PL198392B1 - Kompozycja katalizatora trójdrożnego, podłoże zawierające kompozycję katalizatora, zastosowanie kompozycji katalizatora - Google Patents

Kompozycja katalizatora trójdrożnego, podłoże zawierające kompozycję katalizatora, zastosowanie kompozycji katalizatora

Info

Publication number
PL198392B1
PL198392B1 PL345033A PL34503399A PL198392B1 PL 198392 B1 PL198392 B1 PL 198392B1 PL 345033 A PL345033 A PL 345033A PL 34503399 A PL34503399 A PL 34503399A PL 198392 B1 PL198392 B1 PL 198392B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
catalyst
rhodium
support
tlgeuu
fact
Prior art date
Application number
PL345033A
Other languages
English (en)
Other versions
PL345033A1 (en
Inventor
Paul Joseph Andersen
Original Assignee
Johnson Matthey Plc
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 Plc filed Critical Johnson Matthey Plc
Publication of PL345033A1 publication Critical patent/PL345033A1/xx
Publication of PL198392B1 publication Critical patent/PL198392B1/pl

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • 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

1. Kompozycja katalizatora trójdro znego, zawieraj acego rod na pierwszym no sniku, znamienna tym, ze pierwszy no snik jest wolny od palladu i platyny i zawiera: (a) 52-88% tlenku cyrkonu, i (b ') 10-40% tlenku ceru, i (b ?) 2-8% tlenku lantanu, w przeliczeniu na ca lkowit a wag e (a), (b ') i (b ?), materia l t lumiacy H 2 S oraz cz astkowy tlenek, st ezenie rodu na pierwszym no sniku wynosi 0,035-0,35% w przeliczeniu na ca lkowit a wag e rodu i pierwszego no snika, katalizator zawiera (a), (b ') i (b ?) w lacznej ilo sci 73-244 x 10 -3 g cm -3 , oraz (a), (b ') i (b ?) stanowi a 90-100% wagowych pierwszego no snika. 6. Pod lo ze, maj ace posta c monolitycznego plastra miodu, znamienne tym, ze zawiera kompo- zycj e katalizatora okre slonego w zastrz. 1. 7. Zastosowanie kompozycji katalizatora okre slonej w zastrz. 1 albo pod lo za okre slonego w za- strz. 6 do redukcji tlenków azotu do azotu, tlenku w egla do ditlenku w egla i/lub utleniania w eglowodo- rów do ditlenku w egla i wody, które to tlenki azotu, w eglowodory i tlenek w egla s a obecne w gazach spalinowych pracuj acego stechiometrycznie wewn etrznego benzynowego silnika spalinowego. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Wynalazek niniejszy dotyczy katalizatora oraz zastosowania tego katalizatora do katalizowania reakcji chemicznej, a także podłoża zawierającego kompozycję, katalizatora. Kompozycja ma zastosowanie w układach wydechowych silników spalinowych spalania wewnętrznego do pojazdów.
Rod jest często stosowany jako materiał aktywny katalitycznie do redukcji tlenków azotu (NOx) do azotu. Z tego powodu jest on stosowany jako aktywny katalitycznie składnik katalizatora trójdrożnego (TWC) do silnikowych gazów spalinowych. Katalizatory trójdrożne działają poprzez konwersję NOx do azotu, CO do CO2 i węglowodorów (HC) do CO2 i H2O w stechiometrycznych lub bliskich stechiometrycznym warunkach pracy silnika. TWC uzyskują wysokie konwersje CO i NOx dzięki temu, że zawierają jako materiał aktywny katalitycznie dużą ilość palladu, na przykład (100 g na ft3) 3,53 x 103 g m3 lub kombinację małej ilości rodu, na przykład (6 g na ft3) 211 g m'3 z umiarkowaną ilością palladu, na przykład ( 54 g na ft3) 1,91 x 103 g m3, lub z umiarkowaną ilością platyny, na przykład (33 g na ft3) 1,17 x 103g m3, lub z umiarkowanymi ilościami palladu i platyny. Składniki katalityczne platyna, pallad i rod, jako metale szlachetne, są jednak rzadkie i drogie i mają znaczący udział w koszcie łącznym katalizatora.
Istnieje znaczny stan techniki dotyczący katalizatorów, ale żaden nie ujawnia katalizatora według wynalazku.
