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A6 B6 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) 發明背景： 發明領域： 本發明偽關於包括稀土金屬及把之氣化物的催化劑組 成物，其適合用於氣態碩類燃料（諸如天然氣或甲烷）之 燃燒，以及關於前述燃料使用催化劑組成物之催化性燃燒 方法。 相闊技藝： 氣化粑和稀土金屬氧化物之.複合體係屬已知的，其係 如以下文章中所掲示：C.L. McDaniel et al，'' Phase Relations Between Palladium Oxide and the Rare Earth Sesquioxides in Air ，Journal of Resesrch of the Natural Bureau of Standards~A♦ Physics and Chemistry.Vol ·72Α, No· 1 > JanuaryFebruary. 1968 。第27 — 37頁記述PdO及稀土金屬氣化物之複合物 。詳而言之，此文章研究在空氣環境中，PdO和下述每 一個倍半氧化物（sesquioxides)間的平衡相關係： Nd2〇j, Srri2〇3 , L 2 Ο 3 , Eu2〇j, Gd2〇3 ,Dy2〇3, Η〇2〇3, Υ 2 Ο 3 , Er2〇J, ΤίΤΐ2〇3, 丫132〇3及1^1«12〇3。所用之實驗方法載於第2 8頁第3 段中且說明混合不同組合之PdO和稀土金屬氧化物，再 於7 7 0Ό,然後7 8 01C下初步熱處理該混合物至少 1 8小時。在毎一熱處理之後，利用X —射線繞射技術檢 視該物質，而在初步熱處理之後，將每一批之各部份在不 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項- 再 填 Η 裝 訂 線 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公楚） 81.9.25,000 A6 B6 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 五、發明説明（2 ) 同溫度（通常在如29 — 33頁，表I中所示之1〇〇〇 t：及30001間）下鍛燒。在其他掲示内容中，該文章 指出（在34頁第4. 3段之總論中）PdO在大氣壓力 下，空氣中之分解溫度為約80〇υ±5Ί〇,且氧化耙與 多種稀土金屬氣化物反應而形成二成份化合物。所述偽二 成份条統（pseudobinary system) NdaOa.P d ◦據 稱僳代表反應之典型形態且掲示N d 2 Ο 3 : P d O之比值 分別為2 : 1 , 1 : 1和1 : 2的三種二成份氣化物，亦 即，2Nd2〇3，Pd〇, Nd2〇3*PdO 及 Nd2〇3*2PdO。（化合物 2Nd2〇3*Pd ◦當然 可能寫為N d 4 P d 0 7)。類似化合物亦見於 Sm2〇3* PdO, Eu2〇3*PdO 及 La2〇p PdO条統中，但最後一個糸統中僅有2 : 1 及1:2化合物存在。但是，吾人需指出其他稀土金屬氧 化物一氧化把複合物並不以固態反應。其中亦掲示Pd〇 分別與 H〇2〇3，丫2〇3，Er2〇3，Trri2〇3， Yb2〇3及Lu2〇3之組合（見於27頁上之摘要說明 以及35頁最後一句）。 另一文章，A. Kato et al., Lanthanide B_ Alumina Supports For Catalytic Combustion Above 1000¾ " «Successful Design of Catalysts . 1988 Elsevier Scierce Publishers, 2 7 — 3 2頁掲示作為 燃燒催化劑之氣化鑭及氣化鋁所組成附載物質的製備。此 文章述及由1 2 0 0°C下進行之甲烷燃燒上的耐久力測試

(請先閲讀背面之注意事項再填寫K -裝. 訂· ，'4. 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公楚） 81.9.25,000 A6 B6 五、發明説明（3 ) 証明載附於鑭/3 —氣化鋁上之P d催化劑對熱燒结具有優 異的抗性（3 2頁）。 日本專利公告J 63088041號（1988) Tsuj et al之英文摘要說明掲示包含由氧化鋁所組成之 陶瓷載附體之催化劑，在氧化鋁之表面上，Pd和/或 PdO偽被載附於金屬互化物（intermetallic) PdM 或PdM〇(其中，Μ示稀土金屬）層上。所掲示之用途 傜為催化不産生氣化氮之燃料的燃燒。化學摘要（CA 1 0 9 1 1 32 93k)認為專利所有人係為Tanaka

Noble Metal-Industrial Co. Ltd.且述及甲院燃燒催化 劑傜為在7 —氧化鋁上之Pd — Pd/La〇2&記載此 一催化劑在入口溫度3551C下，在1小時後，以100 %效率燃燒天然氣，而在1000小時後，效率為 9 9 . 9 8 % 〇 美國專利4 8 9 3 4 6 5號（βobeΓtJ.FaΓrauto et al)掲示磺類物質（諸如天然氣或甲烷）使用含氣化 耙催化劑的催化劑燃燒方法。在此方法中，催化性燃燒用 之氣化把催化劑傜處於高於氧化把分解成耙金屬之溫度下 ,把金屬對燃燒反應不具有催化作用。在大氣壓力下， P d 0之分解溫度傜為至少約8 ◦ 0¾。在專利方法中之 所述改良包括由降低催化劑溫度至再生溫度（亦即，Pd 氧化成Pd〇之溫度，其在大氣壓力下係為約53 ◦ — 6 5 0Ό)，並維持溫度於該範圍直到所需催化活性由無 催化活性之Pd再氣化成PdO而獲得，因而恢復催化劑

請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 K 裝 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 k紙張&度適用中國國家標準（CN'S)甲4規格（210 X 297公贷） 5 81.9.25,000 經濟部中央標準局員工消費合作社印制衣 A6 B6 五、發明説明（4 ) 活性，此專利之實例係使用PdO/Ai2〇3作為催化 劑。 本發明總論： 本發明僳提供催化劑组成物（包含耐熔性載體），而 在該載體上散存包含耐熔性無機結合劑（例如，一或多種 氣化矽，氧化鋁，氧化鈦及氧化錯）及鈀和稀土金屬之二 成份氧化物的混合體所組成之催化性物質。稀土金屬可為 一或多種Ce, La, Nd, Pr及Sm。例如，在本發 明之一檫的中，二成份氣化物之通式為2Μ2〇3· Pd〇 (其中，Μ示一或多種La,Nd及Sm);在本發明之 另一標的中，二成份氣化物之通式為Μ2〇3· Pd ◦，式 中，Μ示一或多種La, Nd及Sm,例如 L a 2 0 a ♦ PdO〇 在本發明之另一體条中，二成份氧化物偽包含在由加 熱氧化把與稀土金屬氧化物之反應混合物至高溫一段時間 而足以讓至少一部份之氣化钯及稀土金屬氣化物反應而形 成二成份氧化物的反應産物中。在本發明此一標的之一髏 条中，反應混合物僳包含莫耳比值為約2 ·· 1之M2〇 3與 P d 0的混合物而反應産物則包含通式為 2M2〇3*PdO (其中，Μ示一或多種La, Nd及 Sm)之二成份氣化物。本發明此一標的之另一體糸傜提 供莫耳值為約1 : 1之La2〇3與PdO的反應混合物及 包含La2〇3 ·ΡάΟ之反應産物。 本紙張又度適用中因國家橒準（CN’S)甲4規格（210 X 297公笼） 81.9.25,000 -----------------^-------裝 (請先閲讀背面之注意事喟再填寫\ / ΤΓ A6 B6 五、發明説明（5 ) 在本發明之某些標的中提供一種載體，該載體係包含 具有許多平行之氣體流動通道延伸在其内的實體，前述通 道傜由有催化性物質以塗層（亦即，洗滌塗層，washcoat )形式分布在其上之牆壁所界定。 本發明之方法標的偽提供氣態碩類燃料之催化性附載 燃燒方法。此方法包含形成包含燃料及氣氣之氣態燃燒産 物（例如，天然氣或甲烷與空氣之混合物），再於催化劑 區域中令燃燒混合物與催化劑組成物接觸。催化劑組成物 包含耐熔性載髏，其上散布包含耐熔性無機結合劑（例如 ，一或多種氧化矽，氧化鋁，氣化鈦及氣化結）以及耙和 選自一或多種Ce, La, Nd, Pr及Sm稀土金屬之 二成份氧化物的混合物。接觸像在催化劑區域中，於如下 條件中進行：例如，在約925 — 1 6501C之溫度及約 1- 2 ◦大氣壓力，此條件俱為適合供燃燒混合物之催化 燃燒之用，因而使得混合物中之至少一部份燃料持缠性燃 燒。較窄範圍之適當燃燒條件可維持催化劑區域在，例如 ，約l〇00t— 15〇〇1〇之溫度及約1 — 15大氣壓 力之壓力。 在本發明之另一方法標的中，催化燃燒偽在絶熱條件 下，以大於氣態燃料及氧氣質量轉移至催化劑之反應速率 來進行以使至少一部份燃料達成催化性附載之熱燃燒而實 際上不形成任何氮之氧化物。 在本發明之另一方法標的中係提供催化劑組成物之再 生方法，該催化劑组成物包含耐熔性載體而在載體上則散 衣紙張尺度適用中囿國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公袋） 請 先 閲 讀 背 面 之 意 事 項 填 寫 裝 訂 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 81.9.25,000 A6 __B6_ 五、發明説明（6 ) 布包含以下混合物之催化性物質：（i)耐熔性無機結合 劑以及（i i)催化有效數量之通式M2〇^PdO (式 中，Μ偽選自一或多種La, Nd和Sm)所示二成份氧 化物（例如，此二成份氣化物可為La2〇3· PdO)且 其被加熱至高於其去活性溫度之溫度而引起持绩性去活化 作用。前述再生包括在含氣氣體存在及約7 9 〇Ί〇或更低 之再生溫度（例如，在約700 — 790t：範圍内）加熱 催化劑組成物。含氣氣體可為空氣。 本發明之其他標的傜提供用為催化劑組成物之如上所 述組成物，而本發明之其他標的說明於下。 附圖之簡要說明： 唯一之^圖偽為本發明之含有二成份氣化物， La2〇3· PdO之反應産物樣品於空氣中熱重量分析（ a T G A 〃）圖形。它顯示溫度對樣品重量之圖形且說明 i 因化合物分解成無催化活性化合物及再生此無催化活性化 合物成為催化活性L a2〇3· P d 0所伴生之重量變化。 圖中之> 循環1 〃曲線表示實例έ所製得反應産物的 樣品於初始加熱之重量變化倩形。 圖中之 > 循環2 "上述經初始加熱的樣品在第二加熱 循環之重量變化情形。 本發明及其較理想體条之詳細説明： 使用氣態磺類燃料（諸如天然氣或其他碩類燃料）於 本紙張尺度適用中國國家標準（CXS)甲4規格（210 X 297公贷） 81.9.25,000 A6 _B6___ 五、發明説明（7 ) 多種用途（包括燃料氣體渦輪）是吾人所関心的。天然氣 係為低分子量石蟠条烴類（諸如甲烷，乙烷，丙烷及丁烷 )與少量較高分子量烴類之混合物，且幾乎以甲烷為最主 要成份。其他適當燃料包括乙烷，丙烷，丁烷，其他烴類 ，醇類，其他碩類物質，及其混合物。氣態碩類燃料（諸 如天然氣和/或其他磺類燃料）之熱燃燒係於大於 1 6501C之高溫才發生，此時，ΝΟι傜由大氣中之氮 氣在燃燒空氣中氣化而形成。使用在低於火焰燃燒方法中 之溫度（例如，在約925—1650=範圍内）下操作 之催化性燃燒方法可顯著地減低或消除氧化氮之形成。但 是，最普偏之氣態碩類燃料係為天然氣。燃燒甲烷（其係 為天然氣之主要成份）是困難的，因為甲烷氣化步驟之一 偽為C_Η鍵結之裂解，其較高碩數烴類之C一Η或C一 C鍵結之裂解更為困難。因此，對高碩數烴類之氣化具有 活性之催化劑對甲烷或含甲烷氣體之氧化可能是無活性的 或者活性不足。此外，碩類氣體之催化性燃燒時所用的催 化劑在催化性燃燒期間内所處之溫度下必需仍保有活性。 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 催化性燃燒溫度可如上所示地在約925—1650C範 圍内。更通常的是此範圍為約1〇〇〇—1 50〇t：,但 某些催化劑所處之溫度必需經控制至低於該催化劑之分解 溫度。例如，氧化钯（PdO)對前述催化性燃燒具優異 之活性，但在大氣壓力下，8 0 01C左右之溫度下是失去 活性的。本文及申請專利範圍中提及之各種二成份氧化物 催化性物質之分解及再生溫度均指大氣壓力下而言，吾人 81.9.25,000 衣纸張尺度適用十囿國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） -y - ,〇5i>X^ A6 B6 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 了解在較高分壓之氣氣中，分解及再生溫度將提高。在較 高氣氣分壓下前述溫度提高之测定係為熟悉此藝之士所熟 知的。因此，上述溫度範圍俗依氣氣分壓而定，而在較高 壓力下（例如，在操作氣體渦輪時所産生的燃燒流出物， 即可能面臨到），二成份氣化物之分解溫度將提高而其將 再度形成之再生溫度亦然。 本發明提供包含一或多種把及稀土金屬之二成份氣化 物的催化劑組成物：前述催化劑组成物之抗熱性大於 Pd◦。雖然前述二成份氣化物活性低於PdO,但其可 在遠高於P d O之8 0 〇υ去活性溫度而蓮作的能力是有 利的。此外，若前述二成份氣化物催化劑意外地曝於高至 足以使它們失去活性之溫度下，則在某些情況下，可於相 當高溫度下再生。這些特性使得本發明中所用之二成份氧 化物額外可用為碩類氣髏（尤其是甲烷及含甲烷之氣體， 諸如，天然氣）之催化性燃燒用催化劑。 本發明之二成份氧化物催化劑可由乾式混合氧化物方 法或溶液一乾燥方法製成。在乾式混合氣化物方法中，稀 土金屬之氧化物（例如，選自一或更多Ce, La, Nd ,Pr及Sm之一氣化物）俗和氣化耙以所擇定之重量比 值相混合。混合物再經機械研磨而至大小為50—1〇〇 微米直徑之顆粒。研磨之後，隨之在空氣中烺燒，例如， 在1 1〇01C下煅燒66小時以提供包含本發明之把和稀 土金屬的二成份氣化物之反應混合物。理想的是，稀土金 屬氣化物及氣化把起始物偽以計量比例混合而産生所要化 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 裝 訂 4. ^紙張尺度適用中國國家標準（CNTS)甲4規格（210 X 297公犛） -ιυ - 81.9.25,000

A6 B6 經濟部中央標準局DK工消费合作社印製 五、發明説明（9 ) 合物。因此，在反應混合物中之稀土金屬氧化物（例如， M2〇3，其中，Mj〇RCe, La,_Nd, Pr 及 Sm)對 PdO莫耳比值可為2 : 1，1 : 1或1 : 2 (M2〇3: PdO)。雖然並一定不需要使用在合宜二成份氣化物産 物之莫耳比值中之起始物，但使用前述計量比例據發現， 如下文所更詳細論及地，對2M2〇3 ♦ PdO化合物之 製備尤為有利。 在溶液一乾燥方法中，適量（宜為相同的2 : 1, 1 :1或1 : 2莫耳比值）稀土金屬之硝酸塩或其他適當可 溶性化合物以及適當之可溶性耙塩（諸如，硝酸钯， Pd (Ν〇3) 2·2Η2〇)偽於，例如，6 ◦ — 90t： 溫度下於水溶液中混合並加熱蒸發至乾。所得殘餘物在空 氣中，例如，在5001C至1 lOOt：溫度下煅燒2_ 18小時以提供含本發明二成份氧化物之反應混合物。 使用X—射線繞射分析証明把和稀土金靥之合宜二成 份氧化物存在於乾燥混合一氧化物及溶液-乾燥方法所得 之反應産物中。 本發明之催化劑組成物之物理組態可用為載體，其結 構偽包含陶瓷基材，而在此基材上具有催化性物質之塗層 ，一般稱之為''洗滌塗層〃。在本發明之情況下，洗滌塗 層偽由二成份氧化物催化劑及適當之耐熔性結合劑所组成 。陶瓷基材實體通常係為圓筒狀的且具有許多由實體之入 口延伸至出口之徹細氣體流動通道以提供類似蜂m狀之結 構。在蜂巢狀结構之氣體流動通道（有時稱之為''小室（ (請先閲讀背面之注意事項异填寫衣 •裝. 訂· .N.4. 本纸張尺度適用中固0家櫺準（CNTS)甲4規格（210 X 297公贷）

IT 81.9.25,000 A6 __B6_ 五、發明説明（10) cells)實際上係為平行的且以薄壁為界限，且可為任何 合宜横截面，諸如矩形，其他長方形，三角形或六角形。 表面上每一平方吋之通道數目可依催化劑组成物之特定用 途而變。前述蜂巢狀載體從9至600小室/平方吋之型 態可由市面上買到。基材或載體（泛稱為v陶瓷〃且可由 堇青石，富鋁红柱石，氣化矽，氣化鋁或任何適當材料製 成）宜為多孔的且和本發明所用之二成份氧化物比較之下 ，可為（但不需）對燃燒反應為相當無催化活性的。本發 明之催化劑組成物可依已知製備技術製成，亦即，將載體 浸漬於催化性物質（含有結合劑及二成份氧化物）之細顆 粒水性漿體中而使其塗佈至載體上，即塗佈氣體流動通道 壁。移除過量漿體，例如，藉由從氣體通道吹入壓縮氣體 ，再乾燥塗覆結構後，於5001C溫度下，在空氣中烺燒 2小時以便於在界定氣體流動通道之牆壁上提供催化性物 質之黏附性a洗滌塗層"。 據發現特別有用於實施本發明之二類稀土金屬一耙二 成份氣化物係為分別具有以下通式者：M2〇3· P d 0及 及2M2〇〃*PdO (其中，Μ傜選自一或更多之La, Nd及Sm)。這些催化劑對催化碩類氣體之燃燒具優異 活性，前述碩類氣體包括甲烷，其偽為常用燃燒燃料中最 難燃燒之碩類氣體。二成份氧化物，Μ2〇3· PdO如， La2〇：j · Pd ◦，在955¾下先分解成無催化活性 物質，但在幾個加熱及冷卻循環之老化後，出現分解開始 溫度及79〇。之再生開始溫度。分解及再生開始溫度之 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫良 裝· 訂_ -4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 衣紙張尺度適用中围國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） 81.9.25,000 — A6 B6 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 五、發明説明（1J 相近同影蜜（co-incidence)實際上消除了催化活性 Μ 2 0 3 · P d 0與無催化活性物質間的滞後現象或''死亡 帶（dead zone) 〃溝距。此大大地有利於催化劑（其因 不留意之過溫操作而失去活性）的再生。另一方面，雖然 充作實用物質之二成份氣化物，2M2〇3.PdO,當分 解後並不顯著地可再生，但其除非溫度遠超過1200¾ ，否則並不分解成無催化活性之物質。 本發明之某些髏条的待性及優點藉由下列非限制性實 例說明。 實例1 : A.二莫耳氧化鑭（La2〇3 )及一莫耳氧化耙（ PdO)粉末之計量混合物經研磨至微细顆粒大小，在 780t：空氣中煅燒17小時，再度研磨，再於空氣中 1100¾煅燒66小時，再度研磨至直徑為1〇〇 一 15 ◦微米之微細顆粒大小而得二成份氧化物（ 2La2〇3 ♦ PdO)之粉末。含有氣化鋁（由Vista Company公售，品名稱為Catapal)之結合劑偽由在9 5 0 °C空氣中烺燒該氧化鋁2小時以減低其表面積，因而預先 安定其對熱去活化之作用，再於球磨機中研磨含有45% 固體含量之該經烺燒氧化鋁於2. 25重量％乙酸之含水 性介質中之漿髏。持缳研磨至黏度為40—50厘泊而得 小於2 0微米直徑範圍之氣化鋁顆粒大小。所得氣化鋁結 合劑及2La2〇3 «PdO粉末經混合而形成水性漿體 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫\ --裝- 訂. ”線. 本紙張尺度通用中國國家橒準（CNS)甲4規格（210 X 297公兑）-13 - 81.9.25,000 A6 B6_ 五、發明説明（12 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫九. ,其包含93重量％之氧化鋁結合劑及7重量％ 2La2〇3 ♦ PdO (乾燥重量為基準）。所完成之洗 滌塗層漿體塗覆於一糸列董青石製成之陶瓷載體實體上， 其毎個分別為1吋直徑，1吋長及每平方吋具有400小 室。此僳由浸漬每一載體的漿體中，滴去過量漿體，再於 12〇υ下，讓經如此塗覆之載體乾燥過夜。載體再於 5 0 Ot：空氣中煅燒2小時以提供催化性物質之黏附性洗 滌塗層於載體上。通常，所得催化劑實體包含2. 5g洗 滌塗層/立方吋體積，其産生0.175g 2La2〇3· PdO /立方吋催化性實體。 B. 三種以上稀土金屬一耙之二成份氧化物及一種使 用P d 〇取代二成份氧化物的比較性物質之漿體偽依此一 實例之A部份方法製成。整體而言，製得以下表I中所示 之三種不同的二成份氧化物而比較性催化劑係塗覆以7 — 氧化鋁結合劑及1重量％ (相對洗滌塗層之重量而言） 經濟部中央標準局R工消費合作社印製 P d 〇。P d ◦係由 Engelhard Corporation提供且係為 包含86重量％Pd (以PdO形態存在）。包含本發明 之二成份氧化物的催化劑實體各具有占洗滌塗層重量之1 %的相對PdO含量，在本發明之催化劑例子中，PdO 像以部份之二成份氧化物形態存在。 C. 所有三種催化劑之活性係於常壓下，令含1體積 之空氣氣體流通過每一催化劑樣品以測試甲烷燃 燒。維持在標準溫度及壓力下測定之流速，2◦升/分鐘 而産生1 , 3 5 0 ,◦ 0 〇小時_ 7的空間速度。在每一测 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公犛）-14一 81.9.25,000 A6 B6 五、發明説明（13) 試期間内，入口氣體之溫度由外在加熱該床而逐漸升高並 以Beckman Industrial Model 400A Hydrocarbon Anayz- er監控以溫度為函數之CH4的轉化情形。以發生20% 入口甲烷轉化之溫度作為催化劑活性之測量基準。表I列 出每一催化劑組成物逹到2 0%轉化時之溫度。 表 I 達到20%轉化 樣品號碾 催化割 之溫麽.r： 1 2 L a 2 0 3 · P d 0 4 6 3 2 2 N a 2 0 3 * P d 0 5 1 2 3 2 S m 2 0 3 * P d 0 6 2 2 4 (比較用） P d 〇 3 δ 9 表I之數據証明含本發明之二成份氧化物的催化劑組 成物提供具有可接受活性之催化劑，雖然顯然地不如 卩00優異。因此，樣品4之含卩00的比較性催化劑僅 需要3 8 91C之入口溫度以逹到2 0%入口 C H4之轉化 率。但是，依本發明體条之樣品1-3的催化劑燃燒活性 完全在於催化性燃燒之可接受操作溫度範圍内。樣品1 ( 2La2〇3 ·Ρά〇）顯示例示本發明之最佳催化劑活 性，其需要463C之溫度以達到CH42 20%轉化率 ,而樣品2 (2La2〇3 ·ΡόΟ)和樣品3 ( 2Sm2〇3· Pd〇)之活性則分別在5 12°C和622 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 务、 裝 訂 線 垣濟部中央標準局員工消費合作社印*'衣 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公犛） 81.9.25,000

Oobib A6 B6 五、發明説明（14) t下逹2 0%轉化率。雖然在大氣壓力下，高於8001C 之溫度的操作將引起P d 0去活化成無催化劑活性之物質 ，但本發明之二成份氯化物化合物在更高之溫度下僳安定 的，因而使得催化劑可在高於8 0 01C下操作，但仍需低 於1 3001C或1 400C (在此溫度下顯著地産生氣化 氮）。此係極其有利的，因為較高溫度可更有效地操作。 因此，本發明之二成份氣化物在高達1200¾之溫度下 傜安定的，使其能在400TC (高於Pd〇催化劑可逹到 之溫度）下操作。例如，含2La2〇3 · Pd〇之催化 劑組成物恆適用於分階段之催化性燃燒裝置中作為較高溫 度階段之催化劑，因為此一催化劑之熱分解僅在高於 1 2 ◦ 0 t：之溫度下發生。 實例2 : 經濟部中央櫺準局8工消費合作社印*'衣 化合物 2Nd2〇3 *PdO 及 2La2〇：》，Pd〇 傜依實例1之方法製成。由熱重量分析測試這些物質之空 氣中安定性，而前述分析像由測量反應産物之樣品在加熱 及冷卻循環期間之不同溫度下發生的小重量變化而進行。 重量變化傜由各種化學反應及樣品所産生之相變化所引起 。將精稱20 _50mg之樣品放置在懸掛於Thermal Science所製造之稱重裝置，Model STA1 5 0 0的石英 盤上。令約20cm3/m i η之空氣通過樣品。一火爐 缓慢加熱樣品（速率為約1 i η)並注意由加熱 所引起之重量變化以示出因化合物分解所引起之重量損失 本紙張尺度適用中S國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公蹵） 81.9.25.000 A6 B6 經濟部中央標準局"K工消費合作社印製 五、發明説明（ 及隨後之氣氣損失。持缠加熱直到溫度逹1400¾。除 了重量變化之外，還監控加熱期間，分解發生時樣品因反 應熱所引起之溫度變化（微分熱分析）。 催化劑之熱重量分析結果証明化合物之安定性如下： 化合物 隆解筘點 2 N d 2 Ο a ♦ P d Ο 1 2 3 0 t： 2 L a 2〇 3 ♦ P d O 1 3 0 0 V 實例2之熱重量分析顯示所測試之2M2〇3· PdO 化合物在大氣壓力下之空氣中，高達所示溫度，遠高於 1 2 0 0C下係為熱安定的。當加熱至所示分解溫度時， 催化活性二成份氧化物2Μ2〇3· Pd ◦分解而形成無催 化活性物質。2M2〇3*PdO化合物對磺類氣態燃料之 氧化反應的安定性及催化性活性使得這些化合物及含一或 更多種它們的反應混合物極適供實際用於碩類氣態燃料之 催化性燃燒方法。例如，藉由比較之下，PdO在約 8 0 0t：(較2M2〇3*Pd〇二成份氣化物之分解溫度 低4〇0t：以上）下分解成無活性物質。 實例3 : A.催化性燃燒糸統俗如下使用二部份催化劑製成， 第一部份或上游部傜位於先和流動氣態碩類混合物流接觸 之位置，而第二部份或下游部份傜為和流動氣流持缠接觸

(請先閲讀背面之注意事項森填寫本V 裝- 訂· .線. 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公楚）-I? - 81.9.25,000 A6 B6 經濟部中央標準局貝工消费合作社印5权 五、發明説明（1)6 之位置。 B. 第一部份像為催化劑實體，其係由董青石蜂巢提 供，其終端面上每平方时具有400小室，而直徑為1时 (2. 54公分），長為4吋（10. 2公分）長且塗覆 以包含8重量％乾燥，經煅燒洗滌塗層之氣化鋁洗滌塗層 0 C. 第二部份傜為由氣化矽一氣化鋁-氧化鎂缕維製 成之蜂m所提供的催化劑實體，其總尺寸和第一部份所用 者相同，但每平方时具有64小室並塗覆以氣化鋁和2 La2〇3 «PdO顆粒混合之洗滌塗層及具有等於二成 份氧化物中所含之1重量d 0。 D. 甲烷之燃燒傜在以下條件下測定。包含約4體積 %甲烷之空氣氣流以5 ◦呎/秒鐘之速度，在3大氣壓力 下依序流過第一和第二催化劑實體。在480*C之入口溫 度下，甲烷之燃燒完全，所放出未燃燒之烴類及氣化氮傜 小於2 p p m。 實例3之結果証明依本發明之催化劑組成物可被用為 與由活性較高催化劑（諸如Pd〇)所組成之上游催化劑 結合使用之下游催化劑。捧吾人所見及的，催化条統之上 游或入口部份俗在低於下游部份之溫度下操作。因此，活 性較大，但在相當低溫度下分解之催化劑（諸如PdO催化 劑）可被用於較冷的上游部份，而由本發明之二成份氣化 物所提供之催化劑（其對高溫之抗性更大）可被用於下游 或較高溫度部份之催化劑中。因為下游部份傺和由上游部 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫务 .裝. 訂. .線. 本纸張又度適用中國园家標準（CNS)甲4規格（2】0 X 297公货）-18 _ 81-9,25,000 A6 B6 五、發明説明（17) * (請先閲讀背面之注意事項#-填寫.七 份露出之較高溫氣體接觸，所以，本發明之抗高溫催化劑 之較低活性仍能催化涉及較高下游溫度下之燃料的燃燒。 實例4 : 為確定含2La2〇3 *Pd ◦催化劑之組成物之效 率，以類似實例3中所用之安排進行比較測試，但所測試 之每一催化劑實體之後2吋（在氣體流經催化劑實體之方 向上）在一情況下傜為如實例2中之包含 — 2La2〇3 ·ΡόΟ /氣化鋁混合物之洗滌塗層所提供 ，而比較情況下係為不含二成份氧化物或任何其他燃燒催 化劑之氣化鋁洗滌塗層。數據示於以下表I I中。 •舞· 在475C之入口溫度下，在整値床之整體溫度升高 為335°C而在含有2La2〇3 «PdO之洗滌塗層情 況下，後2吋之溫度升高為2 0 0Ό。在來自此一催化劑 實體之流出物中未偵測出任何未燃燒烴類U H C ") Ο 經濟部中央標準局MT工消費合作社印制取 對包含氣化鋁洗滌塗層而無2La2〇3 *Pd ◦催 化劑之對照或比較用催化劑實體而言，入口溫度為 4801C而整體溫度升高為2001C,未燃燒烴類係 2. 8%及NOx小於1 ppm。由此比較結果証明2 L a 2〇 3 *Pd ◦部份偽為甲烷燃燒用之有效催化劑。 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公犛> "ly ~ 81.9.25,000 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A6 B6 五、發明説明（18) 表 II hh較樣品 例示催化割様思 氣體入口溫度.（1C ) 480 475 燃料，Volitc Η 4 4 4.1 床溫增加，（°C ) 200 335 床溫增加， 後2时（1C ) N/A 200 流出物中之UHC 2.8% ND 流出物中之NOx < 1 ppm < 1 ppm U H C -未燃燒烴類 Ν ◦ X =氧化氮 N . D .=未偵測到 N/A =不適用 本發明之二成份氧化物催化劑之效率葆由所逹到之遠 高於對照樣品的床溫所証明，其代表例示催化劑之燃燒過 程進行至遠大於對照樣品的程度。亦指示在來自對照樣品 之流出物中的未燃燒烴類俱為2. 8體積％而在來自本發 明例示催化劑樣品之流出物中未見及任何未燃燒烴類，不 管例示催化劑床之溫度變化僅為3 3 5t：之事實。此一空 氣氣髏混合物之4%C 114的適度溫度升高以及實際上消 除流出物中之烴類清楚地証明一部份之甲烷偽為催化劑床 之熱燃燒下游。因此，吾人看到催化性附載之熱燃燒標的 已達成。同時指出的是不管所有偵測數量之烴類已燃燒的 事實，僅在來自例示催化劑樣品之流出物中偵測到小於1 本紙張尺度適用中囿國家標準（CNTS)甲4规格（210 X 297公楚） 81.9.25,000 A6 B6 五、發明説明（19) P P m之氧化氮。 實例5 : 為了說明2La2〇3 «PdO之甲烷燃燒效力，比 較其和空白氣化鋁洗滌塗層蜂巢之性能。製備直徑為1时 而長度為8时之二催化劑實體。每一實體之前6吋均為相 同且包含氣化鋁上之PdO催化劑，其被塗覆在每平方吋 具有64小室之氧化鋁一氧化矽一氣化鎂纖維蜂巢狀載體 上。比較樣品;之後2时係由空白之氧化鋁洗滌塗層所提供 ,而例示催化劑組成物之後二时係由包含約7重量％催化 劑物質2La2〇3 *Pd〇,其餘（93重量％)為氣 化鋁之1. 5 g/吋3洗滌塗層所提供。含有4體積％甲 烷之空氣燃燒混合物的轉化係在3大氣壓力及50f t/ 秒鐘氣體流動之線性速度（在入口溫度及壓力測定）下， 在實驗反應器中測定。包含空白氣化鋁之比較用反應器顯 示在入口氣體溫度為4 7 5¾之反應器四周溫度上升 200¾。含有2La2〇3 «PdO之例示反應器在相 同入口氣體條件下反應器周遭産生3 5 0 1C之溫度上升。 » 例示反應器之溫度上升較比較反應器高150¾係因為由 2La2〇3 ·ΡάΟ催化劑所引起之經改良燃燒。僅占 2 5%床長之例示電氣插腳端和2 5%床係由空白氧化鋁 催化劑所組成之反應器比較之下，引起75%總燃燒效率 的改良。例示催化劑亦以近於100%效率支持甲烷之燃 燒，其流出物僅包含少於5 ppm未燃燒烴類及小於2 (請先閲讀背面之注意事項异填寫k 丨裝· 訂， 經濟部中央櫺準局貝工消費合作社印製 本紙張尺·度適用中國国家標準（CN'S)甲4規格（210 X 297公踅） 一 Z1 一， 81.9.25,000 〇5ί>λ Α6 Β6 經濟部中央標準局WK工消費合作社印製 五、發明説明（20) ppm氧化氮，雖其係在如下Pfefferle之美國專利 3 9 2 8 9 6 1號中所掲示之催化性附載熱燃燒條件下操 作。基於實例4之測試，由例示反應器四周之相當適度溫 度上升以及流出物中之超低量烴類証明已達所需之催化性 附載熱燃燒，亦即，烴類在催化劑下游燃燒。 實例6 : 由溶液乾燥方法製備La2〇3 *Pd〇： 27. 5 5 g (Pd (N〇3) 2·2Η2◦及 22. 5〇gLa (NOa) 3·6Η2 0之水溶液在燒杯 中，缓缓地攪拌混合而得包含1 : 1莫耳比值之 La : Pd的溶液。燒杯保持在介於94至981C間溫度 的油浴中。浴溫提高至11OP並保持在該溫度下直到混 合物溶液蒸發至乾為止。將乾燥後之殘餘物傾入坩鍋中並 置於固定在100¾下的密閉式烘箱中，再升高至500 °C。殘餘混合物保持在500*0烘箱中經17. 5小時。 冷卻之後，在研缽中用杵研磨混合物成為細粉而産生包含 LaaOj .PdO之反應産物。 實例7 : 測試由實例6之方法製成之催化劑： 由實例6之方法製成的二成份氧化物催化劑在實驗反 應器中測試。在一情況中，粉末形狀之催化劑（表I I I 之第1部份）與α—氣化鋁顆粒混合而得包含2重量％實 (請先閲讀背面之注意事項森填寫本ν 丨裝· 訂· 本纸張尺度適用中园因家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公楚） -ΖΔ - 81.9.25.000 A6 B6 五、發明説明（21) 例6之反應産物及98重量％氣化鋁之混合物。在表 I I I之第2部份中，僅使用催化劑粉末。在兩情況下， 將粉末置於石英管反應器中，在此反應器中，催化性物質 混合物偽由燒結石英盤所附載。所使用之入口燃燒混合物 測試氣體像為含1體積％或0.1體積％甲烷之空氣。活 性之測量標準葆為2入口燃燒氣體中之甲烷已氧化的 溫度。在新鮮及老化催化劑樣品上進行測試而為供比較之 用，在僅含氧化鋁之床上以空石英管進行測試。所得結果 列於表III中。 (請先閲讀背面之注意事項#-填r本 絰濟部中央標準局貝工消費合作社印製 衣纸張尺度適用中围國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公楚） 81.9.25,000 A6 B6 五、發明説明（2? 表 T I I 活袢數墟 樣品 在C Η 4之轉化率達 到2 0%時之溫度 (1C ) 1.條件：每分鐘1. 5升之含1%CH4的空氣， 0. 06g催化劑/2. 94g A 1 2 0 3 〇 La2〇3 *PdO(a) 574 La^Oj »Pd0f6) 605 僅有 A 1 2〇 660 空管 721 (請先閲讀背面之注意事項和塡貧本' 裝. 訂‘ 經濟部中央標準局员工消費合作社印*'*衣 附註：（a )=新鮮樣品 (b)=在1ΙΟΟΌ下操作17小時之後 2.條件：lg之La2〇3 ·ΡόΟ産物，每分鐘 ◦ . 3升之含1%(：^14的空氣。 La2〇3 * P d Ο / A \ 2〇 3 420 空管 695 由表111証明新鮮催化劑之活性在催化劑曝於1 1 0 0 i線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐）-24- 81.9.25,000 A6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（23) 它下17小時之後，縱使測試傜於1 500000hr — 之高空間速度下進行亦仍可為人所接受。 一般而言，由表III之數據証明包含二成份氧化物 ,La2〇3 *Pd ◦之反應産物作為空氣中甲烷之稀釋 混合物燃燒用催化劑的效率。 實例8 : A. 為了評估催化劑之分解及再生溫度，根據實例6 之技術製備樣品。 B. 將所得樣品置於分解溫度下，再於較低溫度下處 理以企圖再生催化劑。使用如實例2中所述之熱重量分析 以確認分解及再生溫度。 為了測試再生溫度，在加熱循璟已完成以達到並確認 分解溫度之後，中斷加熱以使加熱樣品在空氣中冷卻及並 於冷卻期間監控因化學（再氧化）和/或相變化之反應熱 所引起之重量及溫度變化。 現在提及唯一的附圖，其俱示出以樣品在熱重量分析 下之重量改變百分比為横軸及以攝氏溫度為縱軸作圖之圖 形。精稱20 — 50mg於實例6中製得之反應物質的樣 品放在懸掛在Thermal Science製造之稱重裝置Model STA1 50 ◦的石英盤。讓空氣以20cm3/m i η之速 度通過樣品而同時在爐内以1 OC/m i η之速率緩缓加 熱樣品以達唯一附圖之圖形横軸上的溫度。由加熱引起之 重量變化傺以未加熱樣品之重量為基準之重量變化百分比 (請先閲讀背面之注意事項再填寫夂 丨裝· 訂. .線. 本纸張尺度適用中园國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公兑） 81.9.25,000 (〇5bi^ A6 B6 經濟部中央標準局WC工消費合作社印製 五、發明説明（24) 作圖於圖形之軸上。這些顯示因La2〇3 ·ΡάΟ化合 物分解而引起之重量變化之以及因而産生之氣氣耗損及因 稀土金屬氣化物La2〇3 · Pd ◦之再氣化而引起的重 量增加，其伴隨氣氣及重量之增加。當逹到所要溫度時， 中斷加熱以使加熱樣品在空氣中冷卻並於冷卻期間，監看 因化學反應（諸如，再氧化以重組La2〇3 *Pd ◦化 合物）而引起的重置變化。 現在說明附圖，實例6中製得之反應産物的初始加熱 像由標記為a循環1 〃之曲線表示。加熱期間僳以附圖中 之向右箭頭表示。雖係由係7〇〇υ加熱至超過900¾ ，但殘存樣品之重置基本上未改變，而在9 3 21C下開始 發生之迅速重量損失代表La2〇3 «PdO化合物以及 可能其他反應混合物中所包含之二成份氧化物之分解。在 進一步加熱而達1 0 8 01C溫度時，停止加熱並於空氣中 冷卻樣品而直到7 9 〇1〇溫度方産生進一步重量損失，其 中，在7901C至70010間之冷卻下産生顯著的重量增 加。在相同樣品之第二加熱循環（在附圖中以”循環2 〃 表示）中見及在進行相同樣品之第二熱重量測試分析下， 顯著重量損失見於8 2 0¾且於9 2 01C下安定。當進一 步加熱至1 0601C時，重量保持相當穩定。在使之冷卻 下，直到溫度逹於7 9 0¾前其重量保持相當穩定，其中 可看到因氧化耙再氧化形成催化活性La2〇3 *Pd〇 而引起的顯著重量增加；在7 5 Ot：下重量增加達穩定。 吾人將指出在循環2中，回收程度遠大於循環1。亦即， (請先閲讀背面之注意事項奔塡窝表. .裝· 訂. 線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNTS)甲4規格（210 X 297公楚） 81.9.25,000 „ Ο 5 X ^ Α6 Β6 五、發明説明（25) 初始存在之更高比例催化活性物質係由冷卻至低於8 Ο Ο 1C而回收。此物質之連續循環數據示於表I V中。

表I V 循環 隆解〃 再生 Wd %Wd Td. Ll %Wr Tr. 1 .70 2.28 955 .16 .52 780 2 .20 .65 790 .17 .55 769 3 .24 .78 870 .18 .58 790 4 .22 .71 790 .17 .56 790 5 .21 .68 790 .16 .52 790 2 ;最大加熱圖形溫度 =11 0 0 C 〇

Wd=加熱循環期間樣品之重量損失，mg。 %Wd=樣品之重量損失，以樣品原始重量之重量百分比 表不。

Td =發生分解之溫度，1C。 W Γ =冷卻下之重量增加。 %Wr=樣品之重量增加，以分解樣品之重量百分比表示 〇

Tr=發生重量增加之溫度，1C。 表I V証明在小於1 1 0 ◦ °c之溫度下，雖然某些 La2〇3 ·Ρά〇在初始循環，因燒結和/或相變化而 耗損，但某些催化活性物質在合理的高溫下再生。在達到 第3循環之時達到穩定狀態而二成份氣化物之分解及再生 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本 i裝. 訂· -線· 經濟部中央標準局貝工消費合作社印制农 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公贷） 81.9,25,000 A6 B6 絰濟部中央標準局貝工消費合作社印5农 五、發明説明（26) 間的滯後現象實際上已消除。滞後現象之不存在（亦卽， 化合物在開始發生分解之相同溫度不再生之事實）實際上 消除滯後現象或''死帶（dead zone) 〃，在此時物質無 催化活性。例如，在美國專利4893465號中掲示之 氣化耙催化劑將在大氣壓力，8 1 01C溫度下分解，在冷 卻至650P前不再生而造成160它滞後現象溫度範圍 (介於65〇它和8 10*0之間），在此範圍内物質實際 上無催化活性。消除此一滯後現象或”死帶"而得之老化 La2〇3 ·ΡεΙΟ二成份氣化物在意外過溫操作之情況 下極迅速恢復活性。 通常，吾人需指示在實施本發明時，既非二成份化合 物，亦非其任何成份係以耙和/或稀土金屬塩之溶液浸漬 至載附物質（諸如經活氧化鋁等）上。（雖然通常存在其 他相，但經活化氣化鋁大部份偽由7 -氧化鋁所組成）。 使用稀土金屬氣化物（諸如，稀土金屬硝酸塩，例如，硝 酸把）之水溶液浸漬高表面積物質（諸如經活化氣化鋁之 顆粒）在催化技藝中係屬已知的。使用塩類溶液浸漬氧化 鋁顆粒後，随之在空氣中烺燒以分解稀土金屬硝酸塩成為 氣化物而使稀土金屬氣化物分散在全部氣化鋁晶格之間。 如所習知的，此一浸漬使高表面積氣化鋁對熱降解安定， 其中，曝於高溫下引起相變化，諸如7變成α氧化鋁，而 造成經活化氧化鋁之高表面積結構之崩解。相反地，在本 發明之實施中，二成份氧化物傺和耐熔性結合劑（其可為 氧化鋁）以可稱之為''膨化"（bulk)之形態混合。亦即 {請先M讀背面之注意事項¾ 裝· 訂· .埭. 本纸張又度適用中囿國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公贷） 81.9.25.000 ,〇5i>X〇 A6 B6 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 五、發明説明（27) ，二成份氣化物（以及氣化鋁）傜為實際上不可溶於水溶 液中之固態氣化物顆粒。因此，二成份氣化物之固體顆粒 僳和結合劑之固態顆粒結合且即非二成份氣化物，亦非其 任何部份被以二成份氣化物之溶解前驅體形態被浸漬至氣 化鋁内。事實上，有某些事實証明至少某些本發明之二成 份氣化物若其或其部份俗以溶解前驅體的形式擴散至氣化 鋁顆粒内，則不可能存在或製成。 通常，本發明之化合物可被用以催化氣氣（例如，空 氣）及氣態碩類燃料，包括諸如天然氣（包含甲烷）之燃 燒混合物的燃燒且實際上不形成ΝΟχβ前述氣態碩類燃 料之燃燒可由先前技藝中所習知之方法（如1975年12月30 日發証給William C. Pfefferle之美國專利 392896 1號中所掲示者）進行。Pfeffer le專利案 之圔4及第10檷，29—49行上之說明内容掲示一種 將燃料一空氣燃燒混合物引入催化劑區域34之条統，前 述催化劑區域可作成僅提供最小部份燃料燃燒，而大部份 燃料傜由位於催化劑34之下游處且體積大於催化劑34 的燃燒區域3 7中之熱燃燒所燃燒。在此一方式中，燃燒 傜先於催化劑中開始發生，但大部份之燃燒則以催化劑下 游之區域中的熱燃燒發生。 如前述Pfefferle專利中所說明地，引擎及能量工廠 (諸如氣體渦輪）所用傳統之熱燃燒条統（亦即，非催化 性之糸統）傜於高至足以形成包括N ◦在内之氣化氮類（ a NOx ")的高溫下操作。此僳因為諸如天然氣和甲烷 請 先 « 讀 背 意 事 項 再· 填 寫· 裝 訂 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNTS)甲4規格（210 X 297公楚） 81.9.25,000

Oubi· A6 B6 五、發明説明（30) 之各部份的功能而言亦有利。 雖然本發明已就理想說明體条示出及說明，但吾人了 解它的許多變化仍在本發明之範圍内。 (請先閲讀背面之注音？事項#·填貧ί .裝. 訂. 丨線. 經濟部中央標準局ΜΚ工消費合作社印製 81.9.25,000 :纸張尺度適用中囿國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公贷） ‘“〇5砂 A6 _B6_ 五、發明説明（28) 之發火燃燒的可燃性混合物傜於3300T (18 16¾ )或更高溫度下燃燒而造成實際數量之來自大氣氮原子的 NO X的形成。催化性燃燒具有在可避免或大大減少 N〇x形成之較低溫度下發生的優點。但是，因為燃料和 氧氣之質量轉移至催化劑表面上的限制，所以必需提供催 化劑之妨礙性大表面積（prohibitively lage surface area)或者質量轉移速率必需提高至保持催化劑四周之過 高壓力降的程度。？卜〖£^16專利案根據下述發現：若催化 劑之操作溫度在質量轉移經限制之操作區内實質地提高， 則反應速率開始以指數關偽增加的事實，而藉由使用催化 性附載之熱燃燒克服這些難題。Pfefferle之理論為該現 象可由催化劑表面及近於催化劑表面之氣體層僳在高於熱 燃燒以大於催化速率之速率發生的溫度下，而催化劑表面 之溫度高於燃料一空氣混合物之瞬時自動點火之溫度下的 事實說明。結果，進入此一高溫層之燃料分子無需轉移至 催化劑表面即自動燃燒。當燃燒過程進行時，此一高溫氣 體層變成更深，直到燃燒混合物之全部氣體流最後被提高 至熱燃燒反應發生之溫度。因此，熱燃燒在整値氣體流内 發生，而不僅是在催化劑層周遭發生。如Pfefferie定義 之''瞬時自動點火溫度"意指進入催化劑之燃料一空氣混 合物之點火延遲（Unition las)相對於進行燃燒之混合 物在燃燒帶中的駐留時間可忽略的溫度。 根據fefferle所掲示基本糸統，一些專利文獻掲示許 多進一步地發展及改良，其包括William C.Pfefferle美 •纸張尺度適用中S國家愫準（CNS)甲4規格（210 X 297公兑) _別_ 81.9.25,000 (請先閲讀背面之注意事赞再砹一 丨裝·

訂T 線. 經濟部中央標準局WK工消費合作社印製 ,05砂 A6 B6 五、發明説明（29) 國專利3940923, 3846979, 3975900及4094142號。這些專利與美國專 利3 9 2 8 9 6 1號之掲示内容在此併為本文之參考資料 。在此一方法中，形成燃料及空氣之密切混合物且在燃燒 帶中和包含本發明新穎化合物之催化劑組成物相接觸。因 而，至少一部份之燃料的燃燒在實際上絶熱之條件下，以 過量於質量轉移限制之速率逹成而形成高熱能量之流出物 。燃燒帶可維持在925—165〇υ之間溫度下而燃燒 通常係在1_2 ◦大氣壓力下進行。使用本發明之 Μ 2 ◦ 3 ♦ P d Ο催化劑於正常操作期間，曝於不超過約 9 5 01C下之帶中的催化劑組態將阻止正常操作期間催化 劑之顯著去活化。提高溫度至，例如，超過950t：(在 此溫度下，M2〇3*PdO二成份氧化物化合物分解）之 操作困擾可由冷卻催化劑至低於950Ό (例如，700 —9501C範圍内，如750_790°C)以再氣化化合 物及再生催化劑。另一方面，催化劑反應器可經設計以包 含2Μ2〇3· PdO二成份氣化物化合物於正常操作期間 内，曝於不超過所用M2〇3· Pd ◦化合物之分解溫度（ 例如，1 2001C)於一區域。如實例3中所示地， 2Nd2〇3· Pd ◦之分解起點為1 2301C而 2La2〇3· PdO之分解起始點則為1 30010。 本發明之燃燒催化劑可用於諸如美國專利 4089654號中所掲示之分段催化劑床中。將催化劑 組態分成幾段不僅就操作標準而言有利，而且，就監控床 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再， 塡 寫， 本^ 裝 訂 絰濟部中央標準局MC工消費合作社印製 衣紙張尺茂適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公贷） 81.9.25,000

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 附件一（A): 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第81102573號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國82年3月修正 D·—種催化劑，其包含其上分散有催化性物質之耐 熔性載體，前述催化性物質包含耐熔性無機結合劑以及催 化劑有效數量之耙和稀土金屬的二成份氧化物之混合體， 其中稀土金屬選自一或更多種的Ce， La, Nd, P r 及 S m 〇 2. 如申請專利範圍第1項之催化劑，其中二成份氧 化物像包含在加熱氧化耙及稀土金屬氧化物之反應混合@ 至高溫一段時間，使足以譲至少一部份把及稀土金屬氧化 物反應以形成前述二成份氧化物所得之反應産物中。 3. 如申請專利範圍第1項之催化劑，其中二成份氧 化物之通式為2Μ2〇3· PdO，式中，Μ示稀土金屬且 係選自La,Nd及Sm。 4. 如申請專利範圍第1項之催化劑，其中二成份氧 化物之通式為M2〇3 «PdO,式中，Μ示稀土金屬且 傜選自La, Nd及Sm。 5. 如申請專利範圍第3或4項之催化劑，其中二成 份氧化物傜包含在由加熱氧化耙及稀土金屬氣化物之反應 混合物至高溫一段時間使足以讓至少一部份之耙和稀土金 屬氧化物反應而形成前述二成份氧化物所得之反應産物中 ,氧化耙（PdO)及稀土金屬氧化物（M2〇3)傜以和 (請先閲讀背面之注意ί項再堉寫本頁) -裝· •11. ’線· 本纸張尺度適用中a國家缥準（CNS〉甲4规格（210 X 297公货） 一 1 一 A7 B7 C7 _______D7_ 六、申請專利範園 二成份氧化物中之相同莫耳濃度比例存在於反應混合物中 〇 6. 如申請專利範圍第1項之催化劑，其中二成份氣 化物偽包含La2〇3· PdO。 7. 如申請專利範圍第6項之催化劑，其中二成份氣 化物係包括於由加熱氧化耙及氧化鑭至高溫一段時間使足 以譲至少一部份耙及稀土金羼氣化物反應以生成前述二成 份氣化物所得之反應産物中，氣化耙及氧化鑭僳以1莫耳 乙&2〇3對1莫耳PdO之比例存在於反應混合物中，而 反應産物包含L a 2〇^· P d 0作為二成份氧化物。 8. 如申請專利範圍第1項之催化劑，其中該結合劑 僳選自一或多種氧化矽，氧化鋁，氧化鈦及氧化結。 9. 如申請專利範圍第8項之催化劑，其中該結合劑 僳為氧化鋁。 10. 如申請專利範圍第2項之催化劑，其中二成份 氧化物包含1至2 0重量％前述催化性物質。 1 1 .如申請專利範圍第2項之催化劑，其中載體包 含許多延伸於其間之平行氣體流動通道，該通道傜由有催 化性物質以洗滌塗層（washcoat)形態散布其上之壁所界 定。 1 2 . —種氣態碩類燃料之催化性附載燃燒方法，其 包含（a)形成包含燃料及氧氣之氣態燃燒混合物，以及 (b)令該燃燒混合物在催化劑區域中和催化劑接觸，前 述催化劑包含耐熔性載髏，其上則散布催化性物質，此催 MMILMt適用中ea家標準（CNS)甲4规格(210 X 297公發） 一 Z - (待先閲讀背面之注意事嘈再埸寫本頁) 丨裝· 訂. 線. 烴濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央揉準局贝工消费合作社印* A7 B7 C7 D7 六、申請專利範園 化性物質包含（i)耐熔性無機結合劑以及（i i)催化 劑有效數量把和稀土金屬之二成份氧化物的混合物，前述 接觸僳在適供燃燒混合物之催化性燃燒條件下進行，因而 使得前述燃燒混合物中之至少一部份燃料産生持續性燃燒 而實際上不形成氮之氣化物； 其中稀土金屬僳選自一或更多的Ce, La, Nd, P r及Sm ;其中催化劑區域之溫度維持在9 2 5至 1 650*C之溫度及壓力維持在1至20大氣壓力，較好 是1 000至1 5〇〇t：之溫度及1至1 5大氣壓力。 13. 如申請專利範圍第12項之方法，其包括在實 際上絶熱之條件下，以大於氣態燃料及氧氣質量轉移至催 化劑之速率進行催化性燃燒，以使前述燃燒混合物中之至 少一部份燃料的催化性附載熱燃燒得以達成。 14. 如申請專利範圍第12項之方法，其中二成份 氧化物僳包含通式為Μ2〇3 ·ΡάΟ之氧化物，式中， Μ示稀土金屬且條選自La、Nd及Sm。 15. 如申請專利範圍第12項之方法，其中二成份 氧化物俗包含La2〇3· PdO。 16. 如申請專利範圍第12項之方法，其中二成份 氧化物偽包含通式為2Μ2〇3 ·Ρ〇ΙΟ之氣化物，式中 ,Μ示稀土金屬且傜選自La,Nd及Sm。 17. 如申請專利範圍第12項之方法，其中燃料包 含甲烷且氧氣像由空氣供給。 18♦如申請專利範圍第17項之方法，其中燃燒混 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公;S·) ^ -------裝------訂—1.^ {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 C7 D7 六、申請專利範圍 合物包含9 5至9 9體積％空氣。 19. 如申請專利範圍第12項之方法，其中二成份 氧化物之通式為M2〇3 ♦ Pd 0，其包括在因加熱催化 劑至高於其分解溫度之溫度而使其去活化之後，藉由在含 氧氣體存在及7 9 0 t：或更低之溫度下加熱該催化劑以再 生該催化劑。 20. 如申請專利範圍第19項之方法，其中再生溫 度僳為700Ϊ：至790°C。 2 1 . —種再生催化劑之方法，前述催化劑包含其上 散布催化性物質之耐熔性載體，而前述催化性物質包含以 下二成份之混合物：（i)耐熔性無機結合劑以及（ii )催化有效數量之通式]VU〇3 «PdO所示二成份氧化 物（式中，Μ像選自一或更多的La, Nd及Sm)且該 物質具有因加熱至高於其去活化溫度所引起之持缠去活化 作用，此方法包括在含氧氣體之存在下，在7 0 〇 ΐ：至 7 9 Ot之再生溫度下加熱該催化劑。 22.如申請專利範圍第21項之方法，其中二成份 氣化物包含La2〇3· PdO。 • 23.如申請專利範圍第2 1或22項之方法，其中 含氧氣體傜為空氣。| (請先閲讀背面之注意事項再蜗寫本頁) 裝- 訂, 烴濟部中央標準居Λ工消费合作社印轚 本纸張尺度逋用中8國家標準（CNS>甲4規格(210 X 297公發） 二斗一