RU2440299C1 - Композиция на основе оксида циркония, оксида иттрия и оксида вольфрама, способ получения и применение в качестве катализатора или подложки катализатора - Google Patents
Композиция на основе оксида циркония, оксида иттрия и оксида вольфрама, способ получения и применение в качестве катализатора или подложки катализатора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2440299C1 RU2440299C1 RU2010133226/05A RU2010133226A RU2440299C1 RU 2440299 C1 RU2440299 C1 RU 2440299C1 RU 2010133226/05 A RU2010133226/05 A RU 2010133226/05A RU 2010133226 A RU2010133226 A RU 2010133226A RU 2440299 C1 RU2440299 C1 RU 2440299C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- composition according
- compound
- zirconium
- yttrium
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 18
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 23
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 10
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 9
- -1 yttrium compound Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 6
- 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 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 6
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 3
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 3
- 150000003658 tungsten compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- SEPQTYODOKLVSB-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-2-enal Chemical compound CC(C)=CC=O SEPQTYODOKLVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N oxotungsten Chemical class [W]=O VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- BNDRWEVUODOUDW-UHFFFAOYSA-N 3-Hydroxy-3-methylbutan-2-one Chemical compound CC(=O)C(C)(C)O BNDRWEVUODOUDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ACWQBUSCFPJUPN-UHFFFAOYSA-N Tiglaldehyde Natural products CC=C(C)C=O ACWQBUSCFPJUPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 1-ethynyl-2,4-dimethoxybenzene Chemical compound COC1=CC=C(C#C)C(OC)=C1 IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOFLDKIFLIFLJA-UHFFFAOYSA-N 2-methylbut-1-en-3-yne Chemical compound CC(=C)C#C BOFLDKIFLIFLJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CEBKHWWANWSNTI-UHFFFAOYSA-N 2-methylbut-3-yn-2-ol Chemical compound CC(C)(O)C#C CEBKHWWANWSNTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZGHFDIIVVIFNPS-UHFFFAOYSA-N 3-Methyl-3-buten-2-one Chemical compound CC(=C)C(C)=O ZGHFDIIVVIFNPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NGDQQLAVJWUYSF-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2-phenyl-1,3-thiazole-5-sulfonyl chloride Chemical compound S1C(S(Cl)(=O)=O)=C(C)N=C1C1=CC=CC=C1 NGDQQLAVJWUYSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical class O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003068 molecular probe Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G41/00—Compounds of tungsten
- C01G41/02—Oxides; Hydroxides
-
- 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
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
-
- 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
- B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
-
- 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
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- 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
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/30—Tungsten
-
- 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
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/031—Precipitation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
- C01G25/02—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
- C10J3/482—Gasifiers with stationary fluidised bed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/20—Reductants
- B01D2251/206—Ammonium compounds
- B01D2251/2062—Ammonia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/20—Reductants
- B01D2251/206—Ammonium compounds
- B01D2251/2067—Urea
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
- B01D2255/2061—Yttrium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20715—Zirconium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20776—Tungsten
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/92—Dimensions
- B01D2255/9207—Specific surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/01—Engine exhaust gases
- B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
-
- 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
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- 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
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/612—Surface area less than 10 m2/g
-
- 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
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/613—10-100 m2/g
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
- C01P2006/13—Surface area thermal stability thereof at high temperatures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
- C10J2300/1618—Modification of synthesis gas composition, e.g. to meet some criteria
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
-
- 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)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к композициям на основе оксидов циркония, иттрия и вольфрама, к каталитической системе на основе этих композиций, способу получению композиций и применению их в качестве катализатора или подложки катализатора в частности для обработки выхлопных газов автомобилей. Композиция включает от 1% до 20% оксида иттрия, от 1% до 30% оксида вольфрама и остальное - оксид циркония. Удельная поверхность композиции по меньшей мере 20 м2/г после прокаливания в течение 4 часов при 900°С. Обеспечивается увеличение эффективности катализатора, получение катализаторов с определенной кислотностью и термостойкостью. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Настоящее изобретение относится к композиции на основе оксида циркония, оксида иттрия и оксида вольфрама, к способу ее получения и ее применению как катализатора или подложки катализатора.
Известно, что для того, чтобы быть эффективными, катализаторы, а также композиции, предназначенные служить им подложкой, должны иметь большую удельную поверхность. Кроме того, всегда стремятся к катализаторам, которые можно использовать при все более высоких температурах, и поэтому к катализаторам, стабильность удельной поверхности которых улучшена. Это особенно относится к катализаторам или их подложкам, используемым для обработки выхлопных газов автомобильных двигателей.
