na faixa de 20 a 70, com mais preferência na faixa de 40 a 60, com mais preferência na faixa de 45 a 55.
16. PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DO CATALISADOR de conversão de quatro vias, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por compreender: (i) fornecer um substrato de filtro de fluxo de parede porosa que compreende uma extremidade de entrada, uma extremidade de saída, um comprimento axial de substrato que se estende entre a extremidade de entrada e a extremidade de saída e uma pluralidade de passagens definidas por paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa, em que a pluralidade de passagens compreende passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada, e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta, em que a interface entre as passagens e as paredes internas porosas é definida pela superfície das paredes internas, em que as paredes internas têm um tamanho médio de poro na faixa de 10 a 30 micrômetros, e em que a porosidade média das paredes internas está na faixa de 25 a 75%; (ii) fornecer uma pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do componente oxídico, sendo que as ditas partículas têm um valor Dv90 na faixa de 0,005 a 20 micrômetros; revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa fornecidas em (i) com as partículas da pasta fluida; calcinar o substrato de filtro revestido obtido, obtendo o substrato de filtro que compreende o componente oxídico; e (iii) fornecer uma pasta fluida que compreende partículas de uma fonte do primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias, sendo que as ditas partículas têm um valor Dv90 na faixa de 2 a 25 micrômetros; revestir as paredes internas porosas do substrato de filtro de fluxo de parede porosa obtido em (ii) com as partículas da pasta fluida; calcinar o substrato de filtro revestido obtido, obtendo o substrato de filtro que compreende o componente oxídico e o primeiro revestimento catalítico de conversão de três vias.
17. SISTEMA DE TRATAMENTO DE GASES de escape a jusante e em comunicação fluida com um motor a gasolina, em que o sistema é caracterizado por compreender um catalisador de conversão de quatro vias, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15.
BR112021003606-7A 2018-08-31 2019-08-30 catalisador de conversão, processo para a preparação do catalisador e sistema de tratamento de gases BR112021003606A2 (pt)

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