CZ297085B6 - Kompozice trojcestného katalyzátoru výfukových plynu obsahující rhodium, oxid zirkonicitý a oxid lanthanitý - Google Patents

Kompozice trojcestného katalyzátoru výfukových plynu obsahující rhodium, oxid zirkonicitý a oxid lanthanitý Download PDF

Info

Publication number
CZ297085B6
CZ297085B6 CZ20004881A CZ20004881A CZ297085B6 CZ 297085 B6 CZ297085 B6 CZ 297085B6 CZ 20004881 A CZ20004881 A CZ 20004881A CZ 20004881 A CZ20004881 A CZ 20004881A CZ 297085 B6 CZ297085 B6 CZ 297085B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
catalyst composition
substrate
rhodium
catalyst
zirconia
Prior art date
Application number
CZ20004881A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20004881A3 (cs
Inventor
Joseph Andersen@Paul
Original Assignee
Johnson Matthey Public Limited Company
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 Johnson Matthey Public Limited Company filed Critical Johnson Matthey Public Limited Company
Publication of CZ20004881A3 publication Critical patent/CZ20004881A3/cs
Publication of CZ297085B6 publication Critical patent/CZ297085B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts 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
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/63Platinum group metals with rare earths or actinides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

Kompozice trojcestného katalyzátoru, s obsahem rhodia na prvním podkladu, který je bez obsahu platiny a palladia, a obsahuje: (a) 52 az 88 % oxidu zirkonicitého, (b') 10 az 40 % oxidu cericitého, a(b'') 2 az 8 % oxidu lanthanitého, vztazeno na celkovou hmotnost slozek (a), (b') a (b''). Koncentrace rhodia na prvním podkladu je 0,035 az 0,35 % vztazeno na celkovou hmotnost rhodia a prvního podkladu. Kompozice katalyzátoru obsahuje celkem 73 az244.10.sup.-3.n. g.cm.sup.-3.n. (1,2 az 4,0 g/inch.sup.3.n.) slozek (a), (b') a (b'') a slozky (a),(b') a (b'') predstavují 90 az 100 % hmotnosti prvního podkladu.

