DE102009023877A1 - New catalyst carrier comprising a porous, micropore carrier, and a catalytically active component, where the micropores are free of the catalytically active component, useful for treating exhaust fumes from fossil, synthetic or biofuels - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen geträgerten Katalysator, umfassend ein poröses, Mikroporen aufweisendes Trägermaterial und eine katalytisch aktive Komponente, wobei die Mikroporen frei von der katalytisch aktiven Komponente sind. Die Erfindung ist auch auf ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen geträgerten Katalysators gerichtet sowie auf die Verwendung des geträgerten Katalysators zur Behandlung von Abgasen aus fossilen, synthetischen oder Bio-Kraftstoffen. Die Erfindung betrifft ferner einen Reaktor, der den erfindungsgemäßen geträgerten Katalysator enthält.The The present invention relates to a supported catalyst, comprising a porous microporous substrate and a catalytically active component, wherein the micropores are free from the catalytically active component. The invention is also to a process for the preparation of the invention supported catalyst and to the use the supported catalyst for the treatment of exhaust gases from fossil, synthetic or biofuels. The invention further relates to a reactor comprising the inventive supported catalyst contains.
Derzeit werden große Anstrengungen unternommen, um den Schadstoffausstoß von Verbrennungskraftmaschinen herabzusetzen. Innermotorische Maßnahmen werden zukünftig nicht mehr ausreichen, um die gesetzlichen Vorgaben zu erfüllen. Daher sind moderne Systeme für die Abgasnachbehandlung notwendig, damit die gesetzlichen Abgasgrenzwerte eingehalten werden können. Beispielsweise sind für die Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren u. a. folgende Systeme teilweise bereits realisiert bzw. befinden sich in der Erprobung:
- • Selektive katalytische Reduktion (SCR-Verfahren)
- • NOx-Speicher-Reduktionskatalysator (NSR)
- • Oxidationskatalysator (DOC)
- • Katalytisch beschichteter Partikelfilter
- • Kombinationen wie z. B. „continously regenerating trap” (CRT-System), SCRT-Verfahren, TPNE-Verfahren
- Selective catalytic reduction (SCR process)
- • NOx storage reduction catalyst (NSR)
- • oxidation catalyst (DOC)
- • Catalytically coated particle filter
- • Combinations such as "Continously regenerating trap" (CRT system), SCRT method, TPNE method
Die Oberfläche der bei diesen Systemen eingesetzten Katalysatoren weist gewöhnlich eine katalytisch aktive Beschichtung zur Beschleunigung der entsprechenden Reaktionen auf. Als Katalysatorsubstrat, auf dem die Beschichtung aufgebracht wird, dienen häufig keramische oder metallische Monolithe. Beispielsweise oxidiert die katalytisch aktive Beschichtung des DOC die im Abgas enthaltenen unverbrannten Kohlenwasserstoffe (u. a. schwer oxidierbare langkettige Paraffine) und Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid sowie Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid. Das entstandene Stickstoffdioxid kann dann zum Oxidieren von im Filter abgelagerten Rußpartikeln verwendet werden.The Surface of the catalysts used in these systems usually has a catalytically active coating Acceleration of the corresponding reactions. As catalyst substrate, on which the coating is applied, serve often ceramic or metallic monoliths. For example, the oxidized catalytically active coating of the DOC contained in the exhaust unburned hydrocarbons (ia hard to oxidize long chain Paraffins) and carbon monoxide to carbon dioxide and nitric oxide to nitrogen dioxide. The resulting nitrogen dioxide can then used to oxidize soot particles deposited in the filter become.
Eine Besonderheit von Dieselabgasen ist ihre vergleichsweise geringe Temperatur. Im Teillastbetrieb liegt die Abgastemperatur im Bereich zwischen 120°C und 250°C und erreicht nur im Volllastbereich eine Maximaltemperatur zwischen 550°C und 650°C. Daraus ergibt sich als Anforderung für den Oxidationskatalysator eine besonders niedrige Anspringtemperatur für Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe.A The special feature of diesel exhaust gases is their comparatively low Temperature. In partial load operation, the exhaust gas temperature is in the range between 120 ° C and 250 ° C and only achieves full load a maximum temperature between 550 ° C and 650 ° C. This results in a requirement for the oxidation catalyst a especially low light-off temperature for carbon monoxide and hydrocarbons.
Die katalytisch aktive Beschichtung von DOCs besteht im Wesentlichen aus Edelmetallen, z. B. Pt, welches auf Trägeroxiden abgeschieden ist. Als Trägeroxide werden gewöhnlich oberflächenreiche Oxide, wie z. B. Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikat, Ceroxid und deren Mischungen verwendet. Die spezifische Oberfläche dieser Oxide ist meist größer als 5 m2/g und kann durch Dotierung mit geeig neten Stabilisatoren gegenüber hohen Temperaturen stabilisiert werden.The catalytically active coating of DOCs consists essentially of precious metals, eg. B. Pt, which is deposited on carrier oxides. As carrier oxides are usually surface-rich oxides such. For example, alumina, silica, titania, zirconia, aluminum silicate, ceria and mixtures thereof. The specific surface of these oxides is usually greater than 5 m 2 / g and can be stabilized by doping with appro Neten stabilizers against high temperatures.
Im Stand der Technik werden derzeit große Anstrengungen unternommen, um den Gehalt an teuren katalytisch aktiven Komponenten, beispielsweise Edelmetalle, in den Katalysatorsystemen zu reduzieren, ohne die katalytische Aktivität zu beeinträchtigen. Ein Ansatz, den Gehalt an sehr teuren katalytisch aktiven Komponenten zu reduzieren, ist deren teilweiser Ersatz durch günstigere Metalle. In manchen Fällen ist es beispielsweise möglich, anstelle von Platin Palladium oder Gold zu verwenden.in the The state of the art is currently making great efforts to the content of expensive catalytically active components, for example Precious metals to reduce in the catalyst systems without the affect catalytic activity. One Approach, the content of very expensive catalytically active components to reduce their partial replacement by cheaper Metals. In some cases, for example, it is possible to use palladium or gold instead of platinum.
