DE102023112135A1 - Abgasreinigungsvorrichtung und verfahren zur herstellung einer abgasreinigungsvorrichtung - Google Patents

Abgasreinigungsvorrichtung und verfahren zur herstellung einer abgasreinigungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102023112135A1
DE102023112135A1 DE102023112135.9A DE102023112135A DE102023112135A1 DE 102023112135 A1 DE102023112135 A1 DE 102023112135A1 DE 102023112135 A DE102023112135 A DE 102023112135A DE 102023112135 A1 DE102023112135 A1 DE 102023112135A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rhodium
particles
exhaust gas
catalyst layer
metal oxide
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE102023112135.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiro NISHIO
Shogo Shirakawa
Hiroki Shirakawa
Nobuyuki Takagi
Tomomasa Aikawa
Hiroki NIHASHI
Takahiro Noguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cataler Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Cataler Corp
Toyota Motor Corp
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 Cataler Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Cataler Corp
Publication of DE102023112135A1 publication Critical patent/DE102023112135A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/58—Platinum group metals with alkali- or alkaline earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/9454—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9463—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on one brick
    • B01D53/9472—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on one brick in different zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/464—Rhodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
    • B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/391—Physical properties of the active metal ingredient
    • B01J35/393—Metal or metal oxide crystallite size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • B01J35/45—Nanoparticles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B01J37/0205—Impregnation in several steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0228—Coating in several steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0236—Drying, e.g. preparing a suspension, adding a soluble salt and drying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0244—Coatings comprising several layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0248—Coatings comprising impregnated particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
    • B01J37/088—Decomposition of a metal salt
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/101—Three-way catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825—Ceramics
    • F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1025—Rhodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/204—Alkaline earth metals
    • B01D2255/2042—Barium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2061—Yttrium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2063—Lanthanum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2065—Cerium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2068—Neodymium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/40—Mixed oxides
    • B01D2255/407—Zr-Ce mixed oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/902—Multilayered catalyst
    • B01D2255/9025—Three layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/903—Multi-zoned catalysts
    • B01D2255/9032—Two zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/908—O2-storage component incorporated in the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9202—Linear dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4566—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for use in transportation means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/32—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • F01N2370/04—Zeolitic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
    • F01N2510/0684—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings having more than one coating layer, e.g. multi-layered coatings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)

Abstract

Die Abgasreinigungsvorrichtung umfasst: ein Substrat, umfassend ein Stromaufwärtsende und ein Stromabwärtsende; eine erste Katalysatorschicht, welche sich über einen ersten Bereich erstreckt und einen ersten Rhodium-enthaltenden Katalysator und ein erstes Cer-enthaltendes Oxid enthält, wobei der erste Rhodium-enthaltende Katalysator einen ersten Metalloxid-Träger und auf dem ersten Metalloxid-Träger geträgerte erste Rhodium-Partikel enthält, wobei ein Mittelwert einer Partikelgrößenverteilung der ersten Rhodium-Partikel 1,5 nm bis 18 nm ist; und eine zweite Katalysatorschicht, welcher sich über einen zweiten Bereich erstreckt und einen zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysator enthält, umfassend einen zweiten Metalloxid-Träger und auf dem zweiten Metalloxid-Träger geträgerte zweite Rhodium-Partikel, wobei ein Cer-Gehalt in der ersten Katalysatorschicht, bezogen auf eine Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich, höher als ein Cer-Gehalt in der zweiten Katalysatorschicht, bezogen auf eine Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich, ist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung der Abgasreinigungsvorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Ein von einem Verbrennungsmotor, welcher in einem Fahrzeug, wie einem Automobil, verwendet wird, abgegebenes Abgas enthält eine schädliche Komponente, wie Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenwasserstoff (HC), und Stickoxid (NOx). Die Vorschriften für die Emissionsmengen dieser schädlichen Komponenten wurden von Jahr zu Jahr verschärft. Um diese schädlichen Komponenten zu entfernen, wurde bzw. wird ein Edelmetall, wie Platin (Pt), Palladium (Pd), und Rhodium (Rh), als ein Katalysator verwendet.
  • Währenddessen wurde, hinsichtlich eines Aspekts des Ressourcenrisikos eine Verringerung der Verwendung des Edelmetalls gefordert. Als ein Verfahren zur Verringerung der Verwendung des Edelmetalls in einer Abgasreinigungsvorrichtung ist ein Verfahren bekannt, in welchem ein Edelmetall auf einem Träger in einer Form von feinen Partikeln geträgert wird. Zum Beispiel offenbart JP 2016-147256 A ein Verfahren zur Herstellung eines Abgasreinigungsmaterials, umfassend einen Schritt des Trägerns von Edelmetall-Partikeln auf einen Oxid-Träger, um einen Edelmetall-geträgerten Katalysator zu erhalten, und einen Schritt der Durchführung eines Erwärmungsprozesses des Edelmetall-geträgerten Katalysators unter einer reduzierenden Atmosphäre, um die Größen der Edelmetall-Partikel innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu steuern.
  • Außerdem offenbart JP 2021-126636 A eine Abgasreinigungs-Katalysatorvorrichtung, welche NOx sowohl in einer Sauerstoffmangel-Atmosphäre als auch in einer Sauerstoffüberschuss-Atmosphäre effizient entfernen kann. Die in JP 2021-126636 A offenbarte Abgasreinigungs-Katalysatorvorrichtung umfasst ein Substrat und eine vordere bzw. vorderseitige Katalysatorbeschichtungsschicht sowie eine hintere bzw. rückseitige Katalysatorbeschichtungsschicht auf dem Substrat. Die vorderseitige Katalysatorbeschichtungsschicht enthält ein Katalysator-Edelmetall und anorganische Oxid-Partikel, welche im Wesentlichen frei von einem Sauerstoff-Speicher-Kapazität (OSC)-Material sind. Die rückseitige Katalysatorbeschichtungsschicht enthält ein Katalysator-Edelmetall und anorganische Oxid-Partikel, welche ein OSC-Material enthalten. Die in der vorderen Katalysatorbeschichtungsschicht und in der hinteren Katalysatorbeschichtungsschicht enthaltenen Katalysator-Edelmetalle enthalten Rh und sind im Wesentlichen frei von einem anderen Katalysator-Edelmetall als Rh.
  • KURZFASSUNG
  • Intensive Studien der vorliegenden Erfinder zeigten, dass die NOx-Entfernungsleistung der in JP 2021-126636 A beschriebenen Abgasreinigungs-Katalysatorvorrichtung eine Tendenz zur Verschlechterung unter einer Hochtemperatur-Umgebung aufwies.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Abgasreinigungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung derselben bereit, welche eine hohe OSC-Leistung aufweist und eine ausreichend Entfernung von NOx, selbst nach einer Aussetzung an eine Hochtemperatur-Umgebung, ermöglicht.
  • Die vorliegende Erfindung stellt zum Beispiel die nachstehenden Aspekte bereit.
    1. [1] Eine Abgasreinigungsvorrichtung, umfassend:
      • ein Substrat, umfassend ein Stromaufwärtsende, durch welches ein Abgas in die Vorrichtung eingeleitet bzw. eingeführt wird, und ein Stromabwärtsende, durch welches das Abgas von der Vorrichtung abgegeben bzw. ausgestoßen wird, wobei das Substrat eine Länge (Ls) zwischen dem Stromaufwärtsende und dem Stromabwärtsende aufweist;
      • eine erste Katalysatorschicht, welche sich über einen ersten Bereich erstreckt, wobei sich der erste Bereich zwischen dem Stromabwärtsende und einer ersten Position erstreckt, wobei die erste Position bei einem ersten Abstand (La) von dem Stromabwärtsende in Richtung des Stromaufwärtsendes ist, wobei die erste Katalysatorschicht einen ersten Rhodium-enthaltenden Katalysator und ein erstes Cer-enthaltendes Oxid enthält, wobei der erste Rhodium-enthaltende Katalysator einen ersten Metalloxid-Träger und auf dem ersten Metalloxid-Träger geträgerte erste Rhodium-Partikel enthält, wobei ein Mittelwert einer Partikelgrößenverteilung der ersten Rhodium-Partikel von 1,5 nm bis 18 nm ist; und
      • eine zweite Katalysatorschicht, welche sich über einen zweiten Bereich erstreckt, wobei sich der zweite Bereich zwischen dem Stromaufwärtsende und einer zweiten Position erstreckt, wobei die zweite Position bei einem zweiten Abstand (Lb) von dem Stromaufwärtsende in Richtung des Stromabwärtsendes ist, wobei die zweite Katalysatorschicht einen zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysator enthält, umfassend einen zweiten Metalloxid-Träger und auf dem zweiten Metalloxid-Träger geträgerte zweite Rhodium-Partikel,
      • wobei ein Cer-Gehalt in der ersten Katalysatorschicht, bezogen auf eine Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich höher als ein Cer-Gehalt in der zweiten Katalysatorschicht, bezogen auf eine Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich, ist.
    2. [2] Die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Aspekt [1], wobei eine Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung der ersten Rhodium-Partikel weniger als 1,6 nm ist.
    3. [3] Die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Aspekt [1] oder [2], wobei der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der ersten Rhodium-Partikel mehr als 4 nm und gleich oder weniger als 14 nm ist.
    4. [4] Die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Aspekte [1] bis [3], wobei der erste Rhodium-enthaltende Katalysator die ersten Rhodium-Partikel in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bezogen auf ein Gesamtgewicht des ersten Metalloxid-Trägers und der ersten Rhodium-Partikel, enthält.
    5. [5] Die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Aspekte [1] bis [4], wobei der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der zweiten Rhodium-Partikel von 0,1 nm bis 1,0 nm ist.
    6. [6] Die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Aspekte [1] bis [5], ferner umfassend eine dritte Katalysatorschicht, welche Palladium-Partikel enthält, wobei sich die dritte Katalysatorschicht über einen dritten Bereich erstreckt, wobei sich der dritte Bereich zwischen dem Stromaufwärtsende und einer dritten Position erstreckt, wobei die dritte Position bei einem dritten Abstand (Lc) von dem Stromaufwärtsende in Richtung des Stromabwärtsendes ist.
    7. [7] Die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Aspekte [1] bis [6], wobei die Länge (Ls), der erste Abstand (La), und der zweite Abstand (Lb) Ls < La + Lb ≤ 1,2 Ls erfüllen.
    8. [8] Die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Aspekte [1] bis [7], wobei der Cer-Gehalt in der ersten Katalysatorschicht, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich, das Zweifache oder mehr des Cer-Gehalts in der zweiten Katalysatorschicht, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich, ist.
    9. [9] Die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Aspekte [1] bis [8], wobei mindestens einer von dem ersten Metalloxid-Träger und dem zweiten Metalloxid-Träger ein Kompositoxid ist, welches Aluminiumoxid und Zirkondioxid als Hauptkomponenten enthält.