W opisie patentowym USA nr 5057483 ujawniono kompozycję katalizatora, zawierającą podłoże, na którym rozmieszczony jest materiał katalityczny, który to materiał katalityczny obejmuje: pierwszą powłokę naniesioną na podłoże i zawierającą pierwszy nośnik z aktywnego tlenku glinu, skuteczną katalitycznie ilość pierwszego platynowego składnika katalitycznego, zdyspergowanego na pierwszym nośniku z aktywnego tlenku glinu, i skuteczną katalitycznie ilość tlenku ceru w masie; oraz drugą powłokę naniesioną na podłożu i obejmującą współtworzony nośnik tlenek ziem rzadkich-tlenek cyrkonu, skuteczną katalitycznie ilość pierwszego rodowego składnika katalitycznego, zdyspergowanego na współtworzonym nośniku tlenek ziem rzadkich-tlenek cyrkonu, drugi nośnik z aktywnego tlenku glinu, i skuteczną katalitycznie ilość drugiego platynowego składnika katalitycznego, zdyspergowanego na drugim nośniku z tlenku glinu.
W publikacji zgłoszenia międzynarodowego WO98/03251 ujawniono sposób wytwarzania kompozycji katalizatora trójdrożnego z metalem z grupy platyny, który zawiera wysokotemperaturowy składnik katalityczny i niskotemperaturowy składnik katalityczny, w którym każdy ze składników katalitycznych jest obecny w kompozycji katalizatora jako odrębne oddzielne cząstki w tej samej warstwie powłoki „washcoat, który to sposób obejmuje:
(a) utworzenie na nie porowatym nośniku powłoki „washcoat, z połączonego wysokotemperaturowego materiału nośnika katalizatora i niskotemperaturowego materiału nośnika katalizatora z zawiesiny, w której każdy z materiałów nośnika katalizatora ma dostatecznie dużą wielkość cząstek dla zapobieżenia przed tworzeniem z każdego z materiałów nośnika roztworu lub zolu z cieczą nośną zawiesiny;
(b) impregnację metalu lub metali z grupy platyny na każdym z materiałów nośnika albo po utworzeniu powłoki na nieporowatym nośniku albo przed utworzeniem zawiesiny powłoki.
Obecnie stwierdziliśmy, że przez osadzenie tylko rodu na nośniku zawierającym tlenek ceru, tlenek cyrkonu i tlenek lantanu, który to nośnik jest wolny od platyny i palladu, można uzyskać porównywalną aktywność katalizatora trójdrożnego bez obecności palladu, w porównaniu ze znanymi kompozycjami katalizatora trójdrożnego, zawierającymi zarówno rod jak i pallad.
Zgodnie z pierwszym aspektem, wynalazek dostarcza kompozycji katalizatora trójdrożnego, zawierającego rod na pierwszym nośniku, który to pierwszy nośnik jest wolny od palladu i platyny i zawiera:
(a) 52-88% tlenku cyrkonu, i (b') 10-40% tlenku ceru, i (b) 2-8% tlenku lantanu, w przeliczeniu na całkowitą wagę (a), (b') i (b), materiał tłumiący H2S oraz cząstkowy tlenek, stężenie rodu na pierwszym nośniku wynosi 0,035-0,35% w przeliczeniu na całkowitą wagę rodu i pierwszego nośnika, katalizator zawiera (a), (b') i (b) w łącznej ilości 73-244 x 103 g cm'3, oraz (a), (b') i (b) stanowią 90-100% wagowych pierwszego nośnika.
PL 198 392 B1
W jednym z wykonań pierwszy nośnik składa się zasadniczo z:
(a) 72-82% tlenku cyrkonu, (b') 15-25% tlenku ceru, i (b) 3-5% tlenku lantanu, w stosunku do całkowitej wagi (a), (b') i (b).
W jednym z wykonań kompozycja według wynalazku zawiera rod w ilości 35,3-882,9 g m-3.
Korzystny cząstkowy tlenek stanowi mieszaninę tlenku glinu i tlenku lantanu.
Kompozycja według wynalazku może dodatkowo zawierać platynę i/lub pallad na drugim nośniku.
Taka kombinacja cech zapewnia zaletę taką, że wytwarzanie katalizatora jest tańsze ponieważ nie tylko pallad nie jest potrzebny, ale także wymagana ilość rodu jest mniejsza niż w katalizatorach znanych ze stanu techniki.
Następną zaletą katalizatora według wynalazku jest jego mniejsza wrażliwość na zatrucie związkami zawierającymi siarkę z silnikowych gazów spalinowych.
Wynalazek znajduje zastosowanie w sposobie katalizowania reakcji chemicznej, polegającej na redukcji tlenku azotu do azotu, który to sposób obejmuje kontaktowanie tlenku azotu z katalizatorem według wynalazku.
