JP2008272760A - Porous material, method, and device for catalytic conversion of exhaust gas - Google Patents

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ジョブソン エドワード
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エイ. マーテンズ ジョハン
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Francois Jayat
ジャイアット フランソワ
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porous material for the catalytic conversion of exhaust gas. <P>SOLUTION: An oxidizing catalyst capable of catalyzing the oxidation of nitrogen monoxide to nitrogen dioxide, and catalyzing the oxidation of a reducing agent is included. The oxidation of the reducing agent is inhibited because of sterically preventing the reducing agent from contacting the oxidizing catalyst. The porous material also preferably contains a carrier with a reducing agent having a capability of selectively catalyzing the reduction of nitrogen dioxide to nitrogen, (thereby the reducing agent is at least partially consumed). The invention also relates to a method and a device using the porous material, and a useful use of the porous material. The invention can be applied to the field of the catalytic conversion of an exhaust gas generated from an internal combustion engine, particularly a lean-burn engine, and a diesel engine. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

(技術分野)
本発明は、排気ガスの触媒変換のための多孔質材料に関する。この多孔質材料は、第一多孔質構造を有するキャリア、および酸素存在下で一酸化窒素を二酸化窒素に触媒酸化する能力を有する酸化触媒を含有する。この酸化触媒は、それ自体で還元剤の酸化を触媒する能力を有するが、本発明によると、この還元剤の酸化は、第一多孔質構造の内側に封入される酸化触媒により防止され、この第一多孔質構造は、この還元剤が酸化触媒と接触するのを立体的に防止するような大きさを有する。
(Technical field)
The present invention relates to a porous material for catalytic conversion of exhaust gas. The porous material contains a carrier having a first porous structure and an oxidation catalyst having the ability to catalytically oxidize nitric oxide to nitrogen dioxide in the presence of oxygen. The oxidation catalyst itself has the ability to catalyze the oxidation of the reducing agent, but according to the invention, the oxidation of the reducing agent is prevented by the oxidation catalyst enclosed inside the first porous structure, The first porous structure has such a size as to sterically prevent the reducing agent from coming into contact with the oxidation catalyst.

好ましくは、この多孔質材料はまた、第二多孔質構造および還元触媒を有するキャリアを含有し、還元剤の存在下でこのキャリアは、二酸化窒素を窒素に選択的に触媒還元し得、これによって、還元剤は、少なくとも部分的に消費される。この還元触媒は、これによって、この還元剤が還元触媒と接触し得るような大きさを有する第二多孔質構造に配置される。本発明はまた、この多孔質材料を利用する方法および装置に関し、そして多孔質材料の有利な使用を示す。   Preferably, the porous material also contains a carrier having a second porous structure and a reduction catalyst, which in the presence of a reducing agent is capable of selectively catalytic reduction of nitrogen dioxide to nitrogen, The reducing agent is at least partially consumed. The reduction catalyst is thereby arranged in a second porous structure having a size such that the reducing agent can contact the reduction catalyst. The present invention also relates to methods and apparatus that utilize this porous material and demonstrates the advantageous use of the porous material.

本発明は、内燃機関、特に希薄燃焼エンジン(LC−エンジン)およびディーゼルエンジンから発生する排気ガスの触媒変換の分野において適用され得る。   The invention can be applied in the field of catalytic conversion of exhaust gases generated from internal combustion engines, in particular lean burn engines (LC-engines) and diesel engines.

本発明はまた、ガスタービン、発電所などのような固定の排気源から発生する、窒素酸化物を含みそして過剰酸素を有する、他の排気ガスを利用し得る。   The present invention may also utilize other exhaust gases, including nitrogen oxides and having excess oxygen, generated from fixed exhaust sources such as gas turbines, power plants, and the like.

(発明の背景)
内燃機関から窒素酸化物(NOx)の排気を減少させる試みの中で、満足のいくレベルで燃焼効率をさらに維持しながら、NOx−排気を減少させるために、多くの努力が燃焼状態を改良するためになされてきた。
(Background of the Invention)
In an attempt to reduce nitrogen oxide (NO x ) emissions from internal combustion engines, many efforts have been made to reduce NO x -emissions while further maintaining combustion efficiency at satisfactory levels. It has been made to improve.

NOx−排気を減少させるための伝統的な技術の中で、特に、排気ガス再循環(EGR)ならびに燃料噴射および燃焼チャンバーの特別な設計の技術が言及され得る。他の重要なパラメータは、圧縮、燃料噴射時間および燃料噴射圧力である。水噴射、燃料/水エマルジョンの使用およびいわゆるアンモニアによる選択触媒還元(SCR)に関する技術がまた、使用され得る。これによって、燃焼効率の一方的な最適化は、しばしばNOx−排気の増加という結果となることが見出されてきた。 Among the traditional techniques for reducing NO x -emissions, mention may in particular be made of exhaust gas recirculation (EGR) and special design techniques for fuel injection and combustion chambers. Other important parameters are compression, fuel injection time and fuel injection pressure. Techniques relating to water injection, the use of fuel / water emulsions and so-called selective catalytic reduction (SCR) with ammonia can also be used. Thereby, it has been found that unilateral optimization of combustion efficiency often results in increased NOx emissions.

今日、燃料消費およびNOx−排気の削減の両方が必要とされる。例えば炭化水素のような環境に潜在的に危険な他の化学化合物の排気を削減しようとする強い要求がさらにある。   Today, both fuel consumption and NOx-exhaust reduction are required. There is also a strong demand to reduce emissions of other chemical compounds that are potentially hazardous to the environment, such as hydrocarbons.

従って、いわゆる希薄燃焼(LC)エンジンからの排気ガスを処置することも可能である触媒変換器に対する必要性が増加している。従って、多数の異なった触媒変換器が開発され、そして例えば自動車における商業利用には周知である。   Accordingly, there is an increasing need for catalytic converters that can also treat exhaust gases from so-called lean burn (LC) engines. A number of different catalytic converters have therefore been developed and are well known for commercial use, for example in automobiles.

典型的に、従来の触媒変換器は、1つまたはいくつかのマトリックス、またはモノリスブリック(しばしば、そのように呼ばれる)を含有する。このようなブリックまたはモノリスは、通し通路およびセルを有するセラミックのハニカム基質の形状にあり、多孔質の表面コーティングを備え付け得る。適切な触媒の粒子は、マトリックスの表面に埋め込まれ、そしてこのマトリックスの設計は、触媒反応が起こる表面積を最大化するために最適化されてきた。一般的な触媒は、貴金属であり、例えば銀(Ag)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、ガリウム(Ga)またはルテニウム(Ru)あるいはこれらの混合物である。さらに、触媒として使用され得る多数の他の金属および金属酸化物がある。このような触媒は、酸化または還元反応、あるいは両方を触媒する能力を有し得る。   Typically, conventional catalytic converters contain one or several matrices, or monolith bricks (often referred to as such). Such bricks or monoliths are in the form of a ceramic honeycomb substrate with through passages and cells and may be provided with a porous surface coating. Appropriate catalyst particles are embedded in the surface of the matrix and the design of the matrix has been optimized to maximize the surface area at which the catalytic reaction occurs. Common catalysts are noble metals such as silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), gallium (Ga) or ruthenium (Ru) or mixtures thereof. In addition, there are many other metals and metal oxides that can be used as catalysts. Such catalysts can have the ability to catalyze oxidation or reduction reactions, or both.

適切な触媒で充填された結晶性のケイ酸アルミニウム、いわゆるゼオライトを使用することはまた、以前から知られている。排気ガスの触媒変換に関連したゼライトの使用は、例えば、EP 0 499 931 AlおよびEP 0 445 408 Aに開示される。   The use of crystalline aluminum silicates, so-called zeolites, filled with suitable catalysts has also been known for some time. The use of celite in connection with catalytic conversion of exhaust gases is disclosed, for example, in EP 0 499 931 Al and EP 0 445 408 A.

さらに、いくつかの異なった触媒マトリックスを組合せること、または、触媒変換プロセスにおいて、いわゆるアフターバーナーを配置することはまた、以前から知られている。このような装置は、米国特許第5,465,574号に開示される。   Furthermore, it has also been known for some time to combine several different catalyst matrices or to arrange so-called afterburners in the catalytic conversion process. Such a device is disclosed in US Pat. No. 5,465,574.

表面上に保持されまたは支持された適切な触媒を有する波形の金属ホイルのハニカムモノリスを使用することもまた、以前から知られている。   It has also been previously known to use corrugated metal foil honeycomb monoliths with suitable catalysts held or supported on the surface.

例えばEP 0 483 708 Alに、従来のセラミックの触媒変換器を、触媒変換のための最適温度が保持されることを保証するために電気で加熱可能な触媒変換器と組合せることがまた、提案されてきた。   For example, in EP 0 483 708 Al, it is also proposed to combine a conventional ceramic catalytic converter with an electrically heatable catalytic converter to ensure that the optimum temperature for catalytic conversion is maintained. It has been.

従って、排気ガスの触媒変換のための多数の異なった触媒材料、装置および配置が、当該分野において記載されてきた。   Accordingly, a number of different catalyst materials, devices and arrangements for catalytic conversion of exhaust gases have been described in the art.