    10. [10] Ein Verfahren zur Herstellung der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Aspekte [1] bis [9], wobei das Verfahren umfasst:
      • Herstellen des ersten Rhodium-enthaltenden Katalysators, welcher den ersten Metalloxid-Träger und die auf dem ersten Metalloxid-Träger geträgerten ersten Rhodium-Partikel enthält, wobei die ersten Rhodium-Partikel einen Mittelwert der Partikelgrößenverteilung von 1,5 nm bis 18 nm aufweisen;
      • Herstellen des zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysators, welcher den zweiten Metalloxid-Träger und die auf dem zweiten Metalloxid-Träger geträgerten zweiten Rhodium-Partikel enthält;
      • Bilden der ersten Katalysatorschicht, umfassend den ersten Rhodium-enthaltenden Katalysator und das erste Cer-enthaltende Oxid in dem ersten Bereich, welcher sich zwischen dem Stromabwärtsende des Substrats und der ersten Position erstreckt, wobei die erste Position bei dem ersten Abstand (La) von dem Stromabwärtsende in Richtung des Stromaufwärtsendes ist; und
      • Bilden der zweiten Katalysatorschicht, umfassend den zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysator in dem zweiten Bereich, welcher sich zwischen dem Stromaufwärtsende des Substrats und der zweiten Position erstreckt, wobei die zweite Position bei dem zweiten Abstand (Lb) von dem Stromaufwärtsende in Richtung des Stromabwärtsendes ist.
    11. [11] Das Verfahren gemäß Aspekt [10], wobei das Herstellen des ersten Rhodium-enthaltenden Katalysators umfasst:
      • Imprägnieren des ersten Metalloxid-Trägers mit einer ersten Lösung einer Rh-Verbindung;
      • Trocknen des mit der ersten Lösung einer Rhodium-Verbindung imprägnierten ersten Metalloxid-Trägers; und
      • Erwärmen des getrockneten ersten Metalloxid-Trägers auf eine Temperatur innerhalb eines Bereiches von 700 °C bis 900 °C unter einer Inert-Atmosphäre, um den ersten Rhodium-enthaltenden Katalysator zu erhalten.
    12. [12] Das Verfahren gemäß Aspekt [11], wobei die Inert-Atmosphäre eine Stickstoff-Atmosphäre ist.
    13. [13] Das Verfahren gemäß Aspekt [11] oder [12], wobei die Herstellung des zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysators umfasst:
      • Imprägnieren des zweiten Metalloxid-Trägers mit einer zweiten Lösung einer Rhodium-Verbindung; und
      • Trocknen des mit der zweiten Lösung einer Rhodium-Verbindung imprägnierten zweiten Metalloxid-Trägers, um den zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysator zu erhalten.
    14. [14] Das Verfahren gemäß einem der Aspekte [11] bis [13], ferner umfassend Bilden einer dritten Katalysatorschicht, umfassend Palladium-Partikel in einem dritten Bereich, welcher sich zwischen dem Stromaufwärtsende des Substrats und einer dritten Position erstreckt, wobei die dritte Position bei einem dritten Abstand (Lc) von dem Stromaufwärtsende in Richtung des Stromabwärtsendes ist.
  • Die Abgasreinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist eine hohe OSC-Leistung auf und ermöglicht eine effiziente Entfernung einer schädlichen Komponente, selbst nach einer Aussetzung an eine Hochtemperatur-Umgebung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
    • 1 ist eine vergrößerte Endansicht eines Hauptteils einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform, aufgenommen entlang einer Oberfläche parallel zu einer Strömungsrichtung eines Abgases und stellt eine Konfiguration in der Nähe einer Trennwand eines Substrats schematisch dar;
    • 2 ist eine Perspektivansicht, welche ein Beispiel des Substrats schematisch darstellt;
    • 3 ist eine vergrößerte Endansicht eines Hauptteils einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer modifizierten Ausführungsform, aufgenommen entlang einer Oberfläche parallel zu einer Strömungsrichtung eines Abgases und stellt eine Konfiguration in der Nähe einer Trennwand eines Substrats schematisch dar;
    • 4 ist ein Graph, welcher OSC-Leistungen (Cmax) der Abgasreinigungsvorrichtungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele nach dem Altern bei einer hohen Temperatur zeigt; und
    • 5 ist ein Graph, welcher NOx-Entfernungsleistungen (NOx-T50) der Abgasreinigungsvorrichtungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele nach dem Altern bei einer hohen Temperatur zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen gegebenenfalls mit Bezug zur Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung, auf welche in der folgenden Beschreibung Bezug genommen wird, können dieselben Bezugszeichen für dieselben Elemente oder Elemente mit ähnlichen Funktionen verwendet werden, und deren wiederholte Erklärungen können in einigen Fällen weggelassen werden. Es kann vorkommen, dass ein Größenverhältnis in einer Zeichnung aus Gründen der einfacheren Erklärung von dem tatsächlichen Verhältnis abweicht, oder dass ein Teil des Elements in einer Zeichnung weggelassen wird. Ein Zahlenbereich, welcher hier mit dem Begriff „bis“ ausgedrückt wird, umfasst die jeweiligen Werte, welche vor und nach dem Begriff „bis“ als ein unterer Grenzwert und als ein oberer Grenzwert beschrieben werden. Obere Grenzwerte und untere Grenzwerte in den hier offenbarten Zahlenbereichen können willkürlich kombiniert werden.
  • I. Abgasreinigungsvorrichtung
  • Eine Abgasreinigungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform wird mit Bezug zu den 1 und 2 beschrieben. Die Abgasreinigungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform umfasst ein Substrat 10, eine erste Katalysatorschicht 20, eine zweite Katalysatorschicht 30, und eine dritte Katalysatorschicht 40.
  • (1) Substrat 10
  • Das Substrat 10 ist nicht besonders beschränkt, und jegliches Substrat, welches als das Substrat für die Abgasreinigungsvorrichtung verwendet werden kann, kann verwendet werden. Zum Beispiel kann, wie in 2 dargestellt, das Substrat 10 einen Rahmenabschnitt 12 und Trennwände 16, welche einen Raum im Inneren des Rahmenabschnitts 12 unterteilen, um eine Mehrzahl an Zellen 14 zu definieren, umfassen. Der Rahmenabschnitt 12 und die Trennwände 16 können integral bzw. einstückig ausgebildet sein. Der Rahmenabschnitt 12 kann jegliche Gestalt, wie eine zylindrische Gestalt, eine elliptisch-zylindrische Gestalt, oder eine vieleckige bzw. polygonale zylindrische Gestalt aufweisen. Die Trennwände 16 sind angeordnet, um sich zwischen einem ersten Ende (Oberfläche des ersten Endes bzw. erste Endoberfläche) I und einem zweiten Ende (Oberfläche des zweiten Endes bzw. zweite Endoberfläche) J des Substrats 10 zu erstrecken, um die Mehrzahl an Zellen 14, welche sich zwischen dem ersten Ende I und dem zweiten Ende J erstrecken, zu definieren. Jede Zelle 14 kann jegliche Querschnittsform, wie eine viereckige Gestalt (z.B. ein Quadrat, ein Parallelogramm, ein Rechteck, oder ein Trapez), eine dreieckige Gestalt, jegliche andere polygonale Gestalt (z.B. ein Sechseck bzw. Hexagon, oder ein Achteck bzw. Oktogon), oder eine kreisförmige Gestalt aufweisen. Jede von der Mehrzahl an Zellen 14 kann entweder am erste Ende I oder am zweiten Ende J geschlossen sein, oder kann sowohl am ersten Ende I als auch am zweiten Ende J offen sein.
  • Beispiele des Materials des Substrats 10 umfassen Keramik, wie Kordierit (2MgO·2Al2O3·5SiO2), Aluminiumtitanat, Siliziumcarbid, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, und Mullit, und ein Metall, wie Edelstahl, welches Chrom und Aluminium enthält. Diese Materialien ermöglichen der Abgasreinigungsvorrichtung 100, dass sie eine hohe Abgasreinigungsleistung, selbst unter einer Hochtemperatur-Bedingung, zeigt. Hinsichtlich des Aspekts der Kostenverringerung kann das Substrat 10 aus Kordierit hergestellt sein.
  • In den 1 und 2 zeigen die gestrichelten Pfeile eine Strömungsrichtung eines Abgases in der Abgasreinigungsvorrichtung 100 und dem Substrat 10 an. Das Abgas wird in die Abgasreinigungsvorrichtung 100 durch das erste Ende I eingeführt, und wird von der Abgasreinigungsvorrichtung 100 durch das zweite Ende J abgegeben. Deshalb wird hier nachstehend gegebenenfalls das erste Ende I auch als ein Stromaufwärtsende I bezeichnet, und das zweite Ende J wird auch als ein Stromabwärtsende J bezeichnet. Eine Länge zwischen dem Stromaufwärtsende I und dem Stromabwärtsende J, das heißt, die Gesamtlänge des Substrats 10, wird hier als Ls bezeichnet.
  • (2) Erste Katalysatorschicht 20
  • Die erste Katalysatorschicht 20 ist auf dem Substrat 10 angeordnet und erstreckt sich über einen ersten Bereich X, welcher sich zwischen dem Stromabwärtsende J und einer ersten Position P erstreckt, welche bei einem ersten Abstand La von dem Stromabwärtsende J in Richtung des Stromaufwärtsendes I ist (das heißt, in einer zur Strömungsrichtung des Abgases entgegengesetzten Richtung). Der erste Abstand La kann von 40 % bis 65 % der Gesamtlänge Ls des Substrats 10 sein.
  • Die erste Katalysatorschicht 20 enthält einen ersten Rhodium-enthaltenden Katalysator. Der erste Rhodium-enthaltende Katalysator enthält einen ersten Metalloxid-Träger und erste Rhodium (Rh)-Partikel, welche auf dem ersten Metalloxid-Träger getragen werden bzw. geträgert sind.
  • Beispiele des ersten Metalloxid-Trägers umfassen ein Oxid von mindestens einem Metall, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Metallen der Gruppe 3, der Gruppe 4, und der Gruppe 13 im Periodensystem der Elemente und Lanthanoid-basierter Metalle. Wenn der erste Metalloxid-Träger zwei oder mehrere Metallelemente enthält, kann der erste Metalloxid-Träger eine Mischung von Oxiden von zwei oder mehreren Metallelementen sein, kann ein Kompositoxid, welches zwei oder mehrere Metallelemente enthält, sein, oder kann eine Mischung aus einem Oxid von mindestens einem Metallelement und mindestens einem Kompositoxid sein.
