СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ И КАТАЛИЗАТОР, ПОЛУЧЕННЫЙ ДАННЫМ СПОСОБОМ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК B01J23/46 B01J23/44 B01D53/94 

Область техники

[0001]

Настоящее изобретение относится к способу изготовления катализатора для очистки выхлопных газов и катализатору, полученному данным способом изготовления.

Уровень техники

[0002]

Выхлопные газы, высвобождаемые двигателем внутреннего сгорания транспортного средства и т.п., содержат опасные газы, такие как окись углерода (CO), окись азота (NO_x) и несгоревший углеводород (HC). Обычно, чтобы разложить такие опасные газы, в качестве катализатора для очистки выхлопных газов (так называемого трехкомпонентного катализатора) используется палладиевый катализатор, потому что палладий является менее дорогостоящим, чем родий. Тем не менее, с точки зрения устойчивости к высоким температурам, производительности очистки от NO_x и т.д., палладиевые катализаторы уступают высокоактивным родиевым катализаторам, что всегда было проблематичным. Кроме того, так как палладий является благородным металлом, существует потребность в улучшении активности палладиевых катализаторов с целью снижения потребления самого палладия.

[0003]

Помимо этого, трехкомпонентные катализаторы обычно разрабатывали для дизельных двигателей или двигателей, работающих на обедненной смеси. Однако управление бензиновыми транспортными средствами регулируется в диапазоне стехиометрических газовых смесей. Между тем, считается, что использование средств отсечки подачи топлива (F/C) для бензиновых транспортных средств будет увеличиваться в будущем для улучшения эффективности использования топлива. В этой связи повышение производительности в обедненной газовой смеси было бы более важным. Таким образом, существует потребность в трехкомпонентных катализаторах, имеющих необходимую активность в средах с различным воздушно-топливным соотношением (A/F), таких как обедненная газовая смесь, стехиометрическая газовая смесь или обогащенная газовая смесь.

[0004]

В патентном документе 1 раскрыт способ закрепления полимерного хелатирующего металла катализатора, включающий в себя этап закрепления композитного металлического коллоида на носителе, при этом композитный металлический коллоид получают посредством формирования хелатных связей между, по меньшей мере, двумя различными каталитическими металлами с использованием хелатора. В патентном документе 1 раскрыто также, что определенный хелатор используется для улучшения способности бария диспергироваться, поскольку достаточная аккумулирующая NO_x способность не может быть достигнута, когда барий закреплен на катализаторе, содержащем поливинилпирролидон - платиновый/родиевый композитный коллоид.

[0005]

В патентном документе 2 раскрыт катализатор для очистки выхлопных газов, который сформирован благородным металлом и материалом подложки, на котором закреплен благородный металл. Кроме того, в патентном документе 3 раскрыт катализатор для очистки выхлопных газов, который содержит пористый носитель, на котором закреплены палладий и иридий, при этом палладий и иридий образуют сплав на пористом носителе.

[0006]

При этом ни в патентном документе 2, ни в 3 не раскрыто, что металлические частицы катализатора могут быть получены путем обработки коллоидного раствора, содержащего два различных благородных металла так, чтобы благородные металлы одновременно восстанавливались.

[0007]

Обычные катализаторы для очистки выхлопных газов специализированы для уменьшения NO_x и повышения качества водяного пара НС. Это означает, что от обычных катализаторов нельзя ожидать достаточной производительности очистки, насколько это касается СО, NO_x и НС.

[0008]

Соответственно, было необходимо разработать палладиевый катализатор, имеющий еще более улучшенную активность, который может быть использован в широком диапазоне газовых смесей.

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0009]

Патентный документ 1: публикация японской патентной заявки без экспертизы №2000-279824 А

Патентный документ 2: публикация японской патентной заявки (без экспертизы) №2004-148166 А

Патентный документ 3: публикация японской патентной заявки (без экспертизы) Н08-294624 А (1996)

Сущность изобретения

Задача, решаемая изобретением

[0010]

Задачей настоящего изобретения является предложение способа изготовления катализатора для очистки выхлопных газов, имеющего отличную устойчивость к высоким температурам и производительность очистки в широком диапазоне газовых смесей, а также катализатора, полученного с помощью этого способа изготовления.