Description

Oblast techniky
Tento vynález se týká kompozice katalyzátoru a použitého způsobu jeho katalýzy chemické reakce,
Dosavadní stav techniky
Rhodium se často užívá jako katalyticky aktivní materiál při redukci oxidů dusíku (NOX) na dusík. Z tohoto důvodu se používá jako katalyticky aktivní složka v trojcestném katalyzátoru 15 (Three way catalyst TWC) pro úpravu výfukových plynů z motoru. Trojcestné katalyzátory konvertují NOX na dusík, CO na CO2 a uhlovodíky (HC) na CO2 a H2O při stechiometrických nebo přibližně při stechiometrických podmínkách spalovaného paliva při běžícím motoru. TWC katalyzátory dosahují vysoké konverze CO a NOX obsahem velkého množství palladia jako katalyticky aktivního materiálu, například 3,53 . 103 g.m~3 (100 g/ft3), nebo kombinací malého množ20 ství rhodia, například 211 g.m“3 (6 g/ft3), s malým množstvím palladia, například 1,91 .103 g.m3 (54 g/ft3), nebo s malým množstvím platiny, například 1,17 .103 g.m3 (33 g g/ft3), nebo s malým množstvím palladia a platiny. Drahé kovy, složky platina, palladium a rhodium, jsou však vzácné a drahé, a podílejí se značným dílem na celkových nákladech katalyzátoru.
Dokument US 5 057 483 popisuje kompozici katalyzátoru, který se skládá z nosiče, na kterém je nanesen katalytický materiál, přičemž tento katalytický materiál zahrnuje:
- první povlak nanesený na nosiči, zahrnující nejprve aktivovaný podklad z oxidu hlinitého, katalyticky účinné množství první platinové katalytické složky rozptýlené na výše zmíněném podkladu z oxidu hlinitého, a katalyticky účinné množství ceru; a
- druhý povlak nanesený na nosiči, který zahrnuje spoluvytvářený podklad z oxidů vzácných zemin - oxidu zirkoničitého, a katalyticky účinné množství první rhodiové katalytické složky rozptýlené na spoluvytvářený podklad z oxidu vzácné zeminy - oxidu zirkoničitého, druhotně aktivovaný podklad z oxidu hlinitého, a katalyticky účinné množství druhé platinové katalytické složky rozptýlené na sekundárním podkladu z oxidu hlinitého.
Dokument WO 98/03251 popisuje způsob výroby trojcestných katalyzátorů z kovů platinové skupiny, které obsahují vysokoteplotní katalytickou složku a nízkoteplotní katalytickou složku. Každá katalytická složka je představována ve skladbě katalyzátoru jako separátní odlišné částice ve stejné vodné povlakové vrstvě, přičemž tento způsob zahrnuje:
(a) vytvoření spojeného vodného povlaku vysokoteplotního katalyzátorového podkladového
- .... . - - , materiálu na ncporézním substrátu a nízkoteplotního katalyzátorového podkladového materiálu ze suspenze, ve které všechny materiály podkladu katalyzátoru mají dostatečně velké částice, aby bylo zabráněno každému podkladovému materiálu katalyzátoru vytváření roztoku nebo sólu s kapalným médiem suspenze; a (b) impregnaci kovů nebo platinové skupiny kovů do každého katalyzátorového podkladového materiálu buď vytvářením vodných povlaků na neporézním substrátu nebo dříve vytvořeném suspenzním vodném povlaku.
Předkládaná kompozice katalyzátoru je překvapivě vysoce aktivní, zvláště pro redukci oxidů 50 dusíku na dusík, zejména ve spojení s oxidací CO na CO2. Rovněž je vysoce aktivní pro oxidaci
HCTuhlovodíkůTna-COralUO-Mávysokou-životnost-při-tepelném-zatížení—Je-tedy-mimořádně---------účinná jako trojcestný katalyzátor (TWC). Nevyžaduje přítomnost Pt a Pd. Předkládaná kompozice katalyzátoru obsahuje na podkladu pouze nízkou koncentraci Rh, ale neobsahuje Pt a Pd,
-1 CZ 297085 B6 které jsou obsaženy ve známých katalyzátorech ze stavu techniky a zahrnuje pouze uvedenou nízkou koncentraci Rh rezultující v relativně nízké konverzi NOX a nízké konverzi CO a HC. Předkládaná kompozice katalyzátoru může poskytnout stejnou konverzi CO na CO2 a NOX na dusík jako známé katalyzátoiy, které obsahují stejné množství Rh, avšak navíc Pd. Předkládaná 5 kompozice katalyzátoru je při vysokém zatížení méně citlivá na otravu sloučeninami síry (S) než je katalyzátor zejména na bázi Pd.
Podstata vynálezu
Nyní bylo zjištěno, že při nanesení pouhého rhodia (tedy bez přítomnosti palladia) na první podklad kompozice trojcestného katalyzátoru, kdy podklad zahrnuje cer, oxid zirkoničitý a oxid lanthanitý a neobsahuje platinu a palladium, že tato kompozice katalyzátoru je svými účinky srovnatelná s katalyzátory, obsahujícími jak rhodium, tak palladium.
Tedy, podle prvního aspektu vynálezu poskytuje kompozice trojcestného katalyzátoru obsahující rhodium na prvním podkladu, který je bez obsahu platiny a palladia, přičemž první podklad obsahuje:
(a) 52 až 88 % oxidu zirkoničitého, (b') 10 až 40 % oxidu ceričitého, a (b”) 2 až 8 % oxidu lanthanitého vztaženo na celkovou hmotnost složek (a), (b') a (b), přičemž koncentrace rhodia na prvním podkladu je 0,035 až 0,35 % vztaženo na celkovou hmotnost rhodia a prvního podkladu, kompozice katalyzátoru obsahuje celkem 73 až 244.10-3 g.cm-3 (1,2 až 4,0 g/inch3) složek (a), 25 (b') a (b) a kde složky (a), (b') a (b) představují 90 až 100 % hmotnosti prvního podkladu.
Tato kombinace znaků poskytuje výhodu vtom, že katalyzátor je levnější, protože nejenže není nezbytné používat palladium, ale vůči dosavadnímu stavu techniky je i množství rhodia nižší.
Další výhodou kompozice katalyzátoru podle vynálezu je jeho nižší citlivost na otravu sloučeninami obsahujícími síru ve výfukových plynech z motoru.
Podle dalšího aspektu poskytuje vynález také způsob katalýzy chemické reakce zahrnující redukci oxidů dusíku na dusík, přičemž tento způsob zahrnuje kontakt oxidů dusíku s katalyzátorem.
35
Existuje mnoho známých katalyzátorů, ale žádný neodpovídá předkládanému katalyzátoru.
Předkládaná kompozice katalyzátoru zahrnuje nízkou koncentraci rhodia na speciálním podkladu, jehož hlavní složky jsou přítomné ve vysoké koncentraci v katalyzátoru.
Kompozice katalyzátoru může být v obvyklé formě, například ve formě vrstvy částic nebo pěny, ale nejlépe ve formě voštinového monolitu, přes jehož otvory proudí výfukové plyny motoru a v jehož otvorech je na podkladu naneseno rhodium. Katalyzátor, který je ve formě monolitu nebo vrstvy částic nebo pěny či v jiné formě bude mít určitý celkový objem, a to takový objem, který 45 odpovídá koncentraci 73 až 244.10-3 g.cm-3 (1,2 až 4,0 g/inch3) vztaženo na celkovou hmotnost rhodia a podkladu. Objem zahrnuje prázdná místa na katalyzátoru, například neobsazené části monolitu, kterými proudí plyn; to je obvyklá cesta snížení koncentrace.
Kompozice katalyzátoru obsahuje 73 až 244.10”3 g.cm-3 (1,2 až 4,0 g/inch3), výhodně 73 až 50 195.10-3 g.cm-3 (1,2 až 3,2 g/inch3) celkově rhodiového podkladu. Koncentrace rhodia na podkladu je 0,035 až 0,35 %, výlřoaňěl37r-až^0735_%, vztaženo na celkovou hmotnOsFřhodia Ka podkladu.
-2CZ 297085 B6
Předkládaný první podklad zahrnuje:
(a) 52 až 88 % oxidu zirkoničitého, (b') 10 až 40 % oxidu ceričitého, a (b) 2 až 8 % oxidu lanthanitého, vztaženo na celkovou hmotnost složek (a), (b') a (b).
První podklad výhodně zahrnuje:
(a) 72 až 82 % oxidu zirkoničitého, (b') 15 až 25 % oxidu ceričitého, a (b) 3 až 5 % oxidu lanthanitého, vztaženo na celkovou hmotnost složek (a), (b') a (b).
Kompozice katalyzátoru zahrnuje na prvním podkladu rhodium. To může obsahovat i další přídavné materiály, které mohou být obvykle ve směsích. Například rhodium na podkladu může být 15 ve směsi s materiálem potlačujícím H2S, např. jeden nebo několik oxidů vybraných ze skupiny:
NiO, Fe2O3, Co3O4 a MnO2; upřednostňován je NiO. Eventuálně materiál potlačující účinky H2S může být ve vrstvě překrývající na podkladu rhodium. Materiál potlačující H2S se obvykle vnáší v množství 3,1 až 30,5.10 3 g.cm“3 (0,05 až 0,5 g/inch3).
Rhodium na podkladu lze smíchat s katalyticky aktivním materiálem ke zlepšení adheze vodné povlakové vrstvy obsahující rhodium na podkladu, například adhezi k monolitu nebo materiálu stabilizujícímu vodnou povlakovou vrstvu proti slinování při vysokých teplotách. Výhodným materiálem splňujícím obě funkce je částicovitý oxid, který je směsí oxidu hlinitého a oxidu lanthanitého, výhodně s obsahem 2 až 7 % oxidu lanthanitého, vztaženo na celkovou hmotnost 25 oxidu hlinitého a oxidu lanthanitého.
Rhodium na podkladu může být smícháno s jiným katalyticky aktivním materiálem, zejména zahrnujícím jeden nebo několik materiálů vybraných zRh, Pt a Pd, na samostatném druhém ( podkladu, výhodně, když není přítomné žádné Rh. Přítomná Pt a/nebo Pd na tomto samostatném podkladu jsou odlišné od Rh na existujícím podkladu. Samostatný podklad bývá obvykle oxidový podklad. Eventuálně, může být druhý katalyticky aktivní materiál na podkladu v oddělené vrstvě od rhodia na prvním podkladu.
Kompozice katalyzátoru obvykle obsahuje 35,3 až 882,9 g.m“3 (1 až 25 g/ft3), například 35 3 5,3-3 1 7,8 g.m-3 (1 až 9 g/ft3), rhodia, které je obsaženo na podkladu obsahujícím složky (a), (b') a(b).
τ Kompozice katalyzátoru může obsahovat promotory. Když obsahuje Pd, může být přítomen jako promotor obecně kov, jako jsou kovy alkalických zemin, například promotory Ba nebo La nebo 40 Nd.
Kompozice katalyzátoru může být připravena jakoukoliv vhodnou cestou, například cestou, která je obvyklá jako taková. Prekurzor Rh se výhodně deponuje na prvním podkladu zahrnujícím složky (a), (b') a (b) a podklad nesoucí prekurzor Rh se kalcinuje. Před nebo po vytvoření 45 podkladu nesoucího Rh, je tento podklad výhodně nanesen na nosič jako je například voštinový monolit. Povlak může být nanesen ponořením monolitu do vodné suspenze podkladu nebo l průchodem monolitu přes clonu suspenze. Suspenze může obsahovat přídavky materiálů, nebo __________________jejich prekurzorů, které by měla kompozice obsahovat, jako jsou například materiály uvedené Ϊ výše. Alternativně nebo dodatečně může být přidávaný materiál nebo jeho prekurzor zaveden do vrstvy nad nebo pod vrstvou zahrnující rhodium na podkladu, ale není to preferováno. Vrstva nad nebo pod se může zavést způsobem podobným tomu, jakým se zavádí rhodium na podklad, obvykle pomocí vodné suspenze.
