本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于聯(lián)合處理在待凈化的氣體，特別地由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的廢氣中包含的NOx類型的氧化性污染性物種和烴HC或者CO類型的還原性污染性物種的電催化體系，所述體系包括：-用于還原NOx類型的污染性物種的催化劑A，-用于氧化烴HC類型和CO污染性物類的催化劑B，和-通過(guò)氧化物離子的離子和電子導(dǎo)電性化合物E，所述催化劑A和B與化合物E接觸，所述化合物E由對(duì)應(yīng)于以下摩爾組成的離子和電子導(dǎo)電性化合物組成：Ce1-y-zO2-xMyNz，其中:-Ce是鈰，-M是選自Gd、Y、Sc、Sm、La、Pr、Nd、Er或Tb的元素，-y為0.01-0.4，-?????N是具有數(shù)個(gè)化合價(jià)的元素，其選自：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni或Cu，-z低于0.4，-x大于0.05。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】電化學(xué)催化劑體系本專利技術(shù)涉及用于凈化載有基本上為NOx和C0/HC類型的氣態(tài)污染物的氣體的領(lǐng)域。更特別地，本專利技術(shù)涉及用于處理來(lái)自柴油或者汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的催化體系，其使得可以通過(guò)還原所述NOx類型的物類和通過(guò)氧化烴HC和/或CO除去所述污染性物類。與受污染氣體，尤其在汽油或者柴油發(fā)動(dòng)機(jī)交通工具的排氣管道的出口的受污染氣體的凈化有關(guān)的技術(shù)和問(wèn)題在本領(lǐng)域中是熟知的。傳統(tǒng)的三元催化劑使得可以聯(lián)合處理的N0x、C0和HC污染物并使它們轉(zhuǎn)化為中性的和在化學(xué)上無(wú)害的氣體，如N2、C02和H20。然而，該體系的很好效率僅僅通過(guò)連續(xù)地調(diào)節(jié)空氣-燃料混合物的富集度獲得。因此已知的是，相對(duì)于該混合物的化學(xué)計(jì)量的最輕微偏差引起污染物排放的強(qiáng)烈提高。為了解決該問(wèn)題，已經(jīng)提出，當(dāng)該混合物是貧乏的(即，燃料是亞化學(xué)計(jì)量的，換句話說(shuō)，氧是超化學(xué)計(jì)量的)時(shí)在催化劑中引入可以臨時(shí)固定NOx的材料(在本領(lǐng)域中通常被稱為NOx阱)。然而，這種體系的主要缺點(diǎn)是只能以過(guò)消耗燃料為代價(jià)可以獲得NOx化合物的減少。特別地，使俘獲在催化劑上的NOx化合物解吸和使它們催化還原以產(chǎn)生氣態(tài)氮N2只能在還原催化劑上存在足夠量的還原性物類(呈烴或者一氧化碳CO或者氣態(tài)氫H2形式)時(shí)獲得。氣態(tài)氫本身可以通過(guò)烴HC和蒸汽或者在CO和水蒸汽之間的催化反應(yīng)獲得。根據(jù)一種不同的方法，專利US6878354描述了用于通過(guò)電化學(xué)途徑氧化HC和CO和還原NOx化合物的催化劑組合。這種體系看起來(lái)是有利的，這是由于它們?cè)试S在還原催化劑A和氧化催化劑B兩種催化劑(它們同時(shí)通過(guò)電子導(dǎo)體C和離子導(dǎo)體D彼此連接)之間的電化學(xué)反應(yīng)。根據(jù)該公開物，這種體系特別地使得可以提高污染性物類，特別地在使用貧燃料混合物(m6lange pauvre)運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)中的污染性物類的催化轉(zhuǎn)化。然而,為了是有效的,這種體系要求使用吸附NOx的物質(zhì)和吸附HC烴的物質(zhì)。根據(jù)在該專利中描述的第一實(shí)施方案，將催化劑A和B作為與離子導(dǎo)體D的混合物沉積在金屬載體上。金屬載體提供為了該電化學(xué)體系的優(yōu)良運(yùn)行所需的電子。然而，在機(jī)動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)，特別地柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管道中使用這種載體是有問(wèn)題的，主要因?yàn)樗牡湍脱趸院退闹械饶突瘜W(xué)性。此外，這類金屬載體具有顯示出低的與催化劑的化學(xué)和測(cè)膨脹相容性的主要缺點(diǎn)，根據(jù)US 6 878 354提供的教導(dǎo)，其而且必須包括以下類型的NOx或者HC阱:氧化鋇、沸石或者其它混合氧化物，其還具有低的與金屬載體的化學(xué)相容性。根據(jù)在US 6878354中描述的第二實(shí)施方案，作為混合物將四種組分A、B、C和D引入在由堇青石組成的不導(dǎo)電陶瓷載體上。這種體系的有效性這時(shí)強(qiáng)烈取決于催化劑A和B和電子導(dǎo)體C和離子導(dǎo)體D的沉積條件。這是因?yàn)楂@得的性質(zhì)高度地取決于對(duì)應(yīng)于不同組分的不同相在使用的載體上的分散，為了該電化學(xué)體系的令人滿意的運(yùn)行，在該四要素之間的連接是必須的。最后，由于電化學(xué)體系由尺寸小的彼此之間隨機(jī)定位的顆粒組成，它的有效性必然受到以下限制:一方面在顆粒之間的連接，在另一方面為了該電化學(xué)催化劑體系的令人滿意的運(yùn)行可獲得的少量的電解質(zhì)(電子和/或離子)。最近，基于這些相同的原理，在由本申請(qǐng)人公司提交的申請(qǐng)W02007/116194中已經(jīng)描述了用于氣體凈化的結(jié)構(gòu)，特別地顆粒過(guò)濾器，其中所述結(jié)構(gòu)的多孔壁的組成材料在所描述的電催化體系中用作為電子導(dǎo)體C和/或作為離子導(dǎo)體D。目前，然而這樣的簡(jiǎn)單催化體系還不是已知的，其允許使NOx基本轉(zhuǎn)化為N2，甚至在氧化性氣氛中，即在過(guò)量氧存在時(shí)也如此。本專利技術(shù)的目的之一是:通過(guò)特別地允許轉(zhuǎn)化基本量的NOx物類來(lái)克服這種缺陷(包括在低于500°C的溫度下，無(wú)論待凈化的氣體混合物的化學(xué)組成怎樣)，特別地，甚至當(dāng)待凈化的氣態(tài)介質(zhì)，特別地由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的廢氣的空氣/燃料比是貧乏時(shí)。更特別地，本專利技術(shù)的目的是提供適合于使載有HC和/或CO類型的氣態(tài)污染物和NOx類型污染物的氣體凈化并且將它們聯(lián)合并且同時(shí)地轉(zhuǎn)化為中性和化學(xué)無(wú)害的氣體(如N2XO2和H2O)的電催化體系，所述體系可以在任何氣氛:氧化性、中性或者還原性氣氛下運(yùn)行。這種催化體系例如應(yīng)用在用于過(guò)濾由汽油或者柴油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的載有氣態(tài)污染物和特別地固體顆粒的廢氣的結(jié)構(gòu)中，這是由于它可以在任何的空氣/燃料混合物的富集度下運(yùn)行。根據(jù)第一方面，本發(fā) 明涉及用于聯(lián)合處理在待凈化的氣體，特別地由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的廢氣中包含的NOx類型的氧化性污染性物類和烴HC或者CO類型的還原性污染性物類的電催化體系，所述體系包括: -用于還原NOx類型的污染性物類的催化劑A， -用于氧化烴HC類型污染性物類和CO的催化劑B， -通過(guò)氧化物離子的電子和離子傳導(dǎo)性化合物E， 所述催化劑A和B與化合物E接觸， 所述化合物E由對(duì)應(yīng)于以下摩爾配方的離子和電子導(dǎo)電性氧化物(oxyde conducteurionique et electronique)組成: Ce1-y-z02-xMyNz, 其中: -Ce是鋪， -M 是選自 Gd、Y、Sc、Sm、La、Pr、Nd、Er 或 Tb 的元素，-y 為 0.01-0.4， -N是具有數(shù)個(gè)化合價(jià)的元素，其選自:T1、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni或Cu， -z低于0.4, -X 大于 0.05。用于還原反應(yīng)的催化劑A選自在本領(lǐng)域中由于它們的活性，優(yōu)選地它們對(duì)于使NOx還原的反應(yīng)的選擇性而熟知的催化劑。它們可以特別地選自包含被浸潰在具有高比表面積的粉末(例如氧化鋁)的表面上的貴金屬的化合物。這些金屬優(yōu)選地是Rh、Cu或者Ni。用于烴的氧化反應(yīng)的催化劑B選自在本領(lǐng)域中由于它們的活性，優(yōu)選地它們對(duì)于烴的氧化反應(yīng)的選擇性而熟知的催化劑。特別地，根據(jù)本專利技術(shù)可以使用在石油化學(xué)和精煉領(lǐng)域中使用的重整和蒸汽重整催化劑。這些特別地是基于Pt、Pd、Ag、Fe、Co或者Au的催化劑。根據(jù)本專利技術(shù)的優(yōu)選但是非限制性實(shí)施方案:-1為大約0.1至大約0.3和z=0。在這種情況下，離子和電子導(dǎo)電性氧化物對(duì)應(yīng)于式Cei_y_A_xMy，其中y為大約0.1-大約0.3。例如，離子和電子導(dǎo)電性氧化物對(duì)應(yīng)于式Cei_y02_xGdy，其中y為大約0.1_大約0.3。- z大于0，優(yōu)選地為0.01至0.2。在這種情況下，例如，離子和電子導(dǎo)電性氧化物對(duì)應(yīng)于式Cei_y_z02_xYyTiz，y為大約0.1-大約0.3和Z為0.01-0.1。- X 為 0.1-0.4，優(yōu)選地為 0.1-0.3。-該化合物E包含氧空穴(lacunes en oxygSne)和該晶格的Ce4+陽(yáng)離子的一部分被轉(zhuǎn)化為Ce3+陽(yáng)離子。根據(jù)本專利技術(shù)，Ce3+離子的比例優(yōu)選地為25-75%，特別地40-70%ο措辭Ce3+陽(yáng)離子的比例〃理解為如根據(jù)Ce3YCe4+比率進(jìn)行計(jì)算的三價(jià)陽(yáng)離子的比例。用于通過(guò)測(cè)量磁化率來(lái)確定這種比率的方法是熟知的并且例如描述在公開物Catalysis Tbt/ajs vol.54,第 93-100 頁(yè)(1999)〃 中。-離子和電子導(dǎo)電性氧化物顯示出0.5-100m2/g，優(yōu)選地l_30m2/g的比表面積。-化合物E的電子電阻率在400°C低于20Ohms, cm和化合物E的離子電導(dǎo)率在40CTC為 1-104 Siemens/cm本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2010.06.16 FR 10547781.用于聯(lián)合處理在待凈化的氣體，特別地由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的廢氣中包含的NOx類型的氧化性污染性物類和烴HC或者CO類型的還原性污染性物類的電催化體系，所述體系包括: -用于還原NOx類型的污染性物類的催化劑A， -用于氧化烴HC和CO類型污染性物類的催化劑B， -通過(guò)氧化物離子的離子和電子導(dǎo)電性化合物E， 所述催化劑A和B與化合物E接觸，所述化合物E由離子和電子導(dǎo)電性氧化物組成，所述化合物E的電子電阻率在400°C低于20 Ohms, cm和離子電導(dǎo)率在400°C為1-10_4Siemens/cm,所述化合物E對(duì)應(yīng)于以下摩爾組成: Ce1-y-z 02-xMyNz, 其中: _ Ce是鋪， -M 是選自 Gd、Y、Sc、Sm、La、Pr、Nd、Er 或 Tb 的元素，-y 為 0.01-0.4， -N是具有數(shù)個(gè)化合價(jià)的元素，其選自:T1、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni或Cu， -z低于0.4, -X 大于 0.05。2.根據(jù)權(quán)利要求1的電催化體系，其中y為0.1至0.3，和其中z=0。3.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的電催化體系，其中離子和電子導(dǎo)電性氧化物對(duì)應(yīng)于式Ce 卜 y02_xGdy。4.根據(jù)權(quán)利要求1的電催化體系，其中z大于0，優(yōu)選地為0.01至0.2。...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A普蘭西瓦勒，P韋爾努，A阿德雅爾，C吉扎爾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：歐洲技術(shù)研究圣戈班中心，法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心，里昂第一克勞德伯納德大學(xué)，
類型：
國(guó)別省市：
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