Средства решения задачи

[0011]

Авторами настоящего изобретения обнаружено, что когда каталитический металлический коллоид, содержащий иридий и палладий, подвергают воздействию нагретого обратного потока, чтобы одновременно восстановить оба металла в присутствии поливинилпирролидона или т.п., оба этих металла являются достаточно сплавляемыми, что делает возможным получение катализатора для очистки выхлопных газов, имеющего необходимую активность. Это привело к созданию настоящего изобретения. В частности, настоящее изобретение включает в себя следующие изобретения.

[0012]

(1) Способ закрепления металлических частиц катализатора, включающий в себя:

(a) добавление прекурсора иридия и прекурсора палладия в растворитель, содержащий, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из поливинилпирролидона, N-метилпирролидона, N-винил-2-пирролидона и этиленгликоля;

(b) добавление восстанавливающего агента к полученному каталитическому металлическому коллоиду;

(c) получение концентрированного раствора, содержащего металлические частицы катализатора, посредством воздействия нагретым обратным потоком на полученный раствор; и

(d) закрепление металлических частиц катализатора на носителе,

при этом содержание иридия в металлических частицах катализатора составляет от 3% до 10% по массе от общей массы иридия и палладия.

[0013]

(2) Способ по п. 1, в котором содержание иридия в металлических частицах катализатора составляет от 3% до 7% по массе от общей массы иридия и палладия.

[0014]

(3) Катализатор для очистки выхлопных газов, который получают согласно способу по п. 1 или 2.

[0015]

Это описание включает в себя все или часть содержимого, раскрытого в описании и/или чертежах японской патентной заявки №2012-264167, по которой испрашивается приоритет настоящей заявки.

Технический результат изобретения

[0016]

В соответствии со способом настоящего изобретения могут быть получены катализаторы для очистки выхлопных газов, имеющие превосходную устойчивость к высоким температурам и производительность очистки в широком диапазоне газовых смесей.

Краткое описание чертежей

[0017]

На фиг. 1-1 показаны результаты проверки температурных характеристик для катализатора из сравнительного примера 1 (массовое отношение Pd:Ir=100:0) перед испытаниями на продолжительность функционирования в обогащенной газовой смеси (А), в стехиометрической газовой смеси (В) и обедненной газовой смеси (С).

На фиг. 1-2 показаны результаты проверки температурных характеристик для катализатора из сравнительного примера 2 (массовое отношение Pd:Ir=0:100) перед испытаниями на длительность службы в обогащенной газовой смеси (А), в стехиометрической газовой смеси (В) и обедненной газовой смеси (С).

На фиг. 2-1 показаны результаты проверки температурных характеристик для катализатора из сравнительного примера 1 (массовое отношение Pd:Ir=100:0) после испытаний на продолжительность функционирования в обогащенной газовой смеси (А), в стехиометрической газовой смеси (В) и обедненной газовой смеси (С)

На фиг. 2-2 показаны результаты проверки температурных характеристик для катализатора из сравнительного примера 2 (массовое отношение Pd:Ir=0:100) после испытаний на продолжительность функционирования в обогащенной газовой смеси (А), в стехиометрической газовой смеси (В) и обедненной газовой смеси (С)

На фиг. 3-1 показана взаимосвязь между долей иридия, добавленного к катализатору после испытания на продолжительность функционирования при атмосферной температуре 1100°С (в дальнейшем именуемым «испытанием на продолжительность функционирования при температуре воздуха 1100°С») в стехиометрической газовой смеси, и температурой при степени очистки 50% (температура Т50) (А) и взаимосвязь между этой долей и степенью очистки (В).

На фиг. 3-2 показана взаимосвязь между долей иридия, добавленного к катализатору после испытания на продолжительность функционирования при температуре воздуха 1100°С в обедненной газовой смеси, и температурой Т50 (А) и взаимосвязь между этой долей и степенью очистки (В).

На фиг. 4 показано отношение доли добавленного иридия к количеству адсорбированного СО до и после испытаний на продолжительность функционирования (испытание на продолжительность функционирования при температуре газовой смеси в 1100°С в обогащенной/обедненной газовой смеси (далее именуемое «испытанием на продолжительность функционирования RL 1100°С») и испытанием на продолжительность функционирования при температуре воздуха 1100°С).

