PT95999B - Processo para a preparacao de catalisadores suportados - Google Patents
Processo para a preparacao de catalisadores suportados Download PDFInfo
- Publication number
- PT95999B PT95999B PT95999A PT9599990A PT95999B PT 95999 B PT95999 B PT 95999B PT 95999 A PT95999 A PT 95999A PT 9599990 A PT9599990 A PT 9599990A PT 95999 B PT95999 B PT 95999B
- Authority
- PT
- Portugal
- Prior art keywords
- support
- process according
- cerium
- colloidal solution
- crown
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical group [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 19
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 claims description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- 241000648001 Anolis alumina Species 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 150000001785 cerium compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 4
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- UNJPQTDTZAKTFK-UHFFFAOYSA-K cerium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Ce+3] UNJPQTDTZAKTFK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 2
- 150000000703 Cerium Chemical class 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000002101 lytic effect Effects 0.000 description 1
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- UUZZMWZGAZGXSF-UHFFFAOYSA-N peroxynitric acid Chemical compound OON(=O)=O UUZZMWZGAZGXSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 description 1
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
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
-
- 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
- B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0215—Coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
-
- 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)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
A presente invenção diz respeito a um catalisador suportado e a um processo para a sua fabricação.
Por catalisador suportado entende-se um catalisador que compreende um suporte constituído por um material poroso, na superfície do qual se depositam elementos activos, em particular por um processo de impregnação.
A invenção refere-se mais particularmente a um catalis^ dor do qual pelo menos um elemento activo foi depositado sobre uma parte do suporte, a saber uma coroa periférica.
Os catalisadores suportados são conhecidos desde ha muito tempo e utilizados em diversos processos, tais como tratamento de fracçoes de petróleo e tratamento de efluentes, como o tratamento dos gases de escape de motores de combustão interna.
Estes catalisadores compreendem geralmente um suporte ob. tido por utilização de uma matéria porosa, tal como a alumina. Assim, estes suportes podem apresentar formas diversas, tais como esferas, cilindros obtidos por extrusão, com secção polilobada ou com a secção de formas diversas, tal como roda de carroça, por exemplo.
As matérias porosas., geralmente empregadas são alumina, sílica, resina, zeõlitos ou análogos.
Estes suportes possuem geralmente uma superfície especTfica elevada, por exemplo superior a 20 m /g, para se obter uma grande superfície que seja cataliticamente activada devido ao depósito de elementos activos.
Como elementos activos podem distinguir-se varias categorias:
- elementos cataiiticamente activos propriamente ditos que são geralmente elementos da família da platinai como paládio, rodio; e
- elementos promotores que favorecem a actividade catia lítica dos elementos mencionados antes.
Actualmente, diferen.tes elementos, com exclusão dos ele mentos da família da platina e, mais precisamente, do elemento platina, são geralmente impregnadossobre toda a superfície do si£ porte. Com efeito, não é possível controlar a profundidade da penetração do elemento no suporte e a concentração deste elemento em cada parte da superfície.
Ora, entrando em linha de conta com a velocidade de dif2 são dos reagentes no catalisador, sabe-se que apenas uma parte periférica do catalisador e eficaz. Por consequência, somente uma parte dos elementos depositados sera realmente eficaz.
Como os elementos activos são geralmente materiais muito dispendiosos e afectam de maneira significativa 0.custo de produção do processo, procura-se desde hã muito diminuir a quan-tidade de elementos activos nos catalisadores, conservado ao me£ mo tempo um nível de actividade catalítica elevado e pelo menos equivalente.
Uma solução para este problema foi proposta por Hoesktra e descrita na Datente de invenção norte-americana numero 3674680.
-3Esta solução consiste resumidamente em conformar o supor te ou o catalisador para obter formas particulares para se obter um catalisador cuja espessura seja pelo menos igual a duas vezes a espessura da camada de difusão dos reagentes. Assim, a maior parte do catalisador esta em contacto com os reagentes.
No entanto, esta imposição impõe formas complexas que originam catalisadores frágeis e de fabrico dispendioso.
PropÔs-se também uma solução para a impregnação de metais de família da platina que permite realizar esta impregnação unicamente numa coroa periférica do suporte. No entanto, este pr£ cesso que utiliza uma solução de sal de platina não é transponível para o deposito de outros elementos, tais como os metais de transição ou as terras raras, por exemplo.
