Каталізатор для очищення відхідних газів двигунів внутрішнього згорання

1. Катализатор для очистки отходящих газов двигателей внутреннего сгррания, содержащий носитель, в случае необходимости со стабилизированной структурой, на основе оксида алюминия переходного ряда кристаллических фаз, с промоторами из ряда оксидов, включающего оксиды церия, циркония и железа, активную фазу, включающую платину и родий, в общем количестве от 0,22 до 3 мас.% при их массовом соотношении 1-3:1 и. неблагородные металлы, включая кобальт и никель, при этом оксид алюминия пропитан соединениями промоторов или смешан с суспензией оксидов промотороз с последующей сушкой и прокаливанием на воздухе при температурах от 300 до 900°С, затем пропитан раствором соединений, составляющих активную фазу, с последующей сушкой и активированием* в случае необходимости в содержащем водород газе, в случае необходимости при гидротермальных условиях, при температуре от 250 до 900°С, причем активная фаза вместе с носителем нанесена на инертную подложку из керамики или металла в количестве от 25 до 30 мас.% в расчете на массу инертной подложки, о т л и ч а ю щ и й с я тем.что в качестве носителя катализатор содержит композицию из оксида алюминия, оксида церия и оксида циркония при содержании от 15,0 до 65,0 мас.% оксида церия, а также от 2,0 до 10,0 мас.% оксида циркония и >*-оксида алюминия - остальное, в качестве активной фазы катализатор содержит платину и/или палладий и родий в массовом соотношении от 2:1:1 до 6:1:1 при отношении суммы платины и палладия к родию 3,0-10,0:1 и в качестве неблагородного металла катализатор содержит металл, выбранный из группы лития, калия, рубидия, магния, кальция, бария, лантана, церия, празеодима, неодима, самария, железа, кобальта и никеля или их смесей в количестве, превышающем общее содержание благородных металлов в 0,5-5,0 раз, причем активную фазу вносят вначале пропиткой носителя раствором соединений благородных металлов в количестве от 74 до 100 мае. % в расчете на общее содержание платины и/или палладия с последующей сушкой и активированием и затем пропиткой раствором, содержащим соединения благородных и неблагородных металлов, выбранных из группы указанных соединений или их смесей, при наличии кальция и празеодима в массовом соотношении 2:1, калия, бария и железа в массовом соотношении 1:3:1, лития и неодима, а также никеля и бария соответственно в массовом соотношении 1:1. 2. Катализатор по п.1, о т л и ч а ю щ и йС я тем, что носитель в дополнение к указанным оксидам содержит от 2,8 до 8,0 мас.% оксида никеля и/или от 1,4 до 2,5 мас.% оксида железа или от 3,6 до 8,0 мас.% оксида лантана. 3. Катализатор по пп.1 или 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что структуру катализатора формируют путем двухстадийного нанесения активной фазы посредством пропитки С > со о со ел о 13035 4 раствором соединений благородных металлов 1/3-2/3 мас.ч. носителя в расчете на общее количество с последующей сушкой, активированием на этой первой стадии и путем нанесения оставшейся массы носителя и пропиткой раствором соединений благородных и неблагородных металлов с последующей сушкой и активированием на второй стадии. 4. Катализатор ПОПП.1-3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что оксид церия вносят в катализатор на первой стадии как таковой, а на второй стадии через растворимое соединение церия. Изобретение касается в общем катализатора для очистки отходящих газов двигателей внутреннего сгорания посредством их окисления и/или восстановления. Катализатор для очистки отходящих газов двигателей внутреннего сгорания, содержащий носитель, в случае необходимости со стабилизированной структурой, на основе оксида алюминия переходного ряда кристаллических фаз с промоторами из ряда 10 оксидов, включающего оксиды церия, циркония и железа, активную фазу, включающую платину и родий в общем количестве от 0,22 до 3 мас.% при их весовом соотношении 1-3:1 и неблагородные металлы, вклю- 15 чая кобальт и никель, при этом оксид алюминия пропитан соединениями промоторов или смешан с суспензией оксидов промоторов с последующей сушкой и прокаливанием на воздухе при температурах от 20 300 до 900°С. Затем пропитан раствором соединений, составляющих активную фазу, с последующей сушкой и активированием, в случае необходимости в содержащем водород газе, в случае необходимости, при гид- 25 ротермальных условиях, при температуре от 250 до 900°С, причем активная фаза вместе с носителем нанесена на инертную подложку из керамики или металла в количестве от ,м 25 до 30 мас.