Katalizator według wynalazku zawiera niskie stężenie rodu na nośniku cząstkowym, którego zasadnicze składniki są obecne w wysokim stężeniu w katalizatorze.
Kompozycja katalizatora według wynalazku posiada zaskakująco wysoką aktywność, zwłaszcza dla redukcji tlenku azotu do azotu, szczególnie w połączeniu z utlenianiem CO do CO2. Posiada on także wysoką aktywność dla utleniania HC do CO2 i H2O. Ma wysoką trwałość termiczną. Zatem, jest szczególnie użyteczny jako TWC. Nie wymaga obecności Pt ani Pd. Katalizator według wynalazku zawiera tylko niskie stężenie Rh na nośniku, ale pominięcie Pt i Pd w katalizatorach znanych ze stanu techniki przy jedynie takich niskich stężeniach Rh zapewnia stosunkowo niską konwersję NOx i niskie konwersje CO i HC. Katalizator według wynalazku może zapewnić taką samą konwersję CO do CO2 i NOx do azotu jak katalizatory ze stanu techniki zawierające taką samą ilość Rh, ale ponadto Pd. Katalizator według wynalazku jest mniej wrażliwy na zatrucie S niż katalizatory oparte przede wszystkim na wysokiej zawartości Pd.
Katalizator może mieć formę konwencjonalną, na przykład złoża peletek lub pianki, ale korzystnie formę monolitycznego plastra miodu, poprzez którego otwory przepływają spaliny i w którego otworach umieszczony jest rod na nośniku. Katalizator, czy to w formie monolitu czy to w formie złoża peletek lub pianki lub innej będzie miał pewną objętość całkowitą, i to do tej objętości odnosi się stężenie (1,2-4,0 g na cal3) 73-244 x 103 g cm3 nośnika rodu. Objętość obejmuje puste przestrzenie wewnątrz katalizatora, na przykład niezajęte części monolitu, przez które przepływa gaz; jest to dogodna droga wyrażania stężenia.
Kompozycja katalizatora zawiera nośnik rodu w łącznej ilości 73-244 x 10g cm3 (1,2-4,0 g na caP), korzystnie 73-195 x 10-3 g cm3 (1,2-3,2 g na caP). Stężenie rodu na nośniku wynosi 0,035-0,35%, korzystnie 0,1-0,35%, w stosunku do całkowitej wagi rodu i nośnika.
Nośnik zgodnie z wynalazkiem zawiera:
(a) 52-88% tlenku cyrkonu, (b') 10-40% tlenku ceru, i (b) 2-8% tlenku lantanu, w stosunku do całkowitej wagi (a), (b') i (b).
Korzystnie nośnik zawiera:
(a) 72-82% tlenku cyrkonu, (b') 15-25% tlenku ceru, i (b) 3-5% tlenku lantanu, w stosunku do całkowitej wagi (a), (b') i (b).
(a), (b') i (b) korzystnie stanowią 100% nośnika, chociaż mogą być obecne także inne materiały; jednakże korzystne jest unikanie tlenku glinu, aby uniknąć oddziaływań rod-tlenek glinu, (a), (b') i (b) stanowią 90-100% wagowych nośnika.
Szczególnie korzystny jest nośnik, składający się zasadniczo z:
(a) 72-82% tlenku cyrkonu, (b') 15-25% tlenku ceru, i (b) 3-5% tlenku lantanu, w stosunku do całkowitej wagi (a), (b') i (b).
PL 198 392 B1
Domieszką materiału tłumiącego H2S może być np. jeden lub więcej z NiO, Fe2O3, C03O4 i MnO2; preferowany jest NiO i może być ona zawarta w rodzie na nośniku. Alternatywnie, materiał tłumiący H2S może być w warstwie nad rodem na nośniku. Obciążenie materiałem tłumiącym H2S wynosi zwykle 3,1-30,5 x 103 g cm3 (0,05-0,5 g na cal·3).
Katalizator zawiera rod na nośniku. Może on zawierać dodatkowe materiały, same w sobie konwencjonalne.
Rod na nośniku zawiera domieszkę materiału zwiększającego adhezję warstwy „washcoat zawierającej rod na nośniku, na przykład adhezję do monolitu, lub materiał stabilizujący warstwę „washcoat przed spiekaniem w wysokich temperaturach. Korzystnym materiałem spełniającym obie funkcje jest cząstkowy tlenek, będący mieszaniną tlenku glinu i tlenku lantanu, korzystnie zawierający 2-7% tlenku lantanu w stosunku na całkowitą wagę tlenku glinu i tlenku lantanu.
