Katalysator zur Verbesserung der Wirksamkeit der NOx-Reduktion in Kraftfahrzeugen

Die Erfindungbetrifft einen Katalysator zur Verbesserung der Wirksamkeit der NOx-Reduktion in Kraftfahrzeugen.

DieGesetzgebungsieht zukünftigeinedrastischeAbsenkung der Schadstoffgrenzwerte, bereits inder Richtlinie EU IV, vor.

Zur Verringerung des NOx-Gehaltes im Abgas einer mit Luftüberschuss betriebenen Brennkraftmaschine ist das sogenannte Selective-Catalytic-Reduction Verfahren (SCR-Verfahren) bekannt. Bei diesem Verfahren wird an einer Stelle stromaufwärts eines Katalysators dem Abgas ein selektiv wirkendes Reduktionsmittel, zumeist durch Eindüsenen, zugeführt, durch das in einer chemischen Reaktiondas imAbgas enthalteneNOxindemSCR-Katalysator zu ökoneutralen Komponenten (N2, O2, H2O) umgesetzt werden kann. DasbekannteVerfahrenwirdbereits heutebei Diesel¬ motoren im Bereich heavy-duty (trucks) angewandt, wobei häufig wässrige Harnstofflösungen (32,5 Ma.-%ig; bekannt unter der Bezeichnung ,AdBlue') oder fester Harnstoff in pelletierter und pulverisierter Form Verwendung finden. Besonders aktive Wirkung zeigen solche Reduktionsmittel, aus denen sich intermediär Ammoniak freisetzen lässt, beispielsweise Harnstoff, eine Harnstoff-Wasser-Lösung, festes Ammoniumcarbamat oder gasförmiges Ammoniak selbst. Die genannten Reduktionsmittel können selbst bei nicht-stöchiometrischer Dosierung Stickoxide über (Vanadiumoxid-haltige) Katalysatoren zu mehr als 95% reduzieren. Mit Ammoniak (NH3) als Reduktionsmittel wird dieses Verfahren in Kraftwerken zur Stickoxidreduktion seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt.

Für denmobilen Einsatz sind feste oder flüssige Betriebs¬ stoffe besser geeignet, die im Unterschied zum toxischen Ammoniak unschädlich und ökoneutral sind, aber die Erzeu¬ gung des für die katalytische Reaktion erforderlichen Ammoniaks an Bord eines Kraftfahrzeuges erlauben. Ein Beispiel füreinederartigeSubstanz istHarnstoff, ausdem Ammoniak durch thermische Zerlegung oder aber bevorzugt durch hydrolytische Prozesse gewonnen werden kann. Es besteht das Problem, dass unabhängig von Katalysator und Reduktionsmittel die Abgastemperaturen beispielsweise in der Kaltstartphase des Motors oder bei der Stadtfahrt mit häufigen Leerlaufphasen zur selektiven katalytischen Reduktion möglicherweise nicht ausreichen. Insbesondere die zielgenaue Zugabe (Dosierung) des Reduktionsmittels stellt dann ein kompliziertes regelungstechnisches Problem dar, das nicht immer zufriedenstellend gelöst werden kann. Es besteht die Gefahr eines Ammo¬ niak-Schlupfes (Durchbruch von freiem NH3 durch den Kata¬ lysator), welcher aufgrund der Giftigkeit von Ammoniak unbedingt zu vermeiden ist.

Aus diesem Grund erscheint die direkte und ohne Aufberei¬ tung erfolgende Verwendung von Kraftstoff als Reduktions¬ mittel vielversprechend. Bei Dieselmotoren kann man beispielsweise in den Ausschiebetakt des Motors mittels einer herkömmlichen Einspritzanlage zusätzlichen Dieselkraftstoff direkt einspritzen oder aber vor dem vorhandenen SCR-Katalysator ein zusätzliches Ein¬ spritzventilvorsehen, durchdas Dieselkraftstoffoderein anderer geeigneter Kohlenwasserstoff eingespritzt wird. Im Falle Otto-motorischer Brennkraftmaschinen enthält zumeistdasAbgas selbsteine fürdieNOx-Reduktionausrei¬ chende HC-Menge.