Prekurzor Rh může být deponován na podklad impregnací vodným roztokem prekurzoru Rh, 5 jako je například RhCl3 nebo výhodně Rh(NO3)3 na podklad. Eventuálně může být prekurzor Rh deponován na podklad precipitací, například hydrolýzou soli Rh jako je Rh(NO3)3. Výhodně je vodný roztok prekurzoru Rh nasycen do podkladu, ve vodné suspenzi se vytváří nasycený podklad, a vodnou suspenzí se pokryje nosič a pokrytý nosič se kalcinuje.
Prekurzor Rh, který je deponován na podkladu, může obsahovat příměsi jiných materiálů (nebo jejich prekurzorů, to je prekurzory Pt a/nebo Pd), které mohou existovat ve stejné vrstvě jako Rh. Eventuálně mohou být takové jiné materiály nebo jejich prekurzory deponované na podklad odděleně, například po nanesení podkladu na nosič.
Kompozice katalyzátoru je užitečná pro katalýzu chemické reakce zahrnující redukci oxidů dusíku na dusík, kontaktem oxidů dusíku s katalyzátorem. Katalyzátor je zvláště užitečný pro čištění vzduchu znečištěného výfukovými plyny z motoru obsahujícími oxidy dusíku, oxid uhelnatý a uhlovodíky, kontaktem výfukových plynů s kompozicí katalyzátoru. Kompozice katalyzátoru může být použita způsobem, který je pro ni obvyklý. Motorem je výhodně nějaký motor 20 dopravního prostředku, zejména automobilový motor. Motorem je výhodně motor benzínový. Katalyzátor může být umístěn v těsném spojení u motoru nebo výhodně pod podlahou vozidla. Katalyzátor lze použít s jinými katalyzátory, například ho lze použít jako katalyzátor umístěný pod podlahou spolu s katalyzátorem spojeným těsně u motoru.
Vynález je objasněn pomocí následujících příkladů.
i Příklady provedení vynálezu ý 30
Příklad 1 ί
ř Materiál obsahující oxid zirkoničitý/Rh stabilizovaný CeLa byl připraven impregnací vodného roztoku Rh(NO3)3 do materiálu z oxidu zirkoničitého stabilizovaného CeLa, pomocí zárodečné 35 vlhkostní techniky na koncentraci 0,22 % hmotnostních Rh. Zárodečná vlhkostní technika je známý způsob, při kterém se vzorek materiálu, jenž má být impregnován impregnuje kontaktem s rostoucími objemy vody dokud se již více neabsorbuje, tak, aby se určilo maximum objemu, který materiál bude schopen pojmout a následně se materiál impregnuje kontaktem se stejným objemem vodného roztoku impregnantu. Materiál z CeLa - stabilizovaného oxidu zirkoničitého 40 měl složení 4 % La2O3, 20 % CeO2 a 76 % ZrO2. Množství NiO byla suspendována ve vodě při obsahu kolem 4 % hmotnostních pevné fáze a mleta za mokra na střední velikost částic kolem 6 mikrometrů. Následně byla NiO suspenze mleta za mokra, k výsledné suspenzi byl přidán oxid !=& zirkoničitý stabilizovaný CeLa/Rh a byl dále mlet za mokra na střední velikost částic okolo mikrometrů za vytvoření suspenze (A) s obsahem pevné fáze kolem 65 % hmotnostních. Oxid 45 hlinitý stabilizovaný La - se složením 4 % hmotn. La2O3 a 96 % hmotn. A12O3 ve vodě s obsahem pevné fáze kolem 40 % hmotnostních byl suspendován odděleně a potom mlet za mokra na střední velikost částic kolem 5 mikrometrů za vzniku suspenze (B). Suspenze (A) a suspenze (B) byly smíchány v hmotnostním poměru (A) : (B) rovném 2,42 : 1, vztaženo na pevnou fázi a upraveno na obsah pevné fáze přibližně 50 % hmotnostních, suspenzí byl pokryt ponořením 50 obvyklý kordieritový voštinový monolit se 400 otvory na čtvereční palec (62 cm-2). Po odfoukání přebytku vodného povlaku stlačeným vzduchem se poté potažený substrát suší při 60 °C a r kalcinuje při 500 °C v proudu vzduchu.
í Celkově bylo naneseno 145.10 3 g.cm 3 (2,39 g/inch3) kompozice s hmotnostním složením í 55 29,21 % oxidu hlinitého stabilizovaného La, 66,87 % oxidu zirkoničitého stabilizovaného CeLa,
-4CZ 297085 B6
3,77 % NiO a 0,15 % Rh. Kompozice katalyzátoru tedy obsahovala rhodium na podkladu skládajícím se z 76 % oxidu zirkoničitého, 20 % oxidu ceričitého a 4 % oxidu lanthanitého a celkem obsahovala na nosiči z oxidu zirkoničitého a oxidu vzácné zeminy 97,6.10-3 g.cm73 (1,60 g/inch3) oxidu zirkoničitého a oxid vzácné zeminy.
Srovnávací příklad 1
