车辆废气处理系统技术方案

本文披露用于机动车辆排放的废气处理系统的催化转化器中的，由锡（ＩＶ）氧化物（ＳｎＯ－［２］）和铬（ＶＩ）氧化物（ＣｒＯ－［３］）组成的２路、３路催化剂。此种催化剂组合物对于汽车排放废气中的一氧化碳和未燃碳氢化合物的催化氧化，及氮氧化物的催化还原是有效的。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及处理机动车辆排放的废气的催化剂组合物，它能减少一氧化碳和未燃碳氢化合物的含量，从而减少与车辆排出的废气有关的污染问题。当在下文中详细就车辆排放废气叙述本专利技术时，不难发现，本文所叙述的催化剂组合物在处理凡含有单一的或混合的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的废物或其它气体时都能得到应用，大约可以除去部分或全部这样的有害成分，在它们被排放到大气中去之前预先除去。日益严格的控制向大气中排放有害气体、特别是控制机动车辆排放的废气的环保条例刺激了对能在这些气体排放到大气之前除去这类有害成分的催化剂活性的要求。在消除机动车辆排放的废气中的一氧化碳、未燃碳氢化合物和/或氮氧化物的过程中，特别要求有效的2路和3路催化剂。这样导致了作为控制一氧化碳、未燃碳氢化合物和/或氮氧化物进入大气的车辆废气排放处理系统的附加设备的催化剂转化器的发展。更为优越的是这样的催化剂在排除所有这三种气体的过程中都有效，即所谓3路催化剂。而2路催化剂或者1路催化剂不一定在废气排放处理领域而在其他领域确实都有其用途。目前商品化的催化剂转化器通常由一种或多种铂系金属组成，即由铂、钯、铑和铼单独或组合组成。这种转化器势必价格昂贵。在这一系统中，为减少或完全消除对铂系金属的依赖性已经做了多次尝试。例如，在GB-A-2，070，958中，披露了一种废气催化剂，其构成是由铂系金属和由SnO2、TiO2和NiMoO4中选出的沉淀在涂有耐火金属氧化物，例如氧化铝的单块陶瓷载体上的碱金属氧化物构成的。关于这个课题已经出版了许多其它的专利申请和学术论文，其有效性在很大程度上集中于锡(Ⅳ)氧化物上，即SnO2作为一种基本的催化剂成分单独或者与前面已经提到的铂系金属组合，但事实仍然是，目前商品化的或可接受的转化器全部使用铂系金属作为关键成分。有关锡(Ⅳ)氧化物在净化废气中的应用的有关资料的不完全统计如下《催化剂杂志》，1975年39期，412-418页，“氮氧化合物通过一氧化碳在锡(Ⅳ)氧化物作用下的催化还原”，《自然》1977年，269期，585-586页，“一氧化碳在含钯载体的锡(Ⅳ)氧化物作用下的水加速氧化;《化学与工业》1976年，787-788页，“NO-CO反应的催化剂Pd-SnO2系统增效作用的进一步例证;”《催化剂杂志》，1976年第42期，418-424页，氮氧化物通过一氧化碳在SnO2-CuO胶液作用下催化还原;也见化学学会会刊《化学通讯》1973年210页和《化学通讯》1974年第56-57页;已公开的日本专利申请75-108 169号，“废气的催化处理(包括车辆排放的废气)，用铵在SnO2/Cr2O3催化剂存在的条件下还原氮氧化物”;苏联专利，第736，997号，“由SnO2和Cr2O3组成的硫氧化碳氧化催化剂;”苏联专利，第691，185号，“由SnO2和Cr2O3组成的硫氧化物排除催化剂;”《配制催化剂方法国际专题论文集》，1975年(1976年出版)第197-206页，“用于氮氧化合物还原的锡(Ⅳ)氧化物-铬(Ⅲ)氧化物催化剂的配制和活化”;也见《催化剂月刊》，1978年，54期42-51页;《碳氢化合物化学反应处理机械专题论文集》(Proc.Mech Hgdrocarbon React，Symp.)，1975年，311-320页，“乙烯、乙烯氧化物和丙烯使用锡(Ⅳ)氧化物-铬(Ⅲ)氧化物催化剂的催化氧化”。另外提出的、特别用于氧化氮的催化还原的组合物包括SnO2-V2O5，在日本公开的专利申请74-126561号上;Ti和一种或多种Nb、Fe、W、V、Ni、Co、Cu、Cr、U、Sn的混合氧化，见DE-A-2458888;还有SnO2-CeO2，见已公开的日本专利申请74-77881号。已公开的日本专利申请75-108169和苏联专利736，997都披露了一种配制SnO2-Cr2O3催化剂的方法，这种方法是用CrO3就地氧化SnCl2，但迄今为止，还不知道有人进行过由锡(Ⅳ)氧化物和铬(Ⅵ)氧化物组成的催化剂系统即SnO2-CrO3系统方面的研究。最后，在GB-A-1，476，347中披露了一种用于催化氧化并排除含铵气体中的铵的催化剂配方，这种催化剂由一个复杂的分子式为CrxAyOz的氧化物混合物组成，在此，A尤其可以是Sn，X从4到12，Y从0.2到8，Z从6.2到42，此催化剂是通过铬及铬化合物，尤其是铬的脱水物与锡化合物即SnCl4的反应，然后通过煅烧使该反应产品成为氧化形式而配制的。一种如此煅烧过的氧化物的分子式为CrSn3O19.5。根据本专利技术，专利技术了一种催化剂具有两路催化性能，即在一氧化碳的催化氧化和碳氢化合物的催化氧化中可以和商品化的铂基本系统的催化活性相比较，而且在某些条件下完全相同。这种催化剂在氮氧化物的催化还原方面也显示出某些活性，因而在处理机动车排放的废气和其它包含氮氧化物以及一氧化碳和/或未燃碳氢化合物的过程中，它有可能作为3路催化剂使用。本专利技术的这种有效的催化剂组合物是锡(Ⅳ)-铬(Ⅵ)氧化物的组合物，它是通过用铬(Ⅵ)氧化物浸渍锡(Ⅵ)氧化物SnO2，例如用铬酸浸渍并在200℃到500℃的温度之间(最好在300°-400℃之间)煅烧此生成的产物而得到的。通常这种催化剂的组合物将被扩散在一个大表面积的催化剂载体材料(例如氧化铝)上，尽管可用作大表面积催化剂载体材料的范围很宽，如沸石和其它分子筛都可能在本专利技术中用作催化剂载体材料。其它合适的载体材料还包括二氧化硅、氧化镁和二氧化钛。特别可取的载体材料是那些由氧化铝或其它涂渍在单块陶瓷或金属基片上的高熔点金属氧化物构成的。这种催化剂载体材料是已知的和商品化的，如其商品名称为堇青石。用于将锡(Ⅳ)氧化物和铬(Ⅵ)氧化物扩散到载体上的技术有多种。一种方便的并且目前采用的技术是用水或有机介质中的SnO2悬浮液浸渍载体，接下来干燥载体使锡氧化物沉淀其上;然后将含载体的锡(Ⅳ)氧化物用铬(Ⅵ)氧化物水溶液(铬酸)浸渍，再次干燥此浸渍过的载体使铬(Ⅵ)氧化物沉淀其上后煅烧之。另一种可替换的处理过程是用SnCl4浸渍载体就地形成锡(Ⅳ)氧化物，接着首先用水冲洗被浸渍的载体形成一种不稳定的含水的锡(Ⅳ)氧化物沉淀SnO2·H2O·Cl-，其次用铵的水溶液刷洗形成一种稳定的含水的氧化物沉淀物SnO2·H2O。在某些情况下，根据催化剂的最终用途，本专利技术的催化剂组合物可以简单地由浸渍过CrO3的锡氧化物的颗粒或粉末构成，例如用铬酸浸渍，然后干燥和煅烧。过去或现在配制本专利技术催化剂中，锡(Ⅳ)氧化物和铬(Ⅵ)氧化物的相对量都不是一个窄小临界值，其范围可从1份锡(以锡(Ⅳ)氧化物计算)比99份铬(以铬(Ⅵ)氧化物计算)，均以重量单位计算，到99份锡比1份铬，计算单位同上。然而优选范围是从40到90份锡，更可取的是60到75，对应60到10份铬，更可取的是40到25，计算单位同上。换一种方法表示是，Sn∶Cr的重量比(以SnO2∶CrO3计算)，比较好的是2∶3到9∶1，最好是3∶2到3∶1。铬的浓缩度可以通过调节用来浸渍锡(Ⅳ)氧化物的铬酸溶液的克分子浓度容易地控制。这种催化剂被沉淀在大表面积载体上，即总表面积在1.5m2/dm3到2.5m2/dm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对机动车辆排放废气和其它废气中的一氧化碳和未燃碳氢化合物的催化氧化有效的催化剂组合物，其组成的产品通过用铬（ＶＩ）氧化物（ＣｒＯ↓［３］）浸渍锡（ＩＶ）氧化物和燃烧此被浸渍过的成分获得。

【技术特征摘要】
GB 1986-8-8 86194561.一种对机动车辆排放废气和其它废气中的一氧化碳和未燃碳氢化合物的催化氧化有效的催化剂组合物，其组成的产品通过用铬(VI)氧化物(CrO3)浸渍锡(IV)氧化物和燃烧此被浸渍过的成分获得。2.根据权利要求1的组合物，其中锡∶铬重量比率(按SnO2∶CrO3计算)在1∶99到99∶1的范围内。3.根据权利要求2的组合物，其中所说的重量比在2∶3到9∶1的范围之内。4.根据权利要求2的组合物，其中所说的重量比在3∶2到3∶1的范围之内。5.根据权利要求1-4的任何一个组合物，其中所说的产品通过用含水的铬酸处理锡(Ⅳ)氧化物，并干燥此处理过的锡(Ⅳ)氧化物后进行锻烧而获得。6.根据权利要求1-4的任何一个的组合物，其中所说的产品通过用含水铬酸处理含水的锡(Ⅳ)氧化物液胶，并且干燥此处理过的液胶后进行锻烧而获得的。7.根据权利要求1的组合物，其中所说的产品被扩散到一个大表面积的载体上。8.根据权利要求7的组合物，其中所说的载体是氧化铝或包含氧化铝。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普桥夫里哈里森，彼德约翰弗里德里克哈里斯，
申请(专利权)人：TI服务有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]