Uma das finalidades da presente invenção é, em particular, remediar estes inconvenientes propondo um processo, que permj_ te impregnar outros elementos diferentes dos elementos da família da platina numa ..coroa periférica de espessura determinada de um suporte e catalisadores que compreendem;um teor homogéneo em elementos activos sobre uma coroa periférica do suporte.
Para este eefito, a presente invenção propõe um catalis^ dor constituído por um suporte formado com recurso a um material poroso, sobre a superfície do qual se depositam os elementos act£ vos, caracterizados pelo facto de pelo menos um dos referidos ele
mentos activos, diferente do elemento da família da platina, ser depositado de maneira homogénea em concentração sobre uma coroa periférica do mencionado suporte, tendo a citada coroa uma largu_ ra determinada.
Vantajosamente, a largura da coroa periférica é sensivel_ mente igual H profundidade de difusão dos reagentes no catalisador considerado.
Assim, a totalidade ou a quase totalidade dos elementos activos esta em contacto com os reagentes, permitindo obter uma actividade do catalisador pelo menos equivalente ’ã de um catalis^ dor clássico, com uma massa de elementos activos nitidamente mais pequena.
De acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção, a largura da coroa periférica é constante.
Além disso, o material poroso que forma o suporte compr£ ende sítios activos superficiais. Com efeito, a maior parte dos materiais porosos utilizados para formar suportes de catalisador é constituída por óxidos minerais, que, em suspensão numa solução aquosa, tendem a polarizar-se e a tornarem-se electricamente carregados, como se explica no artigo de J. P. Brunelle, publicado em Fine. Apll. Chem. 50, 9 - 10 (1978), página 211 e seguintes, sob o título de Preparation of Catalysts by Adsorption of Metal Complexes on Mineral Oxides.
Assim, a maior parte dos óxidos minerais são anfotéricos isto é, os sítios reactivos da superfície podem também reagir tanto com compostos electronegativos (aniões) como eom compostos electropositi vos (catiões).
pH para o qual se obtém uma neutralidade eléctrica da superfície corresponde ao ponto isoeléctrico do material.
Por outro lado, o carácter anfotérico, acido ou básico será mais ou menos forte conforme a concentração de sítios reagentes for mais elevada quando se afasta do ponto isoelectrico do material.
Como exemplos de Óxidos minerais com carácter anfotérj_ co podem citar-se alumina, Óxido de titânio, Óxido de zircónio, Óxido de cério. Os Óxidos de zinco e de magnésio tem carácter básico. A sílica tem igualmente carácter anfoterico mais ou me-os acentuado.
Os suportes convenientes para o processo de acordo com a presente invenção são, portanto, os constituídos por material poroso que possui carácter anfoterico, acido ou básico.
No entanto, os materiais convenientes para a presente invenção devem igualmente poder ser moldados por qualquer processo conhecido como, por exemplo, extrusão, moldação, granulação ou análogos.
Como e evidente, os óxidos minerais podem ser utilizados sozinhos ou em mistura e podem conter aditivos como, por exemplo, agentes de estabilização.
catalisador de acordo com a presente invenção e obtido por impregnação do suporte por meio de uma solução coloidal de um composto do elemento a depositarigualmente chamado sol. Com efeito, um sol esta em equilíbrio metastável, que pode ser destruído por variações do pH. Assim, quando o sol penetra nos poros do suporte, os sítios reagentes da superfície deste modificam o pH do sol e provocam o deposito do elemento, continuando a fase líquida do sol a sua difusão em direcção ao centro de suporte.
Como a velocidade de difusão é constante em todos os po£ tos do suporte e a concentração nos sítios reagentes homogéneos do suporte, a neutralização do sol faz-se ao longo de uma frente
-6de perfil paralelo e idêntico ao perfil da superfície exterior do suporte.
No entanto, para se obter a penetração dos elementos nos poros do suporte, e necessário que as dimensões dos coloides que formam o sol sejam inferiores ao diâmetro dos poros do suporte e em particular, dos microporos que são os que formam a maior parte da superfície.
Por outro lado, a largura da coroa periférica na qual se deposite o elemento é determinada e controlada pelo valor do pH do sol impregnado.
teor em elemento depositado e controlado pela concentração do sol neste elemento.