На фиг. 5-1 показаны результаты проверки температурных характеристик для катализатора (А) из примера 3 и катализатора (В) из сравнительного примера 3 в обогащенной газовой смеси.

На фиг. 5-2 показаны результаты проверки температурных характеристик для катализатора (А) из примера 3 и катализатора (В) из сравнительного примера 3 в стехиометрической газовой смеси.

На фиг. 5-3 показаны результаты проверки температурных характеристик для катализатора (А) из примера 3 и катализатора (В) из сравнительного примера 3 в обедненной газовой смеси.

На фиг. 6 показаны результаты проверки температурных характеристик для катализатора из примера 3 и катализатора из сравнительного примера 3 в обедненной газовой смеси. Осуществление изобретения

[0018]

Способ закрепления металлических частиц катализатора согласно настоящему изобретению (далее называемый также «способом согласно настоящему изобретению») включает в себя: (а) добавление прекурсора иридия и прекурсора палладия в растворитель, содержащий, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из поливинилпирролидона, N-метилпирролидона, N-винил-2-пирролидона и этиленгликоля; (b) добавление восстанавливающего агента к полученному каталитическому металлическому коллоиду; (с) получение концентрированного раствора, содержащего металлические частицы катализатора путем воздействия нагретым обратным потоком на полученный раствор; и (d) закрепление металлических частиц катализатора на носителе, при этом содержание иридия в металлических частицах катализатора составляет от 3% до 10% по массе от общей массы иридия и палладия.

[0019]

Способ согласно настоящему изобретению включает в себя, как этап (а), этап добавления прекурсора иридия и прекурсора палладия в растворитель, содержащий, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из поливинилпирролидона, N-метилпирролидона, N-винил-2-пирролидона и этиленгликоля.

[0020]

На этапе (а) поливинилпирролидон, N-метилпирролидон, N-винил-2-пирролидон и этиленгликоль используют как защитные агенты. Применение этих защитных агентов позволяет защитить накопленные частицы. Таким образом, реакция между палладием и иридием может быть улучшена с тем, чтобы повысить степень сплавления. Предпочтительно, чтобы вещество, используемое как защитный агент, имело уровень рН, близкий к уровням рН прекурсора иридия и прекурсора палладия, чтобы при добавлении иридиевого прекурсора и прекурсора палладия не образовывался осадок. Предпочтительно, чтобы могли быть использованы поливинилпирролидон и этиленгликоль.

[0021]

Примером растворителя, который может быть использован на этапе (а), является вода.

[0022]

На этапе (а) прекурсор иридия и прекурсор палладия вместе добавляют в растворитель с получением каталитического металлического коллоида, и, таким образом, иридий и палладий в полученном каталитическом металлическом коллоиде одновременно подвергают восстановительной обработке на последующем этапе (с). Иридий с большей вероятностью образует оксид, чем палладий, и окисление иридия происходит раньше окисления палладия. Поэтому окисление палладия можно сдерживать путем комбинирования палладия и иридия. Примеры прекурсора иридия и прекурсора палладия включают в себя соли или соединения иридия и палладия. Примеры соли или соединения иридия включают в себя нитрат иридия, ацетат иридия и хлорид иридия. Примеры соли или соединения палладия включают в себя хлорид палладия, ацетат палладия и нитрат палладия.

[0023]

Способ согласно настоящему изобретению содержит в качестве этапа (b) добавление восстанавливающего агента к каталитическому металлическому коллоиду, полученному на этапе (а).

[0024]

Примеры восстанавливающего агента, который может быть использован на этапе (b), включают в себя метанол, этанол, пропанол и бутанол. Предпочтительно использование этанола.

[0025]

Способ согласно настоящему изобретению включает в себя на этапе (с) получение концентрированного раствора, содержащего металлические частицы катализатора, путем воздействия нагретым обратным потоком на полученный раствор. Воздействие нагретого обратного потока палладиевого/иридиевого композитного металлического коллоида является причиной подавления агрегации и укрупнения зерен частиц катализатора (спекания), что позволяет палладию и иридию располагаться близко друг к другу на атомном уровне. В результате может быть сохранена активность палладия, и степень очистки может быть улучшена.

