DE10303651A1

DE10303651A1 - Washcoat-Dispersionslösung

Info

Publication number: DE10303651A1
Application number: DE2003103651
Authority: DE
Inventors: Christian Friedrich; Antje Wörner; Albrecht Storz
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2004-08-05

Abstract

Um eine Washcoat-Dispersionslösung zur Beschichtung von keramischen oder metallischen Schaum- oder Wabenstrukturen mit einem Trägermaterial für den Einsatz in heterogen-katalytischen Prozessen mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Washcoat-Dispersionslösung ein wässriges Trägerfluid, ein Dispergiermittel, ein Dispergierhilfsmittel, ein metalloxidisches Trägermaterial, welches in dem Trägerfluid durch das Dispergiermittel und das Dispergierhilfsmittel im Wesentlichen gleichmäßig verteilt ist, ein Thixotropiermittel und ein Verdickungsmittel zum Einstellen der Viskosität der Dispersionslösung umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Washcoat-Dispersionslösung zur Beschichtung von keramischen oder metallischen Schaum- oder Wabenstrukturen mit einem Trägermaterial für den Einsatz in heterogen-katalytischen Prozessen.
In der chemischen Prozeßtechnik erfolgt der wesentliche Teil der stoffumwandelnden Prozesse mittels katalytischer Reaktionen. Dabei unterscheidet man zwischen homogener und heterogener Katalyse. Bei der homogenen Katalyse gehört der Katalysator der gleichen Phase an wie das Reaktionssystem (z. B. flüssiger Katalysator in flüssiger Reaktionsmischung gelöst); bei der heterogenen Katalyse liegt der Katalysator im allgemeinen als Feststoff vor, d. h. die Reaktanden (flüssig oder gasförmig) und der Katalysator sind einander berührend, jedoch verschiedene Phasen.
In der Prozeßtechnik kommen überwiegend heterogen-katalytische Prozesse zur Anwendung, da die heterogenen Feststoffkatalysatoren im Einsatz erhebliche Vorteile gegenüber den homogenen Katalysatorsystemen aufweisen. Die wichtigsten Vorteile sind, daß sie sich leicht vom fluiden Reaktionsmedium abtrennen lassen, daß die Reaktoren nicht korrodieren und daß bei höheren Temperaturen gearbeitet werden kann.
Aus reaktionstechnischen Gründen müssen heterogene Katalysatoren je nach Einsatzbereich in eine geeignete Form gebracht werden, damit das fluide Reaktionsmedium das Katalysatorbett möglichst ungehindert durchströmen kann und eine möglichst große Oberfläche des Katalysators mit dem Reaktionsmedium in Berührung kommt. Für die verschiedenen Anwendungen werden Formkörper mit sehr unterschiedlicher Größe und Geometrie eingesetzt, wie z. B. Kugeln, zylindrische Stränge und Ringe.
Für hohe Gasdurchsätze haben sich bisher Wabenkörper bewährt, die z. B. bei der Autoabgasreinigung und bei der Stickoxidreduktion von Kraftwerksabgasen eingesetzt werden. Dabei werden an die Materialeigenschaften der Abgaskatalysatoren für Kraftfahrzeuge und Kraftwerke erhebliche Anforderungen gestellt. Diese Materialien müssen nicht nur möglichst abriebfest und gegen mechanische Erschütterungen stabil sein, sondern sie müssen unter Umständen auch Spitzentemperaturen von bis zu 800°C unbeschadet überstehen.
Die meisten heute gängigen Katalysatoren basieren auf Formkörpern, wie beispielsweise Raschig-Ringen, Monolithen oder Kugelschüttungen, die als fluiddurchströmtes Festbett Anwendung finden. Diese Formkörper weisen allerdings eine relativ geringe Porosität auf, was sich vor allem in einem verhältnismäßig hohen Druckverlust über dem Katalysator und einer verhältnismäßig geringen geometrischen Oberfläche innerhalb eines definierten Reaktionsvolumens bemerkbar macht.
Darüber hinaus weisen diese Formkörper eine relativ große Masse und eine damit verbundene thermische Trägheit auf, die sich unter anderem in einem schlechten dynamischen Verhalten beim Durchlaufen von Temperaturgradienten äußert. Eine Alternative zur Lösung dieser Probleme bietet die Verwendung von Wabenstrukturen oder Schaumstrukturen, die im Vergleich zu den Raschig-Ringen oder Kugelschüttungen einen deutlich größeren Leerraumanteil aufweisen.
Bei heterogenen Feststoffkatalysatoren kann es sich um Voll- oder Trägerkatalysatoren handeln. Während der Formkörper von Vollkatalysatoren vollständig aus einem katalytisch wirksamen Material besteht, wird bei einem Trägerkatalysator die katalytisch aktive Komponente – oft ein Edelmetall wie Platin oder Ruthenium – auf ein meist inertes Trägermaterial großer Oberfläche aufgebracht, wobei eine feine Verteilung der katalytisch aktiven Komponente und damit eine große Anzahl aktiver Zentren pro Volumeneinheit des Katalysators erreicht werden kann.