Rod na nośniku może zawierać domieszkę innego materiału aktywnego katalitycznie, zwłaszcza może to być jeden lub więcej niż jeden z Rh, Pt i Pd, na drugim, odrębnym nośniku. Jednakże korzystnie nie jest obecny żaden inny Rh. Mając Pt i/lub Rh na tym odrębnym nośniku, są one odrębne od Rh na nośniku według wynalazku. Odrębnym nośnikiem może być konwencjonalny nośnik tlenkowy. Alternatywnie, inny materiał aktywny katalitycznie na nośniku może być w oddzielnej warstwie od rodu na nośniku.
^ahzator zawtera zwykle 35,3-882,9 g m3 O-25 g na Ił3), na przykład 35,3-317,8 g m3 (1-9 g na ft3) rodu, który jest na nośniku zawierającym (a), (b') i (b).
Katalizator może zawierać promotory. Kiedy zawiera on Pd, mogą być obecne jako promotory metale zasadowe, na przykład ziem alkalicznych, np. Ba, lub La lub Nd.
Katalizator może być wytworzony w dowolny odpowiedni sposób, na przykład w sposób konwencjonalny sam w sobie. Korzystnie prekursor Rh osadza się na nośniku zawierającym (a), (b') i (b) i nośnik noszący prekursor Rh kalcynuje się. Przed lub po utworzeniu nośnika noszącego Rh nośnik korzystnie powleka się na podłożu, takim jak monolit plastra miodu. Powlekanie można zrealizować przez zanurzanie monolitu w zawiesinie wodnej nośnika lub przez przesuwanie monolitu poprzez kurtynę z zawiesiny. Zawiesina może zawierać dodatkowe materiały lub ich prekursory, które katalizator ma zawierać, takie jak materiały omówione powyżej. Alternatywnie lub dodatkowo, dodatkowe materiały lub ich prekursory można wprowadzić w warstwę powyżej lub poniżej warstwy zawierającej rod na nośniku, ale nie jest to preferowane. Warstwa powyżej lub poniżej może być wprowadzona w sposób analogiczny do tego, w jaki wprowadza się rod na nośniku, zwykle za pomocą zawiesiny wodnej.
Przedmiotem wynalazku jest także podłoże, mające postać monolitycznego plastra miodu, charakteryzujące się tym, że zawiera kompozycję katalizatora trójdrożnego według wynalazku określonego powyżej.
Prekursor Rh można osadzić na nośniku przez impregnowanie nośnika roztworem wodnym prekursora Rh, takiego jak RhCh lub korzystnie Rh(NO3)3. Alternatywnie, prekursor Rh można osadzić na nośniku przez strącanie, na przykład przez hydrolizę soli Rh takiej jak Rh(NO3)3. Korzystnie, roztwór wodny prekursora Rh impregnuje się na nośniku, impregnowany nośnik przeprowadza się w zawiesinę wodną, zawiesiną wodną powleka się podłoże, i powleczone podłoże kalcynuje się.
Prekursor Rh, który jest osadzony na nośniku może zawierać domieszkę innych materiałów (lub ich prekursorów, np. prekursorów Pt i/lub Pd), które mają być obecne w tej samej warstwie co Rh. Alternatywnie takie inne materiały mogą być osadzone na nośniku oddzielnie, na przykład po powleczeniu nośnika na podłożu.
Katalizator jest użyteczny do katalizowania reakcji chemicznej obejmującej redukcję tlenku azotu do azotu, przez kontaktowanie tlenku azotu z katalizatorem. Katalizator jest szczególnie użyteczny do zwalczania zanieczyszczenia powietrza gazami spalinowymi zawierającymi tlenek azotu, tlenek węgla i węglowodory, poprzez kontaktowanie spalin z katalizatorem. Katalizator może być stosowany w sposób, który jako taki jest konwencjonalny. Silnikiem jest korzystnie silnik pojazdu, szczególnie samochodu. Silnik jest korzystnie silnikiem benzynowym. Katalizator może być umieszczony w ścisłym sprzężeniu z silnikiem, lub korzystnie pod podłogą pojazdu. Katalizator może być stosowany z innymi katalizatorami, na przykład może być stosowany jako katalizator podpodłogowy w połączeniu z katalizatorem sprzężonym z silnikiem.
Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie kompozycji katalizatora trójdrożnego według wynalazku określonego powyżej albo podłoża mającego postać monolitycznego plastra miodu, i charakteryzującego się tym, że zawiera kompozycję katalizatora trójdrożnego według wynalazku określonego powyżej, do redukcji tlenków azotu do azotu, tlenku węgla do ditlenku węgla i/lub utleniania
