[发明专利]基于锆、铈和钇的氧化物的催化组合物及其用于处理废气的用途

说明书

技术领域

本发明涉及基于锆、铈、钇以及任选的另一种稀土金属的氧化物的组合物，涉及其制备方法，并涉及其在催化中、特别是在机动车废气的处理中的用途。

背景技术

“多功能”催化剂目前用于来自内燃机的废气的处理(汽车后燃催化剂)。术语“多功能”应当理解为不仅能够进行氧化，特别是废气中存在的一氧化碳和烃的氧化，而且能够进行还原，特别是这些气体中同样存在的氮氧化物的还原的催化剂(“三效催化剂”)。目前看来，锆氧化物和铈氧化物是对于这种催化剂特别重要且有利的两种组分。更具体地说，对于这些氧化物或组分所要求的性质是它们的还原性。在此处以及在说明书的其余部分中，术语“还原性”应当理解为这些组分中的能够在给定温度下在还原性气氛的作用下转化成铈(III)的铈(IV)的含量。该还原性可以例如通过在给定温度范围内氢气的消耗进行测量。这是由于铈具有被还原或被氧化的性能。当然，该还原性必须尽可能高。

此外，对于该还原性重要的是要稳定，也就是说它保持足够高的值以使得该产品保持有效，即使在该产品暴露于高温后也是如此。

因而需要具有这样的还原性能的产品。

发明内容

因而，本发明的主题是开发可以满足该需要的组合物。

基于该目的，根据第一种实施方案的本发明的组合物基于锆、铈和钇的氧化物，并且其特征在于它具有下列重量比例：

铈氧化物的比例为3至15％；

钇氧化物的比例满足下列条件：

-如果铈氧化物的比例在12％(不含)和15％(含)之间，钇氧化物的比例为至多约6％；

-如果铈氧化物的比例在7％(不含)和12％(含)之间，钇氧化物的比例为至多约10％；

-如果铈氧化物的比例在3和7％(含)之间，钇氧化物的比例为至多约30％；

余量为锆氧化物。

根据另一种实施方案，本发明的组合物基于锆、铈和钇的氧化物，并且它还包含选自镧、钕和镨的稀土金属的至少一种氧化物，这些氧化物以下列重量比例存在：

-铈氧化物的比例为3至15％；

-如果铈氧化物的比例在12％(不含)和15％(含)之间，所述稀土金属的氧化物的比例为至多约10％；

-如果铈氧化物的比例在7％(不含)和12％(含)之间，所述稀土金属的氧化物的比例为至多约18％；

-如果铈氧化物的比例在3和7％(含)之间，钇氧化物和所述稀土金属的氧化物的总比例为至多约30％；

钇氧化物的比例如以上针对第一种实施方案所定义，余量为锆氧化物。

下面将会看到，本发明的组合物在1000℃下具有高的还原性，它特别可以是至少90％。

具体实施方式

通过阅读下面的说明书以及各种具体但非限制性的用于举例说明本发明的实施例，本发明的其它特征、细节和优点将会变得更加明显。

在说明书的下文中，术语“比表面积”指的是根据标准ASTM D 3663-78通过氮吸附确定的BET比表面积，该标准由期刊“The Journal of AmericanChemical Society，60，309(1938)”中记载的Brunauer-Emmett-Teller方法建立。

此外，煅烧是在空气中的煅烧，在所述煅烧结束时给出表面积值。

含量以氧化物的重量为基准给出，除非另外指明。铈氧化物是二氧化铈形式，其它稀土金属的氧化物是Ln₂O₃形式，Ln表示稀土金属，例外的是镨，它以Pr₆O₁₁形式表示。

在说明书的下文中，端值包括在所给数值范围内，除非另外指明。

根据本发明的组合物的特征首先在于其组分的种类。

如以上所述，并且根据本发明的第一种实施方案，它们单独地基于锆、铈和钇的氧化物，或者它们基本上由这三种氧化物组成，这应当理解为它们可以任选地包含其它元素，特别是痕量或者杂质的形式，但是它们不包含能够影响它们的还原性或者任选地影响它们的比表面积的其它元素。

根据第二种实施方案，本发明的组合物另外包含另一种稀土金属的至少一种氧化物，所述另一种稀土金属可以是镧、钕或镨。在此应当指出，这些稀土金属彼此的组合当然也在本发明的范围内。尤其可以提及镧和钕的组合。为了方便起见，以下说明将通过引用一种稀土金属来进行，但是该说明应当理解为也适用于上述稀土金属的组合。