[发明专利]氧化催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，用于在温度介于200摄氏度到1000摄 氏度之间时氧化废气成分，其优先使得碳氢化合物在一氧化碳之前被 氧化。

背景技术

含有贵金属质量百分比为0.1％至5％的(与氧化载体质量相关) 的贵金属催化剂，在温度在200摄氏度以上，尤其是在300摄氏度以 上时，显示出很好甚至是极好的氧化效果。这样一套系统在面对较高 的温度尤其是超过850摄氏度的时候，其持久性需要用更高的贵金属 含量来改善。

完全不含贵金属附加成分的混氧化物催化剂，在较低的空间流 速下具有足够的氧化活性。在通常情况下，其发挥氧化作用时的工作 温度，部分上是明显高于贵金属催化剂的。其面对高温时的持久性， 通常情况下都是劣于贵金属催化剂的。另外，非贵金属催化剂更选择 性地作用于一氧化碳，所以对氧化碳氢化合物并不适合。

发明内容

本发明的任务是，提供一种催化剂，其或者不含、或者只含较 少的贵金属成分，在较高的温度下可以持久工作，且选择性地氧化碳 氢化合物。

本发明这一任务的解决是通过一种由元素铈(Cer)、钛(Titan) 和铬(Chrom)的氧化物组成的混氧化物，尤其是设置在一种陶瓷性 载体材料上。优选的，这一混氧化物沉淀在这一陶瓷性的、尤其为氧 化铝的载体上。在根据本发明的改进方案中，还添加一种贵金属成分， 其尤其为钯(Palladium)，其质量百分比低于0.05％尤其为低于 0.02％。根据本发明，通过掺杂入钯(Palladium)，可获得在现有技 术下只有在贵金属质量百分比达到1％至5％才能获得的催化效果。

本发明这一任务的解决是通过主权利要求的特征而实现的。从 属权利要求描述了优选的实施方式。

根据本发明，借助于元素铈(Cer)、钛(Titan)和铬(Chrom) 的一种混氧化物，使得碳氢化合物的氧化发生在温度高于400摄氏 度，尤其为高于500摄氏度时。这样的催化剂性质的混氧化物可以方 便地固定在一载体上，例如是传统的金属蜂窝(蜂巢)载体上。特别 是，这一混氧化物也可固定在一个陶瓷性载体例如是氧化铝陶瓷载体 上，且这一混氧化物和陶瓷性载体材料构成的复合结构(Verbund)， 以中间层(Washcoat)方式固定在传统载体例如是金属蜂窝载体上。

优选的，氧化钛为这一混氧化物催化剂的主要成分，尤其是其 质量百分比可为40％至60％。这一混氧化物催化剂的三种金属氧化物 组成成分，每一种的质量百分比都至少为10％，尤其在15％以上，其 中铈(Cer)的比例优选为在10％至30％之间，尤其为15％至25％之间， 氧化铬的比例优选为在20％至40％之间，尤其为25％至35％之间。而其 中铈(Ce)与钛(Ti)与铬(Cr)的比例关系特别为2∶5∶3，误差 范围20％，尤其为10％。

这样的氧化铈、氧化钛、氧化铬组成的混氧化物，还可含有其 他金属氧化物成分，其中所述其他金属氧化物中的金属由下列元素组 中选取，即：镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铝(Al)、 镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)，以及原子序数直至79的过渡元素 (除了锝(Tc)和镉(Cd))，以及镧系元素(除了钷(Pm))。通 用的混氧化物其分子式为：Ce_0.1-0.5Ti_0.2-0.8Cr_0.1-0.5Me_0.0-0.2O_X，特别为 Ce_0.2-0.5Ti_0.3-0.7Cr_0.2-0.5Me_0.0-0.1O_X。

这样的非贵金属催化剂，适用于在温度介于300摄氏度至1000 摄氏度之间时选择性地氧化废气中的碳氢化合物，即相对于一氧化碳 而优先氧化碳氢化合物。在实际应用温度高于700摄氏度，特别是高 于850摄氏度的时候，其高温持久性优于很多贵金属催化剂。