Ein
weiterer Ansatz besteht in der Verbesserung der Dispersion des Edelmetalls,
z. B. durch spezielle Kalziniermethoden, wie es in dem
Auch durch die Art der Abscheidung der katalytisch aktiven Komponente auf Trägermaterialen kann deren Dispersion beeinflusst werden. Dazu stellt beispielsweise die Porenvolumenimprägnierung eine geeignete Methode dar. Als Trägermaterial werden gewöhnlich pulverförmige, temperaturstabile Metalloxide mit großer spezifischer Oberfläche zur Aufnahme der katalytisch aktiven Komponente verwendet.Also by the nature of the deposition of the catalytically active component on carrier materials can affect their dispersion become. For example, this is the pore volume impregnation a suitable method. As a carrier material are usually powdery, temperature stable metal oxides with large specific surface for receiving the catalytically active Component used.
In
der
Auch
in dem
Durch die oben genannten Verfahren werden somit auch Bereiche des Trägermaterials mit katalytisch aktiver Komponente belegt, welche aufgrund einer Diffusionslimitierung keinen oder nur einen sehr geringen Beitrag zur katalytischen Aktivität beitragen.By the above-mentioned methods thus also become areas of the carrier material occupied with catalytically active component, which due to a Diffusion limitation no or only a very small contribution contribute to the catalytic activity.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit in der Bereitstellung eines Katalysatormaterials, bei dem mit einer möglichst geringen Menge an katalytisch aktiver Verbindung eine ausreichende katalytische Aktivität gewährleistet ist.The Object of the present invention was therefore in the provision a catalyst material in which as possible a small amount of catalytically active compound sufficient catalytic activity is ensured.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen geträgerten Katalysator, umfassend ein poröses, Mikroporen aufweisendes Trägermaterial und eine katalytisch aktive Komponente, wobei die Mikroporen frei von der katalytisch aktiven Komponente sind.The Task is solved by a supported catalyst, comprising a porous microporous substrate and a catalytically active component, wherein the micropores are free from the catalytically active component.
Es ist ferner bevorzugt, dass das Trägermaterial Mesoporen und/oder Makroporen aufweist, wobei sich die katalytisch aktive Komponente auf der für ein fluides Medium frei zugänglichen Oberfläche des Trägermaterials befindet.It it is further preferred that the carrier material mesopores and / or macropores, wherein the catalytically active Component on the freely accessible for a fluid medium Surface of the carrier material is located.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das poröse Trägermaterial Mikroporen und Mesoporen.In a preferred embodiment of the invention the porous support micropores and mesopores.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das poröse Trägermaterial Mikroporen und Makroporen.In a further preferred embodiment of the invention For example, the porous support material comprises micropores and Macropores.
In einer noch weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das poröse Trägermaterial Mikroporen, Mesoporen und Makroporen.In a still further preferred embodiment of the invention the porous carrier material comprises micropores, Mesopores and macropores.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass die für ein fluides Medium frei zugängliche Oberfläche von der äußeren Oberfläche des Trägermaterials, von der äußeren Oberfläche des Trägermaterials und der Oberfläche der Mesoporen, von der äußeren Oberfläche des Trägermaterials und der Oberfläche der Makroporen, von der äußeren Oberfläche des Trägermaterials und der Oberfläche der Mesoporen und Makroporen, von der Oberfläche der Mesoporen, von der Oberfläche der Makroporen oder von der Oberfläche der Mesoporen und Makroporen gebildet wird.It is particularly preferred that for a fluid medium freely accessible surface from the outside Surface of the substrate, from the outer Surface of the substrate and the surface the mesopores, from the outer surface the carrier material and the surface of the macropores, from the outer surface of the substrate and the surface of mesopores and macropores, from the surface mesopores, from the surface of macropores or from the surface of the mesopores and macropores is formed.
Enthält das poröse Trägermaterial beispielsweise nur Mikroporen und keine Mesoporen und Makroporen, so wird die frei zugängliche Oberfläche von der äußeren Oberfläche des Trägermaterials gebildet.contains the porous carrier material, for example, only micropores and no mesopores and macropores, so will the freely accessible Surface from the outer surface formed of the carrier material.
Vorzugsweise umfasst die katalytisch aktive Komponente ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pt, Pd, Ni, Co, W, V, Cr, Ag, Au und Rh oder Kombinationen davon.Preferably For example, the catalytically active component comprises a metal selected from from the group consisting of Pt, Pd, Ni, Co, W, V, Cr, Ag, Au and Rh or combinations thereof.
Das poröse Trägermaterial ist bevorzugt ein Metalloxid. Insbesondere ist das Metalloxid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Silizium-Aluminium-Oxid, Zirkonoxid, Titandioxid, Ceroxid, Cer-Zirkon-Oxid, Vanadiumoxid sowie Kombinationen davon.The porous support material is preferably a metal oxide. In particular, the metal oxide is selected from the group consisting of alumina, silica, silicon-aluminum oxide, Zirconia, titania, ceria, cerium-zirconia, vanadium oxide as well as combinations thereof.
Der erfindungsgemäße geträgerte Katalysator kann ferner weitere Zusätze enthalten, beispielsweise einen Promotor und/oder einen Stabilisator und/oder ein Speichermaterial und/oder einen Binder und/oder einen Füllstoff.Of the supported catalyst according to the invention may also contain other additives, such as a Promoter and / or a stabilizer and / or a storage material and / or a binder and / or a filler.
Der erfindungsgemäße geträgerte Katalysator kann als Bestandteil einer Beschichtungszusammensetzung vorliegen, welche in Form eines Washcoats auf eine Trägermatrix aufgebracht werden kann.Of the supported catalyst according to the invention may be present as part of a coating composition, which is applied to a carrier matrix in the form of a washcoat can be.
Im Sinne dieser Erfindung kann das poröse Trägermaterial gemäß den oben gemachten Ausführungen ein Trägermaterial mit polymodaler Porenverteilung sein, wobei die Mikroporen des porösen Trägermaterials frei von katalytisch aktiver Beschichtung sind. Bevorzugt in diesem Zusammenhang ist es, dass sich die katalytisch aktive Komponente in den Mesoporen und/oder Makroporen sowie vorzugsweise auch auf der äußeren Oberfläche des Trägermaterials befindet.For the purposes of this invention, the porous carrier material according to the statements made above may be a carrier material with polymodal pore distribution, wherein the micropores of the porous carrier material are free of catalytically active coating. It is preferred in this context that the catalytically active component in the mesopores and / or macropores and preferably also on the outer eren surface of the carrier material is located.
Mikroporen
im Sinne der vorliegenden Erfindung haben eine Porengröße
von < 2 nm, Mesoporen
eine von 2 bis 50 nm und Makroporen eine von > 50 nm. Die Ermittlung der Porengröße
kann beispielsweise durch eine Porenvolumenimprägnierung
nach der Quecksilber-Intrusionsmethode in Anlehnung an die
Frei zugängliche Oberfläche im Sinne dieser Erfindung bedeutet vorzugsweise auch, dass die Oberfläche für ein Reaktionsmedium (Flüssigkeit oder Gas) in dem Maße zugänglich ist, dass eine katalytische Reaktion ohne Diffusionslimitierung stattfinden kann. Bevorzugt soll der Beitrag zur katalytischen Aktivität größer oder gleich 70%, besonders bevorzugt größer oder gleich 80% und insbesondere größer als 90% sein. Bekanntermaßen wird die Oberfläche, welche eine katalytische Aktivität in dem genannten Maß aufweist, vorwiegend von den Meso- und Makroporen eines porösen Trägermaterials bereitgestellt. Ebenso kann an der äußeren Oberfläche des Trägermaterials eine katalytische Reaktion stattfinden, wobei dieser Teil der Oberfläche nur einen geringen Beitrag zur Gesamtoberfläche leistet und somit auch nur einen geringen Beitrag zur katalytischen Aktivität beiträgt.Free accessible surface in the sense of this invention preferably also means that the surface for a reaction medium (liquid or gas) to the extent it is accessible that a catalytic reaction without diffusion limitation can take place. Preferably, the contribution to the catalytic activity is greater or equal to 70%, more preferably greater than or equal to 80% and in particular be greater than 90%. As is known, becomes the surface, which is a catalytic activity in the above-mentioned measure, mainly from the Meso- and macropores of a porous support material. Likewise, on the outer surface the carrier material take a catalytic reaction, this part of the surface only a small contribution contributes to the total surface and thus only a small Contribution to the catalytic activity contributes.
Bekannt ist jedoch, dass insbesondere die Mikroporen eines porösen Trägermaterials für ein fluides Medium unzureichend zugänglich sind. Mikroporen (ebenso Submikroporen) unterliegen gewöhnlich einer Diffusionslimitierung und tragen nur einen geringen bis keinen Beitrag (< 30%) für eine katalytische Umsetzung bei. Es ist deshalb im Sinne dieser Erfindung bevorzugt, dass die Mikroporen des porösen Trägermaterials frei von katalytisch aktiver Komponente sind. Das gleiche gilt auch für Submikroporen.Known is, however, that in particular the micropores of a porous Support material for a fluid medium insufficient are accessible. Micropores (also sub-micropores) subject usually a diffusion limitation and carry only one low to no contribution (<30%) for a catalytic reaction at. It is therefore in For the purposes of this invention, it is preferred that the micropores of the porous Carrier material free of catalytically active component are. The same applies to submicropores.
Frei von katalytisch aktiver Komponente im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, > 95%, bevorzugt > 98% und besonders bevorzugt > 99% der entsprechenden Poren (also der Mikroporen) sind frei von katalytisch aktiver Komponente.Free of catalytically active component in the context of the present invention means> 95%, preferably> 98% and especially preferably> 99% of the corresponding pores (ie the micropores) are free of catalytic active component.
Frei von katalytisch aktiver Komponente im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet insbesondere, dass < 5%, bevorzugt < 2% und besonders < 1% der Oberfläche der Mikroporen mit der katalytisch aktiven Komponente belegt sind.Free of catalytically active component in the context of the present invention means in particular that <5%, preferably <2% and especially <1% the surface of the micropores with the catalytically active component are occupied.
Der erfindungsgemäße geträgerte Katalysator zeichnet sich überraschenderweise dadurch aus, dass mit einer geringeren Menge an katalytisch aktiver Komponente auf dem Trägermaterial eine gleiche oder sogar verbesserte katalytische Aktivität bereitgestellt werden kann. Dies ist möglich, weil die für ein fluides Medium (d. h. die Reaktionskomponente) frei zugängliche Oberfläche des Trägermaterials mit der katalytisch aktiven Komponente belegt ist und die unzugängliche Oberfläche, d. h. die Mikroporen des Trägers, frei von katalytisch aktiver Komponente sind. Dies kann durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht werden.Of the supported catalyst according to the invention is surprisingly characterized by the fact that with a lower amount of catalytically active component on the Support material an equal or even improved catalytic Activity can be provided. This is possible, because that for a fluid medium (i.e., the reaction component) freely accessible surface of the carrier material occupied with the catalytically active component and the inaccessible Surface, d. H. the micropores of the carrier, free of catalytically active component. This can be done by the inventive method can be achieved.
Die Aufgabe wird deshalb auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines geträgerten Katalysators, umfassend das
- a) Beschichten der Oberfläche eines porösen, Mikroporen aufweisenden Trägermaterials mit einer flüssigen Komponente,
- b) teilweise Entfernen der flüssigen Komponente von der frei zugänglichen Oberfläche des porösen Trägermaterials und
- c) Beschichten der durch das Entfernen der flüssigen Komponente frei gewordenen Oberfläche des porösen Trägermaterials mit einer katalytisch aktiven Komponente oder einem Vorläufer der katalytisch aktiven Komponente.
- a) coating the surface of a porous, microporous support material with a liquid component,
- b) partially removing the liquid component from the freely accessible surface of the porous support material and
- c) coating the surface of the porous support material which has become vacant by removing the liquid component with a catalytically active component or a precursor of the catalytically active component.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die durch das Entfernen frei gewordene Oberfläche des porösen Trägermaterials von der äußeren Oberfläche des Trägermaterials, von der äußeren Oberfläche des Trägermaterials und der Oberfläche der Mesoporen, von der äußeren Oberfläche des Trägermaterials und der Oberfläche der Makroporen, von der äußeren Oberfläche des Trägermaterials und der Oberfläche der Mesoporen und Makroporen, von der Oberfläche der Mesoporen, von der Oberfläche der Makroporen oder von der Oberfläche der Mesoporen und Makroporen gebildet wird.According to one particularly preferred embodiment of the invention Procedure, it is envisaged that the free by removing become surface of the porous support material from the outer surface of the substrate, from the outer surface of the substrate and the surface of the mesopores, from the outside Surface of the substrate and the surface the macropores, from the outer surface the support material and the surface of the mesopores and macropores, from the surface of mesopores, from the Surface of macropores or surface the mesopores and macropores is formed.
Vorzugsweise umfasst das Beschichten der Oberfläche des porösen Trägermaterials mit der flüssigen Komponente ein Beschichten der Oberfläche der Mikroporen, ein Beschichten der Oberfläche der Mikroporen und der äußeren Oberfläche des Trägermaterials, ein Beschichten der Oberfläche der Mikroporen und der Oberfläche der Meso- und/oder Makroporen oder ein Beschichten der Oberfläche der Mikroporen und der äußeren Oberfläche des Trägermaterials und der Oberfläche der Meso- und/oder Makroporen.Preferably, coating the surface of the porous support material with the liquid component comprises coating the surface of the micropores, coating the surface of the micropores and the outer surface of the support material, coating the surface of the micropores and the surface of the meso and / or macropores, or coating the surface of the micropores and the outer surface of the support material and the surface of the meso and / or macropores.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Beschichten der Oberfläche des porösen Trägermaterials mit der flüssigen Komponente über eine Porenvolumenimprägnierung.In a preferred embodiment of the invention takes place coating the surface of the porous support material with the liquid component via a pore volume impregnation.
Bevorzugt ist ferner, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren als flüssige Komponente Wasser, wasserlösliche Kohlenwasserstoffe, wasserunlösliche Kohlenwasserstoffe, härtbare Kohlenwasserstoffe oder polymere Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die flüssige Komponente eine katalytisch inaktive Komponente.Prefers is further that in the method according to the invention as liquid component water, water-soluble Hydrocarbons, water-insoluble hydrocarbons, curable hydrocarbons or polymeric hydrocarbons be used. For the purposes of the present invention, the liquid Component a catalytically inactive component.
Das teilweise Entfernen der flüssigen Komponente von der frei zugänglichen Oberfläche des porösen Trägermaterials erfolgt vorzugsweise durch Anlegen eines Unterdrucks und/oder durch Erhitzen, bevorzugt auf eine Temperatur oberhalb der Raumtemperatur. Als Unterdruck wird ein Druck verstanden, der unter dem Atmosphärendruck liegt. Der eingesetzte Druck beträgt vorzugsweise > 0 bis 950 hPa (mbar), besonders bevorzugt 200 bis 800 hPa (mbar). Die Temperatur (in Kombination mit einem Unterdruck oder alleine) beträgt bevorzugt > 25 bis 150°C, besonders bevorzugt 50 bis 100°C.The partially removing the liquid component from the free accessible surface of the porous support material is preferably carried out by applying a negative pressure and / or by Heating, preferably to a temperature above room temperature. Underpressure is understood to mean a pressure which is below atmospheric pressure lies. The pressure used is preferably> 0 to 950 hPa (mbar), particularly preferably 200 to 800 hPa (mbar). The temperature (in combination with a negative pressure or alone) is preferably> 25 to 150 ° C, more preferably 50 to 100 ° C.
Erfindungsgemäß erfolgt nach dem Entfernen der flüssigen Komponente das Beschichten des porösen Trägermaterials mit der katalytisch aktiven Komponente oder einem Vorläufer der katalytisch aktiven Komponente über eine Porenvolumenimprägnierung oder durch Abscheidung der katalytisch aktiven Komponente oder einem Vorläufer der katalytisch aktiven Komponente aus einer Lösung, die das poröse Trägermaterial umgibt.According to the invention after removing the liquid component, the coating of the porous support material with the catalytic active component or a precursor of the catalytic active component via a pore volume impregnation or by deposition of the catalytically active component or a Precursor of the catalytically active component of a Solution containing the porous support material surrounds.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner einen Trocknungs- und/oder Kalzinierschritt nach dem teilweisen Entfernen der flüssigen Komponente. Durch den Kalzinierschritt wird die flüssige Komponente aus den Mikroporen entfernt oder gegebenenfalls darin fixiert, falls es sich um eine härtbare flüssige Komponente handelt.In In a further preferred embodiment, the method comprises a drying and / or calcination step after the partial Remove the liquid component. By the calcination step is the liquid component removed from the micropores or optionally fixed therein, if it is a curable liquid component is.
Wie bereits oben ausgeführt kann es sich bei dem porösen Trägermaterial um ein Trägermaterial mit polymodaler Porenverteilung handeln. Das Trägermaterial enthält dann neben den Mikroporen auch Mesoporen und/oder Makroporen, wobei die Mesoporen und Makroporen gewöhnlich keiner signifikanten Diffusionslimitierung unterliegen, also frei zugänglich sind und somit für katalytische Prozesse bevorzugt sind.As already stated above, it can be in the porous Carrier material around a carrier material with polymodal Act pore distribution. The carrier material contains then in addition to the micropores and mesopores and / or macropores, where the mesopores and macropores are usually not significant Subject to diffusion limitation, so freely accessible are and are therefore preferred for catalytic processes.
Frei zugängliche Oberfläche bedeutet vorzugsweise auch, dass die Oberfläche für ein Reaktionsmedium (Flüssigkeit oder Gas) in dem Maße zugänglich ist, dass eine katalytische Reaktion stattfinden kann. Bekanntermaßen wird diese Oberfläche vorwiegend von den Meso- und Makroporen eines porösen Trägermaterials bereitgestellt. Ebenso kann an der äußeren Oberfläche des Trägermaterials eine katalytische Reaktion stattfinden, wobei dieser Teil der Oberfläche nur einen geringen Beitrag zur Gesamtoberfläche leistet und somit auch nur einen geringen Beitrag zur katalytischen Aktivität beiträgt. Bekannt ist jedoch, dass insbesondere die Mikroporen eines porösen Trägermaterials unzureichend zugänglich sind und deshalb weniger als 30% zur katalytischen Aktivität beitragen.Free accessible surface preferably also means that the surface for a reaction medium (liquid or gas) to the extent that a catalytic reaction can take place. As is known, This surface is predominantly of the meso- and macropores a porous support material provided. Likewise, on the outer surface the carrier material take a catalytic reaction, this part of the surface only a small contribution contributes to the total surface and thus only a small Contribution to the catalytic activity contributes. However, it is known that in particular the micropores of a porous Support material are insufficiently accessible and Therefore, less than 30% contribute to the catalytic activity.
Wie oben bereits ausgeführt werden als flüssige Komponente zur Beschichtung des porösen Trägermaterials bevorzugt Wasser, wasserlösliche Kohlenwasserstoffe, wasserunlösliche Kohlenwasserstoffe (z. B. geschmolzene, wasserunlösliche Kohlenwasserstoffe mit geringem Dampfdruck und einem Schmelzpunkt über 20°C), härtbare Kohlenwasserstoffe (vorzugsweise flüssig) oder polymere Kohlenwasserstoffe eingesetzt. Es ist bekannt, dass insbesondere die Mikroporen aufgrund starker Kapillarkräfte flüssige Komponenten sehr stark adsorbieren. Da die flüssige Komponente somit in den Mikroporen am stärksten adsorbiert ist, ist es möglich, die flüssige Komponente von der übrigen Oberfläche des porösen Trägermaterials zu entfernen, wobei die flüssige Komponente in den Mikroporen verbleibt.As already mentioned above as a liquid component preferred for coating the porous support material Water, water-soluble hydrocarbons, water-insoluble Hydrocarbons (eg molten, water-insoluble Hydrocarbons with low vapor pressure and a melting point over 20 ° C), curable hydrocarbons (preferably liquid) or polymeric hydrocarbons used. It is known that in particular the micropores due to strong capillary forces strongly adsorb liquid components. Because the liquid Component thus most strongly adsorbed in the micropores is, it is possible the liquid component of the remaining surface of the porous support material remove, with the liquid component in the micropores remains.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann auch eine Teilbeschichtung der Oberfläche des porösen, Mikroporen aufweisenden Trägermaterials mit einer flüssigen Komponente erfolgen, wobei das poröse Trägermaterial mit einer Menge an flüssiger Komponente versetzt wird, die kleiner als das Gesamtporenvolumen des Trägermaterials ist. Beispielsweise setzt man nur soviel flüssige Komponente ein, wie von den Mikroporen des eingesetzten Trägermaterials aufgenommen werden kann. Aufgrund der oben bereits genannten starken Kapillarkräfte werden bevorzugt die Mikroporen des porösen Trägermaterials imprägniert, wobei die frei zugängliche Oberfläche nicht imprägniert wird. Durch diese Verfahrensführung kann beispielsweise das Anlegen des Unterdrucks und/oder Ausüben von Temperatur auf das Trägermaterial zur Entfernung der flüssigen Komponente aus der frei zugängigen Oberfläche (Meso-, Makroporen und äußere Oberfläche) unterbleiben. Vorteilhaft kann dieser Verfahrensschritt jedoch trotzdem ausgeführt werden, um möglicherweise unerwünscht an der frei zugänglichen Oberfläche adsorbiertes flüssiges Material wieder zu entfernen.In a further embodiment of the invention, a partial coating of the surface of the porous carrier material having micropores can also be effected with a liquid component, the porous carrier material being admixed with an amount of liquid component which is smaller than the total pore volume of the carrier material. For example, one uses only as much liquid component as can be absorbed by the micropores of the carrier material used. Due to the strong capillary forces already mentioned above, the micropores of the porous carrier material are preferably impregnated, wherein the freely accessible surface is not impregnated. Through this procedure, for example, the Applying the negative pressure and / or applying temperature to the carrier material to remove the liquid component from the freely accessible surface (meso, macropores and outer surface) is omitted. However, this method step can nevertheless be advantageously carried out in order to remove any undesirable liquid material adsorbed on the freely accessible surface.
Das wie zuvor behandelte poröse Trägermaterial wird nach dem teilweisen Entfernen der flüssigen Komponente von der frei zugänglichen Oberfläche auf der durch das Entfernen der flüssigen Komponente frei gewordenen Oberfläche mit einer katalytisch aktiven Komponente beschichtet (imprägniert). Ebenso kann anstelle der katalytisch aktiven Komponente ein Vorläufer der katalytisch aktiven Komponente eingesetzt werden. Es ist also möglich Salze der Metalle, vorzugsweise als Lösung, einzusetzen oder es können Metallkomplexe verwendet werden. Als Metallsalze können die entsprechenden Nitrate, Acetate, Oxalate, Tartrate, Formeate, Amine, Sulfite, Carbonate, Halogenide oder Hydroxide eingesetzt werden. Die Umwandlung der Metallverbindung in das entsprechende Metall, d. h. in die katalytisch aktiven Metallpartikel, erfolgt dann üblicherweise durch thermische Zersetzung, durch Reduktion mittels Wasserstoff, Kohlenmonoxid oder nasschemischer Reduktionsmittel. Die Imprägnierung erfolgt bevorzugt in einem Planetenmischer.The as previously treated porous support material is after the partial removal of the liquid component from the freely accessible surface on the through the removal of the liquid component become vacant Surface coated with a catalytically active component (Impregnated). Likewise, instead of the catalytically active Component a precursor of the catalytically active component be used. So it's possible salts of metals, preferably as a solution, use or it can Metal complexes are used. As metal salts can the corresponding nitrates, acetates, oxalates, tartrates, formeates, amines, Sulfites, carbonates, halides or hydroxides can be used. The transformation of the metal compound into the corresponding metal, d. H. in the catalytically active metal particles, then usually by thermal decomposition, by reduction by means of hydrogen, carbon monoxide or wet chemical reducing agent. The impregnation is preferably done in a planetary mixer.
Da die Mikroporen des porösen Trägermaterials nach wie vor mit der flüssigen Komponente belegt sind, wird sich die Imprägnierung (Beschichtung) ausschließlich auf die frei zugängliche Oberfläche beschränken. Das heißt es werden ausschließlich die Mesoporen und/oder die Makroporen und/oder die äußere Oberfläche des porösen Trägermaterials mit der katalytisch aktiven Komponente oder dem Vorläufer der katalytisch aktiven Komponente imprägniert. Das Beschichten erfolgt wiederum bevorzugt über Porenvolumenimprägnierung.There the micropores of the porous support material as before occupied with the liquid component, is Impregnation (coating) exclusively restrict to the freely accessible surface. That is, it will be exclusively the mesopores and / or the macropores and / or the outer surface of the porous support material with the catalytic active component or the precursor of the catalytically active Component impregnated. The coating is done again preferably via pore volume impregnation.
Nachfolgend wird das so imprägnierte Trägermaterial vorzugsweise getrocknet und/oder kalziniert. Durch den Kalzinierschritt wird zudem die flüssige Komponente aus den Mikroporen entfernt oder fixiert. Eine Fixierung erfolgt beispielsweise dann, wenn eine härtbare Kohlenwasserstoff-verbindung als flüssige Komponente eingesetzt wird. Eine Entfernung erfolgt hingegen bei flüchtigen Komponenten. Die Kalzinierung kann beispielsweise bei einer Temperatur von 200 bis 800°C, bevorzugt bei 300 bis 650°C, erfolgen. Der Trocknungsschritt kann bei 20 bis 200°C, bevorzugt 50 bis 180°C erfolgen.following the carrier material impregnated in this way is preferably dried and / or calcined. By the calcination step is In addition, the liquid component removed from the micropores or fixed. A fixation takes place, for example, if a curable hydrocarbon compound as a liquid Component is used. A distance is, however, at volatile components. The calcination can, for example at a temperature of 200 to 800 ° C, preferably at 300 up to 650 ° C, take place. The drying step may be at 20 to 200 ° C, preferably 50 to 180 ° C take place.
Durch dieses Verfahren wird ein Katalysatormaterial erhalten, das die bereits oben angesprochenen vorteilhaften Eigenschaften besitzt.By This method will obtain a catalyst material containing the has already been mentioned above advantageous properties.
Aufgrund dieser Verfahrensführung kann ein Großteil der teuren katalytisch aktiven Komponente eingespart werden. Der erfindungsgemäße Katalysator zeigt somit bei einer geringeren Menge an katalytisch aktiver Komponente einen gleichen oder gar verbesserten Umsatz im Vergleich zu einem herkömmlichen Katalysator.by virtue of This procedure can be a major part of expensive catalytically active component can be saved. The inventive Catalyst thus shows a catalytic amount at a lower level active component equal or even improved sales in the Compared to a conventional catalyst.
In einem weiteren Verfahrensschritt kann der erfindungsgemäße geträgerte Katalysator zu einem Washcoat verarbeitet werden. Bevorzugt umfasst der Washcoat eine Suspension oder Aufschlämmung des erfindungsgemäßen geträgerten Katalysators, sowie Kombinationen der genannten Metalloxide. Auch können noch weitere Zusatzstoffe zugesetzt werden.In a further process step, the inventive supported catalyst to be processed into a washcoat. Preferably, the washcoat comprises a suspension or slurry the supported catalyst according to the invention, and combinations of said metal oxides. Also still can additional additives are added.
Weitere Zusatzstoffe sind beispielsweise Bindemittel, beispielsweise ein Sol oder ein Metalloxid vorzugsweise Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Silizium-Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Titanoxid, Zinkoxid, Ceroxid, Cer-Zirkonoxid, Vanadiumoxid und dergleichen.Further Additives are, for example, binders, for example a Sol or a metal oxide, preferably alumina, silica, Silicon-aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, zinc oxide, cerium oxide, cerium-zirconium oxide, Vanadium oxide and the like.
Ebenso können Promotoren, Stabilisatoren, Speichermaterialien und/oder Füllstoffe zu der Washcoatsuspension gegeben werden.As well may promoters, stabilizers, storage materials and / or fillers are added to the washcoat suspension.
Geeignete Stabilisatoren sind beispielsweise La, Y, Ce und/oder W.suitable Stabilizers are, for example, La, Y, Ce and / or W.
Als Speichermaterialien eigenen sich Zeolithe. Geeignete Zeolithe sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend AEL, BEA, CHA, EUO, FAO, FER, KFI, LTA, LTL, MAZ, MOR, MEL, MTW, LEV, OFF, TON und MFI.When Storage materials are zeolites. Suitable zeolites are selected from the group comprising AEL, BEA, CHA, EUO, FAO, FER, KFI, LTA, LTL, MAZ, MOR, MEL, MTW, LEV, OFF, TONE and MFI.
Alternativ ist es auch möglich, dass der erfindungsgemäße geträgerte Katalysator zusammen mit einem geeigneten Bindemittel vermischt und zu einem Formkörper extrudiert wird. Auf diese Art und Weise lassen sich sog. Vollkatalysatoren herstellen, wobei die geometrische Formgebung beliebig erfolgen kann. Beispielsweise können extrudierte Monolithe, Stangen, Triloben, Tetraloben, Hohlzylinder oder Granulate hergestellt werden. Ein geeignetes Bindemittel ist beispielsweise ein Sol sowie auch Böhmit oder Pseudoböhmit, die als sehr gute Peptisierungsmittel bekannt sind und einen extrudierten Formkörper sehr gut stabilisieren.Alternatively, it is also possible that the supported catalyst according to the invention is mixed together with a suitable binder and extruded to form a shaped body. In this way, so-called. Full catalysts can be produced, wherein the geometric shape can be arbitrary. For example, extruded monoliths, rods, trilobes, tetralobenes, hollow cylinders or granules can be produced. A suitable binder is for example a sol as well as boehmite or pseudo-boehmite which are known as very good peptizers and stabilize an extruded molding very well.
Der erfindungsgemäße geträgerte Katalysator kann vorteilhaft zur Behandlung von Abgasen aus fossilen, synthetischen oder Biokraftstoffen verwendet werden, z. B. zur Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren.Of the supported catalyst according to the invention may be advantageous for treating exhaust gases from fossil, synthetic or biofuels, e.g. B. for exhaust aftertreatment of diesel engines.
Der erfindungsgemäße geträgerte Katalysator kann dazu vorteilhaft in einem Reaktor eingesetzt werden. Insbesondere soll der erfindungsgemäße geträgerte Katalysator als Beschichtung auf einer Trägermatrix oder einem Tragkörper vorliegen. Die Trägermatrix oder der Tragkörper ist vorzugsweise ein metallischer oder keramischer, monolithischer Formkörper oder ein Metallschaum.Of the supported catalyst according to the invention can be used to advantage in a reactor. Especially should the supported according to the invention Catalyst as a coating on a carrier matrix or a support body present. The carrier matrix or the support body is preferably a metallic or ceramic, monolithic shaped body or a metal foam.
Die Beschichtung erfolgt beispielsweise, indem aus dem erfindungsgemäßen geträgerten Katalysator, welcher vorzugsweise in Pulverform vorliegt, wie oben dargestellt ein Washcoat hergestellt wird, der dann gemäß einem im Stand der Technik bekann ten Verfahren, beispielsweise durch Tauchen, Sprühen oder dergleichen, auf die Trägermatrix aufgebracht wird. Nachfolgend können weitere Trocknungs- und Kalzinierschritte erfolgen. Die Kalzinierung erfolgt bevorzugt bei 200 bis 800°C, besonders bevorzugt bei 350 bis 650°C. Der Trocknungsschritt kann bei 20 bis 200°C, bevorzugt 50 bis 180°C erfolgen.The Coating takes place for example, by from the inventive supported catalyst, which preferably in powder form is present, as shown above, a washcoat is prepared, the then according to a known in the art th Method, for example by dipping, spraying or the like, is applied to the carrier matrix. Below you can further drying and calcination steps take place. The calcination is preferably at 200 to 800 ° C, more preferably at 350 to 650 ° C. The drying step can be at 20 to 200 ° C, preferably 50 to 180 ° C take place.
Die Erfindung soll nun anhand einiger nicht als beschränkend auf den Umfang der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.The The invention will now not be limited by some on the scope of the invention to be understood embodiments be explained in more detail.
Ausführungsbeispiele:EXAMPLES
Beispiel
1: Katalysator gemäß „Stand der Technik” Imprägnierung
von Katalysatorträgermaterialien mit katalytisch aktiver
Komponente
Die Imprägnierung erfolgte in einem Planetenmischer der Firma Netzsch gemäß ”Incipient wetness” Technologie. Dazu wurden in den Mischbehälter 200 g des Aluminiumoxidpulvers Puralox SCFa140/L3 der Firma Sasol vorgelegt und die Edelmetall-Lösung unter Rühren innerhalb von 2 Minuten zudosiert. Die Edelmetall-Lösung bestand aus 59,17 g Platinethanolamin-Lösung der Firma Heraeus, welche sich durch einen Platingehalt von 13,52% (entspricht 8 g Platin) und einer Dichte von 1,20 kg/l auszeichnete, und 80,7 g Wasser. Das Volumen dieser Lösung entsprach dem Wasseraufnahmevermögen des Aluminiumoxids. Nach der Zugabe der Platinlösung wurde das imprägnierte Pulver für weitere 5 Minuten gerührt. Danach wurde das Pulver im Trockenschrank bei 120°C für 10 Stunden getrocknet und anschließend für 3 Stunden bei 550°C kalziniert.The Impregnation took place in a planetary mixer of the company Netzsch according to "Incipient wetness" technology. 200 g of the alumina powder were added to the mixing vessel Puralox SCFa140 / L3 from the company Sasol submitted and the precious metal solution added with stirring within 2 minutes. The precious metal solution consisted of 59.17 g of platinum ethanolamine solution from the company Heraeus, which corresponds to a platinum content of 13.52% (corresponds 8 g platinum) and a density of 1.20 kg / l, and 80.7 g of water. The volume of this solution corresponded to the water absorption capacity of the alumina. After the addition of the platinum solution was the impregnated powder for another 5 minutes touched. Thereafter, the powder in the drying cabinet at Dried at 120 ° C for 10 hours and then calcined at 550 ° C for 3 hours.
Aus
dem Pt-imprägnierten Aluminiumoxidpulver wurde eine Beschichtungssuspension
(Washcoat) hergestellt.
Zu 900 g Wasser wurden die weiteren Washcoat Komponenten unter Rühren zugegeben und die Suspension mit einer Nassmühle gemahlen bis folgende Partikelgrößenverteilung erreicht wurde: D10 = 1,006 μm, D50 = 3,697 μm, D90 = 10,271 μm.The further washcoat components were added with stirring to 900 g of water and the suspension was ground with a wet mill until the following particle size distribution was reached: D10 = 1.006 μm, D50 = 3.697 μm, D90 = 10.271 μm.
Mit dieser Beschichtungssuspension wurde ein Cordierit-Katalysatorträger (400 cpsi) der Firma Corning beschichtet, im Trockenschrank bei 120°C für 10 Stunden getrocknet und anschließend für 3 Stunden bei 550°C kalziniert. Bezogen auf das Volumen des Katalysatorträgers betrug die Beschichtungsbeladung nach Kalzinierung 100 g/l, was einer Platinbeladung von 1,9 g/l entspricht.With This coating suspension became a cordierite catalyst support (400 cpsi) of Corning coated, in the drying oven at Dried at 120 ° C for 10 hours and then calcined at 550 ° C for 3 hours. Related to the volume of the catalyst support was the coating load after calcination 100 g / l, which corresponds to a platinum loading of 1.9 g / l.
Beispiel 2: Erfindungsgemäßer KatalysatorExample 2: Inventive catalyst
Die Imprägnierung von Katalysatorträgermaterialien wurde zuerst mit einer katalytisch inaktiven Komponente und anschließend mit einer katalytisch aktiven Komponente durchgeführt.The Impregnation of catalyst support materials was first with a catalytically inactive component and subsequently carried out with a catalytically active component.
Imprägnierung
von Aluminiumoxidpulver mit Wasser und anschließend mit
einer Platinlösung.
Die
Imprägnierung des Katalysatorträgermaterials mit
Wasser erfolgte in einem Planetenmischer der Firma Netzsch gemäß „Incipient
wetness” Technologie. Dazu wurden in den Mischbehälter
200 g des Aluminiumoxidpulvers Puralox SCFa140/L3 der Firma Sasol
vorgelegt und entsprechend des Wasseraufnahmevermögens
130 g Wasser unter Rühren innerhalb von 2 Minuten zudosiert.
Nach der Zugabe der Platinlösung wurde das imprägnierte
Pulver für weitere 5 Minuten gerührt. Anschließend
wurde unter Rühren durch Anlegen von Unterdruck (500 mbar)
und unter Erhitzen des Mischbehälters auf 70°C
ein Teil des Wassers entfernt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur
wurde bei Normaldruck das entfernte Wasser durch eine Edelmetall-Lösung
ersetzt.
Die Imprägnierung erfolgte in einem Planetenmischer der Firma Netzsch gemäß „Incipient wetness” Technologie durch Zudosieren der Edelmetall-Lösung unter Rühren innerhalb von 2 Minuten.The Impregnation took place in a planetary mixer of the company Netzsch according to "Incipient wetness" technology by adding the noble metal solution while stirring within 2 minutes.
Die Edelmetall-Lösung bestand aus 59,17 g Platinethanolamin-Lösung der Firma Heraeus, welche sich durch einen Platingehalt von 13,52% (entspricht 8 g Platin) und einer Dichte von 1,20 kg/l auszeichnet, und 12,11 g Wasser. Das Volumen dieser Lösung entsprach dem Volumen des zuvor entfernten Wassers. Nach der Zugabe der Platinlösung wurde das imprägnierte Pulver für weitere 5 Minuten gerührt. Danach wurde das Pulver im Trockenschrank bei 120°C für 10 Stunden getrocknet und anschließend für 3 Stunden bei 550°C kalziniert.The Precious metal solution consisted of 59.17 g of platinum ethanolamine solution Heraeus, which has a platinum content of 13.52% (equivalent to 8 g of platinum) and a density of 1.20 kg / l, and 12.11 g of water. The volume of this solution was the same Volume of previously removed water. After the addition of the platinum solution became the impregnated powder for another 5 minutes touched. Thereafter, the powder in the drying cabinet at Dried at 120 ° C for 10 hours and then calcined at 550 ° C for 3 hours.
Aus
dem Pt-imprägnierten Aluminiumoxidpulver wurde eine Beschichtungssuspension
(Washcoat) hergestellt.
Zu 900 g Wasser wurden die weiteren Washcoat Komponenten unter Rühren zugegeben und die Suspension mit einer Nassmühle gemahlen, bis folgende Partikelgrößenverteilung erreicht wurde: D10 = 0,629 μm, D50 = 3,106 μm, D90 = 10,097 μm.To 900 g of water became the other Washcoat components with stirring added and the suspension ground with a wet mill, until the following particle size distribution is reached D10 = 0.629 μm, D50 = 3.106 μm, D90 = 10.097 μm.
Mit dieser Beschichtungssuspension wurde ein Cordierit-Katalysatorträger (400 cpsi) der Firma Corning beschichtet, im Trockenschrank bei 120°C für 10 Stunden getrocknet und anschließend für 3 Stunden bei 550°C kalziniert. Bezogen auf das Volumen des Katalysatorträgers betrug die Beschichtungsbeladung nach Kalzinierung 100 g/l, was einer Platinbeladung von 1,9 g/l entspricht.With this coating suspension, a cordierite catalyst support (400 cpsi) from Corning was coated, dried in an oven at 120 ° C for 10 hours and then for 3 hours at Calcined 550 ° C. Based on the volume of the catalyst support, the coating load after calcination was 100 g / l, which corresponds to a platinum loading of 1.9 g / l.
Beispiel 3: Test der KatalysatorenExample 3: Test of the catalysts
Die
katalytische Aktivität der Katalysatoren wurde an einer
Synthesegasanlage ermittelt. An der Synthesegasanlage wurden die
Umsetzungen von Kohlenmonoxid, dem Kohlenwasserstoff Propen sowie
die Konversion von Stickstoffmonoxid gemessen. Als Prüfbedingung
wurde gewählt:
Katalysatorgröße ⌀ 25
mm × 50 mm
Raumgeschwindigkeit: 70.000 h–1;The catalytic activity of the catalysts was determined on a synthesis gas plant. At the synthesis gas plant, the reactions of carbon monoxide, the hydrocarbon propene and the conversion of nitrogen monoxide were measured. The following test condition was chosen:
Catalyst size ⌀ 25 mm × 50 mm
Space velocity: 70,000 h -1 ;
Das
Modellgas setzte sich zusammen aus:
CO 500 ppm
Propen
500 ppm
NO 500 ppm
O2 5 vol.-%
CO2 5 vol.-%
H2O
5 vol.-%
N2 Rest.The model gas was composed of:
CO 500 ppm
Propene 500 ppm
NO 500 ppm
O 2 5 vol.%
CO 2 5 vol.%
H 2 O 5 vol.%
N 2 rest.
– Katalysator gemäß ”Stand der Technik”:- Catalyst according to "Stand of the technique":
Unter diesen Bedingungen zeigte der Katalysator 50% Umsatz von Kohlenmonoxid bei 236°C, 50% Umsatz von Propen bei 249°C und einen maximale Umsetzung von NO zu 47,7%.Under Under these conditions, the catalyst showed 50% conversion of carbon monoxide at 236 ° C, 50% conversion of propene at 249 ° C and a maximum conversion of NO to 47.7%.
– Erfindungsgemäßer Katalysator:- Inventive Catalyst:
50% Umsatz von Kohlenmonoxid bei 219°C, 50% Umsatz von Propen bei 232°C und eine maximale Umsetzung von NO zu 48,0%.50% Carbon monoxide conversion at 219 ° C, 50% propene conversion at 232 ° C and a maximum conversion of NO to 48.0%.
Der erfindungsgemäße Katalysator zeigt eine deutlich verbesserte Aktivität durch niedrigere Light-off Temperaturen für CO und Propen. Die Verfügbarkeit des Platins ist durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren deutlich höher, indem die Poren, welche durch Diffusionslimitierung keinen Beitrag für die Katalyse leisten, kein oder sehr wenig Platin enthalten. Diese Poren wurden durch die Vorimprägnierung mit der katalytisch inaktiven Komponente schon gefüllt und standen damit für eine weitere Imprägnierung nicht mehr zur Verfügung.Of the catalyst according to the invention shows a clear improved activity due to lower light-off temperatures for CO and propene. The availability of platinum is by the manufacturing method of the invention significantly higher by the pores, which by diffusion limitation make no contribution to the catalysis, no or very little platinum included. These pores were through the pre-impregnation already filled with the catalytically inactive component and thus stood for a further impregnation no longer available.
Die Poren, welche durch Diffusionslimitierung keinen Beitrag für die Katalyse leisten, zeichnen sich dadurch aus, dass die katalytisch inaktive Komponente (z. B. Wasser) über Kapillarkräfte stark gebunden wird und somit bei Anlegen von Unterdruck nur sehr schwer zu entfernen ist. Somit ist es möglich, diese Poren einer Aufnahme der katalytisch aktiven Komponente selektiv zu entziehen. Die katalytisch aktive Komponente befindet sich damit in hoher Konzentration und Dispersion vorwiegend an Positionen, welche für das fluide Medium gut zugänglich sind.The Pores, which by diffusion limitation no contribution to catalyze, characterized by the fact that the catalytic inactive component (eg water) via capillary forces is strongly bound and thus when applying negative pressure only very hard to remove. Thus, it is possible these pores selectively withdraw a recording of the catalytically active component. The catalytically active component is thus in high concentration and dispersion predominantly at positions which are responsible for the Fluid medium are easily accessible.
Beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist deshalb deutlich weniger katalytisch aktive Komponente notwendig, um einen Katalysator herzustellen, der die gleichen Light-off Temperaturen für CO und Propen aufweist, wie ein Katalysator, der entsprechend dem Stand der Technik hergestellt wurde.At the The production method according to the invention is therefore significantly less catalytically active component necessary to one Catalyst to produce the same light-off temperatures for CO and propene, as a catalyst, the corresponding was made in the prior art.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - DIN 66133 [0025] - DIN 66133 [0025]
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Legal Events
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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| R082 | Change of representative |
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