Studio dell'effetto del metallo nobile sui sistemi catalitici Lean NOx Trap

Nel presente lavoro di tesi, si è studiato l’effetto del metallo nobile sui catalizzatori “Lean NOx Trap”; in particolare, si è approfondito il comportamento dei sistemi catalitici Pt-Ba/Al2O3, Rh-Ba/Al2O3 e Pt-Rh-Ba/Al2O3. La fase di accumulo è stata studiata mediante adsorbimenti isotermi (prove ICSC nel range 150-350°C) di una miscela NO+O2, mentre quella di riduzione sfruttando H2 e NH3 sia a temperatura costante che in programmata di temperatura (prove TPSR). Inoltre, è stata indagata la reattività delle specie adsorbite sulla superficie catalitica (prove TPD) sia sotto forma di nitrati che di nitriti e la reattività in fase gas degli ossidi di azoto con una specie riducente (prove TPR con H2 e NH3). Allo scopo di chiarire il meccanismo di riduzione degli ossidi di azoto adsorbiti sul catalizzatore, si sono condotte prove di scambio isotopico (prove TPIE) in presenza di NO in fase gas. Infine, si è analizzato l’effetto combinato di H2O e CO2 sulle performance dei vari sistemi catalitici durante prove Lean-Rich Cycling. Dalle prove effettuate, è stato confermato quanto già noto sul sistema catalitico Pt-Ba, e si è potuto affermare che le considerazioni fatte su tale sistema catalitico siano valide anche per gli altri due catalizzatori analizzati, anche se con alcune peculiari differenze. E’ stato infatti dimostrato che il catalizzatore bimetallico si comporta in maniera intermedia rispetto agli altri due, anche se con una somiglianza maggiore al Pt durante le riduzioni a bassa temperatura ed un comportamento più simile al Rh ad alta temperatura (>290°C). Tuttavia, la capacità di accumulo di NOx del sistema catalitico Rh-Ba si è rilevata essere nettamente inferiore agli altri due ed attivo solamente a temperature particolarmente elevate (circa 250°C), così come la capacità di rigenerare completamente la propria superficie catalitica (persino a 350°C la rigenerazione non è completa). In definitiva, può essere ipotizzato che il catalizzatore Pt-Rh sia il più adatto ai sistemi LNT grazie alla sua elevata capacità di accumulo derivante dal Pt e all’assenza di NH3 all’uscita del sistema, la quale è decomposta dal Rh a temperature sufficientemente elevate.