Množství NiO bylo suspendováno ve vodě při obsahu kolem 4 % hmotnostních pevrie fáze a mleto za mokra na střední velikost částic kolem 6 mikrometrů. Cer stabilizovaný Zr byl přidán do výsledné suspenze NiO, která byla potom dále melta za mokra na střední velikost částic kolem 5 mikrometrů za tvorby suspenze (A) s obsahem pevné fáze kolem 65 % hmotnostních. Cer stabilizovaný Zr měl složení 58 % CeO2 a 42 % ZrO2. Odděleně byl oxid hlinitý stejného složení jako v příkladě 1 suspendován ve vodě s obsahem pevné fáze kolem 40 % hmotnostních a potom mlet za mokra na střední velikost částic kolem 5 mikrometrů za vzniku suspenze (B). Suspenze (A) a suspenze (B) byly smíchány v hmotnostním poměru A : B = 2;42 : 1, vztaženo na pevnou fázi, a byly upraveny na obsah pevné fáze přibližně 50 % hmotnostních a naneseny na monolit identický s příkladem 1 máčením. Po odfoukání přebytku mokrého povlaku stlačeným vzduchem byl potom pokrytý substrát vysušen při 60 °C a kalcinován při 500 °C v proudu vzduchu. Vzniklý pokrytý substrát byl impregnován roztokem Pd : Rh : Nd z Pd(NO3)2 : Rh(NO2)3 : Nd(NO3)3, který také obsahoval 150 g / litr kyseliny citrónové, a potom znovu sušen při 60 °C a kalcinován při 500 °C v proudu vzduchu. Substrát byl potom impregnován baryem z roztoku octanu bamatého, a opět znovu vysušen při 60 °C a kalcinován při 500 °C v proudu vzduchu.
Celkový obsah byl 186.10-3 g.cm-3 (3,05 g/inch3) s hmotnostním složením 23,0 % oxidu hlinitého stabilizovaného La, 52,5 % ceru stabilizovaného Zr, 3,0 % NiO, 7,0 % Nd2O3, 13,4 %BaO a 0,99 % Pd a 0,11 % Rh. Ve shodě s tím, zahrnoval katalyzátor rhodium na podkladu 58 % ceru, 42 % oxidu zirkoničitého, a obsahoval celkem 97,6.10-3 g.cm-3 (1,60 g/inch3) oxidu zirkoničitého a oxidu vzácné zeminy na podkladu tvořené oxidem zirkoničitým a oxidem vzácné zeminy. Tento katalyzátor je komerčně vhodný jako trojcestný katalyzátor (TWC).
Srovnávací příklad 2 ,
Byl opakován srovnávací příklad 1 s tím rozdílem, že nebyl použit Pd(NC>3)2, takže produkt neobsahoval Pd.
Celkový obsah byl 183,7.10-3 g.cm-3 (3,01 g/inch3) s hmotnostním složením 23,19 % oxidu hlinitého stabilizovaného La, 53,10 % ceru stabilizovaného Zr, 2,99 % NiO, 6,98 % Nd2O3, 13,62 % BaO a 0,12 % Rh. Adekvátně obsahoval katalyzátor rhodium na podkladu skládajícího se z 58 % ceru a 42 % oxidu zirkoničitého, a obsahujícím 97,6.10-3 g.cm-3 (1,60 g/inch3) oxidu zirkoničitého a oxidu vzácné zeminy na podkladu tvořeným oxidem zirkoničitým a oxidem vzácné zeminy.
Příklad 2 a srovnávací příklady 3 a 4
Katalyzátor popsaný v příkladu 1 á srovnávacíčh příkladech 1 a;2 byl každý podroben „zestárnutí“ na motorovém dynamometrickém kole, které simulovalo 100 000 mílí silničního provozu. Kolo mělo teplotu katalyzátoru zvolenou od 850 °C dó 1000 °C a dobu 120 hodin. Po tomto zestárnutí byl katalyzátor upevněn na testovací motorový dynamometr a bylo změřeno procento konverze uhlovodíků (HC), oxidu uhelnatého (CO) a oxidů dusíku (NOX) ve výfukových plynech při různém poměru vzduch / palivo s teplotou výfukových plynů na katalyzátorovém vstupu -4’5O-oCTPři_špěčiálním-poměřn_vzdtrch7palivo_(který_je_blízký“Stechiometriekému-poměru)—je procento konverze CO a NOX vyrovnané a tato hodnota konverze je uvažována jako přechodový bod CO/NOX (cross-over point COP). Pro každý katalyzátor po zestárnutí je uveden COP
-5CZ 297085 B6 v tabulce 1 spolu s HC účinností při stejném poměru vzduch/palivo, při kterém se vyskytuje COP. Účinnost COP a HC dohromady reprezentují účinek TWC.
- Tabulka 1
Účinek TWC pó 160 934 km (100 000 mílích) simulovaného silničního stárnutí
italyzátor překročení přechodu (% konverze)
IIC COZNOx
příklad 2 přiklad 1 81 89
. - -
porovnávací porovnávací příklad 3 příklad 1 89 87
porovnávací příklad 4 porovnávací příklad 2 44 44
Každý z katalyzátorů obsahoval v podstatě stejné množství Rh, ale z tabulky lze vidět, že katalyzátor podle příkladu 1 měl účinnost konverze CO a NOX ekvivalentní ke standardu TWC, ío který navíc obsahoval významné množství nákladného drahocenného kovu, Pd. Také lze vidět, že pouhé vynechání Pd ze standardního TWC mělo za následek drastickou ztrátu účinnosti.
Příklad 3
Byl opakován postup podle příkladu 1, s tím rozdílem, že koncentrace Rh v impregnovaném oxidu zirkoničitém stabilizovaném CeLa byla 0,11 % hmotnostních a celkové množství bylo 286,8.10’g.cm3 (4,70 g/inch3), přičemž kompozice obsahovala hmotnostně 68,09% oxidu zirkoničitého stabilizovaného CeLa, 29,78 % oxidu hlinitého stabilizovaného La, 1,92 % NiO a 20 0,076 % Rh.
Příklad 4
Katalyzátor podle příkladu 3 byl testován způsobem popsaným v příkladě 2, přičemž byly získány následující výsledky:
Tabulka 2
TWC aktivita po 160 934 km (100 000 mílích) simulovaného silničního stárnutí
Překročení přechodit (% konverze)
HC COZNOx
81
-6CZ 297085 B6
V mezích standardních odchylek zjištěných při těchto testech, jsou výsledky uvedené v tabulce 2 ekvivalentní k výsledkům uvedeným v příkladě 2 v tabulce 1.
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (14)

  1. ίο 1. Kompozice trojcestného katalyzátoru, s obsahem rhodia na prvním podkladu, který je bez obsahu platiny a palladia, vyznačující se tím, že první podklad obsahuje:
    (a) 52 až 88 % oxidu zirkoničitého, (b') 10 až 40 % oxidu ceričitého, a (b)
  2. 2 až 8 % oxidu lanthanitého,
    15 vztaženo na celkovou hmotnost složek (a), (b') a (b), přičemž koncentrace rhodia na prvním podkladu je 0,035 až 0,35 % vztaženo na celkovou hmotnost rhodia a prvního podkladu, kompozice katalyzátoru obsahuje celkem 73 až 244.10 3 g.cm“3 (1,2 až 4,0 g/inch3) složek (a), (b') a (b) a kde složky (a), (b') a (b) představují 90 až 100 % hmotnostní prvního podkladu.
    20 2. Kompozice katalyzátoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že první podklad obsahuje:
    (a) 72 až 82 % oxidu zirkoničitého, (b') 15 až 25 % oxidu ceričitého, a (b) 3 až 5 % oxidu lanthanitého,
    25 vztaženo na celkovou hmotnost složek (a), (b') a (b”).
  3. 3. Kompozice katalyzátoru podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje 35,3 až 882,9 g.m 3 (1 až 25 g/ft3) rhodia.
    30
  4. 4. Kompozice katalyzátoru podle kteréhokoliv předcházejícího nároku laž3, vyznačující se tím, že dále zahrnuje materiál potlačující účinky H2S.
  5. 5. Kompozice katalyzátoru podle kteréhokoliv předcházejícího nároku laž4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje částicovýoxid.
  6. 6. Kompozice katalyzátoru podle nároku 5, vyznačující se tím, že částicový oxid je směsí oxidu hlinitého a oxidu lanthanitého.
  7. 7. Kompozice katalyzátoru podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 6, vyzná-
    40 čující se tím, že dále na druhém podkladu obsahuje platinu a/nebo palladium.
  8. 8. Nosič zahrnující kompozici katalyzátoru podle některého z předcházejících nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že nosičem je voštinový monolit, vrstva částic nebo pěna.
    45
  9. 9. Způsob katalýzy chemické reakce zahrnující redukci oxidů dusíku na dusík, vyznačující se tím, že zahrnuje kontakt oxidů dusíku skompozicí katalyzátoru podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 7.
  10. 10. Použití kompozice katalyzátoru podle kteréhokoliv z předcházejících nároku 1 až 7 k reduk7
    50 ci oxidů dusíku na dusík, k oxidaci oxidu uhelnatého na oxid uhličitý a/nebo k oxidaci uhlovodíků na oxid uhličitý a vodu, přičemž oxidy dusíku, uhlovodíky a oxid uhelnatý jsou přítomny ve výfukových plynech benzinového motoru s vnitřním spalováním stechiometricky spalujícím palivo.
  11. 11. Výfukový systém pro motor svnitřním spalováním, vyznačující se tím, že 5 obsahuje kompozici katalyzátoru podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 7 nebo nosič podle nároku 8.
  12. 12. Motor s vnitřním spalováním, vyznačuj ící se tím, že obsahuje výfukový systém podle nároku 11.
    o
  13. 13. Motor podle nároku 12, vyznačující se tím, že motorem je benzínový motor.
  14. 14. Dopravní prostředek, vyznačující se tím, že obsahuje motor a výfukový systém podle nároku 12 nebo 13.
CZ20004881A 1998-06-22 1999-06-16 Kompozice trojcestného katalyzátoru výfukových plynu obsahující rhodium, oxid zirkonicitý a oxid lanthanitý CZ297085B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9813367.1A GB9813367D0 (en) 1998-06-22 1998-06-22 Catalyst