それ故、例えば、Ag−触媒上で窒素酸化物(NOx)および炭化水素(Hxy)の同時放出が起こり得、以下の(単純化された)化学反応に従うと考えられる:
A)NOx+Hxy→N2+H2O+CO2+CO
および
B)O2+Hxy→H2O+CO2
しかし、実際は、以下の反応が支配的であることを見出している:
C)NO2+Hxy→N2+H2O+CO2
本明細書中の化学反応における用語Hxyは、炭化水素を意味するだけでなく、さらに酸素および/または硫黄を含む他の還元剤にも関連することに注意するべきである。従って、還元剤Hxyはまた、Hxyzwとして表され得る。排気ガス中に存在し得る還元剤の例は、アルカン、アルケン、パラフィン、アルコール、アルデヒド、ケトン、エーテルまたはエステルならびに種々の含硫化合物である。また、COまたはH2は、還元剤として作用し得る。排気ガス中の還元剤は、燃料または燃焼空気から生じ得、あるいは故意に排気ガスに添加され得る。
Thus, for example, simultaneous release of nitrogen oxides (NO x ) and hydrocarbons (H x C y ) over Ag-catalysts may occur and follow the following (simplified) chemical reaction:
A) NO x + H x C y → N 2 + H 2 O + CO 2 + CO
And B) O 2 + H x C y → H 2 O + CO 2
In practice, however, we find that the following reactions are dominant:
C) NO 2 + H x C y → N 2 + H 2 O + CO 2
The term H x C y in the chemical reactions herein not only refers to a hydrocarbon, it should further be noted also relevant that the oxygen and / or other reducing agents containing sulfur. Accordingly, the reducing agent H x C y can also be expressed as H x C y O z S w . Examples of reducing agents that may be present in the exhaust gas are alkanes, alkenes, paraffins, alcohols, aldehydes, ketones, ethers or esters and various sulfur-containing compounds. CO or H 2 can also act as a reducing agent. The reducing agent in the exhaust gas can come from fuel or combustion air, or can be deliberately added to the exhaust gas.

C)に従う上述の反応が、例えば、Ag−触媒上で非常に速いことが以前に発見されている。Agまたは他の適切な触媒でドープされた、酸性触媒(H+)および酸性ゼオライトが、NO2は容易に変換される(NOは変換されない)という意味において選択的であることが発見されている。このことは、大きな不利となり得る、なぜなら、例えば、LC−エンジンからの「希薄(lean)」排気ガスにおいて、NOが支配的であるからである。別の問題は、NO2の有効量が、炭化水素(Hxy)または他の所望されない化合物の規制に関して制限され得ることである。 It has been previously discovered that the above reaction according to C) is very fast, for example on Ag-catalysts. Acid catalysts (H + ) and acidic zeolites doped with Ag or other suitable catalysts have been found to be selective in the sense that NO 2 is easily converted (NO is not converted). . This can be a major disadvantage because, for example, NO dominates in “lean” exhaust gases from LC-engines. Another problem is that the effective amount of NO 2 can be limited with respect to the regulation of hydrocarbons (H x C y ) or other unwanted compounds.

この問題を解決するために(すなわち、排気ガス中のNO量およびHxy量の両方を減少させ得ること)、Ag−ゼオライト触媒とPt−触媒との組み合わせが予ねてより示唆されている。 To solve this problem (i.e., it can reduce both the amount of NO and H x C y amount in the exhaust gas), Ag- combination of zeolite catalyst and Pt- catalyst is suggested more sleeping pre Yes.

通常、以下の主反応が、従来のPt−触媒上で起こる:   Usually, the following main reactions occur over conventional Pt-catalysts:

Figure 2008272760
E)O2+Hxy→H2O+CO2
F)2NO+Hxy→N2O+H2O+CO2
従来のAg−ゼオライト触媒を従来のPt−触媒と組み合わせて使用する場合、
4つの反応、C)、D)、E)およびF)の全てが起こる。しかしながら、炭化水素(Hxy)が、化学反応E)およびF)において消費されるため、十分な量の炭化水素(Hxy)が、二酸化窒素(NO2)との反応(反応C)に対応)に残されていないという危険をはらむ。これによって、所望されない二酸化窒素(NO2)残留分が触媒的に転換された排気ガス中に発生する(反応D由来)。
Figure 2008272760
E) O 2 + H x C y → H 2 O + CO 2
F) 2NO + H x C y → N 2 O + H 2 O + CO 2
When using a conventional Ag-zeolite catalyst in combination with a conventional Pt-catalyst,
All four reactions, C), D), E) and F) occur. However, hydrocarbon (H x C y) is, for consumption in a chemical reaction E) and F), a sufficient amount of hydrocarbon (H x C y) is reacted with nitrogen dioxide (NO 2) (reaction There is a risk that it is not left in (C)). This produces unwanted nitrogen dioxide (NO 2 ) residue in the catalytically converted exhaust gas (from reaction D).

以前、異なるタイプの触媒を用いて、この問題を解決する試みが、反応C)に十分な量の炭化水素を供給するために、異なる触媒を組み合わせること、およびこの排気ガスにさらなる量の炭化水素を添加することによって、実施された。   Previous attempts to solve this problem with different types of catalysts combine different catalysts to provide a sufficient amount of hydrocarbons for reaction C), and additional amounts of hydrocarbons in this exhaust gas. Was carried out by adding

しかし、以前の多くの解決法は、酸化触媒の少なくとも幾つかの表面上での炭化水素(Hxy)の所望されない酸化の問題が付随する。好ましくは、この触媒によってのみ、一酸化窒素(NO)の二酸化窒素(NO2)への酸化が触媒されるべきである(反応Dに対応)。 However, many previous solutions are associated with the problem of unwanted oxidation of hydrocarbons (H x C y ) on at least some surfaces of the oxidation catalyst. Preferably, this catalyst should only catalyze the oxidation of nitric oxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ) (corresponding to reaction D).

以前より知られている多くの触媒に関連する別の問題は、特定の条件下で、これらの触媒は一酸化二窒素(N2O)を生成する反応F)を触媒することである。この反応は、所望されないものであり、かつ排気ガス中の窒素酸化物(NOx)が、一酸化二窒素(N2O)にではなく、窒素(N2)へとできるだけ高い割合で変換されることが好ましい。 Another problem associated with many previously known catalysts is that under certain conditions, these catalysts catalyze reaction F), which produces dinitrogen monoxide (N 2 O). This reaction is undesirable and nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gas are converted to nitrogen (N 2 ) at the highest possible rate, not to dinitrogen monoxide (N 2 O). It is preferable.

(技術的な問題)
従って、新規な、選択的酸化触媒材料が必要とされており、これは一酸化窒素(NO)の二酸化窒素(NO2)への酸化を触媒し、かつ炭化水素の酸化を触媒しない。
(Technical problem)
Accordingly, there is a need for new, selective oxidation catalyst materials that catalyze the oxidation of nitric oxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ) and do not catalyze the oxidation of hydrocarbons.

さらに、効果的な組み合わせも必要とされている。例えば、選択的酸化触媒材料(二酸化窒素を(NO2)を生成する反応を触媒する)および還元触媒材料(二酸化窒素(NO2)を炭化水素または他の還元剤によって窒素(N2)へと還元する反応を触媒する)の組み合わせである。 There is also a need for effective combinations. For example, selective oxidation catalyst materials (catalyzing reactions that produce nitrogen dioxide (NO 2 )) and reduction catalyst materials (nitrogen dioxide (NO 2 ) are converted to nitrogen (N 2 ) by hydrocarbons or other reducing agents. A catalyst that catalyzes the reaction to be reduced).

(発明の要旨)
従って、本発明の第一の目的は、排気ガスを触媒的に変換する多孔質材料を提供することであり、多孔質材料によって、一酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2)への酸化を選択的に触媒し得、かつ炭化水素(Hxy)または他の還元剤の触媒的酸化を回避し得る。
(Summary of the Invention)
Accordingly, a first object of the present invention is to provide a porous material that catalytically converts exhaust gas, which oxidizes nitric oxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ). Can be selectively catalyzed and catalytic oxidation of hydrocarbons (H x C y ) or other reducing agents can be avoided.

本発明の第一の目的を、排気ガスを触媒的に変換するための多孔質材料の使用により達成する。この多孔質材料は、請求項1に従い、第一多孔構造を有するキャリア、および酸化触媒を含む。酸素存在下、この酸化触媒は、一酸化窒素の二酸化窒素への酸化を触媒する能力を有する(第一反応に対応)。さらに、この酸化触媒それ自体が、還元剤の酸化を触媒する能力を有する(第二反応に対応)。本発明に従い、この酸化触媒は多孔構造の内部に取囲まれる。この多孔構造は、還元剤が立体的に酸化触媒と接触することを防ぐような寸法を有する。これによって、まず、上記第一反応および第二反応のうち第一反応が主に排気ガスの触媒的変換中に、酸化触媒上で起こり得る。   The first object of the present invention is achieved by the use of a porous material for catalytic conversion of exhaust gases. According to claim 1, the porous material includes a carrier having a first porous structure and an oxidation catalyst. In the presence of oxygen, this oxidation catalyst has the ability to catalyze the oxidation of nitric oxide to nitrogen dioxide (corresponding to the first reaction). Furthermore, the oxidation catalyst itself has the ability to catalyze the oxidation of the reducing agent (corresponding to the second reaction). In accordance with the present invention, the oxidation catalyst is enclosed within a porous structure. This porous structure has dimensions that prevent the reducing agent from sterically contacting the oxidation catalyst. Thereby, first of all, the first reaction of the first reaction and the second reaction can occur on the oxidation catalyst mainly during the catalytic conversion of the exhaust gas.

さらに、本発明の第二の目的は、排気ガスを触媒的に変換するための多孔質材料を提供することであって、ここで、主に所望の反応のみが起こり、その結果として触媒的に変換された排気ガス中のNO、NO2およびHxyの量が効果的に減少し、そして主に得られた変換生成物はN2、CO2およびH2Oであり、N2Oではない。 Furthermore, a second object of the present invention is to provide a porous material for catalytically converting exhaust gas, where only the desired reaction takes place, resulting in catalytic activity. converted NO in the exhaust gas, the amount of NO 2 and H x C y is effectively reduced and mainly resulting conversion products is N 2, CO 2 and H 2 O, N 2 O is not.

