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Title:
THREE-ZONE DIESEL OXIDATION CATALYST
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/191099
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a diesel oxidation catalyst which has a support body with a length L extending between a first end surface a and a second end surface b and catalytically active material zones A, B, and C arranged on the support body, wherein - material zone A contains palladium or platinum and palladium in a weight ratio of Pt:Pd of ≤ 1 and an alkaline earth metal and extends over 20 to 80% of the length L starting from the end surface a, - material zone B contains ceroxide, is free of platinum, and extends over 20 to 80% of the length L starting from the end surface b, - material zone C contains platinum or platinum and palladium in a weight ratio of Pt:Pd of ≥ 5, and - neither material zone A nor material zone C is arranged over material zone B.

Inventors:
HENGST CHRISTOPH (DE)
DORNHAUS FRANZ (JP)
SCHIFFER MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/060350
Publication Date:
November 09, 2017
Filing Date:
May 02, 2017
Export Citation:
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Assignee:
UMICORE AG & CO KG (DE)
International Classes:
B01J23/63; B01D53/94; B01J35/00; B01J37/02; B01J35/04
Domestic Patent References:
WO2006021337A12006-03-02
WO2012079598A12012-06-21
WO2011057649A12011-05-19
WO2013088133A12013-06-20
Foreign References:
US20150266014A12015-09-24
US20030061860A12003-04-03
US8007750B22011-08-30
EP1974809A12008-10-01
DE112013006665T52015-11-26
DE102012025746A12015-06-25
US20100257843A12010-10-14
US20110099975A12011-05-05
EP2000639A12008-12-10
EP1101528A22001-05-23
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Claims:
Patentansprüche

1. Dieseloxidationskatalysator, umfassend

einen Tragkörper mit einer Länge L, die sich zwischen einer ersten

Stirnfläche a und einer zweiten Stirnfläche b erstreckt und

auf dem Tragkörper angeordnete katalytisch aktive Materialzonen A, B und C, wobei

- Materialzone A Palladium oder Platin und Palladium in einem

Gewichtsverhältnis Pt: Pd von < 1 und ein Erdalkalimetall enthält und sich ausgehend von Stirnfläche a auf 20 bis 80% der Länge L erstreckt,

- Materialzone B Ceroxid enthält und frei von Platin ist und sich

ausgehend von Stirnfläche b auf 20 bis 80% der Länge L erstreckt, und

- Materialzone C Platin oder Platin und Palladium in einem

Gewichtsverhältnis Pt: Pd von > 5 enthält, und

wobei weder Materialzone A, noch Materialzone C über Materialzone B angeordnet sind.

2. Dieseloxidationskatalysator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Materialzonen A und C Palladium, Platin beziehungsweise Platin und Palladium auf einem Trägeroxid vorliegen.

3. Dieseloxidationskatalysator gemäß Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägeroxide in den Materialzonen A und C gleich oder verschieden voneinander sind und ausgewählt sind aus der Reihe bestehend aus Aluminiumoxid, dotiertes Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Titandioxid und Mischoxiden aus einem oder mehreren davon .

4. Dieseloxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdalkalimetall in Materialzone A in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der

Materialzone A, vorliegt. 5. Dieseioxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdalkalimetall in Materialzone A Strontium oder Barium oder Strontium und Barium ist. 6. Dieseioxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialzone B Palladium enthält.

7. Dieseioxidationskatalysator gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Materialzone B Palladium in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Materialzone B, enthält.

8. Dieseioxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich Materialzone C über die gesamte Länge L des Tragkörpers erstreckt.

9. Dieseioxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialzonen A und B auf

Materialzone C angeordnet sind. 10. Dieseioxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Materialzone C auf Materialzone A und Materialzone B auf Materialzone C angeordnet sind .

11. Dieseioxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Materialzonen A und B jeweils auf 50% und Materialzone C auf 100% der Länge L des Tragkörpers erstrecken.

