Catalizadores Pt,Rh,K soportados en La2O3 y CeO2 para eliminación de hollín y óxidos de nitrógeno

Abstract

Se estudiaron catalizadores para la eliminación de los dos principales contaminantes presentes en los gases de escape de motores diesel: hollín y NOx. El principal objetivo es contribuir al desarrollo de sistemas que combinen filtros con trampas catalíticas para la eliminación simultánea de ambos contaminantes. Teniendo en cuenta esto, se estudiaron sólidos que contienen ingredientes activos para la combustión del hollín (Ce, La, K) y a su vez efectivos para retener los NOx (La, K), combinados con Pt y Rh. En general, los catalizadores soportados sobre CeO2 exhibieron una actividad levemente superior a aquellos soportados en La2O3, para la combustión de hollín en corriente de NO/O2, y con un pre-lecho catalítico que favorece la oxidación del NO a NO2. El La2O3 tiene una capacidad de interactuar con los NOx mucho mayor a la del CeO2, y asi mayor probabilidad de que los NOx se adsorban en su superficie en lugar de reaccionar con el hollín. Los catalizadores soportados en La2O3 fueron estudiados en relación a su capacidad como trampas de NOx. Se demostró que el potasio aumenta la capacidad de adsorción, pero también la estabilidad de las especies adsorbidas. Por el contrario, los metales nobles promueven la descomposición de dichas especies, aunque al estar combinados con potasio este efecto es menos notorio. A pesar de que en atmósfera inerte la descomposición de las especies nitrato fue más favorecida por los catalizadores de Rh, el catalizador Pt,K/La2O3 mostró mayor eficiencia para la reducción de los NOx adsorbidos, en corriente de H2.

Catalysts were studied for the removal of the two main contaminants in exhaust gases from diesel engines: soot and NOx. The main objective is to contribute to the development of systems combining traps and catalytic filters for the simultaneous removal of both pollutants. Given this, we studied solids containing active ingredients for the combustion of soot (Ce, La, K) and also effective for adsorbing NOx (La, K), combined with Pt and Rh. In general, the catalysts supported on CeO2 showed an activity slightly higher than those supported on La2O3, for the combustion of soot in NO/O2 stream, and using a pre-catalyst bed that promotes the oxidation of NO to NO2. The La2O3 has a capacity to interact with the NOx much higher than that of CeO2, and therefore is more likely that the NOx remain adsorbed on the surface instead of reacting with soot, when lanthanum supported catalysts are used. La2O3 supported catalysts were studied in relation to its capacity as NOx traps. It was shown that potassium enhances the adsorption capacity, but also the stability of the adsorbed species. In contrast, the noble metals promote the decomposition of these species, but when combined with potassium, this effect is less noticeable. Although the decomposition in an inert atmosphere of nitrate species was more favored by the Rh catalyst, the Pt,K/La2O3 catalyst showed higher efficiency for the reduction of adsorbed NOx in H2 stream.