Кроме того, в еще более частном случае, как обработка газов дизельных двигателей путем восстановления оксидов азота (NOx) аммиаком или мочевиной, имеется потребность в катализаторах, имеющих определенную кислотность, а также определенную термостойкость.
Наконец, в некоторых приложениях могут потребоваться продукты, которые не содержат кремния, так как известно, что в определенных условиях кремний может реагировать с драгоценными металлами, использующимися обычно в катализаторах, и ухудшать таким образом их характеристики.
Задачей изобретения является предоставить материалы, которые можно использовать для получения катализаторов, отвечающих этим потребностям.
Этой задаче отвечает композиция согласно изобретению на основе оксида циркония, оксида иттрия и оксида вольфрама. Эти оксиды присутствуют в композиции в следующих массовых долях:
- оксид иттрия 1%-20%;
- оксид вольфрама 1%-30%;
остальное - оксид циркония.
Другие характеристики, детали и преимущества изобретения выявятся более полно при изучении следующего описания, а также частного примера, который является иллюстративным, но не ограничивающим.
Далее в описании под удельной поверхностью понимается удельная поверхность по БЭТ, определяемая по адсорбции азота в соответствии со стандартом ASTM D 3663-78, установленным исходя из метода Брунауэра-Эммета-Теллера, описанного в журнале "The Journal of the American Chemical Society, 60, 309 (1938)".
Прокаливание, после которого приводятся данные по поверхности, является прокаливанием на воздухе.
Значения удельной поверхности, которые указаны для заданных температуры и длительности, соответствуют, если не указано иное, прокаливанию на воздухе при постоянной температуре в течение указанного времени.
Содержания приведены в массе в расчете на оксид, если не указано другое.
Уточним также, что далее в описании, если не указано иное, в приведенные диапазоны значений включены граничные значения.
Композиция согласно изобретению отличается, во-первых, природой своих составляющих. Как уже было указано выше, эта композиция имеет в основе оксид циркония и, кроме того, она содержит оксиды иттрия и вольфрама в пропорциях, которые были приведены выше.
Содержание оксида иттрия может составлять, в частности, от 5% до 15%, а содержание оксида вольфрама от 5% до 20%.
Согласно различным вариантам композиции по изобретению могут содержать только оксиды циркония, иттрия и вольфрама, но они также могут содержать, кроме того, по меньшей мере один оксид редкоземельного элемента, отличного от церия. Здесь под редкоземельным элементом понимаются элементы группы, образованной элементами периодической системы с атомными номерами от 57 до 71 включительно. Этот редкоземельный элемент может быть, в частности, лантаном, празеодимом, неодимом, причем этот элемент может, кроме того, присутствовать в комбинации.
В случае присутствия в композиции редкоземельного элемента, отличного от церия, количества иттрия и вольфрама будут такими же, как указано выше, а количество редкоземельного элемента может составлять от 1 до 10%, в частности от 2 до 7%, причем остальное составляет оксид циркония. Наличие редкоземельного элемента в композиции имеет результатом стабилизацию ее удельной поверхности при повышенной температуре.
Другой дополнительной характеристикой композиций по изобретению является их удельная поверхность. Она может составлять по меньшей мере 40 м2/г, в частности по меньшей мере 60 м2/г и также в частности по меньшей мере 70 м2/г после прокаливания в течение 4 часов при 700°C. Для этих условий прокаливания могут быть получены поверхности, доходящие по меньшей мере до примерно 90-120 м2/г, причем обычно поверхность тем больше, чем ниже содержание вольфрама в композиции.
Кроме того, после четырехчасового прокаливания при 900°C эта поверхность может составлять по меньшей мере 10 м2/г, в частности по меньшей мере 20 м2/г и также в частности по меньшей мере 26 м2/г или же по меньшей мере 29 м2/г.
Другой интересной характеристикой композиций по изобретению является их кислотность. Эту кислотность измерят испытанием на конверсию метилбутинола, который будет описан дальше, и она составляет по меньшей мере 90%, в частности она может составлять по меньшей мере 95%. Эту кислотность можно также оценить по кислотной активности, которую также измеряют исходя из испытания на конверсию метилбутинола и которая характеризует кислотность продукта независимо от его поверхности.