本発明の第二の目的は、請求項1に従う多孔質材料を使用して達成され、請求項2に従って、この多孔質材料はさらに第二多孔構造を有するキャリアおよび還元触媒を有する。還元剤の存在下、この還元触媒は、二酸化窒素の窒素への還元を選択的に触媒することが可能であり(第三反応に対応)、これによって、第三反応において、還元剤が沈殿し、そしてこの還元剤は少なくとも部分的に消費される。それ故、この還元触媒は、第二多孔構造に位置される。この多孔構造は、還元剤が還元触媒と接触し、それによって第三反応の進行が可能となり得るような寸法を有する。   The second object of the present invention is achieved using a porous material according to claim 1, which according to claim 2 further comprises a carrier having a second porous structure and a reduction catalyst. In the presence of a reducing agent, the reduction catalyst can selectively catalyze the reduction of nitrogen dioxide to nitrogen (corresponding to the third reaction), thereby precipitating the reducing agent in the third reaction. , And the reducing agent is at least partially consumed. This reduction catalyst is therefore located in the second porous structure. This porous structure has dimensions such that the reducing agent can come into contact with the reduction catalyst, thereby allowing the third reaction to proceed.

本発明の第三の目的は、排気ガスを触媒的に変換するための方法を提供することであり、ここで本発明に従う多孔質材料が利用される。   A third object of the present invention is to provide a method for catalytic conversion of exhaust gases, where a porous material according to the present invention is utilized.

本発明の第三の目的を、排気ガスを触媒的に変換する方法を使用して達成する。この方法は、請求項23に従って、酸化触媒上での一酸化窒素の二酸化窒素への酸化を含み(第一反応に対応)、これによって前記酸化触媒はまた、還元剤の酸化を触媒する能力を有する(第二反応に対応)。しかし、本発明に従い、この還元剤が立体的に、酸化触媒と接触することを防ぐ。この結果として、上記第一反応および第二反応のうち主に第一反応が酸化触媒上で起こる。   The third object of the present invention is achieved using a method for catalytically converting exhaust gases. According to claim 23, the method comprises the oxidation of nitric oxide to nitrogen dioxide on an oxidation catalyst (corresponding to the first reaction), whereby the oxidation catalyst is also capable of catalyzing the oxidation of the reducing agent. (Corresponding to the second reaction) However, according to the present invention, this reducing agent is prevented from sterically contacting the oxidation catalyst. As a result, the first reaction mainly occurs on the oxidation catalyst among the first reaction and the second reaction.

本発明の第四の目的は、本発明に従う多孔質材料を有利に使用することを示すことである。   The fourth object of the invention is to show the advantageous use of the porous material according to the invention.

本発明に従い、第四の目的を、本発明に従う多孔質材料を使用することで達成する。この多孔質材料は、余剰酸素を含む排気ガスの触媒的な変換のために、一酸化窒素の二酸化窒素への酸化、および二酸化窒素の窒素への還元の両方のための機能を提供する。   According to the invention, the fourth object is achieved by using a porous material according to the invention. This porous material provides functions for both the oxidation of nitrogen monoxide to nitrogen dioxide and the reduction of nitrogen dioxide to nitrogen for the catalytic conversion of exhaust gases containing excess oxygen.

最後に、本発明の第五の目的は、本発明に従う多孔質材料を利用して、排気ガスの触媒的な変換のための有利な配置を提供することである。   Finally, a fifth object of the present invention is to provide an advantageous arrangement for the catalytic conversion of exhaust gases utilizing the porous material according to the present invention.

本発明に従い、本発明の第五の目的は、内燃機関からの排気ガスを触媒的に変換するため、本発明に従う多孔質材料を含む配置によって達成する。   In accordance with the present invention, a fifth object of the present invention is achieved by an arrangement comprising a porous material according to the present invention for catalytically converting exhaust gases from an internal combustion engine.

(好ましい実施態様の詳細な説明)
以下に、本発明に従う多孔質材料を貼付した図面を参照して説明する。
Detailed Description of Preferred Embodiments
Below, it demonstrates with reference to drawings which affixed the porous material according to this invention.

図1における多孔質材料1は、第一多孔構造2、2’を有するキャリアを備える。酸化触媒(OX)は第一多孔構造2、2’の内部に取囲まれる。酸素(O2)の存在下、この酸化触媒(OX)は、一酸化窒素(NO)の二酸化窒素(NO2)への酸化を触媒する能力を有する(第一反応3に対応)。さらに、酸化触媒(OX)自体が還元剤(HC)の酸化を触媒する能力を有する(第二反応に対応(図1には存在しない))。 The porous material 1 in FIG. 1 comprises a carrier having a first porous structure 2, 2 ′. The oxidation catalyst (OX) is surrounded inside the first porous structure 2, 2 ′. In the presence of oxygen (O 2 ), this oxidation catalyst (OX) has the ability to catalyze the oxidation of nitric oxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ) (corresponding to the first reaction 3). Furthermore, the oxidation catalyst (OX) itself has the ability to catalyze the oxidation of the reducing agent (HC) (corresponding to the second reaction (not present in FIG. 1)).

しかし、本発明に従って、第二反応に従う、還元剤のこのような酸化は所望されない、なぜなら、還元剤(HC)は、以下に示すように、第三反応においてより有用であるからである。   However, according to the present invention, such oxidation of the reducing agent according to the second reaction is not desirable because the reducing agent (HC) is more useful in the third reaction as shown below.

所望しない第二反応が起こることを防ぐために、酸化触媒(OX)は第一多孔質構造2、2’内に取囲まれる。この構造は、還元剤(HC)が立体的に、構造4、4’と酸化触媒(OX)が接触することを防ぐという特徴を有する。これによって、前記第一反応および第二反応のうち、主に所望の第一反応3が、排気ガスを触媒的に変換する間、酸化触媒(OX)上で起こることが可能である。本明細書において、用語「第一多孔構造」は主として、キャリア材料における内部ミクロポアまたはキャリア粒子間もしくはキャリアグレイン間のミクロポアを意味する。   In order to prevent unwanted second reactions from occurring, the oxidation catalyst (OX) is enclosed within the first porous structure 2, 2 '. This structure is characterized in that the reducing agent (HC) is sterically prevented from contacting the structures 4, 4 'and the oxidation catalyst (OX). Thereby, the desired first reaction 3 out of the first reaction and the second reaction can take place on the oxidation catalyst (OX) during catalytic conversion of the exhaust gas. In the present specification, the term “first porous structure” mainly means internal micropores in a carrier material or micropores between carrier particles or carrier grains.

好ましくは、多孔質材料1はさらに、第二多孔構造5、5’を有するキャリアを備え、この構造中に還元触媒(RED)が位置される。本明細書において、用語「第二多孔構造」は、キャリア材料における内部ミクロポア、またはキャリア粒子間の空洞もしくはチャネルを含み得、それだけでなく、この多孔質材料を通して、空洞内部またはチャネル、すなわちマクロポアを含み得る。還元剤(HC)の存在下、この還元触媒(RED)は選択的に、二酸化窒素(NO2)の窒素(N2)への還元を触媒することが可能である(第三反応6に対応し、図1に概略的に示される)。それ故、還元剤(HC)は、第三反応6においで沈殿し、そして少なくとも部分的に消費される。 Preferably, the porous material 1 further comprises a carrier having a second porous structure 5, 5 ', in which a reduction catalyst (RED) is located. As used herein, the term “second porous structure” can include internal micropores in the carrier material, or cavities or channels between carrier particles, as well as through the porous material, into the cavity interior or channels, ie macropores. Can be included. In the presence of a reducing agent (HC), this reduction catalyst (RED) can selectively catalyze the reduction of nitrogen dioxide (NO 2 ) to nitrogen (N 2 ) (corresponding to the third reaction 6). And is schematically shown in FIG. Therefore, the reducing agent (HC) precipitates in the third reaction 6 and is at least partially consumed.

本発明に従い、この還元触媒(RED)は、第二多孔構造5、5’に位置され、この構造は、還元剤(HC)が還元触媒(RED)と接触し得るような寸法を有する。これによって、所望の第三反応6が排気ガスの触媒的な変換中に起こり得る。   In accordance with the present invention, the reduction catalyst (RED) is located in the second porous structure 5, 5 ', and this structure has dimensions such that the reducing agent (HC) can contact the reduction catalyst (RED). Thereby, the desired third reaction 6 can occur during the catalytic conversion of the exhaust gas.

本発明に従う、多孔質物質の一つの実施態様に従う、平均的な第一多孔構造2、2’は、還元剤(HC)に対して、第二多孔構造5、5’よりも小さい入口7を示す。このように、この還元剤(HC)が、酸化触媒(OX)と接触することを防ぐ。この酸化触媒(OX)は、第一多孔構造2、2’の内部に取囲まれるが、第二多孔構造5、5’において、還元触媒(RED)と接触することを妨げない。第一多孔構造2、2’のこれらの細孔は、好ましくは、主に、3Å〜6Åの効果的なサイズを有するべきである。   According to one embodiment of the porous material according to the present invention, the average first porous structure 2, 2 ′ is smaller than the second porous structure 5, 5 ′ with respect to the reducing agent (HC). 7 is shown. In this way, the reducing agent (HC) is prevented from coming into contact with the oxidation catalyst (OX). The oxidation catalyst (OX) is surrounded by the first porous structure 2, 2 ′, but does not prevent the second porous structure 5, 5 ′ from contacting the reduction catalyst (RED). These pores of the first porous structure 2, 2 ′ should preferably have an effective size mainly between 3 and 6 Å.

多孔質材料の別の実施態様に従い、第一多孔質構造2、2’および第二多孔質構造5、5’の両方が、多孔質材料の同一層またはコーティングにおいて提供される。   According to another embodiment of the porous material, both the first porous structure 2, 2 'and the second porous structure 5, 5' are provided in the same layer or coating of porous material.

しかし、所望であれば、第一多孔質構造2、2’および第二多孔質構造5、5’は、この多孔質材料の異なる層/コーティングにおいて提供され得る。このことが利点となり得、触媒的に変換されるべき排気ガスの組成物に依存する。   However, if desired, the first porous structure 2, 2 'and the second porous structure 5, 5' can be provided in different layers / coating of the porous material. This can be an advantage and depends on the composition of the exhaust gas to be converted catalytically.

多孔質材料の一つの実施態様において、第二多孔構造5、5’を有するキャリアが、分子のサイズおよび/または排気ガス中に発生すると期待される還元剤(HC)(単数または複数)の吸収特性に適合される。   In one embodiment of the porous material, the carrier having the second porous structure 5, 5 ′ is the size of the molecule and / or of the reducing agent (HC) (s) expected to be generated in the exhaust gas. Adapted to absorption characteristics.

多孔質材料の別の実施態様において、酸化触媒(OX)と還元触媒(RED)との間の比は、実質的に二酸化窒素の(NO2)の消費(第三反応6に対応)に対応して、二酸化窒素(NO2)を生成する(第一反応3に対応)ように最適化される。 In another embodiment of the porous material, the ratio between the oxidation catalyst (OX) and the reduction catalyst (RED) substantially corresponds to the consumption of (NO 2 ) of nitrogen dioxide (corresponding to the third reaction 6). Then, it is optimized to generate nitrogen dioxide (NO 2 ) (corresponding to the first reaction 3).

本発明のさらに別の実施態様(図4A)において、この多孔質材料はさらに第一部分10および第二部分11を備え、ここで第一部分10は、触媒的な変換中に、第二部分11より前で排気ガス12を受け止めることが意図される。それ故、この第一部分10は、第二部分11よりも、大容量の酸化触媒(OX)を含む。ここで、この第二部分11は、第一部分10よりも大容量の還元触媒(RED)を含む。従って、排気ガスの流出時、NO2を生成する第一反応3が、第三反応6(NO2の消費)の上流で起こる。また、図4Bに示されるように、第一部分および第二部分が同一の変換プロセスにおける触媒的な変換に使用される限り、それらを互いに分割する実施態様も考えられる。 In yet another embodiment of the present invention (FIG. 4A), the porous material further comprises a first portion 10 and a second portion 11, wherein the first portion 10 is more than the second portion 11 during catalytic conversion. It is intended to catch the exhaust gas 12 before. Therefore, the first portion 10 includes a larger volume of oxidation catalyst (OX) than the second portion 11. Here, the second portion 11 includes a reduction catalyst (RED) having a larger capacity than the first portion 10. Thus, when the outflow of the exhaust gas, the first reaction 3 of generating NO 2, takes place upstream of the third reaction 6 (consumption of NO 2). Also contemplated is an embodiment in which, as shown in FIG. 4B, as long as the first part and the second part are used for catalytic conversion in the same conversion process, they are separated from one another.

本多孔質材料の一つの実施態様に従い、第一多孔構造2、2’および/または第二多孔質構造5、5’は、ゼオライトの結晶構造を有するキャリア中に提供される。   According to one embodiment of the present porous material, the first porous structure 2, 2 'and / or the second porous structure 5, 5' is provided in a carrier having a zeolite crystal structure.

さらに、第一多孔質構造2、2’および第二多孔質構造5、5’の両方が、ゼオライト型のキャリア中に提供され得る。ここで、好ましくは第一多孔質構造2、2’は第一ゼオライト14に、そして第二多孔質構造は第二ゼオライト15に提供される。   Furthermore, both the first porous structure 2, 2 'and the second porous structure 5, 5' can be provided in a zeolite type carrier. Here, preferably the first porous structure 2, 2 ′ is provided in the first zeolite 14 and the second porous structure is provided in the second zeolite 15.

従って、前述したように、本発明に従う、第一多孔質構造2、2’および第一ゼオライト14はまた、前述の所望しない第二反応が起こることを防ぐための適切な特性を提供すべきである。   Thus, as described above, the first porous structure 2, 2 'and the first zeolite 14 according to the present invention should also provide suitable properties to prevent the aforementioned unwanted second reaction from occurring. It is.

本発明に従う多孔質材料において、種々のゼオライトを併用する、多くの異なる方法が存在する。従って、多孔質材料は、第一ゼオライト14および第二ゼオライト15の物理的混合物13を含み得る(図3A)。   There are many different ways of combining various zeolites in the porous material according to the present invention. Thus, the porous material may include a physical mixture 13 of the first zeolite 14 and the second zeolite 15 (FIG. 3A).

さらに、この多孔質材料は、第一ゼオライトの層状構造16および第二ゼオライトの層状構造17を含む(図3Bおよび3C)。異なる層はまた、種々の支持基板18または基板18の種々の表面上に塗布または被膜される。   In addition, the porous material includes a layered structure 16 of the first zeolite and a layered structure 17 of the second zeolite (FIGS. 3B and 3C). Different layers may also be applied or coated on various support substrates 18 or various surfaces of the substrate 18.

特定の適用において、層状構造17を配置することが好まれ得、その結果、排気ガスの流出時、この第二ゼオライトは、第一ゼオライト以前に排気ガスと接触する。これは、例えば、変換されるべき排気ガスが、高含有量のNO2を適度に含むが、低含有量のNOを含む場合で有り得る。 In certain applications, it may be preferred to arrange a layered structure 17 so that upon exhaust gas outflow, this second zeolite contacts the exhaust gas before the first zeolite. This may be the case, for example, when the exhaust gas to be converted moderately contains a high content of NO 2 but contains a low content of NO.

他の適用において、例えば、排気ガス中のNOの含有量が適度に高いが、NO2の含有量が低い場合、この層状構造16を反対方向に、すなわち、第二ゼオライトの外側に第一ゼオライトを配置することが所望され得る。 In other applications, for example, if the content of NO in the exhaust gas is reasonably high but the content of NO 2 is low, this layered structure 16 is oriented in the opposite direction, ie outside the second zeolite. It may be desirable to place

本多孔質の材料の一つの実施態様に従い、層状構造は、第一多孔質構造2、2’を備える第一ゼオライト14上に結晶化される、第二多孔構造5、5’を備える、第二ゼオライト15を使用して達成される。これは、オーバーグロースと呼ばれる手段によって成され得る。   According to one embodiment of the present porous material, the layered structure comprises a second porous structure 5, 5 ′ crystallized on a first zeolite 14 comprising a first porous structure 2, 2 ′. This is achieved using the second zeolite 15. This can be done by means called overgrowth.

本多孔質材料の別の実施態様は、前述の所望しない第二反応の発生をさらに減少させることを目的とする。この実施態様において、酸化触媒(OX)の含有量を、部分的なイオン交換を使用して第一ゼオライトの層8の外部において減少させた(図1に示される)。浸入深さおよび触媒的に活性な金属の分散を変換するための方法は、当業者に周知であり、より詳細には記載されない。   Another embodiment of the present porous material aims to further reduce the occurrence of the aforementioned unwanted second reaction. In this embodiment, the oxidation catalyst (OX) content was reduced outside the first zeolite layer 8 using partial ion exchange (shown in FIG. 1). Methods for converting penetration depth and catalytically active metal dispersion are well known to those skilled in the art and will not be described in more detail.

本多孔質材料の別の実施態様において、酸化触媒(OX)の含有量が減少している追加ゼオライト触媒層を、オバーグロースと呼ばれる手段によって第一ゼオライト上に結晶化させた。それ故、追加層は、第一ゼオライトよりもさらに小さな細孔/入口を有する多孔構造を備えるゼオライトを有利に含有する。このようにして、所望しない還元剤をより効果的に、第一ゼオライトの内部細孔構造の内側に接近することを防ぎ、それと同時に一酸化窒素(NO)が進入し、上記内部細孔構造の内側で自由に移動可能である。   In another embodiment of the present porous material, an additional zeolite catalyst layer with a reduced content of oxidation catalyst (OX) was crystallized on the first zeolite by a means called obbergulose. Therefore, the additional layer advantageously contains a zeolite with a porous structure having even smaller pores / inlets than the first zeolite. In this way, unwanted reducing agents are prevented more effectively from approaching the inside of the internal pore structure of the first zeolite, and at the same time, nitric oxide (NO) enters, It can move freely inside.

また、このゼオライト結晶構造中の結晶グレインの寸法は、所望の化学反応を促進させるため、かつ所望しない化学反応を防ぐために使用され得る。異なる結晶構造は、種々の異なる方法(例えば、結晶条件の選択およびゼオライト型の選択によって)において達成され得る。また、このゼオライトの内部細孔構造は、ゼオライト型の選択によって影響を受ける。   Also, the size of the crystal grains in the zeolite crystal structure can be used to promote desired chemical reactions and to prevent unwanted chemical reactions. Different crystal structures can be achieved in a variety of different ways (eg by selection of crystal conditions and selection of zeolite type). Also, the internal pore structure of this zeolite is affected by the choice of zeolite type.

故に、本多孔質材料の一つの実施態様に従って、第一ゼオライトの結晶構造における結晶グラインのサイズ9および形状は、還元剤(HC)とのアクセス防止、およびNOのNO2への酸化の両方を目的とし、最適化される。このグラインサイズの最適化が重要である。なぜなら、これによって、NOのNO2への酸化を最大にすることが可能であり、かつHCの酸化を最小にすることが可能であるからである。 Thus, according to one embodiment of the present porous material, the crystal grain size 9 and shape in the crystal structure of the first zeolite both prevent access to the reducing agent (HC) and oxidize NO to NO 2 . Objective and optimized. It is important to optimize the grain size. This is because it can maximize the oxidation of NO to NO 2 and minimize the oxidation of HC.

多孔質材料の別の実施態様において、比較的小さい細孔サイズは、第一多孔質構造体2、2’を提供する第一ゼオライトの結晶構造において、例えばモルデナイト−ゼオライトではなくフェリエライト−ゼオライトまたはチャバザイト−ゼオライトを選択することによって、達成された。   In another embodiment of the porous material, the relatively small pore size is such that in the crystal structure of the first zeolite providing the first porous structure 2, 2 ′, for example ferrierite-zeolite rather than mordenite-zeolite. Or achieved by selecting chabazite-zeolite.

