(57) 1. Способ каталитического окисления алканов C₁-C₅, содержащихся в газообразном сырьевом потоке, представляющем собой поток выхлопных газов, с использованием катализатора окисления, содержащего фотоактивный материал, при этом указанный способ включает следующие стадии:
a) активацию фотоактивного материала путем облучения катализатора УФ-излучением; и
b) контактирование активированного катализатора с газообразным сырьевым потоком, содержащим некоторое количество алкана C₁-C₅, при температуре от 150 до 600°C.
2. Способ по п.1, в котором фотоактивный материал активируют на стадии a) в отсутствие газообразного сырьевого потока, содержащего некоторое количество алкана C₁-C₅, например, в котором активацию выполняют в присутствии воздуха или в условиях, по меньшей мере, частичного вакуума.
3. Способ по п.1, в котором фотоактивный материал активируют на стадии a) в присутствии газообразного сырьевого потока, содержащего некоторое количество алкана C₁-C₅, и предпочтительно при температуре от 150 до 600°C.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором фотоактивный материал облучают с перерывами или непрерывно УФ-излучением во время контакта с газообразным сырьевым потоком, содержащим некоторое количество алкана C₁-C₅, на стадии b).
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором газообразный сырьевой поток содержит от 0,01 до 20% по объему алкана C₁-C₅, предпочтительно от 0,1 до 10,0% по объему, более предпочтительно от 0,5 до 5,0% по объему алкана C₁-C₅.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором алкан C₁-C₅ выбирают из алканов C₁-C₃ и их комбинаций, более предпочтительно алкан C₁-C₅ выбирают из метана, пропана или их комбинации, еще более предпочтительно алкан C₁-C₅ представляет собой метан.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором сырьевой поток содержит от 4,0 до 20,0% по объему водяного пара, предпочтительно от 5,0 до 15,0% по объему водяного пара, более предпочтительно от 5,0 до 10,0% по объему водяного пара.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадию контактирования b) проводят при температуре по меньшей мере 175°C, предпочтительно по меньшей мере 200°C, более предпочтительно по меньшей мере 225°C, еще более предпочтительно по меньшей мере 250°C.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором облучение на стадии a) проводят с помощью УФ-излучения, имеющего длину волны от 280 до 450 нм, предпочтительно УФ-излучения, имеющего длину волны от 375 до 395 нм.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором фотоактивный материал представляет собой фотоактивный материал, выбранный из TiO₂, WO₃ и CoO, и их комбинаций, предпочтительно в котором фотоактивный материал представляет собой TiO₂.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором катализатор окисления содержит один или несколько металлов, выбранных из рутения, палладия, платины, золота, серебра, родия, иридия, рения, марганца, хрома, никеля, железа, молибдена, вольфрама, циркония, галлия, тория, лантана, церия и их смесей.
12. Способ по п.11, в котором катализатор окисления содержит по меньшей мере два различных металла, предпочтительно выбранных из палладия, платины, золота, серебра, родия, иридия и рения, более предпочтительно в котором по меньшей мере два различных легирующих металла включают палладий и платину.
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором катализатор окисления нанесен на материал носителя, при этом материал носителя находится в форме порошка, гранулята, пеллет, экструдата или их комбинаций.
14. Способ по п.13, в котором катализатор наносят на материал носителя и нанесенный катализатор содержит от 10 до 40% фотоактивного материала по массе нанесенного фотокатализатора, предпочтительно от 15 до 35%, более предпочтительно от 20 до 30% фотоактивного материала по массе нанесенного катализатора.
15. Способ по п.13 или 14, в котором материал носителя выбирают из диоксида кремния, оксида алюминия, алюмосиликата, такого как цеолит, оксида кремния-оксида алюминия, оксида церия, диоксида титана, оксида галлия, диоксида циркония, оксида магния, оксида цинка, активированного угля, карбида кремния, карбида титана, фторполимерных смол и их смесей, предпочтительно в котором материал носителя представляет собой оксид алюминия или цеолит, такой как ZSM-5.
16. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором поток выхлопных газов получен из: i) двигателя, такого как двигатель, работающий на топливе на основе метана, таком как природный газ и/или пропан; или ii) генератора электроэнергии или комбинированного генератора тепла и электроэнергии (CHP).
17. Способ по п.16, в котором двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания для автомобильного транспортного средства, локомотивного транспортного средства или морского судна и стадии a) и b) способа проводят рядом или внутри выхлопной системы автомобильного транспортного средства, локомотивного транспортного средства или морского судна.
18. Способ по любому из пп.1-15, в котором газообразный сырьевой поток представляет собой поток выхлопных газов, образующихся в процессе сгорания углеводородов с использованием топлива на основе метана.
19. Устройство для каталитического окисления алканов C₁-C₅, присутствующих в выхлопном газе, при этом указанное устройство содержит:
a) катализатор окисления, выполненный с возможностью каталитического окисления алкана C₁-C₅, присутствующего в выхлопном газе, при температурах до 600°C, при этом катализатор содержит фотоактивный материал, причем устройство выполнено с возможностью контактирования выхлопного газа с катализатором окисления при температуре от 150 до 600°C;
b) средство, генерирующее УФ-излучение, выполненное с возможностью облучения фотоактивного материала; и
c) корпус, внутри которого расположен катализатор окисления, и внутри которого может передаваться УФ-излучение от средства, генерирующего УФ-излучение, при этом корпус выполнен с возможностью приема выхлопного газа, содержащего алкан C₁-C₅, причем корпус выполнен с возможностью присоединения по текучей среде к средству транспортировки выхлопного газа из системы выпуска выхлопного газа.
20. Устройство по п.19, причем средство транспортировки выхлопного газа выполнено с возможностью присоединения к выхлопной системе двигателя, в котором двигатель приводит в действие автомобильное транспортное средство, локомотивное транспортное средство или морское судно, и устройство выполнено с возможностью интеграции рядом или внутри выхлопной системы автомобильного транспортного средства, локомотивного транспортного средства или морского судна.
21. Устройство по п.19 или 20, в котором корпус содержит отражающую УФ-излучение внутреннюю поверхность, такую как металлическая фольга или керамика.
22. Устройство по любому из пп.19-21, в котором катализатор окисления является таким, как определено по любому из пп.10-15.
23. Устройство по п.22, в котором катализатор окисления нанесен на монолитную структуру, расположенную внутри корпуса.
24. Устройство по любому из пп.19-23, в котором средство, генерирующее УФ-излучение, выполнено с возможностью обеспечения прерывистого и/или непрерывного УФ-излучения, имеющего длину волны от 280 до 450 нм, предпочтительно имеющего длину волны от 375 до 395 нм.
25. Выхлопная система двигателя внутреннего сгорания для приведения в действие автомобильного транспортного средства, локомотивного транспортного средства или морского судна, содержащая устройство, как определено по любому из пп.19-24.

---