[0026]

Содержание иридия в полученных металлических частицах катализатора составляет от 3% до 10% по массе и предпочтительно от 3% до 7% по массе от общей массы иридия и палладия. Посредством добавления небольшого количества иридия в пределах вышеуказанного диапазона для закрепления металлических частиц катализатора с использованием способа закрепления металлического коллоида, иридий может быть представлен в виде нанокластера для термического диффундирования с тем, чтобы мог быть образован сплав иридия и палладия однородного строения. В результате образования такого сплава однородного строения может быть повышена производительность очистки.

[0027]

Способ согласно настоящему изобретению включает в себя на этапе (d) закрепление металлических частиц катализатора на носителе. Примеры носителей, которые можно использовать на этапе (d), включают в себя оксид алюминия, оксид кремния, алюмосиликат, цеолит, морденит, оксид титана, оксид церия, оксид циркония и сложный оксид церия и циркония (CZ или ZC). Предпочтительно использовать оксид алюминия и сложный оксид церия-циркония (CZ или ZC). Здесь CZ обозначает богатый цезием сложный оксид и ZC обозначает богатый цирконием сложный оксид.

[0028]

Продукт, полученный на этапе (d), может быть подвергнут осушающей обработке, выполняемой в качестве дополнительной обработки при обычном давлении или пониженном давлении. Кроме того, в целях содействия сплавлению частиц катализатора способ согласно настоящему изобретению может дополнительно включать в себя этап прокаливания частиц катализатора, сформированных на носителе, при 200-1000°С и предпочтительно при 400-800°С после этапа (b).

[0029]

Настоящее изобретение также относится к катализатору (далее именуемому также «катализатором согласно настоящему изобретению»), полученному способом согласно настоящему изобретению. Катализатор согласно настоящему изобретению содержит металлические частицы катализатора, образованные из оксида иридия и оксида палладия, а также носитель, на котором закреплены металлические частицы катализатора. Содержание иридия в металлических частицах катализатора составляет от 3% до 10% по массе и предпочтительно от 3% до 7% по массе от общей массы иридия и палладия. Кроме того, содержание рассчитывают на основе количества сырья катализатора. Содержание иридия в металлических частицах катализатора может фактически составлять от 3% до 15% по массе и предпочтительно от 3% до 11% по массе от общей массы иридия и палладия.

[0030]

Настоящее изобретение пояснено ниже со ссылкой на приведенные ниже примеры; однако настоящее изобретение не ограничивается объемом этих примеров.

Примеры

[0031]

Обогащенная газовая смесь, стехиометрическая газовая смесь и обедненная газовая смесь имеют составы, описанные ниже в примерах.

[0032]

Обедненная газовая смесь: 14,7 (CO₂), 0,72 (O₂), 0,19 (С₃Н₆), 0,17 (СО), 0,35 (NO), 3 (H₂O)

Стехиометрическая газовая смесь: 14,8 (CO₂), 0,35 (O₂), 0,29 (С₃Н₆), 0,47 (СО), 0,33 (NO), 3 (H₂O)

Обогащенная газовая смесь: 14,2 (CO₂), 0,26 (O₂), 0,45 (С₃Н₆), 1,3 (СО), 0,3 (NO), 3 (H₂O)

Пример 1

В чистую воду был добавлен поливинилпирролидон. Туда же были добавлены хлорид палладия и нитрат иридия и смешаны таким образом, что массовое отношение Pd к Ir стало 97:3 (т.е. сумма концентраций обоих металлов стала 0,5% по массе). Кроме того, был добавлен этанол (375 мл) с последующим перемешиванием при температуре приблизительно 50°С в течение 30 минут. Затем воздействовали обратным потоком, нагретым при приблизительно 90°С, в течение приблизительно 3 часов, чтобы осуществить восстановление этанолом. Соответствующее количество полученного химического концентрата было собрано и закреплено на носителе из 100% оксида алюминия.