Эта кислотная активность равна по меньшей мере 0,03 ммоль/ч/м2, в частности по меньшей мере 0,075 ммоль/ч/м2. Она может также составлять, в частности по меньшей мере 0,1 ммоль/ч/м2, в частности, по меньшей мере 0,15 ммоль/ч/м2, причем эти значения указаны для композиции, которую прокаливали в течение 4 часов при 700°C.
Композиции по изобретению могут находиться в виде смеси кристаллографических фаз, в которой основной фазой является фаза оксида циркония, кристаллизованная в тетрагональную или кубическую структуру.
Согласно одному частному варианту осуществления композиции по изобретению могут находиться в виде твердых растворов элементов иттрий и вольфрам в оксиде циркония.
В этом случае рентгенограммы этих композиций обнаруживают существование единственной фазы и соответствующего ей оксида циркония, кристаллизованного в тетрагональную или кубическую структуру, отражая таким образом внедрение элементов иттрий и вольфрам в кристаллическую решетку оксида циркония и, следовательно, получение истинного твердого раствора. Повышенные содержания иттрия обычно благоприятствуют появлению кубической фазы. Этот вариант реализации - твердый раствор - справедлив для композиций, которые подвергались прокаливанию 4 часа при 700°C. Это означает, что после прокаливания в этих условиях не наблюдается расслоения смеси, то есть появления других фаз.
Композиции по изобретению могут, кроме того, содержать сульфат, доля которого может быть очень низкой. Это содержание может составлять не более 800 млн.д., в частности не более 500 млн.д., также, в частности, не более 100 млн.д., причем содержание выражается в массе SO4 от массы всей композиции и измеряется устройством типа LECO или ELTRA, то есть методом, использующим каталитическое окисление продукта в индукционной печи и ИК-анализ образованного SO2.
Кроме того, композиции по изобретению могут также содержать хлор в очень низкой концентрации. Это содержание может составлять не более 500 млн.д., в частности не более 200 млн.д., более точно не более 100 млн.д., в частности не более 50 млн.д. и, также в частности, не более 10 млн.д. Это содержание выражается в массе Cl относительно массы всей композиции.
Наконец, композиции по изобретению могут включать также щелочной элемент, в частности натрий, в содержании не более 500 млн.д., в частности не более 200 млн.д., в частности не более 100 млн.д., также в частности не более 50 млн.д. Это содержание выражено в массе элемента, например массе Na, по отношению к массе всей композиции.
Содержания хлора и щелочи измерены методом ионной хроматографии.
Далее будет описан способ получения композиций по изобретению.
Этот способ характеризуется тем, что он включает следующие этапы:
- (a) соединение циркония, соединение иттрия, возможно соединение редкоземельного элемента, отличного от церия, и основное соединение приводят в контакт в жидкой среде, получая тем самым осадок;
- (b) возможно, указанный осадок отделяют, промывают и снова вводят в суспензию;
- (c) в среду, полученную после этапа (a) или этапа (b), добавляют соединение вольфрама и кислоту, чтобы довести pH образованной среды до значения, составляющего от 2 до 7;
- (d) возможно, осадок, полученный на предыдущем этапе, промывают после выделения из осаждающей среды;
- (e) осадок, полученный после этапа (c) или (d), прокаливают.
Указанные выше различные этапы будут теперь описаны подробнее.
Первый этап способа состоит в соединении в жидкой среде соединения циркония и соединения иттрия. Эти соединения присутствуют в стехиометрических соотношениях, необходимых, чтобы получить желаемую конечную композицию. В случае получения композиции, содержащей редкоземельный элемент, согласно варианту, описанному выше, на этом первом этапе используется также соединение этого редкоземельного элемента.
Жидкая среда, кроме того, содержит основное соединение.
Жидкая среда обычно представляет собой воду.
Соединения предпочтительно являются растворимыми соединениями. Соединением циркония может быть нитрат, который может быть получен, например, взаимодействием азотной кислоты с гидроксидом циркония. Это может быть также хлорид или сульфат. Согласно одному частному варианту используется оксихлорид циркония.
В качестве соединения иттрия или редкоземельного элемента можно использовать неорганические или органические соли этих элементов. Можно упомянуть хлорид или ацетат, в частности нитрат.
В качестве основного соединения можно использовать продукты типа гидроксида или карбоната. Можно назвать щелочные или щелочноземельные гидроксиды и аммиак. Можно также использовать вторичные, третичные или четвертичные амины. Можно также упомянуть мочевину.
