КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ, СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ТАКОГО КАТАЛИЗАТОРА, А ТАКЖЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДАННОГО КАТАЛИЗАТОРА

1. Катализатор для очистки выхлопных газов, в котором благородный металл закрепляется на металлооксидном носителе, при этом
носитель содержит сложный оксид диоксида циркония и/или оксида алюминия и по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из щелочно-земельных элементов, редкоземельных элементов и элементов группы 3A,
дополнительный компонент, закрепленный на носителе и содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из щелочно-земельных элементов, редкоземельных элементов и элементов группы 3A,
количество благородного металла, закрепленного на носителе, находится в интервале от 0,05 до 2% по массе от массы катализатора, и молярное соотношение (количество дополнительного компонента/количество благородного металла) количества дополнительного компонента, закрепленного на носителе, и количества благородного металла находится в интервале от 0,5 до 20 в расчете на металл,
в окислительной атмосфере благородный металл находится на поверхности носителя в состоянии высокой степени окисления, и данный благородный металл связывается с катионом носителя через атом кислорода на поверхности носителя, чтобы образовать поверхностный оксидный слой, и
в восстановительной атмосфере благородный металл находится на поверхности носителя в металлическом состоянии, и количество благородного металла, открытого на поверхности носителя, измеренное хемосорбцией CO, составляет 10% или более в расчете на атомную долю по отношению к общему количеству благородного металла, закрепленного на носителе.
2. Катализатор для очистки выхлопных газов по п.1, в котором благородный металл представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из платины, палладия и родия.
3. Катализатор для очистки выхлопных газов по п.1, в котором величина энергии связи орбитали 1s атома кислорода в носителе составляет 531 эВ или менее.
4. Катализатор для очистки выхлопных газов по п.1, в котором электроотрицательность по меньшей мере одного катиона среди катионов в носителе меньше электроотрицательности циркония.
5. Катализатор для очистки выхлопных газов по п.1, в котором молярное соотношение катиона и благородного металла (катион/благородный металл) составляет 1,5 или более, данный катион открыт на поверхности носителя и имеет электроотрицательность меньше электроотрицательности циркония.
6. Катализатор для очистки выхлопных газов по п.1, в котором носитель содержит сложный оксид диоксида циркония и/или оксида алюминия и по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из магния, кальция, бария, лантана, церия, неодима, празеодима, иттрия и скандия.
7. Катализатор для очистки выхлопных газов по п.1, в котором дополнительный компонент содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из магния, кальция, неодима, празеодима, бария, лантана, церия, иттрия и скандия.
8. Катализатор для очистки выхлопных газов по п.1, также содержащий железо, закрепленное на носителе, в котором
молярное соотношение (количество железа/количество благородного металла) количества железа, закрепленного на носителе, и количества благородного металла находится в интервале от 0,8 до 12 в расчете на металл.
9. Катализатор для очистки выхлопных газов по п.1, в котором носитель является носителем со структурой флюорита, содержащим сложный оксид циркония и по меньшей мере один металлический элемент, включающий церий и выбранный из группы, состоящей из редкоземельных элементов и щелочно-земельных элементов; и
количество данного металлического элемента, содержащегося в носителе, находится в интервале от 51
до 75 мол.% в расчете на металл по отношению к количеству носителя; количество церия среди остальных металлических элементов составляет 90 мол.% или более в расчете на металл по отношению к общему количеству металлических элементов; и количество благородного металла, закрепленного на 100 г носителя, в два раза или менее превышает стандартную величину X и находится в интервале от 0,01 до 0,8 г, при этом стандартная величина X рассчитывается по уравнению (1):
X=(σ/100) · S/s ÷ N · M<sub>nm</sub> · 100,
(1)
где X представляет собой стандартную величину (единица измерения: г) количества благородного металла для 100 г носителя; σ представляет вероятность (единица измерения: %), с которой металлический элемент окружается металлическим элементом, вероятность σ рассчитывается в соответствии с уравнением (2):
σ=M - 50,
(2)
2
2
где M представляет собой долю (единица измерения: мол. %) металлического элемента, содержащегося в носителе; S представляет собой удельную поверхность (единица измерения: м/г) носителя; s представляет собой единичную площадь (единица измерения: Е/число) на один катион, данная единичная площадь s рассчитывается по уравнению (3):
[Формула 1]
s={a<sup>2</sup>+(√2) · a<sup>2</sup>+(√3/2) · a<sup>2</sup>}/3 ÷ 2,
(3)
23
nm
где a представляет собой постоянную решетки (единица измерения: Е); N представляет собой число Авогадро (6,02 · 10 (единица измерения: число); и M представляет собой атомную массу благородного металла, закрепленного на носителе.
10. Способ регенерации катализатора для очистки выхлопных газов, в котором к катализатору для очистки выхлопных газов по любому из пп.1-9 применяется окислительная обработка нагреванием в окислительной атмосфере, содержащей кислород, и восстановительная обработка.
11. Способ регенерации по п.10, в котором температура при окислительной обработке составляет от 500 до 1000°C.
12. Способ регенерации по п.10, в котором концентрация кислорода в окислительной атмосфере составляет 1% по объему или более.
13. Способ регенерации по п.10, в котором окислительная обработка и восстановительная обработка выполняются в состоянии, в котором катализатор для очистки выхлопных газов установлен в системе выпуска двигателя внутреннего сгорания.
14. Способ регенерации по п.10, включающий:
стадию установки температурного датчика на катализатор для очистки выхлопных газов и определения степени ухудшения характеристик катализатора для очистки выхлопных газов на основании времени функционирования и температуры, определенной температурным датчиком; и
стадию инициирования процесса регенерации после определения нахождения катализатора в состоянии с ухудшенными характеристиками.
15. Способ регенерации по п.10, включающий:
стадию определения состояния с ухудшенными характеристиками катализатора для очистки выхлопных газов при использовании устройства для диагностирования ухудшения характеристик катализатора, которое определяет состояние ухудшения характеристик катализатора для очистки выхлопных газов; и
стадию инициирования процесса регенерации после определения нахождения катализатора в состоянии с ухудшенными характеристиками.
16. Устройство для очистки выхлопных газов, содержащее:
трубу для подачи выхлопных газов,
катализатор для очистки выхлопных газов по любому из пп.1-9, данный катализатор размещен внутри трубы для подачи выхлопных газов,
температурный датчик, установленный на катализаторе для очистки выхлопных газов, и
блок управления для определения степени ухудшения характеристик катализатора для очистки выхлопных газов на основании времени функционирования и температуры, определенной температурным датчиком, и инициирования процесса регенерации с применением к катализатору окислительной обработки нагреванием в окислительной атмосфере, содержащей кислород, и восстановительной обработки после определения того, что катализатор находится в состоянии с ухудшенными характеристиками.
17. Устройство для очистки выхлопных газов, содержащее:
трубу для подачи выхлопных газов,
катализатор для очистки выхлопных газов по любому из пп.1-9, данный катализатор размещен внутри трубы для подачи выхлопных газов,
устройство для диагностирования ухудшения характеристик катализатора, которое определяет состояние ухудшения характеристик катализатора для очистки выхлопных газов, и
блок управления, который инициирует процесс регенерации с применением к катализатору окислительной обработки нагреванием в окислительной атмосфере, содержащей кислород, и восстановительной обработки после определения того, что катализатор находится в состоянии с ухудшенными характеристиками посредством устройства для диагностирования ухудшения характеристик катализатора.
18. Способ очистки выхлопных газов, включающий очистку выхлопных газов приведением выхлопных газов в соприкосновение с катализатором для очистки выхлопных газов по любому из пп.1-9.