[0033]

Порошок, полученный в результате сушки, прокаливали в электропечи при 500°С в течение 2 ч для образования гранул. Таким образом, был получен катализатор.

[0034]

Пример 2

Катализатор был получен согласно способу, описанному в примере 1, за исключением того, что хлорид палладия и нитрат иридия были добавлены так, чтобы отношение масс палладия к иридию стало 93:7.

[0035]

Пример 3

Катализатор был получен согласно способу, описанному в примере 1, за исключением того, что хлорид палладия и нитрат иридия были добавлены так, чтобы отношение масс палладия к иридию стало 90:10.

[0036]

Сравнительный пример 1

Катализатор был получен согласно способу, описанному в примере 1, за исключением того, что нитрат иридия не был использован, а концентрацию палладия после добавления хлорида палладия доводили до 0,5% по массе.

[0037]

Сравнительный пример 2

Катализатор был получен согласно способу, описанному в примере 1, за исключением того, что хлорид палладия не был использован, а концентрацию иридия после добавления нитрата иридия доводили до 0,25% по массе.

[0038]

Сравнительный пример 3

Хлорид палладия был добавлен и смешан с чистой водой (концентрация палладия: 0,5% по массе). Далее был добавлен этанол (375 мл) с последующим перемешиванием при температуре приблизительно 50°С в течение 30 минут. Затем воздействовали обратным потоком, нагретым при приблизительно 90°С, в течение приблизительно 3 часов, чтобы выполнить восстановление этанолом.

[0039]

Между тем, в чистую воду был добавлен поливинилпирролидон. Туда же был добавлен и смешан с ним нитрат иридия (концентрация иридия: 0,25% по массе). Далее был добавлен этанол (187,5 мл) с последующим перемешиванием при температуре приблизительно 50°С в течение 30 минут. Затем воздействовали обратным потоком, нагретым при приблизительно 90°С, в течение приблизительно 3 часов, чтобы выполнить восстановление этанолом.

[0040]

Полученные растворы смешивали так, чтобы массовое отношение Pd к Ir стало 90:10. Таким образом, был получен химический концентрат. Необходимое количество полученного химического концентрата было собрано и закреплено на носителе из 100% оксида алюминия.

[0041]

Порошок, полученный в результате сушки, прокаливали в электропечи при 500°С в течение 2 часов, чтобы сформировать гранулы. Таким образом, был получен катализатор.

[0042]

Катализаторы, полученные в примерах 1-3 и сравнительных примерах 1-3, были подвергнуты испытаниям, описанным ниже.

[0043]

1. Испытания на продолжительность функционирования

(1) Испытания на продолжительность функционирования RL (Обогащенная / Обедненная (Rich/Lean)) 1100°С

Испытания на продолжительность функционирования RL 1100°С проводили путем взвешивания каждого катализатора (6 г) и многократной и поочередной подачи обогащенной газовой смеси и обедненной газовой смеси 5-минутными циклами в течение 5 часов при поддержании температуры 1100°С.

[0044]

(2) Испытания на продолжительность функционирования при температуре воздуха 1100°С

Испытания на продолжительность функционирования при температуре воздуха 1100°С проводили путем взвешивания каждого катализатора (6 г) и подачей воздуха при поддержании температуры 1100°С в течение 5 часов.

[0045]

2. Испытания температурных характеристик

Каждый катализатор до и после испытаний на продолжительность функционирования был подвергнут испытанию температурных характеристик в обогащенной газовой смеси, стехиометрической газовой смеси и/или обедненной газовой смеси (расход газа 10 л) в отношении общих степеней очистки от углеводорода (ТНС), СО, NO_x и температуре Т50.

[0046]

3. Поглощенное количество СО

Каждый катализатор подвергали измерению адсорбции СО посредством импульсной подачи СО до и после испытания на продолжительность функционирования RL 1100°С и/или до и после испытаний на продолжительность функционирования при температуре воздуха 1100°С.

[0047]

4. Определение физических свойств катализаторов

Соотношения благородных металлов были определены путем органического анализа. Каждый катализатор (примерно 0,1 г) взвешивали и растворяли в водном растворе перекиси натрия. Добавили воду, чтобы довести количество до 200 мл. Каждый полученный образец анализировали с использованием индуктивно-связанной плазмы (ICP). Результаты приведены ниже. Кроме того, каждый катализатор был использован до испытаний на продолжительность функционирования.

[0048]

Пример 1: массовое отношение 95:5

Пример 2: массовое отношение 90:10

Пример 3: массовое отношение 87:13

На фиг. 1 показаны результаты испытаний температурных характеристик для катализатора из сравнительного примера 1 (массовое отношение Pd:Ir=100:0) и катализатора из сравнительного примера 2 (массовое отношение Pd:Ir=0:100) перед испытаниями на продолжительность функционирования в соответствующих средах. Катализатор из сравнительного примера 2 до испытаний на продолжительность функционирования имел степень очистки 60% или выше в обогащенной газовой смеси, стехиометрической газовой смеси и обедненной газовой смеси (за исключением степени очистки от СО в обогащенной газовой смеси и степени очистки от NO_x в обедненной газовой смеси). Между тем, катализатор из сравнительного примера 1 до испытаний на продолжительность функционирования имел степень очистки около 50%, поскольку использованная концентрация Ir составляла половину от концентрации Pd в сравнительном примере 2. Однако, как было установлено, по сравнению с катализатором из сравнительного примера 2, катализатор из сравнительного примера 1 демонстрирует конверсионную активность, начиная с более низких температур, особенно в обедненной газовой смеси. Это указывает на то, что катализатор, имеющий высокую конверсионную активность, может быть получен добавлением необходимого количества Ir к Pd, выступающему в качестве основного катализатора.

[0049]

На фиг. 2 показаны результаты испытаний температурных характеристик для катализатора из сравнительного примера 1 (массовое отношение Pd:Ir=100:0), и катализатора из сравнительного примера 2 (массовое отношение Pd:Ir=0:100) после испытаний на продолжительность функционирования в соответствующих средах. На фиг. 2 показано, что степени очистки с точки зрения температурных характеристик для катализаторов из сравнительных примеров 1 и 2 после испытаний на продолжительность функционирования RL 1100°С, как правило, по существу, сопоставимы с таковыми до испытаний на продолжительность функционирования, показанными на фиг. 1. Катализатор из сравнительного примера 1 показал удивительно высокую производительность очистки от NO_x, особенно в обогащенной газовой смеси. Это указывает на то, что катализатор, имеющий высокую конверсионную активность, может быть получен добавлением необходимого количества Ir с Pd, выступающего в качестве основного катализатора.

[0050]

На фиг. 3 показана взаимосвязь между долей иридия, добавленного к катализатору после испытаний на продолжительность функционирования при температуре воздуха 1100°С, и степенью очистки и взаимосвязь между этой долей и температурой при степени очистки 50% (температура Т50). Как понятно из фиг. 3, после испытаний на продолжительность функционирования при температуре воздуха 1100°С, катализатор, содержащий Ir в дополнение к Pd в примерах 1-3, имеет производительность очистки, превосходящую производительность очистки катализатора только с Pd из сравнительного примера 1. В частности, при обедненной газовой смеси температура Т50 снизилась примерно на 40°С, показывая замечательные результаты, достигнутые с добавлением Ir. Кроме того, степень очистки от NO_x в стехиометрической газовой смеси для катализатора из примера 1 (Pd:Ir=97:3) увеличилась примерно на 15% по сравнению с катализатором из сравнительного примера 1.

[0051]

В то же время, после испытаний на продолжительность функционирования RL 1100°С, катализатор, содержащий Ir в дополнение к Pd в примерах 1-3, как было установлено, имеет производительность очистки, по существу, эквивалентную производительности очистки катализатора только с Pd из сравнительного примера 1 Pd (не показано).

[0052]

На фиг. 4 показаны взаимосвязь между долей добавленного иридия и количеством СО, адсорбированного до и после испытаний на продолжительность функционирования (испытаний на продолжительность функционирования RL 1100°С и испытаний на продолжительность функционирования при температуре воздуха 1100°С). На фиг. 4 показано, что количество СО, адсорбированного катализатором, содержащим Ir в дополнение к Pd в примерах 1-3, возросло после испытаний на продолжительность функционирования по сравнению с количеством СО, адсорбированного катализатором только с Pd из сравнительного примера 1. Это свидетельствует о том, что большее количество центров адсорбции остается в катализаторе, содержащем Ir в дополнение к Pd в примерах 1-3, по сравнению с катализатором из сравнительного примера 1. Количество адсорбированного СО заметно увеличивалось, особенно после испытаний на продолжительность функционирования при температуре воздуха 1100°С. Вероятно, это происходило потому, что Pd (точка плавления: примерно 1800°С) был легирован Ir, который имеет температуру плавления (точка плавления: около 2500°С) выше, чем у Pd, что ведет к предотвращению увеличения частиц катализатора. В частности, молекулярная масса Ir примерно вдвое больше, чем Pd. Считается, что Pd, легированный Ir, имеет меньше активных центров, чем Pd, взятый отдельно, если их процентная концентрация по массе одинакова. Ввиду этого добавление Ir приводит к непредсказуемому улучшению производительности очистки.

[0053]

На фиг. 5 показаны результаты испытаний температурных характеристик для катализатора из примера 3, в котором Pd и Ir были одновременно подвернуты восстановлению этанолом, и катализатора из сравнительного примера 3, в котором Pd и Ir были по отдельности подвергнуты восстановлению этанолом в соответствующих газовых смесях. Сравнение катализатора из примера 3 и катализатора из сравнительного примера 3 показывает, что использование катализатора из примера 3 привело к общему улучшению производительности очистки в обогащенной газовой смеси, стехиометрической газовой смеси и в обедненной газовой смеси. В частности, производительность очистки от NO_x увеличилась на 10% до 20% в обогащенной газовой смеси и стехиометрической газовой смеси. Кроме того, было установлено, что производительность очистки может наблюдаться, начиная с более низких температур в обедненной газовой смеси (см., в частности, фиг. 6). Соответственно, было обнаружено, что производительность очистки улучшается в широком диапазоне газовых смесей, когда Pd и Ir одновременно подвергаются восстановлению этанолом (биметаллизации).

Промышленная применимость

[0054]

Катализатор, полученный способом согласно настоящему изобретению, может быть предпочтительно использован для очистки выхлопных газов и особенно очистки выхлопных газов транспортных средств.

[0055]

Все цитируемые здесь публикации, патенты и патентные заявки полностью включены в данный документ посредством ссылок.

Настоящее изобретение относится к способу получения катализатора. Способ включает в себя: (a) добавление прекурсора иридия и прекурсора палладия в воду, содержащую, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из поливинилпирролидона, N-метилпирролидона, N-винил-2-пирролидона, и этиленгликоля; (b) добавление восстанавливающего агента к полученному каталитическому металлическому коллоиду; (c) получение концентрированного раствора, содержащего металлические частицы катализатора, путем воздействия нагретым обратным потоком на полученный раствор; и (d) закрепление металлических частиц катализатора на носителе. При этом содержание иридия в металлических частицах катализатора составляет от 3% до 10% по массе от общей массы иридия и палладия. Также предложен катализатор для очистки выхлопных газов. Изобретение позволяет получить катализатор для очистки выхлопных газов, имеющий высокую устойчивость к нагреванию и производительность очистки в широком диапазоне газовых смесей. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 11 ил., 6 пр.

1. Способ получения катализатора, включающий в себя:
(a) добавление прекурсора иридия и прекурсора палладия в воду, содержащую, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из поливинилпирролидона, N-метилпирролидона, N-винил-2-пирролидона и этиленгликоля;
(b) добавление восстанавливающего агента к полученному каталитическому металлическому коллоиду;
(c) получение концентрированного раствора, содержащего металлические частицы катализатора, путем воздействия нагретым обратным потоком на полученный раствор; и
(d) закрепление металлических частиц катализатора на носителе,
при этом содержание иридия в металлических частицах катализатора составляет от 3% до 10% по массе от общей массы иридия и палладия.

2. Способ по п.1, в котором содержание иридия в металлических частицах катализатора составляет от 3% до 7% по массе от общей массы иридия и палладия.

3. Катализатор для очистки выхлопных газов, который получают согласно способу по п.1 или 2.