12. Verfahren zur Behandlung von Dieselabgasen, dadurch gekennzeichnet, dass das Dieselabgas über einen Dieseioxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 geleitet wird, wobei das Dieselabgas den bei Stirnfläche a in den Tragkörper ein- und bei Stirnfläche b aus dem Tragkörper ausfließt. 13. Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren, die einen Dieseloxidationskatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, d ass d er Dieseloxidationskatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 11 einem Dieselpartikelfilter und/oder einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden vorgeschaltet ist.

Description:
DREI-ZONEN-DIESELOXIDATIONSKATALYSATOR

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Oxidationskatalysator zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren.

Das Rohabgas von Dieselmotoren enthält neben Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffen HC und Stickoxiden NO x einen relativ hohen Sauerstoffgehalt von bis zu 15 Vol.-%. Außerdem sind Partikelemissionen enthalten, die überwiegend aus Rußrückständen und gegebenenfalls organi- sehen Agglomeraten bestehen und aus einer partiell unvollständigen Kraftstoffverbrennung im Zylinder herrühren.

Während zur Entfernung der Partikelemissionen Dieselpartikelfilter mit und ohne katalytisch aktive Beschichtung geeignet sind und Stickoxide beispielsweise durch selektive katalytische Reduktion (Selective Catalytic Reduction SCR) an einem sogenannten SCR-Katalysator zu Stickstoff umgesetzt werden können, werden Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe durch Oxidation an einem geeigneten Oxidationskatalysator unschädlich gemacht.

Oxidationskatalysatoren sind in der Literatur umfangreich beschrieben. Es handelt sich dabei beispielsweise um sogenannte Durchflusssubstrate aus Keramik oder Metall, die als wesentliche katalytisch aktive Bestandteile Edelmetalle, wie Platin und Palladium, auf hochoberflächigen, porösen, hochschmelzenden Oxiden, beispielsweise Aluminiumoxid, tragen.

Es sind auch bereits zonierte Oxidationskatalysatoren beschrieben, die in Fließrichtung des Abgases Materialzonen unterschiedlicher Zusammensetzung aufweisen, mit denen das Abgas nacheinander in Kontakt tritt. So beschreiben US2010/257843, US2011/099975, WO2006/021337 AI und WO2012/079598 AI zonierte Oxidationskatalysatoren, die Platin und Palladium enthalten. Auch die WO2011/057649 beschreibt

Oxidationskatalysatoren, wobei diese in gelayerten und gezonten Ausführungsformen verwendet werden können. Im Falle der gezonten Ausführungsformen weist die zweite Zone, d .h. die Zone mit denen das abströmende Abgas in direktem Kontakt steht, einen höheren

Edelmetallgehalt auf, als die vordere Zone, die mit dem einströmenden Abgas in direktem Kontakt steht. Die Oxidations-katalysatoren gemäß WO2011/057649 haben insbesondere die Aufgabe, für einen

abströmseitigen SCR-Katalysator ein optimales Verhältnis von NO zu NO2 einzustellen. Die EP2000639A1 beschreibt Oxidationskatalysatoren, die neben Platin ein Oxid eines Metalls enthalten, das ausgewählt ist aus Magnesium,

Erdalkalimetall und Alkalimetall. Der Katalysator hat die Funktion, die Abgastemperatur bei Kraftstoffeinspritzung zu erhöhen.

Die WO2013/088133 beschreibt einen gezonten Katalysator, der in der anströmseitigen Zone Platin und in der abströmseitigen Zone ein Metalloxid enthält, das flüchtiges Platin zu binden vermag . Der Katalysator soll dem in SAE 2009-01-0627 beschriebenen Phänomen entgegenwirken, wonach Platin-haltige Katalysatoren bei hohen Temperaturen kleine Mengen

Platinspezies in die Gasphase abgeben können, die wiederum die

Wirksamkeit eines abströmseitigen SCR-Katalysators negativ beeinflussen. Als Metalloxide werden stabilisiertes Aluminiumoxid, amorphes

Aluminium/Siliziumoxid, optional stabilisiertes Zirkoniumoxid, Ceroxid, Titanoxid, optional stabilisiertes Cer/Zirkonium-Mischoxid, sowie

Mischungen der genannten Materialien offenbart. Sie werden in Mengen von 0,1 bis 5 g/in 3 eingesetzt.

