专利名称：用于氧化气体料流中一氧化氮的催化剂组合、方法和系统的制作方法
用于氧化气体料流中一氧化氮的催化剂组合、方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求序列号为61/102，462，申请日为2008年10月3日的美国临时申请的权益，是序列号为12/563，345，申请日为2009年9月21日的美国非临时申请的部分延续申请。因此要求其申请日的权益。技术领域
本公开大体所涉及的领域包括处理气体料流的催化剂组合、方法和系统。
技术背景
催化剂可用于催化气体料流中组分的反应。 发明内容
本发明的一个实施方案可包括产品，所述产品包括催化剂组合，该组合包括钙钛矿催化剂和非钙钛矿催化剂的第二催化剂。一个实施方案中，钙钛矿催化剂可具有通式 AB03、AA' BO3>ABB' 03、AA' BB' 03或々々'BB' 03。另一个实施方案中，第二非钙钛矿催化剂可包括至少一种选自元素周期表的贵重金属或贵金属组的金属。另一个实施方案中， 第二非钙钛矿催化剂可包括钯、钼、铑或钌中的至少一种，或包括这些的催化剂系统。一个实施方案中，催化剂组合可包含钙钛矿催化剂和第二催化剂非钙钛矿催化剂，第二催化剂非钙钛矿催化剂的载量约为 l-100g/ft3、l-80g/ft3、l-60g/ft3、l-40g/ft3、l_20g/ft3，或在上述范围内的载量。一个包括第二非钙钛矿催化剂的催化剂组合的实施方案中，钙钛矿催化剂的载量可以是1至120g/L、l至80g/L、l至40g/L、l至20g/L。
一个实施方案中，催化剂组合可包含钙钛矿催化剂和第二催化剂非钙钛矿催化剂，其中第二非钙钛矿催化剂包括钼，载量约为l-60g/ft3、l-40g/ft3、l_20g/ft3，或在上述范围内的载量。一个包括钼的催化剂组合的实施方案中，钙钛矿催化剂的载量可以是1至 120g/L、l 至 80g/L、l 至 40g/L、l 至 20g/L。
—个实施方案中，催化剂组合可包含钙钛矿催化剂和第二催化剂非钙钛矿催化剂，其中第二非钙钛矿催化剂包括钯，载量约为5-100g/ft3或10-60g/ft3，或上述范围内的载量。一个包括钯的催化剂组合的实施方案中，钙钛矿催化剂载量可以是1至120g/L、l至 80g/L、l 至 40g/L、l 至 20g/L。
一个实施方案可包括在催化氧化反应中使用钙钛矿催化剂处理含有NOx的气体料流以氧化所述气体料流中的氧化氮，其中所述钙钛矿催化剂具有通式AB03、AA' BO3, ABB' 03、AA' BB' O3 或 AA' BB' 03。
一个实施方案中，氧化反应中所使用的通式为ABO3的钙钛矿催化剂可负载于各种基质的任一上，所述基质包括但不限于，至少一种反应器填充结构和材料、珠粒、丸、流化床粉末或可悬浮于气流中的其它固体颗粒物质、流通型整料(flow-through monolith)、壁流型整料(wall-flow monolith)、金属整料、陶瓷整料、金属或陶瓷制成的载体。
一个实施方案中，氧化反应中使用的通式为ABO3的钙钛矿催化剂可不负载于基质上，但可形成于具有各种构造任一的基质内，所述构造包括但不限于平板、珠粒、丸或反应器填充材料形状。
另一个实施方案可包含通式为ABO3的钙钛矿催化剂在催化氧化反应器中用于氧化贫燃烃做燃料的动力源的排气料流中的一氧化氮，其中A表示来自镧系的稀土金属和/ 或碱土金属，其中B表示过渡金属。
另一个实施方案中，上述的通式为ABO3的钙钛矿催化剂的催化性能可通过用少量的助催化剂材料替代催化剂配方中的元素A或元素B的中至少
一种的一部分来得到改善。
另一个实施方案可包含用于减少NOx排放物的排气系统，包含催化氧化反应器，所述反应器具有通式为ABO3或ABO3的改性版的钙钛矿催化剂，其中用少量的助催化剂材料替代元素A或元素B中至少一种的一部分。
另一个实施方案可包括使用钙钛矿催化剂氧化气体料流中的一氧化氮的方法。
本发明进一步体现在如下方面
1.产品，包含