Assim, a título deexemplo, para um suporte constituído por alumina cujos microporos têm geralmente um diâmetro inferior o o a 1.000 A, de preferencia inferior a 100 A, os soles convenientes são os que compreendem coloides que tem uma dimensão inferior a o „ o
1.000 A, de preferencia inferiores a 100 A, por exemplo na ordem o - _ de 80 A ou menos. Soles de oxido de cerio que apresentam coloio _ des da ordem dos 60 A sao completamente convenientes' e permitem obter catalisadores a base de alumina que contem cerio depositado unicamente sobre uma coroa periférica do suporte.
A concentração em elementos na coroa periférica não e crítica e ê determinada em função do elemento depositado e do catalisador a obter.
Vantajosamente, a concentração do elemento mencionado a£ tes ê próxima ou igual a 0 no resto do suporte.
A impregnação do suporte realiza-se por meio de qualquer das técnicas conhecidas. No entanto, a técnica de impregnação a seco e a preferida porque permite controlar melhor a largura da
-·7coroa impregnada.
Por impregnação a seco, entende-se um processo que co£ siste em impregnar um suporte poroso com um volume de solução de sol sensivelmente igual ao volume dos poros do suporte.
suporte assim impregnado ê em seguida seco e depois tra tado termicamente para activar o catalisador.
Como soluções coloidais de um composto de cério, podem citar-se soluções coloidais de hidróxido de cério, de hidroxi-nitrato de cério ou qualquer outro composto susceptivel de se decom por com a formação de Óxido de cério por tratamento térmico.
A concentração em cério, expressa sob a forma de Óxido de cério, na solução coloidal de impregnação não e critica e e função da quantidade de cério pretendida no catalisador. No entani to, de acordo com um modo preferido da presente invenção, esta concentração pode estar compreendida entre 20 e 400 g/1 (expressa em C eO £).
pH desta solução não é igualmente critico e é escolhido por um lado em função da estabilidade dos soles utilizados e, por outro lado, em função do caracter acido ou básico do suporte a impregnar. Assim, no caso de um suporte de alumina, o pH da s£ lução coloidal de cério estarã vantajosamente compreendida entre 0,2 e 2.
É igualmente possível de depositar outros elementos sobre o suporte por impregnação clássica com solução de sais decomponTveis com a formação de Óxido por tratamento térmico.
Os catalisadores de acordo com a presente invenção são utilizados em numerosas aplicações.
A titulo de exemplo, os catalisadores de acordo com a presente invenção convêm perfeitamente para o tratamento dos gases de escape dos motores de combustão. Assim, o processo de acor
do com a presente invenção permite obter os catalisadores descrj_ tos na patente de invenção europeia número 27069, que contêm como elementos activos ferro e cerio, alem de metais preciosos da família da platina correntemente empregados nesta aplicação. Com efeito, o cério, que é um elemento dispendioso,, ê depositado un;[ camente numa coroa periférica do suporte de largura próxima de 400 micrómetros, que corresponde 5 camada de difusão dos gases no cataii sador.
Assim, o preço de venda do catalisador e significativamente diminuído, enquanto as propriedades catalíticas são mantidas a um nível pelo menos equivalente.
Outras vantagens, pormenorés e finalidades da presente invenção tornar-se-ão mais evidentes em presença dos Exemplos de£ critos mais adiante unicamente a título indicativo.
EXEMPLOS
Exemplo 1
Prepararam-se 100 gramas de esferas de alumina com estrutura gama de acordo com os processos descritos nas patentes de invenção francesas números 1449904 e 1386364.
Estas esferas tem uma superfície específica igual a 100. m /g e um volume de poros total igual a 0,90 cm /g. 0 volume dos microporos de diâmetro superior a 1 .000 $ Ó igual a 0,20 cm^/g e o _ o diâmetro medio dos microporos e iguala 200 A.
Prepara-se igualmente uma suspensão coloidal de hidrÓxj_ do de cério de acordo eom o processo descrito na patente de inven^ ção europeia número 239 477.
-a-
Esta suspensão homogeneamente dispersa tem as seguintes caracteristi cas:
- concentração de CeO^ : 300 g/1 ,
- dimensões medias dos.colõides : 5 monometros.