Das Trägermaterial wird in der Regel mittels einer Washcoat-Dispersionslösung auf eine Formkörperstruktur aufgebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Washcoat-Dispersionslösungen mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einer Washcoat-Dispersionslösung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Washcoat-Dispersionslösung ein wässriges Trägerfluid, ein Dispergiermittel, ein Dispergierhilfsmittel, ein metalloxidisches Trägermaterial, welches in dem Trägerfluid durch das Dispergiermittel und das Dispergierhilfsmittel im wesentlichen gleichmäßig verteilt ist, ein Thixotropiermittel und ein Verdickungsmittel zum Einstellen der Viskosität der Dispersionslösung umfaßt.

Die erfindungsgemäße Washcoat-Dispersionslösung zeichnet sich durch eine gute Lagerstabilität aus und läßt sich selbst nach längerem Aufbewahren leicht zu einer im wesentlichen homogenen Dispersionslösung aufrühren.

Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Dispersionslösung durch gute Haftungseigenschaften an und durch eine gute Schichtbildungstendenz auf den Formkörpern aus.

Darüber hinaus zeigt die erfindungsgemäße Dispersionslösung eine äußerst geringe Neigung zur Hautbildung, d. h. daß die Dispersionslösung eine nur sehr geringe Tendenz aufweist, dünne Schichten auszubilden, welche eine Porenöffnung überspannen und damit verschließen.

Ferner zeigt die erfindungsgemäße Dispersionslösung während des Trocknungsvorgangs eine sehr geringe Neigung zur Riß- und Schollenbildung, wobei selbst beim Einmalauftrag auf den Formkörper relativ große Schichtdicken erzielt werden können.

Nach dem Sintern weist die Washcoat-Schicht eine sehr rauhe Oberfläche auf, wobei die BET-Oberfläche (Oberfläche, gemessen nach der Methode von Brunauer, Emmett und Teller) der Washcoat-Schicht je nach Sintertemperatur auf eine Größe von 165 (bei tiefer Sintertemperatur) bis 12 m²/g (bei hoher Sintertemperatur) einstellbar ist. Diese zerklüftete Oberfläche gewährleistet einerseits ein ausreichend großes Platzangebot für die Fixierung eines Katalysators und dient andererseits zur Verwirbelung des durchströmenden Fluids, wobei ein besonders intensiver Kontakt zum Katalysator bewirkt wird.

Aufgrund ihrer hohen chemischen und thermischen Beständigkeit eignet sich eine aus der erfindungsgemäßen Dispersionslösung gebildete Washcoat-Schicht für katalytische Umsetzungen vom Nieder- bis zum Hochtemperaturbereich, d. h. für katalytische Prozesse in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis ca. 1000 °C.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Dispersionslösung einen pH-Wert größer als 7 auf. Bevorzugt weist die Dispersionslösung einen pH-Wert in einem Bereich von 8,7 bis 11,3 auf, in welchem die Dispersionsbestandteile untereinander eine besonders gute Verträglichkeit aufweisen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dispersionslösung beträgt der Anteil an metalloxidischem Trägermaterial in der Dispersionslösung 18,7 bis 24,3 Gew.%, da die Dispersionslösung in diesem Bereich gute rheologische Eigenschaften und eine geringe Neigung zur Sedimentbildung aufweist.

Als Trägermaterial werden vorzugsweise temperaturbeständige oxidische Mineralien wie Aluminiumoxid, Ceroxid oder Titanoxid verwendet. Insbesondere Aluminiumoxide wie γ-, χ-, κ-, δ-, θ- und η-Aluminiumoxid sind aufgrund ihrer thermischen und chemischen Beständigkeit sowie ihrer Härte und ihrer großen Porosität und Oberfläche bevorzugt.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dispersionslösung ist das metalloxidische Trägermaterial mit Seltenerdmetallen, Erdalkalimetallen und/oder Verbindungen der Elemente der III. bis V. Hauptgruppe des Periodensystems dotiert, da diese wie Promotoren wirken und damit die katalytische Umsetzung zusätzlich beeinflussen können, beispielsweise die Aktivierung und/oder die Selektivität der Umsetzung.

Insbesondere bei der Verwendung von γ-Aluminiumoxid als Trägermaterial für Hochtemperaturkatalysatoren ist eine Dotierung mit Seltenerdmetallen, insbesondere mit 3 % Lanthan, bevorzugt, da die Seltenerdmetalle einer Umwandlung des γ-Aluminiumoxids in das bei hohen Temperaturen stabile α-Aluminiumoxid und der damit einhergehenden Veränderungen der Beschaffenheit der Washcoat-Schicht entgegenwirken.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial in der Dispersionslösung eine mittlere Partikelgröße in einem Bereich von 76 bis 125 nm auf. In diesem Größenbereich weist die erfindungsgemäße Dispersionslösung einen guten Flockulierungszustand, eine gute Schichtbildungstendenz und gute Haftungseigenschaften auf und zeigt eine nur geringe Tendenz zur Sedimentbildung.

Der Anteil an Dispergiermittel in der Dispersionslösung beträgt 0,04 bis 1,28 Gew.%, wobei unterhalb des Minimalwerts keine ausreichende Dispergierung des Trägermaterials gewährleistet werden kann und oberhalb des Maximalwerts keine Verbesserung der Dispergierung zu erzielen ist.

Als Dispergiermittel werden beispielsweise organische Säuren, insbesondere Polyacrylsäuren, verwendet, da diese eine intensive Benetzung und eine gute sterische Stabilisierung der Dispersionslösung bewirken.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der Anteil an Dispergierhilfsmittel in der Dispersionslösung 0,03 bis 0,76 Gew.%, da in diesem Bereich eine gute elektrische Stabilisierung der Dispersionslösung vorliegt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäße Dispersionslösung einen Entschäumer. Der Anteil an Entschäumer in der Dispersionslösung beträgt 0,03 bis 0,05 Gew.%, wobei in diesem Bereich die Entgasung der Dispersionslösung für Anwendungen ausreichend schnell verläuft.

Der Zusatz von Entschäumern zur Dispersionslösung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn durch das Dispergierverfahren, beispielsweise mittels einer Kugelmühle, Luft in die Dispersionslösung eingebracht wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt der Anteil an Thixotropiermittel in der Dispersionslösung 0,01 bis 0,09 Gew.%, da die Dispersionslösung in diesem Bereich besonders gute rheologische Eigenschaften aufweist.

Als Thixotropiermittel können beispielsweise Betonite, Kaoline oder Alginsäure verwendet werden, wobei insbesondere Silikate bevorzugt sind, da diese in der Dispersionslösung auch als Absetzverhinderungsmittel wirksam sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der Anteil an Verdickungsmittel in der Dispersionslösung 0,3 bis 0,5 Gew.%, wobei die erfindungsgemäße Dispersionslösung in diesem Bereich gute Viskositätseigenschaften aufweist.

Als Verdickungsmittel können unter anderem organische vollsynthetische Verbindungen, wie beispielsweise Polyacryl- und Polymethacryl-Verbindungen, Vinylpolymere, Polycarbonsäuren, Polyether, Polyimine und/oder Polyamide verwendet werden, wobei insbesondere Polyvinylalkohole bevorzugt sind, da diese eine gute Verträglichkeit mit den anderen Dispersionsbestandteilen aufweisen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Betrag des Zeta-Potentials der erfindungsgemäßen Dispersionslösung einen Wert von ≥ 15 mV auf, insbesondere einen Betrag in einem Bereich von 15,6 mV bis 21,1 mV, da die Dispersionslösung in diesem Bereich eine sehr gute elektrostatische Stabilisierung aufweist. Dabei wird unter dem Zeta-Potential die Spannung im diffusen Teil der elektrochemischen Doppelschicht an der Grenzfläche zweier nicht mischbarer Phasen verstanden.

Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Washcoat-Dispersionslösung der vorstehend genannten Art bei der Beschichtung von Formkörpern.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Verwendung der Dispersionslösung handelt es sich bei dem Formkörper um eine keramische Schaumstruktur.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Verwendung der Dispersionslösung handelt es sich bei dem Formkörper um eine metallische Schaumstruktur.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Verwendung der Dispersionslösung handelt es sich bei dem Formkörper um eine keramische Wabenstruktur.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Verwendung der Dispersionslösung handelt es sich bei dem Formkörper um eine metallische Wabenstruktur.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung wird die Dispersionslösung mittels eines Tauch- und/oder Sprühverfahrens auf den Formkörper aufgebracht.

Die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dient der näheren Erläuterung der Erfindung.

Die meisten heute gängigen Katalysatoren basieren auf Formkörpern wie Raschig-Ringen, Monolithen oder Kugelschüttungen, die in fluiddurchströmten Festbettreaktoren zur Anwendung kommen. Ein Vergleich der Strukturparameter der vorstehend genannten Formkörper mit denen von Schaumstrukturen in Tabelle 1 macht deutlich, daß bei annähernd gleichem hydraulischen Durchmesser die Porosität eines Schaumkörpers deutlich größer ist.

Tabelle 1: Vergleich der Strukturparameter verschiedener Katalysatorformkörper (C. Friedrich, Diplomarbeit Nr. 615, Universität Stuttgart, 2001)

Die vergrößerte Porosität der Schaumkörper macht sich vor allem in einem geringeren Druckverlust über dem Katalysatorbett bemerkbar. Darüber hinaus weisen die Schaumkörper eine größere geometrische Oberfläche auf, wodurch mehr aktive Oberfläche innerhalb eines definierten Reaktionsvolumens zur Verfügung steht.

Keramische Schaumstrukturen lassen sich in nahezu beliebigen Formen aus beispielsweise Siliciumcarbid herstellen. Dazu wird ein Polymerschaum entsprechend der gewünschten Geometrie zugeschnitten und mit einer Aufschlemmung von beispielsweise Siliciumcarbid beschichtet.

Anschließend wird der beschichtete Schaum gebrannt, wobei das Polymer im Innern der Keramikstege abbrennt und die Keramik selbst gesintert wird. Dadurch entsteht ein positives Abbild des ursprünglichen Polymerschaums, wobei Porendurchmesser, geometrische Oberfläche und das Hohlraumvolumen durch die Verwendung von Polymerschäumen mit unterschiedlicher Porengröße variiert werden können. Die Charakterisierung von Schaumstrukturen erfolgt mittels der ppi-Zahl (pores per inch). Diese Kennzahl ergibt sich aus der Anzahl der Poren, die sich bei einem Querschnitt durch die Struktur auf einer Strecke von einem Inch befinden.

Um die BET-Oberfläche von Schaumstrukturen und Wabenkörpern, die eine relativ glatte Oberfläche aufweisen, zu erhöhen, werden diese mit einem Washcoat beschichtet, der eine sehr zerklüftete Oberfläche aufweist. Dazu wird eine Washcoat-Dispersionslösung mit einem geeigneten Trägermaterial auf den Formkörper aufgetragen.

Die Beschichtung der Formkörper erfolgt beispielsweise durch einmaliges oder mehrmaliges Eintauchen in eine Washcoat-Dispersionslösung. Nach dem Herausnehmen wird der überschüssige Washcoat, der in den Poren verblieben ist, entfernt und die Struktur an der Luft getrocknet, um eine gleichmäßige Verteilung des Washcoats zu erzielen und eine Verstopfung der Poren zu vermeiden. Während der einzelnen Tauchvorgänge muß die Dispersionslösung ständig gerührt werden, damit sich keine größeren Agglomerate bilden können, die zu einer uneinheitlichen Oberflächenbeschaffenheit führen. Die Anzahl der Tauchvorgänge hängt vom Feststoffanteil der Dispersionslösung und der gewünschten Dicke der Washcoat-Schicht ab.