Dieaus demStandderTechnikbekanntenKatalysatoren (z.B. 3-Wege-Technik für Benzin- u./o. CNG-getriebene Aggre¬ gate) verwenden poröse Keramik- oder Edelmetallsubstrate mitbesonders großenOberflächenvolumina, aufdeneninner¬ halb einer washcoat-Beschichtung katalytisch aktive Edel¬ metalle, wie Platin oder Rhodium aufgebracht sind. Diese Katalysatoren sindjedoch inder Herstellung aufwändigund daher zudem häufig sehr kostspielig. Es hat sich außerdem erwiesen, dass mit der^Zeit eine Kontamination der Umwelt aus aus dem Katalysator herausgelöstem Schwermetall er¬ folgt. Die heutigen verwendeten Kraftfahrzeug- katalysatoren sind obendrein häufig äußerst empfindlich gegenSchwefelund/oderSulfate, die für diese Katalysato¬ ren Katalysatorgifte darstellen, wodurch der Katalysator zumindest teilweise deaktiviert wird.

Ein weiteres Problem der aus dem Stand der Technikbekann¬ tenKatalysatortechnikist, dass füreine optimaleWirkung des Katalysators einbestimmter Schwellenwert anNOx indem Abgasüberschrittenwerdenmuss, dieserabernichtinallen Betriebszuständen des Motors gegeben ist. Betrachtet man die Kombination all dieser Einflüsse, so findet u.U. nur eine unzureichende NOx-Reduktion statt. Zur Überwindung der vorgenannten Probleme sind in letzter Zeit Katalysatorenvorgeschlagenworden, die auf der Basis vonZeolithenaufgebaut sind. DerartigeKatalysatoren sind z.B. in C.Y.Chung et al, Catalysis Today, 1999, S. 521-529 beschrieben und beinhalten mit Kupfer versehene synthe¬ tischeodernatürlichvorkommende Zeolithe, die inderLage sind, die Reduktionvon Stickstoffmonoxid, NO, mitKohlen¬ wasserstoffen (HC) wie C3H6 zu katalysieren. Jedoch hat sich herausgestellt, dass im realen Kraftfahrzeugbetrieb bei Langzeituntersuchungen, diese Katalysatoren nicht stabil sind und Alterungsprozessen unterliegen, die ihre katalytische Aktivität stark vermindern und somit für einen Einsatz in einem Kraftfahrzeug wenig aussichtsreich erscheinen lassen.

Es istAufgabe dervorliegendenErfindung eineneinfachen, schnell und somit kostengünstig, möglichst unter Ver¬ meidung des Einsatzes von PGM's (Platinum Group Metals, Platingruppenmetallen) oder im Hochtemperaturbereich flüchtigerMetalle (wieKaliumoderVanadium), herstellba¬ ren, in einemKraftfahrzeug einsetzbaren Katalysator, bei dem eine zuverlässige, hochwirksame und schnelle NOx-Reduktion in Kraftfahrzeugen erreicht wird.

Die Aufgabe wird durch einen Katalysatormit denMerkmalen desAnspruches 1 gelöst. Inden abhängigenAnsprüchen 2 bis 17 sind bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Katalysators angegeben. Ein erfindungsgemäßer Katalysator ist dadurch charakteri¬ siert, dass er modifizierte Tonminerale, ausgewählt aus der Gruppe enthaltend mit Aluminium, Silizium oder Titanium(-oxiden) gepillarte Bentonite, Smectite, Hektorite sowie Mischungen davon enthält. „Enthält" im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet insbesondere, dass der Katalysator zu >30% (Gew%), bevorzugt zu >60% (Gew%) sowie am meisten bevorzugt zu >80% (Gew%) aus den genannten modifizierten Tonmineralien besteht. Für den Fall, dass der Katalysator Zeolithe und Tonminerale enthält, können diese unter anderem in der selben Phase, als Mischkristallisat oder auch als mechan. Abmischung enthalten sein.

FürdenFall, dassderKatalysator ZeolitheundTonminerale enthält, istderAnteil anZeolithenbevorzugt>10% (Gew%), nochbevorzugt>20% (Gew%), nochbevorzugt>30% (Gew%), so¬ wie am meisten bevorzugt >40% (Gew%), sowie der Anteil an Tonmineralen bevorzugt >10% (Gew%), noch bevorzugt >20% (Gew%) nochbevorzugt >30% (Gew%), sowie ammeisten bevor¬ zugt >40% (Gew%) .

Als eigentliches Reduktionsmittel werden hierzu die im KraftfahrzeugverfügbarenKohlenwasserstoffe (direkt oder zuerst „reformiert") und/oder CO und/oder H2 eingesetzt.

Bentonite als Tonmineral-Katalysatoren für NOx sind zum Einsatz in Kraftwerken grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, z.B. im US Patent 6 521 559. Jedoch unterscheiden sich zum einen die Bedingungen in einem Kraftwerk grundsätzlichvon denen in einemKraftfahrzeug; zum anderen dient als Reduktionsmittel ausschließlich NH3 und nicht Kohlenwasserstoffe. Weiterhin ist die Her¬ stellung des genannten Katalysators auf dem synthetischen und gepillarten Mineral Laponite basiert, welches im industriellen Maßstab allein aus Kostengründen nicht in ausreichender Menge beziehbar ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass er oxidative und reduktive Regionen beinhaltet, die je nach Belieben sowohl auf ein und dem selben oder aber auf unterschiedlichen Mineralen (Tonmineral, Zeolith) verwirklicht werden können. Eine besonders effiziente Reduktion von NO kann immer dann geschehen, wenn zunächst ein Teil des NO zu NO2 oxidiert sowie ein anderer Teil von NOmit Hilfe der Kohlenwasserstoffe zu NH3 reduziert wird. Anschließend findet eine Rekombination mehrerer auf dem Katalysator adsorbierten Species zu N2 und Wasser statt.

Bei einemVorhandenseinvonRegioneninnerhalbdes Kataly¬ sators, die oxidierendwirken und solche, die zusammenmit denKohlenwasserstoffenreduzierendwirken, kann somitdie Effizienz der NOx-Reduktionnachgewiesenermaßenbeträcht- lieh erhöht werden.

Unter Tonmineralen werden insbesondere Phyllosilikate, aber auch Band-Silicate [z.B. Palygorskit (Attapulgit) u. Sepiolith (Meerschaum)] verstanden. Eine bevorzugte Ausführungsformeines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Tonmineral ausgewählt aus der Gruppe ist, enthaltend Kaolinit, Ilerit, Kanemit, Magadiit, Smektite, Montmorillonit, Bentonit, Hectorit, Palygorskit und Sepiolith sowie Mi¬ schungen daraus. Bentonit, Sepiolith, Hectorit sowie Montmorillonit werden besonders bevorzugt.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Tonmineral des Katalysators insbesondere basisch wirkende Kationen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe enthaltendBa, Na, Sr, CaundMg sowieMischungendavonent¬ hält. Insbesondere von Ba2+-Ionen ist bekannt, dass diese zusammen mit geeigneten Tonmineralen Kohlenwasserstoffe binden und in reaktivere Spezies, wie Aldehyde, umwandeln können, welche dann die NOx-Reduktion ermöglichen.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator oxidativ wirkende Metallionen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Ag, Ce, Fe, Cu, La, Pr, Th, Nd, In, Cr, Mn, Co undNi sowieMischun¬ gen davon enthält und/oder trägt. So kann, nach dem oben geschilderten Mechanismus eine Oxidation von NO zu NO2 bewirkt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator auf der Basis von modifiziertem Bentonit aufgebaut ist. Weitere besonders bevorzugte Katalysatoren sind dadurch gekennzeichnet, dass sie modi¬ fizierteTonminerale, ausgewähltausderGruppeenthaltend mitAluminium, Siliziumoder Titanium(-oxiden) gepillarte Bentonite, Smectite, Hektorite sowie Mischungen davon enthalten.

5 Eine weitere und im Rahmen dieser Erfindung besonders bevorzugte Ausführungsform des Katalysators beinhaltet mindestens eine oxidative Region, welche beispielsweise Zeolithe enthält und eine reduktive Region, welche durch Tonminerale gebildet werden kann. Aufgrund der bekannten 10 Formselektivität der Zeolithe sind diese besonders dazu geeignet, nur das NO zur oxidieren, während die Kohlen¬ wasserstoffe aufgrund ihrer Größe deutlich verzögerter zu denreaktivenZentrendes Zeolithengelangen könnenundso¬ mitpraktischnichtoxidiertwerden. Tonmineraliendagegen 15 sind aufgrund ihrer im wesentlichen zweidimensionalen Porensysteme zur Absorption von geeigneten Koh- - — -lenwasserstoffen besonders geeignet.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß 20 der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator ein Zeolith ausgewählt aus der Gruppe enthaltend natürlich vorkommenden, ionenausgetauschten und/oder synthetisierten Zeolith A, Zeolith X, Zeolith Y, Heulandit, Clinoptilolit, Chabasit, Erionit, Mordenit, 25 Ferrierit, MFI (ZSM-5), Zeolith-Beta Faujasit, Mordenit oder Mischungen davon enthält.

ImRahmen der vorliegenden Erfindung verwendbare Zeolithe können außerdem ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend 30 ZeolithA, ZeolithX, Y und/oder Heulandite. Bevorzugt ist außerdemderEinsatzvonClinoptilolit, Chabasit, Erionit, Mordenit, Ferrierit, MFI (ZSM-5) sowie Zeolith-Beta. Letztere Zeolithstrukturen sind durch einen geringeren Al-Gehalt gekennzeichnet, was einerseits zwar die Ionenaustauschkapazität herabsetzt aber andererseits den Vorteil hoher Temperaturfestigkeit (bis 5500C Dauerbe¬ trieb) bewirkt.

Als besonders geeignete Zeolithe sind Faujasite, Heu- landiteundMordenite zunennen. ZusammenmitdenZeolithen X und Y gehört das Mineral Faujasit zu den Faujasit-Typen innerhalb der Zeolith-Strukturgruppe 4, die durch die Doppelsechsring-Untereinheit D6R gekennzeichnet sind (Vergleiche Donald W. Breck: „Zeolite Molecular Sieves", JohnWiley & Sons, NewYork, London, Sydney, Toronto, 1974, Seite 92) . Zur Zeolith-Strukturgruppe 4 zählen neben den genannten Faujasit-Typen noch die natürlich vorkommenden MineralienChabazit undGmelinit sowieweitere synthetisch erhältliche Zeolithe.

Heulandite haben insbesondere die generelle Formel (Na,K)Ca4[Al9Si27O72] -24H2O bzw. Ca4[Al8Si28O72] ■24H2O) . Zusammen mit dem SiO2-reicheren Clinoptilolit sind sie krist. monoklin in der Krist.-Klasse 2/m-C2h und bilden blättrige bis tafelige Krist., vielfach einzeln od. in subparallelen Aggregaten aufgewachsen, auch schalige, blättrige od. spätige Aggregate mit vollkommener Spaltbarkeit mit perlmuttartigem Glanz auf den Spalt¬ flächen (s. dazu auch Gottardi-Galli, Natural Zeolites, S. 256-284) . Mordente besitzen die generelle Struktur Na3KCa2[Al8Si4OO96] -28H2O. Baueinheiten der Kristall¬ struktur sind Fünferringe von Tetraedern, die über- einanderliegend Ketten bilden. Durch gemeinsame Ecken zweier Tetraeder von Fünferringen werden auch Viererringe gebildet; Vierer- u. Fünferringe umschließen gemeinsam Zwölferringe, s. Abbildung. Mordenit bildet winzige pris- mat., nadelige od. feinfaserige weißebis farblose Krist., oftalsbaumwollartigeAggregate, u. derbeporzellanartige Massen (s.a. Gottardi-Galli, Natural Zeolites, S. 223-233, Berlin-Heidelberg: Springer 1985) .

Zeolithe vom Faujasit-Typ sind aus ß-Käfigen aufgebaut, die tetrahedral über DδR-Untereinheiten verknüpft sind, wobei die ß-Käfige ähnlich den Kohlenstoffatomen im Diamanten angeordnet sind. Das dreidimensionale Netzwerk der erfindungsgemäß geeigneten Zeolithe vom Faujasit-Typ weist Poren von 2,2 und 7,4 Ä auf, die Elementarzelle ent¬ hält darüber hinaus 8 Kavitäten (Superkäfige) mit ca. 13 Ä Durchmesser und lässt sich durch die Formel Na86[(AlO2)86(SiO2)ioδ] ' n H2O beschreiben (n ist bevorzugt 264) . (Alle Daten aus: DonaldW. Breck: „Zeolite Molecular Sieves", John Wiley & Sons, New York, London, Sydney, Toronto, 1974, Seiten 145, 176, 177) .

Auch Abmischungen, Mischkristalle und/oder Co-Kristallisate von Zeolithen des Faujasit-Typs neben anderen Zeolithstrukturen, die nicht zwingend der Zeo- lith-Strukturgruppe 4 (gemäss der Breck'sehen Klassifizierung) angehören müssen, sind (auch in Form mechan. Abmischungen) erfindungsgemäß geeignet, wobei vorzugsweise mindestens 70 Gew.-% der Zeolithe vom Fauja- sit-Typ, Mordenite und/oder Heulandite enthalten sind.

Die imRahmen dieser Erfindungverwendeten Zeolitheweisen bevorzugt Porengrößen von 2,8-8,0 Ä auf. Generell gilt, dass der genannte Porenradius z.T. beträchtlich mit dem Al-Gehalt der Zeolithe undderArt u. Menge derCo-Kationen für den Ladungsausgleich (Alkali-, Erdalkalimetalle, Nebengruppenelemente) variiert.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass derAnteil anGew-% Kupferund/oder Eisen imKatalysa¬ tor, gemessen am Gewicht des gesamten Katalysators zwi- sehen >0 Gew-% und <25 Gew-%, bevorzugt zwischen >0,01 Gew-% und<20 Gew-%,mehrbevorzugt zwischen>0,05 Gew-% und ~<15 Gew-%,"sowi'e ammeisten bevorzugt zwischen >0,l Gew-% und<10 Gew-% liegt. EisenundKupferwirken aufgrundihrer katalytischen Aktivität nochmals effizienzerhöhend. Weitere geeignete Metalle sind u.a. Silber, Cer, Mangan, Indiumund/oder Platin, wobei letzteres weniger bevorzugt ist.

Bevorzugt ist der Katalysator mit Ausnahme von Kupfer, Eisen sowie ggf. Titanium schwermetallfrei, wobei schwer- metallfrei im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass der Katalysator weniger als <1 Gew-%, bevorzugt weniger als <0,8 Gew-%, noch bevorzugt weniger als <0,6 Gew-%, noch bevorzugt weniger als <0,4 Gew-%, sowie am meisten bevorzugt weniger als <0,l Gew-% Schwermetalle enthält. Unter Schwermetallen im Sinne der vorliegenden Erfindung werden insbesondere die Platingruppenelemente verstanden.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator zusätzlich noch Metalloxide trägt, wobei das Metall des Metalloxids bis auf gegebenenfalls Kupfer, Eisen, Indium, Molybdän oder Titaniumkein Schwer- metall ist.

Besonders bevorzugt enthält der Katalysator nochAlumini¬ umoxid. Dieses wirkt durch den Pillar-prozeß stark oberflächenerhöhend, in demdurch gebildete Nanooxide der ZwischenschichtabstandderMinerale dauerhaft aufgeweitet werden kann, was wiederum die Erzeugung eines permanenten Poxensyst.ems innerhalb . des Katalysators ermöglicht. Hierzu wird auf N.D. Hudson et al, Microporous andMesopo- rous Materials, 1999, S. 447-459 verwiesen. Ein weiteres bevorzugtes Oxid ist Titanoxid oder Siliziumdioxid, welches ebenfalls zur Oberflächenerhöhung und zur Errich¬ tung der „pillared clays" verwendet werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Metalloxid in mmol pro g Katalysator <100 mmol Metall/g, noch bevorzugt <50 mmol Metall/g, noch <20 mmol Metall/g, <10 mmol Metall /g sowie am meisten bevorzugt von <β mmol Metall /g bis >0 mmol Metall /g, bevorzugt >1 mmol Metall /g beträgt. Als zusätzliche katalytisch aktive Komponente kann in einer bevorzugtenAusführungsformdes Katalysators Kupfer verwendet werden. Das Kupfer übernimmt vermutlich die entscheidende Rolle eines aktiven Zentrums in dem komple- xen katalytischen Prozess derNOx-Reduzierung. Diese Rolle kann offenbar auch Eisen, Mangan, Indium, Molybdän und im gewissen Maße auch Titanium einnehmen, welche somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls bevorzugt sind. Es wird angenommen, dass diese Co-Kationen als Promotoren die Wirksamkeit des Kupfers noch verbessern.

Kupferbeladene Zeolithe (wie Cu/ZSM-5) sind, wie oben erwähnt, prinzipiell als aktiver Katalysator in De- NOx-Verfahren schon bekannt, jedoch ist es bisher nicht gelungen, ausreichendstabile FormenfürrealeAbgasbedin¬ gungen (bis 8000C, bis zu 20 Vol.-% Wasser, Schwefel¬ verbindungen) herzustellen. Dabei kommt möglicherweise den Tonmineralien die entscheidende, Co-Kationen stabili¬ sierende Funktion zu. Hierfür besonders geeignet sind modifizierte Tonminerale (ionenausgetauschte pillared clays, sog. PILC) odernatürlichvorkommende Zeolithe, wie Clinoptilolit und/oder Mordenit.

Bevorzugt liegt der Anteil an Gew-% (elementarem) Kupfer imKatalysator, gemessenamGewicht des gesamtenKatalysa¬ tors zwischen >0,01 % und <25%, bevorzugt zwischen >0,l % und <20%, mehr bevorzugt zwischen >1 % und ≤15%, sowie am meisten bevorzugt zwischen >2 % und <10%. Diese Angaben geltenauch fürdasAktivmetall oderals Co-Kationwirkende Eisen, wobei auchMischungenbeiderMetallepositivgetes¬ tet wurden. Aktivitätsverbesserungen konnten durch Ti- und/oder Ag, Ce-Zusätze und/oder La-Zusätze und/oder Ca, Co, Ni, In, Cr undMnals Spurmengenzusätze erzieltwerden, welche somit ebenfalls bevorzugte Beimengungen darstel¬ len. Im Falle der Tonminerale sindmit Al, Si und/oder mit Ti und/oder Cu, Fe gepillarte und ionenausgetauschte Proben besonders wirksam und insoweit bevorzugt.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass diemikroporösemittlere Porengröße zwischen>0 nmund <2 nm, bevorzugt zwischen >0,l nm und < 1,0 nm, mehr bevorzugt zwischen >0,2 nm und <0,8 nm, sowie am meisten bevorzugt zwischen >0,21 nm und <0,6 nm liegt.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mesoporösemittlere Porengröße zwischen>0 nmund <10 nm, bevorzugt zwischen >1 nmund < 9 nm, mehr bevorzugt zwischen >2 nm und < 8 nm, sowie am meisten bevorzugt zwischen >2,5 nm und < 7 nm liegt.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (gemessennach der BET-Methode oder im Mehrpunktverfahren) des Tonminerals und/oder Zeolithes, welches die Basis des Katalysators bildet, imKatalysator¬ produkt zwischen>0m2/gund<1000m2/g, bevorzugt zwischen >20 m2/g und < 800 m2/g, mehr bevorzugt zwischen >50 m2/g und<600m2/g, sowieammeistenbevorzugt zwischen>90m2/g und <450 m2/g liegt. Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroporenvolumen des Tonminerals und/oder Zeolithes, welches die Basis des Katalysators bildet, im Katalysatorprodukt zwischen >0 cm3/g und <0,4 cm3/g, bevorzugt zwischen >0,02 cm3/g und < 0,25 cm3/g, mehr bevorzugt zwischen >0,04 cm3/g und <0,2 cm3/g, sowie am meisten bevorzugt zwischen >0,05 cm3/g und <0,18 cm3/g liegt.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Mesoporenvolumen des Tonminerals und/oder Zeo- lithes, welches die Basis des Katalysators bildet, im Katalysatorprodukt zwischen >0 cm3/g und <l,0 cm3/g, bevorzugt zwischen >0,01 cm3/g und < 0,80 cm3/g, mehr bevorzugt zwischen >0,015 cm3/g und <0,60 cm3/g, sowie am meisten bevorzugt zwischen >0,020 cm3/g und <0,51 cm3/g liegt.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenschichtabstand zwischen zwei Schichten des Tonminerals und/oder zeolithartigenMinerals, welches die Basis des Katalysators bildet, im Katalysatorprodukt zwischen >0 nm und <5 nm, bevorzugt zwischen >0,5 nm und <3 nm, mehr bevorzugt zwischen >l,0 nm und ≤2,5 nm, sowie am meisten bevorzugt zwischen >1,4 nm und <2,1 nm liegt. Eine bevorzugte Ausführungsform eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator eine thermische Belastung imDauerzu¬ standvon>300°C, bevorzugt von>400°C, mehr bevorzugt von >500°C, nochbevorzugt von >600°C, sowie ammeisten bevor¬ zugt von >650°C und < 700 0C aufweist.

Der für die Monolithentstehung erforderliche Binder kann ebenfalls auf der bereits beschriebenen Materialienbasis hergestellt sein, in dem hier auf die Dotierung mit dem aktiven Element verzichtet wird. Somit kommen auch VoI- lextrudate aus einemTonmineral/Zeolith-Verbund als Kata¬ lysator und/oder Adsorbens in Frage. Wünscht man den Einsatz von Metallfolien als Substrat, kann das aktive Material auch mittels einer washcoat-Technologie (Be- schichtung) aufgetragen werden. Damit ist die Palette der Modifizierungsmöglichkeiten und/oder "Herstellungs¬ verfahrennicht erschöpft; auch Plasmagestützte Verfahren zur Beschichtung oder CVD (chemical vapour deposition), Imprägnierung, Tränken (wet precipitation) und weitere häufig im Einsatz befindlichen Methoden der Kata¬ lysatorpräparation können mit Erfolg angewendet werden.

Einerseits ist es möglich, direkt natürlich vorkommende Mineralien (Zeolithe und Tonminerale) erfindungsgemäß zu verwenden, andererseits können synthetisch herstellbare Aluminosilicate mit genannter Struktur dazu Einsatz finden. Ihre Herstellung kann zumeist recht kostengünstig erfolgen, aufgrundgeringerSynthesetemperaturen (<100°C, keine Autoklaventechnik), kurzer Synthesezeiten sowie dem EinsparenoderdemVerzichtteurer, organischerTemplatmo- leküle (zumeist Alkylammoniumsalze, wie TPABr/TPAOH) für die Herstellung. Die Vorteile natürlicher Minerale kommt insbesonderebeidenTonmineralienvoll zumTragen, dahier ein Synthese- und/oderAufreinigungsprozess inVorreitung auf das Delamellieren, Pillarn/Ionenaustauschen sehr zeitintensiv und kostenspielig ist.

Ein wie oben beschriebenes Verfahren und ein wie oben beschriebener Katalysator gemäß der vorliegenden Erfin¬ dung kann in allen Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeugtypen zum Einsatz kommen; hierbei spielt es keine Rolle, ob es sich z.B. um PKW oder LKW handelt oder ob Otto-, Diesel¬ oder CNG-Motoren zum Einsatz kommen. Auch Motoren, ausge- rüstet mit modernsten Brennverfahren, wie HCCI (homogene- ous Charge compression ignition) oder CAI (controlledauto ignition) können-von diesem Verfahren profitieren.