  • Zum Beispiel kann der erste Metalloxid-Träger ein Oxid von mindestens einem Metall sein, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Scandium (Sc), Yttrium (Y), Lanthan (La), Cer (Ce), Neodym (Nd), Samarium (Sm), Europium (Eu), Lutetium (Lu), Titan (Ti), Zirkon (Zr), und Aluminium (Al), in einigen Ausführungsformen ein Oxid von mindestens einem Metall, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Y, La, Ce, Ti, Zr und Al, und in einigen Ausführungsformen ein Oxid von mindestens einem Metall, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Al, Ce, und Zr. Der erste Metalloxid-Träger kann ein Oxid, welches Zirkondioxid (ZrO2) als die Hauptkomponente enthält, sein, kann ein Al-Zr-basiertes Kompositoxid, welches ein Zirkondioxid und Aluminiumoxid (Al2O3) als die Hauptkomponenten enthaltendes Kompositoxid ist, sein, oder kann ein Al-Ce-Zr-basiertes Kompositoxid, welches Zirkondioxid, Aluminiumoxid, und Ceroxid (CeO2) als die Hauptkomponenten enthält, sein. Das Zirkondioxid kann dazu dienen, die katalytische Aktivität der ersten Rh-Partikel beizubehalten. Das Ceroxid kann als ein Sauerstoff-Speicherkapazitäts („Oxygen Storage Capacity“, OSC)-Material dienen, welches Sauerstoff in einer Atmosphäre unter einer Sauerstoffüberschuss-Atmosphäre speichert, und Sauerstoff unter einer Sauerstoffmangel-Atmosphäre abgibt. In einigen Ausführungsformen enthält der erste Metalloxid-Träger kein Ce, da die Partikelgrößen der Rh-Partikel auf dem Ceroxid unter einer Hochtemperatur-Umgebung wahrscheinlich zunehmen. Das Aluminiumoxid kann dazu dienen, die Diffusion der ersten Rh-Partikel zu steuern. Der erste Metalloxid-Träger kann ein Kompositoxid sein, welches mindestens eines aus Aluminiumoxid, Ceroxid, oder Zirkondioxid als die Hauptkomponente(n) enthält, und ferner mindestens eines aus Yttriumoxid (Y2O3), Lanthanoxid (La2O3), Neodymoxid (Nd2O3), oder Praseodymoxid (Pr6O11) enthält. Yttriumoxid, Lanthanoxid, Neodymoxid, und Praseodymoxid verbessern die Wärmebeständigkeit des Kompositoxids.
  • Man beachte, dass der Satz „als die Hauptkomponente(n) enthält“ hier bedeutet, dass der Gehalt der bezeichneten Komponente 50 Gew.-% oder mehr, 70 Gew.-% oder mehr, 80 Gew.-% oder mehr, oder 90 Gew.-% oder mehr des Gesamtgewichts ist. Wenn eine Mehrzahl an Hauptkomponenten vorliegt, bedeutet der Satz, dass die Summe der Gehalte der Komponenten 50 Gew.-% oder mehr, 70 Gew.-% oder mehr, 80 Gew.-% oder mehr, oder 90 Gew.-% oder mehr ist.
  • Der erste Metalloxid-Träger kann partikelförmig sein, und kann jegliche geeignete Partikelgröße aufweisen.
  • Die auf dem ersten Metalloxid-Träger geträgerten ersten Rh-Partikel agieren bzw. fungieren bzw. funktionieren als ein Katalysator, um schädliche Komponenten, welche in einem Abgas enthalten sind, zu entfernen, und funktionieren hauptsächlich als ein Katalysator, um NOx zu reduzieren. Ein Mittelwert einer Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel ist innerhalb des Bereichs von 1,5 nm bis 18 nm. Allgemein gilt, je kleiner die Partikelgrößen der Partikel sind, desto größer ist die spezifische Oberfläche, welche die Partikel aufweisen, und desto höher kann somit die von den Partikeln gezeigte Katalysatorleistung sein. Das Rh-Partikel, welches eine übermäßig kleine Partikelgröße (zum Beispiel, eine Partikelgrößer kleiner als ungefähr 1 nm) aufweist, neigt jedoch aufgrund der Ostwald-Reifung und Aggregation etc. unter einer Hochtemperatur-Umgebung leicht dazu, gröber zu werden, was zu einer Verschlechterung der Katalysatorleistung führt. Wenn der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel 1,5 nm oder mehr ist, liegt eine kleine Anzahl an Partikeln, welche leicht gröber werden, vor, und deshalb ist die Verschlechterung der Katalysatorleistung der ersten Rh-Partikel unter einer Hochtemperatur-Umgebung verringert oder verhindert. Wenn der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel 18 nm oder weniger ist, weisen die ersten Rh-Partikel ausreichend hohe spezifische Oberflächen auf, und deshalb können die ersten Rh-Partikel eine hohe Katalysatorleistung bieten. Der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel kann von 3 nm bis 17 nm, mehr als 4 nm und gleich oder kleiner als 14 nm, oder mehr als 4 nm und gleich oder kleiner als 8 nm sein.
  • Außerdem kann die Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel kleiner als 1,6 nm sein. Wenn die Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel kleiner als 1,6 nm ist, liegen eine kleine Anzahl an groben Rh-Partikeln und eine kleine Anzahl an feinen Rh-Partikeln, welche sich unter einer Hochtemperatur-Umgebung wahrscheinlich vergröbern, vor. Deshalb können, selbst nachdem die Abgasreinigungsvorrichtung einer Hochtemperatur-Umgebung ausgesetzt wird, die ersten Rh-Partikel die ausreichend große spezifische Oberfläche aufweisen, und folglich kann die hohe Katalysatorleistung bereitgestellt werden. Die Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel kann 1 nm oder weniger sein.
  • Die Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel ist hier eine Partikelgrößenverteilung, bezogen auf die Anzahl (d.h. eine zahlengemittelte Partikelgrößenverteilung), welche durch Messen eines projizierten Äquivalenzkreis-Flächendurchmessers von 50 oder mehr der ersten Rh-Partikel unter Verwendung eines Bildes, welches mit einem Transmissionselektronenmikroskop („transmission electron microscope“, TEM) erhalten wird, bestimmt wird.
  • Die Menge der geträgerten ersten Rh-Partikel, das heißt, der Anteil der ersten Rh-Partikel, bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Metalloxid-Trägers und der ersten Rh-Partikel, kann innerhalb des Bereiches von 0,01 Gew.-% bis 2 Gew.-% sein. Der Anteil der ersten Rh-Partikel von 0,01 Gew.-% oder mehr ermöglicht eine zufriedenstellende Entfernung der schädlichen Komponenten von dem Abgas aufgrund der ausreichenden Menge der vorliegenden ersten Rh-Partikel. Der Anteil der ersten Rh-Partikel von 2 Gew.-% oder weniger ermöglicht die Verringerung der Menge an verwendetem Rh, und ermöglicht außerdem, dass eine ausreichende Beständigkeit gegenüber einer hohen Temperatur gezeigt wird, da die Vergröberung der Rh-Partikel unter einer Hochtemperatur-Umgebung verhindert oder gesteuert wird, was der Seltenheit der ersten Rh-Partikel, welche auf dem Metalloxid-Träger geträgert sind, geschuldet ist. Der Anteil der ersten Rh-Partikel, bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Metalloxid-Trägers und der ersten Rh-Partikel, kann innerhalb des Bereiches von 0,2 Gew.-% bis 1,8 Gew.-% sein.
  • Der Gehalt der ersten Rh-Partikel in der ersten Katalysatorschicht 20 kann zum Beispiel von 0,05 g/L bis 5 g/L, von 0,08 g/L bis 2 g/L, oder von 0,1 g/L bis 1 g/L, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich X, sein. Dies ermöglicht, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 100 eine ausreichend hohe Abgasreinigungsleistung aufweist.
  • Die erste Katalysatorschicht 20 enthält ferner ein erstes Cer-enthaltendes Oxid. Das erste Cer-enthaltende Oxid dient als ein OSC-Material. Das erste Cer-enthaltende Oxid kann Ceroxid, oder ein Kompositoxid, welches Ceroxid enthält (zum Beispiel ein Kompositoxid, welches Ceroxid als die Hauptkomponente enthält, ein Ce-Zr-basiertes Kompositoxid, welches ein Kompositoxid ist, welches Ceroxid und Zirkondioxid als die Hauptkomponenten enthält, oder ein Al-Ce-Zr-basiertes Kompositoxid, welches ein Kompositoxid ist, welches Aluminiumoxid, Ceroxid, und Zirkondioxid als die Hauptkomponenten enthält), sein. Insbesondere kann das Ce-Zr-basiertes Kompositoxid in einigen Ausführungsformen verwendet werden, da das Ce-Zr-basiertes Kompositoxid eine hohe Sauerstoff-Speicherkapazität aufweist und relativ kostengünstig ist. Das Ce-Zr-basierte Kompositoxid kann eine Pyrochlor-kristalline Struktur aufweisen. Zusätzlich zu der (den) Hauptkomponente(n), kann das Kompositoxid, welches Ceroxid enthält, ferner mindestens eines aus Lanthanoxid, Yttriumoxid, Neodymoxid, oder Praseodymoxid als ein Additiv enthalten, und die Additive können ein Kompositoxid zusammen mit der (den) Hauptkomponente(n) bilden. Das OSC-Material kann partikelförmig sein, und kann jegliche geeignete Partikelgröße aufweisen.
  • Der Ce-Gehalt (bezogen auf Ce-Atome) in der ersten Katalysatorschicht 20 kann zum Beispiel mehr als 0 g/L und gleich oder weniger als 20 g/L sein, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich X, und kann in einigen Ausführungsformen von 5 g/L bis 20 g/L sein, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich X. Dies ermöglicht, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 100 eine hohe OSC-Leistung aufweist.
  • Die erste Katalysatorschicht 20 kann ferner jegliche andere Komponente enthalten. Beispiele der jeglichen anderen Komponente umfassen ein Bindemittel und ein Additiv.
  • (3) Zweite Katalysatorschicht 30
  • Die zweite Katalysatorschicht 30 ist auf dem Substrat 10 angeordnet und erstreckt sich über einen zweiten Bereich Y, welcher sich zwischen dem Stromaufwärtsende I und einer zweiten Position Q, welche bei einem zweiten Abstand Lb von dem Stromaufwärtsende I in Richtung des Stromabwärtsendes J ist (das heißt, in der Strömungsrichtung des Abgases), erstreckt. Der zweite Abstand Lb kann von 40 % bis 70 % der Gesamtlänge Ls des Substrats 10 sein. Die Länge Ls des Substrats, der erste Abstand La, und der zweite Abstand Lb können Ls < La + Lb ≤ 1,2 Ls erfüllen. Das heißt, eine Länge eines Bereichs, wo die erste Katalysatorschicht 20 mit der zweiten Katalysatorschicht 30 überlappt, kann mehr als 0 % und gleich oder weniger als 20 % der Gesamtlänge Ls des Substrats 10 sein. Dies ermöglicht, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 100 eine hohe OSC-Leistung aufweist. In dem Bereich, in welchem die erste Katalysatorschicht 20 mit der zweiten Katalysatorschicht 30 überlappt, kann die zweite Katalysatorschicht 30 auf der ersten Katalysatorschicht 20, wie in 1 gezeigt, ausgebildet sein, oder die erste Katalysatorschicht 20 kann auf der zweiten Katalysatorschicht 30 ausgebildet sein.
  • Die zweite Katalysatorschicht 30 enthält einen zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysator. Der zweite Rhodium-enthaltende Katalysator enthält einen zweiten Metalloxid-Träger und zweite Rhodium (Rh)-Partikel, welche auf dem zweiten Metalloxid-Träger getragen werden bzw. geträgert sind.
  • Beispiele des Materials, welches als der zweite Metalloxid-Träger verwendbar ist, sind dieselben wie die Beispiele der Materialien, welche als der erste Metalloxid-Träger verwendbar ist, wie vorstehend aufgeführt.
