[发明专利]基于铯的混合氧化物的还原NOx的催化体系的用途

说明书

本发明涉及用于净化载有基本上NO_x类型的气态污染物的气体的领域。更特别地，本发明涉及用于处理气体，特别地离开柴油或者汽油发动机排气管的气体的催化体系，其使得可以通过还原所述NO_x类型物类除去所述污染性物类。

与被污染气体，尤其在汽油或者柴油发动机交通工具的排气管出口的气体的净化有关的技术和问题在本领域中是熟知的。传统的三效催化剂使得可以联合处理的NO_x、CO和HC污染物并使它们转化为中性的和在化学上无害的气体，如N₂、CO₂和H₂O。然而，该体系的很好效率仅仅通过连续地调节空气-燃料混合物的富集度(richesse)获得。因此已知的是，相对于该混合物的化学计量的最轻微偏差引起污染物排放的强烈提高。

为了解决该问题，已经提出，当该混合物是贫乏的(即，燃料是亚化学计量的，换句话说，氧是超化学计量的)时在催化剂中引入可以临时固定NO_x的材料(在本领域中通常被称为NO_x阱)。然而，这种体系的主要缺点是只能以过消耗燃料为代价可以获得NO_x化合物的减少。特别地，使俘获在催化剂上的NO_x化合物解吸和使它们催化还原以产生气态氮N₂只能在还原催化剂上存在足够量的还原性物类(呈烃或者一氧化碳CO或者气态氢H₂形式)时获得。气态氢本身可以通过烃HC和水蒸汽或者在CO和水蒸汽之间的催化反应获得。

根据一种不同的方法，专利US6878354描述了用于通过电化学途径氧化HC和CO和还原NOx化合物的催化剂组合。这种体系看起来是有利的，这是由于它们允许在还原催化剂A和氧化催化剂B两种催化剂(它们同时通过电子导体C和离子导体D彼此连接)之间的电化学反应。根据该公开物，这种体系特别地使得可以提高污染性物类，特别地在使用贫燃料混合物(mélange pauvre)运行的发动机中的污染性物类的催化转化。

为了是有效的，然而这种体系要求使用吸附NO_x的物质。

目前，然而这样的简单催化体系还不是已知的，其允许使NO_x基本转化为N₂，甚至在氧化性气氛中，即在过量氧或者氧化氮NO_x类型的氧化性物类存在时也如此。本发明的目的之一是：通过特别地允许转化基本量的NO_x物类来克服这种缺陷，无论待净化的气体混合物的化学组成怎样。特别地，本催化体系可应用在由内燃机产生的废气处理中，特别地当待净化的气态介质的空气/燃料比是贫乏时。该催化体系的另一种应用是处理由特别地在玻璃熔炉中使用的燃烧器产生的气体，其已知地包含高比例的所述NO_x，特别地N₂。

更特别地，本发明的目的是提供简单并自持(autonome)的催化体系，其允许直接除去在待处理的被污染气体中存在的NOx类型的污染物，特别地NO₂，所述体系允许在不依靠附加的吸附NO_x的材料时以高度选择性方式使所述NO_x化合物转化为N₂(即其超过80mol%，实际上超过90mol%的被转化的NO_x被转化为N₂)，无论待处理气体的总气氛如何(氧化性的、中性的或者还原性的，特别地氧化性的)和在低温条件，特别地低于500℃的温度下所述体系都可以运行。

根据第一方面，本发明涉及包含符合以下摩尔组成的氧化物或者由其组成的催化体系用于使在待净化气体中存在的NO_x类型的氧化性污染性物质，特别地NO₂还原的用途：

Ce_1-y-zO_2-xM_yN_z，

其中:

-Ce是铈，

-M是选自Gd、Y、Sc、Sm、La、Pr、Nd、Er或Tb的元素，

-y为0.01-0.4，

-N是具有数个化合价的元素，其选自：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni或Cu，

-z低于0.4，

-x大于0.05。