Спосіб розкладання n2o, каталізатор для розкладання n2o та спосіб його одержання

1. Спосіб каталітичного розкладення N2O в газі, який містить N2O, в присутності каталізатора, який відрізняється тим, що каталізатор включає цеоліт, на який нанесено перший метал, вибраний з групи благородних металів, що складається з рутенію, родію, срібла, ренію, осмію, іридію, платини та золота, і другий метал, вибраний з групи перехідних металів, що складається з ванадію, хрому, марганцю, заліза, кобальту, нікелю та міді, і де нанесення на цеоліт металів проведено шляхом нанесення на цеоліт спочатку благородного металу, а потім перехідного металу, причому цеоліт вибраний з групи, що складається з FER, СНА та ВЕА. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на цеоліт нанесено перший метал за допомогою іонного обміну. 3. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що перший метал вибраний з групи, яка складається з рутенію, родію, осмію та іридію. 4. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що другий метал вибраний з групи, яка складається із заліза, кобальту та нікелю. 5. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що цеоліт, на який нанесено метали, вибраний з групи, яка складається з FeRh-FER, Fe-lr-FER, Fe-Ru-FER, Fe-Ru-MOR, Co 2 (19) 1 3 89373 4 14. Каталізатор, який може бути одержаний у відгрупи, яка складається з рутенію, родію, осмію та повідності до способу за будь-яким з пп. 10-13, іридію. причому цеоліт вибраний з групи, що складається 18. Каталізатор за будь-яким з пп. 14-17, який відз FER, СНА та ВЕА. різняється тим, що каталізатор включає цеоліт на 15. Каталізатор за п. 14, який відрізняється тим, базі Si і Аl, де 2-50 % Аl координовано з першим що цеоліт містить 0,00001-4 мас. % першого метаметалом. лу і 0,1-10 мас. % другого металу. 19. Каталізатор за будь-яким з пп. 14-18, який від16. Каталізатор, який відрізняється тим, що різняється тим, що цеоліт містить середню конвключає цеоліт, причому на цеоліт нанесено перцентрацію першого металу, і де будь-яка локальна ший метал, вибраний з групи благородних метаконцентрація першого металу може мати відхилів, що складається з рутенію, родію, срібла, релення концентрації не більше 50% в порівнянні з нію, осмію, іридію, платини та золота, і другий середньою концентрацією першого металу. метал, вибраний з групи перехідних металів, що 20. Каталізатор за будь-яким з пп. 14-19, який відскладається з ванадію, хрому, марганцю, заліза, різняється тим, що цеоліт, на який нанесено мекобальту, нікелю та міді, причому цеоліт вибраний тали, вибраний з групи, яка складається з Fe-Rhз групи, що складається з FER, СНА та ВЕА. FER, Fe-lr-FER, Fe-Ru-FER, Co-Rh-FER, Co-lr-FER, 17. Каталізатор за будь-яким з пп. 14-16, який відCo-Ru-FER, Fe-Rh-BEA, Fe-lr-BEA, Fe-Ru-BEA, Coрізняється тим, що перший метал вибраний з Rh-BEA, Co-lr-BEA та Co-Ru-BEA. Винахід стосується способу каталітичного розкладу N2O в газі, який містить N2O. Винахід також стосується каталізатора для такого розкладу, а також одержання такого каталізатора. Оксид азоту (І) або сміховий газ (N2O) значною мірою сприяє тепличному ефекту та має високий потенціал глобального потепління (міра, до якої молекула сприяє тепличному ефекту, відносно молекули СО2). За останні кілька років розроблена політика для зменшення викиду тепличних газів. Ідентифіковані численні суттєві джерела викиду N2O: сільське господарство, промислове виробництво прекурсорів нейлону (адипінова кислота та капролактам), виробництво азотної кислоти та моторні транспортні засоби, обладнані потрійним каталізатором. Для знешкодження сміхового газу можуть бути використані різноманітні каталітичні та некаталітичні техніки. Наприклад, для каталітичного розкладу або перетворення N2O на N2 та О2 відомі різноманітні каталізатори (наприклад, Японська Патентна заявка №Неі-06-154611, в якій описані каталізатори, що базуються на основі з перехідних металів та благородних металів). Однак, реакції з каталізаторами у відповідності до рівня техніки істотною мірою перешкоджає присутність кисню та води, що виникає у топкових газах практично з усіх наведених вище джерелах N2O. Перспективною альтернативою є селективне каталітичне відновлення. З літератури відомі різноманітні каталізатори для перетворення N2O за допомогою відновлювальних агентів, таких як алкени (СnН2n), спирти або аміак. На базі технічних та економічних підстав було б переважним додавання насичених вуглеводнів (СnН2n+2) до вказаних відновлювальних агентів. Конкретно, в цьому контексті перспективними є природний газ (СН4) та зріджений нафтовий газ (суміш С3Н8 та С4Н10). Недоліком способу, в якому використовуються каталізатори, здатні відновлювати N2O за допомогою вуглеводнів, є те, що мають бути введені в дію додаткові потужності для вуглеводнів та може відбуватися викидання вуглеводнів та/або CO. З точ ки зору навколишнього середовища для уникнення викиду вуглеводнів часто використовується додатковий каталізатор. WO2004009220 описує каталітичне відновлення NOx, але таке розкриття не забезпечує способу для каталітичного розкладу N2O. Недоліком багатьох відомих каталізаторів для розкладу N2O є те, що вказані каталізатори часто є нестабільними та/або дезактивуються в присутності газів, таких як ΝΟx (NO, ΝΟ2, Ν2Ο3 (x=3/2), і т. д.), О2 та Н2О. Однак, вказані гази практично завжди присутні в практичних ситуаціях, таких як для розкладення Ν2Ο з димових газів. Ціллю винаходу, таким чином, є забезпечення способу для каталітичного розкладу Ν2Ο, в якому згадані вище недоліки повністю або частково усунені. Крім того, ціллю винаходу є забезпечення каталізатора для застосування в цьому способі, а також спосіб одержання такого каталізатора. Несподівано було виявлено, що каталізатори у відповідності до винаходу дають ефективне перетворення Ν2Ο, навіть при низьких температурах, вони є стабільними в ході реакції розкладу (Ν2Ο на Ν2 та О2), а також дають ефективне перетворення і мають добру стабільність у випадках, коли в газі, що містить Ν2Ο, також присутні інші гази (такі як NO, ΝO2, Ν2Ο3, і т. д., O2 та Н2O), крім того, до газу, що містить Ν2O, переважно не потрібно додавати вуглеводень. Таким чином, вказані каталізатори є винятково придатними для розкладу Ν2O. Винахід стосується способу каталітичного розкладу Ν2O в газі, що містить Ν2O, в присутності каталізатора, де каталізатор включає цеоліт, спершу навантажений першим металом, вибраним з групи благородних металів, яка складається з рутенію, родію, срібла, ренію, осмію, іридію, платини та золота, переважно рутенію, родію, осмію та іридію, та з другим металом, вибраним з групи перехідних металів, яка складається з ванадію, хрому, марганцю, заліза, кобальту, нікелю та міді, та де навантаження цеолітів металами здійснюють навантаженням цеоліту спершу благородним металом і потім перехідним металом. 