[发明专利]内燃机废气的处理方法

说明书

本发明涉及一种基于氧化铈和氧化锰、氧化铁或氧化镨的催化剂组合物，还涉及一种制备这种组合物的方法以及其在汽车后燃烧催化作用中的用途。

所说的多效催化剂目前用于处理内燃机(后燃烧催化作用)产生的废气。多效催化剂可认为是指不仅能够进行特别是存在于废气中的一氧化碳和烃的氧化反应，还能够进行特别是也存在于这些气体中的氮的氧化物的还原反应的催化剂(“三元”催化剂)。

对于这种类型的催化剂来说，氧化铈是通常采用的组分。这种氧化物通常存在于诸如氧化铝的载体上。

由于燃料含有硫，氧化铈和载体被硫酸化。当催化剂的气氛变成还原性时，例如当内燃机所需的动力突然中断时，附着于氧化物和载体上的硫酸盐就被还原成会使排放气体有恶臭的H₂S。

实际上，由于显而易见的环境因素，降低H₂S的排放是重要的。

一个被建议的解决方法是往催化剂配方中加入氧化镍。但是，在某些国家，特别是在欧洲，镍被规定禁止用于该技术领域，因此不能采用这种方法。

因此对于可用于汽车后燃催化作用的催化剂组合物来说，真正需要的是能够控制H₂S的排放。

为此，本发明的催化剂组合物的特征在于它基于氧化铈和至少一种选自氧化铁、氧化锰和氧化镨的其它氧化物。

此外，根据第一个实施方案，用于制备本发明组合物的方法的特征在于包括下列步骤：

-在液体介质中制备一种含有铈化合物和铁、锰或镨化合物中至少一种的混合物；

-加热该混合物；

-回收所得沉淀；

-焙烧该沉淀。

根据第二个实施方案，用于制备本发明组合物的方法的特征在于包括下列步骤：

-在液体介质中制备一种含有铈化合物和铁、锰或镨化合物中至少一种的混合物；

-往该混合物中加入一种碱性化合物，使该混合物沉淀；

-回收产生的沉淀；

-焙烧该沉淀。

根据第三个实施方案，用于制备本发明组合物的方法的特征在于包括下列步骤：

-在液体介质中制备一种含有铈溶胶和铁、锰或镨化合物中至少一种的混合物；

-通过雾化干燥该混合物；

-焙烧干燥产物。

最后，根据第四个实施方案，用于制备本发明组合物的方法的特征在于将氧化铈用一种含有铁、锰或镨化合物中至少一种的溶液浸渍，再焙烧浸渍过的氧化铈。

本发明的其它特征，细节和优点将通过阅读下面的说明书和为说明它的多个具体的非限定性的实施例而更清楚地显示出来。

如上所述，本发明的催化剂组合物基于铈和至少另一种选自铁、锰和镨氧化物的其它氧化物。因此本发明涉及基于这些元素所有可能的组成的组合物。特别要提及的是基于铈和锰的和基于铈、铁和镨的组合物。

根据本发明另一特定的形式，该组合物的主相是固溶体型的或者混合氧化物型的。根据又一个形式，本发明的组合物全部以固溶体的形式存在。固溶体可认为是指这些组合物的X-射线衍射图谱实际上显示了其中只存在一个单一的可辨认的相(没有可分辨的第二个相)，这个相实际上与以其中晶胞参数与纯的氧化铈相比稍有偏移的立方晶系结晶的氧化铈相应，因而反映出在氧化铈的晶格中结合了锰、铁和/或镨，并因此而制备了一个真正的固溶体。

组合物中锰、铁和/或镨的量可以在宽范围内变化。通常该比例以这个或这些元素的氧化物与氧化铈的比表示的重量比可以高达50％。一般至少为0.5％。该比例可以在1和40％之间，特别是在1和20％之间，更特别是在1和10％之间。

根据本发明的另一种形式，该组合物可另外含有锆。

本发明组合物在400℃焙烧6小时之后，具有至少为10m²/g，较好为至少60m²/g、更好为至少80m²/g的比表面。该比表面可认为是指按照由在期刊“The Journal of the American Chemical Society，60，309(1938)”描述的Brunauer-Emmett-Teller方法确定的ASTM标准D 3663-78由氮吸收确定的B.E.T.比表面。

根据本发明的优选实施方案，本发明组合物的另一个特征是它们的化学均匀性。实际上，它们具有不均匀性范围小于10nm²的化学均匀性。这就是说本发明产品在10nm²的表面范围里化学组成没有差别。