BRPI0413351B1 - Método para produção de um catalisador para purificação de gás de exaustão, compreendendo um LnAlO3 (Ln: La, Pr ou Nd) suportando Pd - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE UM CATALISADOR PARA PURIFICAÇÃO DE GÁS DE EXAUSTÃO, COMPREENDENDO UM LnAI03 (Ln: La, Pr OU Nd) SUPORTANDO Pd".

Campo Técnico A presente invenção se refere a um catalisador para purificação de gás de escapamento, ao seu método para produção, e a um equipamento catalisador para purificação de gás de escapamento, e se refere especificamente a uma técnica de produção de um catalisador para purificação de gás de escapamento no qual óxidos de nitrogênio (NOx), hidretos de carbono (HC) e monóxido de carbono (CO) contidos em um gás de escapamento emitido por um motor de combustão interna (por exemplo, em um veículo) podem ser simultaneamente reduzidos, reduzindo portanto os componentes indesejáveis do gás de escapamento. Técnica Anterior Para purificar-se um gás de escapamento contendo, por exemplo, CO, HC, e NO, elementos metálicos preciosos (Pt, Rh, Pd, e Ir) mostraram uma alta performance. Portanto, é preferível empregar-se os elementos metálicos preciosos acima mencionados no catalisador para purificação de gás de escapamento. Esses metais preciosos são geralmente suportados pelo AI2O3 que é um apoio que tem uma alta razão de superfície-para-peso. Por outro lado, óxidos compostos (por exemplo, um óxido similar à perovs-quita) feitos da combinação de vários elementos têm propriedades extremamente variáveis. Portanto, é preferível para um catalisador para purificação de gás de escapamento empregar os óxidos compostos acima mencionados. Além disso, quando o metal precioso é suportado pelos óxidos compostos, as propriedades do metal precioso são significativamente alteradas. Deste ponto de vista, uma performance preferível para purificação de gás de escapamento pode ser obtida no catalisador para purificação de gases de escapamento no qual o metal precioso é suportado por um óxido composto. Vários catalisadores mencionados acima estão atualmente desenvolvidos, e, por exemplo, uma técnica na qual a taxa de coalescência do metal precioso pode ser reduzida ajustando-se um óxido composto do tipo perovsquita para ser um apoio, julgando-se pela deterioração do metal precioso com redução dos locais ativos pela coagulação do metal precioso, é proposta (veja as reivindicações da publicação do pedido de patente não examinado japonês N° 5-86259). Além disso, é proposta uma outra técnica na qual a redução de PdO pode ser reduzida usando-se um óxido composto do tipo perovsquita no qual o local A está defeituoso, julgando-se pela redução do PdO que é uma espécie ativada em uma reação de redução de NO, onde o PdO muda para Pd que é um Pd de baixa atividade, quando o metal precioso é o Pd (veja as reivindicações de reação da publicação de pedido de patente não examinado japonês n° 2003-175337).

Catalisadores de purificação convencionais para gás de esca-pamento mostram uma performance suficiente para reduzir Co, HC e NOx contidos em um gás de escapamento, em uma movimentação de um veículo, particularmente durante uma movimentação a altas temperaturas (não menos de 400Ό). Entretanto, os catalisadores convencionais não podem mostrar performance suficiente para reduzir CO, HC e NOx em um veículo na partida ou no seu momento ocioso a baixas temperaturas (não superior a 400Ό).

Conforme mencionado acima, a razão porque a performance suficiente para purificação do gás de escapamento não pode ser obtida na movimentação a baixa temperatura é conforme explicado a seguir. Isto é, o catalisador de purificação convencional para gás de exaustão, metal precioso, por exemplo, Pt, Rh ou Pd, é suportado pelo AI2O3 tendo uma alta razão de superfície-para-peso. Devido à alta razão de superfície-para-peso do AI2O3, o metal precioso é vantajosamente suportado em uma condição altamente dispersa. Entretanto, ο AI2O3 é um composto estável, e não afeta mutuamente um metal precioso suportado, onde a atividade do metal precioso não é melhorada. Conseqüentemente, uma performance suficiente durante a movimentação a baixa temperatura não pode ser obtida.

Além disso, na movimentação de um veículo, é preferível que o Pd exista em uma condição de PdO que é altamente reativa. Entretanto, mesmo se o Pd suportado no AI2O3 existir inicialmente em uma condição de Pd O, o Pd ê reduzido para a condição de metal a altas temperaturas, onde a atividade é significativamente reduzida.

