式I的组合物，Ce1‑a‑b‑cNaMbDcOx I其中M代表除钠之外的碱金属族的一种以上元素，N为Bi和/或Sb，D存在或者不存在，如果存在，则选自Mg、Ca、Sr、Ba；Y、La、Pr、Nd、Sm、Gd、Er；Fe、Zr、Nb、Al中的一种以上；a为0<a≤0.9范围内的数，b为0<b≤0.3范围内的数，c为0≤c≤0.2范围内的数；a加b加c为<1，且x为1.2≤x≤2范围内的数，和其用于柴油机、汽油内燃机、稀燃发动机和发电厂的废气后处理系统的用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及不含贵金属的催化剂组合物，其诸如对于微粒物质(PM)的氧化是有用的。
技术介绍
柴油机的废气含有可以引起环境问题的PM。为了捕获PM，设计了柴油机微粒过滤器(DPF)，在该柴油机微粒过滤器(DPF)中，从废气中过滤PM。最常用的DPF类型为由SiC或堇青石制成的陶瓷壁流式过滤器。由于聚集的PM在这种过滤器中累积，所以背压逐渐增大，发动机的功率逐渐降低。因此将壁流式过滤器连续地(被动的)和/或间断地(主动的)再生以燃尽煤烟(参见，诸如A.P.Walker等人,ControllingparticulateemissionsfromDieselvehicles,TopicsinCatalysis第28期,2004,165-170))。例如，US8,114,354中描述道，对于被动再生来说，过滤器不得不用催化组合物修补基面涂层。这种包括Al、Ce、Zr、Si的组的元素、沸石、碱金属和贵金属的催化组合物将NO氧化成NO2，对煤烟来说是一种好于氧气的氧化剂。主动非催化再生在约650℃下操作。在柴油机氧化催化剂(DOC)前直接补充喷射燃料是达到该温度的最常见的方法。补充喷射方法具有增加燃料消耗和稀释车用机油的缺点。根据S.Spiess在CAPoC9(2012年8月)上给出的描述，汽油直喷车辆正在获得市场份额，以达到新的CO2排放限制。通过这种新技术，可以降低燃料消耗和CO2排放，但是该车辆比传统汽油发动机释放显著更多的颗粒，且释放的颗粒是新型柴油机的10倍。这种污染可以用汽油微粒过滤器来阻止，其可以显著降低颗粒的排放。已经作出努力以提供用于在较低的温度下与氧气一起催化氧化PM以降低主动再生循环的量和再生时间的催化剂。由此，可以降低燃料消耗且可以增加车用机油的运行性能。在DE102009002182中公开了多种不含贵金属的混合氧化物用于煤烟氧化。公开了基于铁、铬和钴的氧化物。EP2210861涉及柴油机微粒过滤器，其包括具有Bi和Pr的含铈复合氧化物，其中Ce、Bi、Pr的摩尔比表示为Ce:Bi:Pr＝(1-x-y):x:y。其中0<x≤0.3且0<y≤0.5。在US8,071,501中，描述了包括复合氧化物和铂族金属(PGM，其中PGM包含Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt)的废气净化催化剂，其中复合氧化物由Ce、Bi和除La和Ce之外的镧系元素组成。在EP2269730中，选自元素周期表第3、4和13族的其它元素扩充了这类复合氧化物。在US2009/0288401中，公开了用于废气净化催化剂的复合氧化物，含有Ce、Bi和一种以上选自除铍外的碱土金属的元素。此外，一种以上的其它元素可以选自Zr、Pr和Tb。在EP1829609中声称了用于煤烟氧化的钙钛矿类型的复合氧化物。这些钙钛矿成分可以用结构式RTO3表示，其中R包括选自由La、Sr、Ba、Ca和Li构成的组的一种以上元素；以及T包括选自由Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Zr、Mo、Mg、Al和Si构成的组的一种以上元素。在WO2006/044822(EP1817096)中描述了用于氧化煤烟的催化剂，其由碱金属、铈、氧和任选的铂族金属和/或锆组成。描述的最活跃的材料为铈和钾或铈和铯的组合。在KripasindhuSardar等人,，，NanocrystallineCerium-BismuthOxides:Synthesis,StructuralCharacterization,andRedoxProperties“,ChemistryofMaterials,第22期,第22号,2010年11月23号(2010-11-23),第6191-6201页,ISSN:0897-4756,doi:10.1021/cm1025848中，描述了具有钠背景水平的铈-铋混合氧化物。在EP2098289中公开了用于废气净化催化剂的复合氧化物，含有Ce、Bi和一种以上选自Mg、Ca、Sr和Ba的元素。该催化剂被公开为适于在低温下燃尽柴油机废气的PM，并且几乎不由于硫氧化作用而中毒。
技术实现思路
现有技术中公开的用于催化氧化PM的组合物不能满足催化性能、对硫化合物的抵抗力和/或抵抗水热处理的稳定性的所有要求。因此，本专利技术的目的为提供一种用于催化氧化PM的新型组合物，其具有比现有技术材料高的催化活性，显示出较高的水热稳定性且其环境友好。一方面，本专利技术提供了式I的组合物，Ce1-a-b-cNaMbDcOxI其中M代表除钠之外的碱金属族的一种以上元素，优选钾，N为Bi和/或Sb，优选Bi，D存在或者不存在，如果存在，则选自以下元素中的一种以上-Mg、Ca、Sr、Ba；优选Ca、Sr、Ba；更优选Sr，-Y、La、Pr、Nd、Sm、Gd、Er；优选Y、Pr、La、Nd；更优选Pr，-Fe、Zr、Nb、Al；一方面优选Fe，另一方面优选Al，a为0<a≤0.9，如0.01≤a≤0.9范围内的数，b为0<b≤0.3，如0.01≤b≤0.3，诸如0.1≤b≤0.2范围内的数，c为0≤c≤0.2，优选0≤c≤0.1范围内的数；a加b加c为<1，且x为1.2≤x≤2范围内的数。另一方面，在式I的组合物中，存在D。另一方面，在式I的组合物中，不存在D，且在该方面，本专利技术提供了具有式II的组合物Ce1-a-bNaMbOxII其中M代表除钠之外的碱金属族的一种以上元素，N为Bi和/或Sb，a为0<a≤0.9范围内的数，b为0<b≤0.3范围内的数，a加b为<1，且x为1.2≤x≤2范围内的数。另一方面，本专利技术提供了组合物，其选自由以下组合物组成的组：Bi0.45Ce0.45K0.10O1.65-1.4，Bi0.40Ce0.40K0.20O1.4-1.2，Bi0.30Ce0.60K0.10O1.7-1.4，Bi0.80Ce0.10K0.10O1.5-1.4，Bi0.10Ce0.80K0.10O1.8-1.4，Bi0.4Ce0.4K0.1Sr0.1O1.55-1.35，Bi0.4Ce0.4K0.1Pr0.1O1.6-1.4，和Bi0.4Ce0.4K0.1Fe0.1O1.6-1.4。具体实施方式本专利技术提供的诸如式I的组合物在本文中也称为“(根据)本专利技术的组合物”。为了本说明书和权利要求的目的，术语“碱金属”是指除钠外的碱金属或碱金属的混合物，诸如超过一种碱金属元素的混合物。根据IUPAC，碱金属为元素周期表的第1族的元素。另一方面，本专利技术提供了用于制备根据本专利技术的组合物的方法，其以采用了聚合络合物方法为特征，其中通过聚合作用，优选通过聚酯化作用连接络合的金属离子。本专利技术提供的方法在本文中也称为“(根据)本专利技术的方法”。用于制备本专利技术的化合物的聚合络合物方法为类似于Pechini法(诸如在A.L.Quinelato等人,“SynthesisandsinteringofZrO2-CeO2powderbyuseofpolymericprecursorbasedonPechiniprocess”,JournalofMaterialScience第36期,2001,3825-3830中描述的类似的方法)的方法。更特别地，本专利技术的方法包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种式I的组合物，Ce1‑a‑b‑cNaMbDcOx I其中M代表除钠之外的碱金属族的一种以上元素，N为Bi和/或Sb，D存在或者不存在，如果存在，则选自以下元素中的一种以上‑Mg、Ca、Sr、Ba；‑Y、La、Pr、Nd、Sm、Gd、Er；‑Fe、Zr、Nb、Al；a为0<a≤0.9范围内的数，b为0<b≤0.3范围内的数，c为0≤c≤0.2范围内的数；a加b加c为<1，且x为1.2≤x≤2范围内的数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.29 EP 14178892.71.一种式I的组合物，Ce1-a-b-cNaMbDcOxI其中M代表除钠之外的碱金属族的一种以上元素，N为Bi和/或Sb，D存在或者不存在，如果存在，则选自以下元素中的一种以上-Mg、Ca、Sr、Ba；-Y、La、Pr、Nd、Sm、Gd、Er；-Fe、Zr、Nb、Al；a为0<a≤0.9范围内的数，b为0<b≤0.3范围内的数，c为0≤c≤0.2范围内的数；a加b加c为<1，且x为1.2≤x≤2范围内的数。2.根据权利要求1所述的组合物，其中存在D。3.根据权利要求1或2中任一项所述的组合物，其中D为Ca、Sr、Ba，特别是Sr。4.根据权利要求1或2中任一项所述的组合物，其中D为Y、Pr、La、Nd；特别是Pr。5.根据权利要求1或2中任一项所述的组合物，其中D为Fe、Zr、Nb、Al；特别是Fe、Al。6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中c为0≤c≤0.1范围内的数。7.根据权利要求1所述的组合物，所述组合物具有式IICe1-a-bNaMbOxII其中M代表除钠之外的碱金属族的一种以上元素，N为Bi和/或Sb，a为0<a≤0.9范围内...
【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔斯·汉斯根，卡尔·谢尔曼茨，克劳斯·斯托，维克多·沃尔夫，
申请(专利权)人：特莱巴赫工业有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT
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