PL 198 392 B1 węglowodorów do ditlenku węgla i wody, które to tlenki azotu, węglowodory i tlenek węgla są obecne w gazach spalinowych pracującego stechiometrycznie wewnętrznego benzynowego silnika spalinowego.
Wynalazek jest zilustrowany przez poniższe przykłady.
P r z y k ł a d 1
Materiał stabilizowany Ce-La tlenek cyrkonu/Rh sporządzono przez impregnowanie wodnym roztworem Rh(NO3)3 stabilizowanego Ce-La tlenku cyrkonu za pomocą techniki całkowitego zwilżenia do stężenia Rh 0,22% wagowych. Technika całkowitego zwilżenia jest techniką znaną, w której próbkę impregnowanego materiału kontaktuje się z rosnącymi objętościami wody do momentu kiedy więcej wody nie jest już absorbowane, tak aby oznaczyć maksymalną objętość, która materiał może zatrzymać, i następnie materiał impregnowany kontaktuje się z tą objętością roztworu wodnego substancji impregnującej. Materiał tlenek cyrkonu stabilizowany Ce-La ma skład 4% La2O3, 20% CeO2 i 76% ZrO2. NiO w masie zawiesza się w wodzie w ilości około 4% wagowych substancji stałej i miele na mokro do średniej wielkości cząstek około 6 mikronów. Po zmieleniu zawiesiny NiO na mokro dodaje się do niej stabilizowany Ce-La tlenek cyrkonu/Rh i uzyskaną zawiesinę miele dalej na mokro do średniej wielkości cząstek około 5 mikrometrów z wytworzeniem zawiesiny (A) o zawartości substancji stałych około 65% wagowych. Oddzielnie, zawiesza się w wodzie stabilizowany La tlenek glinu o składzie 4% wagowych La2O3 i 96% wagowych A^O3 do zawartości substancji stałej 40% wagowych i następnie miele na mokro do średniej wielkości cząstek około 5 mikrometrów, otrzymując zawiesinę (B). Zawiesiny (A) i (B) miesza się w stosunku wagowym (A):(B) = 2,42:1 w przeliczeniu na substancje stałe, ustawia się zawartość substancji stałych na około 50% wagowych i powleka w konwencjonalny sposób na konwencjonalnym monolicie kordierytowym w kształcie plastra miodu, mającym (400 otworów na cal kwadratowy) 62 otwory/cm2. Po przedmuchaniu nadmiaru powłoki „washcoat sprężonym powietrzem powleczony nośnik suszy się w temperaturze 60°C i kalcynuje w 500°C pod przepływającym powietrzem.
Obciążenie łączne wynosi 145 x 103 g cm3 (2,39 g na cal3), przy składzie wagowym 29,21% stabilizowanego La tlenku glinu, 66,87% stabilizowanego Ce-La tlenku cyrkonu, 3,77% NiO i 0,15% Rh. Zgodnie z tym, katalizator zawierał rod na nośniku składającym się z 76% tlenku cyrkonu, 20% tlenku ceru i 4% henku bntanu i zawterał 97,6 x W3 g cm3 (1,60 g na cal·3) łączme henku cyrkonu i tlenku ziem rzadkich z nośnika tlenek cyrkonu plus tlenek ziem rzadkich.
P r z y k ł a d p o r ó w n a w c z y 1
NiO w masie zawieszono w wodzie w ilości około 4% wagowych substancji stałych i mielono na mokro do średniej wielkości cząstek około 6 mikrometrów. Do uzyskanej zawiesiny NiO dodano stabilizowany Zr tlenek ceru, a następnie mielono na mokro do średniej wielkości cząstek około 5 mikrometrów, otrzymując zawiesinę (A) o zawartości substancji stałych około 65% wagowych. Stabilizowany Zr tlenek ceru ma skład 58% CeO2 i 42% ZrO2. Oddzielnie, stabilizowany La tlenek glinu o składzie takim samym jak w przykładzie 1 zawieszono w wodzie w ilości około 40% wagowych substancji stałych i następnie mielono na mokro do średniej wielkości cząstek około 5 mikrometrów, otrzymując zawiesinę (B). Zawiesiny (A) i (B) zmieszano w stosunku wagowym (A):(B) = 2,42:1 w przeliczeniu na substancje stałe, ustawiono zawartość substancji stałych na około 50% wagowych i powlekano na monolicie identycznym jak w przykładzie 1 przez zanurzanie. Po przedmuchaniu nadmiaru powłoki „washcoat sprężonym powietrzem, powleczony nośnik suszono w 60°C i kalcynowano w 500°C w przepływie powietrza. Uzyskany powleczony nośnik impregnowano roztworem Pd:Rh:Nd wytworzonym z Pd(NO3)2:Rh(NO3)3:Nd(NO3)3, który także zawierał 150 g/litr kwasu cytrynowego, i następnie ponownie suszono w 60°C i kalcynowano w 500°C w przepływie powietrza. Następnie nośnik impregnowano barem z roztworu octanu baru i ponownie wysuszono w 60°C i kalcynowano w 500°C w przepływie powietrza.
