BR112016012631B1 - catalisador de gás de escape, sistema de escape para motores de combustão interna, e, método para tratamento de um gás de escape de um motor de combustão interna - Google Patents

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Raj Rao Rajaram
FIONA-MAIREAD McKENNA
Dongxia Liu
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Abstract

CATALISADOR DE GÁS DE ESCAPE, SISTEMA DE ESCAPE PARA MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA, E, MÉTODO PARA TRATAMENTO DE UM GÁS DE ESCAPE DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA. Catalisadores de gás de escape são descritos. Um catalisador de gás de escape compreende uma peneira molecular e um metal nobre, e possui um espectro de infravermelho tendo um pico de absorção característico a partir de 750 cm-1 a 1050 cm-1 além dos picos de absorção para a peneira molecular em si. O catalisador de gás de escape compreende também uma peneira molecular e um metal nobre, tendo mais do que 5 por cento da quantidade de metal nobre localizado no interior dos poros da peneira molecular. O catalisador de gás de escape compreende também um primeiro e um segundo catalisador de peneira molecular. O catalisador da primeira peneira molecular compreende um primeiro metal nobre e uma primeira peneira molecular, e o segundo catalisador da peneira molecular compreende uma segunda peneira molecular e um metal nobre. As primeira e segunda peneiras moleculares são diferentes. A invenção também inclui sistemas de escape compreendendo os catalisadores dos gases de escape, e um método para tratamento de gás de escape utilizando os catalisadores do gás de escape.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A invenção refere-se aos catalisadores de gás de escape e a sua utilização em um sistema de escape para motores de combustão interna.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[002] Motores de combustão interna produzem gases de escape que contêm uma variedade de substâncias poluentes, incluindo os óxidos de nitrogênio (“NOx”), monóxido de carbono, e hidrocarbonetos não queimados, que são objeto de legislação governamental. Sistemas de controle de emissões são amplamente utilizados para reduzir a quantidade desses poluentes emitidos para a atmosfera, e conseguem tipicamente muito altas eficiências uma vez que atingem a sua temperatura operacional (tipicamente, 200°C e superior). No entanto, estes sistemas são relativamente ineficientes abaixo da sua temperatura de funcionamento (o período de “partida a frio”).
[003] Por exemplo, aplicações implementadas de redução catalítica seletiva (SCR) à base de ureia corrente para satisfazer as emissões Euro v6b exigem que a temperatura na posição de dosagem da ureia ser superior a cerca de 180°C antes da ureia pode ser dosada e utilizada para converter os NOx. Conversão de NOx abaixo de 180°C é difícil tratar usando os sistemas atuais, e futura legislação europeia e dos Estados Unidos irá enfatizar a armazenagem e conversão de NOx a baixa temperatura. Atualmente isto é conseguido por meio de estratégias de aquecimento, mas este tem um efeito prejudicial das emissões de CO2.
[004] Como ainda mais legislação nacional e regional rigorosa reduz a quantidade de poluentes que podem ser emitidas a partir de motores a diesel ou a gasolina, reduzindo emissões durante o período de partida a frio está se tornando um grande desafio. Assim, métodos para reduzir o nível de NOx emitido durante condição de partida a frio continua a ser explorado.
[005] Por exemplo, pedido de patente publicado US No. 2012/0308439 ensina um catalisador para partida a frio que compreende (1) um catalisador de zeólito compreendendo um metal de base, um metal nobre, e um zeólito, e (2) um catalisador suportado de metal do grupo da platina compreendendo um ou mais metais do grupo da platina e um ou mais veículos de óxido inorgânico.
[006] Pedido de patente internacional PCT publicado WO 2008/047170 descreve um sistema em que NOx a partir de gases de escape pobre é adsorvido em temperaturas abaixo de 200°C e é subsequentemente dessorvido termicamente acima de 200°C. O adsorvente de NOx é ensinado por consistir de paládio e um óxido de cério ou de um óxido misto ou óxido compósito contendo cério e, pelo menos, um outro metal de transição.
[007] Pedido de patente publicado US No. 2011/0005200 ensina um sistema de catalisador que simultaneamente remove amônia e intensifica a conversão de NOx líquido, colocando uma formulação de catalisador (“NH3- SCR”) de redução catalítica seletiva de amônia a jusante de um armazenamento de NOx pobre. O catalisador de NH3-SCR é ensinado para adsorver a amônia que é gerada durante os pulsos ricos no armazenamento de NOx pobre. A amônia armazenada reage então com o NOx emitido a partir do armazenamento de NOx pobre a montante, o que aumenta a taxa de conversão de NOx, enquanto que empobrece a amônia armazenada.
[008] Pedido de patente internacional PCT publicado WO 2004/076829 descreve um sistema de purificação dos gases de escape que inclui um catalisador de armazenamento de NOx disposto a montante de um catalisador SCR. O catalisador de armazenamento de NOx inclui, pelo menos, um metal alcalino, alcalino terroso, ou de terras raras que é revestido ou ativado com, pelo menos, um metal do grupo da platina (Pt, Pd, Rh ou Ir). Um catalisador de armazenamento de NOx particularmente preferido é ensinado para incluir óxido de cério revestido com platina e, adicionalmente, platina como um catalisador de oxidação sobre um suporte à base de óxido de alumínio. EP 1027919 descreve um material adsorvente de NOx que compreende um material de suporte poroso, tal como alumina, zeólito, zircônia, titânia, e/ou lantânia, e, pelo menos, 0,1% em peso de metal precioso (Pt, Pd e/ou Rh). Platina sobre alumina é exemplificado.
