Studio di sistemi LNT a base di Ru-K e Pt-K per la rimozione simultanea di NOx e particolato

Nowadays DPNR technology is gaining more relevance among the systems for simultaneous abatement of NOx and particulate matter from diesel engines. This technology uses Pt based catalysts with alkali and/or alkaline-earth metals, for simultaneous storage of NOx and oxidation of soot particles during lean phase, while reducing the adsorbed species to N2 during the rich phase. Previous researches aimed to find less expensive materials in order to substitute platinum, and for this purpose Ru-K based catalysts have been studied. These catalysts demonstrated good performance in NOx adsorption and soot oxidation and, on the other hand, a low selectivity to N2 in the rich phase. This thesis evaluated the effects of mechanical mixing of Ru-K/Al2O3 and catalysts based on platinum and potassium, so as to increase N2 selectivity and explain the role of the different elements in the reduction phase. It was also conducted a study on non-catalytic oxidation of soot for future kinetical analysis of the reaction.

Tra i sistemi per l’abbattimento simultaneo di NOx e particolato da motori a combustione magra di autoveicoli leggeri, stanno acquisendo sempre maggiore importanza i sistemi DPNR. Questa tecnologia utilizza sistemi catalitici a base di platino ed elementi alcalini e/o alcalino-terrosi, in grado di adsorbire NOx durante la fase di lavoro magra e, simultaneamente, ossidare il particolato, mentre nella successiva fase ricca le specie adsorbite vengono ridotte ad azoto. Studi precedenti si sono tuttavia rivolti alla ricerca di materiali meno costosi che possano sostituire il platino; in questo ambito si collocano i sistemi a base di rutenio e potassio, che hanno dimostrato di possedere buone capacità in termini di accumulo e abbattimento del particolato, sebbene con ridotta selettività ad azoto in fase ricca. Il presente lavoro di tesi si è quindi rivolto allo studio dei sistemi a base di rutenio con il fine di rendere più selettiva la fase di riduzione. A questo scopo sono state studiate miscele meccaniche di opportuna composizione (Ru-K + Pt-K,…) in modo da poter chiarire il ruolo degli elementi costituenti in fase di riduzione. Infine, sono state effettuate prove di ossidazione non catalitica di soot, raccogliendo dati utili per studi cinetici futuri.