包括钙钛矿催化剂和第二非钙钛矿催化剂的催化剂组合，所述钙钛矿催化剂通式为AB03、AA' BO3> ABB' 03、AA' BB' 03或々々'BB' O3，其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属，其中B包括过渡金属。
2.如方面1所述的产品，其中所述钙钛矿催化剂通式为AA' BO3;
其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属；
其中B包括过渡金属；和
其中A'包括替代一部分A的助催化剂材料。
3.如方面1所述的产品，其中所述钙钛矿催化剂通式为ABB' O3,
其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属；
其中B包括过渡金属；和
其中B'包括替代一部分B的助催化剂材料。
4.如方面1所述的产品，其中所述钙钛矿催化剂通式为AA' BB' O3,
其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属；
其中B包括过渡金属；
其中A'包括替代一部分A的助催化剂材料；和
其中B'包括替代一部分B的助催化剂材料。
5.如方面2所述的产品，其中A'包括锶。
6.如方面1所述的产品，其中A是镧。
7.如方面6所述的产品，其中B是钴或锰或铁。
8.用于减少排气料流中的NOx和颗粒物质排放物的系统，包括
包括钙钛矿催化剂和非钙钛矿催化剂的催化氧化反应器，所述钙钛矿催化剂通式为AB03、AA' BO3> ABB' 03、AA' BB' 03或々々'BB' O3，其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属，其中B包括过渡金属；
颗粒过滤器；和
具有造择性催化还原催化剂的催化还原反应器。
9.如方面8的系统，其中所述钙钛矿催化剂的通式为AA' BO3 ；
其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属；
其中B包括过渡金属；和
其中A'包括替代一部分A的助催化剂材料。
10.如方面8所述的系统，其中所述钙钛矿催化剂的通式为ABB' O3;
其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属；
其中B包括过渡金属；和
其中B'包括替代一部分B的助催化剂材料。
11.如方面8所述的系统，其中所述钙钛矿催化剂的通式为AA' BB' O3;
其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属；
其中B包括过渡金属；
其中A'包括替代一部分A的助催化剂材料；和
其中B包括替代一部分B的助催化剂材料。
12.如方面8所述的系统，其中所述催化氧化反应器进一步包括
连接到所述基质材料的另一部分的钼基催化剂或钯基催化剂或钼钯基催化剂。
13.如方面8所述的系统，其中所述催化氧化反应器进一步包括
连接到所述基质材料的所述部分的钼基催化剂或钯基催化剂或钼钯基催化剂。
14.如方面8所述的系统，进一步包括
用于在所述催化还原反应器之前向所述排气料流中注入氨或尿素的注入装置。
15.如方面14所述的系统，进一步包括
容纳在排气料流内并连接到所述注入装置的NOx传感器，所述NOx传感器设置在所述催化还原反应器的上游。
16.如方面14所述的系统，进一步包括
温度传感器，其连接到所述催化还原反应器和所述注入装置，所述温度传感器测量容纳在所述催化还原反应器内的选择性催化还原催化剂的温度。
17.氧化气体料流内的一氧化氮的方法，所述气体料流来自使用贫燃燃烧混合物的以烃作为燃料的动力源，该方法包括
使所述气体料流通过催化氧化反应器，所述催化氧化反应器包括钙钛矿催化剂和非钙钛矿催化剂，所述钙钛矿催化剂的通式为AB03、AA' B03> ABB' 03> AA' BB' O3或 AA' BB' O3，其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属，其中B包括过渡金属。
18.如方面17所述的方法，其中形成催化氧化反应器包括
形成催化氧化反应器，所述催化氧化反应器包括连接到基质材料的通式为 AA' BO3的钙钛矿催化剂，其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属，其中B包括过渡金属，和其中A'包括替代一部分A的助催化剂材料。
19.如17所述的方法，其中形成催化氧化反应器包括
形成催化氧化反应器，所述催化氧化反应器包括连接到基质材料的通式为 ABB' O3的钙钛矿催化剂，其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属，其中B包括过渡金属，和其中B'包括替代一部分B的助催化剂材料。
20.如方面17所述的方法，其中形成催化氧化反应器包括
形成催化氧化反应器，所述催化氧化反应器包括连接到基质材料的通式为 AA' BB' 03的钙钛矿催化剂，其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属；其中B包括过渡金属；其中A'包括替代一部分A的助催化剂材料；和其中B'包括替代一部分B的助催化剂材料。
21.如方面1所述的产品，进一步包括催化氧化反应器，其中所述催化剂组合收容在该反应器内，其中所述催化剂组合与基质连接，所述基质包括反应器填充结构和材料、珠粒、丸、流化床粉末或可悬浮于气流中的其它固体颗粒物质、流通型整料、壁流型整料、金属整料、陶瓷整料、金属或陶瓷制成的载体中的至少之一。
22.如方面1所述的产品，进一步包括催化氧化反应器，其中所述催化剂组合收容在该反应器内，其中所述催化剂组合不与基质连接。
23.如方面1所述的产品，进一步包括催化氧化反应器，其中所述催化剂组合改容在该反应器内，其中催化剂组合的形式或形状包括平板、珠粒、丸、流通型或壁流型整料或反应器填充材料形状的至少之一。
24.如方面1所述的产品，进一步包括催化氧化反应器，其中所述催化剂组合收容在该反应器内，其中所述催化剂组合的形式或形状包括环、鞍状物、空心圆筒或Raschig环的至少之一。
25.如方面17所述的方法，其中所述钙钛矿催化剂与基质连接，所述基质包括如下的至少之一反应器填充结构和材料、珠粒、丸、流化床粉末或可悬浮于气流中的其它固体颗粒物质、流通型整料、壁流型整料、金属整料、陶瓷整料、金属或陶瓷制成的载体。
26.如方面17所述的方法，其中所述钙钛矿催化剂不与基质连接。
27.如方面17所述的方法，其中所述钙钛矿催化剂包括的形式或形状包括如下的至少一种平板、珠粒、丸、流通型或壁流型整料或反应器填充材料形状。
28.如方面17所述的方法，其中所述钙钛矿催化剂包括的形式或形状包括如下的至少一种环、鞍状物、空心圆筒或Raschig环。
29.如方面21所述的产品，其中所述催化剂组合的载量为约l-100g/ft3。
30.如方面22所述的产品，其中所述催化剂组合的载量为约l-100g/ft3。
31.如方面1所述的产品，其中第二非钙钛矿催化剂包括至少一种来自元素周期表的贵重金属或贵金属组的金属。
32.如方面1所述的产品，其中第二非钙钛矿催化剂包括钯、钼、铑或钌的至少之一或包括这些的催化剂系统。
33.如方面1所述的产品，其中第二非钙钛矿催化剂包括钯或钼的至少之一或包括这些的催化剂系统。
34.如方面8所述的产品，其中第二非钙钛矿催化剂包括钯，载量为5-100g/ft3。
35.如方面8所述的产品，其中第二非钙钛矿催化剂包括钼，载量为l-60g/ft3。
36.如方面21所述的产品，其中第二非钙钛矿催化剂包括钯，载量为5-100g/ft3。
37.如方面21所述的产品，其中第二非钙钛矿催化剂包括钼，载量为l-60g/ft3。
通过下文详细的描述可清楚本发明的其它示例性的实施方案。应当理解，详细的描述和具体的实施例，当描述本发明的示例性的实施方案时，仅仅是为了例证而不期望限5/9页制本发明的范围。
本发明的示例性的实施方案通过详细的说明和附图将得到更充分的理解，
其中
图1是根据示范性实施方案的用于烃燃料动力源的排气系统的概要流程图，具有钙钛矿催化剂用于氧化一氧化氮成为二氧化氮；
图2是图1中催化氧化反应器的特写图3是描述了根据示范性的实施方案中的钙钛矿催化剂相对于常规的钼催化剂在氧化一氧化氮时的性能的图表；
图4是LaCoO3相对于市售的NO氧化钼催化剂在大范围的温度下的一氧化氮氧化性能的图解；
图5是La Jr1CoO3相对于市售的钼催化剂在大范围的温度下的一氧化氮氧化性能的图解；和
图6是具有不同Sr载量的Lai_xSrxCo03相对于市售钼催化剂在大范围的温度下的一氧化氮氧化性能的图解。
具体实施方式
下面的实施方案的描述本质上仅是示例性的，并不期望限制本发明及其应用或用途。
本发明的一个实施方案可包含钙钛矿催化剂和非钙钛矿催化剂的第二催化剂的催化剂组合。一个实施方案中，钙钛矿催化剂可具有通式AB03、AA' B03> ABB' 03、 AA' BB' 03或々々'BB' O30另一个实施方案中，第二非钙钛矿催化剂可包括至少一种选自元素周期表的贵重金属或贵金属组的金属。另一个实施方案中，第二非钙钛矿催化剂可包括钯、钼、铑或钌中的至少一种，或包括这些的催化剂系统。一个实施方案中，催化剂组合可包含钙钛矿催化剂和第二催化剂非钙钛矿催化剂，所述第二催化剂非钙钛矿催化剂的载量约为 l-100g/ft3、l-60g/ft3、10-60g/ft3、l-40g/ft3、l_20g/ft3，或在上述范围内的载量。 一个包括第二非钙钛矿催化剂的催化剂组合的实施方案中，钙钛矿催化剂的载量可为1至 120g/L、l 至 80g/L、l 至 40g/L、l 至 20g/L。
一个实施方案中，催化剂组合可包含钙钛矿催化剂和第二催化剂非钙钛矿催化剂，其中第二催化剂非钙钛矿催化剂包括钼，载量约为l-60g/ft3、l-40g/ft3、l_20g/ft3，或在上述范围内的载量。一个包括钼的催化剂组合的实施方案中，钙钛矿催化剂的载量可以为 1 至 120g/L、l 至 80g/L、l 至 40g/L、l 至 20g/L。
一个实施方案中，催化剂组合可包含钙钛矿催化剂和第二催化剂非钙钛矿催化剂，其中第二催化剂非钙钛矿催化剂包括钯，载量约为5-100g/ft3或10-60g/ft3，或上述范围内的载量。一个包括钯的催化剂组合的实施方案中，钙钛矿催化剂载量可为1至120g/L、 1 至 80g/L、l 至 40g/L、l 至 20g/L。
一个实施方案可包括在催化氧化反应中使用钙钛矿催化剂处理含有NOx的气体料流以氧化气体料流中的一氧化氮，所述钙钛矿催化剂具有通式AB03、AA' B03> ABB' 03、7AA' BB' O3 或 AA' BB' 03。
一个实施方案中，氧化反应中所使用的通式为ABO3的钙钛矿催化剂可负载于各种基质的任何上，包括但不限于反应器填充结构和材料、珠粒、丸、流化床粉末或可悬浮于气流中的其它固体颗粒物质、流通型整料、壁流型整料、金属整料、陶瓷整料、金属或陶瓷制成的载体中的任何之一。
一个实施方案中，氧化反应中使用的通式为ABO3的钙钛矿催化剂可不负载于基质上，而可形成于具有各种构造的任一的基质内，所述构造包括但不限于平板、珠粒、丸或反应器填充材料形状。
在选择的实施方案中，在也包含钙钛矿催化剂的催化剂组合中的第二非钙钛矿催化剂的加入提高了钙钛矿催化剂的功能。包括钙钛矿催化剂和非钙钛矿催化剂的催化剂组合可允许氧化气体料流中CO或未燃的烃。加入第二催化剂，例如但不限于钼或钯，可改善 NO的氧化并减少催化剂系统的低温结垢。相对于仅包含贵重金属催化剂的系统来说，使用包括钙钛矿催化剂和非钙钛矿催化剂的催化剂组合利用较少的贵重金属催化剂就可改善 NO氧化。一个实施方案中，催化剂组合可结合或涂覆于各种基质的任一上或者催化剂组合可形成于基质中。包括钙钛矿催化剂和非钙钛矿催化剂的催化剂组合可用于处理任何气体料流。
