НЕПРЕРЫВНАЯ РЕГУЛИРОВКА ОБРАЗОВАНИЯ САЖИ В ДИЗЕЛЬНОМ ДВИГАТЕЛЕ С МИНИМАЛЬНЫМ ПОВЫШЕНИЕМ ОБРАТНОГО ДАВЛЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОБЫЧНЫХ МОНОЛИТНЫХ НОСИТЕЛЕЙ И РАСПОЛОЖЕННОГО НА НИХ АКТИВНОГО КАТАЛИЗАТОРА ПРЯМОГО ОКИСЛЕНИЯ САЖИ

1. Каталитическая система для прямого каталитического окисления твердых частиц в отходящих газах двигателя внутреннего сгорания, включающая стандартное устройство с монолитом с проницаемыми стенками, на который нанесен активный в окислении каталитический состав с целью прямого низкотемпературного окисления вышеупомянутых твердых частиц, причем активный катализатор содержит активный в окислении-восстановлении оксид.
2. Каталитическая система по п.1, в которой монолит представляет собой монолит с проницаемыми стенками с плотностью более 900 ячеек на квадратный дюйм.
3. Каталитическая система по п.1, в которой монолит представляет собой монолит с проницаемыми стенками с плотностью более 600 ячеек на квадратный дюйм.
4. Каталитическая система по п.1, в которой монолит представляет собой монолит с проницаемыми стенками с плотностью более 400 ячеек на квадратный дюйм.
5. Каталитическая система по п.1, в которой монолит представляет собой металлический монолит, способный образовывать турбулентный поток в потоке выхлопных газов.
6. Каталитическая система по п.1, в которой монолит представляет собой металлическую или керамическую пену, обеспечивающую сильно извилистый путь для потока.
7. Каталитическая система по п.1, представляющая собой термостойкий оксид.
8. Каталитическая система по п.1, содержащая церий.
9. Каталитическая система по п.8, в которой оксид представляет собой оксид церия в виде твердого раствора оксида церия и циркония (Ce-Zr оксид).
10. Каталитическая система по п.9, в которой оксид представляет собой оксид церия в виде твердого раствора оксида Ce-Zr, который по существу содержит чистую кубическую фазу типа флюорита (что определяется обычными методами РФА), обладающую свойствами ионной проводимости кислорода и включающую:
а) до примерно 95% циркония,
б) до примерно 95% церия,
в) до примерно 20% стабилизатора, выбранного из группы, включающей редкоземельные элементы, иттрий и их смеси.
11. Каталитическая система по п.1, которая по существу содержит в виде твердого раствора чистую кубическую фазу типа флюорита, дополнительно модифицированная введением одного или более модифицирующих неблагородных металлов, выбранных из группы, включающей переходные металлы, щелочные металлы, щелочно-земельные металлы и металлы IIIб группы.
3
+
+
12. Каталитическая система по п.11, в которой обладающий окислительно-восстановительными свойствами оксид представляет собой модифицированный неблагородным металлом церийсодержащий твердый раствор с кубической кристаллической решеткой типа флюорита, полученный при контактировании активного в окислении-восстановлении материала с раствором предшественника растворимых катионов при условиях высокого рН, низкого содержания иона гидроксония (НО) /низкого содержания протона (Н).
13. Каталитическая система по п.12, в которой неблагородный металл вводят в активный в окислении-восстановлении оксид с использованием гидроксида аммония/аммиачного комплекса с катионом металла.
14. Каталитическая система по п.12, в которой неблагородный металл вводят в обладающий окислительно-восстановительными свойствами оксид с использованием органического аминового комплекса с катионом металла.
15. Каталитическая система по п.12, в которой неблагородный металл вводят в обладающий окислительно-восстановительными свойствами оксид с использованием гидроксида катиона металла.
16. Каталитическая система по п.12, в которой концентрация введенных частиц металла составляет от примерно 0,01 до примерно 10 мас.%.
17. Каталитическая система по п.16, в которой концентрация введенных частиц металла составляет наиболее предпочтительно от примерно 0,1 до примерно 2,5 мас.%.
18. Каталитическая система по п.12, в которой модифицированный неблагородным металлом твердый раствор содержит металл в высокодиспергированном состоянии, так, что анализ фаз обычными РФА методами показывает практически чистую кубическую кристаллическую структуру типа флюорита (более 95%), а объемная фаза оксида модифицирующего металла составляет менее 5%, а размер частиц модифицирующего оксида металла, определенный на основании уширения линий/метода Шерера, составляет от примерно 30 до примерно 100 .
19. Каталитическая система по п.12, в которой модифицированный неблагородным металлом твердый раствор содержит металл в высокодиспергированном состоянии, так, что анализ фаз методом РФА подтверждает, что промотированный материал сохраняет по меньшей мере 95% кубической фазы типа флюорита после гидротермального старения в окислительных условиях при 1100°С.
20. Каталитическая система по п.12, в которой модифицированный неблагородным металлом твердый раствор содержит металл в высокодиспергированном состоянии, так, что анализ фаз методом РФА подтверждает, что промотированный материал сохраняет по меньшей мере 99% кубической фазы типа флюорита после гидротермального старения в окислительных условиях при 1100°С.
21. Устройство для прямого каталитического окисления сажи, включающее каталитическую систему по любому из предшествующих пунктов и корпус, причем непрерывное окисление сажи протекает при температурах от примерно 100 до примерно 650°С.
22. Каталитическая система по п.1, причем твердые частицы представляют собой сажу.
23. Каталитическая система по п.22, не содержащая металла платиновой группы.
24. Каталитическая система по п.22, дополнительно включающая металл платиновой группы.
25. Каталитическая система по п.24, в которой металл платиновой группы выбирают из группы, включающей платину, палладий, родий и их смеси.
2
3
2
3
2
2
26. Каталитическая система по п.п.24 или 25, дополнительно включающая каталитически активное пористое покрытие, нанесенное на монолит в виде одного слоя, которая дополнительно содержит АlО, модифицированный АlО, SiO, ZrO или их комбинации, или другой подходящий термостойкий оксид в качестве дополнительного носителя или связующего агента.
2
3
2
3
2
2
27. Каталитическая система по п.24 или 25, дополнительно включающая каталитически активное пористое покрытие, расположенное на монолите в виде двух или более слоев, так, что первый слой содержит по существу АlО, модифицированный АlО, SiO, ZrO, их комбинации или другой подходящий термостойкий оксид в качестве носителя или связующего агента, а второй слой включает активный в каталитическом окислении состав, содержащий модифицированный неблагородным металлом смешанный оксид.
28. Способ обработки отработавших газов, включающий пропускание отработавшего газа над каталитической системой по одному из пп.1 или 10, или с 12 по 15, или 23, или 24.
29. Способ получения каталитической системы для прямого каталитического окисления твердых частиц по одному из пп.22-27, включающий следующие стадии:
введение неблагородного металла в активный в окислении-восстановлении материал на основе твердого раствора CeZrOx, содержащий по существу чистую кубическую структуру типа флюорита, путем введения активного металла/его катионов в твердый раствор в основных условиях с помощью гидроксида аммония/аммиачного комплекса катионов металла или с помощью комплекса органического амина с катионами металла, или с помощью гидроксидного соединения катионов металла.
30. Катализатор окисления, полученный способом по п.29.