5 89373 6 Винахід також забезпечує спосіб виготовлення містить N2O, або обидва при необхідності нагрівакаталізатора для каталітичного розкладу N2O у ють. газі, що містить N2O, де каталізатор включає цеоГаз, який містить N2O, контактує з каталізатоліт, причому цеоліт спершу навантажений першим ром у відповідності до винаходу, та N2O як мінімум металом, вибраним з групи благородних металів, частково розкладається в реакції розкладу. В ході яка складається з рутенію, родію, срібла, ренію, реакції можливо, при необхідності, температуру осмію, іридію, платини та золота, і потім навантапідвищують до рівня, при якому може мати місце жений другим металом, вибраним з групи перехідрозкладу (повне або часткове) N2O; однак, газ, них металів, яка складається з ванадію, хрому, який містить N2O може, як топковий газ, вже мати марганцю, заліза, кобальту, нікелю та міді. бажану температуру або бути охолодженим до Додатково винахід також забезпечує каталізабажаної температури. Камера являє собою, натор, який може бути одержаний у відповідності до приклад, реактор (камеру), реакційну трубку або цього способу та, наприклад, містить 0,00001-4% будь-який інший простір, де N2О-вмісний газ може (мас.) першого металу та 0,1-10% (мас.) другого бути приведений в контакт з каталізатором за виметалу, а також застосування вказаного каталізанаходом, як відомо спеціалістам в даній галузі. тора для розкладу N2O. Переважно, камера являє собою реактор, спроекГаз, який містить Ν2Ο, може, наприклад, являтований для розкладу N2O, як відомо спеціалісту в ти собою топкові гази для синтезу азотної кислоти даній галузі. або, наприклад, топковий газ, який вивільняється в В описі винаходу NOx визначається як оксиди ході виробництва прекурсорів нейлону. Газ також азоту, де x більше або дорівнює 1, такі як NO, ΝO2, може містити кисень та/або воду. На протилежΝ2Ο3, і т. д. Таким чином, Ν2O, сміховий газ, не ність більшості каталізаторів з рівня техніки, катавважається таким, що охоплюється даним термілізатор у відповідності до винаходу не втрачає або ном. NO звичайно знаходиться в рівновазі з іншинезначною мірою втрачає активність в присутності ми оксидами азоту, де x більше 1. Виявлено, що кисню, води або обох цих компонентів. Це особликаталізатор у відповідності до винаходу є винятково стосується випадків, коли вода присутня в кільво придатним для розкладу Ν2O з газу, який міскості приблизно до 5-10% (об./об.) (відсоток по тить Ν2O, без порушення стабільності внаслідок об'єму; відсоток пооб'єму стосується об'єму газу, можливої присутності NO, ΝO2, і т. д. (ΝΟx). Таким який містить Ν2Ο, в тому числі присутній будь-який чином, в одному варіанті винахід також забезпечує ΝΟx, Ο2 та Н2О). Може бути присутнім до приблизспосіб, в якому газ, який містить Ν2O також містить но 20%, наприклад, 0,5-20% (об./об.) кисню, наΝΟx, де x дорівнює або є більшим за 1, наприклад, приклад, ΝΟx також може бути присутній, наприx=1, 3/2, 2, і т. д. Звичайно, газ також містити комклад, в кількості від приблизно 10 проміле - 5% бінації таких ΝΟχ сполук. Таким чином, в одному NОх, наприклад 10 проміле - 1% (об./об.) ΝΟx. Таваріанті N2O-вмісний газ містить як мінімум Ν2O і ким чином, в одному варіанті винахід забезпечує ΝΟχ. спосіб, в якому газ, що містить Ν2Ο, також містить Конкретно, даний винахід забезпечує розклад кисень та/або воду, а також спосіб, в якому газ, що Ν2O, де газ, який містить Ν2O, істотною мірою не містить Ν2Ο, також містить один або більше газів, містить ніякого вуглеводню. Газ, який містить Ν2O, вибраних з групи, що складається з кисню, води та переважно містить менше 200 проміле, більш пеΝΟx (наприклад, всі три гази присутні разом з реважно менше 50 проміле, навіть більш переваΝ2Ο). Таким чином, в контексті винаходу газ, який жно менше 20 проміле вуглеводню, на базі загамістить Ν2Ο, означає, що газ в будь-якому випадку льної кількості газу, який містить Ν2Ο, або, включає Ν2Ο і додатково може містити інші гази, наприклад, менше 5% (об./об.), переважно менше такі як Ν2, ΝΟx, Η2Ο, Ο2 і т. д. Вказаний газ (або 3% (об./об.), більш переважно менше 1% (об./об.) суміш газів) може, як це відомо спеціалістам в давуглеводню, на базі кількості Ν2O в газі, який місній галузі, бути приведений в контакт з каталізатотить Ν2O. Більш конкретно, газ істотною мірою не ром. "Розклад Ν2Ο в газі, який містить Ν2Ο" ознамістить СnН2n+2 (де η переважно вибраний з 1-4, чає, що Ν2Ο, який присутній в газі, і в будь-якому включаючи всі ізомери). випадку є частково розкладається (за допомогою Умови процесу для способу каталітичного розкаталізатора у відповідності до винаходу) з утвокладу Ν2O в газі, який містить Ν2O, будуть залежаренням Ν2 та О2. ти від застосування. Спеціалісти в даній галузі Більш конкретно, винахід забезпечує спосіб загалом будуть вибирати об'єм каталізатора, швикаталітичного розкладу Ν2Ο в газі, який містить дкість газу, температуру, тиск і т. д., таким чином, Ν2Ο, в тому числі: щоб досягти найкращих результатів. Добрі резульЗабезпечення каталізатора, де каталізатор тати досягаються, наприклад, при вмісті Ν2O привключає цеоліт, навантажений першим металом, близно 100 проміле або більше, наприклад, привибраним з групи, яка складається з рутенію, роблизно 100-100 000 проміле газу, який містить дію, срібла, ренію, осмію, іридію, платини та золоN2O. За практичних умов кількість N2O в цілому та, та навантажений другим металом, вибраним з буде знаходитися в інтервалі від приблизно 100 до групи перехідних металів, яка складається з вана3000 проміле газу, який містить N2O. Газ, який місдію, хрому, марганцю, заліза, кобальту, нікелю та тить N2O переважно подається з об'ємною швидкіміді; стю газу (ОШГГ; об'ємна швидкість газу за годину, Забезпечення газу, який містить N2O, і подаGHSV) приблизно 200-200000год-1, переважно вання газу, який містить N2O, крізь камеру, яка 1000-100000год-1, де вказане значення стосується містить каталізатор, причому камера, газ, який використаного об'єму каталізатора. Тиск газу, який містить N2O, буде залежати від застосування і мо 7 89373 8 же знаходитися, наприклад, в інтервалі приблизно 60, переважно 2,5-30. Наприклад, одержані добрі 1-50бар (бар атмосфери: бар), переважно приблирезультати, якщо цеоліт вибраний з групи, яка зно в інтервалі 