Obciążenie łączne wynosi 186 x 10'3 g cm3 (3,05 g na cal3), przy składzie wagowym 23,0% stabilizowanego La tlenku glinu, 52,5% stabilizowanego Zr tlenku ceru, 3,0% NiO, 7,0%, Nd.-O;,, 13,4% BaO i 0,99% Pd i 0,11% Rh. Zgodnie z tym, katalizator zawierał rod na nośniku składającym się z 58% tlenku cyrkonu i 42% henku ceru i zawterał 97,6 x W3 g cm'3 (1,60 g na cal·3) łączNe henku cyrkonu i tlenku ziem rzadkich z nośnika tlenek cyrkonu plus tlenek ziem rzadkich.
P r z y k ł a d p o r ó w n a w c z y 2
Powtórzono przykład porównawczy 1 poza tym, że nie użyto Pd(NO3)2, tak więc produkt nie zawierał Pd.
PL 198 392 B1
Obciążenie łączne wynosi 183,7 x 103 g cm3 (3,01 g na cal3), przy składzie wagowym 23,19% stabilizowanego La tlenku glinu, 53,10% stabilizowanego Zr tlenku ceru, 2,99% NiO, 6,98% Nd/O;,,
13,62% BaO i 0,12% Rh. Zgodnie z tym, katalizator zawierał rod na nośniku składającym się z 58% tlenku cyrkonu i 42% Aenku ceru i zawierał 97,6 x W3 g cm'3 (1,60 g na cal·3) łączme Aenku cyrkonu i tlenku ziem rzadkich z nośnika tlenek cyrkonu plus tlenek ziem rzadkich.
P r z y k ł a d 2 i p r z y k ł a d y p o r ó w n a w c z e 3 i 4
Katalizatory opisane w przykładzie 1 i w przykładach porównawczych 1 i 2 starzono na cyklu dynamometru silnika, który symuluje 100 000 mil starzenia na drodze. Cykl miał temperatury katalizatora w zakresie od 850°C do 1000°C i czas trwania 120 h. Po tym starzeniu katalizator umocowywano na dynamometrze silnika testowego i mierzono procent konwersji węglowodorów (HC), tlenku węgla (CO) i tlenku azotu (NOx) w spalinach przy różnych stosunkach powietrze/paliwo przy temperaturze spalin wylotowych na wlocie do katalizatora 450°C. Przy szczególnym stosunku powietrze/paliwo (który jest bliski stosunkowi stechiometrycznemu) konwersje procentowe CO i NOx są równe i ta wartość konwersji jest określana jako punkt „cross-over” dla CO/NOx (COP). COP dla każdego katalizatora po starzeniu jest przedstawiony w tabeli 1 razem ze skutecznością HC przy tym samym stosunku powietrze/paliwo, przy którym występuje COP. COP i skuteczności HC razem reprezentują aktywność TWC.
T a b e l a 1
Aktywność TWC po 100 000 mil symulowanego starzenia na drodze
Katalizator Cross-over (% konwersji)
HC CO/Nox
Przykład 2 Przykład 1 81 89
Przykład porównawczy 3 Przykład porównawczy 1 89 87
Przykład porównawczy 4 Przykład porównawczy 2 44 44
Każdy z katalizatorów zawierał zasadniczo taką samą ilość Rh, ale można zobaczyć z tabeli, że katalizator z przykładu 1 miał aktywności konwersji CO i NOx równoważne tym dla standardowego TWC, który zawiera ponadto znaczną ilość drogiego metalu szlachetnego Pd. Można także zobaczyć, że samo jedynie pominięcie Pd ze standardowego TWC skutkuje drastycznym spadkiem aktywności.
P r z y k ł a d 3
Postępowano zgodnie z procedurą z przykładu 1, poza tym że stężenie Rh w impregnowanym stabilizowanym Ce-La tlenkiem cyrkonu wynosiło 0,11% wagowych, a całkowite obciążenie 117,6 x 10'3 g cm'3 (4,70 g na cal3), przy składzie wagowym 68,09% stabilizowanego La tlenku cyrkonu, 29,78% stabilizowanego La tlenku glinu, 1,92% NiO, i 0,076% Rh.
P r z y k ł a d 4
Katalizator z przykładu 3 testowano w procedurze opisanej w przykładzie 2, otrzymując następujące rezultaty.
T a b e l a 2
Aktywność TWC po 100 000 mil symulowanego starzenia na drodze
Cross-over (% konwersji)
HC CO/NOx
77 81
W ramach odchyleń standartowych występujących w tych testach, rezultaty przedstawione w Tabeli 2 są równoważne rezultatom przedstawionym w Tabeli 1.

Claims (7)

1. Kompozycjakatalizatorat rójdroznego.zawierającegorodna pieie/szym n ośniku,zznmieenn tym, żr oirrwzac ezneiU jrzt wzlay zd pwllwdu i olwtyac i awwirrw:
(w) 52-88% tlreUu ecrUzeu, i (b') 10-40% tlreUu erru, i (b) 2-8% tlreUu lwetweu, w oryglieareiu ew ewłUzwitc wwgę (w), (b') i (b), mwtrriwł tłumiący H2S zrwa eacztUzwy tlrerU, ztęnreir rzdu ew oigrwzaym ezneiUu wcezzi 0,035-0,35% w orarlieageiu ew ewłUzwitą wwgę rzdu i oigrwzagoz ezneiUw, Uwtwliawtzr awwigrw (w), (b') i (b) w łąeaegj ilznei 73-244 x 10 o em , zrwa (w), (b') i (b) ztwezwią 90-100% wwgzwceh oigrwzagoz ezneiUw.
2. Ozmozacejw wgdłuo awztra. 1, znamienna tym, żg oigrwzac ezneiU zUłwdw zię awzwdeieaz a:
(w) 72-82% tlgeUu ecrUzeu, (b') 15-25% tlgeUu egru, i (b) 3-5% tlgeUu lwetweu, w ztzzueUu dz ewłUzwitgj wwoi (w), (b') i (b).
3. Ozmozacejw wgdłuo awztra. 1 wlbz 2, znamienna tym, żg awwigrw rzd w ilznei 35,3-882,9 o m-3.
4. Ozmozacejw wgdłuo awztra. 1 wlbz 2, znamienna tym, żg eacztUzwc tlgegU ztwezwi migzaweieę tlgeUu olieu i tlgeUu lwetweu.
5. Ozmozacejw wgdłuo awztra. 1 wlbz 2, znamienna tym, żg dzdwtUzwz awwigrw olwtceę i/lub owllwd ew druoim ezneiUu.
6. Pzdłzżg, mwjąeg ozztwć mzezlitceaegoz olwztrw mizdu, znamienne tym, żg awwigrw Uzmozaceję Uwtwliawtzrw zUrgnlzegoz w awztra. 1.
7. Zwztzzzwweig Uzmozaceji Uwtwliawtzrw zUrgnlzegj w awztra. 1 wlbz ozdłzżw zUrgnlzegoz w awztra. 6 dz rgduUeji tlgeUów waztu dz waztu, tlgeUu węolw dz ditlgeUu węolw i/lub utlgeiweiw węolzwzdzrów dz ditlgeUu węolw i wzdc, Utórg tz tlgeUi waztu, węolzwzdzrm i tlgegU węolw zą zbgeeg w owaweh zowliezwceh orweująegoz ztgehizmgtrmeaeig wgweętraegoz bgeacezwgoz zileiUw zowliezwgoz.
PL345033A 1998-06-22 1999-06-16 Kompozycja katalizatora trójdrożnego, podłoże zawierające kompozycję katalizatora, zastosowanie kompozycji katalizatora PL198392B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9813367.1A GB9813367D0 (en) 1998-06-22 1998-06-22 Catalyst
PCT/GB1999/001914 WO1999067020A1 (en) 1998-06-22 1999-06-16 Exhaust gas catalyst comprising rhodium, zirconia and rare earth oxide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL345033A1 PL345033A1 (en) 2001-11-19
PL198392B1 true PL198392B1 (pl) 2008-06-30