Указанный этап (а) можно проводить в присутствии добавок, предназначенных для облегчения его осуществления, в частности для облегчения позднейшей обработки осадка. Эти добавки могут быть выбраны из соединений типа сульфата, фосфатов или поликарбоксилатов.
Под соединением сульфатного типа понимаются все соединения, содержащие анион SO4 2-, или способные давать такой анион. Этим соединением может быть серная кислота, сульфат аммония, щелочной сульфат, в частности сульфат натрия или калия.
Объединение различных соединений может проводиться любым способом. Так, можно вводить соединение иттрия вместе с соединением циркония в реактор, содержащий внизу реакторного сосуда основное соединение и сульфатное соединение.
Этот первый этап обычно проводится при температуре среды (15-35°C).
На выходе этапа (a) получают твердый осадок.
Затем способ содержит возможный этап (b), на котором осадок можно отделить от его окружения любым классическим методом разделения твердая фаза - жидкость, таким, например, как фильтрация, декантация, обезвоживание или центрифугирование. Продукт подвергают одной или нескольким промывкам водой или водными растворами кислот или оснований. После этой промывки осадок вводят в суспензию в воде и проводят следующий этап (c) способа.
Этот этап (c) состоит в добавлении в среду, вышедшую с предыдущего этапа (этапа (a) или (b), если он проводился), соединения вольфрама. Этим соединением может быть, в частности, неорганическая соль, как метавольфрамат аммония (NH4)6W12O41 и метавольфрамат натрия Na2WO4. Кроме того, добавляют также кислоту, чтобы довести pH образованной среды до значения, составляющего от 2 до 7, в частности от 4 до 6. Этой кислотой может быть неорганическая кислота, такая как азотная кислота.
Затем способ включает этап (d), который является необязательным. Этот этап состоит в отделении осадка, полученного на предыдущем этапе, от его осаждающей среды таким же способом, как описано выше для этапа (b), и затем в промывке полученного так осадка один или несколько раз.
Отметим, что согласно одному предпочтительному варианту осуществления способ содержит по меньшей мере один этап промывки (b) или (d), еще более предпочтительно, оба этих этапа, в частности, в случае, когда хотят получить композиции с низким содержанием сульфата, хлора или щелочи.
Последним этапом способа является прокаливание осадка, полученного на этапе (c) или (d), причем этому прокаливанию, возможно, предшествует сушка. Это прокаливание позволяет повысить кристалличность образованного продукта, и оно может также регулироваться в зависимости от температуры позднейшего применения, для которого предназначена композиция, с учетом того факта, что удельная поверхность продукта тем ниже, чем выше температура проводимого прокаливания. Такое прокаливание обычно осуществляется на воздухе.
На практике обычно ограничиваются температурой прокаливания в интервале значений от 500°C до 900°C, в частности от 700°C до 900°C.
Длительность прокаливания может варьироваться в широких пределах, в принципе она тем больше, чем ниже температура. Исключительно в качестве примера, эта длительность может варьироваться от 2 часов до 10 часов.
Композиции по изобретению, как они описаны выше или получены способом, описанным выше, находятся в виде порошков, но их можно формовать, чтобы придать им вид гранул, шариков, цилиндров, монолитов или фильтров в виде сотовых структур с переменными размерами. Эти композиции могут наноситься на любые подложки, использующиеся обычно в области катализа, то есть, в частности, на подложки, термически инертные. Эти подложки могут быть выбраны из оксида алюминия, оксида титана, оксида церия, оксида циркония, оксида кремния, шпинелей, цеолитов, силикатов, кристаллических фосфатов алюмосиликатов, кристаллических фосфатов алюминия.
Композиции могут также использоваться в каталитических системах. Таким образом, изобретение относится также к каталитическим системам, содержащим композиции по изобретению. Эти каталитические системы могут содержать покрытие (грунтовку) с каталитическими свойствами, основанное на этих композициях, на подложке типа, например, металлического или керамического монолита. Покрытие может также само содержать подложку типа упоминавшихся выше. Это покрытие получено смешением композиции с основой, чтобы образовать суспензию, которую можно затем нанести на подложку.
В случае их применения в каталитических системах, композиции по изобретению могут использоваться в комбинации с переходными металлами; так, они играют роль подложки для этих металлов. Под переходными металлами понимаются элементы групп IIIA-IIB периодической системы. В качестве переходных металлов можно назвать, в частности, ванадий и медь, а также благородные металлы, как платина, родий, палладий, серебро или иридий. Природа этих металлов и методы их введения в композиции подложек хорошо известны специалисту. Например, металлы могут быть введены в композиции пропиткой.