Dilui-se esta suspensão coloidal de forma a obter-se uma solução que contem 52 g/1 de Ceõ2 de pH igual a 1.
Pulverizam-se 90 centímetros cúbicos desta solução sobre 100 gramas de esferas de alumina mantidas em rotação, por exemplo num tambor rotativo.
Decorridos trinta minutos de contacto, as esferas são s^ cas a 150° C e depois calcinadas ao ar a 400°C durante três horas.
Este suporte contem 4,7% em peso de cério, expresso em Ce em relação ã massa total do suporte.
Este cério esta contido completamente numa coroa periférica de largura igual a 400 micrómetros. Nesta coroa, a concentra ção de cério e igual a 10% em peso.
Exemplo 2
Repete-se o Exemplo 1; no entanto, a solução de cério en contra-se a um valor de pH igual a 0,5 e a sua concentração é igual a 78,3 g/1.
As esferas de alumina têm uma superfície especifica igual
3 a 100 m /g, um volume total de poros igual a 1,20 cm /g, dos quais
0,45 cm /g corresponde ao volume de microporos de dimensões supeo _ _ riores a 1.000 A . 0 diâmetro medio de microporos que correspon3 o dem a um volume de 0,75 cm /g e aproximadamente igual a 200 A.
volume de solução de cério pulverizado e igual a 120 centímetros cúbicos.
As esferas são secas e calcinadas como no Exemplo 1.
suporte contem 9,4% de cêrio em relação ao suporte total, sendo o cerio depositado na totalidade sobre uma coroa super ficial com 300 micrómetros de largura.
Exemplo 3 (comparativo)
Impregnam-se 100 gramas de esferas de alumina que possuem J as caracteristicas das esferas empregadas no Exemplo 1 com uma solução aquosa (90 centímetros- cúbicos) de nitrato ceroso contendo 52 gramas/1itro, de acordo com as condições operatórias indicadas no Exemplo 1.
suporte assim obtido contem 4,7% de Ce em peso em relação ao suporte total. No entanto, como se indica no Qaudro I mais abaixo, o cêrio estã distribuído sobre toda a superfície do suporte .
Os diferentes suportes são analisados por fluorescência de raios X, para determinar o perfil da concentração de cerio ao longo da sua espessura.
Para isso, recuperam-se as esferas de alumina com 3,2 milímetros de diâmetro. As esferas que constituem uma amostra estatisticamente representativa são divididas em duas partes iguais e a concentração em cerio a partir da periferia da esfera ate ao centro desta e determinada por fluorescência de raios X por meio de um aparelho EDAX.
Os resultados obtidos são expressos pela percentagem po£ deral media do cêrio para cada parte ou coroa do suporte. Esses resultados estão reunidos no Quadro seguinte.
-1 1-
| Coroa Exemplo | 0-1 00/jm | Superfície 100-200 | -> 200-300 | centro | Total | ||
| 300-400· | 400-500 | 500-1600 | |||||
| 1 | 8,6 % | 9,6 | 9,8 | 9,0 | 0,1 | 0 | 4,7 |
| 2 | 28,1 % | 28,3 | 28,2 | 0,1 | 0 | 0 | 9,4 |
| 3 | 4,5 % | 4,6 | 4,7 | 4,8 | 4,8 | 4,8 | 4,7 |
Os resultados mostram claramente a vantagem dos suportes de acordo com a presente invenção e do processo de impregnação que permite depositar o cerio unicamente sobre uma camada periférica do suporte.
Evidentemente, outros elementos activos, tais como outros promotores como o ferro ou os metais da família da platina podem ser impregnados antes ou depois da deposição do elemento em questão sobre toda a superfície do suporte ou unicamente sobre uma coroa periférica. Para isso, pode utilizar-se, em par ticular, o processo de. acordo com a presente invenção.
Claims (16)
- REIVINDICAÇÕESi.- Processo para a preparação de. catalisadores suportados do tipo que compreendem um suporte obtido por moldação de um material poroso sobra o qual se depositam-elementos cataliti camente activos, em.que pelo menos um dos referidos elementos, que não pertence ã família da platina, é depositado de maneira homogénea em concentração sobre uma. coroa periférica de largura determinada, do mencionado suporte, sendo· esta, processo do ti po que consiste em impregnar, um suporte de material poroso com. uma, solução da um. composto de um elemento a depositar, em secar o suporte, assim impregnado, e em submeté-lo a um tratamento térmico para o reactivar, caracterizado pelo.facto de a impregnação do elemento activo a depositar sobre uma coroa periférica do citado suporta se realizar por impregnação com uma solução coloi-13- dal de um composto do referido elemento.