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20004881A3 CZ20004881A3 (cs) 2001-08-15
CZ297085B6 true CZ297085B6 (cs) 2006-09-13

Family

ID=10834114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20004881A CZ297085B6 (cs) 1998-06-22 1999-06-16 Kompozice trojcestného katalyzátoru výfukových plynu obsahující rhodium, oxid zirkonicitý a oxid lanthanitý

Country Status (18)

Country Link
US (1) US6692712B1 (cs)
EP (1) EP1098702B1 (cs)
JP (1) JP4454855B2 (cs)
KR (1) KR100604139B1 (cs)
CN (1) CN1152743C (cs)
AU (1) AU737460B2 (cs)
BR (1) BR9911494B1 (cs)
CA (1) CA2335812C (cs)
CZ (1) CZ297085B6 (cs)
DE (1) DE69910791T2 (cs)
ES (1) ES2207236T3 (cs)
GB (1) GB9813367D0 (cs)
IN (1) IN2001MU00029A (cs)
MX (1) MX220384B (cs)
NO (1) NO321689B1 (cs)
NZ (1) NZ509109A (cs)
PL (1) PL198392B1 (cs)
WO (1) WO1999067020A1 (cs)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7081431B2 (en) * 2000-09-08 2006-07-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha NOx absorbent and absorption reduction-type NOx purifying catalyst
US6930073B2 (en) * 2001-11-05 2005-08-16 Delphi Technologies, Inc. NiO catalyst configurations, methods for making NOx adsorbers, and methods for reducing emissions
US6946013B2 (en) * 2002-10-28 2005-09-20 Geo2 Technologies, Inc. Ceramic exhaust filter
BRPI0417164A (pt) * 2003-12-19 2007-03-06 Celanese Int Corp precursores livres de haleto para catalisadores
JP4959129B2 (ja) 2004-02-16 2012-06-20 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
JP4465352B2 (ja) 2004-03-11 2010-05-19 株式会社キャタラー 排ガス浄化触媒
US20050202966A1 (en) * 2004-03-11 2005-09-15 W.C. Heraeus Gmbh Catalyst for the decomposition of N2O in the Ostwald process
DE102004024026A1 (de) * 2004-03-11 2005-09-29 W.C. Heraeus Gmbh Katalysator zur N2O-Zersetzung beim Ostwaldprozess
JP4199691B2 (ja) * 2004-03-25 2008-12-17 田中貴金属工業株式会社 触媒
US7601671B2 (en) * 2004-10-28 2009-10-13 Umicore Ag & Co. Kg Drying method for exhaust gas catalyst
WO2006064684A1 (ja) * 2004-12-14 2006-06-22 Nissan Motor Co., Ltd. 触媒、排ガス浄化触媒、及び触媒の製造方法
JP4737984B2 (ja) * 2004-12-15 2011-08-03 株式会社キャタラー 耐熱性酸化物
JP4654746B2 (ja) * 2005-04-14 2011-03-23 マツダ株式会社 排気ガス浄化触媒装置
US8115373B2 (en) 2005-07-06 2012-02-14 Rochester Institute Of Technology Self-regenerating particulate trap systems for emissions and methods thereof
US20070078053A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 U.S.A. As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Catalyst for decomposition of nitrogen oxides
JP2007301526A (ja) * 2006-05-15 2007-11-22 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 排ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP4830624B2 (ja) * 2006-05-15 2011-12-07 マツダ株式会社 排気ガス浄化用触媒
JP4826337B2 (ja) * 2006-05-23 2011-11-30 マツダ株式会社 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化方法
JP4265626B2 (ja) 2006-07-12 2009-05-20 トヨタ自動車株式会社 触媒担体粒子及びその製造方法、並びに排ガス浄化触媒
US7758834B2 (en) * 2006-08-21 2010-07-20 Basf Corporation Layered catalyst composite
US7550124B2 (en) * 2006-08-21 2009-06-23 Basf Catalysts Llc Layered catalyst composite
US7648675B2 (en) * 2006-10-06 2010-01-19 Zhang Shi C Reaction sintered zirconium carbide/tungsten composite bodies and a method for producing the same
JP5140987B2 (ja) * 2006-10-24 2013-02-13 トヨタ自動車株式会社 触媒担体及びその製造方法、並びに排ガス浄化触媒
KR101373926B1 (ko) * 2007-01-16 2014-03-12 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 올레핀 블록 중합체의 신축성 포 및 가먼트
US8007750B2 (en) 2007-07-19 2011-08-30 Basf Corporation Multilayered catalyst compositions
US7802420B2 (en) * 2007-07-26 2010-09-28 Eaton Corporation Catalyst composition and structure for a diesel-fueled autothermal reformer placed in and exhaust stream
US7922988B2 (en) * 2007-08-09 2011-04-12 Michel Deeba Multilayered catalyst compositions
US7622096B2 (en) * 2007-08-09 2009-11-24 Basf Catalysts Llc Multilayered catalyst compositions
US8038951B2 (en) 2007-08-09 2011-10-18 Basf Corporation Catalyst compositions
US7879755B2 (en) * 2007-08-09 2011-02-01 Basf Corporation Catalyst compositions
US20090175773A1 (en) * 2008-01-08 2009-07-09 Chen Shau-Lin F Multilayered Catalyst Compositions
CN102256701B (zh) * 2008-12-19 2014-04-09 株式会社科特拉 废气净化用催化剂
JP2010149015A (ja) 2008-12-24 2010-07-08 Mitsubishi Motors Corp 排気浄化触媒及び排気浄化装置
US8940242B2 (en) * 2009-04-17 2015-01-27 Basf Corporation Multi-zoned catalyst compositions
US8530372B2 (en) * 2009-07-22 2013-09-10 Basf Corporation Oxygen storage catalyst with decreased ceria reduction temperature
US8943811B2 (en) * 2010-12-22 2015-02-03 GM Global Technology Operations LLC Perovskite-based catalysts, catalyst combinations and methods of making and using the same
US8617496B2 (en) 2011-01-19 2013-12-31 Basf Corporation Three way conversion catalyst with alumina-free rhodium layer
CN102728395B (zh) * 2011-04-02 2014-05-07 中国科学院大连化学物理研究所 用于富氧气氛中还原氮氧化合物的催化剂及其制备和应用
US9011784B2 (en) * 2011-08-10 2015-04-21 Clean Diesel Technologies, Inc. Catalyst with lanthanide-doped zirconia and methods of making
JP6516862B2 (ja) 2015-10-27 2019-05-22 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びにそれを用いた排ガス浄化装置
US11179701B2 (en) 2016-03-25 2021-11-23 Cataler Corporation Exhaust gas purifying catalyst and production method therefor, and exhaust gas purification device using same
CN111032194A (zh) 2017-09-18 2020-04-17 福特全球技术公司 用于汽车排放控制的催化器
EP3829763A1 (en) * 2018-07-27 2021-06-09 Johnson Matthey Public Limited Company Improved twc catalysts containing high dopant support
JP7184743B2 (ja) * 2019-12-26 2022-12-06 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用触媒
US11788450B2 (en) * 2020-10-30 2023-10-17 Johnson Matthey Public Limited Company TWC catalysts for gasoline engine exhaust gas treatments

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0337809A2 (en) * 1988-04-14 1989-10-18 Nippon Shokubai Co., Ltd. Catalyst for purifying exhaust gas and method for production thereof
US5490977A (en) * 1990-02-22 1996-02-13 Engelhard Corporation Removal of CO, hydrocarbons and NOx with catalyst containing platinum rhodium
WO1997023278A1 (en) * 1995-12-21 1997-07-03 Engelhard Corporation Engine exhaust treatment apparatus and method of use

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63116742A (ja) * 1986-11-04 1988-05-21 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化用触媒
EP0333037B1 (en) 1988-03-12 1994-06-22 Igarashi, Akira c/o Kohgakuin University Process for steam reforming of hydrocarbon
CA2027422A1 (en) 1989-11-08 1991-05-09 Samuel J. Tauster Three way conversion catalyst including a ceria-containing zirconia support
US5057483A (en) 1990-02-22 1991-10-15 Engelhard Corporation Catalyst composition containing segregated platinum and rhodium components
JP2628798B2 (ja) * 1991-03-14 1997-07-09 エヌ・イーケムキャット株式会社 耐熱性に優れた排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
FR2701472B1 (fr) * 1993-02-10 1995-05-24 Rhone Poulenc Chimie Procédé de préparation de compositions à base d'oxydes mixtes de zirconium et de cérium.
GB9615123D0 (en) * 1996-07-18 1996-09-04 Johnson Matthey Plc Three-way conversion catalysts and methods for the preparation therof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0337809A2 (en) * 1988-04-14 1989-10-18 Nippon Shokubai Co., Ltd. Catalyst for purifying exhaust gas and method for production thereof
US5490977A (en) * 1990-02-22 1996-02-13 Engelhard Corporation Removal of CO, hydrocarbons and NOx with catalyst containing platinum rhodium
WO1997023278A1 (en) * 1995-12-21 1997-07-03 Engelhard Corporation Engine exhaust treatment apparatus and method of use

Also Published As

Publication number Publication date
MXPA00012923A (es) 2001-09-01
JP4454855B2 (ja) 2010-04-21
NO20006550D0 (no) 2000-12-21
AU737460B2 (en) 2001-08-23
BR9911494A (pt) 2001-09-18
NZ509109A (en) 2002-09-27
DE69910791T2 (de) 2004-07-01
MX220384B (es) 2004-05-13
JP2002518171A (ja) 2002-06-25
WO1999067020A1 (en) 1999-12-29
CA2335812A1 (en) 1999-12-29
ES2207236T3 (es) 2004-05-16
CN1313787A (zh) 2001-09-19
US6692712B1 (en) 2004-02-17
IN2001MU00029A (cs) 2005-08-19
EP1098702A1 (en) 2001-05-16
KR100604139B1 (ko) 2006-07-25
KR20010053142A (ko) 2001-06-25
CA2335812C (en) 2008-03-25
NO20006550L (no) 2001-02-22
CN1152743C (zh) 2004-06-09
CZ20004881A3 (cs) 2001-08-15
BR9911494B1 (pt) 2011-04-19
AU4518199A (en) 2000-01-10
NO321689B1 (no) 2006-06-19
GB9813367D0 (en) 1998-08-19
EP1098702B1 (en) 2003-08-27
PL345033A1 (en) 2001-11-19
DE69910791D1 (de) 2003-10-02
PL198392B1 (pl) 2008-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ297085B6 (cs) Kompozice trojcestného katalyzátoru výfukových plynu obsahující rhodium, oxid zirkonicitý a oxid lanthanitý
US6066587A (en) Catalyst for purifying exhaust gas
US6022825A (en) Thermally durable low H2 S three-way catalysts
EP0912232B1 (en) Three-way conversion catalysts and methods for the preparation therefor
US8207078B2 (en) Close coupled catalyst for purification of exhaust gas and the preparation thereof
US6420306B2 (en) Burned gas purifying catalyst
EP0562516B1 (en) Method for purifying exhaust gas
WO2009102683A1 (en) Csf with low platinum/palladium ratios
US5196390A (en) Hydrogen sulfide-suppressing catalyst system
US7022644B2 (en) Hydrogen sulfide-suppressing catalyst compositions
KR20170018914A (ko) 배기 가스 처리 시스템
JP3272019B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒
WO2000059630A1 (en) Improved catalyzed adsorber system for treating internal combustion engine exhaust gas and method of making same
JPH11123306A (ja) 排気ガス浄化フィルター及びこれを用いた排気ガス浄化装置
KR20210057775A (ko) 가솔린-천연 가스 응용 분야에서의 삼원 전환 촉매
JP3835436B2 (ja) 排ガス浄化方法及び排ガス浄化用触媒
JPH06327945A (ja) 排気ガス浄化方法
RU2789587C2 (ru) Улучшенные катализаторы twc, содержащие высокоэффективную подложку с допирующей добавкой
KR20030095675A (ko) 저 백금-팔라듐-로듐 함량의 삼원촉매 제조방법
Andersen et al. Thermally durable low H 2 S three-way catalysts
MXPA00006736A (en) Thermally durable, low h2s three way catalysts
JPH11300209A (ja) 排ガス浄化触媒、その製造方法及び排ガス浄化方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20090616