1-25бар. Спосіб може бути викорискладається з FAU, FER, СНА, MOR, MFI, ΒΕΑ, станий при відносно низьких температурах. ПереΕΜΤ, CON BOG і ITQ-7. В переважному втіленні творення N2O здійснюється при температурі від винахід спосіб, в якому цеоліт вибраний з групи, приблизно 300°С. Практично повне перетворення яка складається з FER, СНА, MOR і ΒΕΑ. Особлиможе мати місце вже приблизно при 375°С, в заво переважними є FER, СНА і ΒΕΑ і навіть більш лежності від умов, таких як, наприклад, об'ємна переважними є FER і ΒΕΑ. Особливо ΒΕΑ демоншвидкість газу, об'єм і навантаження каталізатора струє несподівано високу стабільність в способі і т. д. Переважно використовується спосіб, за яким розкладу Ν2Ο за винаходом. температура реакції знаходиться між 300°С і Частина іонів каркасного цеоліту може бути 600°С, більш переважно між 350°С і 500°С, і навіть заміщена іншими іонами, такими як Fe, Ті і т. д., як більш переважно між приблизно 375 і 475°С. Ще в відомо спеціалісту в даній галузі. Наприклад, приодному варіанті температура реакції знаходиться близно до 5моль% Si або АІ можуть бути заміщені в інтервалі від приблизно 300°С до 450°С, більш Fe або Ті або іншими іонами, такими як Ga або Ge, переважно, в інтервалі від приблизно 350°С і або комбінації двох або більше таких іонів. На таке 425°С, і навіть більш переважно нижче 400°С, і заміщення каркасних іонів може впливати заміГаз, який містить N2O, подається із значеннями щення частини "каркасних іонів" у вихідних матеоб'ємної швидкості газу (ОШГГ; об'ємна швидкість ріалах Fe або Ті (або іншими іонами), як відомо газу за годину) приблизно 200-20000год-1, переваспеціалісту в даній галузі. За бажанням, цеоліт жно 1000-15000год-1, навіть більш переважно приможе бути підданий обробці паром після синтезу близно 6000-10000год-1, де вказане значення стоцеоліту або після наступного навантаження персується використаного об'єму каталізатора. шим і другим металом, таким чином, що частина Спосіб у відповідності до винаходу може бути цього каркасного металу може ставати доступним використаний, серед іншого, для каталітичного в порах як каталітично активні місця. У такий сповідновлення N2O, який викидається, наприклад, сіб, Co-Rh-BEA або Ni-Ru-MFI, які містять Fe як генераторами енергії для невідкладних ситуацій, каркасний іон, можуть, наприклад, бути перетводвигунами внутрішнього згоряння, які працюють на рені на Fe,Co-Rh-BEA або Fe,Ni-Ru-MFI, відповідгазі, установками для виробництва азотної кислоно. ти; N2O, який викидається в ході виробництва капВ іншому переважному варіанті використовуролактаму, під час спалення вугілля у псевдозріються такі цеоліти, як FER, СНА і MFI (ZSM-5), які дженому шарі, і т. д. Таким чином, винахід також мають відносно невеликі канали і не містять надзабезпечує застосування каталізатора у відповідмірно великих кілець, таких як 12-членні кільця. ності до винаходу, наприклад, для каталітичного Цеоліти в даному варіанти можуть містити 4, 5, 6, розкладу N2O. Спосіб у відповідності до винаходу 8 або 10-членні кільця (або їх комбінації). У варіантакож може бути використаний в комбінації з кататі винахід забезпечує спосіб і каталізатор, де друлізатором для видалення NOx, який, наприклад, гий метал являє собою тривалентний метал, такий також викидається під час промислового виробнияк залізо Fe (III), і де цеоліт вибраний з групи, яка цтва азотної кислоти. складається з цеолітів що містять 4, 5, 6, 8 або 10Цеоліти, які використовуються у способі у відчленні кільця (або їх комбінації), але ніякі кільця не повідності до винаходу, являють собою, напримістять більше 10 членів. В іншому варіанті винаклад, наступні, відомі спеціалістам в даній галузі хід забезпечує спосіб і каталізатор, де другий меза їх скороченнями (наприклад, Atlas або цеоліти тал являє собою двохвалентний метал, такий як каркасного типу, Ch. Baerlocher, W.M. Meier, D.H. кобальт Co (II) і де цеоліт вибраний з групи, яка Olson, 2001, Elsevier Science, ISBN: 0-444-50701складається з цеолітів що містять 4, 5, 6, 8, 10 або 9): ABW, ACO, ΑΕΙ, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, 12-членні кільця (або їх комбінації) і де цеоліт місAFO, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, тить як мінімум 10- або 12-членні кільця (або обиAPD, AST, ASV, ATN, ΑΤΟ, ATS, ATT, ATV, AWO, два). AWW, BCT, ΒΕΑ, ВЕС, ВІK, BOG, BPH, BRE, CAN, Існують різні способи одержання каталізатора CAS, CFI, CGF, CGS, СНА, -CHI, -CLO, CON, CZP, у відповідності до винаходу. Цеоліт може бути DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, навантажений з використанням способів, таких як ЕРІ, ERI, ESV, ETR, EUO, FAU, FER, FRA, GIS, відомі спеціалістам в даній галузі, наприклад, з GME, GON, GOO, HEU, IFR, ISV, ITE, ITH, ITW, використанням вологого просочування (об'єм ріIWR, IWW, JBW, KFI, LAU, LEV, LIO, LOS, LOV, дини з [розчиненою] сіллю більше об'єму пор цеоLTA, LTL, LTN, MAZ, MEI, MEL, МЕР, MER, MFI, літу) та просочування об'єму пор ("сухе просочуMFS, MON, MOR, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, вання" або "початкова вологість": об'єм рідини з MWW, NAB, NAT, NES, NON, NPO, OFF, OSI, OSO, [частково розчиненою] сіллю дорівнює об'єму пор -PAR, PAU, PHI, PON, RHO, -RON, RSN, RTE, цеоліту) або шляхом іонного обміну (обмін в рідкій RTH, RUT, RWY, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBS, фазі, де метали, які обмінюються, в будь-якому SBT, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN, SGT, SOD, SSY, випадку як мінімум частково розчинені в рідкій STF, STI, STT, TER, THO, TON, TSC, UEI, UFI, фазі у вигляді іонів [або іонів у складі комплексів]; і UOZ, USI, VET, VFI, VNI, VSV, WEI, -WEN, YUG, де цеоліт перемішують в рідині, яка містить іони, ZON. Комбінації (навантажених) цеолітів також що підлягають обміну, як відомо спеціалістам в можуть бути використані. даній галузі) або з використанням хімічного відПереважно використовуються цеоліти на базі кладення випарів (CVD). Переважно використовукремнію та алюмінію, із співвідношенням Si/AI 2ється спосіб каталітичного розкладу N2O в газі, 9 89373 10 який містить N2O, де цеоліт, який використовуєтьристанням, наприклад, технік ИЧ (IR) і т. д. Таким ся для цієї композиції, навантажений першим мечином, наприклад, інтегральна інтенсивність містталом за допомогою іонного обміну або просоченкової ОН вібрації розтягнення (приблизно ня і наступного навантаження другим металом, та 3600см*1, в залежності від типу цеоліту і темперавикористовується в одержаному вигляді або після тури вимірювання) активованого цеоліту може