Descrição da Invenção A invenção foi feita à luz das exigências acima, e é portanto o seu objetivo fornecer um catalisador para purificação de gás de escapa mento, no qual a atividade do metal precioso seja melhorada, e a redução da atividade a altas temperaturas seja evitada, onde uma performance suficiente mesmo na partida de um veículo ou em seus momentos ociosos a baixas temperaturas (não acima de 4000) possa ser obtida, e seu método para produção, e um equipamento catalisador para purificação de gás de esca-pamento.

Os presentes inventores pesquisaram intensa mente catalisadores de purificação para gás de escapamento, nos quais uma performance suficiente, mesmo para um veículo em partida ou em momentos ociosos a baixas temperaturas (não superior a 400*0) possa se r mostrada. Consequentemente, foi aprendido que um catalisador para purificação de gás de escapamento feito para apoiar o Pd em LnA103 (Ln: metal de terra-rara) tem o efeito de suprimir a redução de PdO para Pd a uma alta temperatura, onde no catalisador acima mencionado a alta atividade pode ser mantida durante a movimentação a baixas temperaturas após a movimentação a altas tempe-raturas. A presente invenção (o primeiro aspecto da invenção) foi feita à luz do conhecimento acima. Isto é, um catalisador para purificação de gás de escapamento da presente invenção é um catalisador no qual o Pd é suportado em um oxido de alumínio, e o oxido é LnAI03 (Ln: metal de terra-rara).

Além disso, os presentes inventores aprenderam também que um LaAI03 entre compostos LnA103, é triangular ou romboédrico, e um local B no óxido composto do tipo perovsquita é Al no LaAI03, onde o momento dipoiar do LaAiOa é grande, e a flutuação elétrica do PdO aglutinado no LaA-I03 é maior que a do PdO que existe independentemente. Portanto, 0 estado de oxidaçâo do Pd em uma superfície do PdO suportado é um estado de Pd2+ sobre uma grande área. Esse estado é um estado preferível para purificação de gás de escapamento, onde pode ser obtida a alta atividade a baixas temperaturas. Adicionalmente, os presentes inventores confirmaram que este catalisador pode apresentar alta atividade a baixas temperaturas mesmo após expor-se o catalisador a condições de operação de cerca de 1000Ό. A presente invenção (o segundo aspecto da invenção) foi feita à luz do conhecimento acima. Isto é, no catalisador de purificação acima mencionado para gás de escapamento (a primeira invenção), é preferível que o oxido de alumínio seja triangular ou romboédrico.

Além disso, os presentes inventores também aprenderam que quando o LnAI03 é produzido, uma solução aquosa de nitrato de um componente contendo ácido carboxílico aquoso pode ser evaporada completamente para se obter um polímero complexo de ácido carboxílico, através do que o LnAI03 é gerado em fase única, e a superfície do LnAI03 que apoia o Pd muda para uma configuração na qual a interação com o PdO seja fácil. A presente invenção (os terceiro e quarto aspectos das invenções) foi feita à luz do conhecimento acima. Isto é, nos catalisadores de purificação acima mencionados para gás de escapamento (os primeiro e segundo aspectos da invenção), é preferível que pelo menos uma espécie de composto selecionado do grupo de compostos (ácido carboxílico tendo um grupo hidroxila ou um grupo mercapto e tendo um número de carbono de 2 a 20, ácido dicarboxílico tendo um número de carbono de 2 ou 3, e ácido mo-nocarboxílico tendo um número de carbono de 1 a 20) seja adicionada à solução de nitrato aquoso incluindo um componente, onde o catalisador de purificação é obtido (o terceiro aspecto da invenção). Além disso, no catalisador para purificação de gás de escapamento (o terceiro aspecto da invenção), é preferível que a solução de nitrato aquoso seja evaporada completamente para se obter um polímero complexo de ácido carboxílico, e que o polímero complexo de ácido carboxílico seja aquecido, através do que um catalisador para purificação de gás de escapamento é obtido (o quarto aspecto da invenção).

Como o ácido carboxílico tendo um grupo hidroxila ou um grupo mercapto e tendo um número de carbono de 2 a 20, é citado o ácido oxicar-boxílico e um composto no qual um átomo de oxigênio na hidroxila do ácido oxicarboxílico é substituído por um átomo de enxofre. O número de carbono desses ácidos carboxílicos é de 2 a 20 à luz da solubilidade em água, é preferivelmente de 2 a 12, é mais preferivelmente 2 a 8, e ainda mais preferivelmente de 2 a 6. Além disso, o número de carbono do ácido monocarboxí-lico é de 1 a 20 à luz da solubilidade em água, é preferivelmente de 1 a 12, é mais preferivelmente de 1 a 8, e é mais preferivelmente ainda de 1 a 6.

Além disso, como exemplos concretos de ácidos carboxílicos tendo um grupo hidroxila ou um grupo mercapto e tendo um número de carbono de 2 a 20, por exemplo, são citados ácido glicólico, ácido mercaptos-succínico, ácido tioglicólico, ácido láctico, ácido β-hidróxi propiônico, ácido málico, ácido tartárico, ácido cítrico, ácido isocítrico, ácido alocítrico, ácido glucônico, ácido glioxílico, ácido glicérico, ácido mandélico, ácido trópico, ácido benzílico e ácido salicílico. Como exemplos concretos de ácidos mo-nocarboxílicos, por exemplo, são citados ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido isobutírico, ácido valérico, ácido isovalérico, ácido hexanóico, ácido heptanóico, ácido 2-metil hexanóico, ácido octanóico, ácido 2-etil hexanóico, ácido nonanóico, ácido decanóico, e ácido láurico. Nos ácidos acima mencionados, é preferível usar-se ácido acético, ácido oxálico, ácido malônico, ácido glicólico, ácido láctico, ácido málico, ácido tartárico, ácido glioxílico, ácido cítrico, ácido glucônico, e mais preferível u-sar-se ácido oxálico, ácido malônico, ácido glicólico, ácido láctico, ácido málico, ácido tartárico, ácido cítrico, ácido glucônico.

Adicionalmente, os presentes inventores pesquisaram particularmente em detalhes sobre um catalisador para purificação de gás de esca-pamento no qual o metal de terra-rara é aplicado a um local A de óxidos compostos do tipo perovsquita. O LnAICb (Ln: metal de terra-rara) é triangular ou romboédrico. Portanto, o estado do elétron é extremamente instável. Além disso, nesses óxidos o Al é aplicado ao local B dos óxidos compostos do tipo perovsquita, onde um momento dipolar dipolar existe devido à forte aglutinação covalente entre Al e O. Portanto, o momento dipolar dipolar de LnAICb é maior que aquele do catalisador de purificação convencional para gás de escapamento, por exemplo LaFe03. Devido às propriedades do LnA-IO3, uma flutuação elétrica do PdO aglutinado no LaAICb é maior que aquela do PdO que existe independentemente, o estado de oxidação do Pd em uma superfície do PdO que é suportado é um estado Pd2+ sobre uma grande á-rea. Geralmente, Pd na superfície do PdO existe em dois estados de Pd2+ e Pd° (estado metálico). Nesses estados, um estado de Pd2+ tem atividade maior como catalisador para purificação de gás de escapamento que o estado Pd°. Isto é, um catalisador para purificação de gás de escapamento da presente invenção, no qual o Pd é suportado no LnFe03, tem alta atividade, porque a maioria do Pd na superfície do PdO existe em um estado de Pd2+. Além disso, esses catalisadores podem igualmente manter o alto estado de atividade mesmo após os catalisadores serem expostos durante o uso a condições de 1000Ό. A presente invenção (o quinto aspecto da invenção) foi feita à luz do conhecimento acima. Isto é, nos catalisadores de purificação acima mencionados para gás de escapamento (os segundo a quarto aspectos da invenção), é preferível que o Pd seja suportado no LnAICb (Ln: metal de ter-ra-rara), e que o Pd exista em um estado de Pd2+ na faixa de superfície em que o Pd é suportado (o quinto aspecto da invenção). A seguir, o método para produção para um catalisador para purificação de gás de escapamento da presente invenção (o sexto aspecto da invenção) é um método para preferivelmente produzir os catalisadores acima mencionados (os primeiro a quinto aspectos da invenção). Isto é, o sexto aspecto da invenção é um método no qual quando o catalisador para purificação de gás de escapamento no qual o Pd é suportado em um óxido de alumínio, pelo menos um tipo de composto selecionado do grupo de compostos (ácido carboxílico tendo um grupo hidroxila ou um grupo mercapto e tendo um número de carbono de 2 a 20, um ácido dicarboxílico tendo um número de carbono de 2 ou 3, e um ácido monocarboxílico tendo um número de carbono de 1 a 20) é adicionado à solução aquosa de nitrato incluindo um componente, através do que é obtido um catalisador para purificação de gás de escapamento.

No método para produção acima mencionado para um catalisador para purificação de gás de escapamento (o sexto aspecto da invenção), é preferível que a solução aquosa de nitrato seja completamente evaporada para se obter um polímero complexo de ácido carboxílico, e que o polímero complexo de ácido carboxílico seja aquecido (o sétimo aspecto da invenção), e é mais preferível que a temperatura de aquecimento seja não superior a 10000 (o oitavo aspecto da invenção).

Além disso, o equipamento de catalisador para purificação de gás de escapamento (o nono aspecto da invenção), produzido pelo uso dos catalisadores de purificação acima mencionados para gás de escapamento (os primeiro a quinto aspectos da invenção), é desejável para combustão interna, por exemplo, em um veículo, particularmente porque os óxidos de nitrogênio (NOx) hidreto de carbono (HC), e monóxido de carbono (CO) contidos em um gás de escapamento podem ser simultaneamente e efetivamente reduzidos pela redução pelo equipamento. O catalisador para purificação de gás de escapamento da presente invenção no qual o Pd é suportado pelo LnAI03 tem uma função na qual a redução de PdO para Pd metálico pode ser reduzida. A forma do Ln (metal de terra-rara) muda variadamente em estados óxidos. Por exemplo, quando um catalisador feito pelo apoio de Pd em La203 é exposto a altas condições de temperatura, o La203 migra para o grão de Pd a partir da área de contato entre o Pd e o La203, através do que é formada uma forma de preenchimento do La2Ü3 com Pd, resultando em migração adicional de quantidades diminutas de La203 na superfície do Pd (Zhang e outros, J. Phys. Chem., Vol 100, n° 2, pp. 744-755, 1996). Mesmo no sistema atual (LnAIOs), Ln e Pd formam um composto complexo, através do qual a redução de PdO para Pd metálico pode ser reduzida. Devido a esse efeito, um catalisador para purificação de gás de escapamento da presente invenção pode manter o estado de alta atividade enquanto se movimenta a baixas temperaturas (não superior a 4000).

Além disso, no LnAI03, por exemplo LaAICb (inclusive Pd/PrAI03 ou Pd/NdAICb) é caracterizado pelo fato de que o sistema de cristal é triangular ou romboédrico. O sistema de cristal triangular ou romboédrico é, conforme mostrado na Figura 1, um sistema de cristal no qual um sistema cúbico ideal de uma unidade reticulada é mudada na direção do eixo c, e o ângulo entre o eixo a e o eixo b é de 120°. Isto é o si stema triangular ou romboédrico é um sistema de cristal no qual um sistema cúbico ideal de uma estrutura de perovsquita é significativamente estirado. No sistema de cristal, o estado dos elétrons entre os átomos constituintes é extremamente instável. A Figura 2 é um gráfico mostrando um espectro XRD como dados para confirmar as diferenças do sistema de cristal do Pd de apoio ao LaAICb, etc. Isto é, quando Pd/LaAICb, Pd/PrAICb, Pd/NdAIC>3, e outros compostos óxidos similares à perovsquita com apoio de Pd que é um catalisador de purificação convencional para gás de escapamento (Pd/GdAICb, Pd/LaCo03, Pd/LaFe03, e Pd/LaMnOs) são comparados, uma diferença na resistência do pico principal e o desvio da posição em outros picos são vistos na Figura 2. Conseqüentemente, julgando pelo fato de que LaAICb, PrAICb ou AIO3 é triangular ou romboédrico, outros compostos óxidos similares à perovsquita (GdAIC>3, LaCo03, LaFeCb, ou LaMnCb) não são triangulares ou romboédri-cos, mas são rômbicos. Adicionalmente, no catalisador de purificação convencional para gás de escapamento, o LaNiÜ3 não tem uma diferença na resistência a um pico principal e desvio de posição em outros picos contra LaAI03, através do que O LaNiÜ3 é triangular ou romboédrico.

Por outro lado, no LaAICb, PrAICb, e NdAICb, um local B no composto óxido do tipo perovsquita é Al, através do que a aglutinação entre Al e O tem um alto grau de probabilidade de ser uma aglutinação covalente. Portanto, parte do momento dipolar é gerada em um cristal de óxidos compostos do tipo perovsquita que têm geralmente um alto grau de probabilidade de ser uma aglutinação iônica. Conforme descrito acima, os óxidos compostos do tipo perovsquita, que são LaAI03, PrAICb, e NdAICb, são triangulares ou romboédricos, e um local B nos óxidos compostos do tipo perovsquita é Al nos óxidos, através do que o momento dipolar dos óxidos é maior que aquele dos catalisadores de purificação de gás de escapamento bastante conhecidos, por exemplo, LaFe03- Devido ao momento dipolar, uma flutuação elétrica do PdO a-glutinado ao LaAI03, PrAICb e NdAICb é maior que aquela na qual o PdO existe independentemente. Portanto, o estado de oxidação do Pd em uma superfície apoiada de PdO é um estado de Pd2+ sobre uma grande área. Há dois estados de oxidação do Pd em uma superfície do PdO, que são um estado de Pd2+ e um estado de Pd° (estado metálico). O estado de Pd2+ teve maior atividade que o estado de Pd°. Isto é, no catalisador para purificação de gás de escapamento da presente invenção no qual o Pd é suportado no LaAI03, PrAI03 e NdAI03, o estado de oxidação de Pd em uma superfície de PdO é o estado de Pd2+, com o que os catalisadores da presente invenção têm alta atividade. Além disso, os catalisadores da presente invenção podem exibir alta atividade durante a movimentação a baixas temperaturas (não mais que 400Ό) mesmo após exposição do catalisador a uma condição de operação de cerca de 1000Ό.

Além disso, quando o LaAI03, PrAI03 ou NdAI03 é produzido, uma solução aquosa de nitrato de um componente contendo ácido carboxíli-co é evaporada completamente para se obter um polímero complexo de ácido carboxílico, e o polímero é aquecido a uma temperatura relativamente baixa de 800Ό, através do que LaAIO 3, PrAICb ou NdAICb são gerados como uma fase única. Por outro lado, quando o LaAICb, PrAICb ou NdAICb é produzido de outra forma, por exemplo, reação de fase sólida, o LaAICb, PrAIC>3 ou NdAIC>3 não é gerado como fase única mesmo se o aquecimento a uma temperatura relativamente alta de 1700Ό é executado (veja Rare Earth Science, Kagaku-Dojin Publishing Company, Inc., Ginya Adachi, p. 564). Isto é, o LaAI03, PrAICb ou NdAICb da fase única pode ser sintetizado na baixa temperatura acima mencionada usando-se ácido carboxílico. Portanto, uma razão superfície-para-peso suficiente pode ser obtida, e o catalisador pode ser usado em um estado no qual a superfície do reticulado do cristal esteja ativa. No catalisador para purificação de gás de escapamento feito suportado em-se Pd no LaAICb usando-se o método da presente inven- ção, uma razão superfície-para-peso suficiente e uma forte interação entre LnAIOs e Pd podem ser obtidas, através do que a alta atividade a baixas temperaturas pode ser concretizada.

Conforme mencionado acima, o LnAI03 (Ln: metal de terra-rara) é triangular ou romboédrico, através do que o estado de elétrons entre os átomos constituintes no LnAICh é extremamente instável, e a aglutinação entre o AI e o O é uma aglutinação co vai ente forte, através do que algum momento dipolar é gerado. Portanto, a maioria do Pd suportado nesses óxi-dos existe em um estado de Pd2*, Para confirmar isso, no Pd/LaAIOj que é uma representação da presente invenção e no Pd/LaFeü3 e Pd/Al203 que é uma representação da técnica convencional, estados de Pd em uma superfície de PdO foram examinados por XPS. Geral mente, uma posição de pico do componente metálico (Pd°) do Pd é 355,5 ± 0,3 eV. Por outro lado, uma posição de pico do componente de íon (Pd2+) de Pd é 336,6 ± 0,4 eV. Julga ndo-se a partir desse fato e os resultados demonstrados na Figura 3, no Pd/LaAI03, há um pico em uma posição que é equivalente ao Pd2+, no Pd/LaFeOs e Pd/Al203[ há um pico em uma posição que é equivalente ao Pd°. Conseqüentemente, estados de Pd em uma superfície do LaA103 são princípalmente Pd2+. Adicionalmente, os estados de Pd em uma superfície do LaAIOs são confirmados conforme mencionado acima, através do que os estados de Pd em uma superfície do outro LnAI03 (Ln: metal de terra-rara), por exemplo PrAlOa e NdAICfj são similarmente estimados.

Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é uma ilustração em perspectiva mostrando um sistema de cristal de LaAI03 constituindo um catalisador para purificação de gás de escapa mento da presente invenção. A Figura 2 é um gráfico mostrando um espectro XRD como dados para confirmar as diferenças dos sistemas de cristal do LaAIG3 suportado em Pd, etc. A Figura 3 é um gráfico mostrando a vizinhança orbital 3d do Pd examinado em relação aos estados de Pd em uma superfície PdO por XPS, no Pd/LaAI03 que é um exemplo da presente invenção e no Pd/LaFe03 e Pd/AbOa que é um exemplo da técnica convencional.

Melhor Forma de Execução da Invenção Doravante, a presente invenção será explicada concreta mente pelos exemplos.

Exemplos Práticos 1 a 3 Produção de óxidos compostos como apoio Quantidades predeterminadas de hexahidrato de nitrato de lan-tânio e no na hidrato de nitrato de alumínio foram dissolvidos em água de íons trocados, de forma que foi obtida uma solução mista. A seguir uma quantidade predeterminada de ácido málico foi dissolvida na água de íons trocados, através do que foi obtida uma solução aquosa de ácido málico. Essas duas soluções foram misturadas, a solução mista obtida foi colocada em uma chapa quente com um agitador, e a solução misturada foi aquecida até 250*0 e agitada com uma barra de agitação, através do que foi executada a evaporação da água em vapor, a evaporação completa foi executada, e a amostra seca foi triturada em pó por pilão e almofariz. A amostra triturada foi movida para um cadinho de alumínio, a amostra foi aquecida até 350Ό a uma taxa de 2,5‘C/min em uma fornalha, e um tratame nto térmico foi executado a 350Ό por 3 horas. Devido ao tratamento térmico, foi obtida uma substância temporária aquecida da qual foram removidos ma lato e ni trato -nitrogênio (sal nitrato e íon de nitrato}. Após triturar a substância temporária aquecida em pó e misturar-se por 15 minutos por um piiâo e almofariz, a mistura obtida foi colocada novamente em um cadinho de alumínio, a amostra foi aquecida até 800Q a uma taxa de õO/min na fornalha, e um tratamento térmico foi executado a 800*0 por 10 horas. Devido ao tratamento térmico, foi obtido um oxido composto do tipo perovsquita do qual a composição era LaAICb. Além disso, óxidos compostos do tipo perovsquita de cujas composições estão PrAIQ3e NdAICb foram similarmente obtidos.

Apoio de metais preciosos A seguir, uma quantidade predeterminada de dehidrato de nitrato de paládio foi dissolvida em água de íons trocados, através do que uma solução aquosa de nitrato de paládio foi obtida. O nitrato de paládio e uma quantidade predeterminada de LaAlOa» PrAlOa, ou NdAIOj que estavam na forma de pó foram colocados em um frasco que era como uma berinjela, e a amostra foi completamente secada em um banho de água quente a 60*C enquanto diminui a pressão no frasco por um evaporador rotativo. Após isto, a amostra foi aquecida até 2SOO a uma taxa de 2,5a C/min em uma fornalha, foi aquecida até 750Ό a uma taxa de SO/min, e foi mantida a 750Ό por 3 horas. Devido a esses tratamentos, foram obtidos os pós catalisadores dos Exemplos Práticos 1 a 3, dos quais as composições eram Pd/LaAlOa, Pd/PrAiOg e Pd/NdAlOs, nos quais o Pd O foi impregnado e suportado nos óxidos compostos do tipo perovsquita.

As razões superfície-para-peso para esses pós catalisadores estão mostradas na Tabela 1.

Tabela 1 i________________________________________________________________________ Avaliação da atividade A seguir, as atividades iniciais e as atividades após a movimentação de tolerância foram avaliadas para os pós catalisadores obtidos, A a-valiação foi executada fluindo-se o gás de escapamento modelo de um veículo em catalisadores sob condições nas quais A/F (razão ar-combustível) foi substancialmente 14,6 e SV (volume de "stroke") foi 5000 h"\ A movimentação de tolerância foi executada por 20 horas a uma temperatura de movimentação de tolerância de 900Ό usando-se um modelo de gás de escapa- mento no qual A/F {razão ar-combustível) foi substancial mente 14,6. Esses resultados são demonstrados na Tabela 2 e na Tabela 3. Isto é, a Tabela 2 mostra uma temperatura na qual CO, HC e NO são reduzidos em 50% em um teste de aumento da temperatura do catalisador antes da movimentação de tolerância. Ale disso, a Tabela 3 mostra uma temperatura na qual CO, HC e NO são reduzidos em 50% em um teste de aumento da temperatura do catalisador após a movimentação de tolerância.

Tabela 2 Exemplo comparativo 1 PCI/AI2O3 foi produzido de maneira similar àquela do exemplo prático 1, e várias avaliações para atividade foram executadas. A temperatura de movimentação de tolerância foi ajustada em 900Ό. O resultado foi também mostrado nas Tabelas 1 a 3.

Exemplo comparativo 2 Pd/GdAIÜ3 foi produzido de maneira similar com o exemplo prático 1. O sistema de cristal do GdAICb é rômbico. Várias avaliações de atividade foram executadas para esse catalisador. A temperatura de movimentação de tolerância foi ajustada em 900Ό. Os resultados estão também demonstrados nas Tabelas 1 a 3.

Exemplo comparativo 3 Pd/LaNi03 foi produzido de maneira similar àquela do exemplo prático 1. O LaNiÜ3 é triangular ou romboédrico. Várias avaliações para atividade foram executadas para esse catalisador. A temperatura de movimentação de tolerância foi ajustada em 800Ό. Os resul tados estão também demonstrados nas Tabelas 1 a 3.

Exemplo comparativo 4 Pd/LaMn03 foi produzido de maneira similar àquela do exemplo prático 1. O sistema de cristal do LaMn03 é rômbico. Várias avaliações para atividade foram executadas para esse catalisador. A temperatura de movimentação de tolerância foi ajustada para 800Ό. Os resultados estão também demonstrados nas Tabelas 1 a 3.

Exemplo comparativo 5 Pd/LaCo03 foi produzido de maneira similar àquela do exemplo prático 1. O sistema de cristal do LaCo03 é rômbico. Várias avaliações para atividade foram executadas para esse catalisador. A temperatura de movimentação de tolerância foi ajustada para 800Ό. Os resultados estão também demonstrados nas Tabelas 1 a 3.

Exemplo comparativo 6 Pd/LaFe03 foi produzido de maneira similar àquela do exemplo prático 1. O sistema de cristal do LaFe03 é rômbico. Várias avaliações para atividade foram executadas para esse catalisador. A temperatura de movimentação de tolerância foi ajustada para 900Ό. Os resultados estão também demonstrados nas Tabelas 1 a 3.

Exemplo comparativo 7 Uma dada quantidade de óxido de lantânio e óxido de alumínio foi misturada por pilão e almofariz, a amostra misturada foi movida para um cadinho de alumínio, a amostra foi aquecida por 10 horas a 1100Ό em uma fornalha, e foi obtido LaAICb por reação de fase sólida. Um metal precioso foi suportado de forma similar ao exemplo prático 1 usando-se LaAICb, através do que foi obtido Pd/LaAI03. Várias avaliações foram executadas para esse catalisador. A temperatura de movimentação de tolerância foi ajustada para 900Ό. Os resultados estão também demonstrados nas Tabelas 1 a 3.

De acordo com as Tabelas 2 e 3, os catalisadores de purificação para gás de escapamento dos exemplos práticos 1 a 3 apresentam excelentes temperaturas nas quais CO, HC e NO são reduzidos em 50% a qualquer tempo antes e após a movimentação de tolerância. A razão para isto é que os catalisadores de purificação para gás de escapamento dos exemplos práticos 1 a 3 são feitos suportado em-se Pd no LaAI03, PrAI03 ou NdAI03, e esses catalisadores têm uma propriedade de suprimir uma redução de PdO para Pd a altas temperaturas, através do que a alta atividade pode ser mantida na movimentação a baixas temperaturas após uma movimentação a altas temperaturas nos catalisadores. Além disso, os catalisadores de purificação para gás de escapamento dos exemplos práticos 1 a 3 são triangulares ou romboédricos, e um local B no óxido composto do tipo perovsquita é Al nos catalisadores dos exemplos práticos 1 a 3, através do que o momento dipolar dos catalisadores é grande. Portanto, uma flutuação elétrica de PdO aglutinado no LaAI03, PrAICb ou NdAICb é maior que aquela do PdO que existe independentemente. Além disso, nos catalisadores de purificação para gás de escapamento dos exemplos práticos 1 a 3, é produzido LaAI03, PrAI03 ou NdAI03, a solução aquosa de nitrato de elemento contendo ácido carboxílico é completamente evaporada para se obter polímero complexo de ácido carboxílico, através do que LaAICb, PrAICb ou NdAICb é gerado como fase única, e uma superfície do LaAICb, PrAICb ou NdAIC>3 que apoiam Pd toma a forma na qual a interação com o PdO é fácil. Adicionalmente, quando a solução misturada é produzida, o ácido málico pode ser usado conforme mencionado acima, e quando o ácido cítrico e o ácido oxálico são usados similarmente, o mesmo efeito pode ser obtido.

Por outro lado, os catalisadores de purificação para gás de es-capamento dos exemplos comparativos 1 a 7 não podem apresentar uma excelente temperatura na qual CO, HC e NO são reduzidos em 50% a qualquer tempo antes e depois da movimentação de tolerância. A razão é conforme segue. Isto é, no catalisador do exemplo comparativo 1, ο AI2O3 é um composto estável, e ο AI2O3 não afeta mutuamente o metal precioso suportado, através do que a atividade do Pd não melhora. No catalisador do e-xemplo comparativo 2, o sistema de cristal é rômbico, através do que o estado dos elétrons entre os átomos constituintes não é mais instável se comparado com o caso de triangular ou romboédrico. No catalisador do exemplo comparativo 3, embora o sistema de cristal seja triangular ou romboédrico, o Al não existe em um local B no óxido composto do tipo perovsquita, através do que é difícil gerar algum momento dipolar em um cristal de óxidos compostos do tipo perovsquita que geralmente tem um alto grau de probabilidade de ser um aglutinante iônico. No catalisador dos exemplos comparativos 4 a 6, os sistemas de cristal são rômbicos, através do que os estados dos elétrons entre os átomos constituintes não são mais instáveis se comparados com o caso de triangular ou romboédrico. No catalisador do exemplo comparativo 7, o ácido carboxílico não é usado quando o catalisador é produzido, através do que o LaAICb não pode ser gerado como fase única. Portanto, uma razão superfície-para-peso suficiente não pode ser obtida, e a superfície do reticulado de cristal não pode ser usada em um estado ativo. O catalisador para purificação de gás de escapamento da presente invenção pode ser aplicado a um motor de combustão interna de veículos nos quais o óxido de nitrogênio (NOx), hidrocarbonetos (HC) e monóxido de carbono (CO) no gás de escapamento devem ser simultaneamente e efetivamente purificados e reduzidos atualmente.

REIVINDICAÇÃO

Claims (1)

1. Método para produção de um catalisador para purificação de gás de exaustão, que compreende um oxido de alumínio suportando Pd, sendo que o oxido de alumínio é LnAI03 (Ln: La, Pr ou Nd), o referido método sendo caracterizado pelo fato de que compreende: adicionar ácido málico, ácido cítrico ou ácido oxálico a uma solução aquosa de nitrato incluindo Ln e Al; evaporar completamente a solução aquosa de nitrato incluindo Ln e Al e obter um polímero complexo de ácido carboxílico; aquecer o polímero complexo de ácido carboxílico e obter LnA-IO3 gerado como uma fase única triangular ou romboédrica; adicionar o LnAIÜ3 gerado como uma fase única a uma solução aquosa de nitrato incluindo Pd; evaporar a solução aquosa de nitrato incluindo Pd, e aquecê-la para obter um catalisador no qual Pd é suportado por LnAIOs! sendo que a temperatura de aquecimento, no aquecimento do polímero complexo de ácido carboxílico, não é superior a 1000Ό.