Die Abgastemperaturen gegenwärtiger und zukünftiger Dieselmotoren der Abgasgesetzgebung Euro 5, 6 und 6+ werden durch Kraftstoffeinsparungen zur Senkung des C0 2 -Ausstosses immer niedriger. Umso wichtiger ist es, Dieseloxidationskatalysatoren zur Verfügung zu haben, die bei den niedrigen Abgastemperaturen einen ausreichenden CO-Light Off aufweisen. Die bisher bekannten Dieseloxidationskatalysatoren erfüllen diese Bedingung nicht in ausreichendem Maße, so dass Bedarf nach

entsprechender Weiterentwicklung besteht.

Es wurde nun festgestellt, dass die nachstehend beschriebenen und definierten Dieseloxidationskatalysatoren diese Bedingungen erfüllen.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dieseloxidationskatalysator, der einen Tragkörper mit einer Länge L, die sich zwischen einer ersten

Stirnfläche a und einer zweiten Stirnfläche b erstreckt und

auf dem Tragkörper angeordnete katalytisch aktive Materialzonen A, B und C umfasst, wobei

- Materialzone A Palladium oder Platin und Palladium in einem

Gewichtsverhältnis Pt: Pd von < 1 und ein Erdalkalimetall enthält und sich ausgehend von Stirnfläche a auf 20 bis 80% der Länge L erstreckt, - Materialzone B Ceroxid enthält und frei von Platin ist und sich

ausgehend von Stirnfläche b auf 20 bis 80% der Länge L erstreckt, und

- Materialzone C Platin oder Platin und Palladium in einem

Gewichtsverhältnis Pt: Pd von > 5 enthält, und

wobei weder Materialzone A, noch Materialzone C über Materialzone B angeordnet sind.

Sofern in Materialzone A Platin und Palladium vorliegen, so ist das

Gewichtsverhältnis Pt: Pd < 1. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das Gewichtsverhältnis Pt: Pd in Materialzone A beispielsweise 1 : 1 bis 1 : 15.

Sofern in Materialzone C Platin und Palladium vorliegen, so ist das

Gewichtsverhältnis Pt: Pd > 5. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das Gewichtsverhältnis Pt: Pd in Materialzone C beispielsweise 5 : 1 bis 12 : 1.

In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators sind Palladium, Platin beziehungsweise Platin und Palladium in den Materialzonen A und C auf einem oder mehreren Trägeroxiden aufgebracht. Diese Trägeroxide sind vorteilhafterweise hochschmelzend, d .h. ihr Schmelzpunkt liegt mit ausreichendem Abstand über den beim bestimmungsgemäßen Betrieb des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators auftretenden Temperaturen. Die Trägeroxide sind außerdem vorteilhafterweise

hochoberflächig und weisen bevorzugt spezifische Oberflächen von 50 bis 200 m 2 /g auf.

Die Trägeroxide in den Materialzonen A und C können gleich oder

verschieden sein.

Geeignete Trägeroxide sind ausgewählt sind aus der Reihe bestehend aus Aluminiumoxid, dotiertes Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Titandioxid und Mischoxiden aus einem oder mehreren davon.

Dotierte Aluminiumoxide sind beispielsweise Zirkoniumoxid- und/oder Titanoxid-dotierte Aluminiumoxide. Mit Vorteil wird Lanthan-stabilisiertes Aluminiumoxid eingesetzt, wobei Lanthan in Mengen von 1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 6 Gew.-%, jeweils berechnet als La 2 03 und bezogen auf das Gewicht des stabilisierten Aluminiumoxides, verwendet wird.

In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators wird in Materialzone A als Erdalkalimetall Magnesium, Calcium, Strontium, Barium oder Mischungen von mindestens zwei dieser Metalle eingesetzt. Bevorzugt werden Strontium oder Barium eingesetzt.

Das Erdalkalimetall wird mit Vorteil in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Materialzone A, verwendet.

Wird Strontium verwendet, so liegt es besonders bevorzugt in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Materialzone A, vor. Wird dagegen Barium verwendet, so liegt es besonders bevorzugt in einer Menge von 2,5 bis 4,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Materialzone A, vor.