前述したように、本発明による多孔質材料は、一酸化窒素(NO)の二酸化窒素(NO2)への酸化を触媒する能力を有し、そして好ましくはまた、還元剤(HC)の存在下で二酸化窒素(NO2)の窒素(N2)への還元を選択的に触媒する能力を有する。したがって、還元剤(HC)は、触媒的に変換される排気ガス中に存在するまたは添加される任意の適切な還元剤であり得る。 As mentioned above, the porous material according to the present invention has the ability to catalyze the oxidation of nitric oxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ), and preferably also in the presence of a reducing agent (HC). And has the ability to selectively catalyze the reduction of nitrogen dioxide (NO 2 ) to nitrogen (N 2 ). Thus, the reducing agent (HC) can be any suitable reducing agent present or added in the exhaust gas that is catalytically converted.

しかし、排気ガス中の還元剤(HC)が、炭化水素(Hxx)または酸素および硫黄を含有する化学化合物(Hxyzw)である場合、有利である。これらの化合物は、燃料から生じ得、この燃料は、消費され、そして、前述したように、前記の還元触媒(RED)での第三反応6に従って、少なくとも部分的に消耗される。代替の燃料(例えばナタネメチルエーテル)は、酸素含有化合物を生成し得るが、一方で硫黄は、ほとんどの燃料中に頻繁に存在する。 However, it is advantageous if the reducing agent (HC) in the exhaust gas is a hydrocarbon (H x C x ) or a chemical compound containing oxygen and sulfur (H x C y O z S w ). These compounds can come from fuel, which is consumed and at least partially consumed according to the third reaction 6 with the reduction catalyst (RED) as described above. Alternative fuels (eg rapeseed methyl ether) can produce oxygen-containing compounds, while sulfur is frequently present in most fuels.

第二多孔質構造体5,5’内の還元触媒(RED)は、任意の適切な、既知のタイプであり得る。しかし、本発明による多孔質材料において、還元触媒(RED)は、好ましくは、ブレーンステッド酸部位、および銀(Ag)、銅(Cu)またはロジウム(Rh)、コバルト(Co)、インジウム(In)、イリジウム(Ir)またはこれらの組み合わせを含有する。本発明による多孔質材料において、酸性ゼオライト触媒は、還元触媒(RED)として好ましい。   The reduction catalyst (RED) in the second porous structure 5,5 'can be of any suitable and known type. However, in the porous material according to the present invention, the reduction catalyst (RED) is preferably a Bronsted acid site, and silver (Ag), copper (Cu) or rhodium (Rh), cobalt (Co), indium (In). , Iridium (Ir) or a combination thereof. In the porous material according to the present invention, an acidic zeolite catalyst is preferred as a reduction catalyst (RED).

酸化触媒(OX)は、本目的に適切な任意のタイプであり得るが、好ましくは、白金(Pt)および/またはパラジウム(Pd)を含有する。   The oxidation catalyst (OX) can be of any type suitable for this purpose, but preferably contains platinum (Pt) and / or palladium (Pd).

本明細書中で使用される用語「多孔質材料」は、排気ガスの接触変換(catalytic conversion)のためのユニット内に存在し得る、全構造体/質量を含有するものとして見なすべきである。したがって、用語「多孔質」は、微視的および巨視的意味の両方で理解されるべきであり、すなわち、多孔質材料は、それら自体内に、排気ガスに対して多孔質でない要素を含有し得る。しかし、全体としてのこの材料構造体、すなわち本発明による「多孔質材料」は、接触変換される排気ガスが通過するのを可能にする。多孔質材料が、異なる構造体および機能を有する隔てられたいくつかの部分からなる実施態様が、それらが同じ接触変換プロセス内で使用される限りにおいて、考えられるということにもまた留意すべきである。   The term “porous material” as used herein should be considered as containing the total structure / mass that may be present in a unit for catalytic conversion of exhaust gases. Thus, the term “porous” should be understood in both a microscopic and macroscopic sense, i.e. porous materials contain elements within themselves that are not porous to the exhaust gas. obtain. However, this material structure as a whole, ie the “porous material” according to the invention, allows the exhaust gas to be contact-converted to pass through. It should also be noted that embodiments in which the porous material consists of several separated parts with different structures and functions are conceivable as long as they are used within the same catalytic conversion process. is there.

本発明の多孔質材料は、第一または/および第二多孔質構造体を有するキャリアを提供するために、1個またはいくつかの適切な基板18またはマトリックス(matrix)上にコーティングされ得る。本目的のために適切な基板は、先行技術から周知であり、そして本発明にはあまり重要でないので、特別にこれ以上は詳細に記述しない。   The porous material of the present invention can be coated on one or several suitable substrates 18 or matrices to provide a carrier having a first or / and second porous structure. Substrates suitable for this purpose are well known from the prior art and are not so important to the invention, so they will not be described in particular detail.

したがって、基板18は、既に公知のタイプの金属基板であり得る。基板18はまた、適切な物質の、支持用の、既に公知の、蜂の巣形構造体であり得、触媒活性を有するかまたは有さない。   Thus, the substrate 18 can be a metal substrate of a known type. The substrate 18 can also be a support, an already known, honeycomb structure of a suitable material, with or without catalytic activity.

本明細書中で使用される用語「多孔質構造体」は、多孔質材料のミクロポアおよびマクロポアの両方を含有するものとして理解されるべきであることをまた、留意すべきである。したがって、内部ミクロポア、キャリア粒子間のキャビティ、多孔質材料内の、またはそれを介するチャンネルなどは、全て「多孔質構造体」の範囲内に含まれる。   It should also be noted that the term “porous structure” as used herein should be understood as containing both micropores and macropores of the porous material. Thus, internal micropores, cavities between carrier particles, channels in or through the porous material, etc. are all included within the scope of “porous structure”.

例えば、第二多孔質構造5,5が、キャリア材料内の内部ミクロポア構造体である必要はないが、第二多孔質構造5,5’は、代わりに、より開いた、巨視的構造体によって提供され得る。しかし、第一多孔質構造体2,2’は、酸化触媒が配置される部位への(所望でない)還元剤の混入に対して十分な立体障害を提供するために、好ましくは、キャリア材料内の内部ミクロ構造である。   For example, the second porous structure 5, 5 need not be an internal micropore structure in the carrier material, but the second porous structure 5, 5 ′ is instead an opener, macroscopic structure May be provided by the body. However, the first porous structure 2, 2 ′ is preferably a carrier material in order to provide sufficient steric hindrance against (undesirable) incorporation of the reducing agent at the site where the oxidation catalyst is located. It is an internal microstructure inside.

以下において、排気ガスの接触変換のための方法は、本発明にしたがって、添付の図1および5を参照してより詳細に記載される。本発明による方法は、第一反応3(図1)に従って、酸化触媒(OX)での一酸化窒素(NO)の二酸化窒素(NO2)への酸化を含む。酸化触媒(OX)は、それ自体で、第二反応(図1に示されない)に従って、還元剤(HC)の酸化を触媒する能力を有する。しかし、本発明によると、還元剤(HC)は、酸化触媒(OX)と接触することを立体的に妨げられる4,4’である。この結果として、前記第一および第二反応からの主な第一反応3が、酸化触媒(OX)上で起こる。 In the following, the method for catalytic conversion of exhaust gases will be described in more detail with reference to the attached FIGS. 1 and 5 according to the present invention. The process according to the invention comprises the oxidation of nitric oxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ) with an oxidation catalyst (OX) according to the first reaction 3 (FIG. 1). The oxidation catalyst (OX) by itself has the ability to catalyze the oxidation of the reducing agent (HC) according to a second reaction (not shown in FIG. 1). However, according to the present invention, the reducing agent (HC) is 4,4 ′ that is sterically hindered from contacting the oxidation catalyst (OX). As a result of this, the main first reaction 3 from the first and second reactions takes place on the oxidation catalyst (OX).

本発明の1つの実施態様によると、本発明の方法は、第三反応6に従って、還元剤(HC)の存在下での、還元触媒(RED)上での、窒素(N2)への二酸化窒素(NO2)の還元をさらに含む。このため、還元剤(HC)は、第三反応6に寄与し、そして少なくとも部分的に消費される。このように、触媒的に変換された排気ガス12’(図5)が得られ、これは、減少した量の一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)および還元剤(HC)ならびに比較的低い量の一酸化二窒素(N2O)を含有する。さらに、変換された排気ガスは、一酸化炭素(CO)の減少した量を含有する。 According to one embodiment of the present invention, the method of the present invention comprises, according to the third reaction 6, carbon dioxide to nitrogen (N 2 ) over a reducing catalyst (RED) in the presence of a reducing agent (HC). Further included is the reduction of nitrogen (NO 2 ). For this reason, the reducing agent (HC) contributes to the third reaction 6 and is at least partially consumed. In this way, catalytically converted exhaust gas 12 ′ (FIG. 5) is obtained, which includes reduced amounts of nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ) and reducing agent (HC) and comparisons. Contains a low amount of dinitrogen monoxide (N 2 O). Furthermore, the converted exhaust gas contains a reduced amount of carbon monoxide (CO).

所望の場合、第三反応6(図1および5)にしたがって、さらなる量19、19’、19’’の還元剤(HC)は、還元が還元触媒(RED)上で起る前に、適切な注入デバイス28を用いて添加され得る。このように、生じる化学反応の化学量論は、影響を受け得、このため、接触変換も可能な限り完全となる。内部消費エンジンにおいて、いわゆるエンジンパラメータチューニング方法によって、利用可能な還元剤の量を増加または調整することもまた可能である。このことは、例えば、燃料注入タイミング、バルブタイミング、ポスト注入、供給圧力および/または燃料注入圧力の制御、EGR、トランスミッション比などによって実施され得る。   If desired, according to the third reaction 6 (FIGS. 1 and 5), an additional amount of 19, 19 ′, 19 ″ of reducing agent (HC) is suitable before reduction takes place on the reduction catalyst (RED). Can be added using a simple injection device 28. Thus, the stoichiometry of the resulting chemical reaction can be affected, so that the catalytic conversion is as complete as possible. It is also possible to increase or adjust the amount of available reducing agent in the internally consumed engine by so-called engine parameter tuning methods. This can be implemented, for example, by fuel injection timing, valve timing, post injection, supply pressure and / or control of fuel injection pressure, EGR, transmission ratio, etc.

