Катализатор для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК B01J23/83 B01D53/62 

Изобретение относится к производс ву катализаторов и может найти применение для очистки выхлопньрс газов двигателей внутреннего сгорания. Известен катализатор, содержащий платину и окись алюминия на фарфоровом носителе С 1 3Недостатком катализатора является высокая стоимость из-за применения платины. Наиболее близким по составу к предлагаемому является катализатор, содержащий окислы марганца, меди, никеля, кобальта или , нанесенные на окись алюминия. Известный катализатор работает в интервале тем ператур 100-400 С и обеспечивает степень очистки, например, от окиси углерода до 70% при 300с 2J. Недостатком известного катализато ра является сравнительно высокая тем пература процесса очистки газов. Целью изобретения является снижение температуры процесса очистки. Поставленная цель достигается тем катализатором, включающим алки инаты марганца, меди и никеля, а также окись церия, нанесенные на.окись алю МИНИН при следующем соотношении компонентов, мас.%: 6,6-9,3 Алюминат марганца 12,7-14,7 Алюминат меди 0,6-4,7 Алюминат никеля 2,4-7,4 Окись церия Остальное Окись, алюминия Для приготовления катализатора чистую окись алюминия, полученную гидролизом безводного хлорида алюминия в пламени водорода с кислоро дом, смешивают с водой, и полученную пасту высушивают при 100 С. Сухую массу размалывают и после добавления 5 вес.% графита прессуют в цилиндрические тела длиной 3 мм и диаметром 3 мм. Графит выжигают при , после чего ведут отжиг в течение 20 ч при 1000-1200 с. В зультате получают носитель из окиси алюминия с удельной поверхностью определенной методом БЭТ, 6,9 м /г и объемом пор 0,32 , имеющей прочность при сжатии в продольном направлении между плоско-параллельными пластинами 8,1 кг/мм. Прокаленную окись алюминия пропитьюают водным раствором нитратов марганца меди и никеля, нагревают для разложения солей при ЗОО-бОО С и прокаливают в интервале температур BOO1200С. Затем пропитывают водньм раствором нитрата церия, сушат при 130-150°С и ступенчато нагревают для разложения нитрата церия до 200-300°С и затем.до 450-550 С после чего прокаливают при 700-900с. Пример1. На носитель из окиси алюминия путем пропитки водным раствором нитратов меди, марганца и никеля нагреванием при и прокалкой при в течение 18 ч наносят 5,13 весЛСи 2,94 вес.%/Ипи 1,57 вес.% Ni. Охлажденйый продукт пропитывают водным раствором нитрата церия, чтобы получить 3,12 вес.% Се высушивают при нагревают двухступенчато до 250 и и прокаливают 10 ч при . Полученный катализатор содержит мас.%: алюминат марганца 9,3 алюминат меди 14,7, алюминат никеля 4,7; окись церия 3,83 окись алюминия - остальное. Прочность катализатора при сжатии 5,5 кг/мм. Активность по окиси углерода и гексану приведена в табл.1 где Og и Уд/, степень очистки, составляющая 50 И 90% соответственно. Т а б л и ц а 1 Темпера- 145 370 430 тура,с Обработка катализатора в восстановительной атмосфере не вызьгоает изменения его активности. Пример 2. На носитель из окиси алюминия наносят аналогично примеру 1 4,48 вес.% Си 2,1 вес.% Mh и О 21 вес.% Ni . Прокалку ведут 6 при 1000°С. Затем наносят 2,97 вес.% Се. Полученньй катализатор содержит мае.%: алюминат марганца 6,6, алк 1инат меди 12,7 алюминат никеля 0,6, окись церия 3,65, окись алкжиния - остальное. Прочность катализатора при сжатии составляет 7,8 кг/мм. Активность по окиси углерода и гексану приведена в табл.2. Таблица 2 I UgpreKcJug eKc. Показа „Тель Температура,с 135 180

Обработка катализатора в восстановительной атмосфере не вызывает изменения его активности.

Пример 3. В условиях примеров 1 и 2 на носитель из окиси алюминия 5 наносят 4,8 вес.%СХ1,2,5 вес.%М(1 и 0,8 вес.%Ni.Прокалку ведут .10 ч при . Затем наносят 3 вес.% Се.

Получают катализатор, содержащий мас.%: алюминат марганца 7,9, йлюми- Ю нат меди 13,6, алюминат никеля 2,4, окись церия, 3,68, окись алюминия остальное.

Прочность катализатора на сжатие составляет 6,8 кг/мм. Обработка в вое 15 становительной атмосфере не снижает его активности. Активность по окиси углерода и гексану приведена в табл.3.

Таблица 3

V4 V4USO

гекс

Температура, °С 140 180 350

425

Пример 4. В условиях примера 1 на катализатор наносят соль церия, так, чтобы он содержал 2,4 и 6 вес.% Се. Соль церия сушят 32 ч при 140°С, нагревают до и 10 ч - до 500°С и прокаливают 10 ч при .

Активность и прочность катализаторов приведены в табл.4.

Таблица 4

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающий соединения . меди, никеля, марганца, нанесенные на окись алюминия, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры процесса очистки, он содержит в качестве соединений указанных элементов их алкн4инаты и дополнительно - окись церия при следующем соотношении компонентов,мае.%: 6,6-9,3 Алюминат марганца 12,7-14,7 Алюминат меди 0,6-4.7 Алюминат никеля 2,4-7,4 Окись церия Остальное Окись алюминия

Как следует из табл. -1-4 предлагаемый катализатор позволяет снизить температуру процесса очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания до leO-igS C с обеспечением 90%-ной степени очистки от СО против 300 С с обеспечением лишь 70%-ной степени очистки при использовании известного катализатора. Катализатор обнаруживает высокую механическую прочность и стабильную активность.