[009] Tal como acontece com qualquer processo e sistema automotivo é desejável atingir ainda mais melhorias em sistemas de tratamento de gases de escape, particularmente em condições de partida a frio. Descobrimos um catalisador de gases de escape e sistema que pode reduzir as emissões de partida a frio durante o período de baixa temperatura. O novo catalisador dos gases de escape também exibe tolerância de enxofre melhorada.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0010] A invenção é catalisadores dos gases de escape que são eficazes para adsorver NOx e hidrocarbonetos (HC) em ou abaixo de uma temperatura baixa e para converter e liberar o NOx adsorvido e HC a temperaturas acima da temperatura baixa. Um catalisador de gás de escape compreende um metal nobre e uma peneira molecular, e possui um espectro de infravermelho tendo um pico de absorção característico na faixa de desde 750 cm-1 a 1050 cm-1 além dos picos de absorção para a peneira molecular em si. O catalisador de gás de escape compreende também um metal nobre e uma peneira molecular, possuindo mais do que 5 por cento da quantidade de metal nobre localizado dentro dos poros da peneira molecular. O catalisador de gás de escape compreende também um primeiro e um segundo catalisador de peneira molecular. O primeiro catalisador de peneira molecular compreende um primeiro metal nobre e uma primeira peneira molecular, e o segundo catalisador de peneira molecular compreende um segundo metal nobre e uma segunda peneira molecular, em que as primeira e segunda peneiras moleculares são diferentes. A invenção também inclui sistemas de escape que compreendem os catalisadores dos gases de escape, e um método para tratamento de gases de escape utilizando os catalisadores de gás de escape.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0011] Os catalisadores dos gases de escape da invenção são eficazes para adsorver NOx e hidrocarbonetos (HC) em ou abaixo de uma temperatura baixa e para converter e liberar o NOx adsorvido e HC a temperaturas acima da temperatura baixa. De um modo preferido, a temperatura baixa está na faixa de cerca de 200°C a 250°C, mais preferencialmente cerca de 200°C.
[0012] Um catalisador de gás de escape da invenção compreende um metal nobre e uma peneira molecular. O catalisador de gás de escape tem um espectro de infravermelho (IR), que tem um pico de absorção característico na faixa de desde 750 cm-1 a 1050 cm-1, mais preferivelmente na faixa de entre 800 cm-1 e 1000 cm-1, ou na faixa de 850 cm-1 para 975 cm-1. Este pico de absorção característico é em adição aos picos de absorção de um espectro IV da peneira molecular em si (isto é, a peneira molecular não modificada).
[0013] Em uma outra forma de realização, o catalisador de gás de escape da invenção compreende um metal nobre e uma peneira molecular, em que algum do metal nobre (mais do que 1 por cento do metal nobre adicionado total) no catalisador de gás de escape está localizado no interior dos poros da peneira molecular. De um modo preferido, mais do que 5 por cento da quantidade total de metal nobre está localizada no interior dos poros da peneira molecular; e mais preferencialmente pode ser maior do que 10 por cento ou maior do que 25% ou maior do que 50 por cento da quantidade total de metal nobre que está localizado no interior dos poros da peneira molecular.
[0014] Em uma outra forma de realização, o catalisador de gás de escape da invenção compreende um metal nobre e uma peneira molecular, e tem um espectro de infravermelho (IR) tendo um pico de absorção característico na faixa de desde 750 cm-1 a 1050 cm-1 (mais preferivelmente na faixa de entre 800 cm-1 e 1000 cm-1, ou na faixa de desde 850 cm-1 e 975 cm-1.), e algum do metal nobre (mais de 1 por cento do metal nobre total adicionado, e de preferência mais do que cinco por cento do metal nobre adicionado total) no catalisador de gás de escape é localizado no interior dos poros da peneira molecular. Mais de preferência, maior do que 10 por cento ou maior do que 25% ou maior do que 50 por cento da quantidade total de metal nobre está localizada no interior dos poros da peneira molecular.
[0015] O metal nobre é preferivelmente paládio, platina, ródio, ouro, prata, irídio, rutênio, ósmio, ou suas misturas; mais preferencialmente, paládio, platina, ródio, ou suas misturas. O paládio é particularmente preferido.
[0016] A peneira molecular pode ser qualquer peneira molecular sintética ou natural, incluindo zeólitos, e é de preferência composta de alumínio, silício e/ou fósforo. As peneiras moleculares têm tipicamente um arranjo tridimensional de SiO4, AlO4, e/ou PO4 que são unidas pelo compartilhamento de átomos de oxigênio, mas pode também ser bem como estruturas bidimensionais. As estruturas da peneira molecular são geralmente aniônicas, que são contrabalançadas pela carga de cátions de compensação, tipicamente elementos alcalinos e alcalinoterrosos (por exemplo, Na, K, Mg, Ca, Sr e Ba), íons de amônio, e também prótons.
[0017] De um modo preferido, a peneira molecular é selecionada a partir de uma peneira molecular de aluminossilicato, uma peneira molecular de aluminossilicato substituído por metal, uma peneira molecular de aluminofosfato, ou uma peneira molecular de aluminofosfato substituído por metal.
[0018] De preferência, a peneira molecular é uma peneira molecular de poros pequenos tendo tamanho do anel máximo de oito átomos tetraédricos, uma peneira molecular de poro médio que tem um tamanho máximo de anel de dez átomos tetraédricos, ou de uma peneira molecular de poro grande com um tamanho máximo de anel de doze átomos tetraédricos.
[0019] Se a peneira molecular é uma peneira molecular de poro pequeno, é de preferência uma peneira molecular que tem a tipo de estrutura de ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, DPA, ATT, CDO, CHA, DOR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG, e ZON, bem como misturas ou intercrescimentos de quaisquer dois ou mais. Mais preferivelmente, o zeólito de poro pequeno é AEI ou CHA. Intercrescimentos particularmente preferidos das peneiras moleculares de poros pequenos incluem KFI-SIV, ITE-RHT, AEW-UEI, AEI-CHA e AEI-SAV. Mais preferencialmente, a peneira molecular de poro pequena é AEI ou CHA, ou um intercrescimento AEI-CHA.
[0020] Se a peneira molecular é uma peneira molecular de poro médio, é de preferência uma peneira molecular que tem o tipo de estrutura de MFI, FER, MWW ou EUO. Se a peneira molecular é uma peneira molecular de poro grande, é de preferência uma peneira molecular que tem os tipos de estrutura de CON, BEA, FAU, MOR ou EMT.
[0021] O catalisador de gás de escape pode ser preparado por quaisquer meios conhecidos. Por exemplo, o metal nobre pode ser adicionado a peneira molecular para formar o catalisador de gás de escape por quaisquer meios conhecidos, o modo de adição não é considerado por ser particularmente crítica. Por exemplo, um composto de metal nobre (por exemplo, nitrato de paládio) pode ser suportado sobre a peneira molecular por impregnação, adsorção, troca iônica, umidade incipiente, precipitação ou semelhantes. Outros metais também podem ser adicionados ao catalisador de gás de escape.
[0022] De preferência, o catalisador de gás de escape compreende ainda um substrato de fluxo ou substrato de filtro. Em uma forma de realização, o catalisador de gás de escape é revestido sobre o substrato de fluxo ou de filtro, e, preferivelmente, depositado no substrato de fluxo ou de filtro utilizando um procedimento de revestimento reativo para produzir um sistema de catalisador de gás de escape.
[0023] O substrato de fluxo ou de filtro é um substrato que é capaz de conter componentes de catalisador. O substrato é preferivelmente um substrato de cerâmica ou de um substrato metálico. O substrato de cerâmica pode ser feito de qualquer material refratário adequado, por exemplo, alumina, sílica, titânia, céria, zircônia, magnésia, zeólitos, nitreto de silício, carboneto de silício, silicatos de zircônio, silicatos de magnésio, aluminossilicatos, metalo aluminossilicatos, (tais como cordierita e spodumene), ou uma mistura ou óxido misto de quaisquer dois ou mais dos mesmos. Cordierita, um aluminossilicato de magnésio, e o carboneto de silício são particularmente preferidos.
[0024] Os substratos metálicos podem ser feitos de qualquer metal adequado, e em particular metais resistentes ao calor e ligas de metal tais como aço inoxidável e titânio, bem como ligas ferríticas que contêm ferro, níquel, cromo e/ou alumínio além de outros metais traço.
[0025] O substrato de fluxo é de preferência um monólito de fluxo com uma estrutura alveolar com muitos pequenos, canais de paredes finas paralelas correndo axialmente através do substrato e prolongando-se ao longo de uma entrada ou uma saída do substrato. A seção transversal do canal do substrato pode ser de qualquer forma, mas é de preferência quadrada, sinusoidal, triangular, retangular, hexagonal, trapezoidal, circular ou oval.
[0026] O substrato de filtro é de preferência um filtro monólito de parede de fluxo. Os canais de um filtro de parede de fluxo são alternadamente bloqueados, que permitem que a corrente de gás de escape entre em um canal a partir da entrada, em seguida o fluxo através das paredes do canal, e sai do filtro a partir de um canal diferente que conduz à saída. As partículas na corrente de gás de escape são, assim, presas no filtro.
[0027] O catalisador de gás de escape pode ser adicionado ao substrato de fluxo atravessante ou substrato de filtro por quaisquer meios conhecidos. Um processo representativo para a preparação do catalisador de gás de escape através de um procedimento de revestimento reativo é estabelecido a seguir. Será entendido que o processo abaixo pode ser variado de acordo com as diferentes formas de realização da invenção.
[0028] O catalisador de gás de escape pré-formado pode ser adicionado ao substrato de fluxo atravessante ou de filtro por uma etapa de revestimento reativo. Alternativamente, o catalisador de gás de escape pode ser formado sobre o substrato de fluxo atravessante e de filtro por primeiro revestimento reativo da peneira molecular não modificada sobre o substrato para produzir um substrato revestido de peneira molecular. Metal nobre pode então ser adicionado ao substrato revestido de peneira molecular, que pode ser realizado por um procedimento de impregnação, ou semelhantes.
[0029] O procedimento de revestimento reativo é preferencialmente realizado por primeira suspensão líquida de partículas finamente divididas do catalisador de gás de escape (ou peneira molecular não modificada) em um solvente adequado, de preferência água, para formar a suspensão. Os componentes adicionais, tais como óxidos de metais de transição, ligantes, estabilizantes, ou promotores podem também ser incorporados na suspensão como uma mistura de compostos solúveis em água ou dispersáveis em água. A suspensão contém de preferência entre 10 a 70 por cento em peso de sólidos, mais preferivelmente entre 20 a 50 por cento em peso. Antes de formar a suspensão, as partículas de catalisador de gás de escape (ou peneira molecular não modificada) são preferencialmente sujeitas a um tratamento de redução de tamanho (por exemplo, moagem) de modo que o tamanho médio de partícula das partículas sólidas é inferior a 20 micra de diâmetro.
[0030] O substrato de fluxo ou filtro pode então ser mergulhado uma ou mais vezes na suspensão ou a suspensão pode ser revestida sobre o substrato de tal modo que será depositada sobre o substrato a carga desejada de materiais catalíticos. Se metal nobre não é incorporado na peneira molecular antes do revestimento reativo do substrato de fluxo atravessante ou de filtro, o substrato revestido com peneira molecular é tipicamente seco e calcinado e depois, o metal nobre pode ser adicionado ao substrato revestido com peneira molecular por quaisquer meios conhecidos, incluindo impregnação, adsorção ou de troca iônica, por exemplo, com um composto de metal nobre (por exemplo, nitrato de paládio). De preferência, todo o comprimento do substrato de fluxo atravessante e do filtro ou é revestido com a suspensão de modo a que um revestimento reativo do catalisador de gás de escape cobre toda a superfície do substrato.
[0031] Depois do substrato de fluxo atravessante ou de filtro foi revestido com o catalisador de gás de escape, e impregnado com metal nobre, se necessário, o substrato revestido é de preferência seco e depois calcinado por aquecimento a uma temperatura elevada para formar o substrato revestido por catalisador de gás de escape. Preferivelmente, a calcinação ocorre a 400 a 600°C durante aproximadamente 1 a 8 horas.
[0032] Em uma forma de realização alternativa, o substrato de fluxo atravessante ou de filtro é compreendido do catalisador de gás de escape. Neste caso, o catalisador de gás de escape é extrudado para formar o substrato de fluxo atravessante ou de filtro. O substrato extrudado do catalisador de gás de escape é de preferência um monólito alveolar de fluxo atravessante.
[0033] Substratos extrudados de peneira molecular e corpos alveolares, e processos para a sua produção, são conhecidos na técnica. Ver, por exemplo, patentes US Nos. 5.492.883, 5.565.394, e 5.633.217 e patente US. No. Re. 34.804. Tipicamente, o material de peneira molecular é misturado com um ligante permanente tal como resina de silicone e um ligante temporário, tal como metil celulose, e a mistura é extrudada para formar um corpo em favo de mel verde, o qual é então calcinado e sinterizado para formar o monólito final de fluxo de peneira molecular. A peneira molecular pode conter o metal nobre antes da extrusão de modo a que um monólito de catalisador de gás de escape é produzido pelo processo de extrusão. Alternativamente, o metal nobre pode ser adicionado a um monólito de peneira molecular pré-formada a fim de produzir o monólito do catalisador de gás de escape.
[0034] Em uma forma de realização separada, o catalisador de gás de escape compreende um primeiro catalisador de peneira molecular e um segundo catalisador de peneira molecular. O primeiro catalisador de peneira molecular compreende um primeiro metal nobre e uma primeira peneira molecular. O segundo catalisador de peneira molecular compreende um segundo metal nobre e uma segunda peneira molecular. As primeira e segunda peneiras moleculares são diferentes. Nesta forma de realização, o catalisador de gás de escape pode compreender um ou mais catalisadores de peneira molecular adicionais (por exemplo, um terceiro catalisador de peneira molecular e/ou um quarto catalisador de peneira molecular), desde que a peneira (s) molecular adicional são diferentes do que as primeira e segunda peneiras moleculares.
[0035] O primeiro metal nobre e o segundo metal nobre são independentemente selecionados a partir de platina, paládio, ródio, ouro, prata, irídio, rutênio, ósmio, ou suas misturas; de preferência, eles são independentemente selecionados a partir de paládio, platina, ródio, ou suas misturas. Mais preferencialmente, o primeiro metal nobre e o segundo metal nobre são ambos paládio.
[0036] A primeira peneira molecular é preferencialmente uma peneira molecular de poro pequeno tendo o tipo de estrutura de ACO, a AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DOR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG, e ZON, bem como misturas ou intercrescimentos de quaisquer duas ou mais. Mais preferivelmente, o zeólito de poro pequeno é AEI ou CHA. Intercrescimentos particularmente preferidos de peneiras moleculares de poros pequenos incluem KFI-SIV, ITE RTH, AEW-UEI, AEI-CHA e AEI- SAV. Mais preferencialmente, a peneira molecular de poro pequeno é AEI ou CHA, ou um intercrescimento AEI-CHA.
[0037] A segunda peneira molecular é de preferência uma peneira molecular de poros médios ou grandes. A peneira molecular de poros médios é de preferência uma peneira molecular tendo o tipo de estrutura de MFI, FER, MWW ou EUO. A peneira molecular de poro grande é de um modo preferido uma peneira molecular com o tipo de estrutura CON, BEA, FAU, MOR ou EMT. Mais preferencialmente, a peneira molecular de poro grande ou médio é IMF ou BEA.
[0038] O catalisador de gás de escape pode ser preparado por processos bem conhecidos na técnica anterior. O primeiro catalisador de peneira molecular e o segundo catalisador de peneira molecular podem ser fisicamente misturados para produzir o catalisador de gás de escape. De um modo preferido, o catalisador de gás de escape compreende ainda um substrato de fluxo atravessante ou substrato de filtro. Em uma forma de realização, o primeiro catalisador de peneira molecular e o segundo catalisador de crivo molecular são revestidos sobre o substrato de fluxo atravessante e de filtro ou, e, preferivelmente, depositados sobre o substrato de fluxo atravessante e de filtro usando um procedimento de revestimento reativo para produzir o sistema de catalisador de gás de escape.
[0039] Substratos de fluxo atravessante ou de filtro adequados são descritos acima.
[0040] O primeiro catalisador de peneira molecular e o segundo catalisador de peneira molecular podem ser adicionados ao substrato do fluxo atravessante ou substrato de filtro por qualquer meio conhecido. Um processo representativo para a preparação do catalisador de gás de escape através de um procedimento de revestimento reativo é estabelecido a seguir. Será entendido que o processo abaixo pode ser variado de acordo com diferentes formas de realização da invenção. Além disso, a ordem de adição do primeiro catalisador de peneira molecular e o segundo catalisador de peneira molecular para o substrato de fluxo atravessante ou substrato de filtro não é considerada crítica. Assim, o primeiro catalisador de peneira molecular pode ser revestido com revestimento reativo sobre o substrato antes de o segundo catalisador de peneira molecular ou o segundo catalisador de peneira molecular pode ser revestido com revestimento reativo sobre o substrato antes do primeiro catalisador de peneira molecular ou ambos primeiro catalisador de peneira molecular e o segundo catalisador de peneira molecular podem ser revestidos por lavagem sobre o substrato simultaneamente.
[0041] O primeiro catalisador de peneira molecular pré-formado pode ser adicionado ao substrato de fluxo atravessante ou substrato de filtro por uma etapa de revestimento reativo. Alternativamente, o primeiro catalisador de peneira molecular pode ser formado sobre o substrato de fluxo atravessante ou substrato de filtro ou por primeiro revestir por lavagem substrato peneira molecular não modificada sobre o substrato para produzir um substrato revestido com peneira molecular. Metal nobre pode então ser adicionado ao substrato revestido com peneira molecular que pode ser conseguido por um procedimento de impregnação, ou semelhante.
[0042] O procedimento de revestimento reativo é preferencialmente realizado como descrito acima. De preferência, todo o comprimento do substrato de fluxo atravessante ou substrato de filtro é revestido com a primeira suspensão de catalisador de peneira molecular de modo a que um revestimento reativo do primeiro catalisador de peneira molecular cobre toda a superfície do substrato.
[0043] Após o substrato de fluxo atravessante ou substrato de filtro ter sido revestido com a primeira suspensão de catalisador de peneira molecular, e impregnado com metal nobre, se necessário, o substrato revestido é de preferência seco e depois calcinado por aquecimento a uma temperatura elevada para formar o substrato revestido com catalisador de peneira molecular. Preferivelmente, a calcinação ocorre a 400 a 600°C durante aproximadamente 1 a 8 horas.
[0044] A adição do revestimento reativo do segundo catalisador de peneira molecular é de preferência realizada segundo o procedimento descrito acima. De preferência, todo o comprimento do substrato de fluxo atravessante ou de filtro é revestido com a suspensão de catalisador PGM suportado de modo que um revestimento reativo do catalisador PGM suportado cobre toda a superfície do substrato.
[0045] Após o substrato de fluxo atravessante ou de filtro ter sido revestido com tanto as primeira e segunda suspensões de catalisador de peneira molecular, é de preferência seco e em seguida calcinado por aquecimento a uma temperatura elevada para produzir o catalisador de gás de escape. Preferivelmente, a calcinação ocorre a 400 a 600°C durante aproximadamente 1 a 8 horas.
[0046] Em uma forma de realização alternativa, o fluxo atravessante ou de filtro é compreendido pelo primeiro catalisador de peneira molecular, o segundo catalisador da peneira molecular, ou ambos os primeiro e segundo catalisadores de peneira molecular. Neste caso, o primeiro, segundo, ou ambos os catalisadores de peneira molecular são extrudados para formar o substrato de fluxo atravessante ou de filtro. Se não incluído no substrato extrudado, o primeiro ou o segundo catalisador de peneira molecular é revestido sobre o substrato de fluxo atravessante ou de filtro extrudado. O substrato extrudado é de preferência um monólito alveolar de fluxo atravessante.
[0047] De preferência, o catalisador de gás de escape compreende uma primeira camada que compreende o primeiro catalisador de peneira molecular e uma segunda camada que compreende o segundo catalisador de peneira molecular. Tipicamente, a primeira camada pode ser disposta sobre um substrato e a segunda camada é disposta sobre a primeira camada. Alternativamente, a segunda camada pode ser disposta sobre um substrato e a primeira camada disposta sobre a segunda camada.
[0048] Em uma forma de realização separada, o catalisador de gás de escape compreende uma primeira zona que compreende o primeiro catalisador de peneira molecular e uma segunda zona que compreende o segundo catalisador de peneira molecular. A primeira zona pode estar a montante da segunda zona de tal modo que a primeira zona contacta o gás de escape antes da segunda zona, ou, alternativamente, a segunda zona pode estar a montante da primeira zona de tal modo que a segunda zona contacta a zona o gás de escape antes da primeira zona. De um modo preferido, a segunda zona está localizada a montante da primeira zona de modo a que o gás de escape contacta o segundo catalisador de peneira molecular antes do contato com o primeiro catalisador de peneira molecular. As duas zonas podem estar no mesmo componente de catalisador (ou tijolo de catalisador), ou a primeira zona que compreende o primeiro catalisador de peneira molecular pode ser localizado em um tijolo separado (ou componente de catalisador) do que a segunda zona que compreende o segundo catalisador de peneira molecular.
[0049] A invenção também inclui um sistema de escape para os motores de combustão interna que compreendem o catalisador de gás de escape. O sistema de escape compreende de preferência um ou mais dispositivos adicionais de pós-tratamento capazes de remover poluentes dos gases de escape do motor de combustão interna em temperaturas normais de funcionamento. De preferência, o sistema de escape compreende o catalisador de gás de escape e um ou mais outros componentes de catalisador selecionados a partir de: (1) um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR), (2) um filtro de partículas, (3) um filtro de SCR, (4) um catalisador adsorvedor de NOx, (5) um catalisador de três vias, (6) um catalisador de oxidação, ou qualquer combinação dos mesmos. O catalisador de gás de escape é de preferência um componente separado a partir de qualquer um dos dispositivos de pós-tratamento acima. Alternativamente, o catalisador de gás de escape pode ser incorporado como um componente para qualquer um dos dispositivos de pós-tratamento acima.
[0050] Estes dispositivos de pós-tratamento são bem conhecidos na técnica. Catalisadores redução catalítica seletiva (SCR) são catalisadores que reduzem o NOx para N2 através da reação com compostos de nitrogênio (tais como amônia ou ureia) ou hidrocarbonetos (redução de NOx magra). Um catalisador típico SCR é compreendido de um catalisador de vanádia-titânia, um catalisador de vanádia-tungsta-titânia, ou um catalisador de metal/zeólito tais como ferro /zeólito beta, cobre/zeólito beta, cobre/SSZ-13, cobre/SAPO- 34, Fe/ZSM-5, ou cobre/ZSM-5.
[0051] Filtros de partículas são dispositivos que reduzem as partículas dos gases de escape dos motores de combustão interna. Filtros de partículas incluem filtros de partículas catalisadas e filtros de partículas nuas (não catalisadas). Filtros de partículas catalisadas (por aplicações de diesel e gasolina) incluem os componentes de metal e de óxido de metal (tais como Pt, Pd, Fe, Mn, Cu e céria) para oxidar os hidrocarbonetos e monóxido de carbono além da destruição de fuligem presa pelo filtro.
[0052] Filtros de redução catalítica seletiva (SCRF) são dispositivos de substrato único que combinam a funcionalidade de um filtro de SCR e partículas. Eles são usados para reduzir emissões de NOx e de partículas pelos motores de combustão interna. Em adição ao revestimento do catalisador SCR, o filtro de partículas pode também incluir outros metais e componentes de óxido de metal (tais como Pt, Pd, Fe, Mn, Cu e céria) para oxidar os hidrocarbonetos e monóxido de carbono além de destruir a fuligem presa pelo filtro.
[0053] Catalisadores de adsorção de NOx (NACs) são projetados para adsorver NOx em condições de escape magras, libera o NOx adsorvido em condições ricas, e reduz o NOx liberado para formar N2. NACs tipicamente incluem um componente de armazenamento de NOx (por exemplo, Ca, Ba, Sr, Mg, K, Na, Li, Cs, La, Y, Pr e Nd), um componente de oxidação (de preferência Pd), e um componente de redução (de preferência Rh). Estes componentes estão contidos em um ou mais suportes.
[0054] Catalisadores de três vias (TWCs) são normalmente utilizados em motores a gasolina em condições estequiométricas a fim de converter o NOx a N2, monóxido de carbono a CO2, e hidrocarbonetos a CO2 e H2O em um único dispositivo.
[0055] Catalisadores de oxidação, e em particular os catalisadores de oxidação de diesel (DOCs), são bem conhecidos na técnica. Catalisadores de oxidação são projetados para oxidar CO a CO2 e hidrocarbonetos na fase gasosa (HC) e uma fração orgânica de partículas de diesel (fração orgânica solúvel) a CO2 e H2O. Os catalisadores de oxidação típicos incluem platina e, opcionalmente, também de paládio sobre um suporte de óxido inorgânico de elevada área superficial, tal como alumina, sílica-alumina e um zeólito.
[0056] O sistema de escape pode ser configurado de modo que o catalisador de gás de escape está situado próximo do motor e o dispositivo (s) de pós-tratamento adicional estão localizados a jusante do catalisador de gás de escape. Assim, sob condições normais de funcionamento, o gás de escape do motor flui primeiro através do catalisador dos gases de escape antes do contato com o dispositivo (s) de pós-tratamento. Em alternativa, o sistema de escape pode conter válvulas ou outros meios que dirigem o gás de tal modo que durante o período de baixa temperatura (tipicamente inferior a uma temperatura variando de cerca de 150 a 250°C, de preferência 200°C, cerca como medido no dispositivo (s) de pós-tratamento), o gás de escape é direcionado para contactar o dispositivo (s) de pós-tratamento antes de fluir para o catalisador de gás de escape. Uma vez que o dispositivo (s) de pós- tratamento atinge a temperatura de funcionamento (cerca de 150 a 250°C, de preferência 200°C, como medido no dispositivo (s) de pós-tratamento), o fluxo de gás de escape é então redirecionado para contactar o catalisador de gás de escape, antes de contactar o dispositivo (s) de pós-tratamento. Isto garante que a temperatura do catalisador de gás de escape permanece baixa durante um período mais longo de tempo, e, assim, melhora a eficiência do catalisador de gás de escape, enquanto, permitindo, simultaneamente, o dispositivo (s) de pós-tratamento alcançar mais rapidamente a temperatura de funcionamento. Patente US No. 5.656.244, cujos ensinamentos são aqui incorporados por referência, por exemplo, ensina meios para controlar o fluxo dos gases de escape durante partida à frio e as condições de operação normais.
[0057] A invenção também inclui um método para tratamento de gases de escape a partir de um motor de combustão interna. O método compreende a adsorção de NOx e hidrocarbonetos (HC) sobre o catalisador de gás de escape a temperaturas de ou abaixo de uma temperatura baixa, convertendo e termicamente dessorvendo NOx e HC a partir do catalisador de gás de escape a uma temperatura acima da temperatura baixa, e cataliticamente remondo o NOx dessorvido e HC em um componente de catalisador a jusante do catalisador de gás de escape. De preferência, a temperatura baixa está na faixa de cerca de 200°C a 250°C, mais preferivelmente cerca de 200°C.
[0058] O componente de catalisador a jusante do catalisador de gás de escape é um catalisador SCR, um filtro de partículas, um filtro de SCR, um catalisador adsorvente de NOx, um catalisador de três vias, um catalisador de oxidação, ou combinações dos mesmos.
[0059] Os exemplos seguintes ilustram meramente a invenção. Os peritos na técnica reconhecerão muitas variações que estão dentro do espírito da invenção e âmbito das reivindicações. EXEMPLO 1: PREPARAÇÃO DE CATALISADORES DE PENEIRA MOLECULAR COM METAL NOBRE
[0060] O paládio é adicionado a uma variedade de diferentes peneiras moleculares de acordo com o seguinte procedimento geral: O catalisador em pó é preparado através da impregnação molhada da peneira molecular utilizando nitrato de paládio como o precursor. Após secagem a 100°C, as amostras são calcinadas a 500°C. As amostras são então hidrotermicamente envelhecidas a 750°C em uma atmosfera de ar contendo 10% de H2O. As cargas de Pd para todas as amostras são 1% em peso. Exemplos de catalisadores de Pd suportados com peneira molecular estão listados na Tabela 1. EXEMPLO 2: PREPARAÇÃO DO CATALISADOR COMPARATIVO
[0061] Catalisador comparativo 2A (Pd/ CeO2) é preparado seguindo os procedimentos relatados em WO 2008/047170 por impregnação de Pd sobre um suporte CeO2, e hidrotermicamente envelhecido a 750°C em uma atmosfera de ar contendo 10% de H2O. A carga de Pd é de 1% em peso. EXEMPLO 3: PROCEDIMENTOS DE TESTE DA CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO DE NOX
[0062] O catalisador (0,4 g) é mantido à temperatura de adsorção de cerca de 80°C durante 2 minutos, em uma mistura de gás contendo NO fluindo a 2 litros por minuto a uma MHSV de 300 L * h-1* g-1. Esta fase de adsorção é seguida pela Dessorção Programada de Temperatura (TPD) a uma taxa de aumento de 10°C/minuto na presença do gás contendo NO até a temperatura do leito atingir cerca de 400°C a fim de remover o catalisador de todo NOx armazenado para testes adicionais. O teste é então repetido a partir de uma temperatura de 100°C, em vez de 80°C; repetido mais uma vez a partir de uma temperatura de 150°C; e novamente repetido a partir de uma temperatura de 170°C.
[0063] A mistura de gás contendo NO durante tanto na adsorção e dessorção compreende 12% em vol. De O2, 200 ppm de NO, 5% em vol. de CO2, 200 ppm de CO, 50 ppm de C10H22, e 5% em vol. de H2O.
[0064] O armazenamento de NOx é calculado como a quantidade de NO2 armazenado por litro de catalisador com referência a um monólito contendo uma carga de catalisador de cerca de 3 g/in3. Os resultados com as diferentes temperaturas estão mostrados na Tabela 1.
[0065] Os resultados na Tabela 1 mostram que todos catalisadores em suportados pela peneira molecular, semelhante à do Catalisador Comparativo 2A, podem armazenar NOx a temperaturas baixas. Em geral, os catalisadores suportados com peneira molecular de poro pequeno têm maior capacidade de armazenamento de NOx, a temperaturas acima de 150°C; considerando que os catalisadores suportados com peneira molecular de poro grande têm maior capacidade de armazenamento de NOx a temperaturas inferiores a 100°C. EXEMPLO 4: Procedimentos de teste da capacidade de armazenamento de NOx após exposição ao enxofre
[0066] Catalisadores dos gases de escape 1E, 1H, e 1K, juntamente com catalisador comparativo 2A, são submetidos a um elevado nível de sulfatação, contactando os mesmos com um gás contendo SO2 (100 ppm de SO2, 10% de O2, 5% de CO2 e H2O, equilíbrio com N2) a 300°C para adicionar cerca de 64 mg de S por grama de catalisador. A capacidade de armazenamento de NOx dos catalisadores antes e depois da sulfatação é medida a 100°C seguindo os procedimentos do Exemplo 3. Os resultados estão listados na Tabela 2.
[0067] Os resultados mostrados na Tabela 2 indicam que os catalisadores de gás de escape da invenção retêm uma quantidade significativa da capacidade de armazenamento, mesmo depois de um nível alto de exposição ao enxofre. Em contraste, Catalisador Comparativo 2A (Pd/ CeO2) perde quase totalidade da sua capacidade de adsorção de NOx sob as mesmas condições de sulfatação. Os catalisadores de gás de escape da invenção apresentam tolerância muito melhor ao enxofre. EXEMPLO 5: PREPARAÇÃO E AVALIAÇÃO DE CATALISADORES SUPORTADOS COM PENEIRA MOLECULAR COM CARGAS DE PALÁDIO DIFERENTES
[0068] O paládio é adicionado a diferentes peneiras moleculares seguindo o procedimento do Exemplo 1. A carga de Pd é variada de 0,25 a 2% em peso. As amostras são hidrotermicamente envelhecidas a 750°C em uma atmosfera de ar contendo 10% de H2O. As amostras envelhecidas são então testadas para as suas capacidades de armazenamento de NOx após o procedimento do Exemplo 3. As capacidades de armazenamento de NOx das amostras a várias temperaturas estão listadas na Tabela 3.
[0069] Os resultados na Tabela 3 mostram que aumentando a carga de Pd aumenta a capacidade de armazenamento de NOx. EXEMPLO 6: PREPARAÇÃO DE CATALISADORES DE PALÁDIO SUPORTADOS COM PENEIRA MOLECULAR MISTOS
[0070] Catalisadores de paládio suportados com peneira molecular são primeiro preparados individualmente, seguindo os procedimentos do Exemplo 1. Os catalisadores são subsequentemente misturados uns com os outros em uma razão de equivalentes com base no seu peso. Os catalisadores mistos são então hidrotermicamente envelhecidos a 750°C em uma atmosfera de ar contendo 10% de H2O. Exemplos dos catalisadores mistos são listados na Tabela 4. EXEMPLO 7: AVALIAÇÃO DOS CATALISADORES MISTOS
[0071] Catalisadores individuais (0,2 g) e suas misturas (0,4 g) são mantidos na temperatura de adsorção de 80°C durante 1 minuto em uma mistura de gás contendo NO fluindo a 2 litros por minuto a uma MHSV de 300 L * h-1 * g-1. Esta fase de adsorção é seguida de dessorção em temperatura programada (TPD) a uma taxa de aumento de 100°C/minuto na presença do gás contendo NO até a temperatura do leito atingir cerca de 400 °C. A mistura de gás contendo NO durante tanto a adsorção e a dessorção compreende 12% em vol. de O2, 200 ppm de NO, 5% em vol. de CO2, 200 ppm de CO, 50 ppm de C10H22, e 5% em vol. de H2O.
[0072] As capacidades de armazenamento de NOx são calculadas durante a manutenção de1 minuto a 80°C, assim como durante a subsequente temperatura de rampa desde 80 a 200°C. Os resultados estão resumidos na Tabela 4.
[0073] Os resultados na Tabela 4 mostram que é possível otimizar a capacidade de armazenamento de NOx a diferentes temperaturas pela combinação de diferentes tipos de peneira molecular de catalisadores suportados com metais nobres. EXEMPLO 8: CATALISADORES DE PALÁDIO SUPORTADOS COM PENEIRA MOLECULAR DE REVESTIMENTO REATIVO
[0074] Pós de catalisador de paládio suportado com peneira molecular em pó são preparados seguindo o procedimento do Exemplo 1. As cargas de Pd são 1.4 % em peso para todas as amostras. Cada uma das amostras de pó é então suspensa e misturada a um ligante de alumina. A mistura é revestida sobre um substrato de cordierita de fluxo atravessante para atingir uma carga de Pd a 1.785 g/m3 (50 g/ft3). O catalisador revestido é seco e depois calcinado pelo calor a 500°C durante 4 horas. Exemplos dos catalisadores são listados na Tabela 5. EXEMPLO 9: CATALISADORES DE PALÁDIO SUPORTADOS COM PENEIRA MOLECULAR DE REVESTIMENTO REATIVO JUNTAMENTE COM UM COMPONENTE DE PLATINA
[0075] Os catalisadores revestidos laváveis no Exemplo 8, são ainda revestidos com uma segunda camada de catalisador de Pt suportado com alumina. Nitrato de platina é adicionado a uma suspensão aquosa de partículas de alumina (moído até um tamanho médio de partícula de menos do que 10 micra de diâmetro) para formar uma suspensão de catalisador de Pt/alumina. A suspensão de catalisador de Pt/alumina é então revestida sobre o substrato revestido por peneira molecular/Pt para atingir uma carga de Pt de 892,5 g/m3 (25 g/ft3), e o substrato revestido final é seco e depois calcinado por aquecimento a 500°C durante 4 horas. Exemplos dos catalisadores contendo Pt também são listados na Tabela 5. EXEMPLO 10: CATALISADORES DE PALÁDIO SUPORTADOS COM PENEIRA MOLECULAR MISTA DE REVESTIMENTO REATIVO
[0076] Pós de catalisador de paládio suportado com peneira molecular são preparados seguindo o procedimento do Exemplo 1. As cargas de Pd são 1,4% em peso para todas as amostras. Duas amostras de pó selecionadas são então suspensas e misturadas com a razão em peso de 1:1, seguido pela adição de agente ligante de alumina à suspensão misturada. Esta mistura é revestida sobre um substrato de cordierita de fluxo atravessante para atingir uma carga de Pd de 1.785 g/m3 (50 g/ft3). O catalisador revestido é seco e depois calcinado pelo calor a 500°C durante 4 horas. Exemplos dos catalisadores são listados na Tabela 5. EXEMPLO 11: CATALISADORES DE PALÁDIO SUPORTADOS COM PENEIRA MOLECULAR MISTA DE REVESTIMENTO REATIVO JUNTAMENTE COM UM COMPONENTE DE PLATINA
[0077] Os catalisadores revestidos laváveis no Exemplo 10 são ainda revestidos com uma segunda camada de catalisador de Pt suportado com alumina. Nitrato de platina é adicionado a uma suspensão aquosa de partículas de alumina (moído até um tamanho médio de partícula de menos do que 10 micra de diâmetro) para formar uma suspensão de catalisador de Pt/alumina. A suspensão de catalisador de Pt/alumina é então revestida sobre o substrato revestido por peneira molecular/Pd para atingir uma carga de Pt de 892,5 g/m3 (25 g/ft3), e o substrato final revestido é seco e depois calcinado por aquecimento a 500°C durante 4 horas. Exemplos dos catalisadores contendo Pt também são listados na Tabela 5. EXEMPLO 12: AVALIAÇÃO DOS CATALISADORES REVESTIDOS LAVÁVEIS
[0078] Todos os catalisadores revestidos laváveis são testados em amostras de núcleo (2,54 cm de diâmetro x 7,62 in de comprimento) do substrato de cordierita revestido de catalisador de fluxo atravessante. Núcleos de catalisador são primeiro envelhecidos sob as condições de fluxo atravessante em um forno sob condições hidrotérmicas (5% de H2O, ar de equilíbrio) a 750°C durante 16 horas. Os núcleos são então testados para a atividade catalítica em um reator de laboratório, utilizando uma corrente de gás de alimentação que é preparada por se ajustar o fluxo de massa dos componentes dos gases de escape individuais. A taxa de fluxo de gás é mantida a 21,2 l min-1, resultando em uma velocidade espacial de gás por hora de 30000 h-1 (GHSV = 30.000 h-1).
[0079] Os catalisadores são testados sob condições magras, utilizando uma corrente de alimentação de gás de escape sintético que consiste em 200 ppm de NO, 200 ppm de CO, 50 ppm de decano, 10% de O2, 5% de CO2, 5% de H2O e o equilíbrio com hidrogênio (% em volume). O catalisador é exposto à corrente de gás de alimentação, primeiro a uma temperatura do gás de admissão isotérmica de 80°C durante 100 segundos, após o que a temperatura do gás de entrada é aumentada para 650°C com uma taxa aumentada de 100°C/min.
[0080] As capacidades de armazenamento de NOx dos catalisadores a 80°C durante 100 segundos e durante a rampa de temperatura subsequente a partir de 80 a 200°C são resumidas na Tabela 5. O armazenamento de HC cumulativo e a eficiência de conversão e a eficiência de conversão de CO cumulativa do catalisador a temperaturas inferiores a 200°C, também estão resumidos na Tabela 5.
[0081] Os resultados na Tabela 5 mostram que os catalisadores suportados de peneira molecular de poro grande têm maior capacidade de armazenamento de NOx a baixas temperaturas; considerando catalisadores suportados peneira molecular de por pequeno têm maior capacidade de armazenamento de NOx em temperaturas mais elevadas. Os catalisadores suportados com peneira molecular de poros grandes também apresentam maior armazenamento de HC e eficiência de conversão. Comparação dos resultados com os catalisadores mistos em relação às catalisadores com o único tipo correspondente do componente de peneira molecular, os catalisadores mistos, em geral, manter alta a capacidade de armazenamento de NOx em uma janela de temperaturas mais ampla. EXEMPLO 13: AVALIAÇÃO DE CATALISADORES EM ZONAS
[0082] Os sistemas catalisadores em zonas são avaliados através da combinação de uma metade do comprimento do núcleo de uma parte inferior de Pd/BEA e catalisador de topo Pt/Al2O3 preparado no Exemplo 9C e uma metade do comprimento do núcleo de uma parte inferior de Pd/CHA e catalisador de topo de Pt/Al2O3 preparado no Exemplo 9A. O sistema do Exemplo 13A coloca uma metade do núcleo do Exemplo 9C, em frente de uma metade do núcleo do Exemplo 9A; considerando que o sistema do Exemplo 13B coloca uma metade do núcleo do Exemplo 9A, em frente de uma metade do núcleo do Exemplo 9C. Estes sistemas são avaliados de acordo com os mesmos processos como descrito no Exemplo 12. Os resultados da avaliação estão resumidos na Tabela 5.
[0083] Os resultados na Tabela 5 mostram que os sistemas de zonas, especialmente Exemplo 11A, exibem a capacidade de armazenamento de NOx elevada em uma faixa de temperatura muito mais ampla do que os catalisadores individuais correspondentes. TABELA 1: Capacidade de armazenamento de NOx (g NO2/l)
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Claims (11)

1. Catalisador de gás de escape eficaz para adsorver NOx e hidrocarbonetos (HC) em ou abaixo de uma temperatura baixa e para converter e liberar o NOx adsorvido e HC a temperaturas acima da temperatura baixa, o catalisador de gás de escape caracterizado pelo fato de que compreende um primeiro catalisador de peneira molecular e um segundo catalisador de peneira molecular, em que o primeiro catalisador de peneira molecular compreende um primeiro metal nobre e uma primeira peneira molecular, e o segundo catalisador de peneira molecular compreende um segundo metal nobre e uma segunda peneira molecular, em que a primeira peneira molecular é diferente da segunda peneira molecular; em que o primeiro metal nobre e o segundo metal nobre são ambos paládio; em que a primeira peneira molecular é uma peneira molecular de poro pequeno selecionada a partir do grupo do tipo de estrutura que consiste em ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG e ZON, e intercrescimentos de dois ou mais; em que a segunda peneira molecular é uma peneira molecular de poros médios ou grandes selecionada a partir do grupo que consiste em BEA e MFI; e em que mais do que 5 por cento da quantidade total de primeiro metal nobre está localizada no interior dos poros da primeira peneira molecular e mais do que 5 por cento da quantidade total do segundo metal nobre está localizada no interior dos poros da segunda peneira molecular.
2. Catalisador de gás de escape de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a peneira molecular de poro pequeno é selecionada a partir do grupo do tipo de estrutura que consiste em AEI e CHA.
3. Catalisador de gás de escape de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador de gás de escape é revestido sobre um substrato de fluxo atravessante ou de filtro.
4. Catalisador de gás de escape de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador de gás de escape é extrudado para formar um substrato de fluxo atravessante ou de filtro.
5. Catalisador de gás de escape de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador de gás de exaustão compreende uma primeira camada que compreende o primeiro catalisador de peneira molecular e uma segunda camada que compreende o segundo catalisador de peneira molecular.
6. Catalisador de gás de escape de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador de gás de escape compreende uma primeira zona que compreende o primeiro catalisador de peneira molecular e uma segunda zona que compreende o segundo catalisador da peneira molecular.
7. Catalisador de gás de escape de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a primeira zona que compreende o primeiro catalisador de peneira molecular está localizada em um tijolo separado do que a segunda zona que compreende o segundo catalisador de peneira molecular.
8. Sistema de escape para motores de combustão interna, caracterizado pelo fato de que compreende o catalisador de gás de exaustão como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7 e um componente de catalisador selecionado a partir do grupo que consiste em um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR), um filtro de partículas, um filtro de SCR, um catalisador adsorvedor de NOx, um catalisador de três vias, um catalisador de oxidação, e suas combinações.
9. Método para tratamento de um gás de escape de um motor de combustão interna, caracterizado pelo fato de que o método compreende adsorção de NOx e hidrocarbonetos (HC) no catalisador de gás de escape de qualquer uma das reivindicações 1 a 7 em ou abaixo de uma temperatura baixa, a conversão e termicamente dessorção de NOx e de HC a partir do catalisador de gás de escape a uma temperatura acima da temperatura baixa, e cataliticamente removendo o NOx dessorvido e HC em um componente de catalisador a jusante do catalisador de gás de escape.
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a temperatura baixa está na faixa de 200°C a 250°C.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o catalisador da segunda peneira molecular está localizado a montante do primeiro catalisador da peneira molecular de modo a que o gás de escape contacta o segundo catalisador de peneira molecular antes do contato com o primeiro catalisador de peneira molecular.
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