有利なことに、さらなる量19、19’、19’’の還元剤(HC)は、排気ガス12、12’中の還元剤(HC)および/または窒素酸化物(NOx)の、測定されたまたは予めマップ(map)された量20に基づいて、調節され得る。 Advantageously, an additional amount of 19, 19 ′, 19 ″ of reducing agent (HC) is measured of the reducing agent (HC) and / or nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gas 12, 12 ′. Or may be adjusted based on a pre-mapped amount 20.

接触変換された排気ガス(12’)内の還元剤(HC)または窒素酸化物(NOx)の測定量20もまた、診断的制御システム22において使用され得、この接触変換の状態の指標を提供する。 A measured amount 20 of reducing agent (HC) or nitrogen oxide (NO x ) in the catalytically converted exhaust gas (12 ′) can also be used in the diagnostic control system 22 to provide an indication of this catalytic conversion status. provide.

排気ガス12はまた、貯蔵する能力を有するデバイスを通過され得、そして必要な場合、第一反応3に従って、酸化触媒(OX)上での酸化の前に、窒素酸化物(NOx)を放出し得る。このようなNOx−吸収体(absorber)は、当業者に周知であり、そして本明細書中でこれ以上詳細に記載しない。酸化の前に、排気ガス12はまた、還元剤(HC)(例えば、炭化水素)を貯蔵し、そして必要な場合に放出する能力を有する、以前に公知のデバイスを通過し得る。この実施態様は、例えば内燃機関のコールドスタートに対して有用である。 The exhaust gas 12 can also be passed through a device having the capacity to store and, if necessary, release nitrogen oxides (NO x ) prior to oxidation on the oxidation catalyst (OX) according to the first reaction 3 Can do. Such NO x -absorbers are well known to those skilled in the art and are not described in further detail herein. Prior to oxidation, the exhaust gas 12 can also pass through previously known devices that have the ability to store and release reductant (HC) (eg, hydrocarbons) when necessary. This embodiment is useful, for example, for a cold start of an internal combustion engine.

酸化触媒(XO)および/または還元触媒(RED)が、最も可能な方法で、すなわち活性温度区間で機能することを確実にするために、排気ガスの温度は、本発明による多孔質材料21を通過する前に、制御され得る。このことは、本目的に適切である既に公知の任意の装置23を用いて、実施され得る。   In order to ensure that the oxidation catalyst (XO) and / or the reduction catalyst (RED) function in the most possible way, i.e. in the active temperature interval, the temperature of the exhaust gas is adjusted to the porous material 21 according to the invention. It can be controlled before passing. This can be done using any known device 23 that is suitable for this purpose.

さらに接触変換を改善するために、排気ガスは、第二酸化触媒24の通過を可能にし得、その上で、還元剤および/または一酸化炭素の残留物の酸化が起り得る。このようにして、排気ガス(これは、多孔質材料21上で少なくとも部分的に接触変換される)が、接触変換の十分に高い程度に達することを確実にする。   To further improve catalytic conversion, the exhaust gas may allow passage through the second dioxide catalyst 24, on which oxidation of the reducing agent and / or carbon monoxide residue may occur. In this way, it is ensured that the exhaust gas (which is at least partially catalytically converted on the porous material 21) reaches a sufficiently high degree of catalytic conversion.

排気ガス12が、内燃機関25から生じ、そして還元剤(HC)が炭化水素(Hxy)、ならびに/あるいはさらに酸素および/または硫黄を含有する化学化合物(Hxyzw)を含有する場合は、本発明の方法にとって有益である。 Exhaust gas 12 originates from the internal combustion engine 25 and the reducing agent (HC) is a hydrocarbon (H x C y ) and / or a chemical compound containing oxygen and / or sulfur (H x C y O z S w ) Is beneficial to the method of the present invention.

さらに、内燃機関25の燃料26消費は、排気ガス12の化学的組成物に影響を与える。法律規制が、燃料消費および接触変換された排気ガス12’中の窒素酸化物(NOx)の残余含量の両方に対して課せられる。本発明の1つの実施態様において、内燃機関の燃料消費、および接触変換された排気ガス12’中の窒素酸化物(NOx)の残余含量は、関連する法律規制を満たすために規制される。 Furthermore, the fuel 26 consumption of the internal combustion engine 25 affects the chemical composition of the exhaust gas 12. Legal regulations, imposed on both the residual content of the fuel consumption and contact converted nitrogen oxides of the exhaust gases 12 'in (NO x). In one embodiment of the invention, the fuel consumption of the internal combustion engine and the residual content of nitrogen oxides (NO x ) in the catalytically converted exhaust gas 12 ′ are regulated to meet relevant legal regulations.

本発明による方法の1つの好ましい実施態様において、内燃機関25は、ディーゼルエンジンであり、そして還元剤(HC)は、このディーゼルエンジン内の内部燃焼から生じる。   In one preferred embodiment of the method according to the invention, the internal combustion engine 25 is a diesel engine and the reducing agent (HC) arises from internal combustion within the diesel engine.

ディーゼルエンジンに関する場合、さらなる量19の還元剤(HC)は、ディーゼルエンジンの燃料インジェクターを通して、および/またはさらなる還元剤のための隔離インジェクターを通して、エンジンへ有効的に供給され得る。   When referring to a diesel engine, an additional amount of 19 reducing agent (HC) can be effectively supplied to the engine through the fuel injector of the diesel engine and / or through an isolated injector for additional reducing agent.

本発明による多孔質材料を使用することは、硫化酸素を有し、したがって、従来の接触変換(例えば、三元変換器(three−way converter)での変換が困難である排気ガス12の接触変換に好ましい。このような使用において、多孔質材料は、二酸化窒素(NO2)への一酸化窒素(NO)の酸化のため、および窒素(N2)への二酸化窒素(NO2)の還元のための両方の機能を提供する。 The use of the porous material according to the present invention has oxygen sulfide and is therefore catalytic conversion of exhaust gas 12 that is difficult to convert with conventional catalytic conversion (eg, three-way converter). preferred. in such use, the porous material, for the oxidation of nitrogen monoxide (NO) into nitrogen dioxide (NO 2), and nitrogen reduction of nitrogen dioxide (N 2) to (NO 2) For providing both functions.

本発明に従って、内燃機関25から生じる排気ガスの接触変換のために、アレンジメント27を用いることもまた好ましい。よって、このアレンジメントは、本発明による多孔質材料21を備え、また、さらに、本発明に従った方法を通して動作する。   In accordance with the invention, it is also preferred to use an arrangement 27 for the catalytic conversion of the exhaust gas originating from the internal combustion engine 25. This arrangement thus comprises a porous material 21 according to the invention and further operates through a method according to the invention.

(実施例)
本発明の基本原理をより明白に例示するために、多数の多孔質サンプル、すなわちモデル触媒材料を、一連の実験室試行で実施した。
(Example)
To more clearly illustrate the basic principles of the present invention, a number of porous samples, i.e. model catalyst materials, were run in a series of laboratory trials.

実験室試行において、基本的なタイプのゼオライトであるモルデナイト、フェリエライトおよびチャバザイトを、触媒キャリアを提供するために使用した。   In laboratory trials, basic types of zeolites, mordenite, ferrierite and chabazite were used to provide the catalyst carrier.

異なるゼオライトタイプは、以下のチャンネル/ポア寸法を有する:
モルデナイト:有効径(free diameter):12環6.5×7.0Å、8環2.6×5.7Å
フェリエライト:有効径:10環4.2×5.4Å、8環3.5×4.8Å
チャバザイト:有効径:8環3.8×3.8Å
上記より明らかなように、選択されたゼオライトは、8環、10環または12環のいずれかを有し、それらの内部ミクロポア構造体への侵入を提供する。選択したゼオライト粗材料は、NH4−ゼオライトの形態で提供された。
Different zeolite types have the following channel / pore dimensions:
Mordenite: free diameter: 12 rings 6.5 × 7.0 Å, 8 rings 2.6 × 5.7 Å
Ferrierite: Effective diameter: 10 rings 4.2 x 5.4 mm, 8 rings 3.5 x 4.8 mm
Chabazite: Effective diameter: 8-ring 3.8 x 3.8 mm
As is clear from the above, the selected zeolites have either eight, ten or twelve rings and provide entry into their internal micropore structure. The selected zeolite crude material was provided in the form of NH 4 -zeolite.

(白金−ゼオライト(Pt)の調製)
異なるNH4−ゼオライトのサンプルを、ゼオライトを酸形態、すなわちH−ゼオライトへ変換するために、酸素流下500℃で1時間か焼した。0.5wt%、1.0wt%または1.5wt%の量の白金(Pt)を、それらをPt(NH34(OH)2の水溶液に接触させることによって、H−ゼオライト上へロードした。したがって、0.01MPt溶液を、水中に分散させたゼオライトへ滴下した。得られた混合物を、24時間室温で攪拌し、濾過し、H2Oで洗浄し、そして60℃で一晩乾燥した。その後、このサンプルを2時間450℃で乾燥空気中で、0.5℃×min-1の速度でか焼し、その後、このサンプルをN2
中で冷却した。
(Preparation of platinum-zeolite (Pt))
Samples of different NH 4 -zeolites were calcined at 500 ° C. for 1 hour under a stream of oxygen in order to convert the zeolite to the acid form, ie H-zeolite. 0.5 wt%, a 1.0 wt% or 1.5 wt% of the amount of platinum (Pt), by contacting them with an aqueous solution of Pt (NH 3) 4 (OH ) 2, was loaded onto H- zeolites . Therefore, a 0.01 MPt solution was added dropwise to the zeolite dispersed in water. The resulting mixture was stirred for 24 hours at room temperature, filtered, washed with H 2 O, and dried at 60 ° C. overnight. The sample was then calcined in dry air at 450 ° C. for 2 hours at a rate of 0.5 ° C. × min −1 , after which the sample was cooled in a N 2 stream.

Pt−ロードのための方法は、刊行物J.Catal.113(1988)、220〜235頁(Tzouら)およびJ.Catal.117(1989),91〜101(Homeyerら)で、より詳細に説明される。   The method for Pt-loading is described in the publication J.I. Catal. 113 (1988), pages 220-235 (Tzou et al.) And J. Am. Catal. 117 (1989), 91-101 (Homeyer et al.).

(銀−ゼオライト(Ag)の調製)
Ag−ゼオライトを、AgNO3に浸漬することによって5wt−%Agを異なるNH4−ゼオライト上へロードすることによって、いわゆる「初期湿潤(incipient wetness)」方法を使用して、生成した。よって、金属塩(AgNO3)を、最小の水(1ml/グラムのゼオライト)に溶解し、その後、得られた溶液をゼオライト粉末と混合した。最後に、このサンプルをマッフル炉中550℃で16時間か焼し、そして暗室で評価を実施するまで貯蔵した。
(Preparation of silver-zeolite (Ag))
Ag-zeolite was produced using a so-called “incipient wetness” method by loading 5 wt-% Ag onto a different NH 4 -zeolite by soaking in AgNO 3 . Thus, the metal salt (AgNO 3 ) was dissolved in a minimum amount of water (1 ml / gram zeolite) and then the resulting solution was mixed with the zeolite powder. Finally, the sample was calcined at 550 ° C. for 16 hours in a muffle furnace and stored in the dark until evaluation was performed.

(接触変換効率の評価)
評価の前に、得られたPt−ゼオライトおよびAg−ゼオライト、ならびにそれらの物理的混合物を、ペレット、すなわちモデル多孔質材料に圧縮し、そしてこれらの異なる多孔質サンプルの接触変換効率を評価した。
(Evaluation of contact conversion efficiency)
Prior to evaluation, the resulting Pt-Zeolite and Ag-Zeolite, and their physical mixtures, were compressed into pellets, i.e. model porous materials, and the catalytic conversion efficiency of these different porous samples was evaluated.

好ましい多孔質サンプルにおいて、Pt−ゼオライトは、前記のNO酸化機能を提供することを意図し、一方でAg−ゼオライトが前記のNO2還元機能を提供することを意図する。 In a preferred porous sample, Pt-zeolite is intended to provide the NO oxidation function as described above, while Ag-zeolite is intended to provide the NO 2 reduction function as described above.

接触変換効率の評価を、接触変換効率を評価する目的のために適切なデバイスに少量の多孔質サンプル(0.3ml)を挿入することによって、実施した。その後、300ml/分のガス流(500ppm NO、350ppm C818、6% O2、12% H2O、10% CO2および350ppm COの組成物を含有する)を、多孔質材料サンプルが配置されるサンプルチャンバーに通過させた。温度を、140℃から500℃まで段階的に増加し、同時に、サンプルチャンバーからの接触変換された排気ガスの組成物を検出した。 Evaluation of catalytic conversion efficiency was performed by inserting a small amount of porous sample (0.3 ml) into a device suitable for the purpose of evaluating catalytic conversion efficiency. A gas flow of 300 ml / min (containing a composition of 500 ppm NO, 350 ppm C 8 H 18 , 6% O 2 , 12% H 2 O, 10% CO 2 and 350 ppm CO) is then applied to the porous material sample. Passed through the sample chamber where it was placed. The temperature was increased stepwise from 140 ° C. to 500 ° C. while simultaneously detecting the catalytically converted exhaust gas composition from the sample chamber.

いくつかの異なる多孔質サンプル(異なるゼオライトおよびこれらの物理的混合物を含有する)に対する接触変換効率は、以下の表1から明らかである。表1は、NOからN2への最大変換が得られた温度、この温度での総NOx−変換、ならびにN2およびN2Oそれぞれのこの温度での形成を示す。この場合、N2への変換は望ましいが、N2Oへの変換は望ましくないことが留意されるべきである。 The catalytic conversion efficiency for several different porous samples (containing different zeolites and their physical mixtures) is evident from Table 1 below. Table 1 shows the temperature at which maximum conversion of NO to N 2 was obtained, the total NO x -conversion at this temperature, and the formation of N 2 and N 2 O, respectively, at this temperature. It should be noted that in this case, conversion to N 2 is desirable, but conversion to N 2 O is not desirable.

Figure 2008272760
表1の結果は、最も高い総NOx−変換が、Pt−モルデナイトタイプのゼオライトを含有する多孔質サンプルによって達成されることを示す。しかし、Pt−モルデナイトを用いる一酸化二窒素(N2O)の強力な形成は、不利益である。組み合わせたPt−CRA/Ag−MORサンプルは、N2へのNOxの非常に高い変換を示した。Ag−CHAサンプルはまた、N2へのNO2の非常に高い変換を示したが、これは非常に高温(500℃)においてのみであり、多くの適用には実施不可能である。
Figure 2008272760
The results in Table 1 show that the highest total NO x -conversion is achieved with a porous sample containing a Pt-mordenite type zeolite. However, the strong formation of dinitrogen monoxide (N 2 O) using Pt-mordenite is disadvantageous. Combined Pt-CRA / Ag-MOR sample exhibited very high conversion of NOx into N 2. Ag-CHA sample also showed a very high conversion of NO 2 to N 2, which is only very at high temperature (500 ° C.), for many applications it is not feasible.

以下の表2において、異なるゼオライト、およびそれらの物理的混合物のさらなる評価からの、接触変換効率が示される。この接触変換効率は、供給されたガス混合物内の炭化水素(C818)が直鎖アルカン、すなわちn−オクタンである場合、および炭化水素(C818)がはっきりと分岐したイソ−パラフィン、すなわちイソ−オクタン(さらに詳細には2,2,4−トリ−メチルペンタン)である場合の両方について、示される。 In Table 2 below, the catalytic conversion efficiency is shown from further evaluation of different zeolites and their physical mixtures. This catalytic conversion efficiency is achieved when the hydrocarbon (C 8 H 18 ) in the supplied gas mixture is a linear alkane, ie n-octane, and when the hydrocarbon (C 8 H 18 ) is clearly branched. Both are shown for paraffin, ie iso-octane (more particularly 2,2,4-tri-methylpentane).

Figure 2008272760
表2から明らかであるように、Pt−フェリエライトのみ(Pt−FER)を含有するサンプルは、供給された炭化水素が直鎖炭化水素、すなわちn−オクタンである場合、非常に高い総NOx−変換を提供した。このことは、前述の反応F:
F)2NO+Hxy→N2O+H2O+CO2
に従った、Pt−触媒上の直鎖炭化水素の反応の結果である。
Figure 2008272760
As is apparent from Table 2, the sample containing only Pt-ferrierite (Pt-FER) is very high in total NO x when the feed hydrocarbon is a straight chain hydrocarbon, ie n-octane. -Provided conversion. This is due to the aforementioned reaction F:
F) 2NO + H x C y → N 2 O + H 2 O + CO 2
Is the result of the reaction of linear hydrocarbons on the Pt-catalyst.

この反応の結果として、所望でない一酸化二窒素N2Oの形成は、直鎖炭化水素を供給された場合に、非常に高い。 As a result of this reaction, the formation of undesired dinitrogen monoxide N 2 O is very high when fed with linear hydrocarbons.

その代わりにはっきりと分岐したイソ−オクタンがPt−FERサンプルへ供給された場合に、総NOx−変換は劇的に低下する。このことについての理由は、はっきりと分岐したイソ−オクタンは、Pt−触媒と接触することから立体的に妨げられており、そしてこれはPt−フェリエライトの内部ポア構造のかなり小さい入口のためであり、この内側にPt−触媒の主要部分が配置される。これに反して、直鎖炭化水素は、内部ポア構造体内で、Pt−触媒と接触することが立体的に妨げられず、そして(それゆえ反応F)が生じ得、そしてNOを消費する。   Instead, total NOx-conversion is dramatically reduced when clearly branched iso-octane is fed to the Pt-FER sample. The reason for this is that the distinctly branched iso-octane is sterically hindered from contact with the Pt-catalyst, and this is due to the rather small entrance of the Pt-ferrierite internal pore structure. And the main part of the Pt-catalyst is arranged inside this. On the other hand, linear hydrocarbons are not sterically hindered from contacting the Pt-catalyst within the internal pore structure, and (thus reaction F) can occur and consume NO.

表2からまた明らかであるように、Ag−モルデナイトのみを含有する多孔質サンプルは、かなり低い総NOx−変換を提供し、そしてn−オクタンおよびイソ−オクタンがそれぞれ供給される場合の変換効率には差異がない。この結果は、はっきりと分岐したイソ−オクタンは、直鎖n−オクタンより高い程度でAg−触媒と接触することを、立体的に妨げられないということを示す。この場合の低い総NOx−変換に対する理由は、テストガス中の二酸化窒素(NO2)量が、前述の反応C)がAg−触媒上で起こることを可能にするには少なすぎるということである。
C)NO2+Hxy→N2+H2O+CO2
これらの結果より、フェリエライト−ゼオライトは、直鎖炭化水素をそれらの内部ポア構造体へ受け入れるが、はっきりと分岐した炭化水素を受け入れないという結論になり得る。さらに、モルデナイト−ゼオライトは、直鎖およびはっきりと分岐した炭化水素の両方を、それらの内部ポア構造体へ受け入れるという結論になり得る。
As is also apparent from Table 2, the porous sample containing only Ag-mordenite provides much lower total NO x -conversion and conversion efficiency when n-octane and iso-octane are fed, respectively. There is no difference. This result shows that the clearly branched iso-octane is not sterically hindered from contacting the Ag-catalyst to a higher degree than the linear n-octane. The reason for the low total NO x -conversion in this case is that the amount of nitrogen dioxide (NO 2 ) in the test gas is too small to allow the aforementioned reaction C) to take place on the Ag-catalyst. is there.
C) NO 2 + H x C y → N 2 + H 2 O + CO 2
From these results, it can be concluded that ferrierite-zeolite accepts linear hydrocarbons into their internal pore structure, but does not accept clearly branched hydrocarbons. Furthermore, it can be concluded that mordenite-zeolites accept both linear and well-branched hydrocarbons into their internal pore structure.

したがって、Pt−フェリエライトおよびAg−フェリエライトの混合物は、直鎖炭化水素(例えば、n−オクタン)を受け入れ、そして組み合わせたPt/Ag−触媒サンプル上で、4個の以下の反応が起こることを可能にする:   Thus, a mixture of Pt-ferrierite and Ag-ferrierite accepts linear hydrocarbons (eg, n-octane) and that the following four reactions occur on the combined Pt / Ag-catalyst sample: Enable:

Figure 2008272760
E)O2+Hxy→H2O+CO2(Pt上)
F)2NO+Hxy→N2O+H2O+CO2(Pt上)
C)NO2+Hxy→N2+H2O+CO2(Ag上)
分岐イソ−オクタンが、代わって供給される場合、分岐イソ−オクタンは、少なくとも部分的に、関与することを立体的に妨げられるので、反応E)、F)およびC)による反応がより少なくなる。この結果は、表2(Pt−FER/Ag−FER)から明らかであるように、分岐イソ−オクタンを供給する場合、総NOx−変換が降下するということである。これは、添付のグラフ1Aおよび1Bによってさらに例示される。
Figure 2008272760
E) O 2 + H x C y → H 2 O + CO 2 (on Pt)
F) 2NO + H x C y → N 2 O + H 2 O + CO 2 (on Pt)
C) NO 2 + H x C y → N 2 + H 2 O + CO 2 (on Ag)
If branched iso-octane is supplied instead, the branched iso-octane is sterically hindered from participating, at least in part, resulting in fewer reactions due to reactions E), F) and C). . The result is that, as is apparent from Table 2 (Pt-FER / Ag-FER), the total NO x -conversion decreases when supplying branched iso-octane. This is further illustrated by the accompanying graphs 1A and 1B.

Pt−フェリエライトおよびAg−モルデナイト(Pt−FER/Ag−MOR)の組み合わせを含有する多孔質材料を使用する場合、直鎖n−オクタンは、Pt−フェリエライトおよびAg−モルデナイトの両方の内部ポア構造体内へ接近する。したがって、4個全ての反応D、E、FおよびCが生じ得る。このため、表2の結果から分かり得るように、直鎖n−オクタンを供給した場合、かなり高い総NOx−変換が生じる。 When using a porous material containing a combination of Pt-ferrierite and Ag-mordenite (Pt-FER / Ag-MOR), the linear n-octane is the internal pore of both Pt-ferrierite and Ag-mordenite. Approach the structure. Thus, all four reactions D, E, F and C can occur. Thus, as can be seen from the results in Table 2, a fairly high total NO x -conversion occurs when linear n-octane is fed.

前述したように、分岐イソ−オクタンは、フェリエライト−ゼオライトのポア構造へ入ることを立体的に妨げられるが、モルデナイト−ゼオライトのポア構造へ入ることは妨げられない。したがって、分岐炭化水素、例えばイソ−オクタンが、Pt−フェリエライトおよびAg−モルデナイトの物理的混合物へ供給される場合、反応DおよびCが優勢である:   As described above, branched iso-octane is sterically hindered from entering the ferrilite-zeolite pore structure, but not from entering the mordenite-zeolite pore structure. Thus, when a branched hydrocarbon, such as iso-octane, is fed to the physical mixture of Pt-ferrierite and Ag-mordenite, reactions D and C are dominant:

Figure 2008272760
C)NO2+Hxy→N2+H2O+CO2(Ag上)
このことは、直鎖n−オクタンの代わりに分枝イソ−オクタンが供給される場合、総NOx−変換の驚くべき増加、および相対的N2O−形成の著しい減少として、表2(Pt−FER/Ag−MOR)に示される。この効果は、接触変換効率を改善するのに非常に有用であり、そして添付のグラフ2Aおよび2Bにさらに例示される。
Figure 2008272760
C) NO 2 + H x C y → N 2 + H 2 O + CO 2 (on Ag)
This is shown in Table 2 (Pt) as a surprising increase in total NO x -conversion and a significant decrease in relative N 2 O-formation when branched iso-octane is provided instead of linear n-octane. -FER / Ag-MOR). This effect is very useful in improving the contact conversion efficiency and is further illustrated in the accompanying graphs 2A and 2B.

したがって、本発明によると、炭化水素、または他の還元剤が、反応E)および/またはF)によって酸化されることを立体的に妨げることは、有益である。多数のさらなる結論は、この事実より描かれ得る。これはまた、既に上述の説明より明らかになったように、本発明が基づく基本原理である。   Thus, according to the present invention, it is beneficial to sterically hinder hydrocarbons or other reducing agents from being oxidized by reactions E) and / or F). A number of further conclusions can be drawn from this fact. This is also the basic principle on which the present invention is based, as has become clear from the above description.

本発明は、本明細書中に記載される実施態様に限定されるとみなされるべきでないが、さらなる多数の改変および修飾は、前記の特許請求の範囲内であると考えられる。   The present invention should not be considered limited to the embodiments described herein, but numerous further changes and modifications are considered to be within the scope of the appended claims.

以下に、貼付された図面およびグラフを参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
図1は、本発明に従う多孔質材料の一部分の概略図を示し、また、この多孔質材料の細孔を内部から見た拡大図を伴う。また、排気ガスの触媒的な変換中に起こる主な化学反応も示す。 図2は、本発明に従う多孔質材料の実施態様を、支持基板を含む多孔質材料の一部分の詳細な拡大図と共に概略的に示す。 図3Aは、図2の詳細な拡大図の一部分の詳細な拡大図を概略的に示し、かつ本発明に従う、2つの異なるゼオライトキャリアの物理的混合物を含有する異なる多孔質材料を示す。 図3Bは、図2の詳細な拡大図の一部分の、別の詳細な拡大図を概略的に示し、かつ本発明に従う、2つの異なるゼオライトキャリアの層状構造を含む別の異なる多孔質材料を示す。 図3Cは、図3Bにおける代替の層状構造を概略的に示す。 図4Aは、本発明に従う、第一部分および第二部分を有する多孔質材料の実施態様を概略的に示す。 図4Bは、本発明の別の実施態様を概略的に示し、ここで本発明に従う多孔質材料が、単一の触媒的な変換プロセスにおいて一緒に使用されることを意図した、二分割の(異なる)パーツを含む。 図5は、本発明に従って、排気ガスの触媒的な変換に関する配置の、概略的なプロセスのダイアグラムを示す。 図6Aは、直鎖の炭化水素を触媒的に変換されるガスに供給したときの、Pt−フェリエライトおよびAg−フェリエライトの物理的混合物を含有する多孔質試料の実験室評価の結果を示す。 図6Bは、分枝炭化水素を触媒的に変換されるガスに供給したときの、図6Aにおけるものと同じ多孔質試料の実験室評価の結果を示す。 図7Aは、直鎖炭化水素を触媒的に変換されるガスに添加したときの、本発明に従う、Pt−フェリエライトおよびAg−モルデナイトの物理的混合物を含有する多孔質材料の実験室評価の結果を示す。 図7Bは、分枝炭化水素を触媒的に変換されるガスに供給したときの、本発明に従う、図7Aにおけるものと同じの多孔質試料の実験室評価の結果を示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings and graphs.
FIG. 1 shows a schematic view of a portion of a porous material according to the present invention, with an enlarged view of the pores of this porous material as viewed from the inside. It also shows the main chemical reactions that occur during the catalytic conversion of exhaust gases. FIG. 2 schematically illustrates an embodiment of a porous material according to the present invention, with a detailed enlarged view of a portion of the porous material including a support substrate. FIG. 3A schematically shows a detailed enlarged view of a portion of the detailed enlarged view of FIG. 2 and shows different porous materials containing a physical mixture of two different zeolite carriers according to the present invention. FIG. 3B schematically shows another detailed enlarged view of a portion of the detailed enlarged view of FIG. 2 and shows another different porous material comprising a layered structure of two different zeolite carriers according to the present invention. . FIG. 3C schematically shows an alternative layered structure in FIG. 3B. FIG. 4A schematically illustrates an embodiment of a porous material having a first portion and a second portion according to the present invention. FIG. 4B schematically shows another embodiment of the present invention, in which a porous material according to the present invention is divided into two parts (intended to be used together in a single catalytic conversion process). Including different parts. FIG. 5 shows a schematic process diagram of an arrangement for catalytic conversion of exhaust gas according to the present invention. FIG. 6A shows the results of a laboratory evaluation of a porous sample containing a physical mixture of Pt-ferrierite and Ag-ferrierite when linear hydrocarbons are fed to the catalytically converted gas. . FIG. 6B shows the results of a laboratory evaluation of the same porous sample as in FIG. 6A when branched hydrocarbons are fed to the catalytically converted gas. FIG. 7A shows the results of a laboratory evaluation of a porous material containing a physical mixture of Pt-ferrierite and Ag-mordenite according to the present invention when linear hydrocarbons are added to the catalytically converted gas. Indicates. FIG. 7B shows the results of a laboratory evaluation of the same porous sample as in FIG. 7A, according to the present invention, when branched hydrocarbons are fed to the catalytically converted gas.

Claims (1)

明細書に記載の発明。Invention described in the specification.
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