- 2. - Processo de-acordo com a reivindicação 1, caracte rizado pelo facto de o composto ser um hidróxido ou um hidróxi do nitrato.
- 3. - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto· de as partículas da solução coloidal terem uma. dimensão no máximo igual à dos microporos do material poroso, que constitui, o suporte.
- 4. - Processo de acordo com a reivindicação 3,. caracte rizado pelo facto de a dimensão das partículas da solução coloidal. ser no máximo igual a 1000 JL
- 5. - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracte rizado pelo facto de a dimensão das partículas da solução coloidal ser inferior a. 100 S.
- 6. — Processo da. acordo com nma qualquer, das. reivindi— ca.ções 1 a 5, caracterizado pelo facto de a solução coloidal ser uma solução coloidal ds hidróxido de cario ou de hidroxini trato de cario.Processo de acordo com a reivindicação 6, caracte-14rizado pelo facto de, no caso de se empregar um material poroso com carácter anfotérico como a. alumina, a solução coloidal de óxido de cério tar um valor pH .compreendido entre 0,2 e 2.
- 8. - Processo- de acordo com as reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo facto de a concentração de óxido de cério na solução coloidal de impregnação estar compreendida entre 20 e 400 gramas .por litro.
- 9. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de a largura, da coroa periférica de suporte ser constante.
- 10. - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 9, caracterizado- pelo facto, de o material poroso compreender sítios superficiais activos.
- 11-- Processo de acordo com as reivindicações 1 a10.,.caracterizado pelo, facto de o material poroso ser um. óxido mineral com. carácter ãcido, básico ou anfotérico.
- 12.- Processo.de acordo.com uma qualquer das reivindicações anterioras, caracterizado pelo facto de o material po roso ser escolhido do grupo que compreende a alumina, a sílica, o óxido de titânio,. o óxido de zircónio, o óxido da cério ou-15uma sua mistura
- 13. - Processo de acordo.com uma qualquer das reivindi cações anteriores, caracterizado pelo facto de o elemento activo impregnado na coroa..periférica do suporte ser o cério.
- 14. - Processo de-acordo com uma qualquer das reivindi cações anteriores, caracterizado.pelo facto de sa incorporarem elementos cataliticamente impregnados sobre toda a·, superfície do suporte.
- 15. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindi cações anteriores, caracterizado.pelo facto de se incorporarem os elementos cataliticamente activos da família da platina impregnados numa coroa .periférica ’ do suporte com uma largura igual ou. diferente da·, que corresponde ao elemento activo cério.
- 16. — Processo de acordo com as reivindicações 14 ou 15, caracterizado pelo facto de. se incorporarem elementos promo tares.
- 17.- Procssso de acordo com as reivindicações 14 ou 15, caracterizada. peio facto de a concentração do elemento cério no suporte, fora da coroa periférica, ser nula--1618.- Processo para a preparaçao de um catalisador apro.priado para o tratamento dos gases de escape de,um motor de combustão interna do tipo çrue compreende um suporte ã base, de alumi na, elementos cataliticamente activos-como o ferro, o cério e me tais preciosos, earacterizado pelo facto de se depositar o cério sobre uma coroa periférica de suporte de acordo com o processo descrito numa das reivindicações 1 a 18.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8915542A FR2654953B1 (fr) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | Catalyseurs supportes et procede de fabrication de ceux-ci. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PT95999A PT95999A (pt) | 1991-09-13 |
| PT95999B true PT95999B (pt) | 1998-01-30 |
Family