можливих додаткових стадій, таких як сушіння, бути порівняна з таким же цеолітом, навантажепросіювання та/або кальцинування, нанесення на ним вибраним металом. Вказана інтегральна інтеоснову і т. д., каталітичного розкладу N2O в газі, нсивність корелює з концентрацією алюмінію в який містить N2O. В переважному втіленні викорицеоліті. Як результат обміну з вибраним металом, стовується спосіб, де цеоліт навантажений перінтегральна інтенсивність зменшується та різниця шим металом за допомогою іонного обміну. в інтенсивності (перед/після обміну) являє собою Те ж стосується другого металу. Таким чином, кількість металу, координовану з алюмінієм. переважно використовується спосіб, де цеоліт Після навантаження цеоліту його загалом винавантажений другим металом за допомогою іонсушують. Далі він може бути кальцинований. Заного обміну або просочення; у варіанті використомість кальцинації (нагрівання у повітрі, кисні) також вується спосіб, де цеоліт навантажений другим можливо відновлювати (нагрівання у відновлюваметалом за допомогою іонного обміну. В конкретльній атмосфері) або активувати в інертній атмоному втіленні спосіб каталітичного розкладу N2O в сфері (нагрівання в інертній атмосфері). Такі мегазі, який містить N2O використовується, де цеоліт тодики відомі спеціалістам в даній галузі як "постнавантажений першим металом і другим металом модифікаційні методики". Кальцинацію загалом за допомогою іонного обміну (послідовно). Це дає здійснюють у повітрі, наприклад, при 400-550°С. добрі значення розкладу. Відновлення може здійснюватися з використанням В даному винаході "метал" використовується водню, наприклад, при 300-500°С. Інертна активадля позначення елементу, відомого спеціалістам в ція може здійснюватися з використанням азоту, даній галузі, як метал (наприклад, метали з груп 3аргону, гелію і т. д., наприклад, приблизно при 12 періодичної таблиці елементів (номенклатура 300-550°С. Вказані методики звичайно тривають IUPAC), що використовується у винаході За винакілька годин. ходом перехідні метали являють собою метали з Добрі результати розкладу одержані при викогруп 3-12 періодичної таблиці елементів (номенкристанні способу, де перший метал вибраний з латура IUPAC), також відомих як групи Ib, Ilb-Vllb і групи, яка складається з рутенію, родію, осмію та VIII. "Другий метал" використовується для познаіридію. В іншому варіанті використовується цеоліт, чення перехідних металів, які водночас не являде другий метал вибраний з групи, яка складаєтьють собою благородні метали. Благородні метали ся із заліза, кобальту та нікелю. Переважно, викоявляють собою метали Ru, Rh, Pd, Ag, Re, Os, Ir, ристовується спосіб каталітичного розкладу N2O в Pt та Аu. У винаході використовуються Ru, Rh, Ag, газі, який містить N2O, де перший метал вибраний Re, Os, Ir, Pt і Au, і, переважно, Ru, Rh, Os та Ir з групи, яка складається з рутенію, родію, осмію та (благородні метали груп 8 і 9). В цілому, при наваіридію, і де другий метал вибраний з групи, яка нтаженні цеоліту солі в розчині (іонний обмін), де складається із заліза, кобальту та нікелю. В переметал присутній у формі іонів (звичайно у воді) важному втіленні забезпечується спосіб і каталізаабо розчинів (вологе просочення або просочення тор розкладу N2O, який відрізняється тим, що каоб'єму пор [початкова вологість]), буде використаталізатор включає цеоліт і де цеоліт вибраний з ний метал, присутній як іон в розчині та/або як іон групи, яка складається з FAU, FER, СНА, MOR, у сполуці солі. Оскільки переважно використовуMFI, ΒΕΑ, ЕМТ, CON, BOG і ITQ-7. Переважні пеють іонний обмін (в рідкій фазі) або просочення рші метали вибрані з групи, яка складається з руоб'єму пор, після виготовлення та перед кальцитенію, родію, осмію та іридію. нуванням каталізатор загалом буде включати цеоКонкретні переважні втілення включають споліт, в якому метал присутній у формі іонів (та кособи у відповідності до винаходу і каталізатори у ординаційних сполук з АІ). Після кальцинування відповідності до винаходу, де другий метал являє та/або під час здійснення способу у відповідності собою Fe і цеоліт являє собою FER, або де другий до винаходу деякі з металів у формі іонів можуть метал являє собою Co і цеоліт являє собою MOR. бути перетворені на оксид та/або на метал в місВ іншому переважному варіанті винахід включає цях обміну, наприклад, шляхом групування для спосіб і каталізатор, де другий метал являє собою одержання частинок. Така поведінка цеоліту и обCo і цеоліт являє собою FER, наприклад, Co-Rhмінних металів відома спеціалістам в даній галузі. FER, або, де другий метал являє собою Fe і цеоліт Таким чином, в даному винаході, "метал", також являє собою MOR, наприклад, Fe-Rh-MOR. Таким використовується для позначення іону металу та, чином, винахід також забезпечує спосіб і каталізанаприклад, після навантаження (нанесення метатор, де навантажений металами цеоліт вибраний з лів на) цеоліт, метал також додатково може вклюгрупи, яка складається з Fe-Rh-FER, Fe-lr-FER, Feчати оксид металу або сіль металу (наприклад, Ru-FER, Co-Rh-MOR, Co-lr-MOR, Co-Ru-MOR, Feхлорид, оксихлорид, нітрат, сульфат, і т. д.). Rh-MOR, Fe-lr-MOR, Fe-Ru-MOR, Co-Rh-FER, CoВ одному варіанті використовується спосіб, де lr-FER і Co-Ru-FER. Додаткові переважні каталізацеоліт навантажений першим металом за допомотори являють собою Fe-Rh-BEA, Fe-lr-BEA, Fe-Ruгою іонного обміну. Це може давати цеоліт, де 2BEA, Co-Rh-BEA, Co-lr-BEA і Co-Ru-BEA. 50% АІ координовано з першим металом; більш Каталізатор у відповідності до винаходу перепереважно, приблизно 5-40% АІ координовано з важно включає цеоліт, який містить приблизно першим металом. Це може бути визначено з вико0,00001-4% (мас.) першого металу (0,00001% 11 89373 12 (мас.) становить 10 проміле) і приблизно 0,1-10% родію, осмію та іридію, навіть більш переважними (мас.) другого металу. Більш переважно, цеоліт є Ru, Rh і Ir. В іншому варіанті каталізатор за вимістить приблизно від 0,01 до 0,5% (мас), більш находом може додатково містити інші каталізатопереважно, 0,1-0,5% (мас.) першого металу і прири, наприклад, інші каталізатори придатні для розблизно від 0,5 до 4% (мас), більш переважно, 1-4% кладу N2O, та/або каталізатори, придатні для (мас.) другого металу. Звичайно, комбінації "перрозкладу NOx. ших" металів також можуть бути використані, як і На протилежність рівню техніки, каталізатори комбінації "других" металів і т. д., наприклад,: Fe(де наприклад, першим введений в цеоліт іон пеlr,Ru-FER, Co,Ni-lr-MOR і Co,Ni-Rh,Os-MOR і т. д. рехідного металу і після цього введений