Family

ID=10834114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL345033A PL198392B1 (pl) 1998-06-22 1999-06-16 Kompozycja katalizatora trójdrożnego, podłoże zawierające kompozycję katalizatora, zastosowanie kompozycji katalizatora

Country Status (18)

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

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
CA2547313C (en) * 2003-12-19 2010-11-02 Celanese International Corporation Halide free precursors for catalysts
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
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
WO2005087373A1 (ja) 2004-03-11 2005-09-22 Cataler Corporation 排ガス浄化触媒
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
US8080494B2 (en) * 2004-12-14 2011-12-20 Nissan Motor Co., Ltd. Catalyst, exhaust gas purifying catalyst, and method of producing the catalyst
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
US7550124B2 (en) * 2006-08-21 2009-06-23 Basf Catalysts Llc Layered catalyst composite
US7758834B2 (en) * 2006-08-21 2010-07-20 Basf Corporation 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
US8038951B2 (en) 2007-08-09 2011-10-18 Basf Corporation Catalyst compositions
US7622096B2 (en) * 2007-08-09 2009-11-24 Basf Catalysts Llc Multilayered catalyst compositions
US7879755B2 (en) * 2007-08-09 2011-02-01 Basf Corporation Catalyst compositions
US7922988B2 (en) * 2007-08-09 2011-04-12 Michel Deeba Multilayered 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
US10828602B2 (en) 2015-10-27 2020-11-10 Cataler Corporation Exhaust gas purifying catalyst and method for producing same, and exhaust gas purification device using same
WO2017163916A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 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
WO2019055040A1 (en) 2017-09-18 2019-03-21 Ford Global Technologies, Llc CATALYST FOR CONTROLLING THE EMISSIONS OF MOTOR VEHICLES
GB2577372B (en) * 2018-07-27 2023-03-29 Johnson Matthey Plc Improved TWC catalsts 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

Family Cites Families (10)

* 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
EP0495534A3 (en) 1988-03-12 1992-10-07 Akira C/O Kohgakuin University Igarashi Catalyst for steam reforming of hydrocarbon
CA1334962C (en) 1988-04-14 1995-03-28 Tomohisa Ohata Catalyst for purifying exhaust gas and method for production thereof
CA2027422A1 (en) 1989-11-08 1991-05-09 Samuel J. Tauster Three way conversion catalyst including a ceria-containing zirconia support
US5254519A (en) 1990-02-22 1993-10-19 Engelhard Corporation Catalyst composition containing platinum and rhodium components
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.
US6497851B1 (en) 1994-12-06 2002-12-24 Englehard Corporation Engine exhaust treatment apparatus and method of use
GB9615123D0 (en) * 1996-07-18 1996-09-04 Johnson Matthey Plc Three-way conversion catalysts and methods for the preparation therof

Also Published As

Publication number Publication date
CZ20004881A3 (cs) 2001-08-15
WO1999067020A1 (en) 1999-12-29
MXPA00012923A (es) 2001-09-01
CA2335812A1 (en) 1999-12-29
GB9813367D0 (en) 1998-08-19
US6692712B1 (en) 2004-02-17
PL345033A1 (en) 2001-11-19
KR20010053142A (ko) 2001-06-25
NO321689B1 (no) 2006-06-19
NO20006550L (no) 2001-02-22
AU737460B2 (en) 2001-08-23
EP1098702B1 (en) 2003-08-27
NZ509109A (en) 2002-09-27
JP2002518171A (ja) 2002-06-25
EP1098702A1 (en) 2001-05-16
AU4518199A (en) 2000-01-10
JP4454855B2 (ja) 2010-04-21
ES2207236T3 (es) 2004-05-16
CZ297085B6 (cs) 2006-09-13
NO20006550D0 (no) 2000-12-21
IN2001MU00029A (pl) 2005-08-19
CN1313787A (zh) 2001-09-19
DE69910791T2 (de) 2004-07-01
BR9911494B1 (pt) 2011-04-19
MX220384B (es) 2004-05-13
DE69910791D1 (de) 2003-10-02
KR100604139B1 (ko) 2006-07-25
CN1152743C (zh) 2004-06-09
BR9911494A (pt) 2001-09-18
CA2335812C (en) 2008-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL198392B1 (pl) Kompozycja katalizatora trójdrożnego, podłoże zawierające kompozycję katalizatora, zastosowanie kompozycji katalizatora
US7795172B2 (en) Layered exhaust treatment catalyst
US6022825A (en) Thermally durable low H2 S three-way catalysts
KR100484688B1 (ko) 엔진배기가스처리장치및사용방법
CA1247074A (en) Three-way catalysts of improved efficiency
EP0912232B1 (en) Three-way conversion catalysts and methods for the preparation therefor
US4678770A (en) Three-way catalyst for lean exhaust systems
US10307736B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
EP2127729A1 (en) Exhaust gas purification catalyst
CA2037691A1 (en) Base metal automotive exhaust catalysts with improved activity and stability
KR102630312B1 (ko) 인 저항성 삼방향 촉매
US20070179054A1 (en) Exhaust gas purification catalyst
KR20220025715A (ko) 적층 촉매 물품 및 당해 촉매 물품의 제조 방법
US20210299637A1 (en) Oxygen storage capacity material
US20220001370A1 (en) Layered catalysts composition and catalytic article and methods of manufacturing and using the same
KR20210102961A (ko) 층상 촉매 조성물 및 촉매 물품 및 이를 제조 및 사용하는 방법
Andersen et al. Thermally durable low H 2 S three-way catalysts