[发明专利]催化溶液

说明书

本发明是关于催化溶液，更具体地说，是含有助于物料转化的金属化合物的溶液，这些物料例如是汽车发动机排气中存在的那些。

长期以来，就需要在诸如同时燃烧汽车发动机等排出的CO与未燃烧的烃类的氧化反应和还原NO_x的还原反应中采用催化剂。催化剂，特别是在汽车排气控制中用的三元（three-way）催化剂的作用在本技术领域内已经进行了广泛地研究。例如，Taylor的“汽车催化转化器”、催化，科学和技术，PP119-67（Anderson等，出版，1984），描述了排气控制技术，三元催化剂组合物和催化剂载体。

用于转化汽车排气的一般的系统都采用预制的载体催化剂，通常为固体层状催化剂材料，例如蜂窝陶瓷结构，它设置在汽车的排放段中。当排气通过该固体材料时，位于层上的催化金属就起转化之作用，使CO、NO_x和未燃烧烃类转化为CO₂、N₂和水。然而这种固体层状类型的催化转化器最终要废弃，要求从发动机的排放段除去和更换。再有蜂窝载体这一类结构制造起来复杂和较贵。能够进行三元催化的现有技术的系统是包括载有如Rh和Pt贵金属的那些，其中Rh是用于下述反应优选的催化剂：

Pt是用于CO和未燃烧的烃类的氧化优选的催化剂。

贵金属，特别是Rh昂贵而供应受限。这种情况由于在三元催化中Pt和Rh的现在的使用超过了Rh/Pt矿的比例就更加恶化。这样，减少使用贵金属是三元催化的一个问题。因此，就有必要开发其它的排气控制方法。

从而，在汽车的排气系统中，就需要有转化排气的其它方法，它不利用传统的附加的、预制的、不可再生的包括载体的固体催化材料。

美国专利4295816、4382017和4475483号描述了用于提高燃烧室效率的催化溶液和输送系统。在美国专利4382017中描述的催化溶液包括单一金属催化剂化合物，H₂PtCl₆·6H₂O;一种氯化物例如HCl、LiCl、或NaCl;一抗冻化合物如乙二醇;和约50%（V）的水。氯化物是一种保护剂，阻止铂化合物的沉淀和破坏，据说这是由于利用抗冻化合物而将发生的。没有指出或建议使用这些溶液用于汽车排气的转化，要求氯化物“保护剂”并含有不希望的高含量的水。

美国专利4295816描述了一种催化剂输送系统包括在水中的单一铂族金属催化剂。在水的表面的上部设置了含锰催化剂的一油层。空气鼓泡通过水，并计量供给燃烧系统微量的催化剂，在此，催化剂在燃烧反应中被消耗掉。该专利并没有指出或建议利用一种溶剂如二醇衍生物，或溶液含所希望粘度和其它特性使当空气在溶液内通过时夹带金属化合物，或溶液可用于在汽车的排气系统内沉积在表面上。该专利也没指出或建议燃烧室的排气的转化。

美国专利4475483号描述了一种与美国专利4295816号相似的催化剂输送系统，利用单一的Re金属催化剂代替在水中Pt族金属催化剂。该专利还公开了一种抗冻剂，例如二醇、溶解的水以及催化剂。该专利指出，如果采用抗冻剂，保护剂例如NaCl、HCl或LiCl必须采用，以防止催化剂沉淀。但是这篇专利并没有指出或建议燃烧室的排气的转化。

如上述，本发明的一个目的是提供一种能够转化汽车发动机排气的催化材料。

本发明的另一目的是提供能转化汽车排气的包含催化材料的物料，而不需要在发动机的排放段中附加不可再生的催化固体载体系统。本发明的又一目的是提供一种能够转化汽车排气的催化材料，如果需要，可通过-液体源重复输送催化剂。

本发明的这些和其它的目的，通过-催化溶液可以实现，该催化溶液包括至少一种金属催化剂化合物，优选三种金属催化剂化合物，和选自由二醇衍生物、优选二甘醇衍生物、烷基吡咯烷酮和烷氧乙醚组成的组中的一种有机溶剂，其中不将附加是的含氯化合物加入溶液中。这种金属可选自由Pt、Re和Rh组成的组中。这些化合物可以选自由H₂PtCl₆·6H₂O、Re₂（CO）₁₀、Re₂O₇、LiReO4和RhCl₃·4H₂O组成的组中。该溶液在减少汽车发动机等的污染物中是有用的。

图1是在一温度范围内的本发明的溶液的粘度图。