现参考图1，通过用于贫燃烃作为燃料的动力源10的排气系统10的流程图举例说明一个实施方案。对来自工作于空燃质量比远大于化学计量比的发动机排气歧管的排气料流12进行处理以将NOx(主要是具有一些N2O的NO和NO2的混合物)还原成氮气(N2)。当排气料流12来自例如以空燃比大于17(即A/F> 17)操作的汽油燃料发动机时，排气含有一些未燃的烃(HC)、N0x、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、水(H2O)、氧气(O2)和氮气(N2)。 所用的燃料可以包含但不限于汽油和柴油燃料。来自柴油发动机的排气料流12包含相同的气体成分外加悬浮的柴油颗粒(由沉积在碳颗粒上的高分子量烃组成)。
这种含烃的排气料流12可通过催化氧化反应器14，其基本上完成将一氧化碳氧化为二氧化碳，将烃氧化为二氧化碳和水。针对这些反应而言，典型地在排气料流12中有多余的氧气。
催化氧化反应器14，最佳显示于图2中，可包含传统的陶瓷基底材料50，例如堇青石，涂覆有基面涂料(washcoat) 54,这里显示为涂覆后侧部分18，所述涂层包含通式为ABO3 的钙钛矿催化剂，其中A表示来自镧系的稀土金属和/或碱土金属(La、Sr、Ce、Ba、Pr、Nd 或 Gd)，其中 B 表示过渡金属(Co、Ni、Cu、Zn、Cr、V、Pt、Pd、Rh、Ru、Ag、Au、Fe、Mn 或 Ti)。
但如上面所述的，钙钛矿催化剂可提供在各种基质上，包括但不限于反应器填充结构和材料、珠粒、丸、流化床粉末或可悬浮于气流中的其它固体颗粒物质，流通型整料、壁流型整料、金属整料、陶瓷整料、金属或陶瓷制备的载体的至少之一。
一个实施方案中，氧化反应中使用的通式为ABO3的钙钛矿催化剂可形成于具有各种构造任一的基质内，包括但不限于，平板、珠粒、丸、流通型或壁流整料、或反应器填充材料形状的任一。填充材料形状可包括但不限于环、鞍状物、空心圆筒或Raschig环。
钙钛矿催化剂主要的功能是将一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO2)。可用于催化氧化反应器14中的通式为ABO3的钙钛矿催化剂的两种实例包括LaCoO3和LaMn03。
另一个示范性的实施方案中，可通过用少量的助催化剂材料替代催化配方中元素A或元素B的一部分来增强来上述的通式为ABO3的钙钛矿催化剂的催化性能。可使用ABO3 与AA' B03、ABB' O3或甚至AA' BB' 03的固溶体，其中A'表示助催化剂材料替代一部分 A元素，其中B'表示助催化剂材料替代一部分B元素。
一种说明性的助催化剂材料是锶(Sr)，示范性的配方是ASrBO3，其中A和B如上所述。可用于催化氧化反应器14内的包含锶助催化剂材料的两种示范性的钙钛矿催化剂 ^Mi La1^xSrxCoO3 禾口 La1-XSrxMnO30
回看图2，一部分的基质材料50，这里是前侧部分16，可用钼族金属(PGM)载量为大约5-150g/ft3的第二基面涂料52涂覆，所述基面涂料可包含钼、钯、钼和钯的混合物和其它载体材料。第二基面涂料52可有助于将一氧化碳氧化为二氧化碳，将烃氧化为二氧化碳和水。
虽然图2中的催化氧化反应器14包括包含第二基面涂料52的前侧部分16和包含第一基面涂料M的后侧部分18，但其它示范性的实施方案具体考虑用其它布置。例如， 整个基质材料50可用第一基面涂料M和第二基面涂料52两者涂覆，以连续步骤涂覆或以单一基面涂料配方一起涂覆。可选地，整个基质材料50可仅使用包含钙钛矿催化剂的第二基面涂料52涂覆，具体取决于排气12的组成和排气所期望的处理，仍然落入本发明的精神中。
回看图1，在排气料流12离开催化氧化反应器14之后，氨(NH3)或尿素也可加入到排气料流12中。氨可以适当的形式储存(例如液态氨或尿素)在贫燃发动机车辆上，或靠近固定发动机，此处统称作氨注入装置20，可在催化还原反应器40和烃颗粒过滤器45的上游向排气料流12中以料流22的方式加入。来自料流22的氨或尿素可参与到一氧化氮 (NO)和二氧化氮(NO2)向氮气(N2)的还原中。
用氨或尿素处理的排气料流12随后进入催化还原反应器40中。催化还原反应器 40可包含选择性催化还原(SCR)催化剂42，其功能主要为将NO和NO2 (即NOx)基本还原为 N2禾口水。