Системы по изобретению могут применяться при обработке газа. Они могут действовать в этом случае как катализатор окисления CO и углеводородов, содержащихся в этих газах, или же как катализатор восстановления оксидов азота (NOx) в реакции восстановления этих NOx аммиаком или мочевиной, в этом случае в качестве катализатора реакции гидролиза или разложения мочевины на аммиак (процесс SCR).
Газ, который подходит для обработки в рамках настоящего изобретения, является, например, газом, выбрасываемым неподвижными установками, как газовые турбины, котельные теплоэлектростанций. Это могут быть также газы, выходящие из двигателей внутреннего сгорания, в частности выхлопные газы дизельных двигателей.
В случае применения в катализе реакций восстановления NOx аммиаком или мочевиной, композиции по изобретению могут использоваться в комбинации с церием или с металлами типа переходных металлов, как ванадий или медь.
Далее приводится один пример.
Сначала опишем испытание на конверсию метилбутинола, применяемое для определения кислотности композиций по изобретению.
Это каталитическое испытание описано Pernot и др. в Applied Catalysis, 1991, vol. 78, p. 213 и использует 2-метил-3-бутин-2-ол (метилбутинол, или MBOH) как молекулярный зонд кислотности-основности поверхности полученных композиций. В зависимости от кислотности-основности поверхностных центров композиции метилбутинол может участвовать в 3 следующих реакциях:
| Таблица 1 | |
| Реакция | Продукт реакции |
| Кислота | 2-метил-1-бутен-3-ин + 3-метил-2-бутеналь |
| Амфотерное соединение | 3-гидрокси-3-метил-2-бутанон + 3-метил-3-бутен-2-он |
| Основание | Ацетон + ацетилен |
В эксперименте композицию в количестве (m) примерно 400 мг помещают в кварцевый реактор. Композицию сначала подвергают предобработке при 400°C в течение 2 ч в потоке газа N2 при скорости пропускания 4 л/ч.
Затем температуру композиции доводят до 180°C. После этого композицию периодически приводят в контакт с заданным количеством MBOH. Этот периодический контакт состоит в том, чтобы заставить циркулировать в ходе 4 минутной инжекции синтетическую смесь 4 об.% MBOH в N2 при расходе 4 л/ч, что соответствует молярному часовому расходу метилбутинола (Q) 7,1 ммоль/ч. Проводят 10 инжекций. В конце каждой инжекции газовый поток на выходе реактора анализируют методом газовой хроматографии, чтобы определить природу продуктов реакции (ср. таблицу 1) и их количество.
Селективность (S1) продукта i в реакции превращения метилбутинола определяется долей этого продукта от всех образованных продуктов (
, где Ci есть количество продукта i, и Σ означает сумму продуктов, образованных в ходе реакции). Итак, определяют кислотную, амфотерную или основную селективность, которая равна сумме селективностей образованных продуктов для реакций соответственно кислоты, амфотерного соединения и основания. Например, кислотная селективность (S[кислота]) равна сумме селективностей по 2-метил-1-бутен-3-ину и по 3-метил-2-бутеналю. Так, чем выше кислотная селективность, тем большее количество продуктов образуется реакцией кислоты и тем больше число кислотных центров в исследуемой композиции.
Степень превращения метилбутинола (TT) в ходе испытания рассчитывается беря среднее из степеней превращения метилбутинола по 5 последним инжекциям испытания.
Можно также определить кислотную активность (A[кислота]) композиции, выраженную в ммоль/ч/м2, исходя из степени превращения метилбутинола (TT, выражено в %), молярного часового расхода метилбутинола (Q, выражено в ммоль/ч), кислотной селективности (S[кислота], выражено в %), количества анализируемой композиции (m, выражено в г) и удельной поверхности композиции (SBET, выражено в м2/г) согласно следующему соотношению:
A[кислота]=10-4*TT*Q*S[кислота]/(SBET*м)
Пример
Этот пример относится к получению композиции на основе оксидов циркония, иттрия и вольфрама в пропорциях, в расчете на массу оксида, 70%, 10% и 20% соответственно.
Готовят раствор A, смешивая в химическом стакане при перемешивании 219 г цирконилхлорида (20 вес.% ZrO2), 18 г серной кислоты (97 вес.%) и 27 г нитрата иттрия (391 г/л Y2O3) с 93 г пермутированной воды.
В реактор смешения вводят 657 г раствора гидроксида натрия (10 вес.% NaOH) и 50 г пермутированной воды. Затем при перемешивании постепенно добавляют раствор A. Значение pH среды доводят по меньшей мере до 12,5, добавляя затем раствор гидроксида натрия. Полученный осадок фильтруют и промывают при 60°C 3 литрами пермутированной воды. Твердую фазу вводят в суспензию и дополняют до 714 г пермутированной водой.
Готовят раствор B, смешивая 17,8 г метавольфрамата натрия дигидрата и 45 г пермутированной воды. Затем при перемешивании постепенно добавляют в суспензию раствор B. Затем pH устанавливают на 5,5 добавлением раствора азотной кислоты (68 об.%). Осадок снова фильтруют и промывают при 45°C 3 литрами пермутированной воды.
Твердую фазу сушат ночь в сушильном шкафу при 120°C, затем полученный продукт прокаливают на воздухе в течение 4 часов при постоянной температуре 700°C. Этот продукт характеризуется удельной поверхностью 68 м2/г и чисто тетрагональной фазой. После прокаливания на воздухе 4 часа при постоянной температуре 900°C удельная поверхность равна 29 м2/г.
Продукт содержит 50 млн.д. натрия, менее 10 млн.д. хлоридов и менее 120 млн.д. сульфатов.
В испытании на конверсию метилбутинола продукт, прокаливавшийся при 700°C/4 ч, имеет кислотную селективность 97%, а также кислотную активность 0,171 ммоль/м2/ч.
Claims (13)
1. Композиция на основе оксида циркония, оксида иттрия и оксида вольфрама в следующих массовых долях:
оксид иттрия: от 1% до 20%;
оксид вольфрама: от 1% до 30%;
остальное оксид циркония,
отличающаяся тем, что она имеет удельную поверхность по меньшей мере 20 м2/г после прокаливания в течение 4 ч при 900°С.
оксид иттрия: от 1% до 20%;
оксид вольфрама: от 1% до 30%;
остальное оксид циркония,
отличающаяся тем, что она имеет удельную поверхность по меньшей мере 20 м2/г после прокаливания в течение 4 ч при 900°С.
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она имеет содержание оксида иттрия от 5% до 15%.
3. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она имеет содержание оксида вольфрама от 5% до 20%.
4. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она имеет удельную поверхность по меньшей мере 40 м2/г после прокаливания в течение 4 ч при 700°С.
5. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она имеет удельную поверхность по меньшей мере 70 м2/г после прокаливания в течение 4 ч при 700°С.
6. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она имеет кислотность, измеренную испытанием на конверсию метилбутинола, по меньшей мере 90%.
7. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид редкоземельного элемента, отличного от церия, в доле, составляющей от 1 до 10%, в частности от 2 до 7%.
8. Способ получения композиции по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что он включает следующие этапы:
(а) приведение в контакт соединения циркония, соединения иттрия, возможно соединения редкоземельного элемента, отличного от церия, и основного соединения в жидкой среде, в результате чего получают осадок;
(b) возможно, указанный осадок отделяют, промывают и снова вводят в суспензию;
(с) в среду, полученную после этапа (а) или этапа (b), добавляют соединение вольфрама и кислоту, чтобы довести рН образованной среды до значения, составляющего от 2 до 7;
(d) возможно, осадок, полученный на предыдущем этапе, промывают после выделения из осаждающей среды;
(е) осадок, полученный после этапа (с) или (d), прокаливают.
(а) приведение в контакт соединения циркония, соединения иттрия, возможно соединения редкоземельного элемента, отличного от церия, и основного соединения в жидкой среде, в результате чего получают осадок;
(b) возможно, указанный осадок отделяют, промывают и снова вводят в суспензию;
(с) в среду, полученную после этапа (а) или этапа (b), добавляют соединение вольфрама и кислоту, чтобы довести рН образованной среды до значения, составляющего от 2 до 7;
(d) возможно, осадок, полученный на предыдущем этапе, промывают после выделения из осаждающей среды;
(е) осадок, полученный после этапа (с) или (d), прокаливают.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что соединение циркония является оксихлоридом циркония.
10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что этап (а) проводят в присутствии добавки, выбранной из соединений типа сульфата, фосфатов или поликарбоксилатов.
11. Каталитическая система, отличающаяся тем, что она содержит композицию по одному из пп.1-7.
12. Способ обработки газа, в частности выхлопных газов дизельного двигателя, отличающийся тем, что в качестве катализатора окисления СО и углеводородов, содержащихся в газах, используют композицию по одному из пп.1-7 или каталитическую систему по п.11.
13. Способ обработки выхлопных газов дизельного двигателя, отличающийся тем, что в качестве катализатора восстановления оксидов азота (NOx) в реакции восстановления этих NOx аммиаком или мочевиной используют композицию по одному из пп.1-7 или каталитическую систему по п.11.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0800115A FR2926075B1 (fr) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Composition a base d'oxyde de zirconium, d'oxyde d'yttrium et d'oxyde de tungstene, procede de preparation et utilisation comme catalyseur ou support de catalyseur. |
| FR08/00115 | 2008-01-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2440299C1 true RU2440299C1 (ru) | 2012-01-20 |
Family
ID=39580141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010133226/05A RU2440299C1 (ru) | 2008-01-09 | 2009-01-06 | Композиция на основе оксида циркония, оксида иттрия и оксида вольфрама, способ получения и применение в качестве катализатора или подложки катализатора |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20110033352A1 (ru) |
| EP (1) | EP2244983B8 (ru) |
| JP (1) | JP5463300B2 (ru) |
| KR (1) | KR101208888B1 (ru) |
| CN (1) | CN101918321B (ru) |
| CA (1) | CA2710569A1 (ru) |
| FR (1) | FR2926075B1 (ru) |
| RU (1) | RU2440299C1 (ru) |
| WO (1) | WO2009087144A1 (ru) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2967993B1 (fr) | 2010-11-30 | 2018-04-06 | Rhodia Operations | Composition a base d'oxyde de zirconium et d'au moins un oxyde d'une terre rare autre que le cerium, a porosite specifique, ses procedes de preparation et son utilisation en catalyse |
| US10239045B2 (en) * | 2013-12-23 | 2019-03-26 | Rhodia Operations | Inorganic composite oxides and methods of making the same |
| WO2019097878A1 (ja) | 2017-11-17 | 2019-05-23 | 三井金属鉱業株式会社 | 排ガス浄化用組成物 |
| CN111492459B (zh) * | 2017-12-15 | 2023-07-14 | 应用材料公司 | 用于来自竖直等离子体源的改进等离子体暴露的成形电极 |
| JP7233894B2 (ja) * | 2018-11-21 | 2023-03-07 | 三菱ケミカル株式会社 | ビスフェノール化合物の製造方法及び固体酸化物触媒 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4053623B2 (ja) * | 1996-12-27 | 2008-02-27 | 阿南化成株式会社 | ジルコニウム−セリウム系複合酸化物及びその製造方法 |
| CA2421157A1 (en) * | 2000-09-05 | 2002-03-14 | Altair Technologies, Inc. | Method for producing mixed metal oxides and metal oxide compounds |
| TW548133B (en) * | 2001-04-12 | 2003-08-21 | Rohm & Haas | NOx treated mixed metal oxide catalyst |
| JP3950833B2 (ja) * | 2002-09-25 | 2007-08-01 | 日本特殊陶業株式会社 | アンモニアセンサ |
| DE60332516D1 (de) * | 2002-09-25 | 2010-06-24 | Ngk Spark Plug Co | Ammoniak Sensor |
| CN1714931A (zh) * | 2004-06-14 | 2006-01-04 | 中国科学院生态环境研究中心 | 富氧条件下催化分解NOx的稀土钙钛矿型复合氧化物催化剂 |
| KR101030623B1 (ko) * | 2006-02-17 | 2011-04-20 | 로디아 오퍼레이션스 | 지르코늄, 세륨, 이트륨, 란타늄의 산화물 및 또 다른 희토류의 산화물을 기재로 하는 조성물, 그의 제조 방법 및촉매 용도 |
| FR2907445B1 (fr) * | 2006-10-20 | 2010-09-03 | Rhodia Recherches & Tech | Composition a acidite elevee a base d'oxyde de zirconium, d'oxyde de titane et d'oxyde de tungstene,procede de preparation et utilisation dans le traitement des gaz d'echappement |
-
2008
- 2008-01-09 FR FR0800115A patent/FR2926075B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-01-06 JP JP2010541770A patent/JP5463300B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-01-06 US US12/812,316 patent/US20110033352A1/en not_active Abandoned
- 2009-01-06 WO PCT/EP2009/050074 patent/WO2009087144A1/fr active Application Filing
- 2009-01-06 KR KR1020107015101A patent/KR101208888B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2009-01-06 CN CN2009801019500A patent/CN101918321B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-01-06 CA CA2710569A patent/CA2710569A1/fr not_active Abandoned
- 2009-01-06 RU RU2010133226/05A patent/RU2440299C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-01-06 EP EP09701344.5A patent/EP2244983B8/fr not_active Not-in-force
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2244983B1 (fr) | 2013-03-20 |
| JP2011509234A (ja) | 2011-03-24 |
| KR20100103562A (ko) | 2010-09-27 |
| EP2244983A1 (fr) | 2010-11-03 |
| CN101918321A (zh) | 2010-12-15 |
| WO2009087144A1 (fr) | 2009-07-16 |
| FR2926075A1 (fr) | 2009-07-10 |
| US20110033352A1 (en) | 2011-02-10 |
| EP2244983B8 (fr) | 2013-05-01 |
| KR101208888B1 (ko) | 2012-12-05 |
| CA2710569A1 (fr) | 2009-07-16 |
| FR2926075B1 (fr) | 2010-08-13 |
| CN101918321B (zh) | 2013-06-05 |
| JP5463300B2 (ja) | 2014-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7206045B2 (ja) | 排気システム用の亜酸化窒素除去触媒 | |
| JP4041106B2 (ja) | セリウム酸化物及びジルコニウム酸化物を基とし、高い比表面積及び高い酸素貯蔵能力を有する組成物並びにその製造方法 | |
| RU2426583C2 (ru) | Композиция с повышенной кислотностью на основе оксида циркония, оксида титана и оксида вольфрама, способ получения и применение для обработки выхлопных газов | |
| RU2425711C2 (ru) | Композиция с повышенной кислотностью на основе оксидов циркония, кремния и, по меньшей мере, одного другого элемента, выбранного из титана, алюминия, вольфрама, молибдена, церия, железа, олова, цинка и марганца | |
| JP5987010B2 (ja) | ジルコニウム、セリウムおよびニオブを含む組成物を触媒として用いて、酸化窒素（ＮＯｘ）を含有するガスを処理する方法 | |
| KR101990156B1 (ko) | 세륨 산화물 및 니오븀 산화물을 포함하는 조성물을 촉매로 사용하는, 질소 산화물(NOx)-함유 가스를 처리하는 방법 | |
| KR20080066920A (ko) | 산화 지르코늄 및 산화 프라세오디뮴 기재의 조성물을 질소산화물(ｎｏｘ) 트랩으로서 사용하는, 질소 산화물 함유가스의 처리 방법 | |
| JP2000507877A (ja) | 硫黄を含有する燃料によって作動する内燃機関からの排気ガスを処理する方法 | |
| RU2440299C1 (ru) | Композиция на основе оксида циркония, оксида иттрия и оксида вольфрама, способ получения и применение в качестве катализатора или подложки катализатора | |
| JP2008136951A (ja) | 排ガス浄化触媒用複合酸化物および排ガス浄化触媒、並びにディーゼル排ガス浄化用フィルター | |
| JP2000319019A (ja) | ジルコニウム−セリウム系複合酸化物及びその製造方法 | |
| CN1449863A (zh) | 一种纳米铈锆基复合氧化物及其制备方法 | |
| CA2959221A1 (en) | Thermally stable nh3-scr catalyst compositions | |
| JPH04210241A (ja) | 排気ガス浄化触媒 | |
| KR0166465B1 (ko) | 배기가스 정화용 촉매의 제조방법 | |
| JP3605655B2 (ja) | 排気ガス浄化触媒 | |
| KR100429825B1 (ko) | 자동차배기가스정화용촉매및그제조방법 | |
| JP3346653B2 (ja) | 窒素酸化物除去用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法 | |
| JPH1133401A (ja) | 窒素酸化物除去用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法 | |
| JPH10180105A (ja) | 窒素酸化物除去用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法 | |
| JPH09141102A (ja) | 窒素酸化物除去用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法 | |
| JPH11156196A (ja) | 窒素酸化物分解用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物分解除去方法 | |
| JPH10174876A (ja) | 窒素酸化物除去用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法 | |
| JPH1085602A (ja) | 窒素酸化物除去用酸化物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法 | |
| JPH0796140A (ja) | 排ガスの浄化法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170107 |