ID=9387795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PT95999A PT95999B (pt) | 1989-11-27 | 1990-11-26 | Processo para a preparacao de catalisadores suportados |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0430744B1 (pt) |
| JP (2) | JP2552201B2 (pt) |
| KR (1) | KR970005545B1 (pt) |
| AT (1) | ATE138591T1 (pt) |
| BR (1) | BR9005980A (pt) |
| CA (1) | CA2030682A1 (pt) |
| DE (1) | DE69027184T2 (pt) |
| DK (1) | DK0430744T3 (pt) |
| ES (1) | ES2090113T3 (pt) |
| FI (1) | FI905824A (pt) |
| FR (1) | FR2654953B1 (pt) |
| GR (1) | GR3020638T3 (pt) |
| IE (1) | IE904093A1 (pt) |
| MX (1) | MX171972B (pt) |
| NO (1) | NO905099L (pt) |
| PT (1) | PT95999B (pt) |
| RU (1) | RU2027505C1 (pt) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NZ531552A (en) * | 2001-09-14 | 2006-08-31 | Rothmans Benson & Hedges | A process for making rare earth metal oxide-coated microporous materials |
| JP4165419B2 (ja) | 2004-03-09 | 2008-10-15 | トヨタ自動車株式会社 | 金属酸化物粒子及び排ガス浄化触媒の製造方法 |
| JP4165443B2 (ja) | 2004-04-27 | 2008-10-15 | トヨタ自動車株式会社 | 金属酸化物粒子の製造方法、及び排ガス浄化触媒 |
| WO2005102523A1 (en) | 2004-04-27 | 2005-11-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process for producing metal oxide particle and exhaust gas purifying catalyst |
| JP4865250B2 (ja) | 2005-04-15 | 2012-02-01 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理用触媒の製造方法 |
| JP4801461B2 (ja) | 2006-02-16 | 2011-10-26 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理用触媒の製造方法 |
| GB0603942D0 (en) | 2006-02-28 | 2006-04-05 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a spark-ignited internal combustion engine |
| JP4939082B2 (ja) | 2006-03-01 | 2012-05-23 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理システム |
| JP2008289971A (ja) | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Toyota Motor Corp | コアシェル構造体及びその製造方法並びに当該コアシェル構造体を含む排ガス浄化用触媒 |
| GB0716833D0 (en) | 2007-08-31 | 2007-10-10 | Nunn Andrew D | On board diagnostic system |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1004588A (fr) * | 1949-01-10 | 1952-03-31 | Houilleres Bassin Du Nord | Procédé de préparation de catalyseurs et ses applications |
| US2695893A (en) * | 1950-09-13 | 1954-11-30 | Eugene J Houdry | Catalysis and manufacture of catalytic masses |
| BE605998A (pt) * | 1950-10-30 | |||
| DE2352795A1 (de) * | 1972-10-23 | 1974-05-02 | Toa Nenryo Kogyo Kk | Verfahren zur herstellung eines katalysators zur kohlenwasserstoffkonversion |
| US4136063A (en) * | 1974-04-20 | 1979-01-23 | Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Catalyst carrier |
| US4331565A (en) * | 1980-11-28 | 1982-05-25 | General Motors Corporation | Method for forming high surface area catalyst carrier and catalyst using same |
| JPS57119834A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-26 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Rare earth liquid composition for coating of catalyst carrier |
| US4465789A (en) * | 1983-04-04 | 1984-08-14 | American Cyanamid Company | Hydrotreating catalyst support having dual pore structure |
| US4900712A (en) * | 1988-09-30 | 1990-02-13 | Prototech Company | Catalytic washcoat and method of preparation of the same |
-
1989
- 1989-11-27 FR FR8915542A patent/FR2654953B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-11-12 MX MX023420A patent/MX171972B/es unknown
- 1990-11-13 ES ES90403205T patent/ES2090113T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-13 EP EP90403205A patent/EP0430744B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-13 AT AT90403205T patent/ATE138591T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-11-13 DK DK90403205.9T patent/DK0430744T3/da active
- 1990-11-13 IE IE409390A patent/IE904093A1/en unknown
- 1990-11-13 DE DE69027184T patent/DE69027184T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-23 CA CA002030682A patent/CA2030682A1/fr not_active Abandoned
- 1990-11-26 FI FI905824A patent/FI905824A/fi not_active Application Discontinuation
- 1990-11-26 NO NO90905099A patent/NO905099L/no unknown
- 1990-11-26 RU SU904831755A patent/RU2027505C1/ru active
- 1990-11-26 BR BR909005980A patent/BR9005980A/pt not_active Application Discontinuation
- 1990-11-26 PT PT95999A patent/PT95999B/pt not_active IP Right Cessation
- 1990-11-27 KR KR1019900019277A patent/KR970005545B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-11-27 JP JP2321336A patent/JP2552201B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-04-07 JP JP6092909A patent/JP2651998B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-07-26 GR GR960401994T patent/GR3020638T3/el unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IE904093A1 (en) | 1991-06-05 |
| FI905824A0 (fi) | 1990-11-26 |
| JP2651998B2 (ja) | 1997-09-10 |
| DE69027184D1 (de) | 1996-07-04 |
| BR9005980A (pt) | 1991-09-24 |
| EP0430744A1 (fr) | 1991-06-05 |
| NO905099L (no) | 1991-05-28 |
| RU2027505C1 (ru) | 1995-01-27 |
| FR2654953B1 (fr) | 1994-02-04 |
| EP0430744B1 (fr) | 1996-05-29 |
| FR2654953A1 (fr) | 1991-05-31 |
| MX171972B (es) | 1993-11-24 |
| CA2030682A1 (fr) | 1991-05-28 |
| NO905099D0 (no) | 1990-11-26 |
| KR970005545B1 (ko) | 1997-04-17 |
| GR3020638T3 (en) | 1996-10-31 |
| ES2090113T3 (es) | 1996-10-16 |
| JPH0747288A (ja) | 1995-02-21 |
| JP2552201B2 (ja) | 1996-11-06 |
| JPH03181335A (ja) | 1991-08-07 |
| FI905824A (fi) | 1991-05-28 |
| PT95999A (pt) | 1991-09-13 |
| DK0430744T3 (da) | 1996-06-17 |
| DE69027184T2 (de) | 1996-11-28 |
| ATE138591T1 (de) | 1996-06-15 |
| KR910009335A (ko) | 1991-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5232889A (en) | Supported catalysts | |
| Santhanam et al. | Nature of metal catalyst precursors adsorbed onto oxide supports | |
| US4923842A (en) | Lanthanum containing catalyst for treating automotive exhaust | |
| Heise et al. | Preparation of metal distributions within catalyst supports. I. Effect of ph on catalytic metal profiles | |
| PT95999B (pt) | Processo para a preparacao de catalisadores suportados | |
| KR0180919B1 (ko) | 촉매용 알루미나-기재의 조성물 및 이의 제조방법, 촉매 및 이의 제조방법 | |
| JP4833453B2 (ja) | 排ガス浄化触媒およびその製造および使用 | |
| US4438219A (en) | Alumina catalyst stable at high temperatures | |
| US3840389A (en) | Process for coating refractory oxides | |
| RU98122116A (ru) | Способ получения катализатора | |
| JPH04298234A (ja) | 多孔質チタニア球 | |
| KR0153448B1 (ko) | 배기가스 정화용 촉매 및 그 제법 | |
| US5068217A (en) | Carrier catalysts for oxidizing carbon monoxide and process for their production | |
| RU2621679C2 (ru) | Катализатор для очистки выхлопного газа и способ очистки выхлопного газа с применением указанного катализатора | |
| JPH0824643A (ja) | 排気ガス浄化用触媒および排気ガス浄化方法 | |
| KR920002221A (ko) | 백금-흑연 촉매 및 이들의 용도 | |
| GB1430952A (en) | Process for depositing oxide coatings | |
| JPS5814255B2 (ja) | シヨクバイソセイブツノセイゾウホウホウ | |
| JP4123185B2 (ja) | 金属酸化物粒子の製造方法 | |
| JP2669861B2 (ja) | 触 媒 | |
| BR112019007413B1 (pt) | Artigo catalítico, sistema de tratamento de gases de exaustão, método de tratamento de fluxo de exaustão de motores a combustão interna e método de elaboração de artigos catalíticos | |
| JP2554905B2 (ja) | 耐湿性一酸化炭素除去触媒 | |
| JP5116377B2 (ja) | 排ＮＯｘ浄化方法 | |
| US6143272A (en) | Sol-gel processed metal-zirconia materials | |
| JP2591703B2 (ja) | 窒素酸化物接触還元用触媒構造体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Laying open of patent application |
Effective date: 19910410 |
|
| FG3A | Patent granted, date of granting |
Effective date: 19971021 |
|
| MM3A | Annulment or lapse |
Free format text: LAPSE DUE TO NON-PAYMENT OF FEES Effective date: 19990430 |