In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators ist in Materialzone B das Ceroxid teilweise durch Aluminiumoxid ersetzt. Es können Mischungen aus Ceroxid und Aluminiumoxid eingesetzt werden, die Aluminiumoxid in Mengen von 10 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Mischung aus Aluminiumoxid und Ceroxid, enthalten.

Als Ceroxid wird bevorzugt reines Ceroxid eingesetzt, das heißt Ceroxid mit einem Ceroxid-Gehalt von 80 bis 100 Gew.-%.

Als Aluminiumoxid können die üblichen hochoberflächigen Aluminiumoxide dienen, wie sie auch als Trägeroxide in den Materialschichten A und C verwendet werden. In weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oxidations- katalysators enthält die Materialzone B Palladium. Bevorzugte Mengen des Palladiums sind 0,01 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Materialzone B.

Das Palladium ist insbesondere auf dem in Materialzone B vorhandenen Ceroxid geträgert. Es kann aber auch ganz oder teilweise auf üblichen

Trägeroxiden geträgert sein, wobei insbesondere die oben beschriebenen

Trägeroxide für Platin und Palladium in den Materialzonen A und C, insbesondere auch Aluminiumoxid, in Frage kommen.

In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators liegen die Materialzonen A und C unabhängig voneinander in Mengen von

50 bis 150 g/l, bezogen auf das Volumen des Tragkörpers, vor. Materialzone

B liegt bevorzugt in Mengen von 50 bis 150 g/l, bezogen auf das Volumen des Tragkörpers, vor. In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators beträgt die Länge der Materialzone A 20 bis 70%, 40 bis 60% oder 45 bis 50% der Gesamtlänge L des Tragkörpers.

In weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators beträgt die Länge der Materialzone B 20 bis 70%, 40 bis 60% oder 45 bis 50% der Gesamtlänge L des Tragkörpers.

In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators erstreckt sich die Materialzone C über die gesamte Länge L des Tragkörpers. Sie kann sich aber auch nur über einen Teil der Gesamtlänge L des Tragkörpers erstrecken, so etwa auf 20 bis 70%, 40 bis 60% oder 45 bis 50% der Gesamtlänge L des Tragkörpers.

In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators sind die Materialzonen A und B auf Materialzone C angeordnet. Dabei erstreckt sich bevorzugt die Materialzone C über die gesamte Länge L des

Tragkörpers, während sich die Materialzonen A und B jeweils über 40 bis 60% der Gesamtlänge L des Tragkörpers erstrecken. Dabei entspricht die Summe der Längen der Materialzonen A und B der Gesamtlänge L des Tragkörpers oder ist kleiner als diese.

Besonders bevorzugt erstrecken sich in diesen Ausführungsformen die Materialzonen A und B jeweils auf 50% und Materialzone C auf 100% der Länge L des Tragkörpers. In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators ist Materialzone C auf Materialzone A und Materialzone B auf Materialzone C angeordnet. Auch in diesem Falle erstreckt sich bevorzugt die Materialzone C über die gesamte Länge L des Tragkörpers, während sich die

Materialzonen A und B jeweils über 40 bis 60% der Gesamtlänge L des Tragkörpers erstrecken. Dabei entspricht die Summe der Längen der

Materialzonen A und B der Gesamtlänge L des Tragkörpers oder ist kleiner als diese.

Besonders bevorzugt erstrecken sich in diesen Ausführungsformen die Materialzonen A und B jeweils auf 50% und Materialzone C auf 100% der Länge L des Tragkörpers.

Erfindungsgemäße Oxidationskatalysatoren können dadurch hergestellt werden, dass geeignete Tragkörper in an sich bekannter Weise mittels Beschichtungssuspensionen, sogenannten Washcoats, beschichtet werden. Zur Herstellung einer Beschichtungssuspension zur Herstellung der

Materialzonen A oder C werden beispielsweise die ausgewählten Trägeroxide in Wasser suspendiert. Sodann werden Platin und/oder Palladium unter Rühren in Form von geeigneten, wasserlöslichen Vorläuferverbindungen wie beispielsweise Palladiumnitrat oder Hexahydroxoplatinsäure zur Suspension hinzugegeben und gegebenenfalls durch Stellung des pH-Wertes und/oder durch Zugabe eines Hilfsreagenzes auf dem Trägermaterial fixiert.

