CZ20001451A3 - Extremely effective catalyst and process of its preparation - Google Patents

Extremely effective catalyst and process of its preparation Download PDF

Info

Publication number
CZ20001451A3
CZ20001451A3 CZ20001451A CZ20001451A CZ20001451A3 CZ 20001451 A3 CZ20001451 A3 CZ 20001451A3 CZ 20001451 A CZ20001451 A CZ 20001451A CZ 20001451 A CZ20001451 A CZ 20001451A CZ 20001451 A3 CZ20001451 A3 CZ 20001451A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
platinum
catalyst
oxide
rhodium
dispersion
Prior art date
Application number
CZ20001451A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Lothar Dr. Mussmann
Dieter Dr. Lindner
Michael Harris
Thomas Dr. Kreuzer
Egbert Dr. Lox
Original Assignee
Degussa-Hüls Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa-Hüls Aktiengesellschaft filed Critical Degussa-Hüls Aktiengesellschaft
Priority to CZ20001451A priority Critical patent/CZ20001451A3/en
Publication of CZ20001451A3 publication Critical patent/CZ20001451A3/en

Links

Abstract

Katalyzátor obsahuje vnitřní a vnější vrstvu na inertní nosné kostře a platinové kovy, uložené na podkladových materiálech. Vnitřní vrstva zahrnuje platinu, uloženou na prvním podkladu a na první, kyslík zachycující složce a vnější vrstva zahrnuje platinu a rhodium, uložené na druhém podkladu, přičemž vnější vrstva dále zahrnuje druhou, kyslík zachycující složku. Způsob výroby spočívá v tom, že stěny kanálů nosné kostry se pokryjí povlékací směsí obsahující první podkladový materiál a první kyslík zachycující složku. Vytvořený povlak se suší a kalcinuje. Povlečená kostra se namáčí do roztoku prekurzorové sloučeniny platiny, kalcinuje se a nanese se vnější vrstva.The catalyst comprises an inner and outer layer on an inert support skeleton and platinum metals deposited on the underlying materials. The inner layer comprises platinum deposited on the first substrate and the first, the oxygen scavenging component and the outer the layer includes platinum and rhodium deposited on the other the substrate, wherein the outer layer further comprises a second oxygen capturing the component. The method of manufacture is that the walls the channels of the carrier carcass are coated with a coating composition containing the same a first substrate material and a first oxygen scavenger component. The formed coating is dried and calcined. Coated skeleton with dipped into a solution of the platinum precursor compound, calcined the outer layer is applied.

Description

Oblast vynálezuField of the invention

Předložený vynález se týká vysoce účinného troj čestného katalyzátoru (TWC - three-way catalyst) obsahujícího vnitřní a vnější vrstvu na inertní nosné kostře. Vrstvy zahrnují vzácné kovy z platinové skupiny uložené na podkladových materiálech.The present invention relates to a highly effective three-way catalyst (TWC) comprising an inner and an outer layer on an inert support frame. The layers include noble platinum group metals deposited on the underlying materials.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Troj čestné katalyzátory se používají především pro konvertování polutantů oxidu uhelnatého (CO) , uhlovodíků (HC) a oxidů dusíku (N0x) obsažených ve výfukovém plynu motorů s vnitřním spalováním na neškodné substance. Známé troj čestné katalyzátory s dobrou aktivitou a trvanlivostí používají jednu nebo více katalytických složek z kovů platinové skupiny jako jsou platina, paladium, rhodium a iridium uložených na velké ploše povrchu, žáruvzdorném oxidovém podkladu, např. oxidu hlinitém s velkou plochou povrchu. Podklad je obvykle tvořen tenkou vrstvou nebo povlakem na vhodném nosiči nebo substrátu, jako je monolitický nosič zahrnující žáruvzdornou keramickou nebo kovovou voštinovou strukturu.The three-way catalysts are primarily used to convert the pollutants carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and oxides of nitrogen (N0 X) contained in the exhaust gas of internal combustion engines into harmless substances. The known trivalent honor catalysts with good activity and durability use one or more platinum group metal catalyst components such as platinum, palladium, rhodium and iridium deposited on a large surface area, a refractory oxide substrate, such as a large surface area alumina. The substrate is typically a thin layer or coating on a suitable support or substrate, such as a monolithic support comprising a refractory ceramic or metal honeycomb structure.

Stále rostoucí požadavky na zlepšení aktivity a životnosti katalyzátoru vedly ke komplexním návrhům katalyzátoru zahrnujícím mnohočetné 'katalyzátorové vrstvy na nosnýchThe increasing demand for catalyst activity and lifetime has led to complex catalyst designs involving multiple supported catalyst layers.

e.E.

-2strukturách, přičemž každá z vrstev obsahuje vybrané podkladové materiály a katalytické složky, a také promotory, stabilizátory a složky zachycující kyslík.Each of the layers comprises selected support materials and catalyst components, as well as promoters, stabilizers and oxygen scavenging components.

US patentová přihláška č. 5 063 192 popisuje trojcestný katalyzátor se zlepšenou odolností proti tepelným změnám, který sestává z první a druhé katalyzátorové vrstvy. První vrstvou je povlečen přímo povrch monolitického voštinového nosiče a zahrnuje aktivní oxid hlinitý a na něm uložené katalytické složky zahrnující platinu a/nebo rhodium a alespoň jednu sloučeninu oxidu zirkoničitého, lanthanitého nebo barnatého. Druhá vrstva je povlečena na povrchu první vrstvy a zahrnuje aktivní oxid hlinitý, oxid ceričitý a katalytickou složku, která zahrnuje paladium. Oxidy zirkonia, lanthanu a/nebo barya zamezují sintrování částic aktivního oxidu hlinitého v důsledku vysokých teplot výfukového plynu, čímž zlepšují tepelnou odolnost troj čestného katalyzátoru.US Patent Application No. 5,063,192 discloses a three-way catalyst with improved thermal resistance, which consists of a first and a second catalyst layer. The first layer is coated directly with the surface of the monolithic honeycomb support and comprises active alumina and catalyst components deposited thereon comprising platinum and / or rhodium and at least one zirconia, lanthanum or barium oxide compound. The second layer is coated on the surface of the first layer and comprises an active alumina, cerium oxide, and a catalyst component that includes palladium. The zirconium, lanthanum and / or barium oxides prevent sintering of the active alumina particles due to the high exhaust gas temperatures, thereby improving the heat resistance of the three-way catalyst.

US patent č. 5 677 258 popisuje trojcestný katalyzátor obsahující oxid barnatý se zlepšenou odolností proti otrávení sírou a vodou. Katalyzátor sestává ze dvou vrstev na voštinovém nosiči. Spodní katalyzátorová vrstva je umístěna přímo na nosiči a zahrnuje alespoň baryum nebo lanthan. Horní vrstva zahrnuje složku absorbující vodu. Katalyzátor dále zahrnuje katalyticky aktivní kov, který je umístěn alespoň v jedné, spodní nebo horní vrstvě. Ve zvláštním vytvoření spodní vrstva zahrnuje dále paladium a aktivní oxid hlinitý a horní vrstva zahrnuje dále platinu a rhodium.U.S. Patent No. 5,677,258 discloses a three-way catalyst comprising barium oxide with improved sulfur and water poisoning resistance. The catalyst consists of two layers on a honeycomb support. The lower catalyst layer is located directly on the support and comprises at least barium or lanthanum. The topsheet comprises a water absorbing component. The catalyst further comprises a catalytically active metal which is disposed in at least one, bottom or top layer. In a particular embodiment, the backsheet further comprises palladium and active alumina and the topsheet further comprises platinum and rhodium.

• · · · • · • ·, · · * • · · · · · · · « · · · · · #··« «. · · ·• · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

US patent č. 5 057 483 popisuje trojcestný katalyzátor zahrnující dvě diskrétní vrstvy na monolitickém nosiči. První, spodní vrstva zahrnuje první hlinitého, katalyticky účinné katalytické složky dispergované na prvním podkladu oxidu hlinitého, a katalyticky účinné množství sypkého oxidu aktivovaný podklad oxidu množství první platinové ceričitého vytvořenýU.S. Patent No. 5,057,483 discloses a three-way catalyst comprising two discrete layers on a monolithic support. The first, backsheet comprises a first alumina, a catalytically active catalyst component dispersed on a first alumina substrate, and a catalytically effective amount of particulate oxide activated by an oxide substrate amount of a first platinum cerium formed

Druhá nebo vnější podklad oxidu kovu zirkoničitého, katalyticky účinné množství první katalytické složky rhodia dispergované na současně vytvořeném podkladu oxidu kovu vzácných zemin - oxidu zirkoničitém, druhý aktivovaný podklad oxidu hlinitého, a katalyticky účinné množství druhé platinové katalytické složky dispergované na druhém podkladu oxidu hlinitého.A second or external zirconia metal substrate, a catalytically effective amount of a first rhodium catalyst component dispersed on a co-formed rare earth metal zirconia substrate, a second activated alumina substrate, and a catalytically effective amount of a second platinum catalyst component dispersed on a second alumina substrate.

vrstva zahrnuje současně vzácných zemin - oxiduThe layer includes simultaneously rare earth oxide

PCT - přihláška WO 95/35152 popisuje jiný trojcestný katalyzátor sestávající ze dvou vrstev, který je tepelně stabilní až do 900 °C nebo více. První vrstva zahrnuje první podklad; alespoň jednu první složku paladia, podle volby první složku platinové skupiny; podle volby alespoň jeden první stabilizátor; podle volby alespoň jednu první složku kovu vzácných zemin a podle volby sloučeninu zirkonia. Druhá vrstva zahrnuje druhý podklad; druhou složku platiny; složku rhodia; druhou kyslík zachycující směs zahrnující rozpuštěnou druhou kyslík zachycující složku; a podle volby složku zirkonia.PCT application WO 95/35152 discloses another three-way catalyst consisting of two layers, which is thermally stable up to 900 ° C or more. The first layer comprises a first substrate; at least one first palladium component, optionally a first platinum group component; optionally at least one first stabilizer; optionally at least one first rare-earth metal component and optionally a zirconium compound. The second layer comprises a second substrate; a second component of platinum; a rhodium component; a second oxygen scavenging composition comprising a dissolved second oxygen scavenging component; and optionally a zirconium component.

Německá přihláška DE 197 26 322 Al popisuje trojcestný katalyzátor, který vykazuje zlepšenou aktivitu a tepelnou stabilitu, a který sestává ze dvou vrstev na inertním nosiči. První nebo spodní vrstva zahrnuje několik částicových • · · · · · φ · · · * • · · · · · · · φ · · · • · · · · φ ··· ti · · φDE 197 26 322 A1 describes a three-way catalyst which exhibits improved activity and thermal stability and which consists of two layers on an inert support. The first or backsheet comprises a plurality of particulate particles.

- 4 - ·······. ·«..·· ·» .- 4 - ·······. · «.. ·· ·».

materiálů a jeden nebo více vysoce dispergovaných oxidů kovů alkalických zemin a alespoň jeden kov z platinové skupiny, který vykazuje úzký kontakt se všemi složkami první vrstvy. Částicové materiály první vrstvy zahrnují alespoň jeden částicový kyslík zachycující materiál a alespoň jednu další částicovou složku. Druhá vrstva zahrnuje opět několik částicových materiálů a alespoň jeden kov z platinové skupiny. Částicové materiály druhé vrstvy zahrnují alespoň částicový kyslík zachycující materiál a další částicovou složku. Kovy z platinové skupiny druhé vrstvy jsou selektivně uloženy na částicových materiálech druhé vrstvy. Kov z platinové skupiny v první vrstvě je s výhodou paladium a kovy z platinové skupiny druhé vrstvy jsou platina a rhodium.and one or more highly dispersed alkaline earth metal oxides and at least one platinum group metal having close contact with all components of the first layer. The particulate materials of the first layer include at least one particulate oxygen scavenging material and at least one other particulate component. The second layer again comprises several particulate materials and at least one platinum group metal. The particulate materials of the second layer include at least a particulate oxygen scavenging material and a further particulate component. The platinum group metals of the second layer are selectively deposited on the particulate materials of the second layer. The platinum group metal in the first layer is preferably palladium and the platinum group metals of the second layer are platinum and rhodium.

Tento poslední zmíněný troj čestný katalyzátor vykazuje výbornou katalytickou aktivitu obzvláště v průběhu studené startovací fáze moderních motorů s vnitřním spalováním, které jsou v průběhu studeného startování poháněny chudými směsmi vzduch/palivo pro tak rychlé zvýšení teploty výfukového plynu, jak je to jen možné. Výborné chováni katalyzátoru je způsobeno hlavně použitím paladia, které za podmínek chudého výfukového plynu poskytuje nižší pokles teplot než platina. Navzdory své výborné účinnosti čelí tento katalyzátor problému, že se v průběhu posledních let objevil nedostatek v zásobování paladiem plynoucí z rostoucích cen a nejisté situace v zásobování.The latter three-way catalyst exhibits excellent catalytic activity, especially during the cold start phase of modern internal combustion engines, which are driven by lean air / fuel mixtures during cold start to raise the exhaust gas temperature as quickly as possible. The excellent behavior of the catalyst is mainly due to the use of palladium, which provides a lower temperature drop than platinum under low exhaust conditions. Despite its excellent efficiency, this catalyst faces the problem that in recent years there has been a shortage of supply of palladium resulting from rising prices and an uncertain supply situation.

Dalším problémem u existujících troj čestných katalyzátorů je skutečnost, že trpí stárnutím způsobeným přerušením přívodu paliva. Termín stárnutí způsobené přerušením přívodu paliva · · ·······* • · · · · ······ t · '· · · · · ······· · ~ -9 · · · 9 9 9 9 9· 9 £ J “ ······ · 9 99 9 9 9-9 popisuje degradaci účinnosti katalyzátoru způsobenou přerušením přívodu paliva po činnosti motoru s vnitřním spalováním ve vysokém výkonu. K takové situaci dochází často v průběhu fáze rychlého řízení, kdy je vyžadováno náhlé zpomalení. V průběhu fází rychlého řízení pracuje motor při poměrech vzduch/palivo nepatrně pod stechiometrickou hodnotou. Výfukové plyny mohou dosáhnout hodnot hodně nad 800 °C, které mají za následek ještě vyšší teploty katalyzátoru, způsobené exotermickými konverzními reakcemi v katalyzátoru. V případě náhlého zpomalení moderní motor elektronicky zcela uzavře přívod paliva do motoru, což má za následek, že normalizovaný poměr vzduch/palivo (nazývaný také hodnota lambda λ) výfukového plynu skočí z bohatých na chudé hodnoty.Another problem with the existing three-way catalysts is the fact that they suffer from aging due to fuel cut-off. Termination of aging due to fuel cut-off · · ················ 9 9 9 9 · 9 £ J “······ · 9 99 9 9 9-9 describes the degradation of the catalyst efficiency caused by a cut in the fuel supply after a high-power internal combustion engine operation. Such a situation often occurs during the rapid control phase when a sudden deceleration is required. During the quick steering phases, the engine operates at slightly below the stoichiometric value at air / fuel ratios. Exhaust gases can reach values well above 800 ° C, resulting in even higher catalyst temperatures due to exothermic conversion reactions in the catalyst. In the event of a sudden deceleration, a modern engine electronically shuts off the fuel supply completely to the engine, with the result that the normalized air / fuel ratio (also called lambda λ) of the exhaust gas jumps from rich to lean values.

Tyto velké výkyvy od normalizovaného poměru vzduch/palivo od bohatých k chudým hodnotám při vysokých teplotách katalyzátoru degradují katalytickou aktivitu. Katalytická aktivita může být alespoň částečně obnovena prodlouženou činnosti za podmínek stechiometrického výfukového plynu. Katalytické aktivity je znovu dosaženo po stárnutí způsobeném přerušením přívodu paliva tím rychleji, čím lepší je celková účinnost katalyzátoru. Proto je urychlení znovuzískáni katalytické aktivity po stárnutí způsobeném přerušením přívodu paliva pro moderní troj čestné katalyzátory povinné.These large fluctuations from the normalized air / fuel ratio from rich to lean values at high catalyst temperatures degrade catalytic activity. The catalytic activity can be at least partially restored by prolonged operation under stoichiometric exhaust gas conditions. The catalytic activity is again achieved after aging due to the interruption of the fuel supply, the faster the better the overall efficiency of the catalyst. Therefore, accelerating the recovery of catalytic activity after aging caused by a cut off of fuel supply for modern triple honor catalysts is mandatory.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Cílem předloženého vynálezu je vyvinutí trojcestného katalyzátoru založeného na platině a rhodiu, který vykazuje • · · · • · · · · • · · • · · • · ·It is an object of the present invention to provide a three-way catalyst based on platinum and rhodium, which exhibits:

-6podobnou katalytickou účinnost jako známé paladio/rhodiové katalyzátory, a který komerčně konkuruje naposledy zmíněnému katalyzátoru. Katalyzátor by dále měl po vysokoteplotním stárnutí za podmínek chudého výfukového plynu rychle znovu získat svoji plnou troj čestnou účinnost. Katalyzátor by měl také vykazovat zlepšenou konverzi pro snížení potenciálu tvorby ozónu vyčištěného výfukového plynu.A catalyst activity similar to that of the known palladium / rhodium catalysts and which competes commercially with the latter catalyst. In addition, the catalyst should rapidly regain its full three-honor efficiency after high temperature aging under low exhaust conditions. The catalyst should also exhibit improved conversion to reduce the ozone formation potential of the purified exhaust gas.

Tohoto a jiných cílů je dosaženo pomocí katalyzátoru obsahujícího vnitřní a vnější vrstvu na inertní nosné kostře zahrnující vzácné kovy z platinové skupiny uložené na podkladových materiálech. Katalyzátor se vyznačuje tím, že vnitřní vrstva zahrnuje platinu uloženou na prvním podkladu a na první kyslík zachycující složce a vnější vrstva zahrnuje platinu a rhodium uložené na druhém podkladu, a vnější vrstva dále zahrnuje druhou kyslík zachycující složku.This and other objects are achieved by a catalyst comprising an inner and an outer layer on an inert support framework comprising noble platinum group metals deposited on the support materials. The catalyst is characterized in that the inner layer comprises platinum deposited on the first substrate and on the first oxygen scavenging component and the outer layer comprises platinum and rhodium deposited on the second support, and the outer layer further comprises a second oxygen scavenging component.

Katalyzátor podle předloženého vynálezu sestává z katalytického povlaku zahrnujícího vnitřní a vnější vrstvu na inertním katalyzátorovém nosiči, a proto tvoří takzvaný dvouvrstvý katalyzátor. „Vnitřní vrstva má být první vrstva katalytického povlaku uložená přímo na katalyzátorovém nosiči. Vnitřní vrstva je překryta „vnější vrstvou nebo druhou vrstvou. Katalyzátorem upravovaný výfukový plyn přichází do styku přímo s vnější vrstvou.The catalyst of the present invention consists of a catalytic coating comprising an inner and an outer layer on an inert catalyst support and therefore forms a so-called two-layer catalyst. The inner layer is to be the first layer of the catalytic coating deposited directly on the catalyst support. The inner layer is covered by an outer layer or a second layer. The catalyst treated exhaust gas comes into contact directly with the outer layer.

Termín „podkladový materiál nebo „podklad se v předloženém vynálezu používá pro označení částicového materiálu, na který mohou být ve vysoce dispergované formě uloženy katalyticky aktiVní složky jako jsou vzácné kovy z • · • · · · • · · · · · · · · · ···· ·· ·· ·· ·· ·· platinové skupiny prvků nebo jiné promotorové složky, tj. s velikostmi krystalitu mezi 1 a 10 nm. Za tímto účelem by podkladové materiály měly mít specifickou plochu povrchu (také nazývanou BET povrch, měřený podle DIN 66132) větší než 5 m2/g. První a druhé kyslík zachycující složky katalyzátoru jsou používány také v částicové formě.The term "backing material" or "backing material" is used in the present invention to refer to a particulate material onto which catalytically active components such as precious metals of the noble metals can be deposited in highly dispersed form. Platinum groups of elements or other promoter components, i.e. with crystallite sizes between 1 and 10 nm. For this purpose, the substrate materials should have a specific surface area (also called BET surface, measured according to DIN 66132) of greater than 5 m 2 / g. The first and second oxygen scavenging catalyst components are also used in particulate form.

Bez omezení předloženého vynálezu na specifickou teorii se předpokládá, že přispění nižší vrstvy k celkové katalytické účinnosti katalyzátoru spočívá především v oxidaci uhlovodíků a oxidu uhelnatého, zatímco hlavní úkol vnější vrstvy spočívá v redukci oxidů dusíku. Ale vnější vrstva přispívá také, zejména ve fázi studeného startování, ke konverzi uhlovodíků a oxidu uhelnatého.Without limiting the present invention to a specific theory, it is believed that the contribution of the lower layer to the overall catalytic efficiency of the catalyst lies primarily in the oxidation of hydrocarbons and carbon monoxide, while the main purpose of the outer layer is to reduce nitrogen oxides. However, the outer layer also contributes, in particular in the cold-start phase, to the conversion of hydrocarbons and carbon monoxide.

Lepší vlastnosti katalyzátoru podle vynálezu pokud jde o stárnutí způsobené přerušením přívodu paliva a o konverzi oxidu uhelnatého jsou připisovány především skutečnosti, že jsou ve vnější vrstvě uloženy platina a rhodium pouze na druhém podkladovém materiálu.The improved aging properties of the catalyst of the present invention with respect to fuel cut off and carbon monoxide conversion are mainly attributed to the fact that platinum and rhodium are deposited in the outer layer only on the second substrate.

Bylo zjištěno, že ukládání platiny a rhodia na stejný podkladový materiál zkracuje čas potřebný pro znovuzískáni katalytické aktivity po vystavení podmínkám chudého výfukového plynu při vysokých teplotách. To zase poskytuje větší konverzní účinnost pro oxidy dusíku při úplném cyklu. Ukládání platiny a rhodia na stejný podkladový materiál v kontextu předloženého vynálezu znamená, že jsou platina a rhodium dispergovány na stejné částice druhého podkladového materiálu, což znamená, že platind a rhodium alespoň bezprostředně • · · · φ φ φ φφφ φ φIt has been found that deposition of platinum and rhodium on the same support material shortens the time required to recover catalytic activity after exposure to lean exhaust conditions at high temperatures. This in turn provides greater conversion efficiency for nitrogen oxides in the full cycle. Placing platinum and rhodium on the same substrate in the context of the present invention means that platinum and rhodium are dispersed on the same particles of the second substrate, which means that platinum and rhodium at least immediately

-8'· · · φ φ φ φ φ φ φ φφφφ; .φφ sousedí na stejných částicích. Další zlepšení mohou být získána zajištěním těsného kontaktu mezi oběma vzácnými kovy. 0 tom, jak toho lze dosáhnout, bude pojednáno níže.-8 '· · · φ φ φ φ φ φ φ φφφφ; .φφ adjacent to the same particles. Further improvements can be obtained by ensuring close contact between the two noble metals. How this can be achieved will be discussed below.

Podle předloženého vynálezu mohou být důvodem pro stárnutí způsobené přerušením přívodu paliva troj čestných katalyzátorů velké odchylky od normalizovaného poměru vzduch/palivo od bohatých na chudé hodnoty při vysokých teplotách katalyzátoru degradující katalytickou aktivitu obzvláště rhodia. Rhodium je za podmínek stechiometrického nebo bohatého výfukového plynu redukováno téměř na oxidační stav nula, který je nej efektivnějším stavem pro troj čestnou katalýzu. Při chudých výfukových plynech a při vysokých teplotách katalyzátoru rhodium oxiduje na oxidační stupeň +3. Tento oxidační stav rhodia je méně aktivní pro troj čestnou konverzi polutantů. Navíc protože Rh2O3 je izomorfní v krystalografické struktuře s Al2O3, může migrovat při teplotách nad 600 °C do mřížky oxidu hlinitého nebo jiných izomorfních podkladových oxidů obecného složení M2O3 (M zastupuje atom kovu), způsobující permanentní degradaci katalytické aktivity.According to the present invention, the reason for the aging caused by the interruption of the fuel supply of the three-way catalysts can be large deviations from the normalized air / fuel ratio from rich to lean values at high catalyst temperatures degrading the catalytic activity of rhodium in particular. Rhodium is reduced to almost zero oxidation state under stoichiometric or rich exhaust conditions, which is the most efficient state for three-way catalysis. For lean exhaust gases and high catalyst temperatures, rhodium oxidizes to +3. This rhodium oxidation state is less active for the trivalent conversion of pollutants. In addition, since Rh 2 O 3 is isomorphic in a crystallographic structure with Al 2 O 3 , it can migrate at temperatures above 600 ° C to the alumina grid or other isomorphic underlying oxides of the general composition M 2 O 3 (M represents a metal atom) causing permanent degradation catalytic activities.

Pro opětovné získání své katalytické aktivity a zabránění ztrátám rhodia do mřížky oxidu hlinitého musí být rhodium redukováno tak rychle, jak je to jen možně, když se směs výfukového plynu mění zpět na stechiometrickou. Podle předloženého vynálezu je redukce rhodia do oxidačního stavu nula katalyzována platinou. Čím je užší kontakt mezi platinou a rhodiem, tím lepší je redukční účinek.In order to regain its catalytic activity and prevent the loss of rhodium into the alumina grid, the rhodium must be reduced as quickly as possible when the exhaust gas mixture changes back to stoichiometric. According to the present invention, the reduction of the rhodium to the oxidation state of zero is catalyzed by platinum. The closer the contact between platinum and rhodium, the better the reduction effect.

44

-9• ·4 4 • · ·· φ 4 · 4 φ φφ φ-9 • · 4 4 • · ·· φ 4 · 4 φ φφ φ

Φ Φ ΦΦΦ Φ ΦΦΦ Φ'· · φ Φ • · Φ . 4 · · Φ 4 · φ φ • ΦΦΦ ΦΦ ΦΦ ΦΦ ·4 ΦΦΦ Φ ΦΦΦ Φ · · · · φ Φ • · Φ. 4 · · Φ 4 · φ φ • ΦΦΦ ΦΦ 4 · 4 ΦΦ

Navíc tendence Rh2O3 migrovat do izomorfních podkladových oxidů může být omezena vhodným legováním těchto oxidů. Užitečné jsou legovací složky, které jsou schopné generování aktivovaného vodíku za redukčních podmínek. Aktivovaný vodík pomáhá rychleji konvertovat oxid rhodia na kovovou formu za redukčních podmínek, a proto je dále minimalizováno riziko migrace Rh2O3 do podkladového oxidu. Vhodná legovací složka pro tento účel je oxid ceričitý. Ale protože oxid ceričitý vykazuje také schopnost zachycovat a uvolňovat kyslík, musí být míra legování oxidem ceričitým držena nízko, aby příliš vysokou úrovní oxidu ceričitého v podkladovém oxidu nezpůsobila oxidaci rhodia.In addition, the tendency of Rh 2 O 3 to migrate to isomorphic backing oxides may be limited by appropriate alloying of these oxides. Useful alloying components are capable of generating activated hydrogen under reducing conditions. Activated hydrogen helps to convert rhodium oxide to metal form more rapidly under reducing conditions, and therefore the risk of Rh 2 O 3 migration to the underlying oxide is further minimized. A suitable alloying component for this purpose is cerium oxide. However, since cerium oxide also exhibits oxygen scavenging and release properties, the cerium oxide alloying rate must be kept low so that too high a level of cerium oxide in the underlying oxide does not cause rhodium oxidation.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Předložený vynález bude dále popsán s poukazem na přiložené výkresy, kde Obr. 1 představuje schematické znázornění principu měření pro určováni CO/NOX průsečíků.The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic representation of the measuring principle for determining CO / NOx intersections.

Příklady provedeníExamples

Nyní bude detailněji vysvětleno specifické vytvoření katalyzátoru podle vynálezu.The specific embodiment of the catalyst according to the invention will now be explained in more detail.

První a druhý podklad katalyzátoru mohou být stejné nebo různé. První a druhý podklad byly s výhodou vybrány ze skupiny sestávající z oxidu křemičitého, oxidu hlinitého, oxidu titaničitého, oxidu zirkoničitého, směsných oxidů nebo jejich • · ·The first and second catalyst supports may be the same or different. Preferably, the first and second substrates are selected from the group consisting of silica, alumina, titanium dioxide, zirconia, mixed oxides, or their oxides.

• 4 • ·* 4• 4 • · * 4

4 4 44 4 4

-10'4.4 4·. 4 4 směsí. Termín „směsný oxid označuje dobře promísenou směs dvou nebo více oxidů na atomické úrovni, která může být považována za novou chemickou sloučeninu, zatímco termín směs označuje mechanickou směs dvou nebo více částicových oxidových materiálů.-10'4.4 4 ·. 4 4 mixtures. The term "mixed oxide" refers to a well mixed mixture of two or more oxides at the atomic level, which can be considered a new chemical compound, while the term mixture refers to a mechanical mixture of two or more particulate oxide materials.

Podklady jsou nejvýhodněji vybrány z aktivovaných oxidů hlinitých, podle volby doplněných oxidem zirkoničitým nebo směsným oxidem zirkoničitým bohatým na oxid zirkoničitý. Aktivované oxidy hlinité vykazují specifickou plochu povrchu až 400 m2/g. Zahrnují různé fáze od přechodného stádia oxidů hlinitých, které jsou tvořeny zahříváním hydroxidů hlinitých ve vzduchu (viz Ullmanova Encyklopedie průmyslové chemie, 5. vydání, 1985, svazek Al, strany 561 a 562) . Pro zlepšenou tepelnou stabilitu mohou být aktivní oxidy hlinité stabilizovány 0,5 až 20 hmotn. % oxidu lanthanitého. Takové materiály jsou komerčně dosažitelné. Často využívaná stabilizace oxidu hlinitého oxidem barnatým je méně výhodná, pokud je oxid hlinitý použit jako podkladový materiál pro platinu, protože to s sebou nese riziko vytvoření platiničitanu barnatého.The substrates are most preferably selected from activated alumina, optionally supplemented with zirconia or mixed zirconia rich in zirconia. The activated alumina has a specific surface area of up to 400 m 2 / g. They include different phases from the transient stage of alumina, which are formed by heating the aluminum hydroxides in the air (see Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, 1985, Volume A1, pages 561 and 562). For improved thermal stability, the active alumina can be stabilized with 0.5 to 20 wt. % lanthanum oxide. Such materials are commercially available. The frequently used stabilization of alumina with barium oxide is less advantageous when alumina is used as a platinum support material, as this carries the risk of forming barium platinate.

Termín „bohatý na oxid zirkoničitý znamená, že materiál obsahuje více než 50 % hmotnosti oxidu zirkoničitého, s výhodou více než 60 a nej výhodně ji více než 80 % hmotnosti, přičemž je otvořena rovnováha oxidem yttritým, oxidem neodymitým, oxidem vápenatým, oxidem křemičitým, oxidem lanthanitým nebo oxidem ceričitým, které slouží ke stabilizaci oxidu zirkoničitého proti tepelným změnám. Nejvýhodněji je použit směsný oxid oxidu zirkoničitého/oxidu ceričitého bohatý na oxid zirkoničitý. Čistý oxid zirkoničitý a stabilizované sloučeniny oxidu zirkoničitého budou dále shrnuty pod termínem „složka oxidu zirkoničitého.The term "rich in zirconium oxide means that the material contains more than 50% by weight of zirconia, preferably more than 60 and most preferably by more than 80% by weight, and is formed by a balance with yttrium oxide, neodymium oxide, calcium silica , lanthanum oxide or cerium oxide, which serve to stabilize the zirconium oxide against thermal changes. Most preferably, a mixed zirconia / cerium oxide rich in zirconia is used. Pure zirconia and stabilized zirconia compounds will be further summarized under the term "zirconia component".

Vnitřní nebo první vrstva katalyzátoru obsahuje, kromě stabilizovaného oxidu hlinitého a volitelně sloučeniny oxidu zirkoničitého, kyslík zachycující materiál pro zlepšenou trojcestnou konverzi polutantů. 0 oxidu ceričitém je známo, že vykazuje schopnost zachycovat kyslík. Za podmínek chudého výfukového plynu je cer zcela zoxidován do oxidačního stavu Ce4+. Za podmínek bohatého výfukového plynu oxid ceričitý uvolňuje kyslík a dosahuje oxidačního stavu Ce3+. Místo použití čistého oxidu ceričitého jako kyslík zachycující sloučeniny je výhodnější použít sloučeniny směsného oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého bohatého na oxid ceričitý s koncentrací oxidu ceričitého od 60 do 90 hmotn.% vzhledem k celkové hmotnosti směsného oxidu. Takové materiály jsou dosažitelné se specifickými plochami povrchu 20 až 200 m2/g a vykazují dobrou tepelnou stabilitu plochy povrchu. Dalších zlepšení lze dosáhnout stabilizováním tohoto materiálu oxidem praseodymitým, oxidem yttritým, oxidem neodymitým, oxidem lanthanitým nebo jejich směsmi. Jsou vhodné pro stabilizaci koncentrací stabilizačních sloučenin od 0,5 do 10 hmotn.%, vzhledem k celkové hmotnosti stabilizovaného materiálu. Stabilizování kyslík zachycujících materiálů založených na oxidu ceričitém používající oxid praseodymitý, oxid neodymitý, oxid lanthanitý nebo jejich směsi je popsáno v německé patentové přihlášce DE 197 14 707 Al.The inner or first catalyst layer contains, in addition to the stabilized alumina and optionally a zirconia compound, an oxygen scavenger material for improved three-way pollutant conversion. Cerium oxide is known to exhibit oxygen scavenging capacity. Under lean exhaust conditions, the cerium is completely oxidized to the Ce 4+ oxidation state. Under conditions of a rich exhaust gas, cerium dioxide releases oxygen and reaches a Ce 3+ oxidation state. Instead of using pure cerium oxide as the oxygen scavenging compound, it is preferable to use a mixed cerium / zirconia rich cerium oxide compound with a cerium oxide concentration of from 60 to 90% by weight based on the total weight of the mixed oxide. Such materials are achievable with specific surface areas of 20 to 200 m 2 / g and exhibit good thermal stability of the surface area. Further improvements can be achieved by stabilizing this material with praseodymium oxide, yttrium oxide, neodymium oxide, lanthanum oxide or mixtures thereof. They are suitable for stabilizing the stabilizing compound concentrations from 0.5 to 10% by weight, based on the total weight of the stabilized material. The stabilization of oxygen scavenging materials based on cerium oxide using praseodymium oxide, neodymium oxide, lanthanum oxide or mixtures thereof is described in German patent application DE 197 14 707 A1.

• · · · · · · · · « φ φ φφφ φφφ φ φ φ φ φ * φ φ φ φ φ φφφ φ φ φφφ φφφφφ φ φφφφ £ -12- φφφφφφ φφφφ φφφφ• · · · · · · · · «φ φ φφφ φφφ φ φ φ φ φ * φ φ φ φ φ φφφ φ φ φφφ 1Ο φφφφφ φ φφφφ £ -12- φφφφφφ φφφφ φφφφ

Podle, předloženého vynálezu slouží obojí, podkladové materiály i kyslík zachycující sloučenina, jako podklady pro platinu v první vrstvě. Ukládání platiny pouze na jeden z těchto materiálů dokázalo poskytnout nižší katalytické aktivity.According to the present invention, both the support materials and the oxygen scavenging compound serve as substrates for the platinum in the first layer. Placing platinum on only one of these materials was able to provide lower catalytic activities.

Kyslík zachycující materiál vnější vrstvy může být stejný jako zachycující materiál vnitřní vrstvy, nebo může být jiný. S výhodou se používá stejný zachycující materiál pro vnitřní i vnější vrstvu, obzvláště směsné oxidy oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého stabilizované oxidem praseodymitým. Druhý kyslík zachycující materiál vnější vrstvy musí být bez rhodia. Uloženi rhodia na druhý kyslík zachycující materiál může vést k deaktivaci redukční aktivity rhodia oxidací rhodia.The oxygen scavenger material of the outer layer may be the same as the scavenger material of the inner layer, or it may be different. Preferably, the same scavenger material is used for the inner and outer layers, especially the mixed cerium oxide / zirconia oxide stabilized with praseodymium oxide. The second oxygen scavenging material of the outer layer must be rhodium free. The deposition of rhodium on the second oxygen scavenging material may lead to deactivation of the rhodium reducing activity by oxidation of rhodium.

Vnější nebo druhá vrstva může dále zahrnovat jisté množství aktivního oxidu hlinitého v částicové formě, který slouží jako zřeďovací materiál. Tento materiál může nebo nemusí být stabilizován oxidem lanthanitým nebo oxidem barnatým.The outer or second layer may further comprise a certain amount of active alumina in particulate form that serves as a diluent material. This material may or may not be stabilized by lanthanum oxide or barium oxide.

Další zlepšení katalytické aktivity a tepelné stability může být získáno, pokud se druhá vrstva doplní vysoce dispergovanou složkou vybranou ze skupiny sestávající z oxidu yttritého, oxidu neodymitého, oxidu lanthanitého nebo oxidu praseodymitého, přičemž je preferován oxid praseodymitý. Tyto sloučeniny mohou být zavedeny do vrstvy přidáním rozpustné prekurzorové sloučeniny těchto sloučenin do povlékací směsi druhé vrstvy.A further improvement in catalytic activity and thermal stability can be obtained if the second layer is supplemented with a highly dispersed component selected from the group consisting of yttrium oxide, neodymium oxide, lanthanum oxide or praseodymium oxide, with praseodymium oxide being preferred. These compounds can be introduced into the layer by adding a soluble precursor compound of these compounds to the coating composition of the second layer.

• tt tttt tttt tttt »♦ tttt • tttt · tttttt tttttt · • tttttt ··· ····« • tt · · · · tttttt tttttttt · • tttt ·· tt tttt·· £ -13 - ···· ·· ·· ·· ·* ·»Tt ttt tttt tttt ttt ttttt tttttt tttttt tttttt tttttt tttttttt ttt tttttt £ -13 - ···· · · ·· ·· · * · »

Termín „dispergovaná složka znamená, že v protikladu k „částicové složce je tento materiál přidán do povlékací směsi ve formě rozpustné prekurzorové sloučeniny, která dosahuje své konečné dispergované formy při kalcinaci katalytického povlaku. Průměrná velikost částic dispergovaných složek může být v rozmezí mezi 0,001 a 0,1 μιη, zatímco částicové složky obvykle vykazují průměrné průměry částic mezi 1 a 15 μιη.The term "dispersed component" means that, as opposed to the "particulate component," this material is added to the coating composition in the form of a soluble precursor compound that reaches its final dispersed form when calcining the catalytic coating. The average particle size of the dispersed components may be between 0.001 and 0.1 μιη, while the particulate components usually have average particle diameters between 1 and 15 μιη.

Dispergovaná složka druhé vrstvy má několik funkcí. Zaprvé stabilizuje částicové složky (podklad oxidu hlinitého a kyslík zachycující složka oxid ceričitý/oxid zirkoničitý) druhé vrstvy proti tepelné degradaci. Proto, pokud se přidá např. oxid praseodymitý v dispergované formě do druhé vrstvy, oxid ceričitý/oxid zirkoničitý nemusejí být stabilizovány předem, ale budou stabilizovány in šitu v průběhu výroby povlaku. Za druhé, oxid praseodymitý také vykazuje funkci zachycování a uvolňování kyslíku, která pomáhá zlepšit dynamické chování konečného katalyzátoru, ačkoli schopnost zachycovat kyslík oxidu praseodymitého není tak zřetelná jako u oxidu ceričitého.The dispersed component of the second layer has several functions. First, it stabilizes the particulate components (alumina substrate and oxygen scavenging component cerium oxide / zirconia) of the second layer against thermal degradation. Therefore, if, for example, praseodymium oxide in dispersed form is added to the second layer, the cerium oxide / zirconia may not be stabilized in advance, but will be stabilized in situ during the manufacture of the coating. Second, praseodymium oxide also exhibits an oxygen scavenging and releasing function that helps to improve the dynamic behavior of the final catalyst, although the ability to scaveng praseodymium oxide is not as distinct as cerium oxide.

Katalyzátorová nosná kostra použitá v předloženém vynálezu má tvar voštinového monolitu s množstvím v podstatě paralelních kanálů táhnoucích se skrz něj. Kanály jsou vymezeny stěnami, na kterých je aplikován katalytický povlak zahrnující vnitřní a vnější vrstvu.The catalyst support frame used in the present invention has the shape of a honeycomb monolith with a plurality of substantially parallel channels extending therethrough. The channels are delimited by walls to which a catalytic coating comprising an inner and an outer layer is applied.

Kanály nosné kostry slouží jako vedení toku pro výfukový plyn motoru s vnitřním spalováním. Když teče výfukový plyn skrz tyto kanály, přichází do těsného kontaktu s katalytickým • φ φφ φφ ** φφ φφ • * φ. · φ* φ φ φφ φ • φφφ φφφφφφφ· φ φ » φ φ φ φφφ φ φ φ φ φThe carcass channels serve as a flow guide for the exhaust gas of an internal combustion engine. When the exhaust gas flows through these channels, it comes in close contact with the catalytic • φ φφ φφ ** φφ φφ • * φ. * Φ • • • • • • φ φ φ φ φ φ φ φ

- . φφφφφ φφφφφ £ — 14 - φφφφ φφ φφ φ φ φφ ·« povlakem, čímž jsou polutanty obsažené ve výfukovém plynu konvertovány na příznivé produkty. Nosné kostry mohou být vyrobeny z jakéhokoli vhodného materiálu, jako jsou kovové nebo keramické materiály, což je v této oblasti techniky známo. Kanály jsou uspořádány v průřezu nosných koster v pravidelném vzorci. Takzvaná hustota buněk (kanály v oblasti průřezu) může kolísat mezi 10 a 200 cm'2. Jiné vhodné nosné kostry mohou mít pěnovou strukturu s otevřenými póry. Mohou být použity kovové nebo keramické pěny.-. 14 φ povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla povla kem kem povla kem povla povla povla povla kem povla povla kem The carcasses may be made of any suitable material, such as metal or ceramic, as is known in the art. The channels are arranged in the cross-section of the carrier frameworks in a regular pattern. The so-called cell density (channels in the cross-sectional area) can vary between 10 and 200 cm 2 . Other suitable support frameworks may have an open-cell foam structure. Metal or ceramic foams may be used.

Vnitřní vrstva katalytického povlaku je aplikována na nosnou kostru v množstvích od 50 do 250 g/l, a vnější vrstva je aplikována v množstvích od 10 do 150 g/l nosné kostry. Vnitřní vrstva zahrnuje s výhodou od 20 do 150 g/l uvedené první podkladové složky a od 10 do 100 g/l uvedené první kyslík zachycující složky. Vnitřní vrstva může dále zahrnovat 5 až 60 g/l oxidu zirkoničitého nebo složky oxidu zirkoničitého. Platina je přítomna v první vrstvě v koncentraci od 0,01 do 5, s výhodou od 0,05 do 1 hmotn. %, vzhledem k celkové hmotnosti první vrstvy. Koncentrace platiny vzhledem k objemu katalyzátorového nosiče je v rozmezí od 0,01 do 12,5 g/l, přičemž nejvhodnější jsou koncentrace mezi 0,25 a 2 g/l.The inner layer of the catalytic coating is applied to the support frame in amounts of 50 to 250 g / l, and the outer layer is applied in amounts of 10 to 150 g / l of support frame. The inner layer preferably comprises from 20 to 150 g / l of said first substrate component and from 10 to 100 g / l of said first oxygen scavenging component. The inner layer may further comprise 5 to 60 g / l of zirconia or zirconia component. The platinum is present in the first layer at a concentration of from 0.01 to 5, preferably from 0.05 to 1 wt. %, based on the total weight of the first layer. The concentration of platinum relative to the volume of the catalyst support is in the range of 0.01 to 12.5 g / l, with concentrations between 0.25 and 2 g / l being most suitable.

V nejvýhodnějším vytvoření první podklad zahrnuje aktivní oxid hlinitý se specifickou plochou povrchu mezi 50 a 200 m2/g stabilizovaný oxidem lanthanitým, zatímco první kyslík zachycující složka je s výhodou vybrána ze směsných oxidů oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého bohatých na oxid ceričitý obsahujících 60 až 90 hmotn.% oxidu ceričitého a navíc • · · ·In a most preferred embodiment, the first substrate comprises active alumina with a specific surface area between 50 and 200 m 2 / g stabilized by lanthanum oxide, while the first oxygen scavenging component is preferably selected from mixed cerium oxide / zirconia rich cerium oxide containing 60 to 90 % by weight of cerium oxide and, in addition,

- 15stabilizovaných 0,5 až 10 hmotn.% oxidu praseodymitého (PrÉOxl) . Má se za to, že tato směs první vrstvy zlepšuje svoji katalytickou funkci pokud jde o oxidaci uhlovodíků (HC) a oxidu uhelnatého (CO).- 15stabilizovaných 0.5 to 10 wt.% Praseodymium oxide (Pr E O L). This first layer mixture is believed to improve its catalytic function with respect to the oxidation of hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO).

Vnější vrstva katalytického povlaku zahrnuje od 5 do 100, s výhodou od 5 do 20 g/l uvedeného druhého podkladu, a od 5 do 100, s výhodou od 5 do 50 g/l uvedené druhé kyslík zachycující složky. Vnější vrstva může dále zahrnovat od 5 do 60 g/l aktivovaného oxidu hlinitého. Ve vnější vrstvě jsou platina a rhodium uloženy na druhém podkladu. Ve srovnání s vnitřní vrstvou je ve vnější vrstvě s výhodou vyšší koncentrace vzácných kovů vzhledem k hmotnosti podkladových materiálů. Může být tedy zvolena koncentrace platiny plus rhodia mezi 0,5 a 20 hmotn.% vzhledem k hmotnosti druhého podkladového materiálu, přičemž je preferována koncentrace mezi 1 a 15 hmotn.%. Tyto koncentrace odpovídají koncentracím vzhledem k objemu katalyzátorového nosiče mezi 0,025 a 20 g/l, s výhodou mezi 0,05 a 15 g/l.The outer layer of the catalytic coating comprises from 5 to 100, preferably from 5 to 20 g / l of said second substrate, and from 5 to 100, preferably from 5 to 50 g / l of said second oxygen scavenging component. The outer layer may further comprise from 5 to 60 g / l of activated alumina. In the outer layer, platinum and rhodium are deposited on a second substrate. Compared to the inner layer, the outer layer preferably has a higher concentration of noble metals relative to the weight of the underlying materials. Consequently, a concentration of platinum plus rhodium of between 0.5 and 20% by weight relative to the weight of the second support material can be selected, with a concentration of between 1 and 15% by weight being preferred. These concentrations correspond to concentrations with respect to the volume of the catalyst support of between 0.025 and 20 g / l, preferably between 0.05 and 15 g / l.

Jak již bylo vysvětleno, platina v těsném kontaktu s rhodiem ve vnější vrstvě pomáhá redukovat oxid rhodia vytvořený v průběhu fází přerušení přívodu paliva zpět do kovového stavu. Pro provedení tohoto úkolu by měl být hmotnostní poměr mezi platinou a rhodiem vybrán v rozmezí 5:1 a 1:3. Nej efektivnější jsou hmotnostní poměry mezi 3:1 a 1:1.As already explained, platinum in close contact with the rhodium in the outer layer helps to reduce the rhodium oxide formed during the interruption phases of the fuel supply back to the metal state. To accomplish this task, the weight ratio between platinum and rhodium should be selected between 5: 1 and 1: 3. The most effective are weight ratios between 3: 1 and 1: 1.

Jako v případě vnitřní vrstvy je s výhodou jako druhý podklad zvolen aktivní oxid hlinitý se specifickou plochou povrchu mezi 50 a 200 m /g stabilizovaný oxidem lanthanitým, • · · ,'·-.·· · · • ··· ·' · · · · · · · .;······'····· · · ·As in the case of the inner layer, preferably an active alumina with a specific surface area of between 50 and 200 m / g stabilized by lanthanum oxide is chosen as the second substrate. · · · · ·; ······ '····· · · ·

-16- «·«« · · . z··.*» · · · · zatímco druhá kyslík zachycující složka je vybrána ze směsných oxidů oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého bohatých na oxid ceričitý obsahujících 60 až 90 hmotn.% oxidu ceričitého navíc stabilizovaných 0,5 až 10 hmotn.% oxidu praseodymitého (Pr60n).-17- «·« «· ·. whereas the second oxygen scavenging component is selected from mixed cerium oxide / cerium oxide rich cerium oxides containing 60 to 90 wt% cerium oxide additionally stabilized with 0.5 to 10 wt% praseodymium oxide (Pr 6 0 n ).

Jak bylo uvedeno výše, stabilizace oxidem praseodymitým, nebo alternativně oxidem yttritým, oxidem neodymitým nebo oxidem lanthanitým, může být dosaženo také přidáním těchto sloučenin jako vysoce dispergovaných složek do druhé vrstvy.As mentioned above, stabilization with praseodymium oxide, or alternatively yttrium oxide, neodymium oxide or lanthanum oxide, can also be achieved by adding these compounds as highly dispersed components to the second layer.

Za účelem potlačení emise hydrosulfidu mohou první a druhá vrstva katalytického povlaku dále zahrnovat od asi 1 do 40 g/1 niklu, železa nebo manganové složky.In order to suppress the emission of hydrosulfide, the first and second layers of the catalytic coating may further comprise from about 1 to 40 g / l of nickel, iron or manganese component.

Katalyzátor podle předloženého vynálezu může být vyroben různými způsoby. Některé z nich budou popsány níže:The catalyst of the present invention can be produced in various ways. Some of them will be described below:

Pro opatření vnitřní vrstvy mohou být kanály katalyzátoru povlečeny vodnou povlékací směsí obsahující částicové podkladové materiály vnější vrstvy (zahrnující první kyslík zachycující materiál). Povlékací směs bude v kontextu tohoto vynálezu nazývána také povlékací disperze. Metody povlékání katalyzátorových nosičů takovou povlékací směsí jsou odborníkům dobře známy. Povlak je pak sušen a kalcinován ve vzduchu. Sušení se provádí s výhodou při zvýšených teplotách do 150 °C. Pro kalcinování by měly být použity teploty od 200 do 500 °C po dobu od 0,1 do 5 hodin.To provide the inner layer, the catalyst channels may be coated with an aqueous coating composition comprising particulate backing materials of the outer layer (including the first oxygen scavenging material). In the context of the present invention, the coating composition will also be referred to as a coating dispersion. Methods for coating catalyst supports with such a coating composition are well known to those skilled in the art. The coating is then dried and calcined in air. The drying is preferably carried out at elevated temperatures up to 150 ° C. Temperatures from 200 to 500 ° C for 0.1 to 5 hours should be used for calcination.

Po kalcinaci může být platina dispergována na povlečenou nosnou kostru máčením monolitu do roztoku obsahujícího prekurzorovou sloučeninu platiny. Roztok může být vodný nebo • · • · • · 9 9 9 9 9 9 9 9 9 · '· · ·«· · ····'·.·· »After calcination, the platinum can be dispersed on the coated backbone by dipping the monolith into a solution containing the platinum precursor compound. The solution may be aqueous or 9 9 9 9 9 9 9 9 9.

Π · 9 9 9 9 .9 9 9 9 9 . ···* ·· .«·' .··./' ·· nevodný roztok (organické rozpouštědlo). Může být použita jakákoli sloučenina platinového prekurzoru, která je rozpustná ve vybraném rozpouštědle a rozkládá se při zahřívání ve vzduchu při zvýšených teplotách. Z těchto platinových sloučenin jsou ilustrativní kyselina chloroplatičitá, chloroplatičitan amonný, chlorid platičitý hydrát, dichlorkarbonyl dichlorid platičitý, dusičnan diamoplatnatý, dusičnan platnatý, dusičnan tetramoplatnatý, hydroxid tetramoplatnatý. Po impregnaci je povlak opět kalcinován při teplotách mezi 200 a 500 °C ve vzduchu.Π · 9 9 9 9. · Non-aqueous solution (organic solvent). Any platinum precursor compound that is soluble in the selected solvent and decomposes when heated in air at elevated temperatures may be used. Among these platinum compounds, illustrative is chloroplatinic acid, ammonium chloroplatinate, platinum (II) chloride hydrate, dichlorocarbonyl (II) dichloride, diammonium (II) nitrate, platinum (II) nitrate, tetram (II) nitrate, tetram (II) hydroxide. After impregnation, the coating is again calcined at temperatures between 200 and 500 ° C in air.

Vnitřní vrstva může být alternativně připravena nejprve impregnací částicových materiálů vnitřní vrstvy vodným roztokem rozpustné prekurzorové sloučeniny platiny, sušením a kalcinováním impregnovaných částicových materiálů pro tepelné upevnění platiny na nich. Tento katalyzovaný materiál je pak použit pro přípravu vodné povlékací směsi pro povlékání stěn kanálů nosné kostry. Povlak je pak sušen a kalcinován, jak je popsáno výše.Alternatively, the inner layer may be prepared by first impregnating the particulate materials of the inner layer with an aqueous solution of a soluble platinum precursor compound, drying and calcining the impregnated particulate materials to heat mount the platinum thereto. The catalyzed material is then used to prepare an aqueous coating composition for coating the walls of the carcass channels. The coating is then dried and calcined as described above.

Výhodným způsobem opatření vnitřní vrstvy je příprava vodné disperze z částicových materiálů vnitřní vrstvy. Pro uložení a upevnění platiny na částicové materiály disperze je roztok sloučenin platinového prekurzoru sloučenin pomalu vstřikován do disperze a pak je platinová sloučenina srážena na částicové materiály vhodným upravováním hodnoty pH disperze pro získání konečné povlékací směsi. V průběhu vstřikování a srážení je disperze průběžně míchána pro rychlé rozptýlení vstřikovaného roztoku homogenně v celém objemu disperze. Srážené sloučeniny pevně drží na podkladových materiálech.A preferred method of providing the inner layer is to prepare an aqueous dispersion from the particulate materials of the inner layer. To deposit and mount platinum on the dispersion particulate materials, a solution of the platinum precursor compound compounds is slowly injected into the dispersion, and then the platinum compound is precipitated onto the particulate materials by appropriately adjusting the pH of the dispersion to obtain a final coating composition. During injection and precipitation, the dispersion is continuously stirred to rapidly disperse the injection solution homogeneously throughout the dispersion volume. The precipitated compounds adhere firmly to the underlying materials.

to ·to ·

-18• · · • · · to· to • · · · · · · ·· · • toto· ·· ·> ·· ·· <*·-18 • to · to · to · to · this ·> <i>

Způsob srážení vstřikováním je popsán v německých patentových přihláškách DE 197 14 732 Al a DE 197 14 707 Al. Dále je tento způsob nazýván také vstřikovací srážení.A method of injection molding is described in German patent applications DE 197 14 732 A1 and DE 197 14 707 A1. This method is also called injection-molding.

Vhodné sloučeniny platinového prekurzoru pro tento způsob ukládání jsou sloučeniny již popsané výše. Navíc mohou být použity aminem solubilizované platinové sloučeniny jako jsou hexahydroxid metyletanolamin platičitý ( (MEA) 2Pt(OH)6 = (OHC2H4-NH2-CH3) 2 +PtIV (OH) 6) a hexahydroxid etanolamin platičitý nebo jiné organické ( (EA)2Pt (OH)6 = (OH-C2H4-NH3) 2 +PtIV (OH) 6) deriváty kvartérních amonných solí. Je známo, že pomocí těchto aniontových komplexních sloučenin platiny lze získat vysoce dispergované platinové kovové povlaky.Suitable platinum precursor compounds for this deposition method are those already described above. In addition, amine-solubilized platinum compounds such as platinum (II) methylethanolamine hexahydroxide ((MEA) 2 Pt (OH) 6 = (OHC 2 H 4 -NH 2 -CH 3 ) 2 + Pt IV (OH) 6 ) and ethanolamine platinum hexahydroxide may be used or other organic ((EA) 2 Pt (OH) 6 = (OH-C 2 H 4 -NH 3 ) 2 + Pt IV (OH) 6 ) quaternary ammonium salt derivatives. It is known that highly dispersed platinum metal coatings can be obtained with these anionic platinum complex compounds.

Aminem solubilizované prekurzorové sloučeniny poskytují vysoce bazické vodné roztoky. Pokud je použit oxid hlinitý jako podkladový materiál, aminem solubilizované prekurzorové složky jsou snadno upevněny na povrch oxidu hlinitého adsorbcí. Adsorbovaná látka může být upevněna chemicky neutralizací disperze.The amine-solubilized precursor compounds provide highly basic aqueous solutions. When alumina is used as the backing material, the amine-solubilized precursor components are readily attached to the alumina surface by adsorption. The adsorbed substance can be fixed chemically by neutralizing the dispersion.

Takto připravená povlékací disperze je pak použita pro povlékání stěn kanálů nosné kostry. Poté je povlak sušen a kalcinován ve vzduchu.The coating dispersion thus prepared is then used to coat the walls of the carcass channels. Then, the coating is dried and calcined in air.

Výhodný je výše popsaný způsob vstřikovacího srážení, protože zahrnuje pouze jeden krok sušení a kalcinování, přičemž první dva způsoby oba vyžadují dva kroky sušení a kalcinování.The above-described injection shrinkage method is preferred because it involves only one drying and calcining step, the first two methods both requiring two drying and calcining steps.

Φ · · φ · • · · · · * ·Φ · φ · · · · ·

-19..'-φ · · ···· φ« • · · · φ · »» ·· ·· prekurzorové ceričitý/oxid-19 ..'- φ · · · • • • • • • »prek» »»

Jako první kyslík zachycující složka pro spodní vrstvu je s výhodou zvolen směsný oxid oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého bohatý na oxid ceričitý stabilizovaný oxidem praseodymitým. Může být použit již stabilizovaný materiál, nebo může být stabilizace provedena v odděleném výrobním kroku. Oxid ceričitý/oxid zirkoničitý může být také stabilizován oxidem praseodymitým in sítu v průběhu přípravy první vrstvy. Za tímto účelem může být připraven roztok sloučeniny oxidu praseodymitého a oxid zirkoničitý v něm dispergován. Pak je do disperze vstřikován amoniak pro sražení prekurzorové sloučeniny na oxid ceričitý/oxid zirkoničitý. Vhodné prekurzorové sloučeniny praseodymu jsou acetát praseodymitý nebo dusičnan praseodymitý.The first oxygen scavenging component for the backsheet is preferably a mixed cerium oxide / zirconium oxide rich cerium oxide stabilized with praseodymium oxide. An already stabilized material may be used, or the stabilization may be carried out in a separate manufacturing step. Cerium (IV) / zirconia may also be stabilized by praseodymium oxide in situ during the preparation of the first layer. For this purpose, a solution of the praseodymium oxide compound and zirconium oxide dispersed therein can be prepared. Ammonia is then injected into the dispersion to precipitate the precursor compound onto cerium oxide / zirconia. Suitable praseodymium precursor compounds are praseodymium acetate or praseodymium nitrate.

Výsledná disperze je pak použita pro přípravu konečné povlékací směsi dalším přidáním aktivního oxidu hlinitého a podle volby částicovité složky oxidu zirkoničitého. Částicovité materiály této disperze jsou pak katalyzovány platinou vstřikovacím srážením, o kterém již byla řeč výše.The resulting dispersion is then used to prepare the final coating composition by further adding the active alumina and optionally the particulate zirconia component. The particulate materials of this dispersion are then catalyzed by the platinum injection precipitation described above.

Po uložení vnitřní vrstvy na katalyzátorový nosič může být vnější vrstva připravena následovně:After the inner layer has been deposited on the catalyst support, the outer layer can be prepared as follows:

Nejprve je připraven druhý podklad nesoucí platinu a rhodium impregnací tohoto podkladu vodným roztokem rozpustných prekurzorových sloučenin platiny a rhodia, a sušením a kalcinováním impregnovaného podkladu. Poté jsou katalyzovaný podklad, druhá kyslík zachycující sloučenina a přídavný • ··« · · · ' ··. .· · · · ······ 444 4 4 4 4 · £ - 20 “ : ···· ·· · · ? · · * · aktivní oxid hlinitý dispergovány do vody pro získání povlékací směsi. Tato povlékací směs je použita pro aplikaci vnější vrstvy na povrch uvedené vnitřní vrstvy. Nakonec je povlečená nosná kostra opět sušena a kalcinována, jak je zde popsáno.First, a second platinum-and-rhodium-bearing substrate is prepared by impregnating the substrate with an aqueous solution of soluble platinum-rhodium precursor compounds, and drying and calcining the impregnated substrate. Thereafter, the catalyst, the second oxygen scavenging compound, and the additional catalyst are catalyzed. . · · · · ······ 444 4 4 4 4 · £ - 20 “: ···· ·· · · ·? The active alumina dispersed in water to obtain a coating composition. This coating composition is used to apply an outer layer to the surface of said inner layer. Finally, the coated backing is dried and calcined again as described herein.

Vhodné prekurzorové sloučeniny pro platinu jsou ty, které již byly zmíněny výše. Jako prekurzory pro rhodium mohou být použity s výhodou hexaaminorhodium chlorid, chlorid rhoditý, rhodium karbonylchlorid, chlorid rhoditý hydrát, dusičnan rhodia a acetát rhodia, ale s výhodou dusičnan rhodia.Suitable platinum precursor compounds are those already mentioned above. As rhodium precursors, hexaaminorhodium chloride, rhodium chloride, rhodium carbonyl chloride, rhodium chloride hydrate, rhodium nitrate and rhodium acetate may be used, but preferably rhodium nitrate.

Druhý podklad může být impregnován platinovými a rhodiovými prekurzory v jakémkoli pořadí nebo současně z jednoho společného roztoku. Nicméně, jak bylo zdůrazněno výše, je velmi žádoucí získat co nejužší kontakt mezi platinou a rhodiem. Bylo zjištěno, že toho lze nejlépe dosáhnout uložením nejprve platiny a následně rhodia na podkladový materiál výše popsaným vstřikovacím srážením. Pro tento účel je jako prekurzorová sloučenina pro platinu zvolen aminem solubilizovaný hydroxid etanolamin platičitý a srážení platiny je ovlivněno vhodným upravením hodnoty pH této disperze. Po srážení platiny není podklad sušen a kalcinován, ale rhodium je pak přímo sráženo z roztoku kyselé prekurzorové sloučeniny rhodia, jako je dusičnan rhodia.The second substrate may be impregnated with platinum and rhodium precursors in any order or simultaneously from one common solution. However, as pointed out above, it is highly desirable to obtain the closest contact between platinum and rhodium. It has been found that this is best achieved by depositing first platinum and then rhodium on the substrate material by the above-described injection precipitation. For this purpose, the amine-solubilized ethanolamine platinum hydroxide is selected as the platinum precursor compound, and platinum precipitation is affected by appropriate adjustment of the pH of the dispersion. After platinum precipitation, the substrate is not dried and calcined, but rhodium is then directly precipitated from a solution of an acidic rhodium precursor compound such as rhodium nitrate.

Z tohoto důvodu je vodná povlékací disperze pro vnější vrstvu připravována připravením první vodné disperze z druhého nosného materiálu, s výhodou aktivního oxidu hlinitého, a pak vstřikováním vodného roztoku aminem solubilizované • « · « * * * » ·· * • · · · ··· » ···· · « ·«· · · · · · ♦ · · · • · · ·· · · · · ·For this reason, an aqueous coating dispersion for the outer layer is prepared by preparing a first aqueous dispersion from a second carrier material, preferably active alumina, and then injecting the aqueous solution with an amine solubilized. »·» «« »» »» »» »» »» »»

-21- «·».·. ··»» .»·· prekurzorové sloučeniny platiny do disperze. Aminem solubilizovaná prekurzorová sloučenina platiny je snadno adsorbována na aktivním oxidu hlinitém. Poté je vodný roztok kyselé prekurzorové sloučeniny rhodia vstřikován do této disperze a hodnota pH disperze je vhodně upravena pro upevnění platinových a rhodiových sloučenin na druhém podkladu.-21- «·». ·. Platinum precursor compounds into a dispersion. The amine solubilized platinum precursor compound is readily adsorbed on active alumina. Then, an aqueous solution of the rhodium acid precursor compound is injected into the dispersion and the pH of the dispersion is suitably adjusted to attach the platinum and rhodium compounds to the second substrate.

Potě může být katalyzovaný druhý podkladový materiál oddělen z kapalné fáze první disperze a sušen a kalcinován před jeho opětovným dispergováním s druhou kyslík zachycující složkou, a podle volby s dalším aktivním oxidem hlinitým, pro vytvoření povlékací disperze pro vnější vrstvu. Nejvýhodněji může být použita pro kalcinaci katalyzovaného podkladového materiálu rozprašovací nebo mžiková kalcinace. V případě rozprašovací nebo mžikové kalcinace je vlhký materiál vstřikován do horkého proudu plynu s teplotou mezi 700 a 1000 °C, což vyvolává sušení a dekompozici prekurzorových sloučenin v několika sekundách nebo dokonce dříve než v jedné sekundě. To způsobuje velkou disperzi vytváření krystalitů vzácného kovu.Thereafter, the catalysed second support material may be separated from the liquid phase of the first dispersion and dried and calcined prior to re-dispersing it with the second oxygen scavenger, and optionally with another active alumina, to form a coating dispersion for the outer layer. Most preferably, spray calcination or flash calcination can be used to calculate the catalyzed support material. In the case of spray or flash calcination, the wet material is injected into a hot gas stream at a temperature between 700 and 1000 ° C, causing drying and decomposition of the precursor compounds in a few seconds or even sooner than one second. This causes a large dispersion of precious metal crystallites.

Nicméně je výhodné vyhnout se střednímu kroku sušení a kalcinování katalyzovaného druhého podkladového materiálu a přímo přidat druhou kyslík zachycující složku a podle volby další aktivní oxid hlinitý do první disperze obsahující katalyzovaný (druhý podklad. To je možné, protože platina a rhodium jsou upevněny pevně k druhému podkladovému materiálu popsaným vstřikovacím srážením.However, it is preferable to avoid the intermediate drying and calcining step of the catalyzed second support material and directly add the second oxygen scavenging component and optionally additional active alumina to the first dispersion containing the catalyzed (second support. This is possible because platinum and rhodium are fixed to the the substrate material as described by injection precipitation.

• * »9 9 • · · • · ·• 9 9 9

-22·♦ 99 ·· «·-22 · ♦ 98 ·· «·

Takto získaná povlékací disperze je pak použita k aplikaci vnější vrstvy na povrch vnitřní vrstvy následované sušením a kalcinováním povlečeného katalyzátorového nosiče. Poslední zmíněný způsob přípravy vnější vrstvy je výhodnější než dříve popsaný způsob, protože se vyhýbá oddělenému tepelnému zpracování katalyzovaného druhého podkladu.The coating dispersion thus obtained is then used to apply the outer layer to the surface of the inner layer followed by drying and calcining the coated catalyst support. The latter method of preparing the outer layer is more advantageous than the previously described method because it avoids separate thermal treatment of the catalyzed second substrate.

Jako druhá kyslík zachycující složka je s výhodou zvolen směsný oxid oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého stabilizovaný oxidem praseodymitým. Stabilizace oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého lze dosáhnout in šitu způsobem již výše popsaným. Za tímto účelem jsou přidány roztok sloučeniny prekurzoru praseodymu, oxid ceričitý/oxid zirkoničitý a podle volby oxid hlinitý do disperze obsahující oxid hlinitý katalyzovaný platinou a rhodiem. Výsledná disperze je pak použita k aplikaci druhé povlékací vrstvy. Při kalcinaci této vrstvy tvoří prekurzor praseodymu vysoce dispergovaný oxid praseodymitý na povrchu částicových materiálů druhé vrstvy. Tímto se oxid ceričitý/oxid zirkoničitý stabilizují proti tepelným změnám a navíc je zvýšena kapacita zachycování kyslíku katalyzátoru kapacitou zachycování kyslíku oxidu praseodymitého.The second oxygen scavenging component is preferably a mixed cerium oxide / zirconium oxide stabilized with praseodymium oxide. The stabilization of the cerium oxide / zirconia can be achieved in situ as described above. To this end, a solution of the praseodymium precursor compound, cerium oxide / zirconium oxide and, optionally, alumina is added to a platinum-rhodium-catalyzed aluminum oxide dispersion. The resulting dispersion is then used to apply a second coating layer. In calcining this layer, the praseodymium precursor forms a highly dispersed praseodymium oxide on the surface of the particulate materials of the second layer. This stabilizes the cerium oxide / zirconium oxide against thermal changes, and in addition, the oxygen scavenging capacity of the catalyst is increased by the oxygen scavenging capacity of praseodymium oxide.

Shrnuto, v nejvýhodnějším vytvoření vynálezu zahrnuje vnitřní vrstva katalyzátoru platinu uloženou na aktivním oxidu hlinitém a na směsném oxidu ceričitém/oxidu zirkoničitém bohatém na oxid ceričitý, a vnější vrstva katalyzátoru zahrnuje platinu a rhodium uložené na aktivním oxidu hlinitém, a vnější vrstva dále zahrnuje směsný oxid oxidu ♦ · íIn summary, in a most preferred embodiment of the invention, the inner layer of the catalyst comprises platinum deposited on the active alumina and mixed cerium oxide / zirconia rich in cerium oxide, and the outer layer of the catalyst comprises platinum and rhodium deposited on the active alumina, and the outer layer further comprises the mixed oxide oxide

-23* · φ β • « φ · φ φ « φφφ φ φ φ φ • φφ » φ φ φ » φφ ceričitého/oxidu zirkoničitého bohatý na oxid ceričitý. Tento katalyzátor lze získat způsobem zahrnujícím následující kroky:-23 · β · cer cer φ cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer cer This catalyst can be obtained by a process comprising the following steps:

a) příprava roztoku prekurzoru praseodymu, směsného oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého a upravení pH hodnoty disperze, čímž se sráží prekurzor praseodymu na oxid ceričitý/oxid zirkoničitý,(a) preparing a solution of praseodymium precursor, mixed cerium dioxide / zirconia and adjusting the pH of the dispersion to precipitate praseodymium precursor to cerium dioxide / zirconia;

b) další přidávání oxidu hlinitého a podle volby složky oxidu zirkoničitého do disperze podle kroku a),b) further adding the alumina and optionally the zirconia component to the dispersion according to step a),

c) vstřikování roztoku platinového prekurzoru do disperze podle kroku b) a její srážení na oxid hlinitý, oxid ceričitý/oxid zirkoničitý a podle volby na složku oxidu zirkoničitého pro získáni první povlékací směsi pro vnitřní vrstvu katalyzátoru,c) injecting the platinum precursor solution into the dispersion according to step b) and precipitating it onto alumina, cerium oxide / zirconia and optionally onto the zirconia component to obtain a first coating composition for the inner catalyst layer,

d) povlékání uvedeného monolitického nosiče uvedenou první povlékací směsí a sušeni a kalcinování povlaku, čím se získá nosič povlečený uvedenou vnitřní vrstvou,d) coating said monolithic carrier with said first coating composition and drying and calcining the coating to obtain a carrier coated with said inner layer,

e) příprava disperze aktivního oxidu hlinitého a vstřikování roztoku platinové sloučeniny do této disperze,e) preparing an active alumina dispersion and injecting a platinum compound solution into the dispersion,

f) poté vstřikování vodného roztoku rozpustného rhodiového prekurzoru do disperze podle kroku e) a upravení pH hodnoty disperze, čímž se získá disperze aktivního oxidu hlinitého katalyzovaného platinou a rhodiem,f) then injecting an aqueous solution of the soluble rhodium precursor into the dispersion according to step e) and adjusting the pH of the dispersion to obtain a platinum-rhodium-catalyzed active alumina dispersion,

-24• ♦ · * • · · · · • * ·· · «··· ·· >*· ··-24 ♦ * * * «« «« 24 24 24 24 24 24

g) přidávání aktivního oxidu hlinitého, směsného oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého bohatého na oxid ceričitý a podle volby roztoku prekurzoru praseodymu do disperze podle kroku f) pro získání druhé povlékací směsi pro vnější vrstvu katalyzátoru,g) adding the active alumina, mixed cerium oxide / cerium oxide rich zirconia and optionally the praseodymium precursor solution to the dispersion according to step f) to obtain a second coating composition for the outer catalyst layer,

h) použití uvedené druhé povlékací směsi pro aplikaci uvedené vnější vrstvy na povrch uvedené vnitřní vrstvy ah) using said second coating composition to apply said outer layer to the surface of said inner layer; and

i) sušení a kalcinování povlečeného monolitického nosiče.(i) drying and calcining the coated monolithic support.

Nejvýhodněji je aktivní oxid hlinitý použitý v krocích a) a d) pro vnitřní a vnější vrstvy stabilizován 0,5 až 20 hmotn.% oxidu lanthanitého. Ve výše popsaném způsobu jsou podkladové materiály a oxid ceričitý/oxid zirkoničitý in šitu stabilizovány oxidem praseodymitým. Stabilizace oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého oxidem praseodymitým, oxidem yttritým, oxidem neodymitým, oxidem lanthanitým nebo jejich směsmi alternativně může být dosaženo v odděleném kroku s výše uvedenými legovacími sloučeninami impregnací, vstřikovacím srážením, současným srážením nebo současnou tepelnou hydrolýzou.Most preferably, the active alumina used in steps a) and d) for the inner and outer layers is stabilized with 0.5 to 20 wt% lanthanum oxide. In the method described above, the support materials and cerium oxide / zirconia in situ are stabilized with praseodymium oxide. Alternatively, stabilization of the cerium oxide / zirconia with praseodymium oxide, yttrium oxide, neodymium oxide, lanthanum oxide or mixtures thereof can be achieved in a separate step with the above alloying compounds by impregnation, injection precipitation, simultaneous precipitation or simultaneous thermal hydrolysis.

Pro stabilizování oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého impregnací je částicový oxid ceričitý/oxid zirkoničitý smáčen vodným roztokem prekurzorových sloučenin požadovaných legovacích prvků a pak sušen a kalcinován. K tomuto účelu se často používá impregnace objemu pórů. V tomto případě jsou prekurzorové sloučeniny rozpouštěny v takovém množství vody, φ · <··· ·· £To stabilize the ceria / zirconia by impregnation, the particulate ceria / zirconia is wetted with an aqueous solution of the precursor compounds of the desired alloying elements and then dried and calcined. Pore volume impregnation is often used for this purpose. In this case, the precursor compounds are dissolved in an amount of water, φ · <··· ·· £

-25• · · φ Φ-25 • · · φ Φ

ΦΦ ΦΦ které odpovídá absorpční kapacitě oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého.Odpovídá ΦΦ which corresponds to the absorption capacity of cerium oxide / zirconia.

Vstřikovací srážení již bylo vysvětleno výše pro ukládání sloučenin vzácných kovů na podkladové materiály.Injection precipitation has already been explained above for depositing noble metal compounds on the underlying materials.

Pro stabilizování oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého současným srážením je připraven běžný roztok z prekurzorových sloučenin oxidu ceričitého a oxidu zirkoničitého a z prekurzorové sloučeniny stabilizačního prvku. Pak jsou tři sloučeniny souběžně sráženy přidáním vhodného srážecího činidla. Oxid ceričitý/oxid zirkoničitý stabilizovaný praseodymem může být tedy vyroben připravením běžného roztoku dusičnanu ceričitého, dusičnanu zirkoničitého a dusičnanu praseodymitého, a přidáním uhličitanu amonného nebo oxalátu amonného, takže cer, zirkonium a praseodym jsou sráženy souběžně jako uhličitany nebo oxaláty. Po filtraci a sušení je získán požadovaný stabilizovaný oxid ceričitý/oxid zirkoničitý kalcinací. Současné srážení může být alternativně prováděno také v bazickém prostředí.To stabilize the cerium oxide / zirconia by co-precipitation, a conventional solution is prepared from the cerium oxide and zirconia precursor compounds and the stabilizer element precursor compound. Then, the three compounds are co-precipitated by addition of a suitable coagulant. Thus, praseodymium-stabilized cerium dioxide / zirconia can be prepared by preparing a conventional solution of cerium nitrate, zirconium nitrate and praseodymium nitrate, and adding ammonium carbonate or ammonium oxalate such that cerium, zirconium and praseodymium are precipitated simultaneously as carbonates or propyodymium. After filtration and drying, the desired stabilized cerium oxide / zirconia is obtained by calcination. Alternatively, the co-precipitation can also be carried out in a basic environment.

Pro stabilizování oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého současnou tepelnou hydrolýzou je připraven sol z hydroxydusičnanu ceričitého, hydroxydusičnanu zirkoničitého a hydroxydusičnanu legovacího prvku. Sol je pak odvodněn stoupající teplotou. Tím jsou hydroxynitráty rozloženy na odpovídající oxidy. Současná tepelná hydrolýza je popsána např. v WO 98/16472.To stabilize the cerium oxide / zirconia by simultaneous thermal hydrolysis, a salt of cerium hydroxide nitrate, zirconium hydroxide nitrate and an alloy of the alloying element is prepared. The sol is then dewatered by rising temperature. Thereby, the hydroxynitrates are decomposed into the corresponding oxides. Current thermal hydrolysis is described, for example, in WO 98/16472.

• 9• 9

9 99 ·9 99 ·

► · »·♦ 99► · »· ♦ 98

-26999-99 99 9-26999-99 99 9

9 9 · 9 9 9 * « · ··· 99 99 99 9 9 9 9 9 99 99 9

9 9 9 9 9 99 9 9 9 9

99 99 9999 99 99

Pomocí následujících příkladů nyní budou dále vysvětleny užitečné vlastnosti katalyzátoru podle vynálezu.The useful properties of the catalyst according to the invention will now be explained with reference to the following examples.

Obrázek 1 zachycuje schematické znázornění principu měření pro určování CO/NOX průsečíků.Figure 1 shows a schematic representation of the measurement principle for determining CO / NO X intersections.

Srovnávací příklad 1Comparative Example 1

Obvyklý jednovrstvý platina/rhodium katalyzátor CC1 (comparison catalyst 1 - srovnávací katalyzátor 1) byl připraven následovně:The usual single layer platinum / rhodium catalyst CC1 (comparison catalyst 1) was prepared as follows:

Uhličitan ceričitý a zirkoničitý byly podrobeny chemickému působení vody a kyseliny octové přes noc při teplotě prostředí pro částečné vytvoření odpovídajících acetátů. Do výsledné disperze byly přidány stabilizovaný oxid hlinitý a sypký oxid ceričitý s malou plochou povrchu. Po mletí za vlhka byl monolitický nosič povlečen řídkou kaší běžným namáčecím způsobem. Povlečený substrát byl sušen ve vzduchu a kalcinován po dobu 2 hodin při teplotě vzduchu 500 °C.Cerium carbonate and zirconium carbonate were treated with water and acetic acid overnight at ambient temperature to partially form the corresponding acetates. Stabilized alumina and free-flowing cerium oxide were added to the resulting dispersion. After wet milling, the monolithic support was coated with a slurry in a conventional soaking process. The coated substrate was air dried and calcined for 2 hours at an air temperature of 500 ° C.

Celkový povlakový nátěr svislých kanálů nosiče byl 205 g/1 sestávající ze 112 g/1 stabilizovaného oxidu hlinitého, 34 g/1 sypkého oxidu ceričitého, 34 g/1 oxidu ceričitého a 25 g/1 oxidu zirkoničitého, přičemž obě poslední zmíněné sloučeniny pocházejí z acetátových prekurzorů.The total coating of the vertical channels of the carrier was 205 g / l consisting of 112 g / l stabilized alumina, 34 g / l bulk cerium oxide, 34 g / l cerium oxide and 25 g / l zirconia, both of which are derived from acetate precursors.

Vrstva povlaku byla impregnována platinovými a rhodiovými solemi bez chloridu (dusičnan aminoplatičitý a dusičnanThe coating layer was impregnated with chloride-free platinum and rhodium salts (aminoplatinate and nitrate

-27• 9-27 • 9

9 9·9 9 ·

9·* 9 • » · . ·' « • 9 9 9 9 .· ·9 · * 9 • »·. · '«• 9 9 9 9 · · ·

999.9 99 99 99 99 rhoditý). Hmotnostní poměr platiny a rhodia byl 5Pt/lRh při koncentraci 1,41 g/l (40 g/ft3).999.9 99 99 99 99 rhodium). The platinum / rhodium weight ratio was 5Pt / lRh at a concentration of 1.41 g / l (40 g / ft 3 ).

Konečný katalyzátor měl složení uvedené v tabulce 1:The final catalyst had the composition shown in Table 1:

Tabulka 1: složení srovnávacího katalyzátoru CC1Table 1: Comparative catalyst composition CC1

složka component koncentrace (g/l) concentration (g / l) oxid hlinitý (stabilizovaný 3 hmotn.% alumina (stabilized by 3 wt.%) 112 112 La2O3)La 2 O 3 ) CeO2 (sypký)CeO 2 (loose) 34 34 CeO2 (z acetátu)CeO 2 (from acetate) 34 34 ZrO2 (z acetátu)ZrO 2 (from acetate) 25 25 celkový obsah oxidů total oxide content 205 205 platina platinum 1,175 1,175 rhodium rhodium 0,235 0.235 celkový obsah vzácných kovů total precious metal content 1,41 1.41

Příklad 1Example 1

Dvouvrstvý katalyzátor Cl podle vynálezu byl připraven následovně:The bilayer catalyst C1 of the invention was prepared as follows:

Příprava první (vnitřní) vrstvy:Preparation of the first (inner) layer:

Do roztoku acetátu praseodymitého byla přidána kyslík zachycující složka bohatá na cer (70 hmotn.% oxidu ceričitého, 30 hmotn.% oxidu zirkoničitého). Kontrolovaným vstřikováním amoniaku a mícháním po dobu 30 minut byl acetát praseodymitý ζTo the praseodymium acetate solution was added the oxygen scavenging component rich in cerium (70 wt% cerium oxide, 30 wt% zirconia). Controlled ammonia injection and stirring for 30 minutes made praseodymium acetate ζ

srážen na oxid ceričitý/oxid zirkoničitý. Následně byly • · • · přidány stabilizovaný oxid hlinitý (3 hmotn.% La2O3, 97 hmotn.% Al2O3) a sypký oxid zirkoničitý. Poté byl platinový roztok ( (EA) 2Pt (OH) 6) vstřikován do břečky a platina byla srážena na oxid hlinitý a oxid ceričitý/oxid zirkoničitý vhodným upravením hodnoty pH disperze kyselinou octovou. Po mletí břečky byl namáčen monolitický nosič do břečky pro aplikování první vrstvy.precipitated to cerium oxide / zirconia. Subsequently, stabilized alumina (3 wt% La 2 O 3 , 97 wt% Al 2 O 3 ) and bulk zirconia were added. Thereafter, the platinum solution ((EA) 2 Pt (OH) 6 ) was injected into the slurry and the platinum was precipitated onto alumina and cerium oxide / zirconia by appropriately adjusting the pH of the dispersion with acetic acid. After grinding the slurry, the monolithic carrier was dipped into the slurry to apply the first layer.

Hotový povlakový nátěr svislých kanálů byl 160 g/l. První vrstva byla nakonec sušena a poté kalcinována ve vzduchu při 500 °C.The finished coating of the vertical channels was 160 g / l. The first layer was finally dried and then calcined in air at 500 ° C.

Příprava druhé (vnější) vrstvy:Preparation of the second (outer) layer:

Stabilizovaný oxid hlinitý (4 hmotn.% La2O3, 96 hmotn.% Al2O3) byl dispergován do vody. Poté byla vstřikována platinová sůl bez chloridu ( (EA) 2Pt (OH) 6) a byla snadno adsorbována na oxidu hlinitém. Poté byl vstřikován dusičnan rhodia. Upravením hodnoty pH obou katalytických složek byl upevněn na podkladový oxid hlinitý.Stabilized alumina (4 wt% La 2 O 3 , 96 wt% Al 2 O 3 ) was dispersed in water. Thereafter, the chloride-free ((EA) 2 Pt (OH) 6 ) platinum salt was injected and was easily adsorbed on alumina. The rhodium nitrate was then injected. By adjusting the pH of both catalyst components, it was fixed to the alumina backing.

Pro ukončení povlakového nátěru oxidu hlinitého byly zavedeny acetát praseodymitý a kyslík zachycující složka bohatá na oxid ceričitý (70 hmotn.% oxidu ceričitého, 30 hmotn.% oxidu zirkoničitého).To finish the alumina coating, praseodymium acetate and an oxygen scavenging component rich in cerium oxide (70 wt% cerium oxide, 30 wt% zirconia) were introduced.

Před povlékáním monolitického substrátu byla hodnota pH břečky upravena na přibližně 6 a břečka byla mleta. Úplný povlakový nátěr svislých kanálů druhé vrstvy byl 70 g/l. Katalyzátor byl susen a kalcinován při 500 °C ve vzduchu.Before coating the monolithic substrate, the pH of the slurry was adjusted to about 6 and the slurry was ground. The complete coating of the vertical channels of the second layer was 70 g / l. The catalyst was dried and calcined at 500 ° C in air.

• φ φ · ί• φ φ · ί

-29φ φ φ φ φ φ • Φ ·* ·· φφ-29φ φ φ φ φ φ · Φ · * ·· φφ

Konečný katalyzátor měl kompozici zachycenou v tabulkách 2 a 3 :The final catalyst had the composition shown in Tables 2 and 3:

Tabulka 2: kompozice vnitřní vrstvy katalyzátoru ClTable 2: composition of the inner layer of catalyst C1

složka component koncentrace (g/l) concentration (g / l) oxid hlinitý (stabilizovaný 3 hmotn.% alumina (stabilized by 3 wt.%) LČ12O3 ) LČ12O3) 80 80 CeO2/ZrO3 (70 hmotn. % CeO2; 3 0 hmotn. % ZrO2)CeO 2 / ZrO 3 (70 wt% CeO 2 ; 30 wt% ZrO 2 ) Pr6Oxl Pr 6 O xl 51,7 51.7 ZrO2 ZrO 2 4,3 4.3 24 24 celkový obsah oxidů total oxide content 160 160 platina platinum 0, 94 0, 94

Tabulka 3: kompozice vnější vrstvy katalyzátoru ClTable 3: composition of the outer layer of catalyst C1

složka component koncentrace (g/l) concentration (g / l) oxid hlinitý (stabilizovaný 3 hmotn.% alumina (stabilized by 3 wt.%) LCÍ2O3 ) LCÍ2O3) 10 10 CeO2/ZrO3 (70 hmotn. % CeO2; 3 0 hmotn. % ZrO2)CeO 2 / ZrO 3 (70 wt% CeO 2 ; 30 wt% ZrO 2 ) Pr60nPr 6 0n 18,5 18.5 oxid hlinitý (nestabilizovaný) alumina (unstabilized) 1,5 40 1,5 40 celkový obsah oxidů total oxide content 70 70 platina platinum 0,235 0.235 rhodium rhodium 0,235 0.235 celkový obsah vzácných kovů total precious metal content 0,47 0.47

-30Hmotnostní poměr platiny a rhodia byl lPt/lRh v horní vrstvě. Celkový obsah platiny a rhodia byl 1,41 g/l (1,175 g Pt/1 a 0,235 g Rh/1) při hmotnostním poměru 5Pt/lRh (sloučené hmotnostní poměry obou vrstev).The platinum-rhodium weight ratio was lPt / lRh in the upper layer. The total platinum and rhodium contents were 1.41 g / l (1.175 g Pt / l and 0.235 g Rh / l) at a weight ratio of 5Pt / lRh (combined weight ratios of the two layers).

Srovnávací příklad 2Comparative Example 2

Dvouvrstvý katalyzátor CC2 byl připraven stejným způsobem jako katalyzátor z příkladu 1. V protikladu k příkladu 1 byla platina v první vrstvě uložena v odděleném přípravném kroku na oxid hlinitý pouze před tím, než byla připravena povlékací břečka pro první vrstvu.The dual-layer catalyst CC2 was prepared in the same manner as the catalyst of Example 1. In contrast to Example 1, platinum in the first layer was deposited in a separate alumina preparation step only before the coating slurry was prepared for the first layer.

Srovnávací příklad 3Comparative example

Dvouvrstvý katalyzátor CC3 byl připraven stejným způsobem jako katalyzátor z příkladu 1. V protikladu k příkladu 1 bylo celé množství platiny použito pouze v první vrstvě. Ve výsledném srovnávacím katalyzátoru byly tedy platina a rhodium navzájem zcela odděleny.The dual-layer catalyst CC3 was prepared in the same manner as the catalyst of Example 1. In contrast to Example 1, the entire amount of platinum was used only in the first layer. Thus, in the resulting comparative catalyst, platinum and rhodium were completely separated from each other.

Hodnocení katalyzátorůEvaluation of catalysts

a) motorové testy:(a) engine tests:

Katalyzátory podle výše uvedených příkladů a srovnávacích příkladů nejprve stárly v motoru s vnitřním spalováním (zdvihový objem motoru: 2,8 1) po dobu 76 hodin při teplotě výfukového plynu před katalyzátorem 850 °C. Poté byly určeny zhasínací teploty konverze HC, CO a N0x a CO/NOX průsečíky.The catalysts of the above Examples and Comparative Examples first aged in an internal combustion engine (engine displacement: 2.8 L) for 76 hours at an exhaust gas temperature upstream of the catalyst of 850 ° C. Then the quenching temperatures of the conversion of HC, CO and NO x and CO / NO X intersections were determined.

• · · · · • · · · · ··· · · 9 9 9 £• 9 9 9 £

-31 ·· ·· ·· ··-31 ·· ·· ·· ··

Termín „zhasínací teploty označuje teplotu výfukového plynu při které je konvertováno 50 % příslušných polutantů katalyzátorem. Zhasínací teplota může být odlišná pro HC, CO a N0x. .The term "quenching temperatures" refers to the exhaust gas temperature at which 50% of the respective pollutants are converted by the catalyst. The extinguishing temperature may be different for HC, CO and NO x . .

Byly provedeny dva oddělené postupy stárnutí. Při prvním běhu stárly vzorek katalyzátoru Cl a srovnávací katalyzátor CC1 společně, zatímco při druhém běhu jiný vzorek katalyzátoru Cl stárl společně se srovnávacími katalyzátory CC2 a CC3. Protože běhy stárnutí nemohou být přesně reprodukovány, katalyzátory z těchto dvou postupů stárnutí se liší nepatrně. Proto mohou být navzájem srovnávány pouze katalyzátory, které stárly při tomtéž běhu stárnutí.Two separate aging procedures were performed. In the first run, the catalyst sample C1 and the comparative catalyst CC1 were aged together, while in the second run, another catalyst sample C1 was aged together with the comparative catalysts CC2 and CC3. Since aging runs cannot be accurately reproduced, the catalysts from these two aging processes differ slightly. Therefore, only catalysts that have aged in the same aging run can be compared.

Zhasínací testy byly prováděny při objemové rychlosti 65 000 h'1 s postupně se zvyšující teplotou výfukového plynu (38 K/min) motoru.The quenching tests were performed at a flow rate of 65,000 h -1 with a gradually increasing engine exhaust temperature (38 K / min).

Měření CO/NOX průsečíků je schematicky znázorněno na obrázku 1. Lambda hodnota směsi vzduch/palivo dodávané do motoru je periodicky měněna z 0,98 (bohatá směs vzduch/palivo) na 1,02 (chudá směs vzduch/palivo) a opačně. Obě doby zdržení při λ=0,98 a λ=1,02 byly stanoveny na 1 minutu. K přechodu z bohaté na chudou a zpět došlo ve 3 minutách. Odpovídající λkřivka je znázorněna na obrázku 1 (spodní křivka). Přidružené konverzní křivky pro CO a NOX jsou znázorněny také na obrázku 1. V průběhu chudé fáze je konverze CO vlastně 100 % a padá přibližně na 50 až 60 % v průběhu bohaté fáze. Konverzní křivka pro NOX se chová inverzním způsobem. V průběhu bohaté fáze je konverze NOX přibližně 100 %, zatímco v průběhu chudé £The measurement of CO / NO X intersections is shown schematically in Figure 1. The Lambda value of the air / fuel mixture supplied to the engine is periodically changed from 0.98 (rich air / fuel mixture) to 1.02 (lean air / fuel mixture) and vice versa. Both residence times at λ = 0.98 and λ = 1.02 were determined for 1 minute. The transition from rich to poor and back occurred in 3 minutes. The corresponding λ curve is shown in Figure 1 (lower curve). The associated conversion curves for CO and NO X are also shown in Figure 1. During the lean phase, CO conversion is actually 100% and falls to about 50 to 60% during the rich phase. The NO X conversion curve behaves in an inverse way. During the rich phase, the NO x conversion is approximately 100%, while during the lean phase

32«· ·* ·* ·* ·· • » · · · · · · ♦ · · • ··· * ·· · · · · · • 4444 9 444 9 4 4 4 9 f · · · 9 9 4 9 4 432 · 44 * 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 4444 9 444 9 4 4 4 9 f 9 4 4

4444 44 44 ·· ·· ·· fáze konverze NOX padá na hodnoty mezi 50 a 60 %. Při hodnotě lambda 1 se obě konverzní křivky navzájem protínají. Odpovídající hodnota konverze je nejvyšší konverze, které může být dosaženo simultánně pro CO a N0x. Čím vyšší je tento průsečík, tím lepší je dynamické fungování katalytické aktivity katalyzátoru.4444 44 44 ·· ·· ·· The NO X conversion phase falls to between 50 and 60%. At lambda 1, the two conversion curves intersect. The corresponding conversion value is the highest conversion which can be achieved simultaneously for CO and N0 x. The higher this intersection, the better the dynamic functioning of the catalytic activity of the catalyst.

Právě popsané určení průsečíku používá takzvanou stálou lambda křivku. Může být použita také dynamická lambda křivka. V tomto případě je křivka zakřivená podle lambda hodnoty navíc modulována frekvencí 1 Hz nebo 0,5 Hz. Amplituda může bít + 1 V/P nebo ±0,5 V/P (vzduch/palivo) . Tato amplituda je obvykle větší než amplituda křivky zakřivené podle +0,02 λ, odpovídající V/P amplitudě ±0,3.The intersection just described uses the so-called constant lambda curve. A dynamic lambda curve can also be used. In this case, the curve curved to the lambda value is additionally modulated at 1 Hz or 0.5 Hz. The amplitude can be + 1 V / P or ± 0.5 V / P (air / fuel). This amplitude is usually greater than the amplitude of the curve curved to +0.02 λ, corresponding to a V / P amplitude of ± 0.3.

• Dynamické průsečíky pro katalyzátory předcházejících příkladů byly měřeny při objemové rychlosti 65 000 Η_1 a při 450 °C a při teplotě výfukového plynu 400 °C. Při teplotě výfukového plynu 450 °C byl poměr vzduch/palivo modulován frekvenci 1 Hz a amplitudou 1 V/P (1 Hz ±1 vzduch/palivo) . Při teplotě výfukového plynu 400 °C byla snížena modulační amplituda na 0,5 V/P (1 Hz ±0,5 vzduch/palivo).The dynamic intersections for the catalysts of the previous examples were measured at a volumetric velocity of 65,000 -1 and at 450 ° C and at an exhaust gas temperature of 400 ° C. At an exhaust gas temperature of 450 ° C, the air / fuel ratio was modulated at a frequency of 1 Hz and a amplitude of 1 V / P (1 Hz ± 1 air / fuel). At an exhaust gas temperature of 400 ° C, the modulation amplitude was reduced to 0.5 V / P (1 Hz ± 0.5 air / fuel).

Naměřené výsledky jsou shrnuty v tabulkách 4 a 5. Tabulka 4 srovnává katalyzátory, které stárly v průběhu prvního běhu stárnutí, zatímco tabulka 5 srovnává katalyzátory, které stárly v průběhu druhého běhu stárnutí:The measured results are summarized in Tables 4 and 5. Table 4 compares the catalysts that aged during the first aging run, while Table 5 compares the catalysts that aged during the second aging run:

Tabulka 4 kataly50 (°C)Table 4 kataly50 (° C)

CO/NOX (%) ·» ·* • · · • ··· • * • · ·CO / NO X (%)

44 4 44 • 44 ί44 44 • 44 ί

44 ·4 4444 · 44

4 4 44 44 4 43 4

4 4 4 4 4 44 4 4 4 4 5

444 44 4 4 4443 44 4 4 4

4 4 4 4 4 44 4 4 4 4 5

44 44 4444 44 44

zátor zátor HC HC CO WHAT NOX NO X 1 Hz ± 1 V/P 1 Hz ± 1 IN P 1 Hz ± 0,5 V/P 1 Hz ± 0.5 IN P Cl Cl 360 360 363 363 354 354 84 84 88 88 CC1 CC1 387 387 407 407 382 382 76 76 62 62

CC: srovnánací katalyzátor; C: katalyzátor; T50: zhasínací teplota pro 50% konverziCC: comparison catalyst; C: catalyst; T 50 : switch-off temperature for 50% conversion

Tabulka 5Table 5

kataly- kataly- T50 (°c)T 50 (° C) CO/NOX (%)CO / NO X zátor zátor HC HC CO WHAT N0x N0 x 1 Hz ± 1 1 Hz ± 1 1 Hz ± 0,5 1 Hz ± 0.5 V/P IN P V/P IN P Cl Cl 366 366 355 355 354 354 90 90 87 87 CC1 CC1 373 373 374 374 359 359 85 85 CC3 CC3 389 389 391 391 379 379 72 72 79 79

a) modelové plynové testy:(a) model gas tests:

Po stárnutí katalyzátoru podle příkladu 1 a srovnávacího příkladu 3 po dobu 16 hodin při 985 °C v chudé směsi syntetického plynu obsahující 6 obj.% 02, 10 obj.% H20, 20 ppmAfter aging the catalyst of Example 1 and Comparative Example 3 for 16 hours at 985 ° C in a lean synthetic gas mixture containing 6 vol% O 2 , 10 vol% H 2 O, 20 ppm

SO2 a zbytek N2 byly určeny CO/NOX průsečíky při teplotě plynu 400 °C a objemové rychlosti 100 000 h'1. Průsečíky byly určeny pro tři odlišné koncentrace SO2 směsi plynu (0,5 a 20 ppm) . Výsledky jsou uvedeny v tabulce 6:SO 2 and the rest of N 2 were determined by CO / NO X intersections at a gas temperature of 400 ° C and a volume velocity of 100,000 h -1 . Intersections were determined for three different concentrations of SO 2 gas mixture (0.5 and 20 ppm). The results are shown in Table 6:

Tabulka 6Table 6

CO/NOX (%)CO / NO X katalyzátor catalyst 0 ppm SO2 0 ppm SO 2 5 ppm SO2 5 ppm SO 2 20 ppm SO2 20 ppm SO 2 Cl Cl 65 65 61 61 52 52

tt· ·· ·· ·· tttt tttt tt tttt · · · tt · tttt tt • tttt· · · · · · tttt tt tttt · · * · tt·· * · tttt · ···»»· ···«· -34- ···· ·· ·· ·· ·· ··tt · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · t · «· -34- ···· ·· ·· ·· ·· ··

CC3 CC3 42 42 35 35 30 30

Příklad 2Example 2

Podle příkladu 1 byl připraven další soubor čtyř odlišných katalyzátorů C2, C3, C4 a C5. Odlišně od příkladu 1 byly všechny katalyzátory vyrobeny s celkovým zatížením vzácnými kovy 2,12 g/l (60 g/ft3). Hmotnostní poměr platiny a rhodia v horní vrstvě byl pozměňován pro určení jeho vlivu na katalytické vlastnosti katalyzátorů. Rozložení vzácných kovů na těchto katalyzátorech je zachyceno v tabulce 7:According to Example 1, another set of four different catalysts C2, C3, C4 and C5 was prepared. Unlike Example 1, all catalysts were made with a total noble metal load of 2.12 g / l (60 g / ft 3 ). The weight ratio of platinum to rhodium in the upper layer was varied to determine its effect on the catalytic properties of the catalysts. The distribution of noble metals on these catalysts is shown in Table 7:

Tabulka 7: rozložení vzácných kovůTable 7: Distribution of precious metals

kataly- kataly- vnitřní internal vnější vrstva outer layer vnější external obě both zátor zátor vrstva layer vrstva layer vrstvy layers Pt (g/l) Pt (g / l) Pt (g/l) Pt (g / l) Rh (g/l) Rh (g / l) Pt/Rh Pt / Rh Pt/Rh Pt / Rh C2 C2 1,41 1.41 0,35 0.35 0,35 0.35 1:1 1 - 1 5 :1 It was 5 - 1 at the break C3 C3 1,73 1.73 0,035 0,035 0,35 0.35 1:10 1:10 5 :1 It was 5 - 1 at the break C4 C4 0,71 0.71 1,01 1.01 0,35 0.35 3 : 1 3 - 1 5 :1 It was 5 - 1 at the break C5 C5 1,77 1.77 0,0 0.0 0,35 0.35 0 :1 0 - 1 5 :1 It was 5 - 1 at the break

Před určením CO/NOX průsečíků všechny čtyři katalyzátory stárly po dobu 12 hodin při teplotě výfukového plynu před katalyzátory 1100 °C ve směsi syntetického plynu s 6 obj . % kyslíku, 10 oÉj.% vodní páry, 20 ppm oxidu siřičitého a zbytek dusík.Before determining the CO / NO X intersections, all four catalysts were aged for 12 hours at an exhaust gas temperature in front of the catalysts of 1100 ° C in a 6 vol. % oxygen, 10% water vapor, 20 ppm sulfur dioxide, and the remainder nitrogen.

Stálé průsečíky těchto katalyzátorů byly určeny při teplotě výfukového plynu 400 °C a objemové rychlosti 100 000 h' • ·« · ·Permanent intersections of these catalysts were determined at an exhaust gas temperature of 400 ° C and a volume velocity of 100,000 h -1.

-351. V průběhu testu stoupla hodnota lambda výfukového plynu z 0,98 na 1,02 v 5 minutách. Při 1,02 byla hodnota lambda udržována konstantní po dobu 1 minuty. Pak byla hodnota lambda opět snížena na 0,98 v 5 minutách. Po prodlevě 1 minuty byl popsaný cyklus dvakrát opět opakován. CO/NOX hodnoty průsečíků zachycené v tabulce 8 jsou průměrné hodnoty ze dvou posledních testovacích cyklů.-35 1 . During the test, the exhaust lambda value increased from 0.98 to 1.02 in 5 minutes. At 1.02, the lambda value was kept constant for 1 minute. Then the lambda value was again reduced to 0.98 in 5 minutes. After a delay of 1 minute, the described cycle was repeated twice. The CO / NO X intersection values shown in Table 8 are the average of the last two test cycles.

Tabulka 8: CO/NOX průsečíkyTable 8: CO / NO X intersections

katalyzátor catalyst CO/NOX (%) stálýCO / NO X (%) constant C2 C2 90 90 C3 C3 55 55 C4 C4 94 94 C5 C5 <30*’ <30 * ’

*): žádný průsečík*): no intersection

Pro tato měření měl modelový plyn následující složení:For these measurements, the model gas had the following composition:

CO WHAT 1,40 1.40 ob j . % ob j. % h2 h 2 0,47 0.47 obj . % Vol. % NO NO 0,1 0.1 ob j . % ob j. % CO2 CO 2 14,0 14.0 obj . % Vol. % SO2 SO 2 20 20 May ppm ppm h2oh 2 o 10 10 obj . % Vol. % c3h6 c 3 h 6 666 666 ppm ppm c3h8 c 3 h 8 333 333 ppm ppm o2 o 2 0,93 0.93 - 1,77 obj .% - 1,77% vol N2 N2 zbytek residue

Pro vytvoření lambda křivky obsah kyslíku modelového plynu kolísal mezi 0,93 a 1,77 obj.%.To generate the lambda curve, the oxygen content of the model gas varied between 0.93 and 1.77 vol%.

Příklad 3 • »φ φ φ ίExample 3 • »φ φ φ ί

-36• · φ ··-36 • · φ ··

Podle příkladu 1 byly připraveny dva další katalyzátory, C6 a C7, s celkovým zatížením vzácnými kovy 1,41 g/1 (40 g/ft3) . Pro přípravu katalyzátoru C6 byl přesně kopírován příklad 1, zatímco pro přípravu katalyzátoru C7 byla převráceno pořadí impregnace druhého podkladu platinou a rhodiem. Nejprve bylo uloženo rhodium na podklad aktivovaného oxidu hlinitého a teprve poté platina.According to Example 1, two additional catalysts, C6 and C7, were prepared with a total noble metal loading of 1.41 g / l (40 g / ft 3 ). Example 1 was precisely copied to prepare catalyst C6, while the order of impregnation of the second substrate with platinum and rhodium was reversed for catalyst C7. First, rhodium was deposited on the activated alumina substrate, and then platinum.

U obou katalyzátorů bylo testováno jejich chování v CO/NOX průsečících a jejich zhasínací teploty. Výsledky jsou zachyceny v tabulce 9.Both catalysts were tested for their behavior in CO / NO x, and their intersections snuffer temperature. The results are shown in Table 9.

Tabulka 9Table 9

kataly- zátor kataly- zátor HC HC T50 (°c)T 50 (° C) 1 Hz 0,25 1 Hz 0.25 + V/P + IN P CO/ΝΟχ (%) CO / ΝΟχ% CO WHAT NOX NO X 1 Hz ± 0,5 V/P 1 Hz ± 0.5 V / P 1 Hz + 1 V/P 1 Hz + 1 V / P C6 C6 360 360 362 362 354 354 99 99 95 95 90 90 C7 C7 359 359 355 355 353 353 97 97 90 90 82 82

Z výsledků v tabulce 9 je zřejmé, že dynamické chování katalyzátoru C6 je mnohem lepší než u katalyzátoru C7. Aniž by došlo k omezení jakoukoli teorií, lze tento výsledek vysvětlit užším kontaktem mezi platinou a rhodiem, pokud je uložena první platina a pak rhodium.The results in Table 9 show that the dynamic behavior of the catalyst C6 is much better than that of the catalyst C7. Without being limited by any theory, this result can be explained by a closer contact between platinum and rhodium if the first platinum and then rhodium is deposited.

Přiklad 4Example 4

Čtyři další katalyzátory C8, C9, CIO a Cil byly připraveny podle příkladu 1 s následujícími změnami:Four additional catalysts C8, C9, C10 and C11 were prepared according to Example 1 with the following changes:

9 9 9 9 9 9 9 ' 9 9 9 9 9 9 · • 9« 9 9 9 ·· • · 9 9 9 9 9 99 · ί9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

-379999 99-379999 99

Celkové zatížení vzácnými kovy bylo stanoveno na 1,77 g/l (50 g/ft3) . Poměr platina/rhodium byl změněn na 3:2. Navíc bylo přidáno odlišné množství MnO2 a NiO v částicové formě do povlékací disperze pro vnitřní vrstvy katalyzátorů C9 až Cil. Tyto složky potlačující hydrosulfid byly přidány do povlékacích disperzí po vstřikování platinové sloučeniny.The total noble metal load was determined to be 1.77 g / l (50 g / ft 3 ). The platinum / rhodium ratio was changed to 3: 2. In addition, different amounts of MnO 2 and NiO in particulate form were added to the coating dispersion for the inner layers of C9-C11 catalysts. These hydrosulfide suppressants were added to the coating dispersions after injection of the platinum compound.

Pro měření hydrosulfidových emisí těchto katalyzátorů byly nejprve zatíženy za chudých podmínek sírou (objemová rychlost 65 000 h’1; teplota 550 °C; lambda 1,01; přibližný obsah síry v palivu 200 ppm; přibližná doba zatížení >0,5 h) . Poté byla a byla měřena emise spektrometrem. Vrcholné snížena lambda hodnota na 0,88 hydrosulfidu připojeným hmotovým maximum emise hydrosulfidu je pro katalyzátory C8 až Cil uvedeno v tabulce 10.To measure the hydrosulfide emissions of these catalysts, they were initially loaded with sulfur under low conditions (volumetric rate of 65,000 h -1 ; temperature 550 ° C; lambda 1.01; approximate sulfur content in the fuel 200 ppm; approximate loading time> 0.5 h). Thereafter, emission was and was measured by a spectrometer. The peak reduced lambda value to 0.88 hydrosulfide by the attached mass maximum emission of hydrosulfide is shown in Table 10 for C8-C11 catalysts.

Tabulka 10: potlačení emise H2S pomocí MnO2 a NiOTable 10: Suppression of H 2 S emission by MnO 2 and NiO

kataly- kataly- obě both celekové celekové vnitřní vrstva inner layer maximum maximum zátor zátor vrstvy layers množství amount složka potlačující suppressing component H2SH 2 S Pt/Rh Pt / Rh Pt + Rh (g/l) Pt + Rh (g / l) H2S(g/l)H 2 S (g / l) (ppm) (ppm) C8 C8 3:2 3 - 2 1,77 1.77 750 750 C9 C9 3 :2 3 - 2 1,77 1.77 20 MnO2 20 MnO 2 380 380 CIO CIO 3 :2 3 - 2 1,77 1.77 40 MnO2 40 MnO 2 330 330 Cil Target 3:2 3 - 2 1,77 1.77 5 NiO 5 NiO 100 100 ALIGN!

Příklad 5 • · · · ► * · ·Example 5

I · · · • · · • · · ·I · · · · · · · · · · · · · · · ·

-38Katalyzátory podle vynálezu neobsahují paladium. Nicméně dokázaly poskytnout srovnatelně nízké emise uhlovodíků, oxidu uhelnatého a oxidů dusíku jako katalyzátory používající paladium a rhodium.The catalysts of the invention do not contain palladium. However, they were able to provide comparatively low emissions of hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides as palladium and rhodium catalysts.

Dalším předmětem vynálezu bylo redukování nákladů na kovy platinové skupiny (PGM - platinum group metals) nových ve srovnání s běžnými katalyzátory při cenách platino/rhodiových katalyzátorů dvojvrstvými paladio/rhodiovými z dubna 1999. Proto byly vyrobeny katalyzátory podle příkladu 1 s odlišným celkovým zatížením vzácnými kovy a měnícím se poměrem platiny/rhodia a srovnávány s ohledem na aktivitu čištění výfukového plynu a PGM náklady.Another object of the invention was to reduce the cost of platinum group metals (PGMs) new compared to conventional catalysts at the platinum / rhodium catalyst prices of double-layered palladium / rhodium catalysts of April 1999. Therefore, the catalysts of Example 1 were produced with different total noble metal loads. and varying the platinum / rhodium ratio and compared with respect to exhaust purification activity and PGM cost.

Katalyzátory byly testovány na EU-II přezkoušeném vozidle jako hlavní katalyzátorového katalyzátory motoru 0,67 s pomerem Všechny podpodlahové obj emu/kapacity katalyzátory byly měřeny následně po stárnutí 16 hodin při 985 °C v dusíku s 10 % obj . vody. Testy byly prováděny se stechiometrickým studeným startem podle nového evropského testovacího cyklu MVEG-EU III.Catalysts were tested on an EU-II-tested vehicle as the main catalytic converter catalysts of 0.67 ratio ratios. All underfloor volume / capacity catalysts were measured following aging for 16 hours at 985 ° C in nitrogen with 10% v / v. water. The tests were performed with a stoichiometric cold start according to the new European test cycle MVEG-EU III.

Poměrné emise jsou zachyceny v tabulce 11, přičemž byly hodnoty paladio/rhodiového srovnávacího katalyzátoru (14Pd/lRh) stanoveny na 100.The relative emissions are shown in Table 11, where the values of the palladium / rhodium comparison catalyst (14Pd / 1Rh) were set to 100.

£.£.

-39• · · • · * • ♦ · • · ·-39 · • * 39 39

Tabulka 11: poměrné emise versus PGM nákladyTable 11: relative emissions versus PGM costs

celkové overall PGM PGM poměrné emise relative emissions PGM PGM PGM zatížení (g/1) PGM load (g / 1) poměr ratio HC HC CO WHAT NOX NO X náklady costs 3,53 3.53 14Pd/lRh 14Pd / lRh 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! 1,41 1.41 5Pt/lRh 5Pt / lRh 119 119 110 110 112 112 51 51 1,77 1.77 3Pt/2Rh 3Pt / 2Rh 92 92 91 91 83 83 75 75 3,32 3.32 45Pt/2Rh 45Pt / 2Rh 128 128 108 108 110 110 108 108 3,89 3.89 9Pt/2Rh 9Pt / 2Rh 80 80 75 75 56 56 142 142

Jak je znázorněno v tabulce 11, konverze HC, CO a N0x je silně ovlivněna rhodiovým zatížením, což je prospěšné pro daný emisní cíl, kterým je redukování obsahu platiny ve prospěch obsahu rhodia. Zatímco například rhodiem obohacené zatížení 1,77 g/1 (3Pt/2Rh) v EU-II přezkoušeném vozidle vykazuje nižší emise pro všechny tři znečištovací složky při srovnání s Pd/Rh (3,53 g/1, 14Pd/lRh), varianta 3,32 g/1 (45Pt/2Rh) s vysokým obsahem platiny padá pod výsledky 1,77 g/1 zatížení (3Pt/2Rh), navzdory vyššímu celkovému zatížení a zřetelně vyšší náklady na vzácné kovy.As shown in Table 11, the conversion of HC, CO and N0 x is strongly influenced by the rhodium loading, which is beneficial for a given emission target, which is reducing the platinum content in favor of the rhodium content. For example, a rhodium-enriched load of 1.77 g / l (3Pt / 2Rh) in an EU-II tested vehicle shows lower emissions for all three pollutants compared to Pd / Rh (3.53 g / 1, 14Pd / lRh), a variant 3.32 g / l (45Pt / 2Rh) with a high platinum content falls below the results of 1.77 g / l load (3Pt / 2Rh), despite higher total load and considerably higher precious metal costs.

Další variace a modifikace předcházejícího budou zřejmé odborníkům v této oblasti techniky a měly by být zahrnuty v připojených nárocích.Other variations and modifications of the foregoing will be apparent to those skilled in the art and should be included in the appended claims.

Claims (23)

1. Vysoce účinný katalyzátor obsahující vnitřní a vnější vrstvu na inertní nosné kostře zahrnující vzácné kovy z platinové skupiny uložené na podkladových materiálech, vyznačující se tím, že vnitřní vrstva zahrnuje platinu uloženou na prvním podkladu a na první kyslík zachycující složce a vnější vrstva zahrnuje platinu a rhodium uložené na druhém podkladu, a vnější vrstva dále zahrnuje druhou kyslík zachycující složku.What is claimed is: 1. A high performance catalyst comprising an inner and an outer layer on an inert support skeleton comprising noble platinum group metals deposited on support materials, wherein the inner layer comprises platinum deposited on the first substrate and the first oxygen scavenging component; rhodium deposited on the second substrate, and the outer layer further comprises a second oxygen scavenging component. 2. Katalyzátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený první a druhý podklad jsou stejné nebo různé a jsou to sloučeniny vybrané ze skupiny sestávající z oxidu křemičitého, oxidu hlinitého, oxidu titaničitého, oxidu zirkoničitého, jejich směsných oxidů nebo směsí a směsného oxidu oxid zirkoničitý /oxid ceričitý bohatého na oxid zirkoničitý.2. The catalyst of claim 1 wherein said first and second substrates are the same or different and are compounds selected from the group consisting of silica, alumina, titanium dioxide, zirconia, mixed oxides or mixtures thereof, and mixed oxide. zirconium dioxide / zirconia rich cerium oxide. 3. Katalyzátor podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedený první a druhý podklad jsou aktivovaný oxid hlinitý stabilizovaný 0,5 až 20 hmotn.% oxidu lanthanitého.Catalyst according to claim 2, characterized in that said first and second substrates are activated alumina stabilized with 0.5 to 20% by weight of lanthanum oxide. 4. Katalyzátor podle nároku 3, vyznačující se tím, že uvedený podklad dále zahrnuje složku oxidu zirkoničitého.4. The catalyst of claim 3 wherein said support further comprises a zirconia component. ·· ·· • · · · • · · · • · ♦ ··· ·· · · · · · · · · · · -41-41 5. Katalyzátor podle nároku 1, vyzná Sují c í se tím, že uvedená první a druhá kyslík zachycující složka jsou stejné nebo různé a zahrnují sloučeniny směsného oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého bohatého na oxid ceričitý.5. The catalyst of claim 1 wherein said first and second oxygen scavenging components are the same or different and include mixed cerium / zirconia rich cerium oxide compounds. 6. Katalyzátor podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvedené sloučeniny směsného oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého jsou stabilizovány oxidem praseodymitým, oxidem yttritým, oxidem neodymitým, oxidem lanthanitým nebo jejich směsmi.Catalyst according to claim 5, characterized in that said mixed ceria / zirconia compounds are stabilized with praseodymium oxide, yttrium oxide, neodymium oxide, lanthanum oxide or mixtures thereof. 7. Katalyzátor podle nároku 6, vyznačující se tím, že uvedená vnější vrstva dále zahrnuje aktivovaný oxid hlinitý.The catalyst of claim 6, wherein said outer layer further comprises activated alumina. 8. Katalyzátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená vnější vrstva dále zahrnuje vysoce dispergovaný oxid yttritý, oxid neodymitý, oxid lanthanitý nebo oxid praseodymitý.The catalyst of claim 1, wherein said outer layer further comprises highly dispersed yttrium oxide, neodymium oxide, lanthanum oxide or praseodymium oxide. 9. Katalyzátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že platina a rhodium jsou přítomny na uvedeném druhém podkladu navzájem v těsném kontaktu.9. The catalyst of claim 1 wherein the platinum and rhodium are present on said second substrate in intimate contact with each other. 10. Katalyzátor podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že uvedená nosná kostra je ve tvaru voštiny s množstvím v podstatě paralelních kanálů táhnoucích se skrz ni, přičemž kanály jsou vymezeny stěnami, na kterých je aplikována vnitřní vrstva v množství od asi 50Catalyst according to one of Claims 1 to 9, characterized in that said carcass is honeycomb-shaped with a plurality of substantially parallel channels extending therethrough, the channels being delimited by walls on which the inner layer is applied in an amount of from about 50 í and - 42 - - 42 - * W w w - • · · · · .*··'·' · · · * * W w w - • · · · · . * ·· '·' · · · • · · * ·· ·♦ ·· • · · * ·· · ♦ ·· do 250 do 250 g/l a vnější vrstva je aplikována g / l and the outer layer is applied v množství in an amount od 10 do from 10 to 150 g/l 150 g / l nosné kostry. supporting skeletons. 11 11 Katalyzátor podle nároku 10, v Catalyst according to claim 10, v y z n a č u y z n a č u jící .mu.Ci se t se t í m, že uvedený první podklad je wherein said first substrate is přítomen v present in množství amount
od 20 do 150 g/l, uvedená první kyslík zachycující složka je přítomna v množství od 10 do 100 g/l a podklad oxidu zirkoničitého je přítomen v množství od 5 do 60 g/l.from 20 to 150 g / l, said first oxygen scavenging component is present in an amount from 10 to 100 g / l, and the zirconia support is present in an amount from 5 to 60 g / l.
12. Katalyzátor podle nároku 11, vyznačující se tím, že platina je přítomna v uvedené vnitřní vrstvě v koncentraci od 0,01 do 5 hmotn.% vzhledem k celkové hmotnosti uvedené vnitřní vrstvy.Catalyst according to claim 11, characterized in that the platinum is present in said inner layer in a concentration of 0.01 to 5% by weight with respect to the total weight of said inner layer. 13. Katalyzátor podle nároku 12, vyznačující se tím, že uvedený druhý podklad je přítomen v množství od 5 do 100 g/l, uvedená druhá kyslík zachycující složka je přítomna od 5 do 100 g/l a aktivovaný oxid hlinitý je přítomen v množství od 5 do 60 g/l.Catalyst according to claim 12, characterized in that said second support is present in an amount of 5 to 100 g / l, said second oxygen scavenging component is present in an amount of 5 to 100 g / l and the activated alumina is present in an amount of 5 to 100 g / l up to 60 g / l. 14. Katalyzátor podle nároku 13, vyznačující se tím, že platina a rhodium jsou přítomny v uvedené vnější vrstvě v koncentraci od 0,5 do 20 hmotn.% vzhledem k celkové hmotnosti uvedené vnější vrstvy a hmotnostní poměr platina/rhodium je vybrán z rozmezí od 5:1 do 1:3.14. The catalyst of claim 13 wherein the platinum and rhodium are present in said outer layer at a concentration of 0.5 to 20% by weight relative to the total weight of said outer layer and the platinum / rhodium weight ratio is selected from 5: 1 to 1: 3. 15. Katalyzátor podle nároku 14, vyznačující se tím, že alespoň jedna z uvedených vrstev vnitřní a vnější dále zahrnuje od asi 1 do 40 g/l niklové, železné nebo manganové složky.The catalyst of claim 14, wherein at least one of said inner and outer layers further comprises from about 1 to 40 g / L of a nickel, iron or manganese component. • φ ·· )• φ ··) » · ·»· · -43 φφφ φ-43 φφφ φ 'φ φ'φ φ 16. Způsob výroby katalyzátoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že tento způsob zahrnuje kroky:16. The process of claim 1 wherein the process comprises the steps of: a) povlékání stěn kanálů nosné kostry povlékací směsí obsahující částicové materiály zahrnující uvedený první podkladový materiál a uvedenou první kyslík zachycující složku,a) coating the walls of the channels of the carrier skeleton with a coating composition comprising particulate materials comprising said first backing material and said first oxygen scavenging component; b) sušeni a kalcinování uvedeného povlaku,b) drying and calcining said coating, c) namáčení povlečené nosné kostry do roztoku rozpustné prekurzorové sloučeniny platiny a kalcinování povlaku, ac) dipping the coated backbone into a solution of the soluble platinum precursor compound and calcining the coating; and d) aplikace vnější vrstvy na povrch vnitřní vrstvy.d) applying an outer layer to the inner layer surface. 17. Způsob výroby katalyzátoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že tento způsob zahrnuje kroky:17. The process of claim 1 wherein the process comprises the steps of: a) katalyzování částicových materiálů zahrnujících uvedený první nosný materiál a uvedenou první kyslík zachycující složku jejich impregnací roztokem rozpustné prekurzorové sloučeniny platiny, sušení a kalcinování materiálů pro tepelné upevnění platiny na těchto materiálech,(a) catalyzing particulate materials comprising said first carrier material and said first oxygen scavenging component by impregnating them with a solution of a soluble platinum precursor compound, drying and calcining the materials for thermally attaching platinum to said materials, b) příprava vodné povlékací směsi z katalyzovaných materiálů z kroku a) a povlékání stěn kanálů nosné kostry touto povlékací směsí,b) preparing an aqueous coating composition from the catalysed materials of step a) and coating the walls of the carcass channels with the coating composition, c) sušení a kalcinování uvedeného povlaku, ac) drying and calcining said coating; and d) aplikování vnější vrstvy na povrch vnitřní vrstvy.d) applying an outer layer to the surface of the inner layer. 18. Způsob výroby katalyzátoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že tento způsob zahrnuje kroky:A process for the production of a catalyst according to claim 1, wherein the process comprises the steps of: • · · • · ·· · φ · φ φ ♦ • · ·• · · · · · · · · · · · · · · a) příprava disperze z částicových materiálů zahrnujících uvedený první podkladový materiál a uvedenou první kyslík zachycující složku a vstřikování roztoku rozpustné sloučeniny platinového prekurzoru,a) preparing a dispersion from particulate materials comprising said first support material and said first oxygen scavenging component and injecting a solution of a soluble platinum precursor compound, b) upevnění platinové sloučeniny na všechny částicové materiály upravením pH hodnoty disperze pro získání povlékací kompozice,b) attaching the platinum compound to all particulate materials by adjusting the pH of the dispersion to obtain a coating composition, c) povlékání stěn kanálů nosné kostry vodnou povlékací směsí z kroku a),c) coating the walls of the channels of the carcass with the aqueous coating composition of step a), d) sušení a kalcinování uvedeného povlaku, ad) drying and calcining said coating; and e) aplikace vnější vrstvy na povrch vnitřní vrstvy.e) applying an outer layer to the surface of the inner layer. 19, Způsob výroby katalyzátoru podle jakéhokoli nároků 16 až 18, vyznačující se tím, že tento způsob dále zahrnuje kroky:The process for producing a catalyst according to any one of claims 16 to 18, wherein the process further comprises the steps of: a) impregnace uvedeného druhého podkladu roztokem rozpustné prekurzorové sloučeniny platiny a sloučeniny rhodia, sušení a kalcinování impregnovaného podkladu pro získání katalyzovaného podkladu,a) impregnating said second substrate with a solution of a soluble platinum precursor compound and a rhodium compound, drying and calcining the impregnated substrate to obtain a catalyzed substrate, b) příprava vodné povlékací směsi z uvedeného katalyzovaného podkladu, uvedené druhé kyslík zachycující složky a přídavného aktivního oxidu hlinitého, ab) preparing an aqueous coating composition from said catalyzed support, said second oxygen scavenger component and additional active alumina, and c) použití uvedené povlékací směsi pro aplikaci uvedené vnější vrstvy na povrch uvedené vnitřní vrstvy.c) using said coating composition to apply said outer layer to the surface of said inner layer. 20. Způsob výroby katalyzátoru podle jakéhokoli nároků 16 až 18, vyznačující se tím, že tento způsob dále zahrnuje kroky:A process for producing a catalyst according to any one of claims 16 to 18, wherein the process further comprises the steps of: ···· 44 44 • 4 444 • 4 4 4 4 494 4 49 4 4 44 4 4 4 9 94 9 9 4949 444949 44 -45příprava disperze z uvedeného druhého podkladovéhoPreparing a dispersion from said second undercoat 4 94 44 94 4 4 4 materiálu a vstřikování platinového prekurzoru,4 4 material and injection of the platinum precursor, b) poté vstřikování roztoku rozpustné sloučeniny roztoku rozpustné prekurzorové sloučeniny rhodia do disperze z kroku a) a upravení pH hodnoty disperze pro získání podkladu katalyzovaného platinou a rhodiem,b) then injecting the soluble compound solution of the soluble rhodium precursor compound solution into the dispersion of step a) and adjusting the pH of the dispersion to obtain a platinum and rhodium catalysed substrate, c) příprava povlékací směsi z disperze podle kroku b) přidáním uvedené druhé kyslík zachycující sloučeniny a přídavného aktivního oxidu hlinitého,c) preparing a coating composition from the dispersion according to step b) by adding said second oxygen scavenging compound and additional active alumina, d) použití uvedené povlékací směsi pro aplikaci uvedené vnější vrstvy na povrch uvedené vnitřní vrstvy ad) using said coating composition to apply said outer layer to the surface of said inner layer; and e) sušení a kalcinování povlečeného monolitického nosiče.e) drying and calcining the coated monolithic support. 21. Vysoce účinný katalyzátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní vrstva zahrnuje platinu uloženou na aktivním oxidu hlinitém a na směsném oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého bohatém na oxid ceričitý a vnější vrstva zahrnuje platinu a rhodium uložené na aktivním oxidu hlinitém a vnější vrstva dále zahrnuje směsný oxid oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého bohatý na oxid ceričitý a katalyzátor lze získat21. The high performance catalyst of claim 1 wherein the inner layer comprises platinum deposited on the active alumina and mixed cerium oxide / cerium oxide zirconia and the outer layer comprises platinum and rhodium deposited on the active alumina and the outer layer. it further comprises a mixed cerium oxide / zirconia rich in cerium oxide and the catalyst is obtainable a) přípravou roztoku prekurzoru praseodymu, přidáním směsného oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého a upravením pH hodnoty disperze pro srážení prekurzoru praseodymu na oxid ceričitý/oxid zirkoničitý,(a) preparing a praseodymium precursor solution, adding mixed cerium dioxide / zirconia and adjusting the pH of the dispersion to precipitate the praseodymium precursor to cerium dioxide / zirconia; b) dalším přidáváním oxidu hlinitého do disperze podle kroku a),b) further adding alumina to the dispersion according to step a), c) vstřikováním roztoku sloučeniny platinového prekurzoru do disperze podle kroku b) a jejím srážením na oxid hlinitý a φ· φφ ·· ·· φφφ φφφ φφφφ φ · <c) injecting a solution of the platinum precursor compound into the dispersion according to step b) and precipitating it onto alumina and φ · φφ ·· ·· φ φ φφφ φ φφ φ φ φ > · φφφφ φφ ·· ··φ φ φ · · · · · · · · · · -46oxid ceričitý/oxid zirkoničitý pro získání první povlékací směsi pro vnitřní vrstvu katalyzátoru,-46 cerium oxide / zirconium oxide to obtain a first coating composition for the inner catalyst layer, d) povlékáním monolitického nosiče uvedenou první povlékací směsí a sušením a kalcinováním povlaku pro získání nosiče povlečeného uvedenou vnitřní vrstvou,d) coating the monolithic carrier with said first coating composition and drying and calcining the coating to obtain a carrier coated with said inner layer, e) přípravou disperze aktivního oxidu hlinitého a vstřikováním roztoku platinové sloučeniny do této disperze,e) preparing an active alumina dispersion and injecting a platinum compound solution into the dispersion, f) poté vstřikováním roztoku rozpustné sloučeniny rhodiového prekurzoru do disperze z kroku e) a upravením pH hodnoty disperze pro získání vodné disperze aktivního oxidu hlinitého katalyzovaného platinou a rhodiem,f) then injecting a solution of the soluble rhodium precursor compound into the dispersion of step e) and adjusting the pH of the dispersion to obtain an aqueous dispersion of active platinum-rhodium-catalyzed active alumina, g) přidáváním aktivního oxidu hlinitého, směsného oxidu ceričitého/oxidu zirkoničitého bohatého na oxid ceričitý do disperze podle kroku f) ,g) adding to the dispersion according to step f) an active alumina, a mixed cerium oxide / zirconia rich in cerium oxide; h) použitím uvedené druhé povlékací směsi pro aplikaci uvedené vnější vrstvy na povrch uvedené vnitřní vrstvy ah) using said second coating composition for applying said outer layer to the surface of said inner layer; and i) sušením a kalcinováním povlečeného monolitického nosiče.i) drying and calcining the coated monolithic support. 22. Katalyzátor podle nároku 21, vyznačující se tím, že aktivní oxidy hlinité z kroku b) a e) jsou stabilizovány 0,5 až’20 hmotn.% oxidu lanthanitého.Catalyst according to claim 21, characterized in that the active alumina of steps b) and e) are stabilized with 0.5 to 20% by weight of lanthanum oxide. 23. Katalyzátor podle nároku 21, vyznačující se tím, že v kroku b) je přidána další složka oxidu zirkoničitéhoCatalyst according to claim 21, characterized in that in step b) an additional zirconia component is added 24. Katalyzátor podle nároku 21, vyznačující se tím, že do disperze podle kroku e) je přidán roztok sloučeniny prekurzoru praseodymu.24. The catalyst of claim 21 wherein a solution of the praseodymium precursor compound is added to the dispersion of step e).
CZ20001451A 2000-04-20 2000-04-20 Extremely effective catalyst and process of its preparation CZ20001451A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20001451A CZ20001451A3 (en) 2000-04-20 2000-04-20 Extremely effective catalyst and process of its preparation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20001451A CZ20001451A3 (en) 2000-04-20 2000-04-20 Extremely effective catalyst and process of its preparation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20001451A3 true CZ20001451A3 (en) 2001-01-17

Family

ID=5470383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20001451A CZ20001451A3 (en) 2000-04-20 2000-04-20 Extremely effective catalyst and process of its preparation

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ20001451A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6294140B1 (en) Layered noble metal-containing exhaust gas catalyst and its preparation
EP1046423B1 (en) Layered noble metal-containing exhaust gas catalyst and its preparation
US6524992B2 (en) Single layer high performance catalyst
US7329629B2 (en) Catalyst system for lean burn engines
EP2301661B1 (en) Honeycomb catalyst for purifying exhaust gas discharged from automobile, method for producing the same, and exhaust gas purifying method using the catalyst
US20020039549A1 (en) Exhaust-gas purification catalyst to be used close to the engine and process for its production
KR20140015295A (en) Nox absorber catalyst
JPH08168675A (en) Catalyst for purifying exhaust gas
US10765998B2 (en) Three-way catalyst for purifying gasoline engine exhaust gas
JPH10286462A (en) Catalyst of purifying exhaust gas
JP2006055748A (en) Manufacturing method for catalyst
JPH11285644A (en) Production of catalyst
JP4810947B2 (en) Control method for internal combustion engine
JP3766568B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method
JP4371600B2 (en) Exhaust gas purification catalyst and method for producing the same
US20050255992A1 (en) Rhodium-rich catalysts doped with rare earth oxides
JP2007301471A (en) Catalyst for cleaning exhaust gas
JP2007000773A (en) Catalyst carrier and its manufacturing method, and catalyst for cleaning exhaust gas
EP1138382B1 (en) Single layer high perfomance catalyst
CZ20001451A3 (en) Extremely effective catalyst and process of its preparation
JP2002168117A (en) Exhaust emission control system
JP2008279319A (en) Catalyst for cleaning exhaust gas and method for producing acidic oxide-deposited alumina to be used therefor
JPH08294624A (en) Catalyst for purifying exhaust gas
MXPA00003872A (en) High performance catalyst
JP2001062298A (en) Exhaust gas cleaning catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic