[发明专利]机动车尾气催化剂

说明书

本发明是关于催化剂组合物的。该催化剂主要用来控制机动车有毒气体，特别是一氧化碳、未燃尽碳氢化合物和/或氮氧化物的排放。但也可用于需要控制类似气体排放的其他领域。

目前用于控制机动车排放废气的催化转化器，通常含有一种或一种以上的铂族金属如铂、钯、铑或铼，这些金属单独或以复合形式存在，因此价格昂贵。最常用的催化材料是铂载于氧化铝上。为了找到一种较便宜的催化材料，已进行了许多研究。其中的SnO₂-Cr₂O₃体系引起极大重视。例如，已有一系列研究报告：

J.Catal.41，202（1976）;

J.Chem.Soc.Chem.Commun.509-510（1974）;Preparation    of    Catalysts.Ed.B.Delmon    et    al.Elsevier    Scientific    Publishing    Company.197-206（1976）;

J.Catal.54，42-51（1978）;

F.Solymosi等阐述了掺有少量Cr₂O₃的SnO₂是一种活性高的催化剂。在还原气如CO、H₂和C₂H₄气存在下，该催化剂在较低温度下（150-400℃）可吸附并还原氮氧化物（NO）。这种催化剂可由下述方法制成：使HNO₃与金属锡反应生成SnO₂，回收后在120℃下干燥，再在350℃下加热3小时，在500℃下加热5小时。然后将SnO₂悬浮于水中，加入Cr₂O₃，长时间连续搅拌直到分散均匀为止。再将此悬浮液干燥，在350℃下加热5小时，最后在900℃空气氛下焙烧5小时。得到的SrO₂催化剂中，较高价态的铬离子（平均价态3.85）稳定存在于表面层中。

据报导，SnO₂-Cr₂O₃催化剂对催化氧化含SO₂混合气中的CO（苏联专利736，997）;催化脱除SO₂（苏联专利691，185）;在NH₃存在下催化还原氮氧化物（日本专利申请公开75-108169）;及对酚类烷基化反应（美国专利4，208537），都是有效的催化剂。苏联专利736997中的催化剂是通过加热一定比例的SnCl₂和CrO₃，使SnO₂∶Cr₂O₃的摩尔百分数之比为1∶99-99∶1制成的。在日本专利申请公开75-108169中，制备SnO₂-Cr₂O₃催化剂是将NH₄OH加入含浓HCl、CrO₃和SnCl₂·2H₂O的水溶液，进行共沉淀，分离回收沉淀的混合氧化物并制成水浆液，涂复到氧化铝载体上，然后干燥、焙烧制成的。美国专利4208537中，通过共沉淀，或搅拌混合预制的SnO₂和含Cr₂O₃的凝胶，得到混合氧化物，再焙烧，有时也可先将其涂复到一适宜载体如氧化铝上后再焙烧，而制成含SnO₂-Cr₂O₃的烷基化催化剂。

最近已发现（英国专利申请公开2194174），用（Ⅵ）价氧化铬（CrO₃）浸渍（Ⅳ）价氧化锡（SnO₂）后焙烧得到的催化剂组合物，在CO和未燃尽碳氢化合物的氧化反应及氮氧化物的催化还原过程中具有相当高的催化活性，许多情况下与贵金属的催化活性相当，因此具有作为机动车尾气催化剂，用于控制有毒气体排放的潜力。为方便起见，可将该催化剂看作是SnO₂∶CrO₃混合催化剂。这类催化剂中，锡与铬的重量比（按SnO₂∶CrO₃计）可为99∶1-1∶99，但较好范围是24∶1-2∶3，最好是4∶1-2∶3。