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    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Doppelschicht beschichteten nur Palladium enthaltenden Dreiwegekatalysators unter Verwendung dreier unterschiedlicher Mischoxide. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Doppelschicht beschichteten nur Palladium enthaltenden Dreiwegekatalysators, der eine erste Beschichtungsschicht (untere Schicht) und eine zweite Beschichtungsschicht (obere Schicht) umfasst, die Palladium enthält, durch Einfügen eines Mischoxids, nämlich Praseodymiumoxid und Perovskit.
    公开号:DE102004025898A1
    申请号:DE102004025898
    申请日:2004-05-27
    公开日:2004-12-30
    发明作者:Gwon Koo Yeo
    申请人:Hyundai Motor Co；
    IPC主号:F01N3-10
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einesmit einer Doppelschicht beschichteten Nur-Palladium Dreiwegekatalysatorsunter Verwendung von Mischoxiden, betrifft insbesondere ein Verfahrenzur Herstellung eines mit einer Doppelschicht beschichteten Nur-PalladiumDreiwegekatalysators, der eine erste Deckschicht bzw. Beschichtungsschicht(untere Schicht) und eine zweite Deckschicht (obere Schicht) umfasst,die Palladium enthält,durch Einfügeneines Mischoxids, Praseodymiumoxid und von Perovskit.
    [0002] DerBegriff Dreiwegekatalysator betrifft im allgemeinen einen Katalysator,der mit schädlichenBestandteilen im Abgas reagiert, beispielsweise mit Kohlenwasserstoffen,Kohlenmonoxid und Stickstoffoxiden, um diese zu entfernen. Herkömmlicherweisewurden am häufigstenPt/Rh, Pd/Rh oder Pt/Pd/Rh als ternäre Katalysatoren verwendet.
    [0003] DieseKatalysatoren verwenden Rhodium (Rh), um Stickstoffoxide im Abgaszu reduzieren. Jedoch ist Rhodium teuer und bezüglich seiner Wärmebeständigkeitvon Nachteil.
    [0004] Eswurde von Nur-Palladium- bzw. nur Palladium enthaltenden Dreiwegekatalysatoren(mit einer Schicht beschichtet) ohne Verwendung von Rhodium berichtet(Koreanische PatentveröffentlichungNr. 235 029; US Patent Nr. 6,043,188). Das Verfahren zu deren Herstellungverläuftwie folgt: Zunächstwird eine Palladiumlösungmit Aluminiumoxid (Al2O3)imprägniertund darauf reduziert.
    [0005] Alsnächsteswerden Ceroxid (CeO2) und eine Mischlösung zugesetzt.Darauf wird der pH eingestellt und die Reaktion bzw. Umsetzung wirddurchgeführt.Das Gemisch wird vermahlen, um eine Katalysator-Aufschlämmung bzw.-Schlamm zu erhalten.
    [0006] Daraufwird ein Keramik-Monolith durch Eintauchen in die vorbereitete Katalysator-Aufschlämmung beschichtet,getrocknet und calciniert, um einen Nur-Palladium Dreiwegekatalysatorzu gewinnen.
    [0007] Seitkurzem sind Katalysatoren mit einer verbesserten Leistung und Wärmebeständigkeiterforderlich, weil die gesetzlichen Vorschriften für Abgasestrenger geworden sind. Um diesen Anforderungen zu entsprechen,wurden Edelmetalle in zunehmendem Maße als Ausgangsmaterialienfür Katalysatorenverwendet, wodurch sich eine Zunahme der Kosten ergab.
    [0008] Demgemäss bestehtein großerBedarf nach der Entwicklung eines ternären Katalysators, durch den diezu verwendende Menge an Edelmetallen reduziert werden kann, während eine überlegenereFähigkeitzur Entfernung von Stickstoffoxiden und eine gute Wärmebeständigkeiterreicht wird.
    [0009] Esist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahrenzur Herstellung eines mit einer Doppelschicht beschichteten Nur-PalladiumDreiwegekatalysators unter Verwendung von Mischoxiden bereitzustellen,insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Doppelschichtbeschichteten Palladium-Dreiwegekatalysators, der eine erste Deckschicht(untere Schicht) und eine zweite Deckschicht (obere Schicht) umfasst,die Palladium enthält,durch Einfügeneines Mischoxids, von Praseodymiumoxid und von Perovskit, wobeijede Cer-Zirkonium-Mischoxid und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxidumfasst, um die Leistungsfähigkeitzur Entfernung von Stickstoffoxiden und die Wärmebeständigkeit zu verbessern undum die Menge an Palladium, die verwendet werden muss, in großem Umfangzu reduzieren.
    [0010] Dievorliegende Erfindung wird hierin nachstehend beschrieben.
    [0011] Dievorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einesmit einer Doppelschicht beschichteten Nur-Palladium Dreiwegekatalysatorsbereit, das die folgenden Schritte umfasst: Herstellen einer ersten Katalysator-Aufschlämmung undeiner zweiten Katalysator-Aufschlämmung, unter Verwendung vonPalladium, Aluminiumoxid, Ceroxid und einer Mischlösung; Beschichteneines keramischen Monolith-Substrates mit der ersten Katalysator-Aufschlämmung; undBeschichten des keramischen Monolith-Substrates, das nach dem erstenBeschichten getrocknet und calciniert wurde, mit der zweiten Katalysator-Aufschlämmung, wobei: dieerste Katalysator-Aufschlämmungwie folgt hergestellt wird: 15 bis 25 g/l Ceroxid, Cer-Zirkonium-Mischoxid [(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2], wobei sich die Anteile hiervon von 25: 60 : 15 bis 20 : 60 : 20 nach Gewicht belaufen, werden Aluminiumoxidbezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates zugesetzt; Zusetzen von2 bis 5 g/l Praseodymiumoxid bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates; Zusetzen einer Mischlösung undDurchführender Umsetzung; und Zusetzen von 15 bis 25 g/l Perovskit, ausgewählt aus(LaCe)(FeCo)O3 und (LaSr)(FeCo)O3 bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates.
    [0012] Dievorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellungeines mit einer Doppelschicht beschichteten Nur-Palladium Dreiwegekatalysatorsbereit, wobei: die zweite Katalysator-Aufschlämmung durchfolgendes hergestellt wird: Reduzieren von Aluminiumoxid, in daseine Palladium-Lösungimprägniertwird; Zusetzen von 15 bis 25 g/l Ceroxid, Cer-Zirkonium-Mischoxid [(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2], wobei sich die Anteile hiervon von 25: 60 : 15 bis 20 : 60 : 20 nach Gewicht belaufen bezüglich desgesamten Scheinvolumens des Substrates; Zusetzen von 2 bis 5 g/lPraseodymiumoxid bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates; und Zusetzen von 15bis 25 g/l Metalloxid (Perovskit), ausgewählt aus (LaCe)(FeCo)O3 und (LaSr)(FeCo)O3 bezüglich desgesamten Scheinvolumens des Substrates.
    [0013] Nachstehendwird die vorliegende Erfindung ausführlicher beschrieben.
    [0014] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einesmit einer Doppelschicht beschichteten nur Palladium enthaltendenDreiwegekatalysators mit einer verbesserten Leistungsfähigkeitzur Entfernung von Stickstoffoxid und Wärmebeständigkeit und der Fähigkeit,die zu verwendende Menge an teurem Palladium zu reduzieren.
    [0015] Gegenwärtig werdenPlatin- (Pt), Palladium- (Pd) und Rhodium- (Rh) Katalysatoren inAutomobilen verwendet. Im Verfahren zur Herstellung eines ternären Katalysatorsder vorliegenden Erfindung wird nur Palladium, das eine überlegenereWärmebeständigkeitebenso wie eine überlegenereWirkung zur Reinigung von Automobilabgasen, insbesondere von Stickstoffoxidenim Abgas, aufweist, zur Herstellung eines ternären Katalysators verwendetund ein Keramik-Monolith wird mit zwei Schichten beschichtet.
    [0016] D.h.es wird ein mit einer Doppelschicht beschichteter nur Palladiumenthaltender Dreiwegekatalysator durch folgendes hergestellt: Herstelleneiner ersten Katalysator-Aufschlämmung undeiner zweiten Katalysator-Aufschlämmung; Eintauchen eines Keramik-Monolith-Substratesin die erste Katalysator-Aufschlämmung zumersten Beschichten; Trocknen und Calcinieren des Keramik-Monolith-Substrates;und darauf Eintauchen desselben in die zweite Katalysator-Aufschlämmung zumzweiten Beschichten.
    [0017] Dasbedeutende Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt insbesonderedarin, dass ein mit einer Doppelschicht beschichteter Nur-PalladiumDreiwegekatalysator eine erste Beschichtungsschicht (untere Schicht) aufweist,die kein Palladium enthält,und eine zweite Beschichtungsschicht (obere Schicht) aufweist, diePalladium enthält,unter Verwendung eines ternärenMischoxids in der ersten Beschichtungsschicht anstelle von teuremPalladium.
    [0018] JederSchritt des Herstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung istwie unten darge legt ausführlichbeschrieben.
    [0019] Imersten Schritt wird voluminösesCeroxid (CeO2), Cer-Zirkonium-Mischoxid[(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2] Aluminiumoxid (Al2O3) zugesetzt. Darauf werden Praseodymiumoxid (PrO2) und eine Mischlösung zugesetzt.
    [0020] Ceroxid(CeO2), Cer-Zirkonium-Mischoxid [(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2] werden vermischt, bevor sie zugesetztwerden, um die Wärmebeständigkeitdes Katalysators durch Ausbilden einer stabileren Struktur zu verbessern.
    [0021] Ceroxid(CeO2), Cer-Zirkonium-Mischoxid [(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2] werden in Anteilen vermischt, die sichvon 25 : 60 : 15 bis 20 : 60 : 20 nach Gewicht bewegen. Außerhalbdieses Bereiches ist die Verbesserung der Wärmebeständigkeit nicht ausreichend.
    [0022] DasGemisch aus Ceroxid (CeO2), Cer-Zirkonium-Mischoxid[(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2] wird in 15 bis 25 g/l bezüglich desgesamten Scheinvolumens des Substrates zugesetzt. Außerhalbdieses Bereiches kann die Wärmebeständigkeitnicht besonders verbessert werden.
    [0023] Praseodymiumoxid(PrO2) wird in pulverförmigem Zustand zugesetzt, umStickstoffoxide (NOx) wirksam durch Steuern der Fähigkeitder Kohlenmonoxid- (CO) Absorption und der Sauerstoffspeicherungdurch Stabilisierung von Cer (Ce) zu entfernen.
    [0024] Praseodymiumoxid(PrO2) wird zu 2 bis 5 g/l bezüglich desgesamten Scheinvolumens des Substrates zugesetzt. Wenn der Praseodymiumoxidgehaltunter 2 g/l beträgt,wird die Wärmebeständigkeitund Leistungsfähigkeitder Stickstoffoxidentfernung nicht sonderlich verbessert. Im Gegensatzhierzu, wenn er 5 g/l überschreitet,nehmen die Herstellungskosten zu.
    [0025] DieMischlösungwird durch Mischen von Bariumoxid, Lanthanoxid, Essigsäure undWasser hergestellt. Vorzugsweise wird Bariumoxid zu 2 bis 4 g/lund Lanthanoxid zu 0,5 bis 2 g/l bezüglich des gesamten Scheinvolumensdes Substrates zugesetzt, um die Wärmebeständigkeit von Aluminiumoxidund die Eigenschaften von Ceroxid zu verbessern.
    [0026] Undvorzugsweise wird Essigsäurezu 10 bis 20 g/l bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates zur pH-Steuerung zugesetzt.Vorzugsweise wird der pH auf 4,5 oder weniger eingestellt, um einefür eineweitere Beschichtung geeignete Viskosität zu erhalten.
    [0027] Imzweiten Schritt wird das aus dem ersten Schritt erzielte Gemischdurch Kugelmühlen-Vermahlung, Steuernder Aufschlämmungsreaktionund der Teilchengröße vermahlen,um eine Teilchengröße von 7 μm oder wenigerin mehr als 90% der gesamten Teilchen zu erhalten.
    [0028] Wenndie Teilchengröße außerhalbdieses Bereichs liegt, wird die Aktivität und Beständigkeit reduziert.
    [0029] Durchdas Vermahlen wird eine Katalysatoraufschlämmung mit einem Feststoffgehaltim Bereich von 30 bis 50% und einer Viskosität im Bereich von 200 bis 400cpsi erhalten.
    [0030] Imdritten Schritt werden 15 bis 25 g/l Metalloxid (Perovskit), ausgewählt aus(LaCe)(FeCo)O3 und (LaSr)(FeCo)O3, bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates der Katalysator-Aufschlämmung zugesetzt,die im zweiten Schritt hergestellt wurde, um die Leistungsfähigkeitzur Entfernung von Stickstoffoxid zu verbessern. Als Ergebnis wirdeine erste Katalysator-Aufschlämmungerhalten.
    [0031] Imvierten Schritt wird ein Keramik-Monolith-Substrat in die durchdie vorherigen drei Schritte hergestellte Katalysator-Aufschlämmung zumersten Beschichten eingetaucht und darauf getrocknet und calciniert.
    [0032] DieBeschichtung wird durch Doppelbeschichten unter Verwendung einesAbscheidungseffektes durchgeführt,der die katalytische Wirkung durch Anordnen der Materialien an idealenStellen maximiert.
    [0033] Mitanderen Worten, die Materialien werden an idealen Stellen durchAuswahl eines idealen Zusatzverfahrens und idealer Ausgangsmaterialienwährendder Beschichtung beschichtet.
    [0034] DasTrocknen wird in einem Trockenofen bzw. Heißluftofen bei 150°C für 2 h durchgeführt unddas Calcinieren wird in einem Elektroofen bei 450 bis 550°C für 4 h durchgeführt.
    [0035] Wenndie Trocknungs- und Calcinierungstemperaturen außerhalb dieser Bereiche liegen,bekommt die Beschichtungsschicht Risse und schädliche Verbindungen können erzeugtwerden.
    [0036] ImfünftenSchritt wird eine Palladium- (Pd) Lösung mit Aluminiumoxid (Al2O3) imprägniert unddurch ein thermisches Fixierverfahren reduziert.
    [0037] Beispielsweisewird die thermische Fixierung bei 500°C für 3 h durchgeführt.
    [0038] Imsechsten Schritt werden Ceroxid (CeO2),Cer-Zirkonium-Mischoxid [(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2] zugesetzt und darauf wird Praseodymiumoxid(PrO2) und eine Mischlösung zugesetzt.
    [0039] Ceroxid(CeO2), Cer-Zirkonium-Mischoxid [(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2] werden miteinander vor Zusatz vermischt,um die Wärmebeständigkeitdes Katalysators durch Erzeugen einer stabilisierten Struktur weiterzu verbessern.
    [0040] Ceroxid(CeO2), Cer-Zirkonium-Mischoxid [(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2] werden in Anteilen vermischt, die sichvon 25 : 60 : 15 bis 20 : 60 : 20 nach Gewicht bewegen. Außerhalbdieses Bereiches ist die Verbesserung der Wärmebeständigkeit nicht ausreichend.
    [0041] DasGemisch aus Ceroxid (CeO2), Cer-Zirkonium-Mischoxid[(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2] wird zu 15 bis 25 g/l bezüglich desgesamten Scheinvolumens des Substrates zugesetzt. Außerhalbdieses Bereiches ist eine Verbesserung der Wärmebeständigkeit nicht ausreichend.
    [0042] Praseodymiumoxid(PrO2) wird in pulverförmigem Zustand zugesetzt, umdie Kohlenmonoxid- (CO) Absorption und die Sauerstoffspeicherfähigkeitdurch Stabilisieren von Cer (Ce) im Katalysator zu kontrollieren,wodurch wirksam Stickstoffoxide (NOx) entfernt werden.
    [0043] Praseodymiumoxid(PrO2) wird zu 2 bis 5 g/l bezüglich desgesamten Scheinvolumens des Substrates zugesetzt. Wenn der Praseodymium-Oxidgehaltunter 2 g/l liegt, ist die Verbesserung der Wärmebeständigkeit und die Stickstoffoxidentfernungswirkungnicht ausreichend. Im Gegensatz hierzu nehmen die Kosten zu, wenner 5 g/l überschreitet.
    [0044] DieMischlösungwird durch Mischen von Bariumoxid, Lanthanoxid, Essigsäure undWasser hergestellt. Vorzugsweise wird Bariumoxid zu 2 bis 4 g/lund Lanthanoxid zu 0,5 bis 2 g/l bezüglich des gesamten Scheinvolumensdes Substrates zugesetzt, um die Wärmebeständigkeit von Aluminiumoxidund die Eigenschaften von Ceroxid zu verbessern.
    [0045] Ebenfallswird weiterhin Essigsäurezu 10 bis 20 g/l bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates zur pH-Kontrolle zugesetzt.Vorzugsweise wird der pH auf 4,5 oder weniger eingestellt, um diefür eineweitere Beschichtung geeignete Viskosität zu erzielen.
    [0046] Imsiebten Schritt wird das im sechsten Schritt hergestellte Gemischdurch eine Kugelmühlevermahlen, um eine Teilchengröße von 7 μm oder wenigerbei mehr als 90% der gesamten Teilchen zu erzielen.
    [0047] Wenndie Teilchengröße sichaußerhalbdieses Bereiches befindet, werden die Aktivität und die Beständigkeitreduziert.
    [0048] Ausdem Vermahlprozess wird eine Katalysator-Aufschlämmung mit einem Feststoffgehaltim Bereich von 30 bis 50% und einer Viskosität im Bereich von 200 bis 400cpsi gewonnen.
    [0049] Imachten Schritt werden 15 bis 25 g/l Metalloxid (Perovskit), ausgewählt aus(LaCe)(FeCo)O3 und (LaSr)(FeCo)O3, bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates der Katalysator-Aufschlämmung zugesetzt,die im siebten Schritt hergestellt wurde, um die Leistungsfähigkeitzur Entfernung von Stickstoffoxid zu verbessern. Als Ergebnis wirdeine zweite Katalysator-Aufschlämmungerhalten.
    [0050] Imneunten Schritt wird das erste Keramik-Monolith-Substrat zum zweitenBeschichten in die zweite Katalysator-Aufschlämmung eingetaucht, die durchdie fünftenbis achten Schritte hergestellt wurde, und darauf getrocknet undcalciniert.
    [0051] DasTrocknen wird in einem Trockenofen bei 150°C für 2 h durchgeführt unddas Calcinieren wird in einem elektrischen Ofen bei 450 bis 550°C für 4 h durchgeführt.
    [0052] Wenndie Trocknungs- und Calcinierungstemperaturen sich außerhalbder Bereiche bewegen, können sichin der Beschichtungsschicht Risse bilden und es können schädliche Verbindungenerzeugt werden.
    [0053] Dergemäß der vorliegendenErfindung hergestellte ternäreKatalysator bietet eine bessere Leistungsfähigkeit zur Entfernung vonStickstoffoxid und eine verbesserte Wärmebeständigkeit, während die Verwendung von teuremPalladium signifikant reduziert wird.
    [0054] Dievorliegende Erfindung kann in einem breiten Rahmen zur Herstellungvon Katalysatoren zur Reinigung von Abgas verwendet werden, dasdurch Automobile erzeugt wird, ebenso wie für Industriekatalysatoren.
    [0055] Hierinnachstehend wird die vorliegende Erfindung ausführlicher durch ein Beispielbeschrieben. Jedoch ist das folgende Beispiel nur zum Verständnis dervorliegenden Erfindung vorgesehen, und die vorliegende Erfindungsoll durch das nachfolgende Beispiel nicht eingeschränkt werden.
    [0056] Umeinen Vergleich mit dem herkömmlichenNur-Palladium Dreiwegekatalysator zu er möglichen, der 7,0 g/l Palladium(Pd) bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates verwendet, wurden 4,0g/l Palladium (Pd) bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates dazu verwendet, einenmit einer Doppelschicht beschichteten nur Palladium enthaltendenDreiwegekatalysator herzustellen.
    [0057] Zuerstwurde ein voluminösesGemisch aus 3,125 g Ceroxid (CeO2), 7,5g Cer-Zirkonium-Mischoxid [(Ce·Zr)O2] und 1,875 g Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid[(Ce·Zr·Y)O2] zu 50 g Aluminiumoxid (Al2O3) zugesetzt und darauf wurden 3,0 g Praseodymiumoxid(PrO2) zugesetzt, um eine erste Katalysator-Aufschlämmung herzustellen.
    [0058] Daraufwurde eine Mischlösungzugesetzt, die 2,8 g Bariumoxid, 0,67 g Lanthanoxid, 13,5 g Essigsäure und187,5 ml Wasser umfasste, und der pH wurde unter Verwendung vonEssigsäureauf 4,2 eingestellt.
    [0059] DieAufschlämmungwurde auf eine Teilchengröße von 9 μm oder wenigerdurch eine Kugelmühlevermahlen. Darauf wurde nach Zusatz von 22,5 g/l (LaCe)(FeCo)O3 [Metalloxid (Perovskit)] bezüglich desgesamten Scheinvolumens des Substrates in pulverförmigem Zustanddie Aufschlämmungbis zu einer Teilchengröße von 7 μm oder wenigerbei mehr als 94% der gesamten Teilchen vermahlen, um eine ersteKatalysator-Aufschlämmungmit einem Feststoffgehalt von 40% und einer Viskosität von 300cpsi zu gewinnen.
    [0060] EinKeramik-Monolithsubstrat wurde zur Beschichtung in die erste Katalysatoraufschlämmung eingetaucht,in einem Trockenofen bei 150°Cfür 2 hgetrocknet und in einem elektrischen Ofen bei 500°C für 4 h calciniert.
    [0061] Alsnächsteswird eine Lösung,die 4,0 g Palladium (Pd) enthält,mit 50 g Aluminiumoxid (Al2O3)imprägniertund durch Wärmeisolierungbei 500°Cfür 3 hreduziert, um eine zweite Katalysator-Aufschlämmung herzustellen.
    [0062] Dannwird ein voluminösesGemisch aus 3,125 g Ceroxid (CeO2), 7,5g Cer-Zirkonium-Mischoxid [(Ce·Zr)O2] und 1,875 g Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid[(Ce·Zr·Y)O2] und darauf 3,0 g Praseodymiumoxid (PrO2) zugesetzt.
    [0063] EineMischlösung,die 2,8 g Bariumoxid, 0,67 g Lanthanoxid, 13,5 g Essigsäure und187,5 ml Wasser umfasst, wurde zugesetzt und der pH wurde unterVerwendung von Essigsäureauf 4,2 eingestellt.
    [0064] DieAufschlämmungwurde auf eine Teilchengröße von 9 μm oder wenigerdurch eine Kugelmühlevermahlen. Darauf wurde nach Zusatz von 17,5 g/l (LaCe)(FeCo)O3 [Metalloxid (Perovskit)] bezüglich desgesamten Scheinvolumens des Substrates in pulverförmigem Zustanddie Aufschlämmungbis zu einer Teilchengröße von 7 μm oder wenigerbei mehr als 94% der gesamten Teilchen vermahlen, um eine zweiteKatalysator-Aufschlämmungmit einem Feststoffgehalt von 40% und einer Viskosität von 300cpsi zu gewinnen.
    [0065] Einerstes beschichtetes keramisches Monolith-Substrat wurde zur Beschichtungin die zweite Katalysator-Aufschlämmung eingetaucht, in einemTrockenofen bei 150°Cfür 2 hgetrocknet und in einem elektrischen Ofen bei 500°C für 4 h calciniert,um einen mit einer Doppelschicht beschichteten nur Palladium enthaltendenDreiwegekatalysator zu erzielen.
    [0066] Umeinen Vergleich mit dem Katalysator der vorliegenden Erfindung herzustellen,der 4,0 g/l Palladium (Pd) bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates verwendet, wurden 7,0g/l Palladium (Pd) bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates verwendet, um einen miteiner Doppelschicht beschichteten nur Palladium enthaltenden Dreiwegekatalysatordurch das bekannte Verfahren herzustellen.
    [0067] Zuerstwurde eine Lösung,die 7,0 g Palladium (Pd) enthielt, mit 100 g Aluminiumoxid (Al2O3) imprägniert unddurch tropfenweisen Zusatz von 1,66 ml Hydrazinhydrat pro 1 g Palladiumreduziert.
    [0068] Daraufwurden 30 g Ceroxid (CeO2) zugesetzt. NachZusetzen einer Mischlösung,die 5,6 g Bariumoxid, 1,33 g Lanthanoxid, 27,3 g Essigsäure und375 ml Wasser umfasste, wurde der pH unter Verwendung von Essigsäure auf4,2 eingestellt.
    [0069] DasGemisch wurde bis zu einer Teilchengröße von 7 μm oder weniger bei mehr als94% der Gesamtteilchen durch eine Kugelmühle vermahlen, um eine Katalysator-Aufschlämmung miteinem Feststoffgehalt von 40% und einer Viskosität von 300 cpsi zu erreichen.
    [0070] EinKeramik-Monolith-Substrat wurde in die Aufschlämmung zur Beschichtung eingetaucht,in einem Trockenofen bei 150°Cfür 2 hgetrocknet und in einem elektrischen Ofen bei 500°C für 4 h calciniert,um einen mit einer Schicht beschichteten nur Palladium enthaltendenDreiwegekatalysator zu erzielen.
    [0071] Eigenschaftender im Beispiel und im Vergleichsbeispiel hergestellten Katalysatorenwurden getestet. Das Ergebnis ist in der nachfolgenden Tabelle 1dargestellt.
    [0072] InTabelle 1 bedeutet die Tieftemperatur-Aktivierungstemperatur dieTemperatur, bei der eine 50%ige Reinigung von Kohlenwasserstoffen,Kohlenmonoxid und Stickstoffoxiden erreicht wird. Je geringer dieTemperatur, desto besser ist der Reinigungseffekt. Die ternä ren Eigenschaftenbetreffen die Fähigkeit,die drei Bestandteile zu entfernen. Je höher der Wert, desto besserdie Fähigkeit.
    [0073] EinAltern wurde in einem elektrischen Ofen bei 950°C für 140 h durchgeführt.
    [0074] Wiein Tabelle 1 ersichtlich ist, zeigte der ternäre Katalysator der vorliegendenErfindung, der gemäß dem Beispielhergestellt wurde, eine bessere Reinigungs- und Entfernungsleistungsfähigkeitfür Kohlenwasserstoffe,Kohlenmonoxid und Stickstoffoxide als derjenige des Vergleichsbeispielstrotz eines signifikant reduzierten Palladiumgehaltes.
    [0075] DerDoppelschicht beschichtete ternäreKatalysator, der durch die vorliegende Erfindung hergestellt wurde,weist eine verbesserte Fähigkeitzur Entfernung von Stickstoffoxiden und eine verbesserte Wärmebeständigkeitmit signifikant gesenktem Palladiumgehalt auf.
    [0076] Wieoben beschrieben, erzeugt die vorliegende Erfindung einen mit einerDoppelschicht beschichteten nur Palladium enthaltenden Dreiwegekatalysator,der eine erste Beschichtungsschicht (untere Schicht), die kein Palladiumenthält,und eine zweite Beschichtungsschicht (obere Schicht), die Palladiumenthält,umfasst, durch Einfügeneines ternärenMischoxides zwischen den ersten und zweiten Beschichtungsschichten,um eine verbesserte Stickstoffoxidentfernungsfähigkeit und eine verbesserteWärmebeständigkeitmit signifikant reduziertem Palladiumgehalt zu erhalten. Deswegenkann die vorliegende Erfindung in breitem Umfang für Katalysatorenzur Reinigung von Automobilabgasen und für industrielle Katalysatorenverwendet werden.
    [0077] Während dievorliegende Erfindung bezüglichbevorzugter Ausführungsformenbeschrieben wurde, wird der Fachmann auf dem Gebiet erkennen, dassverschiedene Modifikationen und Substitutionen durchgeführt werdenkönnen,ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung, wie sie inden beigefügtenAnsprüchendargelegt ist, abzuweichen.
    权利要求:
    Claims (2)
    [1] Verfahren zur Herstellung eines mit einer Doppelschichtbeschichteten Nur-Palladium Dreiwegekatalysators, das die folgendenSchritte umfasst: Herstellen einer ersten Katalysator-Aufschlämmung undeiner zweiten Katalysator-Aufschlämmung, unterVerwendung von Palladium, Aluminiumoxid, Ceroxid und einer Mischlösung; zuerstBeschichten eines keramischen Monolith-Substrates mit der erstenKatalysator-Aufschlämmung; Trocknenund Calcinieren des Substrates; und zweites Beschichten mitder zweiten Katalysator-Aufschlämmung: wobeidie erste Katalysator-Aufschlämmungdurch Zusetzen von 15 bis 25 g/l eines Gemisches aus Ceroxid, Cer-Zirkonium-Mischoxid[(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2] hergestellt wird, deren Anteile sich von25 : 60 : 15 bis 20 : 60 : 20 nach Gewicht bewegen, bezüglich desgesamten Scheinvolumens des Substrates, zu Aluminiumoxid; Zusetzenvon 2 bis 5 g/l Praseodymiumoxid bezüglich des gesamten Scheinvolumensdes Substrates; und Zusetzen von 15 bis 25 g/l Metalloxid (Perovskit),ausgewähltaus (LaCe)(FeCo)O3 und (LaSr)(FeCo)O3 bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates.
    [2] Verfahren zur Herstellung eines mit einer Doppelschichtbeschichteten Nur-PalladiumDreiwegekatalysators nach Anspruch 1, wobei die zweite Katalysator-Aufschlämmung durchReduzieren einer Palladiumlösung,die mit Aluminiumoxid imprägniertwurde, durch Zusetzen von 15 bis 25 g/l eines Gemisches aus Ceroxid,Cer-Zirkonium-Mischoxid [(Ce·Zr)O2] und Cer-Zirkonium-Yttrium-Mischoxid [(Ce·Zr·Y)O2], deren Anteile sich von 25 : 60 : 15 bis20 : 60 : 20 nach Gewicht bewegen, bezüglich des gesamten Scheinvolumensdes Substrates, durch Zusetzen von 2 bis 5 g/l Praseodymiumoxidbezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates und durch Zusetzen von15 bis 25 g/l Metalloxid (Perovskit), ausgewählt aus (LaCe)(FeCo)O3 und (LaSr)(FeCo)O3,bezüglichdes gesamten Scheinvolumens des Substrates, hergestellt wird.
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040223897A1|2004-11-11|
    KR20040105097A|2004-12-14|
    JP2004358463A|2004-12-24|
    JP4725034B2|2011-07-13|
    KR100527943B1|2005-11-09|
    DE102004025898B4|2009-02-12|
    CN1287894C|2006-12-06|
    US7407911B2|2008-08-05|
    CN1572367A|2005-02-02|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-12-30| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2009-08-06| 8364| No opposition during term of opposition|
    2019-12-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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