SCR催化剂42可形成自连接到常规的基质材料(例如堇青石)的基面涂料(未示出)，所述基面涂料包含作为活性材料容纳在沸石材料和其它载体材料内(例如Cu/ ZSM-5，氧化钒/ 二氧化钛等)的贱金属(base metal) 0所述贱金属可有助于将NO转化为 NO2随后将NO2转化为N2和水，后者可作为排放物从尾管(未示出)排出。
通常在排气料流12中具有基本等摩尔比(1 1的比率)的NO和而2时50 催化剂42达到最大还原性能，特别是在其中SCR催化剂42可能不以它的最大效率将NOx转化为N2和水的较低温度下(例如启动或暖机条件下)。另外，在1 1的比率时，高空速和 SCR催化剂42老化的不利影响可以减到最小。因为发动机排出的NOx典型含有少于10%的 NO2,氧化催化剂14转化一部分的发动机排出的NO为NO2,实现Ν0/Ν02摩尔比接近1:1。 通过温度传感器27测量，当SCR催化剂42的温度足够高时(即在该温度时SCR催化剂42 可于大体上峰值效率运行以转化NOx操作，无论废气12的组成如何)，消弱了等摩尔Ν0/Ν02 比的优势。
为了实现高NH3SCR效率，NH3相对于NOx的比率必须也小心地保持在接近1:1。 可控制从注入装置20向进入催化还原反应器40之前的排气料流12中所加入的氨或尿素以实现该等摩尔比。该控制可通过使用NOx传感器25测量排气料流中的NOx浓度并作为该NOx测量值的函数来控制从注入装置20注入的氨或尿素的量来进行，以实现期望的1 1 的比率。
最后，排气料流12流经颗粒过滤器45以去除任何残留的颗粒物质，通过尾管(未示出)或相似类型的装置排出到大气。在可选的示范性的布置方式中，颗粒过滤器45可在排气料流12进入催化还原反应器40之前对其过滤。颗粒过滤器45可由各种材料形成，包括捕捉颗粒物质的堇青石或碳化硅(silicone-carbide)。
现参考图3，提供了以各种载量结合到常规堇青石基质材料上的通式为LaBO3 (B = Co或Mn)的根据示范性实施方案的各种钙钛矿催化剂(具有和不具有锶助催化剂)和市售钼催化剂在于325摄氏度实现一氧化氮氧化百分比方面进行比较的表格(S. A. “表面积” 是指每单位质量的催化材料的比表面积)。钙钛矿催化剂使用下面实施例部分所描述的方法制备。
如图3所示，相对于常规的钼催化剂，通式为LaBO3的钙钛矿催化剂显著地改善了在325摄氏度的一氧化氮的氧化。此外，相对于镧，锶助催化剂加入量的不断增加，如通式 Lai_xSrxB03所示，看起来同样导致了一氧化氮氧化的递增的改进。
图4比较了一种包含锶助催化剂的示范性钙钛矿催化剂(La 9Sr AoO3)相对于市售钼基催化剂在较大的温度范围的性能。通过测量在各种温度下的排气料流的NOx组分中的二氧化氮的相对含量来确定一氧化氮的氧化。这里，排气料流不包含水、二氧化碳或烃。 结果证实了 La 9Sr (C)O3相对于常规钼基催化剂在大温度范围看起来氧化了更大部分的一氧化氮。
图5比较了一种包含锶助催化剂的示范性钙钛矿催化剂(La 9Sr AoO3)相对于常规钼基催化剂在大的温度范围内在包含水、二氧化碳和烃的典型贫排气料流内氧化一氧化氮方面的性能。通过测量在各种温度的排气料流的NOx组分中的二氧化氮的相对含量来证实一氧化氮的氧化。结果证实了 La {!^(^仏在大温度范围下看起来氧化了包含水、二氧化碳和烃的排气料流中的更大部分的一氧化氮。
图6比较了一种示范性包含锶助催化剂的钙钛矿催化剂，Lai_xSrxCo03(X = 0,0. 1、 0. 2,0. 3)在大的温度范围下在包含水、二氧化碳和烃的典型贫排气料流内的一氧化氮的氧化方面的性能。图5证实了相对于LaCoO3，添加少至10摩尔百分比(基于镧组分)的锶可在各种助催化剂水平下提高一氧化氮的氧化。
上述本发明的实施方案的描述本质上仅是示例性的，因此，其变化并不认为背离本发明的精神和范围。
实施例
催化剂制备
La1^xSrxCoO3 (χ = 0、0· 1、0· 2、0· 3)和 La1^xSrxMnO3(χ = 0,0. 1)催化剂使用下面表 1中所示的柠檬酸盐法制备。该方法中，适量的La(NO3)3 ·6Η20、Co (NO3)2 ·6H20、Mn (NO3)2溶液和Sr (NO3)2溶解在含有柠檬酸一水合物的蒸馏水中。所加入的柠檬酸过量约10重量百分比以确保金属离子的完全络合。水的用量约为46. 2mL/g La(NO3)3-BH2O0溶液置于搅拌加热盘上，搅拌1小时，然后在连续搅拌下加热至约80摄氏度。
表权利要求
1.产品，包含包括钙钛矿催化剂和第二非钙钛矿催化剂的催化剂组合，所述钙钛矿催化剂通式为 AB03、AA' BO3>ABB' 03、AA' BB' 03或々々'BB' 03，其中A包括来自镧系的稀土金属和/ 或碱土金属，其中B包括过渡金属。
2.用于减少排气料流中的NOx和颗粒物质排放物的系统，包括包括钙钛矿催化剂和非钙钛矿催化剂的催化氧化反应器，所述钙钛矿催化剂通式为 AB03、AA' BO3>ABB' 03、AA' BB' 03或々々'BB' 03，其中A包括来自镧系的稀土金属和/ 或碱土金属，其中B包括过渡金属；颗粒过滤器；和具有选择性催化还原催化剂的催化还原反应器。
3.如权利要求2的系统，其中所述钙钛矿催化剂的通式为AA'BO3;其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属；其中B包括过渡金属；和其中A'包括替代一部分A的助催化剂材料。
4.如权利要求2所述的系统，其中所述钙钛矿催化剂的通式为ABB'03；其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属；其中B包括过渡金属；和其中B'包括替代一部分B的助催化剂材料。
5.氧化气体料流内的一氧化氮的方法，所述气体料流来自使用贫燃燃烧混合物的以烃作为燃料的动力源，该方法包括使所述气体料流通过催化氧化反应器，所述催化氧化反应器包括钙钛矿催化剂和非钙钛矿催化剂，所述钙钛矿催化剂的通式为AB03、AA' B03、ABB' 03、AA' BB' O3或 AA' BB' O3，其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱上金属，其中B包括过渡金属。
6.如权利要求5所述的方法，其中形成催化氧化反应器包括形成催化氧化反应器，所述催化氧化反应器包括连接到基质材料的通式为AA' BO3的钙钛矿催化剂，其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属，其中B包括过渡金属，和其中A'包括替代一部分A的助催化剂材料。
7.如5所述的方法，其中形成催化氧化反应器包括；形成催化氧化反应器，所述催化氧化反应器包括连接到基质材料的通式为ABB' O3的钙钛矿催化剂，其中A包括来自镧系的稀土金属和/或碱土金属，其中B包括过渡金属，和其中B'包括替代一部分B的助催化剂材料。
8.如权利要求1所述的产品，进一步包括催化氧化反应器，其中所述催化剂组合收容在该反应器内，其中所述催化剂组合与基质连接，所述基质包括反应器填充结构和材料、珠粒、丸、流化床粉末或可悬浮于气流中的其它固体颗粒物质、流通型整料、壁流型整料、金属整料、陶瓷整料、金属或陶瓷制成的载体中的至少之一。
9.如权利要求5所述的方法，其中所述钙钛矿催化剂不与基质连接。
10.如权利要求5所述的方法，其中所述钙钛矿催化剂包括的形式或形状包括如下的至少一种环、鞍状物、空心圆筒或Raschig环。
全文摘要
本发明涉及用于氧化气体料流中一氧化氮的催化剂组合、方法和系统。本发明的一个实施方案可包括产品，该产品包括催化剂组合，其包括钙钛矿催化剂和非钙钛矿催化剂的第二催化剂。
文档编号B01J23/889GK102527402SQ20111036195
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者C·H·金, D·B·布朗, G·齐, S·J·施米格, W·李 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司