[发明专利]通过将基于锆氧化物和镨氧化物的组合物用作氮氧化物（NOx）捕集剂来处理含有NOx的气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过将基于锆氧化物和镨氧化物的组合物用作氮氧化物(NOx)捕集剂(piège)来处理含有NOx的气体的方法。

背景技术

已知环境标准在越来越迫切地要求减少来自机动车发动机废气的氮氧化物(NOx)的排放，所述发动机尤其是指柴油发动机或在贫燃条件下运行的汽油发动机，“三元”催化剂不适合于这些发动机。

已经提出了被称作NOx捕集剂的系统作为可满足这种要求的催化剂类型。它们是这样的系统，该系统能够将贫气中存在的氮氧化物部分氧化然后储存并且在周围混合物为富混合物时将它们释放并还原为氮。

但是，已知的NOx捕集剂仍然具有某些缺陷。它们在高温(也就是说通常大约400℃)下捕获或储存NOx的能力是最佳的，而它们在较低温度下则呈现出低效率。而且，这些捕集剂对硫酸盐化敏感，因此只可能将它们部分再生，除非是在高温(例如至少650℃)下对它们进行再生处理。

因而需要没有这些缺点的NOx捕集剂。

发明内容

本发明的目的因而是研究在小于400℃的低温范围内有效的NOx捕集剂。本发明的另一目的在于提供一种NOx捕集剂，其在硫酸盐化之后可以被再生或者更容易地被脱硫酸盐化，尤其是在小于600℃的温度下。

为此，本发明涉及一种用于处理含有氮氧化物(NOx)的气体的方法，其特征在于使用组合物作为NOx捕集剂，该组合物基于将NOx氧化为NO₂的催化剂并基于基于锆氧化物和镨氧化物的化合物，其中镨氧化物的比例为5-50％重量氧化物。

在本发明方法中使用的NOx捕集剂可以在例如200-300℃的温度范围内有效。这种NOx捕集剂还可以在可以低至大约550℃的温度下大部分被再生。

通过阅读以下的描述以及用于说明本发明的具体但非限制性的各种实施例，本发明的其它特征、细节和优点将会更加清楚。

除非另外指出，在说明书的以下部分中规定，所给出的数值范围包括端值在内。

术语“氮氧化物NOx”特别是指低氧化物N₂O、倍半氧化物N₂O₃、五氧化物N₂O₅、一氧化物NO和二氧化物NO₂类型的氧化物。

术语“比表面积”是指根据ASTM D 3663-78标准通过氮吸附法测定的BET比表面积，该标准是以The Journal of the AmericanChemical Society(美国化学学会杂志)，60，309(1938)中描述的BRUNAUER-EMMETT-TELLER方法为基础制定的。

本发明方法的特征在于使用下文将更详细描述的特定组合物作为NOx捕集剂。

这种NOx捕集剂是一种组合物，其首先包含用于将NOx氧化为NO₂的催化剂。这种类型的催化剂是已知的，它们通常是金属，作为这种类型的催化剂的实例，可以更特别地提到贵金属。这个术语被理解为是指金、银和铂族金属，即钌、铑、钯、锇、铱和铂。这些金属可以单独使用或者组合使用。特别可以使用铂，其可单独使用或者尤其与铑和/或钯组合使用，并且在组合使用的情况下，铂相对于其它一种或多种金属为主要比例。

氧化催化剂(例如贵金属)的量例如可以是0.05％-10％，优选0.1％-5％，这个量以金属形式的氧化催化剂的质量相对于整个NOx捕集剂(催化剂+基于锆氧化物和镨氧化物的化合物)的质量来表示。

除了氧化催化剂之外，本发明的NOx捕集剂包含作为这种催化剂的载体的化合物，该化合物基于锆氧化物和镨氧化物。如上所述，该化合物中镨氧化物的比例为5％-50％，应当理解，该比例以镨氧化物Pr₆O₁₁的重量相对于化合物的氧化物总重量来表示。当低于5％时，镨氧化物的含量太低以致于不能观察到NOx捕集剂的显著效果。当高于50％时，化合物的热稳定性，也就是在其使用温度下的其比表面积值变得不适合。

如上指出的镨氧化物的含量可以更特别地为10-40％。

根据本发明的可选形式，基于锆氧化物和镨氧化物的化合物另外可包含铈氧化物，尤其是CeO₂。在这种情况下，铈氧化物的比例可以是Ce/Zr原子比为10/90至90/10。更特别地，这个比率可以为至少1。

基于锆氧化物和镨氧化物的化合物是已知的。它们被特别描述于FR-A1-2590887中，该文献报道了一种组合物，该组合物基于锆氧化物和尤其可以是镨的添加剂。