% в расчете нт вес инертной 30 подложки. Задача изобретения заключается в усовершенствовании известного катализатора, направленном на повышение эффективности при холодных стартах двигателей, на 35 увеличение длительной стойкости при обработке истощенных отходящих газов и на уменьшение удельного содержания благородных металлов. Важными характеристиками катализа- 40 тора согласно настоящему изобретению являются не только качественный и количественный состав, но также и способ изготовления. Предметом изобретения является катализатор для очистки отходящих газов двигателей внутреннего сгорания, в котором в . качестве носителя, в случае необходимости, со стабилизированной структурой используется окись алюминия переходной структуры кристаллических фаз, в качестве промоторов, - окислы из ряда окислов церия, циркония и железа, в качестве активной фазы - платину и родий в общем количестве 0,22-3,0 мас.% при весовом соотношении 1-3:1 и неблагородные металлы, включая кобальт и никель. Катализатор получают тем, что носитель со стабилизированной при необходимости структурой пропитывается раствором соединения промотора или смешивается с суспензией окислов промоторов, затем осуществляется сушка и прокаливание на воздухе при температуро от 300 до 900°£, после чего прокаленная масса пропитывается раствором соединений активной фазы, высушивается и активируется в определенных случаях в содержащем водород газе, в определенных случаях при гидротермальных условиях, при температуре, от 250 до 900°С и затем активную фазу на носителе наносят в форме покрытия на инертную подложку из керамики или металла в количестве от 25 до 30 мас.% в пересчете на вес инертНОГ1 ПОДЛОЖКИ. Катализатор по изобретению отличается тем, что с целью увеличения активности катализатора, в качестве носителя катализатор содержит композицию из оксида алюминия, оксида церия и оксида циркония при содержании от 15,0 до 65,0 вес.% оксида церия, а также от 2,0 до 10,0 вес.% оксида циркония и /-оксида алюминия - остальное, в качестве активной фазы катализатор содержит платину и/или палладий и родий в весовом соотношении от 2:1:1 до 6:4:1 при отношении суммы платины и палладия к родию 3,0-10,0:1 и в качестве неблагородного металла катализатор содержит металл, выбранный из группы лития, калия, рубидия, магния, кальция, бария, лантана, церия, празеодима, неодима, самария, железа, кобальта и никеля или их смесей в количестве, превышающем оба^ее содержание благо 13035 родных металлов в 0,5-5,0 раз, причем акваться следующим: в первом растворе (А) тивную фазу наносят вначале пропиткой нодолжно содержаться не менее 30% от общесителя раствором соединений благородных го количества Рх и/или Pd, так что большая металлов в количестве от 74 до 100 мас.% часть этих элементов остается удаленной от в расчете на общее содержание платины 5 частиц указанных неблагородных метали/или палладия с последующей сушкой и лов. активированием и затем пропиткой расУказанные неблагородные металлы, твором, содержащим соединения благовводимые согласно изобретению, могут тем родных и неблагородных металлов, самым итнтенсивно вступать во взамодейвыбранных из группы вышеприведенных 10 ствие с родием, оказывающим восстанавлисоединений или их смесей при наличии Са и вающее действие. празеодима в весовом соотношении 2:1, каКоличественного разделения конкретлия, бария и железа в массовом соотношеных областей действия родия и Pt и/или Pd нии 1:3:1. лития и неодима, а также никеля не требуется. Более важно, чтобы обедобави бария соответственно в весовом соотно- 15 ки благородных металлов, как правило, не шении 1:1. находились бы в переплетенном друг с Особенно благоприятно, если носитель другом состоянии или в виде сплава, чего в дополнение к вышеуказанным оксидам содобиваются в соответствии с настоящим держит от 2,8 до 8,0 мас.% оксида никеля изобретением при введении веществ. и/или от 1,4 до 2,5 мае. % оксида железа или 20 Катализатор может существовагь в виде от 3,6 до 8,0 мас.% оксида лантана. г катализатора на носителе, например в форСущественным признаком нового катаме шариков или в другой форме (выпучий лизатора согласно^ изобретению является материал), Он может также быть в виде поодновременное использование частиц опкрытия, наносимого на инертную, повышаределенных неблагородных металлов в 25 ющую структурную прочность подложку из непосредственной близости от частиц рокерамики или металла. Такими инертными дия. подложками могут служить ячеистые струкБазовый состав катализатора, впрочем, туры из кордиерита муллита, а-окиси алюсоответствует известным составам с металминия или ферритной стали. Также могут лами группы платины: родием, платиной 30 использоваться компактные формованные и/или палладием, нанесенными на носитель элементы из указанных материалов. из окиси алюминия переходной структуры и Подходящим вариантом получения какоторая содержит добавки, накопляющие тализатора является такой, при котором при кислород в оксидной форме и/или стабилиполучении ячеистых катализаторов или казирующие так называемые промоторы. 35 тализаторов в виде сыпучего материала с При этом как элементы группы платины, инертными зернами в качестве подложки так и промоторы вводятся в определенных, перед пропиткой в растворе А) происходит в основном ограниченных известными преосаждение в виде покрытия 30-100% от обделами количествах, если их концентрации ' щего количества основы из окиси алюмїітакже определены более точно с учетом це- 40 ния, содержащей активаторы, и перед ли изобретения. пропиткой в растворе В) осаждение 0-70% от ее общего количества, причем при разСовместное использование частиц недельном осаждении основы из АІгОз конблагородных металлов: LI, К, рубидия, Мд, центрация активаторов в отдельных частях Са, Ва, La, Се, Pr, Nd, Sm, Fe, Co и/или Ni с находящимися в непосредственной близо- 45 основы различна; предпочтительнее когда сти от частиц родия, что является согласно перед пропиткой растворов В) осаждающаизобретению важным моментом, обусловлеяся часть основы по сравнению с ее остально спецификой способа получения катализаным количеством имеет более низкую тора, согласно которому промотированный концентрацию используемых активаторов, носитель из окиси алюминия сначала пропи- 50 величина которой укладывается в предпитывается раствором (А) соединений платины санный диапазон концентраций. и/или палладия и после сушки и активироЯвляется особенно благоприятным, с вания, в соответствующих случаях в содерцелью получения ячеистой структуры или жащем Нг газе и в соответствующих случаях катализатора в форму сыпучего материала при гидротермальных условиях, например, 55 с инертными зернами структуру катализапри помощи пропаривания в атмосфере, сотора формировать путем двухстадийного держащей водяной пар, пропитывается втонанесения активной фазы посредством прорым (В) раствором, содержащим родий и питки раствором соединений благородных указанные неблагородные металлы, и актиметаллов 1/3-2/3 весовых частей носителя вируется. При этом следует руководствов расчете на общее количество с последую 13035 щей сушкой, активированием на этой первой стадии и путем нанесения оставшейся массы носителя и пропиткой раствором соединений благородных и неблагородных металлов с последующей сушкой и активированием на второй стадии. Благоприятно также, если оксид церия вносят в катализатор на первой стадии, как таковой, а на второй стадии через растворимое соединение церия. Предпочтительным вариантом катализатора также оказался и такой, когда активатор СеОг вводится в основу перед ее пропиткой раствором А) в виде водорастворимого соединения и когда перед пропиткой раствором В) указанный активатор вводится в массу основы в виде смеси с суспензией окислов, гидроокисей или карбонатов церия (а также, смотря по обстоятельствам, с последующим разложением). Упорядник Замовлення 4095 8 Благодаря настоящему изобретению достигают следующих преимуществ: 1. Более низкие температуры обработки при холодном старте для всех вредных ком5 понентов, а именно, для окиси углерода, углеводородов и окислов азота. 2. Более высокие степени извлечения для всех трех вредных компонентов, а именно, для окиси углерода, углеводородов и окислов 10 азота. Большая длительная стойкость катализатора; Благодаря достигаемому увеличению производительности при использовании 15 предложенных в изобретении катализаторов появляется возможность без значительных потерь в активности снижать' содержание благородных металлов, в частности, содержание платины в литре объема катализато20 ра. Техред М.Моргентал Коректор Л, Ф!ль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл„ 8 Відкрите акціонерне Товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101