благороПодібним чином, перше і друге навантаження не дний метал) каталізатор за винаходом включає виключає здійснення одного або більше подальцеоліт, де приблизно 2-50% АІ координовано з ших навантажень. першим металом. Іншою важливою відмінністю Каталізатор у відповідності до винаходу перекаталізатора (тобто, цеоліту) за винаходом є те, важно включає тільки цеоліт. В іншому варіанті що цеоліт має відносно постійну концентрацію каталізатор включає цеоліт і кількість основи, напершого металу у масі частинок цеоліту та рівну приклад, 0,1-50% (мас.) богміту, наприклад, у фоконцентрацію при різних розмірах та формах часрмі гранул або нанесеного на моноліт, як відомо тинок цеоліту. Концентрація першого металу в спеціалістам в даній галузі. Кількості металу (перчастинці цеоліту (наприклад, частинка пресованоший метал і другий метал) пов'язані з кількістю го цеоліту приблизно 0,1-5мм в діаметрі) може цеоліту; метали присутні на цеоліті і в цеоліті. бути виміряна в різних положеннях (місцеві концеВідомі солі, такі як, наприклад, легко розчинні нтрації) всередині частинки (наприклад, за допонітрати, використовуються для іонного обміну. могою СЕМ/РСРЕ), таким чином, забезпечуючи Цеоліт, що використовується, може являти собою, середню концентрацію першого металу. В даному наприклад, Н, Na, K або NH4 форму цеоліту, таку описі термін "локальна" концентрація означає коняк, наприклад, NH4-MOR або H-FAU, і т. д. Обмін центрацію, виміряну за допомогою СЕМ/РСРЕ в триває протягом такого періоду часу (або так часодному місці частинки цеоліту, переважно із розріто), щоб приблизно при 0,00001-4% (мас.) першого зненням сканування приблизно 0,5-5мкм2, переметалу було присутнє в цеоліті. Цеоліт також може важно розрізнення сканування становить приблизбути навантажений іншими способами (просоченно 0,1-1мкм2. При цьому, цеоліт має середню ня об'єму пор і т. д.). Далі цеоліт переважно відфіконцентрацію (першого) металу для насипного льтровують, промивають і необов'язково висушуматеріалу (або середню) концентрацію, наприють. Далі цеоліт навантажують 0,1-10% (мас.) клад, цеолітного кристаліту (наприклад, приблизно другого металу. Це може здійснюватися шляхом 0,1-10мкм), цеолітного (насипного) порошку (наіонного обміну (в рідкій фазі) або просоченням приклад, що складається з таких кристалітів), преоб'єму пор (техніка початкової вологості) і т. д. сованих частинок і т. д. Численні дані вимірювання (див. вище). Далі цеоліт висушують і при необхідлокальної концентрації можуть бути використані ності кальцинують. для обчислення середньої концентрації. НаприНа додаток до згаданих вище технік ІЧ (IR), які клад, визначення концентрації в одному місці розздатні продемонструвати, що переважно бажаний міром приблизно 0,1-1мкм2, переміщення до іншовідсоток обміну для першого металу досягнутий, го місця в цеолітному порошку або іншого місця в перевага способу для застосування у відповідності цеолітному кристаліті, наприклад, на відстані кільдо винаходу також може бути визначена іншими кох мікрометрів від першого місця, та визначення шляхами, з використанням, наприклад, електродругої локальної концентрації і т. д. Усереднення нної мікроскопії або CO хемосорбції. В такий сповиміряних значень локальної концентрації (першосіб можливо визначити, що кінцева дисперсія благо) металу забезпечує середню концентрацію городного металу стає функцією послідовності. У (першого) металу. Схоже, що цеолітний каталізавипадку CO хемосорбції, наприклад, кількість CO, тор, виготовлений у відповідності до способу одещо має бути зв'язана, є похідною дисперсії благоржання за винаходом, являє собою цеоліт, який родного металу. відрізняється тим, що локальні концентрації перКаталізатор за винаходом, який може бути шого металу переважно мають відхилення конценодержаний за способом одержання у відповідності трації не більше 50%, переважно не більше 30%, і до винаходу, включає цеоліт, навантажений пербільш переважно не більше 20% по відношенню шим металом, вибраним з групи благородних медо середньої концентрації першого металу. Таким талів, що складається з рутенію, родію, срібла, чином, забезпечується цеоліт, який має середню ренію, осмію, іридію, платини та золота, і другим концентрацію першого металу, і де будь-яке знаметалом, вибраним з групи перехідних металів, чення локальної концентрації першого металу мощо складається з ванадію, хрому, марганцю, заліже мати відхилення концентрації не більше 50% за, кобальту, нікелю та міді. В переважному втіпо відношенню до середньої концентрації першого ленні, каталізатор за винаходом складається з металу. Несподівано рівномірний розподіл першоцеоліту, тобто каталізатор за винаходом являє го металу може забезпечувати добрі результати собою цеоліт, виготовлений у відповідності до вирозкладу N2O з даними каталізаторами; у випадку находу (необов'язково на основі). Переважні цеовибору протилежного напрямку навантаження літи вибрані з групи, яка складається з FAU, FER, одержані нижчі значення перетворення N2O. СНА, MOR, MFI, ΒΕΑ, ЕМТ, CON, BOG і ITQ-7, Приклади особливо, FER, СНА і ΒΕΑ. Переважні перші меОбладнання для випробувань тали вибрані з групи, яка складається з рутенію, 13 89373 14 Каталітичний розклад N2O (та будь-якого NОх) нину). Кількісний аналіз газових фаз можливо досліджували в напівамтоматизованій системі для здійснити за допомогою використання каліброватестування. Гази подавали з використанням так ного Фур'є-спектрометра в ІЧ-області Bomen званих контролерів маси потоку (MFC) і воду доMB100 (FTIR), обладнаного газовим аналізатором давали за допомогою сатуратора, встановленого моделі 9100, або з використанням приладу Perkin на належну температуру. Лінії нагрівали до 130°С Elmer GC-TCD. Газ-носій (рівноважний) в прикладля запобігання конденсації. Для експериментів дах являє собою N2. кварцовий реактор з внутрішнім діаметром від 0,6 Приклад 1: Виготовлення навантажених цеолідо 1см вміщували в піч. Просіяні фракції каталізатів тора (0,25-0,5мм) вміщували в кварцову сітку (ткаВиготовлені каталізатори: Каталізатор Каталізатор 1 Каталізатор 2 Каталізатор 3 Каталізатор 4 Каталізатор 5 Каталізатор 6 Каталізатор 7 Каталізатор 8 Каталізатор 9 Опис Rh-MOR Rh-оксид алюмінію (АІ2О3) Cu-Rh-MOR Rh-Cu-MOR Co-Rh-MOR Fe-FER Fe-Ru-FER Fe-lr-FER Fe-Rh-FER Каталізатор 1: Rh-MOR На першій стадії Rh-MOR одержують з використанням іонного обміну. Порошок NH4-MOR (Zeolyst, CBV21a) в 1,5% родію нітрату (Johnsson & Matthey) перемішують разом з 0,1Μ ΝΗ4ΝΟ3 протягом 16год при 80°С. Далі цеоліт відфільтровують, ретельно промивають