本发明专利技术涉及用于联合处理在待净化的气体，特别地由内燃机产生的废气中包含的NOx类型的氧化性污染性物种和烃HC或者CO类型的还原性污染性物种的电催化体系，所述体系包括：-用于还原NOx类型的污染性物种的催化剂A，-用于氧化烃HC类型和CO污染性物类的催化剂B，和-通过氧化物离子的离子和电子导电性化合物E，所述催化剂A和B与化合物E接触，所述化合物E由对应于以下摩尔组成的离子和电子导电性化合物组成：Ce1-y-zO2-xMyNz，其中:-Ce是铈，-M是选自Gd、Y、Sc、Sm、La、Pr、Nd、Er或Tb的元素，-y为0.01-0.4，-?????N是具有数个化合价的元素，其选自：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni或Cu，-z低于0.4，-x大于0.05。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学催化剂体系本专利技术涉及用于净化载有基本上为NOx和C0/HC类型的气态污染物的气体的领域。更特别地，本专利技术涉及用于处理来自柴油或者汽油发动机的废气的催化体系，其使得可以通过还原所述NOx类型的物类和通过氧化烃HC和/或CO除去所述污染性物类。与受污染气体，尤其在汽油或者柴油发动机交通工具的排气管道的出口的受污染气体的净化有关的技术和问题在本领域中是熟知的。传统的三元催化剂使得可以联合处理的N0x、C0和HC污染物并使它们转化为中性的和在化学上无害的气体，如N2、C02和H20。然而，该体系的很好效率仅仅通过连续地调节空气-燃料混合物的富集度获得。因此已知的是，相对于该混合物的化学计量的最轻微偏差引起污染物排放的强烈提高。为了解决该问题，已经提出，当该混合物是贫乏的(即，燃料是亚化学计量的，换句话说，氧是超化学计量的)时在催化剂中引入可以临时固定NOx的材料(在本领域中通常被称为NOx阱)。然而，这种体系的主要缺点是只能以过消耗燃料为代价可以获得NOx化合物的减少。特别地，使俘获在催化剂上的NOx化合物解吸和使它们催化还原以产生气态氮N2只能在还原催化剂上存在足够量的还原性物类(呈烃或者一氧化碳CO或者气态氢H2形式)时获得。气态氢本身可以通过烃HC和蒸汽或者在CO和水蒸汽之间的催化反应获得。根据一种不同的方法，专利US6878354描述了用于通过电化学途径氧化HC和CO和还原NOx化合物的催化剂组合。这种体系看起来是有利的，这是由于它们允许在还原催化剂A和氧化催化剂B两种催化剂(它们同时通过电子导体C和离子导体D彼此连接)之间的电化学反应。根据该公开物，这种体系特别地使得可以提高污染性物类，特别地在使用贫燃料混合物(m6lange pauvre)运行的发动机中的污染性物类的催化转化。然而,为了是有效的,这种体系要求使用吸附NOx的物质和吸附HC烃的物质。根据在该专利中描述的第一实施方案，将催化剂A和B作为与离子导体D的混合物沉积在金属载体上。金属载体提供为了该电化学体系的优良运行所需的电子。然而，在机动车辆发动机，特别地柴油发动机的排气管道中使用这种载体是有问题的，主要因为它的低耐氧化性和它的中等耐化学性。此外，这类金属载体具有显示出低的与催化剂的化学和测膨胀相容性的主要缺点，根据US 6 878 354提供的教导，其而且必须包括以下类型的NOx或者HC阱:氧化钡、沸石或者其它混合氧化物，其还具有低的与金属载体的化学相容性。根据在US 6878354中描述的第二实施方案，作为混合物将四种组分A、B、C和D引入在由堇青石组成的不导电陶瓷载体上。这种体系的有效性这时强烈取决于催化剂A和B和电子导体C和离子导体D的沉积条件。这是因为获得的性质高度地取决于对应于不同组分的不同相在使用的载体上的分散，为了该电化学体系的令人满意的运行，在该四要素之间的连接是必须的。最后，由于电化学体系由尺寸小的彼此之间随机定位的颗粒组成，它的有效性必然受到以下限制:一方面在颗粒之间的连接，在另一方面为了该电化学催化剂体系的令人满意的运行可获得的少量的电解质(电子和/或离子)。最近，基于这些相同的原理，在由本申请人公司提交的申请W02007/116194中已经描述了用于气体净化的结构，特别地颗粒过滤器，其中所述结构的多孔壁的组成材料在所描述的电催化体系中用作为电子导体C和/或作为离子导体D。目前，然而这样的简单催化体系还不是已知的，其允许使NOx基本转化为N2，甚至在氧化性气氛中，即在过量氧存在时也如此。本专利技术的目的之一是:通过特别地允许转化基本量的NOx物类来克服这种缺陷(包括在低于500°C的温度下，无论待净化的气体混合物的化学组成怎样)，特别地，甚至当待净化的气态介质，特别地由内燃机产生的废气的空气/燃料比是贫乏时。更特别地，本专利技术的目的是提供适合于使载有HC和/或CO类型的气态污染物和NOx类型污染物的气体净化并且将它们联合并且同时地转化为中性和化学无害的气体(如N2XO2和H2O)的电催化体系，所述体系可以在任何气氛:氧化性、中性或者还原性气氛下运行。这种催化体系例如应用在用于过滤由汽油或者柴油发动机产生的载有气态污染物和特别地固体颗粒的废气的结构中，这是由于它可以在任何的空气/燃料混合物的富集度下运行。根据第一方面，本发 明涉及用于联合处理在待净化的气体，特别地由内燃机产生的废气中包含的NOx类型的氧化性污染性物类和烃HC或者CO类型的还原性污染性物类的电催化体系，所述体系包括: -用于还原NOx类型的污染性物类的催化剂A， -用于氧化烃HC类型污染性物类和CO的催化剂B， -通过氧化物离子的电子和离子传导性化合物E， 所述催化剂A和B与化合物E接触， 所述化合物E由对应于以下摩尔配方的离子和电子导电性氧化物(oxyde conducteurionique et electronique)组成: Ce1-y-z02-xMyNz, 其中: -Ce是铺， -M 是选自 Gd、Y、Sc、Sm、La、Pr、Nd、Er 或 Tb 的元素，-y 为 0.01-0.4， -N是具有数个化合价的元素，其选自:T1、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni或Cu， -z低于0.4, -X 大于 0.05。用于还原反应的催化剂A选自在本领域中由于它们的活性，优选地它们对于使NOx还原的反应的选择性而熟知的催化剂。它们可以特别地选自包含被浸溃在具有高比表面积的粉末(例如氧化铝)的表面上的贵金属的化合物。这些金属优选地是Rh、Cu或者Ni。用于烃的氧化反应的催化剂B选自在本领域中由于它们的活性，优选地它们对于烃的氧化反应的选择性而熟知的催化剂。特别地，根据本专利技术可以使用在石油化学和精炼领域中使用的重整和蒸汽重整催化剂。这些特别地是基于Pt、Pd、Ag、Fe、Co或者Au的催化剂。根据本专利技术的优选但是非限制性实施方案:-1为大约0.1至大约0.3和z=0。在这种情况下，离子和电子导电性氧化物对应于式Cei_y_A_xMy，其中y为大约0.1-大约0.3。例如，离子和电子导电性氧化物对应于式Cei_y02_xGdy，其中y为大约0.1_大约0.3。- z大于0，优选地为0.01至0.2。在这种情况下，例如，离子和电子导电性氧化物对应于式Cei_y_z02_xYyTiz，y为大约0.1-大约0.3和Z为0.01-0.1。- X 为 0.1-0.4，优选地为 0.1-0.3。-该化合物E包含氧空穴(lacunes en oxygSne)和该晶格的Ce4+阳离子的一部分被转化为Ce3+阳离子。根据本专利技术，Ce3+离子的比例优选地为25-75%，特别地40-70%ο措辞Ce3+阳离子的比例〃理解为如根据Ce3YCe4+比率进行计算的三价阳离子的比例。用于通过测量磁化率来确定这种比率的方法是熟知的并且例如描述在公开物Catalysis Tbt/ajs vol.54,第 93-100 页(1999)〃 中。-离子和电子导电性氧化物显示出0.5-100m2/g，优选地l_30m2/g的比表面积。-化合物E的电子电阻率在400°C低于20Ohms, cm和化合物E的离子电导率在40CTC为 1-104 Siemens/cm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】2010.06.16 FR 10547781.用于联合处理在待净化的气体，特别地由内燃机产生的废气中包含的NOx类型的氧化性污染性物类和烃HC或者CO类型的还原性污染性物类的电催化体系，所述体系包括: -用于还原NOx类型的污染性物类的催化剂A， -用于氧化烃HC和CO类型污染性物类的催化剂B， -通过氧化物离子的离子和电子导电性化合物E， 所述催化剂A和B与化合物E接触，所述化合物E由离子和电子导电性氧化物组成，所述化合物E的电子电阻率在400°C低于20 Ohms, cm和离子电导率在400°C为1-10_4Siemens/cm,所述化合物E对应于以下摩尔组成: Ce1-y-z 02-xMyNz, 其中: _ Ce是铺， -M 是选自 Gd、Y、Sc、Sm、La、Pr、Nd、Er 或 Tb 的元素，-y 为 0.01-0.4， -N是具有数个化合价的元素，其选自:T1、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni或Cu， -z低于0.4, -X 大于 0.05。2.根据权利要求1的电催化体系，其中y为0.1至0.3，和其中z=0。3.根据前述权利要求任一项的电催化体系，其中离子和电子导电性氧化物对应于式Ce 卜 y02_xGdy。4.根据权利要求1的电催化体系，其中z大于0，优选地为0.01至0.2。...
【专利技术属性】
技术研发人员：A普兰西瓦勒，P韦尔努，A阿德雅尔，C吉扎尔，
申请(专利权)人：欧洲技术研究圣戈班中心，法国国家科学研究中心，里昂第一克劳德伯纳德大学，
类型：
国别省市：
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