Alternativ dazu kann das Edelmetall auch in Analogie zu dem in der EP 1 101 528 A2 beschriebenen Verfahren auf das Trägermaterial appliziert werden.

Die so erhaltenen Suspensionen werden dann vermählen und nach einem der herkömmlichen Beschichtungsverfahren auf den Tragkörper

aufgebracht. Nach jedem Beschichtungsschritt erfolgt die Trocknung des beschichteten Teils im heißen Luftstrom und gegebenenfalls eine

Kalzinierung.

Die oben genannten Vorläuferverbindungen und Hilfsreagenzien sind dem Fachmann geläufig. Als Tragkörper kommen insbesondere sogenannte Wabenkörper aus

Keramik, insbesondere Cordierit, oder aus Metall in Frage. Bevorzugt werden sogenannte Durchflusswabenkörper verwendet. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, in denen Wandflussfilter als Tragkörper verwendet werden.

Die erfindungsgemäßen Dieseloxidationskatalysatoren eignen sich zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren, insbesondere hinsichtlich

Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit auch ein Verfahren zur Behandlung von Dieselabgasen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Dieselabgas über einen Dieseloxidationskatalysator wie oben beschrieben und definiert geleitet wird, wobei das Dieselabgas den bei Stirnfläche a in den Tragkörper ein- und bei Stirnfläche b aus dem Tragkörper ausfließt. Die erfindungsgemäßen Dieseloxidationskatalysatoren werden insbesondere als Bestandteile von Abgasreinigungssystemen verwendet. Entsprechende Abgasreinigungssysteme umfassen neben einem erfindungsgemäßen Dieseloxidationskatalysator beispielsweise einen Dieselpartikelfilter und/oder einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden, wobei Dieselpartikelfilter und SCR-Katalysator üblicherweise dem erfindungsgemäßen Dieseloxidationskatalysator nachgeschaltet sind, also abströmseitig angeordnet sind . In einer Ausgestaltung des

Abgasreinigungssystems ist der SCR-Katalysator auf dem Dieselpartikelfilter angeordnet.

Figur 1 zeigt einen Vergleich des Heat up Verhaltens der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3. Beispiel 1

a) Ein handelsübliches rundes Durchflusssubstrat aus Cordierit der

Abmessungen 5,66"x4,00" mit der Zelligkeit 400 cpsi und der Wandstärke 6,5 mil wurde über seine gesamte Länge mit einem Washcoat beschichtet, der 49,23 g/L eines Lanthan-dotierten mesoporösen Aluminiumoxids, 0,60540 g/L einer üblichen wasserlöslichen Pt-Verbindung, sowie 0,10090 g/L einer üblichen wasserlöslichen Pd-Verbindug enthielt. Das Pt: Pd- Gewichtsverhältnis betrug 6: 1. b) Das gemäß a) erhaltene beschichtete Substrat wurde ausgehend von einem Ende (in den unten beschriebenen Tests einlassseitig) auf 50% seiner Länge mit einem Washcoat beschichtet, der 48,23 g/L eines

handelsüblichen Lanthan-dotierten, Aluminiumoxids, 1,00 g/L Strontiumoxid (ex Sr(OH)2), 0,47086 g/L einer üblichen wasserlöslichen Pd-Verbindung, sowie 0,23543 g/L einer üblichen wasserlöslichen Pt- Verbindung enthielt. Das Pt: Pd-Gewichtsverhältnis betrug 1 : 2. c) In einem weiteren Schritt wurde das gemäß b) erhaltene Substrat ausgehend vom anderen Ende (in den unten beschriebenen Tests

auslassseitig) auf 50% seiner Länge mit einem Washcoat beschichtet, der 45 g/L eines handelsüblichen Aluminiumoxids und 5 g/L eines

handelsüblichen Ceroxids enthielt. Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 1 wurde wiederholt mit dem Unterschied, dass auf Schritt c) verzichtet wurde. Vergleichsbeispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt mit dem Unterschied, dass auf Schritt b) verzichtet wurde.

Vergleichsbeispiel 3

a) Ein handelsübliches Durchflusssubstrat aus Cordierit der Abmessungen 5,66"x4,00" mit der Zelligkeit 400 cpsi und der Wandstärke 6,5 mil wurde über seine gesamte Länge mit einem Washcoat beschichtet, der 73,85 g/L eines Lanthan-dotierten mesoporösen Aluminiumoxids, 0,90810 g/L einer üblichen wasserlöslichen Pt-Verbindung, sowie 0,15135 g/L einer üblichen wasserlöslichen Pd-verbindung enthielt. Das Pt: Pd-Gewichtsverhältnis betrug 6: 1. b) In einem weiteren Schritt wurde das gemäß a) erhaltene Substrat ausgehend von einem Ende (in den unten beschriebenen Tests

auslassseitig) auf 50% seiner Länge mit einem Washcoat beschichtet, der 45 g/L eines handelsüblichen Aluminiumoxids und 5 g/L eines

handelsüblichen Ceroxids enthielt.

Beispiel 2

a) Ein handelsübliches Durchflusssubstrat aus Cordierit der Abmessungen 5,66"x4,00" mit der Zelligkeit 400 cpsi und der Wandstärke 6,5 mil wurde ausgehend von einem Ende (in den unten beschriebenen Tests einlassseitig) über 50% seiner Länge mit einem Washcoat beschichtet, der 48,23 g/L eines handelsüblichen Lanthan-dotierten Aluminiumoxids, 1,00 g/L

Strontiumoxid (ex Sr(OH) 2 ), 0,47086 g/L einer üblichen wasserlöslichen Pd- Verbindung, sowie 0,23543 g/L einer üblichen wasserlöslichen Pt- Verbindung enthielt. Das Pt: Pd-Gewichtsverhältnis betrug 1 : 2. b) Das gemäß a) erhaltene beschichtete Substrat wurde über seine gesamte Länge (d.h. einlassseitig auf die Zone gemäß a), auslassseitig direkt auf das Trägersubstrat) mit einem Washcoat beschichtet, der 49,23 g/L eines , handelsüblichen, Lanthan-dotierten Aluminiumoxids, 1,00 g/L Strontiumoxid (ex Sr(OH)2), 0,47086 g/L einer üblichen wasserlöslichen Pd-Verbindung, sowie 0,23543 g/L einer üblichen wasserlöslichen Pt-Verbindung enthielt. Das Pt: Pd-Gewichtsverhältnis betrug 1 : 2. c) In einem weiteren Schritt wurde das gemäß b) erhaltene Substrat ausgehend vom anderen Ende (in den unten beschriebenen Tests

auslassseitig) auf 50% seiner Länge, d .h. auf die Zone gemäß a) mit einem Washcoat beschichtet, der 45 g/L eines handelsüblichen Aluminiumoxids und 5 g/L eines handelsüblichen Ceroxids enthielt.

Beispiel 3

Ein handelsübliches Durchflusssubstrat aus Cordierit der Abmessungen 5,66"x4,00" mit der Zelligkeit 400 cpsi und der Wandstärke 6,5 mil wurde in drei gleichlange Teile zersägt.

Die drei Teile wurden jeweils über ihre gesamte Länge mit den in Beispiel 1 a), b) und c) genannten Washcoats beschichtet.

Für die unten beschriebenen Tests wurden die drei Substratteile

aneinandergefügt und zwar in Richtung des strömenden Abgases in der Reihenfolge:

1. mit Washcoat gemäß Beispiel 1 b) beschichtetes Teil

2. mit Washcoat gemäß Beispiel 1 a) beschichtetes Teil

3. mit Washcoat gemäß Beispiel 1 c) beschichtetes Teil

Durchführung von Vergleichsversuchen

a) hydrothermale Ofenalterung

Die Katalysatoren gemäß Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurden 16 Stunden bei 750°C gealtert. Die unten beschriebenen

Vergleichsversuche wurden soweit nicht anders angegeben mit den derart gealterten Katalysatoren durchgeführt. b) Bestimmung der NCte-Bildung und des CO-Umsatzes im Modellgas für alle Messungen gilt:

Raumgeschwindigkeit = 37.500 1/h

Bohrkerndimension 1" x 4" (gebohrt aus den Substraten gemäß Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3)

untersuchter Temperaturbereich : 75°C bis 500°C, wobei die Werte bei den Temperaturen 200, 250 und 300°C in den unten stehenden Tabellen dokumentiert sind

Rampe/Aufheizgeschwindigkeit = 15 K/min

Es wurden Versuche mit drei verschiedenen Gaszusammensetzungen durchgeführt:

Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten :

Testbedingungen 1

TsoCO NO 2 @200°C NO 2 @250°C NO 2 @300°C [°C] [%] [%] [%]

Beispiel 1 150 15 28 44

Vergleichsbeispiel 1 149 17 34 49

Vergleichsbeispiel 2 155 18 33 50 Vergleichsbeispiel 3 152 19 35 55

Beispiel 2 151 16 29 45

Beispiel 3 153 14 28 41

Tabelle 1 : TsoCO und N0 2 -Bildung unter Testbedingungen 1

Tabelle 2 : TsoCO und N0 2 -Bildung unter Testbedingungen 2

Tabelle 3 : TsoCO und N0 2 -Bildung unter Testbedingungen 3 c) Bestimmung der N0 2 -Bildung und des CO-Umsatzes im Motortest - Light-Off-Test:

Durch Anhebung des Drehmoments bei konstanter Drehzahl des Motors wird eine Erhöhung der Vor-Kat-Temperatur erreicht, der Test verläuft von niedrigen zu hohen Temperaturen, analog der Modellgas-Vorgehensweise. Die Konversion der Schadgase wird mittels AMA-Linien gemessen und errechnet, die NCte-Bildung wird mittels eines CLD bestimmt.

Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten :

Tabelle 4: TsoCO und N0 2 -Bildung am Motor d) Bestimmung des Heat up-Verhaltens im Motortest (3-Punkte-Heat-Up- Test) :

Durch eine geeignete Kombination aus Drehmoment und Drehzahl wird ein stationärer Motorbetriebspunkt angefahren. Dieser wird für eine gewisse Zeit konstant gehalten, anschließend wird über einen sekundären/externen Injektor Diesel- Kraftstoff fein vernebelt vor den Katalysator eingespritzt, welcher den Kraftstoff dann umsetzt und somit eine gewisse

Exothermie/Wärme erzeugt, welche mittels im Katalsot verbauter

Thermoelemente gemessen wird.

Der Test wird von hohen zu niedrigen Temperaturen gefahren, die

Temperaturen sind

1) 280 °C Vor-Kat-Temperatur

2) 270 °C Vor-Kat-Temperatur

3) 260 °C Vor-Kat-Temperatur.

Die Ergebnisse zeigt Figur 1. e) Bestimmung der Platin-Migration

Die Katalysatoren gemäß den Beispielen 1 bis 3 bzw. Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurden in frischem Zustand in einer üblichen Synthesegasanlage mit isothermem Reaktor bei einer konstanten Temperatur von 650°C über 18 Stunden mit einem Modellgas folgender Zusammensetzung beaufschlagt: CO 71 ppm

NO 820 ppm

0 2 6,3 Vol.-%

C0 2 8,9 Vol.-%

H 2 0 11 Vol.-% bei den 18 Stunden dauernden Messungen und 5 Vol .-% bei den 60 Stunden dauernden Messungen

N 2 Balance

Das abströmseitig den jeweiligen Katalysator verlassende Gas wurde durch ein mit einem SCR Katalysator vom Eisen-ß-Zeolith-Typ beschichtetes Durchflusssubstrat der Länge 2" geführt.

Sodann wurde für jeden Katalysator die Menge des im SCR-Katalysator gebundenen Platins bestimmt. Dazu wurde ein Bohrkern des Katalysators einem Tiegel mittels NiS-Dokimasie ausgeschmolzen und schließlich das Platin mittels ICP-OES bestimmt.

Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten :