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Dokumentenidentifikation DE69519115T2 17.05.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0669157
Titel Katalysator und Verfahren zur Reinigung von Abgasen
Anmelder Toyota Jidosha K.K., Toyota, Aichi, JP;
Cataler Industrial Co., Ltd., Shizuoka, JP
Erfinder Miyoshi, Naoto, Toyota-shi, Aichi-ken, JP;
Tanizawa, Tuneyuki, Toyota-shi, Aichi-ken, JP;
Kasahara, Koichi, Ogasa-gun, Shizuoka-ken, JP;
Tateishi, Syuji, Ogasa-gun, Shizuoka-ken, JP
Vertreter WINTER, BRANDL, FÜRNISS, HÜBNER, RÖSS, KAISER, POLTE, Partnerschaft, 85354 Freising
DE-Aktenzeichen 69519115
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.02.1995
EP-Aktenzeichen 951025956
EP-Offenlegungsdatum 30.08.1995
EP date of grant 18.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.05.2001
IPC-Hauptklasse B01D 53/94
IPC-Nebenklasse B01J 23/56   B01J 37/02   

Beschreibung[de]
Hinterrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Katalysator zum Reinigen von Abgasen. Insbesondere bezieht sich diese auf einen Katalysator, der Abgase, deren Sauerstoffkonzentration sich am stöchiometrischen Punkt befindet oder auf einem höheren Wert liegt, als es zum Oxidieren von Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoff (HC) in diesem notwendig ist, bezüglich Stickstoffoxiden (NOx) wirksam reinigen kann.

Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Zum Reinigen von Fahrzeugabgasen wurden bisher Dreiwegekatalysatoren eingesetzt, die CO und HC oxidieren und NOx reduzieren, um die Abgase zu reinigen. Zum Beispiel sind Dreiwegekatalysatoren bekannt, die einen hitzebeständigen wabenförmigen monolithischen Träger aus Cordierit und mit Zellwänden, eine poröse Schicht, die aus Gamma-Aluminiumoxid gebildet ist und sich an den Zellwänden befindet, und einen Edelmetallkatalysator-Bestandteil, der aus der Gruppe aus Pt, Pd und Rh ausgewählt wurde und auf die poröse Schicht aufgebracht ist, aufweist.

Das Reinigungsverhalten des Dreiwegekatalysators zum Reinigen von Abgasen hängt stark vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F des Fahrzeugmotor ab. Zum Beispiel ist bei einem Luft-Kraftstoff-Gewichtsverhältnis von größer als 14,6, d. h. bei einer niedrigen Kraftstoffkonzentration (oder auf der Magerseite) die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen hoch (im folgenden wird sich der Einfachheit hierauf als "Mageratmosphäre" bezogen). Dementsprechend sind die Oxidationsreaktionen zum Reinigen bezüglich CO und HC aktiv, jedoch die Reduktionsreaktionen im Hinblick auf die Reinigung bezüglich NOx inaktiv. Andrerseits ist bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von kleiner als 14,6, d. h. bei hoher Kraftstoffkonzentration (oder auf der Fettseite), die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen niedrig (im folgenden wird sich der Einfachheit hierauf als "Fettatmosphäre" bezogen). Dementsprechend sind die Oxidationsreaktionen inaktiv, jedoch die Reduktionsreaktionen aktiv.

Darüber hinaus werden beim Betreiben der Fahrzeuge, insbesondere beim Fahren im Stadtgebiet, diese häufig beschleunigt und verlangsamt. Folglich ändert sich das Luft-Kraftstoffverhältnis im Bereich von Werten benachbart zum stöchiometrischen Punkt (oder dem theoretischen Luft- Kraftstoff-Verhältnis von 14,6) häufig zur Fettseite. Um den Anforderungen an einen niedrigen Kraftstoffverbrauch im Fahrzustand, wie z. B. in den vorstehend genannten Stadtgebieten, gerecht zu werden, ist der Betrieb der Fahrzeuge auf der Magerseite notwendig, bei der dem Motor ein Luft- Kraftstoff-Gemisch mit einem möglichst hohen Sauerstoffüberschuß zugeführt wird. Somit war die Entwicklung eines Katalysators wünschenswert, der zur angemessenen Reinigung bezüglich NOx selbst in Abgasen mit Mageratmosphäre in der Lage ist.

Im Hinblick auf die vorstehend genannten Umstände haben die Anmelder der vorliegenden Erfindung in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) No. 5-317.652 einen neuen Katalysator vorgeschlagen. Bei diesem Katalysator sind ein Erdalkalimetall und Pt auf einen eine poröse Substanz aufweisenden Träger aufgebracht.

Bei diesem neuen Katalysator wird in Abgasen mit Mageratmosphäre NOx, das NO in einer Menge von ungefähr 90 Volumenprozent und als Rest NO&sub2; usw. aufweist, in den Erdalkalimetall-Elementen gespeichert. Insbesondere wird NO durch Pt zu NO&sub2; oxidiert. Das sich ergebende NO&sub2; reagiert mit den Erdalkalimetall-Elementen zur Erzeugung von Erdalkalimetall-Nitraten (z. B. Bariumnitrat Ba(NO&sub3;)&sub2;), wobei diese in den Erdalkalimetall-Elementen gespeichert werden. Wenn sich das Luft-Kraftstoff-Gemisch vom stöchiometrischen Punkt aus zur Fett-Atmosphäre ändert, wird das gespeicherte NO&sub2; von den Erdalkalimetall-Elementen freigegeben und reagiert durch die Wirkung von Pt mit HC, CO und ähnlichen, was sich in den Abgasen befindet. Somit wird NOx reduziert und erfolgt die Reinigung zu N&sub2;. Als Ergebnis weist der Katalysator ein vortreffliches NOx-Reinigungsverhalten in Mageratmosphäre auf.

Anders ausgedrückt liegen NO-Komponenten in großer Menge in NOx, das sich in den Abgasen befindet, vor diese können jedoch nicht direkt an der NOx-Speicherkomponenten (d. h. an Erdalkalimetall usw.) gespeichert werden. Das heißt nach dem Oxidieren der NO-Komponenten zu N&sub2;O durch die Oxidationswirkung des Edelmetall-Katalysator-Bestandteils (d. h. Pt usw.), werden diese schließlich in der NOx- Speicherkomponente gespeichert. Genauer gesagt kann in der NOx-Speicherkomponente NOx nicht durch sich selbst gespeichert werden; eine maximale NOx-Speicherfähigkeit liegt dann vor, wenn sich diese benachbart zum Edelmetallkatalysator-Bestandteil, wie z. B. Pt und ähnlichem, befindet.

Bei der Erzeugung des vorstehend beschriebenen neuen Abgasreinigungskatalysators wird der Edelmetallkatalysator- Bestandteil, z. B. Pt, wie folgt aufgebracht: Es wird ein wabenförmiger monolithischer Träger vorbereitet, der Zellwände und eine poröse, an den Zellwänden befindliche Schicht aus Aluminiumoxid oder ähnlichem aufweist. Dann wird der Träger in eine wäßrige Platin-Dintrodiamin-Lösung mit niedriger Konzentration eingetaucht. Nach einer vorbestimmten Zeit wird der Träger aus der wäßrigen Lösung herausgenommen, getrocknet und kalziniert.

Dementsprechend wird die wäßrige Platin-Dinitrodiamin- Lösung in die poröse Schicht vom Außenabschnitt zum Innenabschnitt in dieser Reihenfolge imprägniert; gleichzeitig wird diese in Poren der porösen Substanz (z. B. Aluminiumoxid) in den Außen- und Innenabschnitt imprägniert. Die Begriffe "Außenabschnitt" und "Innenabschnitt" haben hier die folgende Bedeutung: bei Betrachtung eines Querschnitt der auf die Zellwände des Trägers aufgebrachten, porösen Schicht, bezeichnet "Außenabschnitt" einen Teil der porösen Schicht, der mit den durch den Träger strömenden Abgasen in Berührung steht und der "Innenabschnitt" bezeichnet einen Teil der porösen Schicht, der mit dem Träger in Berührung steht.

Beim vorstehend genannten Einbringen von Pt wird die wäßrige Platin-Dinitrodiamin-Lösung mit niedriger Konzentration in einem Volumen zubereitet, die gleich der Wasserspeicherfähigkeit des Träger oder größer als diese ist. In dem Fall, in dem die poröse Schicht aus Aluminiumoxid besteht, bedeutet "Wasserspeicherfähigkeit" die Gesamtmenge an wäßriger Lösung, die in die Poren von Aluminiumoxid selbst eingebracht werden kann. Wenn Pt auf den Träger in einer Menge von ungefähr 1g bezüglich 1l Träger aufgebracht wird, und wenn die Wasserspeicherfähigkeit des Träger ungefähr 0,21 bezüglich 11 Träger beträgt, enthält die wäßrige Lösung Pt in einer Menge von ungefähr 5g bezüglich 1l wäßriger Lösung.

Somit ist beim vorstehend beschriebenen Einbringen von Pt der Pt-Gehalt niedrig; die wäßrige Lösung wird in großem Volumen zubereitet; Pt ist in der wäßrigen Lösung in niedriger Konzentration enthalten und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß Pt im porösen Träger, der aus Aluminiumoxid, usw. ausgebildet ist, gespeichert wird. Dementsprechend wird ein Hauptteil von Pt sofort am Außenabschnitt gespeichert und auf diesen aufgebracht; im we sentlich liegt kein Pt vor, das auf den Innenabschnitt aufgebracht werden soll. Als Ergebnis ist Pt in einer Verteilung aufgebracht, bei der Pt am Außenabschnitt stärker, am Innenabschnitt weniger stark eingetragen ist.

Andrerseits wird das Erdalkalimetall, z. B. Ba, wie folgt aufgebracht: der Träger mit eingebrachtem Pt wird in eine wäßrige Erdalkalimetall-Verbindungs-Lösung mit hoher Konzentration gebracht, wobei die Erdalkalimetallverbindung beispielsweise Bariumazetat ist. Dann wird der Träger getrocknet und kalziniert, während in diesem die wäßrige Lösung vollständig (z. B. in allen Poren des Aluminiumoxids selbst) enthalten ist. Bei dieser Art von Einbringen des Erdalkalimetalls wird das Erdalkalimetall im wesentlichen gleichmäßig vom Außenabschnitt zum Innenabschnitt der porösen Schicht eingebracht.

Beim Einbringen des Erdalkalimetalls wird die wäßrige Bariumazetat-Lösung mit hoher Konzentration in einem Volumen zubereitet, das im wesentlichen gleich der Wasserspeicherfähigkeit des Trägers ist. Wenn Ba auf den Träger in einer Menge von ungefähr 0,2mol bezüglich einem Liter des Träger eingebracht ist und wenn der Träger die gleiche Wasserspeicherfähigkeit wie vorstehend genannt aufweist, weist die wäßrige Lösung Barium in Metallform in einer Menge von ungefähr 137 g (1mol) bezüglich eines Liters wäßriger Lösung auf.

Die Pt-Einbringung und die Erdalkalimetall-Einbringung unterscheiden sich somit voneinander. Aus dem Unterschied ergibt sich, daß Pt in einer Menge eingebracht wird, die sich vom Außenabschnitt zum Innenabschnitt der porösen Schicht verringert und daß das Erdalkalimetall gleichmäßig vom Außenabschnitt zum Innenabschnitt der porösen Schicht eingebracht ist.

Zusammenfassend kann ausgesagt werden, daß sich im Außenabschnitt der porösen Schicht Pt und das Erdalkalimetall mit hoher Wahrscheinlichkeit treffen. Im Gegensatz dazu treffen sich im Innenabschnitt der porösen Schicht Pt und das Erdalkalimetall mit niedriger Wahrscheinlichkeit; dementsprechend liegt Pt nicht benachbart zum Erdalkali- Element vor. Als Ergebnis kann das Erdalkalimetall am Innenabschnitt nicht in der Lage sein, seine Funktion überhaupt auszuführen. Genauer gesagt kann auf diesem nicht NOx in den Abgasen bei Mageratmosphäre aufgenommen werden. Insbesondere kann aufgrund der fehlenden Speicherung von NOx und der fehlenden Freigabe von NOx keine Reduktions- Reinigungsvorgang ablaufen. Somit kann der vorstehend beschriebene neue Abgasreinigungskatalysator bezüglich dem NOx-Reinigungsverhalten nicht verbessert sein.

Zur Lösung des vorstehend genannten Problems ist eine Erhöhung der Einbringmenge von Pt oder eine Erhöhung der Konzentration von Pt durch Verringerung des Volumens von Wasser in der wäßrigen Platin-Dinitrodiamin-Lösung möglich. Diese Gegenmaßnahmen können jedoch aus den folgenden Gründen nicht ergriffen werden. Und zwar treibt die Erhöhung der Einbringmenge an Pt die Produktionskosten unausweichlich hoch. Da eine Verringerung des Volumens im Wasser zu keiner Änderung des Pt-Gehalts führt und da somit wahrscheinlich ist, daß Pt in der porösen Schicht unverändert gespeichert wird, ist Pt in den Außenabschnitt der porösen Schicht noch in großer Menge eingebracht.

Das Dokument EP0613174 bezieht sich auf einen Katalysator und einen Prozeß zum Reinigen von Abgasen, wobei der Katalysator zumindest zwei Bestandteile offenbart, die nicht gleichmäßig verteilt sind.

Das Dokument EP0562516 bezieht sich auf einen Katalysator und ein Verfahren zum Reinigen von Abgasen und offenbart ein Verbundoxid, das Bariumoxid und Lanthanoxid auf weist. In diesem Bezugsdokument wird Platin nur auf einer oberen Schicht einer Aluminiumschicht getragen, da ein Träger in eine wäßrige Lösung eingetaucht ist.

Das Dokument EP0462593 bezieht sich auf einen Katalysator zum Reinigen von hauptsächlich einer löslichen organischen Fraktion im Abgas von Dieselmotoren bei niedriger Temperatur. Der Katalysator weist ein refraktorisches anorganisches Oxid, zumindest ein Edelmetall, das aus Palladium, Platin und Rhodium ausgewählt wurde, in einem oberen Schichtabschnitt der Katalysator tragenden Schicht auf. In Beispiel 6 wurde Aluminiumoxid in eine wäßrige Lösung mit Platin- und Zer-Bestandteilen eingeführt. Ein Träger wurde in das verarbeitete vorstehend Gemisch mit Platin- und Zer-Bestandteilen eingetaucht. Dann wurde Aluminiumoxid zusammen mit einer wäßrigen Lösung, die Rhodium- und Lanthan-Bestandteile aufweist, gemischt. Der Träger mit dem verarbeiteten Gemisch, das Platin- und Zer- Bestandteile aufweist, wurde in das verarbeitete Gemisch, das Rhodium und Lanthan aufweist, getaucht. Der sich ergebende Träger weist in der oberen Schicht Rhodium auf.

Das Dokument EP0170841 offenbart einen Dreiwegekatalysator mit einem unzureichenden Reinigungsverhalten.

Das Dokument EP0171151 bezieht sich auf einen Dreiwegekatalysator für Mager-Abgassysteme, der Rhodium, Seltenerdoxid und Platin und/oder Palladium aufweist, wobei Rhodium vom Seltenerdoxid getrennt ist, was eine unerwünschte Wechselwirkung zwischen Rhodium und dem Seltenerdoxid verhindert. Platin und/oder Palladium ist beispielsweise auf Gamma-Aluminiumoxid, das mit Seltenerdoxid oder mit Erdalkalioxid stabilisiert ist, dispergiert, wobei die Anwesenheit dieser Oxidstabilisatoren den Phasenübergang von Aluminiumoxid mit höherem Oberflächenbereich zu Alpha- Aluminiumoxid verzögert, so daß der Einschluß des Metallkatalysators und die sich ergebende verringerte Katalysa toraktivität verhindert sind. Das Seltenerdoxid ist bei der Verbesserung der Oxidation von Kohlenmonoxid effektiv.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände getätigt. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Katalysator vorzusehen, bei dem eine NOx-Speicherkomponente (z. B. ein Erdalkalimetall, usw.) auf einer porösen Schicht gleichmäßig aufgebracht ist und ein Edelmetallkatalysator-Bestandteil (z. B. Pt, usw.) in einer solchen Weise aufgebracht ist, daß sich dieser benachbart zur gleichmäßig eingebrachten NOx-Speicherkomponente befindet, wodurch die NOx-Speicher- und Freigabefähigkeit der NOx-Speicherkomponente, die nicht angemessen genutzt wurde, vollständig genutzt wird und dadurch nachfolgend das NOx-Reinigungsverhalten verbessert wird.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung können die vorstehend genannten Probleme durch einen Katalysator nach Anspruch 1 und durch Verfahren nach den Ansprüche 15, 18, 19 und 20 gelöst werden. Weitere Ausführungsbeispiel sind in den Unteransprüchen offenbart. Ein Katalysator zum Reinigen von Abgasen, der den Hintergrund der vorliegenden Erfindung und auch Aspekte der Erfindung darstellt, weist auf:

einen hitzebeständigen Träger,

eine poröse Schicht, die auf den hitzebeständigen Träger aufgebracht ist,

einen Edelmetallkatalysator-Bestandteil, der auf die poröse Schicht aufgebracht ist, und

eine NOx-Speicherkomponente, die zumindest ein Element aufweist, das aus der Gruppe aus Erdalkalimetallen, Seltenerdelementen und Alkalimetallen ausgewählt wurde, und die auf die poröse Schicht aufgebracht ist,

wobei der Edelmetall-Katalysator-Bestandteil und die NOx-Speicherkomponente zueinander benachbart angeordnet sind und in der porösen Schicht gleichmäßig dispergiert sind.

Bei einem solchen Katalysator sind der Edelmetallkatalysator-Bestandteil und der NOx-Speicherbestandteil in einer solchen Weise aufgebracht, daß diese zueinander benachbart vorgesehen sind und daß diese vom Außenabschnitt zum Innenabschnitt in der porösen Schicht gleichmäßig dispergiert sind.

Somit wird beim Verwandeln der Atmosphäre der Abgase in Mageratmosphäre NO, das einen Hauptteil von NOx in den Abgasen einnimmt, als erstes durch den Edelmetallkatalysator-Bestandteil am Außenabschnitt der porösen Schicht zu. NO&sub2; oxidiert und gleichzeitig in der NOx-Speicherkomponente gespeichert, die sich benachbart zum Edelmetallkatalysator- Bestandteil befindet.

Ferner gelangt NO ebenfalls in den Innenabschnitt des porösen Schicht und wird dabei durch den Edelmetallkatalysator-Bestandteil, der in gleicher Weise auf den Innenabschnitt aufgebracht ist, zu NO&sub2; oxidiert. Gleichzeitig wird NO&sub2; in der NOx-Speicherkomponente gespeichert, die sich benachbart zum Edelmetallkatalysator-Bestandteil befindet.

Ferner wird, wenn die Atmosphäre der Abgase vom stöchiometrischen Punkt zur Fett-Atmosphäre geändert wird, das gespeicherte NO&sub2; von der NOx-Speicherkomponente freigesetzt. Dann reagiert des freigesetztes NO&sub2; durch die Wirkung des Edelmetallkatalysator-Bestandteils, der sich benachbart zur NOx-Speicherkomponente befindet, mit HC und CO, die in den Abgasen vorliegen, und wird dadurch verringert und es findet eine Reinigung zu N&sub2; statt.

Auf diese Weise ist es möglich, die NOx-Speicher- und Freigabe-Eigenschaften der NOx-Speicherkomponente, die nicht nur auf den Außenabschnitt der porösen Schicht sondern auch auf den Innenabschnitt von dieser aufgebracht ist, vollständig sicherzustellen. Dementsprechend kann der Katalysator eine hohe NOx-Umwandlung aufweisen.

Außerdem ist es vorzuziehen, zumindest eines der Elemente Pt und Pd vom Außenabschnitt zum Innenabschnitt in der porösen Schicht gleichmäßig aufzubringen und ferner Rh auf den Außenabschnitt in großer Menge aufzubringen. Diese optionale Anordnung wird aufgrund der folgenden Gründe entwickelt: Rh ist Pt oder Pd bezüglich des Reduktions- Reinigungsverhaltens überlegen. Wenn sich die Atmosphäre der Abgase vom stöchiometrischen Punkt zu Fett-Atmosphäre ändert, können die Reduktionsreaktionen zwischen NOx (das in den Abgasen vorliegt) und HC oder CO (die in den Abgasen vorliegen) und die Reduktionsreaktionen zwischen NO&sub2; (von der NOx-Speicherkomponente freigesetzt) zwischen HC oder CO (die in den Abgasen vorliegen) durch das Aufbringen von Rh auf den Außenabschnitt der porösen Schicht erleichtert werden, wobei Rh mit NOx, HC und CO mit hoher Wahrscheinlichkeit in Berührung gelangt.

Bezüglich des hitzebeständigen Trägers ist es möglich, zumindest ein Elemente aus der Gruppe, die aus einem monolithischen Träger aus Cordierit und einem metallischen Träger besteht, auszuwählen.

Bezüglich der porösen Schicht ist es möglich, zumindest ein Element aus der Gruppe aus Aluminiumoxid, Zeolith, Zirkonium, Silika-Aluminiumoxid, Silika und den Kombinationen von diesen auszuwählen.

Bezüglich des Edelmetallkatalysatorbestandteils ist es möglich, zumindest ein Element aus der Gruppe aus Pt, Rh und Pd auszuwählen.

Bezüglich den Erdalkalimetallen, die die NOx-Speicherkomponente bilden, ist es möglich, zumindest ein Erdalkalimetall aus der Gruppe aus Barium (Ba), Strontium (Sr) und Kalzium (Ca) auszuwählen.

Bezüglich den Seltenerd-Elementen, die die NOx-Speicherkomponente bilden, ist es möglich zumindest ein Seltenerdelements aus der Gruppe aus Lanthan (La), Yttrium (Y) und Zer (Ce) auszuwählen. Sofern nicht anders angegeben bezieht sich der Begriff "Seltenerdelemente" hier nicht nur auf die chemischen Elemente mit den Ordnungszahlen 58 bis 71, sondern auch auf &sub3;&sub9;Y und &sub5;&sub7;La.

Bezüglich den Alkalimetallen, die die NOx-Speicherkomponente bilden, ist es möglich, zumindest ein Alkalimetall aus der Gruppe aus Lithium (Li), Kalium (K) und Natrium (Na) auszuwählen.

Bezüglich der Aufbringmenge des Edelmetall-Katalysator- Bestandteils ist es zu bevorzugen, den Edelmetallkatalysator-Bestandteil in einer Menge von 0,1 bis 10,0 Gramm, vorzugsweise von 0,5 bis 3,0 Gramm bezüglich eines Liters hitzebeständigem Träger aufzubringen. Wenn zumindest zwei Edelmetallkatalysator-Bestandteile zusammen aufgebracht werden, werden diese vorzugsweise zusammen in einer kombinierten Menge von 0,1 bis 10,0 Gramm, vorzugsweise von 0,5 bis 3,0 Gramm, bezüglich eines Liters hitzebeständigem Träger aufgebracht. Wenn die Aufbringmenge unterhalb von 0,1 Gramm bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers liegt, können die sich ergebenden Katalysatoren keine ausreichende Katalysatoraktivität aufweisen. Wenn die Aufbringmenge mehr als 10,0 Gramm bezüglich eines Liters hitzebeständigem Träger liegt, ist das Kornwachstum der Edelmetallkatalysatorbestandteile durch die Erhöhung der Aufbringmenge von diesen erleichtert; ein solches Aufbringen trägt nicht zur Verbesserung der katalytischen Aktivi tät in den sich ergebenden Katalysatoren bei, sondern treibt die Herstellungskosten der sich ergebenden Katalysatoren hoch. Insbesondere ist eine Aufbringmenge, wenn diese in den Bereich von 0,5 bis 3,0 Gramm bezüglich eines Liters hitzebeständigem Träger, im Hinblick auf die katalytische Aktivität beim vorliegenden Katalysator und im Hinblick auf die Produktionskosten des vorliegenden Katalysators zu bevorzugen.

Bezüglich der Aufbringmenge der NOx-Speicherkomponente ist es zu bevorzugen, die NOx-Speicherkomponente in einer Menge von 0,05 bis 10,0 mol, vorzugsweise von 0,05 bis 1,0 mol bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufzubringen. Wenn zumindest zwei der NOx-Speicherkomponenten zusammen aufgebracht werden, werden diese in einer gemeinsamen Menge von 0,05 bis 10,0 mol, vorzugsweise von 0,05 bis 1,0 mol bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht. Wenn die Aufbringmenge weniger als 0,05 mol bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers beträgt, können die sich ergebenden Katalysatoren kein ausreichendes NOx-Reinigungsverhalten aufweisen. Wenn die Aufbringmenge größer als 10,0 mol bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers beträgt, kann eines solche Aufbringmenge den Oberflächenbereich der porösen Schicht verschlechtern.

Somit addieren sich in dem Fall, in dem die Abgase Mager-Atmosphäre aufweisen, die Reduktions-Reinigungsfähigkeit des Edelmetallkatalysator-Bestandteils am Innenabschnitt der porösen Schicht und die NOx-Speicherfähigkeit der NOx-Speicherkomponente, die auf diesen aufgebracht ist, zu der Reduktions-Reinigungsfähigkeit des Edelmetallkatalysator-Bestandteils, der auf den Außenabschnitt aufgebracht ist, und der NOx-Speicherfähigkeit der NOx-Speicherkomponente, die auf diesen aufgebracht ist. In ähnlicher Weise addieren sich, wenn die Atmosphäre der Abgase vom stöchiometrischen Punkt zur Fett-Atmosphäre geändert werden, die Reduktions-Reinigungsfähigkeit des Edelmetallkatalysator- Bestandteils, der auf den Innenabschnitt aufgebracht ist, und die NOx-Freisetzfähigkeit der NOx-Speicherkomponente, die auf diesen aufgebracht ist, jeweils zur Reduktions- Reinigungsfähigkeit des Edelmetallkatalysator-Bestandteils, der auf den Außenabschnitt aufgebracht ist, und zur NOx- Freigabefähigkeit der NOx-Speicherkomponente, die auf diesen aufgebracht ist. Daher kann der Abgas-Reinigungskatalysator bezüglich der NOx-Umwandlung verbessert werden.

Außerdem kann beim Aufbringen von Rh auf den Außenabschnitt der porösen Schicht der vorliegende Abgas-Reinigungskatalysator bezüglich der NOx-Umwandlung weiter verbessert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine umfassende der vorliegenden Erfindung und von vielen ihrer Vorteile ist unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen und den detaillierten Erläuterungen möglich, die alle Teil der Offenbarung sind:

Fig. 1 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Hauptabschnitts eines Abgas-Reinigungskatalysators eines bevorzugten Ausführungsbeispiels entsprechend der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptabschnitts eines Abgas-Reinigungskatalysators eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Nach der Beschreibung der vorliegenden Erfindung im allgemeinen kann eine besseres Verständnis der Erfindung unter Bezugnahme auf die spezifischen bevorzugten Ausführungsbeispiele erhalten werden, die hier nur zum Zweck der Erläuterung vorgesehen sind und mit denen keine Begrenzung des Schutzbereiches der beiliegenden Ansprüche beabsichtigt wird.

Erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel

Als erstes wurde ein Aluminiumoxidpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 10 Mikrometern einer wäßrigen Platin-Dinitrodiamin-Lösung zugegeben, um eine Vermischung zu erreichen. Nach dem Rühren des Gemischs wurde das Aluminuimoxidpulver getrocknet und kalziniert, wodurch ein Aluminiumoxidpulver erhalten wurde, auf das Pt aufgebracht ist.

Ferner wurde das sich ergebende Aluminiumoxidpulver, auf das Pt aufgebracht ist, einer wäßrigen Bariumazetatlösung zugegeben, um eine Vermischung zu erreichen. Nach dem Rühren des Gemischs wurde Aluminiumoxidpulver getrocknet und kalziniert, wodurch ein Aluminiumoxidpulver vorgesehen wurde, auf das Pt und Ba aufgebracht sind.

Dann wurden 500 Gramm Aluminiumoxidpulver, auf das Pt und Ba aufgebracht sind, 150 c.c. Wasser und 350 Gramm Aluminiumoxid-Sol, das Aluminiumoxid in einer Menge von 10 Gewichtsprozent enthält, gerührt, um ein Mischen vorzunehmen, wodurch ein Beschichtungsschlamm vorgesehen wurde.

Schließlich wurde ein Vielzahl von wabenförmigen monolithischen Trägern aus Cordierit mit einem Volumen von 1,3 Liter in den Schlamm getaucht. Nach dem Herausnehmen des jeweiligen Trägers aus dem Schlamm wurde jeder abgeblasen, um den überflüssigen Schlamm wegzublasen. Dann wurde jeder der Träger bei 80ºC eine Stunde lang getrocknet; jeder von diesen wurde bei 500ºC eine Stunde lang kalziniert, wodurch Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 1 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels erzeugt wurden. Der Prozeß zum Aufbringen von Pt und Ba entsprechend dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend als Aufbringprozeß "A" bezeichnet.

In Fig. 1 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptabschnitt des Abgasreinigungskatalysators Nr. 1 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt. Dieser Abgasreinigungskatalysator Nr. 1 weist einen Träger 1 mit einer Zellwand 2, eine poröse Schicht 3, die auf die Oberfläche der Zellwand 2 aufgetragen ist und Pt und Ba auf, die mit 4 bzw. 5 bezeichnet sind. Pt (Bezugszeichen 4) und Ba (Bezugszeichen 5) sind auf die poröse Schicht 3 aufgebracht und in dieser gleichmäßig dispergiert.

Beim Abgasreinigungskatalysator Nr. 1 wurde die poröse Schicht 3 in einer Menge von 100 g bezüglich eines Liters Träger 1 ausgebildet. Wie es in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefaßt wurde, wurde beim Abgasreinigungskatalysator Nr. 1 Pt in einer Menge von 1 Gramm bezüglich eines Liters Träger aufgebracht; Ba wurde in einer Menge von 0,2 mol bezüglich eines Liters Träger aufgebracht.

Ferner wurden, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist, Abgasreinigungskatalysatoren 2, 3, 6 und 7 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels in gleicher Weise hergestellt, indem die NOx-Speicherkomponenten und die Edelmetallkatalysatorbestandteile durch die vom Abgasreinigungskatalysator Nr. 1 ersetzt wurden und ihre Aufbringmengen geändert wurden.

b. A. b. =bevorzugtes Ausführungsbeispiel;

Vergl. bsp. Wergleichsbeispiel

Ferner wurden Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 9 bis 13 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels in folgender Weise hergestellt. Das heißt fünf Abgasreinigungskatalysatoren des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels (z. B. die Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 1, 2, 3, 6 und 8) wurden eine Stunde lang in eine wäßrige Rhodiumnitratlösung getaucht. Nach dem Herausnehmen der Katalysatoren aus der Lösung wurde jeder abgeblasen, um überschüssige Lösung wegzublasen. Im Anschluß wurde jeder der Katalysatoren eine Stunde lang bei 80ºC getrocknet; jeder wurde eine Stunde lang bei 250ºC kalziniert; dadurch wurden Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 9 bis 13 erzeugt.

Somit wird, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, bei den Abgasreinigungskatalysatoren 9 bis 13 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels Rh (mit dem Bezugszeichen 8) in einem Außenabschnitt 6 der porösen Schicht 3 gespeichert und auf diesen aufgebracht. Fig. 2 stellt schematisch einen vergrößerten Querschnitt eines Hauptabschnitts der Abgasreinigungskatalysatoren 9 bis 13 dar.

Zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel

Als erstes wurden 500 Gramm Aluminiumoxidpulver, 150 c.c. Wasser und 350 Gramm Aluminiumoxid-Sol, das Aluminiumoxid in einer Menge von 10 Gewichtsprozent aufweist, gerührt, um ein Mischen vorzunehmen, wodurch ein Beschichtungsschlamm vorgesehen wurde.

Dann wurde eine Vielzahl von wabenförmigen Trägern aus Cordierit mit einem Volumen von 1,3 Liter in den Schlamm getaucht. Nach dem Herausnehmen der Träger aus dem Schlamm wurde jeder von diesen abgeblasen, um den überschüssigen Schlamm wegzublasen. Im Anschluß wurde jeder der Träger eine Stunde lang bei 80ºC getrocknet; jeder von diesen wurde eine Stunde lang bei 500ºC kalziniert, wodurch eine poröse Schicht auf diesem ausgebildet wird.

Schließlich wurden vorbestimmte Mengen an Platin-Dinitrodiamin und Kaliumnitrat in destilliertem Wasser aufgelöst, das in einem Volumen vorgesehen wurde, das im wesentlichen gleich der Wasseradsorptionsmenge des Trägers ist, wodurch eine Mischlösung zum Durchtränken vorbereitet wurde. Jeder Träger mit der porösen Schicht wurde mit der gemischten Lösung durchtränkt. Im Anschluß wurde jeder der Träger eine Stunde lang bei 80ºC getrocknet und eine Stunde lang bei 250ºC kalziniert, wodurch Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 4 des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels erzeugt wurden.

Bei diesem Aufbringprozeß wurden Dinitrodiamin und das Kaliumnitrat in den Poren der porösen Schicht unter Verwendung der gemischten Lösung mit hoher Konzentration gespeichert. Dementsprechend konnten Dinitrodiamin und Kaliumnitrat in wesentlichen gleichmäßig in der porösen Schicht dispergiert werden. Auf den Aufbringprozeß von Pt und K entsprechend dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird sich nachfolgend aus Aufbringprozeß "B" bezogen.

Ferner wurden, wie es in Tabelle 1 dargestellt ist, Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 5 und 8 des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels in ähnlicher Weise durch Ersetzen der NOx-Speicherkomponenten und der Edelmetallkatalysator-Bestandteile durch die des Abgasreinigungskatalysators Nr. 4 und durch Änderung ihrer Aufbringmengen erzeugt.

Ferner wurden Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 18 bis 20 des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels in folgender Weise erzeugt. Genauer gesagt wurden drei Abgasreinigungskatalysatoren des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels (z. B. Abgasreinigungskatalysatoren 4, 5 und 8) eine Stunde lang in eine wäßrige Rhodiumnitratlösung getaucht. Nach dem Herausnehmen der Katalysatoren aus der Lösung wurde jeder von diesen abgeblasen, um die überschüssige Lösung wegzublasen. Im Anschluß wurde jeder der Katalysatoren eine Stunde lang bei 80ºC getrocknet und eine Stunde lang bei 250ºC kalziniert, wodurch Rh in Außenabschnitten der porösen Schicht gespeichert und auf diese aufgebracht wird. Drei Abgasreinigungskatalysatoren, genauer gesagt Nr. 18 bis 20 wurden auf diese Weise erzeugt.

Drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel

Als erstes wurde Aluminiumoxidpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 10 Mikrometern einer wäßrigen Platin-Dinitrodiamin-Lösung zugegeben, um diese zu vermischen. Nach dem Rühren des Gemischs wurde das Aluminiumoxidpulver getrocknet und kalziniert, wodurch ein Aluminiumoxidpulver erzeugt wurde, auf das Pt aufgebracht ist.

Ferner wurden 500 Gramm des sich ergebenden Aluminiumoxidpulvers mit aufgebrachtem Pt, 150 c.c. Wasser und 350 Gramm Aluminiumoxid-Sol, das Aluminiumoxid in einer Menge von 10 Gewichtsprozent aufweist, gerührt, um ein Mischen zu erreichen, wodurch ein Beschichtungsschlamm vorgesehen wurde.

Dann wurde eine Vielzahl von wabenförmigen monolithischen Trägern aus Cordierit mit einem Volumen von 1,3 Liter in den Schlamm getaucht. Nach dem Herausnehmen von jedem der Träger aus dem Schlamm wurde diese jeweils abgeblasen, um überschüssigen Schlamm wegzublasen. Im Anschluß wurde jeder Träger eine Stunde lang bei 80ºC getrocknet und jeder eine Stunde lang bei 500ºC kalziniert, wodurch ein poröser Träger ausgebildet wurde, auf den Pt gleichmäßig aufgebracht ist.

Schließlich wurde eine wäßrige Bariumazetat-Lösung zubereitet. Die Lösung wurde in einem Volumen zubereitet, das im wesentlichen gleich der Wasseradsorptionmenge des Trägers war und Ba in einer vorbestimmten Menge aufwies. Jeder Träger mit der porösen Schicht wurde mit der Lösung durchtränkt. Im Anschluß wurde jeder der Träger eine Stunde lang bei 80ºC getrocknet und eine Stunde lang bei 500ºC kalziniert, wodurch Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 14 des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels erzeugt wurden. Auf den Prozeß zum Aufbringen von Pt und Ba entsprechend dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird sich nachfolgend auf den Aufbringprozeß "C" bezogen.

In ähnlicher Weise, wie es in Tabelle 1 dargestellt ist, wurden Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 15 bis 17 des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels in ähnlicher Wasser durch Ersetzen der NOx-Speicherkomponenten und der Edelmetallkatalysatorbestandteile durch die des Abgasreinigungskatalysators Nr. 14 und Ändern ihrer Aufbringmengen erzeugt.

Vergleichsbeispiel

Als erstes wurden 500 Gramm Aluminiumoxidpulver, 150 c.c. Wasser und 350 Gramm Aluminiumoxid-Sol, das Aluminiumoxid in einer Menge von 10 Gewichtsprozent aufweist, gerührt, um ein Mischen vorzunehmen, wodurch ein Beschichtungsschlamm vorgesehen wurde.

Dann wurde eine Vielzahl von wabenförmigen Trägern aus Cordierit mit einem Volumen von 1,3 Liter in den Schlamm getaucht. Nach dem Herausnehmen der Träger aus dem Schlamm wurde jeder von diesen abgeblasen, um den überschüssigen Schlamm wegzublasen. Im Anschluß wurde jeder der Träger eine Stunde lang bei 80ºC getrocknet und eine Stunde lang bei 500ºC kalziniert, um dadurch eine poröse Schicht auf dieser auszubilden.

Dann wurde jeder der Träger mit der porösen Schicht eine Stunde lang in 1,5 Liter gemischte Lösung, die das Platin-Dinitrodiamin und das Rhodiumnitrat aufweist, einge taucht. Nach dem Herausnehmen von jedem der Träger aus der gemischten Lösung, wurde jeder abgeblasen, um die überschüssige gemischte Lösung wegzublasen. Im Anschluß wurde jeder der Träger eine Stunde lang bei 80ºC getrocknet und eine Stunde lang bei 500ºC kalziniert, wodurch Pt und Rh auf diese aufgebracht wurden.

Schließlich wurde jeder der Träger, auf den Pt und Rh aufgebracht war, mit einer wäßrigen Bariumazetatlösung in der gleichen Weise wie beim dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel durchtränkt. Im Anschluß wurde jeder der Träger eine Stunde lang bei 80ºC getrocknet und jeder eine Stunde lang bei 500ºC kalziniert, wodurch Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 21 des Vergleichsbeispiels hergestellt wurden. Auf den Prozeß zum Aufbringen von Pt, Rh und Ba entsprechend dem Vergleichsbeispiel wird sich nachfolgend als Aufbringprozeß "D" bezogen.

In ähnlicher Weise wurden, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist, Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 22 und 23 des Vergleichsbeispiels erzeugt, indem die NOx-Speicherkomponenten und die Edelmetallkatalysator-Bestandteile durch die des Abgasreinigungskatalysators Nr. 21 ersetzt wurden und ihre Aufbringmenge geändert wurden.

Außerdem wurden mit der Ausnahme, daß Rhodiumnitrat als erstes auf ein Aluminiumoxidpulver aufgebracht wurde, indem eine gemischte wäßrige Lösung mit Platindinitrodiamin und Rhodiumnitrat verwendet wird, Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 24 des Vergleichsbeispiels auf die gleichen Weise wie Abgasreinigungskatalysatoren Nr. 9 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels vorbereitet.

Prüfung und Bewertung

Jeder der Katalysatoren Nr. 1 bis 20 des ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie die Kataly satoren Nr 21 bis 24 des Vergleichsbeispiels wurden einer EPMA (Elektronenstrahl-Mikroanalyse) unterzogen, um zu untersuchen, wie die Edelmetallkatalysatorbestandteile und die-NOx-Speicherkomponenten in der porösen Schicht verteilt waren. Als Ergebnis waren in den Katalysatoren Nr. 1 bis 20 des ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels die Edelmetallkatalysator-Bestandteile (z. B. Pt und Pd) und die NoxSpeicherkomponente in den porösen Schichten gleichmäßig verteilt und dispergiert; Rh war in den Außenabschnitten stark verteilt. Somit waren bei den Katalysatoren Nr. 1 bis 20 des ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels die Edelmetallkatalysator-Bestandteile und die NOx-Speicherkomponenten in einem der Zustände von Fig. 1 und 2 aufgebracht. Andererseits waren bei den Katalysatoren Nr. 21 bis 24 des Vergleichsbeispiels, obwohl die NOx-Speicherkomponenten in den porösen Schichten gleichmäßig verteilt waren, alle Edelmetallkatalysatorbestandteile (z. B. Pt, Pd und Rh) in den Außenabschnitten stark verteilt, um abweichende Verteilungen aufzuweisen.

Darüber hinaus wurde jeder der Katalysatoren 1 bis 20 des ersten bis dritten Ausführungsbeispiel sowie die Katalysatoren Nr. 21 bis 24 des Vergleichsbeispiels einer Abgasleitung eines realen Fahrzeugs angeordnet, das mit einem Magermotor bzw. einem lean burn engine ausgerüstet war. Der Magermotor hatte eine Hubraum von 1,6 Litern. Das Fahrzeug wurde in der Betriebsart "Stadtverkehr" betrieben, wobei die Umwandlung von HC, CO und NOx bei den Katalysatoren überprüft wurde. Die Ergebnisse der Überprüfung wurde in den Spalten "Anfangsumwandlung" in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Nach der vorstehend genannten Überprüfung wurde jeder der Katalysatoren 1 bis 20 des ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie die Katalysatoren 21 bis 24 des Vergleichsbeispiels einem Prüfstandversuch bezüglich Dauerhaftigkeit unterzogen, bei dem der gleiche Typ von Motor wie vorstehend beschrieben verwendet wurde. Genauer gesagt wurde jeder von diesen in einer Abgasleitung des Motors vorgesehen; dann wurde der Motor 50 Stunden lang bei einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F von 18 betrieben, während die Temperatur des Abgases, das in diese eingeführt wurde, auf 650ºC geregelt wurde. Nach dem Prüfstandversuch wurde jeder erneut in der Abgasleitung des realen Fahrzeugs angeordnet. Das Fahrzeug wurde in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben betrieben, wobei die Katalysatoren bezüglich der Umwandlung von HC, CO und NOx untersucht wurden. Die Ergebnisse der Überprüfung sind in den Spalten "Umwandlung nach Dauerhaftigkeitstest" in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Wie Tabelle 1 entnehmbar ist, waren die Katalysatoren 1 bis 20 des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels bezüglich den Katalysatoren 21 bis 24 des Vergleichsbeispiels im Hinblick auf die NOx-Umwandlung verbessert. Somit ist es ersichtlich, daß durch das Einbringen eines Edelmetallkatalysator-Bestandteils und einer NOx-Speicherkomponente in einer solchen Weise, daß eine gleichmäßige Dispergierung in einer porösen Schicht vorliegt, ein Abgasreinigungskatalysator bezüglich der anfänglichen NOx-Umwandlung und der NOx-Umwandlung nach dem Dauerhaftigkeitstests verbessert werden kann.

Darüber hinaus ist es ersichtlich, daß durch das Aufbringen von Rh auf einen Außenabschnitt einer porösen Schicht, ein Abgasreinigungskatalysator bezüglich der NOx- Umwandlung weiter verbessert werden kann.


Anspruch[de]

1. Katalysator zum Reinigen von Abgasen, der aufweist:

einen hitzebeständigen Träger,

eine poröse Schicht, die auf den hitzebeständigen Träger aufgetragen ist,

einen Edelmetallkatalysator-Bestandteil, der auf die poröse Schicht aufgebracht ist und aus der Gruppe aus Pt oder Pd und Rh zum Oxidieren von NO im Abgas zu NO&sub2; und für die Reaktion von NO&sub2; mit HC, CO und ähnlichem im Abgas ausgewählt wurde, und

eine NOx-Speicherkomponente, die zumindest ein Elementaufweist, das aus der Gruppe aus Erdalkalimetallen, Seltenerdelementen mit der Ausnahme von Zer und Alkalimetallen ausgewählt wurde und auf die poröse Schicht in einer Menge von 0,05 bis 10,0 mol bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht ist,

wobei die poröse Schicht einen Innenabschnitt, der mit dem hitzebeständigen Träger in Berührung steht, und einen Außenabschnitt, der sich auf dem Innenabschnitt befindet; aufweist,

wobei der Edelmetallkatalysator-Bestandteil und die NOx- Speicherkomponente benachbart zueinander angeordnet sind, um einander mit hoher Wahrscheinlichkeit zu treffen, wobei die NOx-Speicherkomponente in der porösen Schicht gleichmäßig dispergiert ist,

zumindest eines der Elemente Pt und Pd vom Außenabschnitt zum Innenabschnitt in der porösen Schicht gleichmäßig dispergiert ist, und

Rh auf den Außenabschnitt der porösen Schicht in großer Menge bezüglich dem Innenabschnitt aufgebracht ist.

2. Katalysator nach Anspruch 1, wobei der hitzebeständige Träger zumindest ein Element aufweist, das aus der Gruppe aus monolithischem Träger aus Cordierit und einem metallischen Träger ausgewählt wurde.

3. Katalysator nach Anspruch 1, wobei die poröse Schicht zumindest ein Element aufweist, das aus der Gruppe aus Aluminiumoxid, Zeolith, Zirkonium, Silika-Aluminiumoxid, Silika und Kombinationen von diesen ausgewählt wurde.

4. Katalysator nach Anspruch 1, wobei die NOx-Speicherkomponente zumindest ein Erdalkalimetall ist, das aus der Gruppe aus Barium (Ba), Strontium (Sr) und Kalzium (Ca) ausgewählt wurde.

5. Katalysator nach Anspruch 1, wobei die NOx-Speicherkomponenten zumindest ein Seltenerdelement ist, das aus der Gruppe aus Lanthan (La) und Yttrium (Y) ausgewählt wurde.

6. Katalysator nach Anspruch 1, wobei die NOx-Speicherkomponente zumindest ein Alkalimetall ist, das aus der Gruppe aus Lithium (Li), Kalium (K) und Natrium (Na) ausgewählt wurde.

7. Katalysator nach Anspruch 1, wobei die NOx-Speicherkomponente in einer Menge aufgebracht ist, die zum Speichern von Stickstoffoxid (NOx) in den Abgasen wirksam sind, deren Sauerstoffkonzentrationen am stöchiometrischen Punkt oder auf einen Wert liegen, der höher ist, als es zum Oxidieren von Kohlenmonoxid (C0) und Kohlenwasserstoffen (HC) erforderlich ist.

8. Katalysator nach Anspruch 7, wobei die NOx-Speicherkomponente in einer Menge von 0,05 bis 1,0 mol bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht ist.

9. Katalysator nach Anspruch 1, wobei zumindest zwei der NOx-Speicherkomponenten kombiniert in einer kombinierten Menge aufgebracht sind, die zum Speichern von NOx in den Abgasen wirksam ist, deren Sauerstoffkonzentrationen am stöchiometrischen Punkt oder auf einen Wert liegen, der höher ist, als es zum Oxidieren von CO und HC erforderlich ist.

10. Katalysator nach Anspruch 9, wobei zumindest zwei der NOx-Speicherkomponenten kombiniert in einer kombinierten Menge von 0,05 bis 10,0 bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Träger aufgebracht sind.

11. Katalysator nach Anspruch 10, wobei zumindest zwei der NOx-Speicherkomponenten kombiniert in einer kombinierten Menge von 0,05 bis 1,0 mol bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht sind.

12. Katalysator nach Anspruch 1, wobei der Edelmetallkatalysator-Bestandteil in einer Menge aufgebracht ist, die zum Reinigen bezüglich NOx, CO und HC in den Abgasen wirksam ist, deren Sauerstoffkonzentrationen am stöchiometrischen Punkt oder auf einen Wert liegen, der höher ist, als es zum Oxidieren von CO und HC erforderlich ist.

13. Katalysator nach Anspruch 12, wobei der Edelmetallkatalysator-Bestandteil in einer Menge von 0,1 bis 10 Gramm bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht ist.

14. Katalysator nach Anspruch 13, wobei der Edelmetallkatalysator-Bestandteil in einer Menge von 0,5 bis 3,0 Gramm bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht ist.

15. Katalysator nach Anspruch 1, wobei zumindest zwei der Elemente kombiniert in einer kombinierten Menge aufgebracht sind, die zum Reinigen bezüglich NOx, CO und HC in den Abgasen wirksam ist, deren Sauerstoffkonzentrationen am stöchiometrischen Punkt oder auf einen Wert liegen, der höher ist, als es zum Oxidieren von CO und HC erforderlich ist.

16. Katalysator nach Anspruch 15, wobei zumindest zwei der Elemente kombiniert in einer kombinierten Menge von 0,1 bis 10,0 Gramm bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht sind.

17. Katalysator nach Anspruch 16, wobei zumindest zwei der Elemente kombiniert in einer kombinierten Menge von 0,5 bis 3,0 Gramm bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht sind.

18. Verfahren zum Herstellen eines Katalysators nach Anspruch 1, wobei vor dem Beschichten des hitzebeständigen Trägers mit der porösen Schicht zumindest ein Edelmetallkatalysator-Bestandteil, der aus der Gruppe aus Pt und Pd ausgewählt wurde, auf die poröse Schicht aufgebracht wird, um in dieser gleichmäßig zu dispergieren.

19. Verfahren zum Herstellen eines Katalysators nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Edelmetallkatalysator-Bestandteil, der aus der Gruppe aus Pt und Pd ausgewählt wurde, auf die poröse Schicht aufgebracht wird, indem der hitzebeständige Träger mit der aufgebrachten porösen Schicht in eine wäßrige Lösung des Edelmetallkatalysator- Bestandteils eingetaucht wird, die in eine Volumen zubereitet wird, das gleich der Wasserspeicherfähigkeit des hitzebeständigen Trägers mit der auf diesen aufgebrachten porösen Schicht oder weniger als diese ist, und indem eine Trocknung ausgeführt wird.

20. Verfahren zum Reinigen von Abgas eines Magermotors, das Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickstoffoxide aufweist, indem das Abgas eines Magermotors mit einem Abgasreinigungskatalysator in Berührung gebracht wird, der aufweist:

einen hitzebeständigen Träger,

eine poröse Schicht, die auf den hitzebeständigen Träger aufgebracht ist,

einen Edelmetallkatalysator-Bestandteil, der auf die poröse Schicht in einer Menge von 0,1 bis 10,0 Gramm bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht ist, und

eine NOx-Speicherkomponente mit zumindest einem Element, das aus der Gruppe aus Erdalkalimetallen, Seltenerdelementen mit der Ausnahme von Zer und Alkalimetallen ausgewählt wurde und auf die poröse Schicht in einer Menge von 0,05 bis 10,0 mol bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht ist,

wobei der Edelmetallkatalysator-Bestandteil und die NOx- Speicherkomponente benachbart zueinander angeordnet sind, um einander mit hoher Wahrscheinlichkeit zu treffen, und vom Außenabschnitt zum Innenabschnitt in der porösen Schicht gleichmäßig dispergiert sind,

wobei

(1) bei Mageratmosphäre, bei der die Sauerstoffkonzentrationen am stöchiometrischen Punkt, der zum Oxidieren der Oxidierkomponenten im Abgas erforderlich ist, oder oberhalb von diesem liegen, Stickstoffoxide im Abgas durch den Edelmetallkatalysator-Bestandteil oxidiert werden und in der NOx-Speicherkomponente gespeichert werden,

(2) unter einer Reduktionsatmosphäre, bei der ein Luft- Kraftstoff-Verhältnis von mager zu fett eingestellt wird, wodurch eine Reduktionsatmosphäre vorgesehen wird, bei der die Sauerstoffkonzentrationen des Abgases niedriger als der stöchiometrische Punkt liegen, Stickstoffoxide, die in der NOx-Speicherkomponente gespeichert sind, freigesetzt werden und durch Reaktion mit Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid im Abgas chemisch reduziert werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der hitzebeständige Träger zumindest ein Element aus der Gruppe aus monolithischem Träger aus Cordierit und metallischem Träger ausgewählt wurde.

22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die poröse Schicht zumindest ein Element aus der Gruppe aus Aluminiumoxid, Zeolith, Zirkonium, Silika-Aluminiumoxid, Silika und Kombinationen von diesen aufweist.

23. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die NOx-Speicherkomponente zumindest ein Erdalkalimetall ist, das aus der Gruppe aus Barium (Ba), Strontium (Sr) und Kalzium (Ca) ausgewählt wurde.

24. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die NOx-Speicherkomponente zumindest ein Seltenerdelement ist, das aus der Gruppe aus Lanthan (La) und Yttrium (Y) ausgewählt wurde.

25. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die NOx-Speicherkomponente zumindest ein Alkalimetall ist, das aus der Gruppe aus Lithium (Li), Kalium (K) und Natrium (Na) ausgewählt wurde.

26. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die NOx-Speicherkomponente in einer Menge aufgebracht wird, die zum Speichern von Stickstoffoxid (NOx) in Abgasen wirksam ist, deren Sauerstoffkonzentrationen am stöchiometrischen Punkt oder auf einen Wert liegen, der höher ist, als es zum Oxidieren von Kohlenmonoxid (C0) und Kohlenwasserstoffen (HC) erforderlich ist.

27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei die NOx-Speicherkomponente in einer Menge von 0,05 bis 1,0 mol bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht ist.

28. Verfahren nach Anspruch 20, wobei zumindest zwei der NOx-Speicherkomponenten kombiniert in einer kombinierten Menge aufgebracht werden, die zum Speichern von NOx in den Abgasen wirksam ist, deren Sauerstoffkonzentrationen am stöchiometrischen Punkt oder auf einen Wert liegen, der höher ist, als es zum Oxidieren von CO und HC erforderlich ist.

29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei zumindest zwei der NOx-Speicherkomponenten kombiniert in einer kombinierten Menge von 0,05 bis 10,0 mol bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht werden.

30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei zumindest zwei der NOx-Speicherkomponenten kombiniert in einer kombinierten Menge von 0,05 bis 1 mol bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht werden.

31. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Edelmetallkatalysator-Bestandteil zumindest ein Element ist, das aus der Gruppe aus Pt, Rh und Pd ausgewählt wurde.

32. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Edelmetallkatalysator-Bestandteil in einer Menge aufgebracht wird, die zum Reinigen bezüglich NOx, CO und HC in Abgasen wirksam ist, deren Sauerstoffkonzentrationen am stöchiometrischen Punkt oder auf einen Wert liegen, der höher ist, als es zum Oxidieren von CO und HC erforderlich ist.

33. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Edelmetallkatalysator-Bestandteil in einer Menge von 0,5 bis 3,0 Gramm bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht ist.

34. Verfahren nach Anspruch 20, wobei zumindest zwei der Elemente kombiniert in einer kombinierten Menge aufgebracht werden, die zum Reinigen bezüglich NOx, CO und HC in Abgasen wirksam ist, deren Sauerstoffkonzentrationen am stöchiometrischen Punkt oder auf einen Wert liegen, der höher ist, als es zum Oxidieren von CO und HC erforderlich ist.

35. Verfahren nach Anspruch 34, wobei zumindest zwei der Elemente kombiniert in einer kombinierten Menge von 0,1 bis 10,0 Gramm bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht werden.

36. Verfahren nach Anspruch 35, wobei zumindest zwei der Element kombiniert in einer kombinierten Menge von 0,5 bis 3,0 Gramm bezüglich eines Liters des hitzebeständigen Trägers aufgebracht werden.

37. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Edelmetallkatalysator-Bestandteil aus Pt und Pd ausgewählt wird, wobei die poröse Schicht einen Innenabschnitt, der mit dem hitzebeständigen Trägers in Berührung steht, und einen Außenabschnitt hat, der sich auf dem Innenabschnitt befindet, [zumindest eines von Pt und Pd ist vom Außenabschnitt zum Innenabschnitt in der porösen Schicht gleichmäßig dispergiert,] und Rh auf dem Außenabschnitt in einer großen Menge bezüglich des Innenabschnitts der porösen Schicht aufgebracht ist.







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