  • Die zweiten Rh-Partikel, welche auf dem zweiten Metalloxid-Träger geträgert sind, funktionieren als ein Katalysator, um schädliche Komponenten, welche in einem Abgas enthalten sind, zu entfernen, und funktioniert hauptsächlich als ein Katalysator, um NOx zu reduzieren. Wie nachstehend beschrieben, ist der Gehalt an Ce, welcher die Bildung von groben Rh-Partikel unter einer Hochtemperatur-Umgebung fördert, in der zweiten Katalysatorschicht 30 kleiner als der Gehalt an Ce in der ersten Katalysatorschicht 20, und deshalb vergröbern sich die zweiten Rh-Partikel weniger wahrscheinlich, im Vergleich zu den ersten Rh-Partikeln. Deshalb ist der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der zweiten Rh-Partikel nicht besonders beschränkt. Hinsichtlich einer vereinfachten Herstellung, kann der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der zweiten Rh-Partikel innerhalb des Bereiches, zum Beispiel von 0,1 nm bis 1,0 nm, sein. Die Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung der zweiten Rh-Partikel kann innerhalb des Bereiches von 0,01 nm bis 0,3 nm sein.
  • Die Partikelgrößenverteilung der zweiten Rh-Partikel ist hier eine Partikelgrößenverteilung, bezogen auf die Anzahl (d.h. eine zahlengemittelte Partikelgrößenverteilung), welche durch Messen eines projizierten Äquivalenzkreis-Flächendurchmessers von 50 oder mehr der zweiten Rh-Partikel unter Verwendung eines Bildes, welches mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) bestimmt wird.
  • Die Menge der geträgerten zweiten Rh-Partikel, das heißt, der Anteil der zweiten Rh-Partikel, bezogen auf das Gesamtgewicht des zweiten Metalloxid-Trägers und der zweiten Rh-Partikel, kann innerhalb des Bereiches von 0,01 Gew.-% bis 2 Gew.-% sein. Der Anteil der zweiten Rh-Partikel von 0,01 Gew.-% oder mehr ermöglicht eine zufriedenstellende Entfernung der schädlichen Komponenten aus dem Abgas aufgrund der vorliegenden ausreichenden Menge der zweiten Rh-Partikel. Der Anteil der zweiten Rh-Partikel von 2 Gew.-% oder weniger ermöglicht die Verringerung der verwendeten Menge an Rh, und zeigt zusätzlich eine ausreichende Beständigkeit gegenüber einer hohen Temperatur, da das Vergröbern der Rh-Partikel unter einer Hochtemperatur-Umgebung vermieden oder gesteuert wird, was der Seltenheit der zweiten Rh-Partikel, welche auf dem Metalloxid-Träger geträgert sind, geschuldet ist. Der Anteil der zweiten Rh-Partikel, bezogen auf das Gesamtgewicht des zweiten Metalloxid-Trägers und der zweiten Rh-Partikel, kann innerhalb des Bereiches von 0,2 Gew.-% bis 1,8 Gew.-% sein.
  • Der Gehalt der zweiten Rh-Partikel in der zweiten Katalysatorschicht 30 kann zum Beispiel von 0,05 g/L bis 5 g/L, von 0,08 g/L bis 2 g/L, oder von 0,1 g/L bis 1 g/L sein, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich Y Dies ermöglicht, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 100 eine ausreichend hohe Abgasreinigungsleistung aufweist.
  • Die zweite Katalysatorschicht 30 kann ferner ein zweites Cer-enthaltendes Oxid enthalten. Beispiele des Materials, welches als das zweite Cer-enthaltende Oxid verwendbar ist, sind dieselben wie die vorstehend aufgeführten Beispiele des Materials, welches als das erste Cer-enthaltende Oxid verwendbar ist.
  • Der Ce-Gehalt (bezogen auf Ce-Atome) in der zweiten Katalysatorschicht 30 kann zum Beispiel von 0 g/L bis 30 g/L sein, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich Y Der Ce-Gehalt (bezogen auf Ce-Atome) in der zweiten Katalysatorschicht 30, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich Y ist kleiner als der Ce-Gehalt (bezogen auf Ce-Atome) in der ersten Katalysatorschicht 20, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich X. Wenn die ersten Katalysatorschicht 20, welche in der Strömungsrichtung des Abgases weiter stromabwärts als die zweiten Katalysatorschicht 30 positioniert ist, eine höhere Menge an Ceroxid, welches als das OSC-Material funktioniert, enthält, zeigt die Abgasreinigungsvorrichtung 100 die verbesserte OSC-Leistung. Der Ce-Gehalt in der ersten Katalysatorschicht 20, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich X, kann das Zweifache oder mehr, insbesondere das Fünffache oder mehr, als der Ce-Gehalt in der zweiten Katalysatorschicht 30, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich Y, sein. Dies ermöglicht, dass die OSC-Leistung der Abgasreinigungsvorrichtung 100 weiter verbessert wird.
  • Die zweite Katalysatorschicht 30 kann ferner jegliche andere Komponente enthalten. Beispiele der jeglichen anderen Komponente umfassen ein Bindemittel und ein Additiv.
  • (4) Dritte Katalysatorschicht 40
  • Die dritte Katalysatorschicht 40 ist auf dem Substrat 10 angeordnet und erstreckt sich über einen dritten Bereich Z, welcher sich zwischen dem Stromaufwärtsende I und einer dritten Position R, welche bei einem dritten Abstand Lc von dem Stromaufwärtsende I in Richtung des Stromabwärtsendes J ist (das heißt, in der Strömungsrichtung des Abgases), erstreckt. Der dritte Abstand Lc kann von 15 % bis 35 % der Gesamtlänge Ls des Substrats 10 sein. Die Länge Ls des Substrats, der erste Abstand La, und der dritte Abstand Lc können La + Lc < Ls erfüllen. Das heißt, es muss keinen Bereich geben, wo die erste Katalysatorschicht 20 mit der dritten Katalysatorschicht 40 überlappt. Es gibt keinen Bereich, in welchem die erste Katalysatorschicht 20 mit der dritten Katalysatorschicht 40 überlappt, was ermöglicht, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 100 eine weitere hohe NOx-Entfernungsleistung aufweist. Während die dritte Katalysatorschicht 40 auf der zweiten Katalysatorschicht 30 in der in 1 gezeigten Ausführungsform ausgebildet ist, kann die zweite Katalysatorschicht 30 auf der dritten Katalysatorschicht 40 ausgebildet sein.
  • Die dritte Katalysatorschicht 40 enthält Palladium (Pd)-Partikel. Die Pd-Partikel funktionieren als ein Katalysator, um eine schädliche Komponente, welche in einem Abgas enthalten ist, zu entfernen, und funktioniert hauptsächlich als ein Katalysator, um HC zu oxidieren. Ähnlich wie bei den Rh-Partikeln gilt, je kleiner die Größen der Pd-Partikel sind, desto höher ist die von den Pd-Partikeln gezeigte Katalysatorleistung, aber desto wahrscheinlicher vergröbern sich die Pd-Partikel unter einer Hochtemperatur-Umgebung. Selbst wenn ein Mittelwert einer Partikelgrößenverteilung der Pd-Partikel innerhalb des Bereiches von 1,5 nm bis 18 nm ist, ähnlich wie die ersten Rh-Partikel, kann jedoch das Vergröbern der Pd-Partikel nicht verhindert oder gesteuert werden. Deshalb ist der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der Pd-Partikel nicht besonders beschränkt. Hinsichtlich der leichteren Herstellung kann der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der Pd-Partikel innerhalb des Bereiches, zum Beispiel von 0,5 nm bis 10 nm sein, und eine Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung der Pd-Partikel kann innerhalb des Bereiches von 0,1 nm bis 3,0 nm sein.
  • Die Partikelgrößenverteilung der Pd-Partikel ist hier eine Partikelgrößenverteilung, bezogen auf die Anzahl (d.h. eine zahlengemittelte Partikelgrößenverteilung), welche durch Messen eines projizierten Äquivalenzkreis-Flächendurchmessers von 50 oder mehr der Pd-Partikel unter Verwendung eines Bildes, welches mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) oder einem Rasterelektronenmikroskop („scanning electron microscope“, SEM) erhalten wird, bestimmt wird.
  • Der Gehalt der Pd-Partikel in der dritten Katalysatorschicht 40 kann zum Beispiel von 0,1 g/L bis 20 g/L, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem dritten Bereich Z, in einigen Ausführungsformen von 1 g/L bis 15 g/L, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem dritten Bereich Z, oder in einigen Ausführungsformen von 3 g/L bis 9 g/L, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem dritten Bereich Z, sein. Dies ermöglicht, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 100 eine ausreichend hohe Abgasreinigungsleistung aufweist.
  • Die dritte Katalysatorschicht 40 kann ferner eine andere Komponente, wie einen Träger, um die Pd-Partikel zu trägern, ein OSC-Material, und eine Barium-Verbindung enthalten.
  • Als der Träger der Pd-Partikel kann zum Beispiel der Metalloxid-Träger verwendet werden, aber der Träger ist nicht auf das Metalloxid beschränkt. Die Pd-Partikel können durch jegliches Verfahren, wie ein Imprägnier-Trägerverfahren, ein Adsorption-Trägerverfahren, und ein Wasser-Absorption-Trägerverfahren, auf einem Träger geträgert sein.
  • Beispiele des Materials, welches als der Metalloxid-Träger verwendbar ist, sind dieselben wie die Beispiele der Materialien, welche als der erste Metalloxid-Träger verwendbar sind, wie vorstehend aufgeführt.
  • Beispiele des Materials, welches als das OSC-Material verwendbar ist, sind dieselben wie die vorstehend aufgeführten Beispiele der Materialien, welche als das erste Cer-enthaltende Oxid verwendbar sind.
  • Die Barium-Verbindung kann das Vergiften der Pd-Partikel verhindern oder steuern. Beispiele der Barium-Verbindung umfassen Bariumsulfat, Bariumcarbonat, Bariumoxid, und Bariumnitrat. Die Barium-Verbindung kann partikelförmig sein, und kann jegliche geeignete Partikelgröße aufweisen.
  • Die dritte Katalysatorschicht 40 kann ferner jegliche andere Komponente enthalten. Beispiele der jeglichen anderen Komponente umfassen ein Bindemittel und ein Additiv.
  • II. Verfahren zur Herstellung der Abgasreinigungsvorrichtung
  • Es wird ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung der Abgasreinigungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung der Abgasreinigungsvorrichtung 100 umfasst das Herstellen eines ersten Rhodium-enthaltenden Katalysators, das Herstellen eines zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysators, das Bilden der ersten Katalysatorschicht 20 in dem ersten Bereich X des Substrats 10, das Bilden der zweiten Katalysatorschicht 30 in dem zweiten Bereich Y des Substrats 10, und das Bilden der dritten Katalysatorschicht 40 in dem dritten Bereich Z des Substrats 10. Die erste Katalysatorschicht 20, die zweite Katalysatorschicht 30, und die dritte Katalysatorschicht 40 können in jeglicher Reihenfolge gebildet werden.
  • Es wird ein Beispiel des Verfahrens der Herstellung des ersten Rhodium-enthaltenden Katalysators beschrieben. Der erste Rhodium-enthaltende Katalysator kann durch Imprägnieren eines ersten Metalloxid-Trägers mit einer ersten Lösung einer Rhodium-Verbindung, und Trocknen des mit der ersten Lösung einer Rhodium-Verbindung imprägnierten ersten Metalloxid-Trägers, und Erwärmen des getrockneten ersten Metalloxid-Trägers auf eine Temperatur innerhalb des Bereiches von 700 °C bis 900 °C in einer Inert-Atmosphäre hergestellt werden.
  • Beispiele der ersten Lösung einer Rhodium-Verbindung umfassen eine wässrige Lösung von Rhodiumhydroxid und eine wässrige Lösung von Rhodiumnitrat. Das Imprägnierverfahren ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel werden unter Rühren von destilliertem Wasser der erste Metalloxid-Träger und die erste Lösung einer Rhodium-Verbindung zum destillierten Wasser zugegeben, um zu ermöglichen, dass der erste Metalloxid-Träger mit der ersten Lösung einer Rhodium-Verbindung imprägniert wird.
  • Als nächstes wird der mit der ersten Lösung einer Rhodium-Verbindung imprägnierte erste Metalloxid-Träger getrocknet. Das Backen bzw. Brennen kann gegebenenfalls nach dem Trocknen durchgeführt werden. Danach wird der erste Metalloxid-Träger auf die Temperatur innerhalb des Bereiches von 700 °C bis 900 °C in einer Inert-Atmosphäre erwärmt. Dadurch wird der erste Rhodium-enthaltende Katalysator, welcher den ersten Metalloxid-Träger und die auf dem ersten Metalloxid-Träger geträgerten ersten Rh-Partikel enthält, erhalten. Beispiele der Inert-Atmosphäre umfassen eine Stickstoff-Atmosphäre und eine Argon-Atmosphäre. Der Erwärmungszeitraum kann jegliche geeignete Zeitspanne sein, und kann zum Beispiel von eine bis fünf Stunden sein. Das Erwärmen in der Inert-Atmosphäre ermöglicht das geeignete Steuern der Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel in dem ersten Rhodium-enthaltenden Katalysator. Insbesondere kann der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel innerhalb des Bereiches von 1,5 nm bis 18 nm, innerhalb des Bereiches von 3 nm bis 17 nm, mehr als 4 nm und gleich oder weniger als 14 nm, oder mehr als 4 nm und gleich oder weniger als 8 nm sein, und die Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel kann weniger als 1,6 nm oder gleich oder weniger als 1 nm sein.
  • Man beachte, dass es schwer sein kann, die wie vorstehend beschriebene Partikelgrößenverteilung durch Brennen unter einer reduzierenden Atmosphäre, wie einer Wasserstoff-Atmosphäre, zu erhalten, da die ersten Rh-Partikel in der reduzierenden Atmosphäre nicht ausreichend vergrößert werden können. Es sollte auch angemerkt werden, dass das Erwärmen in einer oxidierenden Atmosphäre, wie einer Luft-Atmosphäre, das Lösen von Rh in den ersten Metalloxid-Träger bewirkt, sodass ein Feststoffgemisch bzw. eine feste Lösung gebildet wird, und dass sich möglicherweise die ersten Rh-Partikel auf der Oberfläche des ersten Metalloxid-Trägers verringern.
  • Es wird ein Beispiel des Verfahrens der Herstellung des zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysators beschrieben. Der zweite Rhodium-enthaltende Katalysator kann durch Imprägnieren eines zweiten Metalloxid-Trägers mit einer zweiten Lösung einer Rhodium-Verbindung, und Trocknen des mit der zweiten Lösung einer Rhodium-Verbindung imprägnierten zweiten Metalloxid-Trägers hergestellt werden. Das Brennen bzw. Backen kann gegebenenfalls nach dem Trocknen durchgeführt werden. Der erste Metalloxid-Träger muss nicht in einer Inert-Atmosphäre nach dem Trocknen und dem optionalen Backen bzw. Brennen erwärmt werden. Das heißt, der zweite Rhodium-enthaltende Katalysator kann ähnlich wie der erste Rhodium-enthaltende Katalysator hergestellt werden, außer, dass das Erwärmen in der Inert-Atmosphäre nicht erforderlich ist.
  • Die dritte Katalysatorschicht 40, welche Palladium-Partikel enthält, wird in dem dritten Bereich Z des Substrats 10 gebildet. Die dritte Katalysatorschicht 40 kann zum Beispiel wie folgt gebildet werden. Zuerst wird eine dritte Schlämme bzw. Slurry bzw. Schlamm, welche einen Pd-Partikelvorläufer enthält, hergestellt. Als der Pd-Partikelvorläufer kann zum Beispiel ein geeignetes Pd-Salz einer anorganischen Säure, wie Hydrochlorid, Nitrat, Phosphat, Sulfat, Borat, und Hydrofluorid, verwendet werden. Alternativ kann die dritte Schlämme ein Trägerpulver, auf welchem die Pd-Partikel zuvor geträgert wurden, enthalten. Die dritte Schlämme kann ferner jegliche Komponente, wie ein OSC-Material, ein Bindemittel, oder ein Additiv, enthalten. Eigenschaften der dritten Schlämme, wie Viskosität und ein Partikeldurchmesser einer Feststoffkomponente, können gegebenenfalls geeignet eingestellt werden. Die hergestellte dritte Schlämme wird über den dritten Bereich Z des Substrats 10 aufgetragen. Zum Beispiel wird der dritte Bereich Z des Substrats 10 in die dritte Schlämme getaucht, und nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wird das Substrat 10 aus der dritten Schlämme herausgenommen, wodurch ermöglicht wird, dass die dritte Schlämme über den dritten Bereich Z des Substrats 10 aufgetragen wird bzw. ist. Alternativ kann die dritte Schlämme von dem Stromaufwärtsende I in das Substrat 10 gegossen, und mit einem Gebläse von dem Stromaufwärtsende I geblasen werden, um sie in Richtung des Stromabwärtsendes J zu verteilen, wodurch ermöglicht wird, dass der dritte Bereich Z des Substrats 10 mit der dritten Schlämme beschichtet wird bzw. ist. Als nächstes wird die dritte Schlämme getrocknet und bei einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeitspanne gebrannt bzw. gebacken. Dadurch wird die dritte Katalysatorschicht 40 in dem dritten Bereich Z des Substrats 10 gebildet.
  • Die erste Katalysatorschicht 20, welche den wie vorstehend beschrieben hergestellten ersten Rh-enthaltenden Katalysator und das erste Cer-enthaltende Oxid enthält, wird in dem ersten Bereich X des Substrats 10 gebildet. Zum Beispiel kann die erste Katalysatorschicht 20 wie folgt gebildet werden. Zuerst wird eine erste Schlämme, welche den ersten Rh-enthaltenden Katalysator und das erste Cer-enthaltende Oxid enthält, hergestellt. Die erste Schlämme kann ferner jegliche Komponente, wie ein Bindemittel oder ein Additiv, enthalten. Eigenschaften der ersten Schlämme, wie Viskosität und ein Partikeldurchmesser einer Feststoffkomponente, können gegebenenfalls bzw. bei Bedarf geeignet eingestellt werden. Die hergestellte erste Schlämme wird über den ersten Bereich X des Substrats 10 aufgetragen. Zum Beispiel wird der erste Bereich X des Substrats 10 in die erste Schlämme getaucht, und nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wird das Substrat 10 aus der ersten Schlämme herausgenommen, wodurch ermöglicht wird, dass die erste Schlämme über den ersten Bereich X des Substrats 10 aufgetragen wird bzw. ist. Alternativ kann die erste Schlämme von dem Stromabwärtsende J in das Substrat 10 gegossen, und mit einem Gebläse von dem Stromabwärtsende J geblasen werden, um sie in Richtung des Stromaufwärtsendes I zu verteilen, wodurch ermöglicht wird, dass der erste Bereich X des Substrats 10 mit der ersten Schlämme beschichtet wird bzw. ist. Als nächstes wird die erste Schlämme getrocknet und bei einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeitspanne gebrannt bzw. gebacken. Dadurch wird die erste Katalysatorschicht 20 in dem ersten Bereich X des Substrats 10 gebildet.
  • Die zweite Katalysatorschicht 30, welche den wie vorstehend beschrieben hergestellten zweiten Rh-enthaltenden Katalysator enthält, wird in dem zweiten Bereich Y des Substrats 10 gebildet. Zum Beispiel kann die zweite Katalysatorschicht 30 wie folgt gebildet werden. Zuerst wird eine zweite Schlämme, welche den zweiten Rh-enthaltenden Katalysator enthält, hergestellt. Die zweite Schlämme kann ferner jegliche Komponente, wie ein OSC-Material, ein Bindemittel, oder ein Additiv, enthalten. Eigenschaften der zweiten Schlämme, wie Viskosität und ein Partikeldurchmesser einer Feststoffkomponente, können gegebenenfalls eingestellt werden. Die hergestellte zweite Schlämme wird über den zweiten Bereich Y des Substrats 10 aufgetragen. Zum Beispiel wird der zweite Bereich Y des Substrats 10 in die zweite Schlämme getaucht, und nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wird das Substrat 10 aus der zweiten Schlämme herausgenommen, wodurch ermöglicht wird, dass die zweite Schlämme über den zweiten Bereich Y des Substrats 10 aufgetragen wird bzw. ist. Alternativ kann die zweite Schlämme von dem Stromaufwärtsende I in das Substrat 10 gegossen, und mit einem Gebläse von dem Stromaufwärtsende I geblasen werden, um sie in Richtung des Stromabwärtsendes J zu verteilen, wodurch ermöglicht wird, dass der zweite Bereich Y des Substrats 10 mit der zweiten Schlämme beschichtet wird bzw. ist. Als nächstes wird die zweite Schlämme getrocknet und bei einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeitspanne gebrannt bzw. gebacken. Dadurch wird die zweite Katalysatorschicht 30 in dem zweiten Bereich Y des Substrats 10 gebildet.
  • Die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform ist auf verschiedene Arten von Fahrzeugen, welche Verbrennungsmotoren umfassen, anwendbar.
  • Während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und kann verschiedenen Arten von Änderungen des Designs unterzogen werden, ohne von dem in den Ansprüchen beschriebenen Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel muss die Abgasreinigungsvorrichtung nicht die vorstehend beschriebene dritte Katalysatorschicht 40 umfassen. Das heißt, eine Abgasreinigungsvorrichtung 200 ohne die dritte Katalysatorschicht 40, wie in 3 dargestellt, ist ebenso in dem Konzept der vorliegenden Erfindung enthalten.
  • BEISPIELE
  • Das Nachstehende beschreibt insbesondere die vorliegende Erfindung mit den Beispielen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Beispiele beschränkt.
  • (1) In den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendete Materialien
  • a) Substrat (Waben-Substrat)
    • Material: Kordierit
    • Volumenkapazität: 875 cm3
    • Länge: 10,5 cm
    • Dicke der Trennwand: 2 mil (50,8 µm)
    • Zelldichte: 600 Stück pro Quadratzoll
    • Querschnittsform der Zelle: hexagonale Gestalt
  • b) AZ-Partikel
  • Die AZ-Partikel sind Kompositoxid-Partikel, welche Al2O3 und ZrO2 als Hauptkomponenten enthalten und ferner La2O3, Y2O3, und Nd2O3 enthalten. Gewichtsanteile der j eweiligen Komponenten in den AZ-Partikeln waren Al2O3: 30 Gew.-%, ZrO2: 60 Gew.-%, La2O3: 4 Gew.-%, Y2O3: 4 Gew.-%, und Nd2O3: 2 Gew.-%.
  • c) Al2O3-Partikel
  • Die Al2O3-Partikel sind Kompositoxid-Partikel, welche Al2O3 als die Hauptkomponente enthalten und ferner La2O3 enthalten. Gewichtsanteile der jeweiligen Komponenten in den Al2O3-Partikeln waren Al2O3: 96 Gew.-% und La2O3: 4 Gew.-%.
  • d) ACZ-Partikel
  • Die ACZ-Partikel sind Kompositoxid-Partikel, welche Al2O3, CeO2, und ZrO2 als Hauptkomponenten enthalten und ferner La2O3, Y2O3, und Nd2O3 enthalten. Gewichtsanteile der jeweiligen Komponenten in den ACZ-Partikeln waren Al2O3: 30 Gew.-%, CeO2: 20 Gew.-%, ZrO2: 44 Gew.-%, La2O3: 2 Gew.-%, Y2O3: 2 Gew.-%, und Nd2O3: 2 Gew.-%.
  • e) CZ-Partikel
  • Die CZ-Partikel sind Kompositoxid-Partikel, welche CeO2 und ZrO2 als Hauptkomponenten enthalten und ferner La2O3, und Y2O3 enthalten. Gewichtsanteile der jeweiligen Komponenten in den CZ-Partikeln waren CeO2: 40 Gew.-%, ZrO2: 50 Gew.-%, La2O3: 5 Gew.-%, und Y2O3: 5 Gew.-%.
  • f) Pyrochlore CZ-Partikel
  • Die pyrochloren CZ-Partikel sind Kompositoxid-Partikel, welche CeO2 und ZrO2 als Hauptkomponenten enthalten und ferner Pr6O11 enthalten. Gewichtsanteile der jeweiligen Komponenten in den pyrochloren CZ-Partikeln waren CeO2: 51,4 Gew.-%, ZrO2: 45,6 Gew.-%, und Pr6O11: 3 Gew.-%. In den pyrochloren CZ-Partikeln wurden Cer-Ionen und Zirkon-Ionen auf einem geordneten Gitter vom Pyrochlor-Typ angeordnet, und Teile der Cer-Ionen und der Zirkon-Ionen wurden durch Praseodym ersetzt. Die pyrochloren CZ-Partikel wurden gemäß dem nachstehenden Verfahren hergestellt.
  • 129,7 g Cernitrat-Hexahydrat, 99,1 g Zirkonoxynitrat-Dihydrat, 5,4 g Praseodymnitrat-Hexahydrat, und 36,8 g 18%ige Wasserstoffperoxid-Lösung wurden in 500 g ionengetauschtem Wasser gelöst, und 340 g 25%iges Ammoniakwasser wurde verwendet, um ein Hydroxid-Präzipitat durch ein umgekehrtes Co-Präzipitationsverfahren zu erhalten. Das Präzipitat wurde mit einem Filterpapier abgetrennt, und das erhaltene Präzipitat wurde in einem Trockenofen bei 150 °C für sieben Stunden getrocknet, um das enthaltene Wasser zu entfernen, in einem Elektroofen bei 500 °C für vier Stunden gebacken bzw. gebrannt, und anschließend pulverisiert.
  • Das erhaltene Pulver wurde durch Aufbringen eines Drucks von 2000 kgf/cm2 unter Verwendung einer Formdruckmaschine (Wet-CIP) gepresst.
  • Der erhaltene gepresste Körper wurde unter einer Ar-Atmosphäre bei 1700 °C in einem Graphit-Tiegel, in welchem Aktivkohlenstoff bzw. aktivierte Kohlenstoffe gestellt waren, für fünf Stunden reduziert, und wurde danach in einem Elektroofen bei 500 °C für fünf Stunden gebacken bzw. gebrannt.
  • Das erhaltene Produkt wurde unter Verwendung einer Vibrationsmühle pulverisiert. Dadurch wurden die pyrochloren CZ-Partikel erhalten.
    • g) Wässrige Lösung von Rhodiumnitrat (Konzentration 2,8 Gew.-%)
    • h) Wässrige Lösung von Palladiumnitrat (Konzentration 8,0 Gew.-%)
    • i) Bariumsulfat-Partikel
  • (2) Herstellung der Abgasreinigungsvorrichtung
  • Beispiele 1 und 2
  • a) Herstellung des ersten Rhodium-enthaltenden Katalysators
  • Unter Rühren von destilliertem Wasser wurden die AZ-Partikel und die wässrige Lösung von Rhodiumnitrat in der genannten Reihenfolge zum destillierten Wasser zugegeben. Das erhaltene Gemisch wurde getrocknet und anschließend durch Erwärmen in einem Elektroofen in einer Luft-Atmosphäre bei 500 °C für zwei Stunden gebrannt. Die erhaltenen Partikel wurden in einer Stickstoff-Atmosphäre bei 850 °C für fünf Stunden erwärmt. Somit wurde ein erster Rh-enthaltender Katalysator, welcher die AZ-Partikel und die auf den AZ-Partikeln geträgerten Rhodium (Rh)-Partikel enthält, erhalten. Der erste Rh-enthaltende Katalysator enthielt die Rh-Partikel in einer Menge von 0,60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der AZ-Partikel und der Rh-Partikel.
  • Der erste Rh-enthaltende Katalysator wurde mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) beobachtet, um die Partikelgrößenverteilung (ursprüngliche Partikelgrößenverteilung) der auf den ACZ-Partikeln geträgerten Rh-Partikel (erste Rh-Partikel) zu bestimmen. Tabelle 1 zeigt den Mittelwert und die Standardabweichung der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel.
  • b) Herstellung des zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysators
  • Unter Rühren von destilliertem Wasser wurden die AZ-Partikel und die wässrige Lösung von Rhodiumnitrat in der genannten Reihenfolge zum destillierten Wasser zugegeben. Das erhaltene Gemisch wurde getrocknet und durch Erwärmen in einem Elektroofen in einer Luft-Atmosphäre bei 500 °C für zwei Stunden gebrannt. Somit wurde ein zweiter Rh-enthaltender Katalysator, welcher die AZ-Partikel und die auf den AZ-Partikeln geträgerten Rhodium (Rh)-Partikel enthält, erhalten. Der zweite Rh-enthaltende Katalysator enthielt die Rh-Partikel in einer Menge von 0,94 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der AZ-Partikel und der Rh-Partikel.
  • Der zweite Rh-enthaltende Katalysator wurde mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) beobachtet, um die Partikelgrößenverteilung (ursprüngliche Partikelgrößenverteilung) der auf den ACZ-Partikeln geträgerten Rh-Partikel (zweite Rh-Partikel) zu bestimmen. Tabelle 1 zeigt den Mittelwert und die Standardabweichung der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der zweiten Rh-Partikel.
  • c) Herstellung der Schlämme
  • Unter Rühren von destilliertem Wasser wurden der erste Rh-enthaltende Katalysator, die Al2O3-Partikel, die ACZ-Partikel, die pyrochloren CZ-Partikel, und ein Al2O3-basiertes Bindemittel zum destillierten Wasser zugegeben, um eine erste suspendierte Schlämme herzustellen. Unter Rühren eines anderen destillierten Wassers wurden der zweite Rh-enthaltende Katalysator, die Al2O3-Partikel, die ACZ-Partikel, die pyrochloren CZ-Partikel, und ein Al2O3-basiertes Bindemittel zum destillierten Wasser zugegeben, um eine zweite suspendierte Schlämme herzustellen. Unter Rühren eines noch anderen destillierten Wassers wurden die Al2O3-Partikel, die CZ-Partikel, die wässrige Lösung von Palladiumnitrat, die Bariumsulfat-Partikel, und ein Al2O3-basiertes Bindemittel zum destillierten Wasser zugegeben, um eine dritte suspendierte Schlämme herzustellen.
  • d) Bildung der dritten Katalysatorschicht
  • Die dritte Schlämme wurde von dem Stromaufwärtsende des Substrats gegossen, und eine Überschussmenge der dritten Schlämme wurde mit einem Gebläse abgeblasen. Deshalb wurde die Schicht der dritten Schlämme auf dem Substrat in einem dritten Bereich zwischen dem Stromaufwärtsende des Substrats und einer dritten Position, welche von dem Stromaufwärtsende in Richtung des Stromabwärtsendes des Substrats mit 30 % der Gesamtlänge des Substrats entfernt war, gebildet. Als nächstes wurde das Substrat für zwei Stunden auf bzw. in einen Trockner gestellt, dessen Inneres bei 120 °C gehalten wurde, um das Wasser in der Schicht der dritten Schlämme zu verdampfen. Danach wurde das Substrat in einem Elektroofen bei 500 °C für zwei Stunden unter einer Luft-Atmosphäre erwärmt, um die Schicht der dritten Schlämme zu brennen. Dadurch wurde die dritte Katalysatorschicht gebildet.
  • Die Gehalte der Al2O3-Partikel, der CZ-Partikel, der von der wässrigen Lösung von Palladiumnitrat stammenden Pd-Partikel, und der Bariumsulfat-Partikel in der dritten Katalysatorschicht waren jeweils 25 g/L, 75 g/L, 7 g/L, und 5 g/L, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem dritten Bereich. Das Innere der dritten Katalysatorschicht wurde mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) beobachtet, um die Partikelgrößenverteilung der Pd-Partikel zu bestimmen. Der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der Pd-Partikel war 8,7 nm, und die Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung der Pd-Partikel war 2,1 nm.
  • e) Bildung der ersten Katalysatorschicht
  • Die erste Schlämme wurde von einem Ende (Stromabwärtsende) eines Substrats gegossen, und eine Überschussmenge der ersten Schlämme wurde mit einem Gebläse abgeblasen. Deshalb wurde die Schicht der ersten Schlämme auf dem Substrat in einem ersten Bereich zwischen dem Stromabwärtsende des Substrats und einer ersten Position, welche von dem Stromabwärtsende in Richtung des Stromaufwärtsendes des Substrats mit 65 % der Gesamtlänge des Substrats entfernt war, gebildet. Als nächstes wurde das Substrat für zwei Stunden auf bzw. in einen Trockner gestellt, dessen Inneres bei 120 °C gehalten wurde, um das Wasser in der Schicht der ersten Schlämme zu verdampfen. Als nächstes wurde das Substrat in einem Elektroofen bei 500 °C für zwei Stunden in einer Luft-Atmosphäre erwärmt, um die Schicht der ersten Schlämme zu brennen. Dadurch wurde die erste Katalysatorschicht gebildet.
  • Die Gehalte des ersten Rh-enthaltenden Katalysators und der Al2O3-Partikel in der ersten Katalysatorschicht waren jeweils 20,12 g/L (einschließlich 20 g/L der AZ-Partikel und 0,12 g/L der Rh-Partikel), und 20 g/L, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich. Die Gehalte der ACZ-Partikel und der pyrochloren CZ-Partikel in der ersten Katalysatorschicht, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich, waren wie in Tabelle 1 gezeigt.
  • f) Bildung der zweiten Katalysatorschicht
  • Die zweite Schlämme wurde von dem Stromaufwärtsende des Substrats gegossen, und eine Überschussmenge der zweiten Schlämme wurde mit einem Gebläse abgeblasen. Deshalb wurde die Schicht der zweiten Schlämme auf dem Substrat, oder auf der ersten Katalysatorschicht, oder der dritten Katalysatorschicht in einem zweiten Bereich zwischen dem Stromaufwärtsende des Substrats und einer zweiten Position, welche von dem Stromaufwärtsende in Richtung des Stromabwärtsendes des Substrats mit 55 % der Gesamtlänge des Substrats entfernt war, gebildet. Als nächstes wurde das Substrat für zwei Stunden auf bzw. in einen Trockner gestellt, dessen Inneres bei 120 °C gehalten wurde, um das Wasser in der Schicht der zweiten Schlämme zu verdampfen. Als nächstes wurde das Substrat in einem Elektroofen bei 500 °C für zwei Stunden in einer Luft-Atmosphäre erwärmt, um die Schicht der zweiten Schlämme zu brennen. Dadurch wurde die zweite Katalysatorschicht gebildet.
  • Die Gehalte des zweiten Rh-enthaltenden Katalysators und der Al2O3-Partikel in der zweiten Katalysatorschicht waren jeweils 40,38 g/L (einschließlich 40 g/L der AZ-Partikel und 0,38 g/L der Rh-Partikel), und 40 g/L, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich. Die Gehalte der ACZ-Partikel und der pyrochloren CZ-Partikel in der zweiten Katalysatorschicht, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich, waren wie in Tabelle 1 gezeigt.
  • Somit wurden die Abgasreinigungsvorrichtungen der Beispiele 1 und 2 erhalten.
  • Beispiel 3
  • Ein erster Rh-enthaltender Katalysator wurde ähnlich wie Beispiel 1 hergestellt, außer, dass die Erwärmungstemperatur in der Stickstoff-Atmosphäre 750 °C war. Unter Verwendung des dadurch erhaltenen ersten Rh-enthaltenden Katalysators, wurde eine Abgasreinigungsvorrichtung ähnlich wie Beispiel 1 hergestellt. Der Mittelwert und die Standardabweichung der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel in Beispiel 3 waren wie in Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiel 4
  • Ein erster Rh-enthaltender Katalysator wurde ähnlich wie Beispiel 1 hergestellt, außer, dass die Erwärmungstemperatur in der Stickstoff-Atmosphäre 900 °C war. Unter Verwendung des dadurch erhaltenen ersten Rh-enthaltenden Katalysators, wurde eine Abgasreinigungsvorrichtung ähnlich wie Beispiel 1 hergestellt. Der Mittelwert und die Standardabweichung der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel in Beispiel 4 waren wie in Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiel 5
  • Ein zweiter Rh-enthaltender Katalysator wurde ähnlich wie Beispiel 2 hergestellt, außer, dass ferner das zusätzliche Erwärmen bei 850 °C für fünf Stunden in der Stickstoff-Atmosphäre, nach dem Trocknen und Brennen durchgeführt wurde. Unter Verwendung des dadurch erhaltenen zweiten Rh-enthaltenden Katalysators wurde eine Abgasreinigungsvorrichtung ähnlich wie Beispiel 1 hergestellt. Der Mittelwert und die Standardabweichung der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der zweiten Rh-Partikel waren wie in Tabelle 1 gezeigt.
  • Vergleichsbeispiele 1 und 2
  • Die Abgasreinigungsvorrichtungen wurden ähnlich wie Beispiel 1 hergestellt, außer, dass die Gehalte der ACZ-Partikel und der pyrochloren CZ-Partikel der ersten Katalysatorschicht, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich, und die Gehalte der ACZ-Partikel und der pyrochloren CZ-Partikel der zweiten Katalysatorschicht, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich, wie in Tabelle 1 beschrieben waren.
  • Vergleichsbeispiele 3 bis 5
  • Ein erster Rh-enthaltender Katalysator wurde ähnlich wie Beispiel 1 hergestellt, außer, dass das Erwärmen in der Stickstoff-Atmosphäre nicht durchgeführt wurde. Unter Verwendung des dadurch erhaltenen ersten Rh-enthaltenden Katalysators, wurden jeweils Abgasreinigungsvorrichtungen der Vergleichsbeispiele 3 bis 5 ähnlich wie Vergleichsbeispiel 2 und Beispiele 1 und 2 hergestellt. Der Mittelwert und die Standardabweichung der ursprünglichen Partikelgrößenverteilungen der ersten Rh-Partikel der Vergleichsbeispiele 3 bis 5 waren wie in Tabelle 1 gezeigt.
  • (3) Alterungsprozess und Messung der mittleren Partikelgröße der Rh-Partikel nach dem Alterungsprozess
  • Jede von den Abgasreinigungsvorrichtungen wurde mit einem Abgassystem eines V8-Motors verbunden, ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Gemisch (Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F = 14,6) und ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch, welches einen Überschuss an Sauerstoff (A/F > 14,6) enthält, wurden abwechselnd in den Motor mit einem Zeitverhältnis von 3:1 bei einem festen Zeitzyklus eingeführt, und eine Bett-Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung wurde bei 950 °C für 50 Stunden beibehalten. Dadurch wurden die Abgasreinigungsvorrichtungen gealtert.
  • (4) Auswertung der OSC-Leistung
  • Die Abgasreinigungsvorrichtung, welche wie vorstehend beschrieben gealtert wurde, wurde mit einem Abgassystem eines R4-Motors verbunden, ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F von 14,1 und einem Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F von 15,1 wurde dem Motor abwechselnd zugeführt, und die maximale Sauerstoff-Speichermenge (Cmax) wurde durch die Formel: Cmax (g) = 0,23 × ΔA/F × Kraftstoff-Injektionsmenge berechnet. Man beachte, dass ΔA/F eine Differenz zwischen einem stöchiometrischen Punkt und einer A/F-Sensor-Ausgabe darstellt. Tabelle 1 und 4 zeigen die Ergebnisse.
  • Wie in 4 gezeigt, ungeachtet der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel gilt: Je höher das Verhältnis des Ce-Gehalts in der ersten Katalysatorschicht zum Ce-Gehalt in der zweiten Katalysatorschicht ist, desto höher ist der Wert der Cmax (das heißt, desto höher ist die OSC-Leistung). Dies zeigte, dass das Anordnen einer großen Menge an Ceroxid, welches als das OSC-Material wirkt, in dem Stromabwärtsbereich der Abgasreinigungsvorrichtung zu einer hohen OSC-Leistung führt.
  • (5) Auswertung der NOx-Entfernungsleistung
  • Die Abgasreinigungsvorrichtung, welche wie vorstehend beschrieben gealtert wurde, wurde mit einem Abgassystem eines R4-Motors verbunden, ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F von 14,4 wurde dem Motor bei einer Luftströmungsrate von 30 g/s zugeführt, die Bett-Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung wurde von 200 °C auf 500 °C mit einer Rate von 20 °C/Minute erhöht, und „NOx-T50“, welches die Bett-Temperatur war, wenn 50 % des NOx im Gas entfernt war, wurde gemessen. Tabelle 1 und 5 zeigen die Ergebnisse.
  • Wie in 5 dargestellt, wenn das Verhältnis des Ce-Gehalts in der ersten Katalysatorschicht zum Ce-Gehalt in der zweiten Katalysatorschicht 0,5 oder mehr war, zeigt die NOx-T50 eine Tendenz, höher zu werden (d.h. die NOx-Entfernungsleistung zeigte eine Tendenz, schlechter zu werden), wenn das Verhältnis des Ce-Gehalts in der ersten Katalysatorschicht zum Ce-Gehalt in der zweiten Katalysatorschicht höher wird, ungeachtet der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel. Der Betrag der Erhöhung der NOx-T50, begleitet von der Erhöhung des Verhältnisses des Ce-Gehalts in der ersten Katalysatorschicht zum Ce-Gehalt in der zweiten Katalysatorschicht, war jedoch kleiner als in der Abgasreinigungsvorrichtung, in welcher der Mittelwert der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel 5,49 nm war, als in der Abgasreinigungsvorrichtung, in welcher der Mittelwert der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel 0,70 nm war. Folglich wurde, wenn das Verhältnis des Ce-Gehalts in der ersten Katalysatorschicht zum Ce-Gehalt in der zweiten Katalysatorschicht mehr als 1, insbesondere gleich oder mehr als 2,5 war, eine deutlich höhere NOx-Entfernungsleistung durch die Abgasreinigungsvorrichtung, in welcher der Mittelwert der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel 5,49 nm war, als durch die Abgasreinigungsvorrichtung, in welcher der Mittelwert der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel 0,70 nm war, gezeigt. Es wird auch gezeigt, dass eine höhere NOx-Entfernungsleistung durch die Abgasreinigungsvorrichtung, in welcher der Mittelwert der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel von 3,36 nm bis 7,85 nm war, als durch die Abgasreinigungsvorrichtung, in welcher der Mittelwert der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel 0,70 nm war, gezeigt wurde.
  • Eine geringere NOx-T50 (d.h. eine höhere NOx-Entfernungsleistung) wurde durch die Abgasreinigungsvorrichtung, in welcher der Mittelwert der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der zweiten Rh-Partikel 5,45 nm war, als durch die Abgasreinigungsvorrichtung, in welcher der Mittelwert der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der zweiten Rh-Partikel 0,68 nm war, gezeigt. Der Unterschied zwischen diesen war jedoch 4,6 °C, was kleiner als 10,1 °C war, wobei der Unterschied zwischen der NOx-T50, welche durch die Abgasreinigungsvorrichtung, in welcher der Mittelwert der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel 5,49 nm war, gezeigt wurde, und der NOx-T50, welche durch die Abgasreinigungsvorrichtung, in welcher der Mittelwert der ursprünglichen Partikelgrößenverteilung der ersten Rh-Partikel 0,70 nm war, gezeigt wurde, war. Das Ergebnis deutet darauf hin, dass das Steuern der ursprünglichen Partikelgrößen der ersten Rh-Partikel insbesondere wirksam ist, um die NOx-Entfernungsleistung zu verbessern. [Tabelle 1]
    Erste Katalysatorschicht Zweite Katalysatorschicht Verhältnis des Ce-Gehalts [g/L] in der ersten Katalysatorschicht zum Ce-Gehalt [g/L] in der zweiten Katalysatorschicht OSC-Leistung [g] NOx-T50 [°C]
    Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der ursprünglichen Rh-Partikel [nm] Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung der ursprünglichen Rh-Partikel [nm] Gehalt an ACZ-Partikel [g/L] Gehalt an Pyrochlor-CZ-Partikel [g/L] Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der ursprünglichen Rh-Partikel [nm] Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung der ursprünglichen Rh-Partikel [nm] Gehalt an ACZ-Partikel [g/L] Gehalt an Pyrochlor-CZ-Partikel [g/L]
    Beispiel 1 5,49 1,49 40 25 0,68 0,28 15 10 2,6 0,337 339,8
    Beispiel 2 5,49 1,49 50 30 0,68 0,28 15 0 8,5 0,347 340,5
    Beispiel 3 3,36 1,16 40 25 0,68 0,28 15 10 2,6 0,326 342,4
    Beispiel 4 7,85 1,59 40 25 0,68 0,28 15 10 2,6 0,339 343,5
    Beispiel 5 5,49 1,49 40 25 5,45 1,41 15 10 2,6 0,335 335,2
    Vergleichsbeispiel 1 5,49 1,49 15 10 0,68 0,28 50 25 0,4 0,274 355,3
    VergleichsBeispiel 2 5,49 1,49 30 15 0,68 0,28 30 20 0,8 0,295 338,7
    VergleichsBeispiel 3 0,70 0,23 30 15 0,68 0,28 30 20 0,8 0,298 340,2
    VergleichsBeispiel 4 0,70 0,23 40 25 0,68 0,28 15 10 2,6 0,327 349,9
    VergleichsBeispiel 5 0,70 0,23 50 30 0,68 0,28 15 0 8,5 0,336 354,9
  • BESCHREIBUNG DER BEZUGSZEICHEN
    • 10
    Substrat
    12
    Rahmenabschnitt
    14
    Zelle
    16
    Trennwand
    20
    Erste Katalysatorschicht
    30
    Zweite Katalysatorschicht
    40
    Dritte Katalysatorschicht
    100, 200
    Abgasreinigungsvorrichtung
    I
    Erstes Ende (Stromaufwärtsende)
    J
    Zweites Ende (Stromabwärtsende)
    La
    Erster Abstand
    Lb
    Zweiter Abstand
    Lc
    Dritter Abstand
    Ls
    Gesamtlänge des Substrats
    P
    Erste Position
    Q
    Zweite Position
    R
    Dritte Position
    X
    Erster Bereich
    Y
    Zweiter Bereich
    Z
    Dritter Bereich
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2016147256 A [0003]
    • JP 2021126636 A [0004, 0005]

Claims (14)

  1. Abgasreinigungsvorrichtung, umfassend: ein Substrat, umfassend ein Stromaufwärtsende, durch welches ein Abgas in die Vorrichtung eingeleitet wird, und ein Stromabwärtsende, durch welches das Abgas von der Vorrichtung abgegeben wird, wobei das Substrat eine Länge (Ls) zwischen dem Stromaufwärtsende und dem Stromabwärtsende aufweist; eine erste Katalysatorschicht, welche sich über einen ersten Bereich erstreckt, wobei sich der erste Bereich zwischen dem Stromabwärtsende und einer ersten Position erstreckt, wobei die erste Position bei einem ersten Abstand (La) von dem Stromabwärtsende in Richtung des Stromaufwärtsendes ist, wobei die erste Katalysatorschicht einen ersten Rhodium-enthaltenden Katalysator und ein erstes Cer-enthaltendes Oxid enthält, wobei der erste Rhodium-enthaltende Katalysator einen ersten Metalloxid-Träger und auf dem ersten Metalloxid-Träger geträgerte erste Rhodium-Partikel enthält, wobei ein Mittelwert einer Partikelgrößenverteilung der ersten Rhodium-Partikel von 1,5 nm bis 18 nm ist; und eine zweite Katalysatorschicht, welche sich über einen zweiten Bereich erstreckt, wobei sich der zweite Bereich zwischen dem Stromaufwärtsende und einer zweiten Position erstreckt, wobei die zweite Position bei einem zweiten Abstand (Lb) von dem Stromaufwärtsende in Richtung des Stromabwärtsendes ist, wobei die zweite Katalysatorschicht einen zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysator enthält, umfassend einen zweiten Metalloxid-Träger und auf dem zweiten Metalloxid-Träger geträgerte zweite Rhodium-Partikel, wobei ein Cer-Gehalt in der ersten Katalysatorschicht, bezogen auf eine Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich, höher als ein Cer-Gehalt in der zweiten Katalysatorschicht, bezogen auf eine Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich, ist.
  2. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung der ersten Rhodium-Partikel weniger als 1,6 nm ist.
  3. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der ersten Rhodium-Partikel mehr als 4 nm und gleich oder weniger als 14 nm ist.
  4. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Rhodium-enthaltende Katalysator die ersten Rhodium-Partikel in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bezogen auf ein Gesamtgewicht des ersten Metalloxid-Trägers und der ersten Rhodium-Partikel, enthält.
  5. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Mittelwert der Partikelgrößenverteilung der zweiten Rhodium-Partikel von 0,1 nm bis 1,0 nm ist.
  6. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend eine dritte Katalysatorschicht, welche Palladium-Partikel enthält, wobei sich die dritte Katalysatorschicht über einen dritten Bereich erstreckt, wobei sich der dritte Bereich zwischen dem Stromaufwärtsende und einer dritten Position erstreckt, wobei die dritte Position bei einem dritten Abstand (Lc) von dem Stromaufwärtsende in Richtung des Stromabwärtsendes ist.
  7. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Länge (Ls), der erste Abstand (La), und der zweite Abstand (Lb) Ls < La + Lb ≤ 1,2 Ls erfüllen.
  8. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Cer-Gehalt in der ersten Katalysatorschicht, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem ersten Bereich, das Zweifache oder mehr des Cer-Gehalts in der zweiten Katalysatorschicht, bezogen auf die Volumenkapazität des Substrats in dem zweiten Bereich, ist.
  9. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mindestens einer von dem ersten Metalloxid-Träger und dem zweiten Metalloxid-Träger ein Kompositoxid ist, welches Aluminiumoxid und Zirkondioxid als Hauptkomponenten enthält.
  10. Verfahren zur Herstellung der Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verfahren umfasst: Herstellen des ersten Rhodium-enthaltenden Katalysators, welcher den ersten Metalloxid-Träger und die auf dem ersten Metalloxid-Träger geträgerten ersten Rhodium-Partikel enthält, wobei die ersten Rhodium-Partikel einen Mittelwert der Partikelgrößenverteilung von 1,5 nm bis 18 nm aufweisen; Herstellen des zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysators, welcher den zweiten Metalloxid-Träger und die auf dem zweiten Metalloxid-Träger geträgerten zweiten Rhodium-Partikel enthält; Bilden der ersten Katalysatorschicht, umfassend den ersten Rhodium-enthaltenden Katalysator und das erste Cer-enthaltende Oxid in dem ersten Bereich, welcher sich zwischen dem Stromabwärtsende des Substrats und der ersten Position erstreckt, wobei die erste Position bei dem ersten Abstand (La) von dem Stromabwärtsende in Richtung des Stromaufwärtsendes ist; und Bilden der zweiten Katalysatorschicht, umfassend den zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysator in dem zweiten Bereich, welcher sich zwischen dem Stromaufwärtsende des Substrats und der zweiten Position erstreckt, wobei die zweite Position bei dem zweiten Abstand (Lb) von dem Stromaufwärtsende in Richtung des Stromabwärtsendes ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Herstellen des ersten Rhodium-enthaltenden Katalysators umfasst: Imprägnieren des ersten Metalloxid-Trägers mit einer ersten Lösung einer Rh-Verbindung; Trocknen des mit der ersten Lösung einer Rhodium-Verbindung imprägnierten ersten Metalloxid-Trägers; und Erwärmen des getrockneten ersten Metalloxid-Trägers auf eine Temperatur innerhalb eines Bereiches von 700 °C bis 900 °C unter einer Inert-Atmosphäre, um den ersten Rhodium-enthaltenden Katalysator zu erhalten.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Inert-Atmosphäre eine Stickstoff-Atmosphäre ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Herstellung des zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysators umfasst: Imprägnieren des zweiten Metalloxid-Trägers mit einer zweiten Lösung einer Rhodium-Verbindung; und Trocknen des mit der zweiten Lösung einer Rhodium-Verbindung imprägnierten zweiten Metalloxid-Trägers, um den zweiten Rhodium-enthaltenden Katalysator zu erhalten.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ferner umfassend Bilden einer dritten Katalysatorschicht, umfassend Palladium-Partikel in einem dritten Bereich, welcher sich zwischen dem Stromaufwärtsende des Substrats und einer dritten Position erstreckt, wobei die dritte Position bei einem dritten Abstand (Lc) von dem Stromaufwärtsende in Richtung des Stromabwärtsendes ist.
DE102023112135.9A 2022-05-23 2023-05-09 Abgasreinigungsvorrichtung und verfahren zur herstellung einer abgasreinigungsvorrichtung Pending DE102023112135A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-083686 2022-05-23
JP2022083686A JP2023172107A (ja) 2022-05-23 2022-05-23 排ガス浄化装置及び排ガス浄化装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102023112135A1 true DE102023112135A1 (de) 2023-11-23

Family

ID=88599627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102023112135.9A Pending DE102023112135A1 (de) 2022-05-23 2023-05-09 Abgasreinigungsvorrichtung und verfahren zur herstellung einer abgasreinigungsvorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240017246A1 (de)
JP (1) JP2023172107A (de)
CN (1) CN117101406A (de)
DE (1) DE102023112135A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016147256A (ja) 2015-02-13 2016-08-18 新日鐵住金株式会社 触媒の製造方法及び触媒
JP2021126636A (ja) 2020-02-17 2021-09-02 株式会社キャタラー 排ガス浄化触媒装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016147256A (ja) 2015-02-13 2016-08-18 新日鐵住金株式会社 触媒の製造方法及び触媒
JP2021126636A (ja) 2020-02-17 2021-09-02 株式会社キャタラー 排ガス浄化触媒装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN117101406A (zh) 2023-11-24
US20240017246A1 (en) 2024-01-18
JP2023172107A (ja) 2023-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4244712C2 (de) Beschichtungsdispersion zur Herstellung von kalysefördernden Überzügen auf einem inerten, strukturverstärkenden Körper
DE112015005564B4 (de) Abgasreinigungskatalysator
EP3727653B1 (de) Katalytisch aktives partikelfilter
DE69435061T2 (de) Katalysatorzusammensetzung
EP2054153B1 (de) Katalytisch beschichteter dieselpartikelfilter, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung
DE4021570C2 (de)
DE60133760T2 (de) Katalysatorzusammensetzung zur reinigung von abgasen
EP0870531B1 (de) Autoabgaskatalysator
DE102008010388B4 (de) Verfahren zur Beschichtung eines Dieselpartikelfilters und damit hergestelltes Dieselpartikelfilter
DE112013006665T5 (de) Katalysator
EP1316354A1 (de) Katalysator zur Verminderung der Stickoxide im Abgas von Magermotoren
DE112016003738T5 (de) Abgasreinigungskatalysator
DE112014005210T5 (de) Abgasreinigungskatalysator
DE10147662A1 (de) Keramikträger und Keramikkatalysatorkörper
DE102017002579A1 (de) Poröser keramischer Strukturkörper
DE102013103131A1 (de) LNT-Katalysator mit erhöhtem Speichervermögen von Stickoxiden bei niedrigen Temperaturen
DE112014005222T5 (de) Abgasregelungskatalysator
DE60030198T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Dreiwegkatalysators
DE102016105186A1 (de) Katalytischer Wandler
DE102020132005A1 (de) Abgasreinigungskatalysator
DE102022109190A1 (de) Abgasreinigungsvorrichtung
EP4096811A1 (de) Doppelschichtiger dreiweg-katalysator mit weiter verbesserter alterungsstabilität
DE112014004876T5 (de) Katalysatorvorrichtung für Abgasreinigung und Verfahren für Abgasreinigung
DE102007016123B4 (de) Katalytische Umwandlervorrichtung zur Reinigung von Abgas
DE102020131202A1 (de) Abgasreinigungskatalysator

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed