BRPI0808980B1 - catalisador de paládio-ródio de camada única - Google Patents

catalisador de paládio-ródio de camada única Download PDF

Info

Publication number
BRPI0808980B1
BRPI0808980B1 BRPI0808980A BRPI0808980A BRPI0808980B1 BR PI0808980 B1 BRPI0808980 B1 BR PI0808980B1 BR PI0808980 A BRPI0808980 A BR PI0808980A BR PI0808980 A BRPI0808980 A BR PI0808980A BR PI0808980 B1 BRPI0808980 B1 BR PI0808980B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
oxide
cerium
zirconium
zirconium oxide
mixed
Prior art date
Application number
BRPI0808980A
Other languages
English (en)
Inventor
Lindner Dieter
Richter Joerg-Michael
Roesch Martin
Klingmann Raoul
Original Assignee
Umicore Ag & Co Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Umicore Ag & Co Kg filed Critical Umicore Ag & Co Kg
Publication of BRPI0808980A2 publication Critical patent/BRPI0808980A2/pt
Publication of BRPI0808980B1 publication Critical patent/BRPI0808980B1/pt

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/066—Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/464—Rhodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional [3D] monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1025—Rhodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/40—Mixed oxides
    • B01D2255/407—Zr-Ce mixed oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional [3D] monoliths
    • B01J35/57—Honeycombs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

(54) Título: CATALISADOR DE PALÁDIO-RÓDIO DE CAMADA ÚNICA (73) Titular: UMICORE AG & CO. KG. Endereço: Rodenbacher Chaussee 4, D-63457 Hanau-Wolfgang, ALEMANHA (DE) (72) Inventor: RAOUL KLINGMANN; MARTIN ROESCH; DIETER LINDNER; JOERG-MICHAEL RICHTER.
Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 13/11/2018, observadas as condições legais
Expedida em: 13/11/2018
Assinado digitalmente por:
Liane Elizabeth Caldeira Lage
Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CATALISADOR DE PALÁDIO-RÓDIO DE CAMADA ÚNICA.
A presente invenção refere-se a um catalisador de três vias com excelente atividade catalítica e estabilidade ao envelhecimento para a purificação de gases de escape de motores de combustão.
Catalisadores de três vias são empregados em grande número para a purificação de gases de escape de motores de combustão operados essencialmente de modo estequiométrico. Eles são capazes de converter os três poluentes principais do motor, a saber, hidrocarboneto, monóxido de carbono e óxido nítrico, simultaneamente em componentes inofensivos. Frequentemente são empregados catalisadores de duas camadas, que permitem uma separação de procedimentos cataliticamente diferentes e com isto um ajuste perfeito dos efeitos catalíticos nas duas camadas. Catalisadores desse tipo são descritos, por exemplo, em EP 0 885 650 e EP 1 046 423.
Catalisadores de duas camadas possuem a desvantagem de que sua preparação é mais cara que a dos catalisadores de camada única. Além disso, catalisadores de duas camadas, em relação a catalisadores de camada única, tendem a uma contrapressão de gás de escape mais elevada, o que pesa no rendimento dos motores de combustão e seu consumo de combustível. Por isto, sempre houveram esforços para se obter as boas propriedades catalíticas de catalisadores de duas camadas por meio de catalisadores de camada única, o mais possível sem cortes. Catalisadores de três vias, de camada única são conhecidos, por exemplo, a partir de WO 98/09726, EP 1 138 382 e EP 1 541 220.
As constantes exigências crescentes para reduzir as emissões de motores de combustão tornam necessário um constante aperfeiçoamento dos catalisadores em relação à atividade catalítica, resistência ao envelhecimento e custos de produção. Era, pois, tarefa da invenção, prover um catalisador que, em relação aos catalisadores do estado da técnica, apresentassem temperaturas de arranque mais reduzidas e uma melhor estabilidade a temperatura com custos de produção mais reduzidos.
Essa tarefa é solucionada por um catalisador de acordo com as reivindicações. O catalisador apresenta um único revestimento cataliticamente ativo em um suporte de catalisador inerte de cerâmica ou metal. O catalisador é caracterizado pelo fato de conter um óxido de alumino ativo e um primeiro e segundo óxido misto de cério/zircônio, em que o primeiro óxido misto de cério/zircônio é ativado com ródio e apresenta um teor de óxido de zircônio mais elevado que o segundo óxido misto de cério/zircônio que é cataliticamente ativado com paládio.
No âmbito da presente invenção, o termo um material de suporte é ativado com um elemento cataliticamente ativo significa que o elemento cataliticamente ativo é depositado de forma altamente dispersa sobre a superfície do material de suporte acessível por impregnação.
Pela combinação das propriedades mencionadas, o catalisador mostra um comportamento de arranque muito bom e possui elevada estabilidade à temperatura. Além disso, o catalisador apresenta uma reduzida contrapressão de gás de escape e seus custos de preparação são mais reduzidos que os de um catalisador de duas camadas correspondente.
O óxido de alumínio ativo e os óxidos mistos de cério/zircônio são introduzidos no revestimento como sólidos pulverulentos. Os dois óxidos mistos de cério/zircônio, para melhorar sua estabilidade à temperatura, podem ser estabilizados com pelo menos um óxido dos elementos escolhidos a partir do grupo consistindo em ferro, manganês, estanho, titânio, silício, ítrio, lantânio, praseodímio, neodímio, samário e misturas dos mesmos. A quantidade dos elementos de dopagem, calculada como óxido, situa-se de preferência entre 1 e 15, particularmente entre 5 e 10% em peso, em relação ao peso total do óxido misto estabilizado.
O primeiro óxido misto de cério/zircônio apresenta de preferência uma proporção em peso de óxido de cério para óxido de zircônio de 0,5 até 0,1 e o segundo óxido misto de cério/zircônio uma proporção em peso de óxido de cério para óxido de zircônio de 0,8 até 1,2. A superfície específica desses materiais situa-se vantajosamente em uma faixa entre 50 e 100 m2/g.
O óxido de alumínio ativo pode ser estabilizado com 1 até 10% em peso de óxido de lantânio, em relação ao peso total de óxido de alumínio mais óxido de lantânio. Um outro aperfeiçoamento da estabilidade à temperatura do catalisador pode ser obtido quando óxido de alumínio e os óxidos mistos de cério/zircônio são impregnados adicionalmente com óxido de estrôncio e/ou óxido de bário.
Usualmente, no suporte de catalisador trata-se de um corpo alveolar com um volume V, que apresenta canais paralelos de circulação para os gases de escape de motores de combustão, em que as superfícies das paredes dos canais de circulação são revestidas com o catalisador e a concentração do paládio em relação ao volume do corpo alveolar situa-se entre 0,1 e 10gea concentração do ródio entre 0,01 e 1 g. Em uma forma particular de execução do catalisador, o primeiro óxido misto de cério/zircônio eventualmente com ródio, ainda pode ser cataliticamente ativado com paládio. Em uma outra forma de execução os dois óxidos mistos de cério/zircônio podem ainda ser ativados com platina.
As concentrações de metais preciosos a serem realmente empregadas dependem da conversão desejada dos poluentes. Os valores de concentração mais elevados indicados aqui são necessários para atender as rigorosas normas de emissão para veículos SULEV (SULEV = veículos com emissão super ultrabaixa).
Para revestimento do suporte do catalisador com a camada cataliticamente ativa é preciso preparar uma suspensão de revestimento que contenha todos os componentes da camada catalítica desejada ou diretamente ou na forma de precursores dos mesmos que são convertidos para sua forma definitiva pela calcinação final do revestimento.
Os dois óxidos mistos de cério/zircônio podem ser revestidos separadamente com compostos precursores de ródio ou paládio por meio de processo de impregnação conhecidos. De preferência são empregados os compostos hidrossolúveis nitrato de ródio e nitrato de paládio. Os materiais assim pré-revestidos podem então ser suspensos em água junto com óxido de alumínio. A suspensão é moída úmida até os sólidos da suspensão apresentarem um tamanho médio de grãos de aproximadamente 3 até 5 pm. A seguir, os corpos alveolares são revestidos, secos e calcinados com esta suspensão de acordo com processos conhecidos. Esse processo de preparação garante que paládio e ródio sejam depositados separadamente um do outro sobre os diferentes materiais de suporte.
Em uma forma de execução preferida da invenção, em primeiro lugar o primeiro óxido misto de cério/zircônio é suspenso em água. A esta suspensão é adicionada uma solução de um composto precursor de ródio, de preferência nitrato de ródio. A seguir, o valor pH da suspensão é aumentado para um valor de aproximadamente 6, com uma base, por exemplo hidróxido de tetraetilamônio (TEAH), para precipitar o nitrato de ródio. A seguir, o segundo óxido misto de cério/zircônio é suspenso na suspensão e é adicionada uma solução de um composto precursor de paládio. Com isto, o valor pH da suspensão diminui para a faixa fortemente ácida. Por meio de nova adição de uma base, o valor pH é novamente aumentado para aproximadamente 6 e com isto o paládio dos dois óxidos mistos precipita. A seguir, é adicionado óxido de alumino à suspensão e esta, a seguir, tal como já descrito, é moída e aplicada sobre o suporte do catalisador. O catalisador assim obtido não contém quaisquer metais alcalino-terrosos.
De modo alternativo, uma solução básica de hidróxido de bário e/ou hidróxido de estrôncio pode ser inicialmente colocada primeiro. A esta solução é adicionado o primeiro óxido misto de cério/zircônio e suspenso na solução. A seguir, é adicionada à suspensão, por exemplo, uma solução de nitrato de ródio, sendo que o ródio no primeiro óxido misto de cério/zircônio precipita em virtude da basicidade da suspensão. A seguir é adicionada a suspensão do segundo óxido misto de cério/zircônio, seguido de uma solução de nitrato de paládio. Em seguida, o óxido de alumínio é adicionado à suspensão e, como já descrito, esta é moída e aplicada sobre o suporte do catalisador. Pelo uso de hidróxido de bário ou hidróxido de estrôncio como base para a precipitação de nitrato de ródio, óxido de bário ou óxido de estrôncio permanece no revestimento após a calcinação final.
Nos catalisadores preparados de acordo com as duas últimas variantes processuais, tanto ródio como também paládio estão presentes nas partículas do primeiro óxido misto de cério/zircônio.
A invenção é melhor elucidada a seguir por meio dos exemplos e das figuras. Elas mostram:
Figura 1: Comparação das temperaturas de arranque de um catalisador do estado da técnica com catalisadores de acordo com diferentes formas de preparação
Figura 2: Conversões máximas dos catalisadores da figura 1 Exemplos de comparação
Foi preparado um catalisador de acordo com EP 1 541 220. Para isto foi aprontada primeiro uma suspensão de sulfato de bário em água. A esta suspensão foi adicionado 1% em peso de ácido nítrico e o valor pH com isto caiu para aproximadamente 5. A seguir, foi adicionado um óxido de γalumínio estabilizado com 3% em peso de óxido de lantânio, seguido de um óxido misto de cério/zircônio com um teor de óxido de zircônio de 50% em peso e o valor pH foi mantido aproximadamente constante durante a adição por meio de ácido nítrico. Após a adição de 10% em peso de sacarose, a suspensão foi moída e a seguir foram adicionados nitrato de paládio e nitrato de ródio. Após um tempo de maturação de uma hora, um corpo alveolar de cordierita foi revestido com a suspensão, seco e calcinado. O corpo alveolar possuía espessura de célula de 93 cm-2, diâmetro de 14,4 cm e comprimento de 10,2 cm. O catalisador pronto continha as quantidades de revestimento a seguir:
g/l de óxido de alumínio estabilizado com lantânio g/l de óxido misto de cério/zircônio (70% em peso de óxido de zircônio)
0,18 g/l de ródio (em todos os componentes sólidos)
0,88 g/l de paládio (em todos os componentes sólidos) Exemplo 1
Foi preparado um catalisador de acordo com a invenção como a seguir:
Um óxido misto de cério/zircônio rico em zircônio (70% em peso de óxido de zircônio) foi suspenso em água e a seguir foi agitado nitrato de ródio na suspensão. O valor pH da suspensão foi novamente aumentado com TEAH para um valor de aproximadamente 6. A seguir, foi adicionado à suspensão um óxido de cério/zircônio com 50% em peso de óxido de zircônio e nitrato de paládio foi introduzido na suspensão. O valor pH foi novamente aumentado até 6 com TEAH, antes de ser adicionado à suspensão um óxido de γ-alumínio estabilizado com 3% em peso de óxido de lantânio. A seguir, a suspensão foi moída e um corpo alveolar foi revestido, seco e calcinado com esta como no exemplo de comparação. O catalisador pronto continha as quantidades de revestimento a seguir:
g/l de óxido de alumínio estabilizado com lantânio g/l do primeiro óxido misto de cério/zircônio (70% em peso de óxido de zircônio) g/l do segundo óxido misto de cério/zircônio (50% em peso de óxido de zircônio)
0,18 g/l de ródio (no primeiro óxido misto de cério/zircônio)
0,88 g/l de paládio (no primeiro e segundo óxido misto de cério/zircônio)
Exemplo 2
Foi preparado um outro catalisador de acordo com a invenção como a seguir:
Hidróxido de bário foi dissolvido em água. Nesta solução foi suspenso o óxido misto de cério/zircônio com 70% em peso de óxido de zircônio e nitrato de ródio foi adicionado à suspensão. A seguir, o óxido de cério/zircônio com 50% em peso de óxido de zircônio foi dispersado na suspensão e nitrato de paládio foi introduzido na suspensão. Após a introdução de óxido de alumínio, o valor pH foi ajustado em 6 com ácido acético. A seguir, a suspensão foi moída e um corpo alveolar foi revestido com esta, seco e calcinado como no exemplo de comparação. O catalisador pronto continha as quantidades de revestimento a seguir:
g/l de óxido de alumínio estabilizado com lantânio g/l de óxido de bário g/l do primeiro óxido misto de cério/zircônio (70% em peso de óxido de zircônio) g/l do segundo óxido misto de cério/zircônio (50% em peso de óxido de zircônio) ,
0,18 g/l de ródio (no primeiro óxido misto de cério/zircônio)
0,88 g/l de paládio (no primeiro e segundo óxido misto de cério/zircônio)
Teste do catalisador
Antes do teste, todos os catalisadores foram expostos a um envelhecimento hidrotérmico em um forno por um período de 16 horas a uma temperatura de 985°C.
Após o envelhecimento, os catalisadores foram testados em um banco de teste de motor em relação a temperaturas de arranque e conversões máximas.
A figura 1 mostra a comparação das temperaturas de arranque.
Os dois catalisadores de acordo com a invenção, após envelhecimento, apresentam temperaturas de arranque nitidamente mais reduzidas para a conversão dos poluentes HC (hidrocarboneto), CO (monóxido de carbono) e NOx (óxido nítrico) que o catalisador de comparação. O diagrama da figura 2 mostra as conversões máximas obtidas com os catalisadores.
Os catalisadores apresentaram uma contrapressão de gás de escape de 1,83 kPa (18,3 mbar) a uma temperatura de gás de 30°C e uma corrente de massa de ar de 345 kg/h. Essa contrapressão situa-se aproximadamente 15% abaixo da contrapressão de um catalisador de camada dupla comparável.

Claims (2)

REIVINDICAÇÕES
1/2
Comparação Exemplo 1 Exemplo 2 [□J%091 enbuejjB ep Bjn)BJodujoj_
315
1. Catalisador de três vias, consistindo em um único revestimento cataliticamente ativo sobre um suporte de catalisador inerte de cerâmica ou metal para a purificação de gases de escape de motores de combustão, caracterizado pelo fato de que o catalisador contém um óxido de alumínio ativo e um primeiro e segundo óxido misto de cério/zircônio, em que o primeiro óxido misto cério/zircônio é ativado com ródio e apresenta um teor mais elevado de zircônio que o segundo óxido misto cério/zircônio que é cataliticamente ativado com paládio, e em que o primeiro óxido misto de cério/zircônio apresenta uma proporção em peso de óxido de cério para óxido de zircônio de 0,5 até 0,1 e o segundo óxido misto de cério/zircônio uma proporção em peso de óxido de cério para óxido de zircônio de 0,8 até 1,2.
2. Catalisador de três vias de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óxido de alumínio e os óxidos mistos de cério/zircônio são adicionalmente revestidos em suas superfícies com óxido de estrôncio ou óxido de bário.
3. Catalisador de três vias de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os óxidos mistos de cério/zircônio em cada caso são estabilizados com 1 até 15% em peso de óxidos de terras raras em relação ao peso total dos óxidos mistos, em que os óxidos de terras raras em cada caso são escolhidos do grupo consistindo em ferro, manganês, estanho, titânio, silício, ítrio, lantânio, praseodímio, neodímio, samário e misturas dos mesmos.
4. Catalisador de três vias de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óxido de alumínio ativo em cada caso é estabilizado com 1 até 10% em peso de óxido de lantânio, em relação ao peso total do óxido de alumínio.
5. Catalisador de três vias de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que no suporte de catalisador se trata de um corpo alveolar com um volume V, que apresenta canais paralelos de circulação para os gases de escape de motores de combustão, em que as superfícies das paredes dos canais de circulação são revestidas com o catalisador de três
Petição 870180064210, de 25/07/2018, pág. 7/12 vias e a concentração do paládio em relação ao volume do corpo alveolar situa-se entre 0,1 e 10 g e a concentração do ródio entre 0,01 e 1 g.
6. Catalisador de três vias de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o primeiro óxido misto de cério/zircônio,
5 adicionalmente com ródio é ainda cataliticamente ativado com paládio.
7. Catalisador de três vias de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro e segundo óxido misto de cério/zircônio adicionalmente compaládio, são ainda cataliticamente ativados com platina.
10 8. Uso do catalisador de três vias como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que é como catalisador de partida próximo ao motor ou como catalisador principal na parte inferior de um veículo equipado com motor a gasolina para purificação dos gases de escape do motor.
Petição 870180064210, de 25/07/2018, pág. 8/12
2/2
Comparação Exemplo Exemplo [%] obsjsauoo
BRPI0808980A 2007-03-19 2008-02-23 catalisador de paládio-ródio de camada única BRPI0808980B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07005548A EP1974810B1 (de) 2007-03-19 2007-03-19 Palladium-Rhodium Einfachschicht Katalysator
EP07005548.8 2007-03-19
PCT/EP2008/001450 WO2008113457A1 (de) 2007-03-19 2008-02-23 Palladium-rhodium einfachschicht-katalysator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BRPI0808980A2 BRPI0808980A2 (pt) 2014-09-09
BRPI0808980B1 true BRPI0808980B1 (pt) 2018-11-13

Family

ID=38134095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0808980A BRPI0808980B1 (pt) 2007-03-19 2008-02-23 catalisador de paládio-ródio de camada única

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9156023B2 (pt)
EP (1) EP1974810B1 (pt)
JP (1) JP5361855B2 (pt)
KR (1) KR101230272B1 (pt)
CN (1) CN101626832B (pt)
AT (1) ATE477849T1 (pt)
BR (1) BRPI0808980B1 (pt)
DE (1) DE502007004776D1 (pt)
RU (1) RU2009138367A (pt)
WO (1) WO2008113457A1 (pt)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2427637B1 (en) 2009-05-04 2017-03-08 BASF Corporation Improved lean hc conversion of twc for lean burn gasoline engines
US8758695B2 (en) * 2009-08-05 2014-06-24 Basf Se Treatment system for gasoline engine exhaust gas
US8557204B2 (en) * 2010-11-22 2013-10-15 Umicore Ag & Co. Kg Three-way catalyst having an upstream single-layer catalyst
JP5827477B2 (ja) * 2011-03-10 2015-12-02 株式会社エフ・シー・シー 触媒の製造方法
EP2540391A1 (en) 2011-07-01 2013-01-02 Treibacher Industrie AG Ceria zirconia alumina composition with enhanced thermal stability
EP2604337A1 (en) 2011-12-16 2013-06-19 Treibacher Industrie AG Ceria zirconia alumina composition with enhanced thermal stability
DE102011107702A1 (de) 2011-07-14 2013-01-17 Sasol Germany Gmbh Verfahren zur Herstellung von Kompositen aus Aluminiumoxid und Cer-/Zirkonium-Mischoxiden
JP6138777B2 (ja) 2011-07-14 2017-05-31 トライバッハー インドゥストリ アクチエンゲゼルシャフト 向上した熱安定性を有している、セリアジルコニアアルミナ組成物
JP5992192B2 (ja) 2012-03-30 2016-09-14 三井金属鉱業株式会社 パラジウム触媒
JP5642107B2 (ja) 2012-03-30 2014-12-17 本田技研工業株式会社 鞍乗型車両用排気ガス浄化装置及びそれに用いるパラジウム単層触媒
EP2650042B2 (en) 2012-04-13 2020-09-02 Umicore AG & Co. KG Pollutant abatement system for gasoline vehicles
US9266092B2 (en) 2013-01-24 2016-02-23 Basf Corporation Automotive catalyst composites having a two-metal layer
KR20150131017A (ko) 2013-03-14 2015-11-24 바스프 코포레이션 분리된 워시코트를 갖는 촉매 물품 및 이의 제조 방법
DE102013210270A1 (de) 2013-06-03 2014-12-04 Umicore Ag & Co. Kg Dreiwegkatalysator
EP3052775B1 (en) 2013-10-03 2018-11-14 Umicore AG & Co. KG Exhaust aftertreatment system
DE102014204682A1 (de) 2014-03-13 2015-10-01 Umicore Ag & Co. Kg Katalysatorsystem zur Reduzierung von Schadgasen aus Benzinverbrennungsmotoren
CN106470752A (zh) * 2014-03-21 2017-03-01 Sdc材料公司 用于被动nox吸附(pna)系统的组合物
CN106413858A (zh) * 2014-06-06 2017-02-15 克林迪塞尔技术公司 铑铁催化剂
EP3059012A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-24 SASOL Germany GmbH Coated composites of al2o3-ceo2/zro2 and a method for their production
CN104785257B (zh) * 2015-04-02 2018-07-03 无锡威孚环保催化剂有限公司 一种单涂层三元催化剂及其制备方法
EP3210989B1 (de) * 2016-02-26 2018-09-26 Umicore AG & Co. KG Edelmetallverbindungen für trägergestützte katalysatoren
US9914095B1 (en) * 2017-02-08 2018-03-13 Ford Global Technologies, Llc Catalyst for automotive emissions control
GB2560942A (en) * 2017-03-29 2018-10-03 Johnson Matthey Plc NOx Adsorber catalyst
GB2560940A (en) * 2017-03-29 2018-10-03 Johnson Matthey Plc Three layer NOx Adsorber catalyst
GB2560941A (en) * 2017-03-29 2018-10-03 Johnson Matthey Plc NOx Adsorber catalyst
JP6408062B1 (ja) * 2017-04-28 2018-10-17 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
CN110621397B (zh) * 2017-05-11 2024-06-11 罗地亚经营管理公司 具有增强的耐受性和nox储存容量的混合氧化物
WO2019067299A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-04 Johnson Matthey Public Limited Company SINGLE LAYER CATALYST WITH LOW IMPREGNATION LOAD FOR FUEL EXHAUST GAS CLEANING APPLICATIONS
EP3501647A1 (de) 2017-12-19 2019-06-26 Umicore Ag & Co. Kg Katalytisch aktives partikelfilter
EP3501646A1 (de) 2017-12-19 2019-06-26 Umicore Ag & Co. Kg Katalytisch aktives partikelfilter
EP3501648B1 (de) * 2017-12-19 2023-10-04 Umicore Ag & Co. Kg Katalytisch aktives partikelfilter
US10781735B2 (en) 2018-05-18 2020-09-22 Umicore Ag & Co Kg Exhaust emission reduction system having an HC-trap and NOx-trap combination designed for operating under strategic lean conditions
US20190353067A1 (en) 2018-05-18 2019-11-21 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust treatment systems and methods involving oxygen supplementation and hydrocarbon trapping
CN113646064A (zh) * 2019-03-29 2021-11-12 优美科股份公司及两合公司 催化活性微粒过滤器
CN112892530B (zh) * 2021-01-26 2022-08-30 昆明贵研催化剂有限责任公司 原子级分散贵金属三效催化剂及其制备方法
DE102022130469A1 (de) 2022-11-17 2024-05-23 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Substrats für eine Abgasnachbehandlungseinrichtung
DE102023117464A1 (de) 2023-07-03 2025-01-09 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Substrats für eine Abgasnachbehandlungseinrichtung
DE102023132075A1 (de) 2023-11-17 2025-05-22 Umicore Ag & Co. Kg Katalytischer Partikelfilter

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5212142A (en) * 1991-11-04 1993-05-18 Engelhard Corporation High performance thermally stable catalyst
ATE178809T1 (de) * 1993-06-25 1999-04-15 Engelhard Corp Zusammengesetzten schichtkatalysator
CA2192176A1 (en) * 1994-06-17 1995-12-28 Shau-Lin Chen Layered catalyst composite
US5981427A (en) 1996-09-04 1999-11-09 Engelhard Corporation Catalyst composition
EP0842700B1 (de) * 1996-11-11 1999-03-24 Degussa Ag Abgasreinigungskatalysator mit Verbessertem Umsatz für Kohlenwasserstoffe
DE19714732A1 (de) * 1997-04-09 1998-10-15 Degussa Verfahren zum Abscheiden von katalytisch aktiven Komponenten auf hochoberflächigen Trägermaterialien
DE19726322A1 (de) 1997-06-20 1998-12-24 Degussa Abgasreinigungskatalysator für Verbrennungsmotoren mit zwei katalytisch aktiven Schichten auf einem Tragkörper
EP1046423B8 (en) 1999-04-23 2007-11-21 Umicore AG & Co. KG Layered noble metal-containing exhaust gas catalyst and its preparation
EP1138382B1 (en) 2000-03-28 2005-06-15 Umicore AG & Co. KG Single layer high perfomance catalyst
US6777370B2 (en) * 2001-04-13 2004-08-17 Engelhard Corporation SOx tolerant NOx trap catalysts and methods of making and using the same
JP3845274B2 (ja) * 2001-06-26 2006-11-15 ダイハツ工業株式会社 排ガス浄化用触媒
US7041622B2 (en) * 2002-02-06 2006-05-09 Delphi Technologies, Inc. Catalyst, an exhaust emission control device and a method of using the same
US7875250B2 (en) 2003-12-11 2011-01-25 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust treatment device, and methods of making the same
JP4240011B2 (ja) * 2005-06-20 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒
JP5021188B2 (ja) 2005-08-01 2012-09-05 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
JP4687389B2 (ja) * 2005-10-26 2011-05-25 マツダ株式会社 排気ガス浄化触媒

Also Published As

Publication number Publication date
US20100126154A1 (en) 2010-05-27
CN101626832B (zh) 2011-12-21
CN101626832A (zh) 2010-01-13
US9156023B2 (en) 2015-10-13
DE502007004776D1 (de) 2010-09-30
RU2009138367A (ru) 2011-04-27
BRPI0808980A2 (pt) 2014-09-09
EP1974810B1 (de) 2010-08-18
KR20090121350A (ko) 2009-11-25
JP2010521302A (ja) 2010-06-24
JP5361855B2 (ja) 2013-12-04
ATE477849T1 (de) 2010-09-15
EP1974810A1 (de) 2008-10-01
KR101230272B1 (ko) 2013-02-06
WO2008113457A1 (de) 2008-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0808980B1 (pt) catalisador de paládio-ródio de camada única
RU2736939C2 (ru) Катализаторы для удаления закиси азота для выхлопных систем
JP6703537B2 (ja) 排気システム用の一酸化二窒素除去触媒
US8496896B2 (en) Zero platinum group metal catalysts
JP7518763B2 (ja) 排気ガス浄化触媒
KR102251530B1 (ko) 특정 입자 크기 분포를 갖는 금속 산화물 지지체 입자를 포함하는 촉매 조성물
BRPI0713882A2 (pt) catalisador de três vias
JP2020196010A (ja) Ｎｏ酸化用触媒材料
JP2002113362A (ja) 排ガス浄化触媒およびその製造および使用
BR112016012630B1 (pt) Sistema de escape para motores de combustão interna, e, método para reduzir nox em um gás de escape
BR112017016475B1 (pt) Catalisador de três vias, sistema de exaustão, e, método para tratar um gás de exaustão.
BR112016012631B1 (pt) catalisador de gás de escape, sistema de escape para motores de combustão interna, e, método para tratamento de um gás de escape de um motor de combustão interna
JP2003320252A (ja) 排気ガス浄化触媒及びその製造方法
US7863217B2 (en) Exhaust gas purifying catalyst and exhaust gas purifying method
WO2012029051A1 (en) Catalyst for gasoline lean burn engines with improved nh3-formation activity
EP3277406A1 (en) LEAN NOx TRAP WITH ENHANCED HIGH AND LOW TEMPERATURE PERFORMANCE
US20240109036A1 (en) Exhaust gas treatment system for reducing ammonia emissions from mobile gasoline applications
US10449522B2 (en) Process for manufacture of NOx storage materials
JP2005224792A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JPWO2019131176A1 (ja) 水素製造用触媒及びこれを用いた排ガス浄化用触媒
JP2003020227A (ja) 微細混合酸化物粉末とその製造方法及び触媒
JP2013072334A (ja) 排ガス浄化装置および排ガス浄化触媒ユニット
JP4330666B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒および排気ガス浄化方法
JP2009285620A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP7299443B1 (ja) 排気ガス浄化用触媒およびそれを用いた排気ガス浄化方法

Legal Events

Date Code Title Description
B07A Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B07A Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 13/11/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.