водою демінералізованою і висушують протягом 16год при 80°С. Цеоліт навантажують 0,35% (мас.) Rh (хімічний аналіз: перетравлення металів [кожний розчинений в концентрованій кислоті] і компонентів визначають з використанням ICP/AAS). Каталізатор 2: Rh-оксид алюмінію (АІ2О3) Rh-оксид алюмінію одержують з використанням вологого просочення. Родію нітрат з концентрацією, що відповідає 1% (мас.) родію, наносять на оксид алюмінію в об'ємі, який приблизно вдвічі перевищує об'єм пор. Каталізатор 3: Cu-Rh-MOR На першій стадії Rh-MOR одержують з використанням іонного обміну. Порошок NH4-MOR (Zeolyst, CBV21a) в 1,5% родію нітрату (Johnsson & Matthey) перемішують разом з 0,1Μ ΝΗ4ΝΟ3 протягом 16год при 80°С. Далі цеоліт відфільтровують, ретельно промивають водою демінералізованою і висушують протягом 16год при 80°С. Цеоліт навантажують 0,35% (мас.) Rh (хімічний аналіз). На другій стадії до родій-MOR додають об'єм міді нітрату, який дорівнює об'єму пор родію-MOR, з одержанням концентрації міді 4,9% (мас). Далі цеоліт відфільтровують, ретельно промивають водою демінералізованою і висушують протягом 16год при 120°С. Каталізатор 4: Rh-Cu-MOR Застосовують такий же спосіб одержання, як описано вище, за винятком того, що спочатку здійснюють обмін з міддю, як описано для другої стадії вище. Цеоліт навантажують 5% (мас.) Сu і 0,35% (мас.) Rh (хімічний аналіз). Цей каталізатор одержують аналогічно Японській патентній заявці Неі06 154611 (спочатку Cu, потім Rh; відсотки (мас.) 5% (мас.) Cu і 0,35% (мас.) Rh). Каталізатор 5: Co-Rh-MOR Каталізатор Каталізатор 10 Каталізатор 11 Каталізатор 12 Каталізатор 13 Каталізатор 14 Каталізатор 15 Каталізатор 16 Каталізатор 17 Каталізатор 18 Опис Fe-Ru-MOR Ru-FER Co-MOR Co-Rh-FER Fe-ZSM-5 Ru-ZSM-5 Fe-Ru-ZSM-5 Fe-BEA Fe-Ru-BEA На першій стадії одержують Rh-MOR з використанням іонного обміну. Порошок NH4-MOR (Zeolyst, CBV21a) в 1,5% родію нітрату (J&M) перемішують разом з 0,1Μ ΝΗ4ΝΟ3 протягом 16год при 80°С. Далі цеоліт відфільтровують, ретельно промивають водою демінералізованою і висушують протягом 16год при 80°С. Цеоліт навантажують 0,35% (мас.) Rh (хімічний аналіз). На другій стадії до родій-MOR додають об'єм кобальту нітрату, що дорівнює об'єму пор родію MOR з одержанням концентрації кобальту 2,8% (мас). Далі цеоліт відфільтровують, ретельно промивають водою демінералізованою і висушують протягом 16год при 120°С. Каталізатор 6: Fe-FER Fe-FER переважно одержують з використанням просочення об'єму пор: до NH4-FER (Tosoh; Si/ΑΙ 9) додають об'єм заліза нітрату, що дорівнює об'єму пор FER, з одержанням концентрації заліза 2,5% (мас). Далі цеоліт відфільтровують, ретельно промивають водою демінералізованою і висушують протягом 16год при 120°С. Каталізатор 7: Fe-Ru-FER 2,3г Ru(NH3)6CI3 (J&M) розчиняють в 100мл води демінералізованої і перемішують з Na-FER (Tosoh) протягом 16год при 80°С. Далі цеоліт відфільтровують, ретельно промивають і висушують при 80°С. Далі його перемішують протягом 24 годин при кімнатній температурі з 0,1Μ ΝΗ4ΝΟ3. Далі цеоліт відфільтровують, ретельно промивають і висушують при 80°С. Далі до Ru-NH4-FER додають об'єм заліза нітрату, який дорівнює об'єму пор RuFER, з одержанням концентрації заліза 2,5% (мас). Навантаження Ru становить 0,41% (мас.) та навантаження Fe становить 2,5% (мас). Каталізатор 8: Fe-lr-FER 400мг IrСІ3 розчиняють в 300мл конц. НСІ. Далі до NH4-FER додають об'єм IrСІ3, що дорівнює об'єму пор FER, у відповідності до способу просочення об'єму пор, відфільтровують, ретельно промивають водою демінералізованою і висушують при 80°С: навантаження Ir становить 0,2% (мас). Далі до Ir-NH4-FER додають об'єм заліза нітрату, що 15 89373 16 дорівнює об'єму пор Ir-FER, з одержанням конценфазі з Ru(NH3)6CI3 (що, ймовірно, приведе до натрації заліза 2,5% (мас). вантаження 0,3% (мас.) Ru) через 16год при 80°С, Каталізатор 9: Fe-Rh-FER як описано вище. Далі цеоліт відфільтровують, Rh-FER перемішують в 1,5% (мас.) родію нітретельно промивають і висушують при 80°С. Перату (J&M) разом з 0,1Μ ΝΗ4ΝΟ3, аналогічно до ред здійсненням реакції каталізатор кальцинують описаних вище способів для обміну заліза. Далі до на місці протягом 5год при 550°С. родій-NH4-FER додають об'єм заліза нітрату, що Каталізатор 16: Fe-Ru-ZSM-5 дорівнює об'єму пор родію-FER, з одержанням Каталізатор одержують з використанням співконцентрації заліза 2,5% (мас.) і концентрації Rh іонного обміну Alsi-Penta SN27 цеоліту ZSM-5 в 0,3% (мас). рідкій фазі з FeCI2·4Н2О, Ru(NH3)6CI3 (що, ймовірКаталізатор 10: Fe-Ru-MOR но, приведе до навантаження 0,3% (мас.) Ru і 2,3г Ru(NH3)6CI3 (J&M) розчиняють в 100мл 2,5% (мас.) Fe) через 16год при 80°С, як також води демінералізованої і перемішують з Na-MOR описано вище. Далі цеоліт відфільтровують, рете(Zeolyst CBV10a) протягом 16год при 80°С. Далі льно промивають і висушують при 80°С. Перед цеоліт відфільтровують, ретельно промивають і здійсненням реакції каталізатор кальцинують на висушують при 80°С. Далі його перемішують промісці протягом 5год при 550°С. тягом 24 годин при кімнатній температурі з 0, Μ Каталізатор 17: Fe-BEA ΝΗ4ΝΟ3. Далі цеоліт відфільтровують, ретельно Каталізатор одержують з використанням іонпромивають і висушують при 80°С. Далі до Ruного обміну Zeolyst ΒΕΑ СР814е. ΝΗ4-ВЕА обміNH4-FER додають об'єм заліза нітрату, що дорівнювали з кількістю FeSO4·H2O, яка дорівнює 2,5% нює об'єму пор Ru-FER, з одержанням концентра(мас.) Fe. Далі цеоліт відфільтровують, ретельно ції заліза 2,5% (мас). Навантаження Ru становить промивають і висушують при 80°С. Перед здійс0,41% (мас.) і навантаження Fe становить 2,5% ненням реакції каталізатори кальцинують при (мас). 