抗老化铑-沸石催化剂制造技术

本发明专利技术涉及包括多孔载体材料和铑的催化组成物，其中所述铑实质上位于所述多孔载体材料的孔中。本发明专利技术还涉及用于制备根据本发明专利技术的包含铑的催化组成物的方法、所述催化组成物用作NOx还原催化剂及储烃物的用途、和包含根据本发明专利技术的催化组成物的催化剂构件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗老化铑-沸石催化剂本专利技术涉及包括多孔载体材料和铑的催化组成物，其中铑实质上位于多孔载体材 料的孔中。本专利技术还涉及用于制备根据本专利技术的催化组成物的方法、该催化组成物作为N0X 还原催化剂和储烃物的用途、及包含根据本专利技术的催化组成物的催化剂构件。三效催化剂已很长时间用于清除汽油发动机的废气。它们大多数包含钼、铑和具 有储氧功能的金属氧化物如氧化铈。钼负责氧化反应，因而负责将一氧化碳(C0)和烃(HC) 氧化为C02和H20。铑负责将氮氧化物(N0x)还原为氮气(N2)。三效催化剂通常对在' =1附近波动的废气组成物起作用。这意味着，理想地，在 废气中有完全一样多的氧化(N0X，02)和还原(C0，HC)气体。由于这不能总是得以精确地 保证，氧化铈提供储氧容量(0SC)，其在氧化条件下(Ce02形式)装载氧并可在还原条件下 (Ce203形式)再次释放氧。装载用于前述应用的贵金属的载体催化剂通常借助于多级方法制备。例如，在第 一步骤中，载体材料用所需要的贵金属的贵金属盐溶液浸溃。在随后的步骤从载体材料去 除溶剂之后，在另一步骤中煅烧载体材料，其中贵金属通过热处理可转化为氧化物形式。在 许多情形下，氧化物形式已经是催化活性种，因此催化剂可以该形式进行使用。此外，可能 在另一步骤中例如借助于氢、一氧化碳或湿化学还原剂将氧化物形式转化为氧化态为0的 高度分散的贵金属，其也可用作催化活性种。已知的载体贵金属催化剂在暴露于强热负荷下时失去相当量的活性。催化剂的活 性与金属分散直接相关。由于热应力，金属颗粒烧结在催化剂载体的表面上，越大，形成的 活性簇越少。载体金属催化剂的活性通常取决于金属颗粒的大小。该所谓的热老化过程的 速度取决于使用催化剂时的温度水平。确切地说，随着工作温度增加，老化过程的速度也增 力口，这由载体材料表面上的金属颗粒在较高温度下的流动性增加并伴随烧结增加而引起。 这是不合需要的。DE 10 2007 003 533 A1公开了一种包括多孔载体材料和沸石材料的催化剂，其内表面上装载金属颗粒，其中载体材料实质上无金属颗粒。金属颗粒由沸石材料承载及沸 石材料由多孔载体承载，因此这是一个双载体系统。首先，在此的制备很费力，其次，该系统 的制造成本更昂贵，因为需要另外的构件和另外的方法步骤。因此，本专利技术的目标在于提供金属催化剂，尤其是在高温应用中使用的铑催化剂， 其展现相当低的热老化趋势因而在长使用寿命期间保持其催化活性几乎不变。此外，其制 备简单且有成本效益。该目标由包括多孔载体材料和铑的催化组成物实现，其中铑实质上位于多孔载体 材料的孔中。该目标还由用于制备如下所述的催化组成物的方法实现，包括步骤a)用亚硫酸铑溶液浸溃多孔载体材料；b)煅烧浸溃后的多孔载体材料。令人惊讶地发现，包括多孔载体材料和铑的催化组成物在高温下使用之后保持其 催化活性几乎不变，其中铑实质上位于多孔载体材料的孔中，而本领域已知的相应载体金属催化剂通常由于金属颗粒烧结已失去了相当量的活性。根据本专利技术的催化组成物相较于 本领域已知的载体金属催化剂具有明显增加的热稳定性。根据本专利技术的催化组成物尤其在高温应用中展现所指出的优点，而相应的传统载 体金属催化剂在其中趋于更快的热老化，这是由于因主导高温引起金属颗粒的高移动性及 颗粒的联合聚集从而形成更大的单元。例如这是废气处理的情形，特别是三效催化剂(TWC) 中。在本专利技术的实施例中，优选上面指出的多孔载体材料为开孔载体材料。开孔载体 材料优选为无机开孔载体材料。进一步优选开孔载体材料为具有单峰或多峰孔分布的载体材料。根据本专利技术的另一实施例，上面指出的载体材料优选包括选自下组的材料钛氧 化物，、-、0 -或A -铝氧化物，铈氧化物，硅氧化物，锌氧化物，镁氧化物，硅铝氧化物，硅 碳化物，及镁硅酸盐或两种以上上面指出的材料的混合物。此外，优选载体材料由上面指出 的材料之一或其混合物组成。根据本专利技术的另一实施例,优选上面指出的载体材料为沸石材料。在本说明书中，根据国际矿物学协会(International Mineralogical Association) (D. S. Coombs 等,Can. Mineralogist, 35, 1997, 1571)的定义，沸石材料意为 具有由连在一起的四面体构架表征的结构的结晶物质。每一四面体由包围中央原子的四个 氧原子组成，其中该构架包含通道和笼形式的开口空腔，其通常由水分子和经常可交换的 构架外阳离子占用。材料的通道足够大以使能使用外来化合物。在含水材料中，脱水主要 在低于约400°C的温度下发生且多半可逆。催化组成物中包含的沸石材料可以是沸石也可以是与沸石类似的材料，例如硅酸 盐，铝硅酸盐，铝磷酸盐，硅铝磷酸盐，金属铝磷酸盐，金属铝磷硅酸盐，镓铝硅酸盐，镓硅酸 盐，硼铝硅酸盐，硼硅酸盐或钛硅酸盐，其中特别优选铝硅酸盐和钛硅酸盐。根据国际矿物学协会(D.S. Coombs 等,Can. Mineralogist, 35, 1997, 1571)的定 义，术语“铝硅酸盐”意为具有通式Mn+ H2O的空间网络结构的结晶物质， 其由3104/2和八104/2四面体组成，通过共同氧原子连接以形成规则的三维网络。根据所谓的 “Lüwcnsícin规则”，Si/Al=y/x的原子比总是大于或等于1，这阻止两个相邻的带负电荷的 AlO472四面体彼此接连出现。尽管在低Si/Al原子比下更多的交换点可用于金属，但沸石逐 渐变得更加热不稳定。在本说明书中，上面指出的沸石材料可以碱形式使用如Na和/或K形式，及可以 碱土形式、铵形式或H形式使用。此外，沸石材料也可能表示混合形式，如碱/碱土混合形 式。沸石优选具有从5到300的SiO2Al2O3模量，10-200更好，15-100最好。沸石材料优选可对应于下述结构类型之一 ABW，ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AF0, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AffO, A ffff, BCT, BEA, BEC, BIK, BOG, BPH, BRE, CAN, CAS, CD0, CFI, CGF, CGS, CHA, CHI, CL0, CON, CZP，DA C, DDR, DF0, DFT, D0H, DON, EAB, EDI, EMT, EON, EPI, ERI, ESV, ETR, EU0, EZT, FAR, FAU, FER, FRA ，GIS, GIU, GME, G0N, G00, HEU, IFR, IHW, ISV, ITE, I TH, ITff, IffR, IffV, Iffff, JBff, KFI, LAU, LEV, HO, LIT, LOS, L0V, LTA, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP，MER, MFI, MFS, MON, MOR, M0Z, MSE, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MWW, NAB, NAT, NES, NON,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·蒂斯勒，F·克洛斯，M·哈特，
申请(专利权)人：南方化学股份公司，
类型：发明
国别省市：