550°С. Каталізатор 11: Ru-FER Каталізатор 18: Fe-Ru-BEA 2,3г Ru(NH3)6CI3 (J&M) розчиняють в 100мл Каталізатор одержують з використанням іонводи демінералізованої і перемішують з Na-FER ного обміну Zeolyst ΒΕΑ СР814е. ΝΗ4-ВЕА спочат(Tosoh) протягом 16год при 80°С. Далі цеоліт відку обмінюють з 1Μ NaNO3 з одержанням натрієвої фільтровують, ретельно промивають і висушують форми ΒΕΑ. Далі, Na-BEA обмінюють з при 80°С. Далі його перемішують протягом 24 гоRu(NH4)2CI6 (J&M) з одержанням навантаження дин при кімнатній температурі з 0,1Μ ΝΗ4ΝΟ3. Далі 0,3% (мас.) Ru. Далі цеоліт відфільтровують і рецеоліт відфільтровують, ретельно промивають і тельно промивають з одержанням Ru-BEA. Fe-Ruвисушують при 80°С. Навантаження Ru становить BEA одержують шляхом іонного обміну Ru-BEA з 0,4% (мас). FeCI2, що приводить до навантаження Fe 2,3% Каталізатор 12: Co-MOR (мас). Далі цеоліт відфільтровують, ретельно проCo-MOR одержують шляхом додавання до мивають і висушують при 80°С. Перед здійсненNH4-MOR (Zeolyst CBV21a) об'єму кобальту нітраням реакції каталізатор кальцинують при 550°С. ту, що дорівнює об'єму пор MOR, з одержанням Приклад 2: Розклад N2O з використанням Rhконцентрації кобальту 2,8% (мас.) оксиду алюмінію і Rh-MOR Каталізатор 13: Co-Rh-FER N2O розкладається з використанням КаталізаRh-FER перемішують в 1,5% (мас.) родію ніттора 1 і Каталізатора 2 за наступних умов з наверату (J&M) разом з 0,1Μ ΝΗ4ΝΟ3> аналогічно до деними нижче результатами: описаних вище способів для іонного обміну. Далі на другій стадії до родій-MOR (0,3% (мас.) Rh) доТаблиця 1 дають об'єм кобальту нітрату, що дорівнює об'єму пор родію MOR, з одержанням концентрації кобаУмови реакції за Прикладом 2 льту 2,5% (мас). Далі цеоліт відфільтровують, ретельно промивають водою демінералізованою і Об'єм 0,3мл висушують протягом 16год при 120°С. Швидкість потоку газу 150мл/хв. Каталізатор 14: Fe-ZSM-5 ОШГГ 30000год-1 Каталізатор одержують з використанням іонT 400°С ного обміну Alsi-penta SN27 цеоліту ZSM-5 в рідкій Ρ 1бар фазі з FeCI2·4H2O (що, ймовірно, приведе до наN2O 1500 проміле вантаження Fe 2,5% (мас)) через 16год при 80°С, NO 200 проміле як описано вище. Далі цеоліт відфільтровують, Η2O 0,5% ретельно промивають і висушують при 80°С. ПеO2 2,5% ред здійсненням реакції каталізатор кальцинують Врівноважувальний газ на місці протягом 5год при 550°С. Ν2 (bal) Каталізатор 15: Ru-ZSM-5 Каталізатор одержують з використанням іонного обміну Alsi-penta SN27 цеоліту ZSM-5 в рідкій 17 89373 Таблиця 2 Результати перетворення N2O в Прикладі 2 Час (години) 2 4 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 Перетворення(%) N2O з родій-MOR (Каталізатор 1) 60 58 59 60 61 58 60 60 59 60 60 61 58 60 60 58 Перетворення(%) N2O з родій-АІ2О3 (Каталізатор 2) 65 64 64 63 63 62 62 62 61 61 60 60 60 59 58 60 18 36 38 40 42 44 46 48 50 59 61 58 60 60 59 60 60 57 57 56 55 54 54 53 53 З даних таблиці можна побачити, що цеоліти являють собою більш придатні основи, ніж оксид алюмінію. Rh-оксид алюмінію є менш стабільним і дезактивується прогресуючим чином з перебігом часу. Приклад 3: Розклад N2O з використанням CuRh-оксиду алюмінію і Rh-Cu-MOR N2O розкладається з використанням Каталізатора 3, Каталізатора 4 і Каталізатора 5 з Прикладу 1 за умов, описаних в Прикладі 2, табл. 1, за винятком того, що замість температури 400°С використовують температуру 430°С та замість концентрації Н2О 0,5% присутня концентрації 5%. Наступні результати одержані за цим Прикладом: Таблиця 3 Результати за Прикладом 3 Час (години) 1 5 10 15 21 25 31 35 41 45 50 55 60 66 70 75 80 85 90 95 97 Перетворення N2O (%), мідь- Перетворення N2O (%), родій- Перетворення N2O (%), кобальтродій-MOR (Каталізатор 3) мідь-MOR (Каталізатор 4) родій-MOR (Каталізатор 5) 34 37 79 48 48 77 59 56 77 64 60 77 68 60 77 69 62 77 70 61 77 71 61 78 70 60 77 70 60 78 70 60 77 69 58 79 69 58 77 69 57 77 69 57 77 68 56 77 68 55 77 68 54 77 67 77 67 77 67 78 З результатів можна побачити, що спосіб у відповідності до винаходу, де використовується каталізатор, виготовлений у відповідності до винаходу (Каталізатор 3; спершу благородний метал, далі перехідний метал) має кращі властивості, ніж каталізатор, виготовлений у відповідності до рівня техніки (Каталізатор 4; спершу перехідний метал, далі благородний метал). Кобальтродій-MOR (Каталізатор 5), у відповідності до винаходу, також продемонстрував навіть кращі властивості, ніж Cu-родій-MOR (Каталізатор 3) у відповідності до винаходу. Приклад 4: Розклад N2O з використанням FER, обміненого з Fe, Fe/Ru, Re/lr і Fe/Rh N2O розкладається з використанням Каталізаторів 6-9 з Прикладу 1 за умов, описаних в Прикладі 2, табл. 1, за винятком того, що температура варіювала з наступними результатами: 19 89373 20 Таблиця 4 Результати за Прикладом 4 Температура Перетворення N2O (°С) (%), залізо-феррієрит 367 377 387 396 406 415 425 434 444 454 463 473 482 491 (Каталізатор 6) 12 14 19 24 30 40 48 59 73 82 90 95 98 99 Перетворення N2O (%), залізо-рутенійферрієрит (Каталізатор 7) 15 22 34 47 59 71 84 92 97 99 100 100 100 100 З наведених результатів можна побачити, що комбінації у відповідності до винаходу з Fe, як другим металом, та першим металом, таким як Ru, Ir та Rh дає очевидно кращі результати перетворення. Перетворення N2O (%), залізо-іридійферрієрит (Каталізатор 8) 16 20 26 35 45 56 68 80 89 95 99 100 100 100 Перетворення N2O (%), залізо-родійферрієрит (Каталізатор 9) 16 23 32 45 60 74 84 93 98 100 100 100 100 100 Приклад 5: Розклад N2O з використанням FeRu-FER і Fe-Ru-MOR N2O розкладається з використанням Каталізаторів 7 і 10 з Прикладу 1 за умов, описаних в Прикладі 2, табл. 1, за винятком того, що температура варіювала, з наступними результатами: Таблиця 5 Результати за Прикладом 5 Температура (°С) 368 378 387 397 406 416 425 435 444 454 463 473 483 492 Перетворення N2O (%), залізо-рутеній-FER Перетворення N2O (%), залізо-рутеній-MOR (Каталізатор 7) (Каталізатор 10) 17 5 27 6 38 9 52 14 67 20 79 30 89 42 95 55 100 68 100 80 100 91 100 96 100 100 100 100 Обидва каталізатори у відповідності до винаходу мають добрі властивості, але комбінація першого металу, такого як Ru, Ir та Rh з Fe, як другим металом, забезпечує навіть кращі властивості (перетворення) з цеолітами, такими як FER, ніж MOR. Приклад 6: Розклад N2O з використанням a) Fe-Ru-FER та комбінації Fe-FER і Ru-FER і b) CoRh-MOR та комбінації Co-MOR і Rh-MOR N2O розкладається з використанням Каталізаторів 6, 7 і 11 з Прикладу 1 за умов, описаних в Прикладі 2, табл. 1, за винятком того, що температура варіювала. Каталізатор 7 порівнювали з фізичною сумішшю Каталізатора 6 і 11 (a: Fe-RuFER та комбінації Fe-FER і Ru-FER). Вказана суміш складається з фізичної суміші 0,3мл Каталізатора 6 і 0,3мл Каталізатора 11 (загалом 0,6мл). N2O розкладається з використанням Каталізаторів 5, 1 і 12 з Прикладу 1 за умов, описаних в Прикладі 2, Таблиця 1, за винятком того, що температура варіювала. Каталізатор 5 порівнювали з фізичною сумішшю Каталізатора 1 і 12 (b: Co-RhMOR та комбінації Co-MOR і Rh-MOR). Вказана суміш складається з фізичної суміші 0,3мл Каталізатора 1 і 0,3мл Каталізатора 12 (фізична суміш: компонентів поєднують і гомогенізують про 21 89373 тягом певного періоду часу). Одержані наступні результати: 22 Таблиця 6 Результати за Прикладом 6 Температура (°С) 368 378 387 397 406 416 425 435 444 454 463 473 483 492 Перетворення N2O (%), Перетворення N2O (%), Перетворення N2O (%), Перетворення N2O (%), залізо-рутеній-FER залізо-FER + рутеній- кобальт-родій-MOR родій-MOR + Co-MOR (Каталізатор 7) FER (Каталізатор 6+11) (Каталізатор 5) (Каталізатор 1+12) 17 13 12 4 27 17 20 10 38 24 30 15 52 33 45 24 67 44 62 34 79 59 78 55 89 79 90 86 95 100 98 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 З результатів цього експерименту можна побачити, що фізична суміш не має настільки добрих властивостей, як каталізатор у відповідності до винаходу. Якщо виготовляють каталізатор у відповідності до винаходу, присутність першого металу, такого як Ru, Ir і Rh, та другого металу, такого як Fe і Co, очевидно здійснює синергічний вплив на розклад N2O. Вказаний синергічний вплив є особливо очевидним при нижчих температурах, таких як приблизно 350-430°С, особливо 370-430°С. Каталізатор 5 також випробовували в установці СН4-селективного каталітичного відновлення (SCR), як описано в WO2004009220, за умов, наведених в табл. З WO2004009220, але очевидно, що цей каталізатор був непридатним протягом NOx-перетворення з СН4 (ΝΟx-перетворення £1% між 280-433°С). Приклад 7: Розклад N2O з використанням CoRh-MOR і Co-Rh-FER N2O розкладається з використанням Каталізатора 5 і Каталізатора 13 з Прикладу 1 за умов, описаних в Прикладі 2, Таблиця 1, за винятком того, що температура варіювала. Таблиця 7 Результати за Прикладом 7 Перетворення Перетворення Температура N2O (%), Co-Rh- N2O (%), Co-Rh(°С) MOR (Каталіза- FER (Каталізатор тор 5) 13) 367 12 13 377 20 22 387 30 34 396 45 50 406 415 425 434 444 454 463 473 482 491 62 78 90 98 100 100 100 100 100 100 68 84 95 99 100 100 100 100 100 100 З наведених результатів можна побачити, що Co-Rh-FER також дає чудові результати. Приклад 8: Розклад N2O з використанням CoRh-MOR N2O розкладається з використанням Каталізатора 5 з Прикладу 1 за умов, описаних в Таблиці 8а. Результати наведені в Таблиці 8b. Таблиця 8а Умови реакції за Прикладом 8 Об'єм Швидкість потоку газу ОШГГ Τ Ρ Ν2Ο NO H2O O2 N2 38мл 5мл/хв 7900год-1 400°С 1бар 1500 проміле 200 проміле 0,5% 2,5% Врівноважувальний (bal) газ 23 89373 24 Таблиця 8b 463 480 498 Результати за Прикладом 8 Температура Перетворення N2O (%), Co-Rh-MOR (°С) (Каталізатор 5) 309 2 326 7 343 17 360 41 375 74 395 96 412 100 429 100 446 100 100 100 100 З наведених результатів можна побачити, що ефективність видалення приблизно 75% може бути досягнена при 375°С за умови тривалого контакту. Приклад 9: Розклад N2O з використанням ZSM-5, обміненого з Fe, Fe/Ru і Ru N2O розкладається з використанням Каталізаторів 14-16 з Прикладу 1 за умов, описаних в Прикладі 2, Таблиця 1, за винятком того, що температура варіювала. Наступні результати одержані за цим Прикладом: Таблиця 9 Результати за Прикладом 9 Температура (°С) 367 377 387 396 406 415 425 434 444 454 463 473 482 491 Перетворення N2O (%), Fe- Перетворення N2O (%), Fe- Перетворення N2O (%), RuRu-ZSM-5 (Каталізатор 16) ZSM-5 (Каталізатор 14) ZSM-5 (Каталізатор 15) 6 8 9 10 9 11 16 14 15 23 22 17 33 32 25 45 45 32 59 56 41 73 68 48 85 79 60 93 88 75 97 94 83 100 98 93 100 100 98 100 100 100 З наведених результатів можна побачити, що спів-іонний обмін (одночасний обмін першого і другого металу) в рідкій фазі, який називають одночасним навантаженням Fe і Ru, також дає покращений каталізатор в порівнянні з аналогічними Ru-ZSM-5 і Fe-ZSM-5, навантаженими одним металом. Приклад 10: Розклад N2O з використанням ΒΕΑ, обміненого з Fe або Fe і Ru N2O розкладається з використанням Каталізаторів 17 і 18 з Прикладу 1 за умов, описаних в Таблиці 10а, температура варіювала (див. Таблицю 10b). Таблиця 10а Умови реакції за Прикладом 10 Об'єм Швидкість потоку газу ОШГГ Ρ Ν2Ο NO Н2О O2 N2 0,3мл 150мл/хв 30000год-1 1бар 1500 проміле 200 проміле 0,5% 2,5% Врівноважувальний (bal) газ Наступні результати одержані за цим Прикладом: 25 89373 26 Таблиця 10b Результати за Прикладом 10 Температура (°С) 309 320 329 338 348 358 367 377 387 396 406 415 425 434 444 454 463 473 482 491 Перетворення N2O (%), Fe-BEA Перетворення N2O (%), Fe-Ru-BEA Температура (°С) (Каталізатор 17) (Каталізатор 18) 0 307 0 0 317 1 1 327 2 2 337 4 3 348 4 5 358 5 7 368 9 10 378 13 11 388 19 18 398 29 23 408 39 28 418 55 37 428 69 47 438 82 59 448 91 73 458 96 87 468 99 97 478 100 99 488 100 100 489 100 З наведених результатів можна побачити, що комбінація Ru-Fe забезпечує значно вищі значення перетворення N2O, особливо в інтервалі температури приблизно 385-470°С. Крім того, очевидно, що каталізатор Fe-Ru-BEA також є високою мірою стабільним в ході перетворення N2O. Приклад 11: Варіації концентрації першого металу Масовий відсоток Rh вимірювали в різних місцях зразків цеоліту та навантажували спершу Rh або навантажували спершу Cu. Вимірювання за допомогою СЕМ/РСРЕ (сканувальна електронна мікроскопія, СЕМ/рентгенівський спектр розсіювання енергії, РСРЕ) здійснювали за допомогою мікроскопу JEOL-JSM-6330F. Такі вимірювання відомі спеціалісту в даній галузі. Зразки піддавали опроміненню сфокусованим потоком електронів, що приводило до візуалізації вторинного або зворотного розсіювання електронів, та здійснювали аналіз енергії рентгенівських променів для візуалізації поверхні проекції та поперечного розтину та аналізу складу. За допомогою техніки аналізу СЕМ/РСРЕ, частинки можуть бути візуалізовані за допомогою СЕМ, що дає інформацію щодо фізичних властивостей частинок, в тому числі розміру, форми та морфології поверхні, тоді як РСРЕ забезпечує інформацію щодо елементного складу частинок. Таблиця 11 Результати РСРЕ для зразків Родій-Мідь-MOR і Мідь-Родій-MOR Спочатку Cu, далі Rh (Каталізатор 4) Сканування Родій, % (мас.) Сканування 1 2,29 +/- 0,35 Сканування 2 0,06 +/- 0,3 Сканування 3 1,62 +/- 0,35 Сканування 4 1,06 +/- 0,35 Середня концентрація 1,26 Найбільше відхилення 95% (0,06/1,26) середньої концентрації Здійснювали чотири проходи сканування для кожного зразка з різними частинками із розрізненням сканування 0,1-1мкм2. З даних таблиці можна побачити, що концентрація родію є високою мірою гетерогенною, якщо навантаження Спочатку Rh, далі Cu (Каталізатор 3) Сканування Родій, % (мас.) Сканування 1 1,21 +/- 0,4 Сканування 2 0,94 +/- 0,3 Сканування 3 1,11 +/-0,3 Сканування 4 1,02 +/- 0,35 Середня концентрація 1,07 Найбільше відхилення 13% (1,21/1,07) середньої концентрації міддю здійснювалося спочатку, тоді як найбільше відхилення для зразка, навантаженого спочатку Rh і після цього Cu (у відповідності до винаходу) є меншим за 20%. 27 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 89373 Підписне 28 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601