Im Anschluß an die Trocknung werden die beschichteten Formkörper gesintert. Dabei wird der beschichtete Formkörper über einen Zeitraum von mehreren Stunden auf Sintertemperatur aufgeheizt und danach langsam auf Raumtemperatur abgekühlt. In Abhängigkeit von dem jeweiligen Trägermaterial können Sintertemperaturen zwischen 550 °C und 1250 °C eingestellt werden, wobei die Größe der Oberfläche der Washcoat-Schicht von der jeweiligen Sintertemperatur abhängig ist.

Durch diese thermische Behandlung der beschichteten Trägerstruktur kann eine Änderung der Gefügestruktur während der katalytischen Umsetzung aufgrund von Phasen- und Strukturumwandlungen bei Betriebstemperaturen unterhalb der Sintertemperatur verhindert werden.

Nach dem Sintern kann die Washcoat-Schicht mit den katalytisch aktiven Substanzen imprägniert werden. Selbstverständlich können die katalytisch aktiven Substanzen auch Bestandteil der Washcoat-Dispersionslösung sein und zusammen mit der Washcoat-Schicht auf den Katalysatorformkörper aufgezogen werden. Diese Vorgehensweise weist allerdings den Nachteil auf, daß sich ein nicht unerheblicher Anteil der katalytisch aktiven Substanz innerhalb der Washcoat-Schicht befindet und damit für eine katalytische Umsetzung der Reaktanden im Prozeß nicht zugänglich ist. Vorzugsweise wird daher die Washcoat-Schicht nach dem Sintern mit den entsprechenden Katalysatoren imprägniert.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Washcoat-Dispersionslösung hat die folgenden Zusammensetzung:
Wasser (A; entionisiert): 70,46 Gew.%;
Dispergiermittel (Polyacrylsäure, 40-prozentige wässrige Lösung): 0,74 Gew.%;
Trägermaterial (Aluminiumoxid mit 3 % Lanthan): 21,14 Gew.%;
Dispergierhilfsmittel (Di-Ammonium-Hydrogen-Citrat): 0,04 Gew.%;
Entschäumer: 0,03 Gew.%;
NH₃-Lösung, 33-prozentig: 0,11 Gew.%;
Thixotropiermittel (Montmorillionit): 0,09 Gew.%;
Wasser (B; entionisiert): 3,08 Gew.%;
Hilfsmittel zur Verzögerung der Gelierung (Polyethylenglycol, M = ca. 600 g/mol): 0,09 Gew.%;
Verdickungsmittel (Polyvinylalkohol, M = ca. 72000 g/mol): 0,42 Gew.%;
Wasser (C; entionisiert): 3,80 Gew.%.
Die Washcoat-Dispersionslösung wurde aus den vorstehend genannten Bestandteilen wie folgt hergestellt:
Das Dispergiermittel, das Trägermaterial, das Dispergierhilfsmittel und der Entschäumer wurden nacheinander zu dem entionisierten Wasser (A) gegeben und mit der wässrigen Lösung gut durchmischt. Diese Aufschlemmung wurde mit der Ammoniaklösung auf einen pH-Wert von 9,5 eingestellt und anschließend in einer Ringspaltkugelmühle (Mahlspalt: 6 mm) ausgiebig gemahlen, um größere Agglomerate des Trägermaterials zu zerkleinern und dieses mit dem Dispergiermittel ausgiebig zu benetzen.
Das Hilfsmittel zur Verzögerung der Gelierung wurde in entionisiertes Wasser (B) gegeben. In diese Mischung wurde das Thixotropiermittel eingerührt und ausgiebig hydratisiert. Das so entstandene Sol wurde unter kräftigem Rühren zu der Trägermaterial enthaltenden Dispersionslösung gegeben.
Das Verdickungsmittel wurde langsam unter kräftigem Rühren zum entionisierten Wasser (C) gegeben. Diese Mischung wurde bis zur vollständigen Benetzung des Verdickungsmittels gerührt, auf 80 °C aufgeheizt und mindestens eine weitere Stunde gut gerührt. Die so erhaltene Lösung ließ man abkühlen und durch ein Sieb von 0,5 mm Maschenweite laufen, um ungelöste Bestandteile zu entfernen. Dann wurde diese Lösung in die Dispersionslösung eingerührt.
Die so erhaltene Dispersionslösung wurde abermals in einer Ringspaltkugelmühle ausgiebig gemahlen.
Aufgrund von Schwankungen der Rohstoffqualität kann es sein, daß die Washcoat-Dispersionslösung noch nicht die gewünschten Eigenschaften aufweist. In diesem Fall bedarf es daher einer Feineinstellung der Washcoat-Dispersionslösung, insbesondere ihres Flockulationszustands.
Die Washcoat-Dispersionslösung darf weder zu stark entflockt noch zu stark flockuliert sein. Im ersten Fall neigt die Dispersionslösung zur Bildung fester Sedimente, die nicht oder nur sehr schwer redispergiert werden können, während im zweiten Fall die Dispersionslösung eine zu hohe Viskosität für eine gleichmäßige Beschichtung der Formkörper aufweist.
Der Flockulationsgrad der Dispersionslösung kann durch Zugabe von Aluminiumnitrat-Nonahydrat erhöht und durch Zugabe von Ammoniumcitrat wieder abgesenkt werden.
Die so hergestellte Washcoat-Dispersionslösung weist eine Dichte von ca. 1,2 g/ml, eine mittlere Teilchengröße d₅₀ von ca. 100 nm, ein Zeta-Potential von ca. –21 mV und einen pH-Wert von 10 auf. Die Washcoat-Dispersionslösung ist leicht geflockt, zeigt ein thixotropes Viskositätsverhalten und zeichnet sich durch eine große Lagerstabilität aus und ist leicht aufrührbar.
Ferner zeigt die Dispersionslösung gute Haftungseigenschaften an und eine gute Schichtbildungstendenz auf keramischen Schaum- und Wabenstrukturen. Die Dispersionslösung eignet sich insbesondere für die Tauchbeschichtung von keramischen Schaumstrukturen mit einer ppi-Zahl von 10 bis 30.
Ferner weist die Dispersion eine geringe Neigung zur Hautbildung auf.
Darüber hinaus zeigt die Washcoat-Schicht eine geringe Neigung zur Riß- und Schollenbildung.
Die BET-Oberfläche der aus der Dispersionslösung gebildeten Washcoat-Schicht ist je nach Sintertemperatur auf eine Größe von 140 bis 40 m²/g einstellbar. Aufgrund ihrer hohen thermischen und chemischen Beständigkeit eignet sich die Washcoat-Schicht für katalytische Prozesse im Nieder- und Hochtemperaturbereich, d. h. von Raumtemperatur bis 1000 °C.

Claims

Washcoat-Dispersionslösung zur Beschichtung von keramischen oder metallischen Schaum- oder Wabenstrukturen mit einem Trägermaterial für den Einsatz in heterogen-katalytischen Prozessen, umfassend ein wässriges Trägerfluid, ein Dispergiermittel, ein Dispergierhilfsmittel, ein metalloxidisches Trägermaterial, welches in dem Trägerfluid durch das Dispergiermittel und das Dispergierhilfsmittel im wesentlichen gleichmäßig verteilt ist, ein Thixotropiermittel und ein Verdickungsmittel zum Einstellen der Viskosität der Dispersionslösung.
Dispersionslösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Dispersionslösung größer als 7 ist.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersionslösung ein pH-Wert in einem Bereich von 8,7 bis 11,3 aufweist.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an metalloxidischem Trägermaterial in der Dispersionslösung 18,7 bis 24,3 Gew.% beträgt.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein Aluminiumoxid ist.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial mit Seltenerdmetall dotiert ist.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial in der Dispersionslösung eine mittlere Partikelgröße in einem Bereich von 76 bis 125 nm aufweist.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Dispergiermittel in der Dispersionslösung 0,04 bis 1,28 Gew.% beträgt.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel eine organische Säure ist.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel eine Polyacrylsäure ist.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Dispergierhilfsmittel in der Dispersionslösung 0,03 bis 0,76 Gew.% beträgt.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersionslösung einen Entschäumer umfaßt.
Dispersionslösung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Entschäumer in der Dispersionslösung 0,03 bis 0,05 Gew.% beträgt.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Thixotropiermittel in der Dispersionslösung 0,01 bis 0,09 Gew.% beträgt.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Thixotropiermittel ein Silikat ist.
Dispersionslösurng nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Verdickungsmittel in der Dispersionslösung 0,3 bis 0,5 Gew.% beträgt.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel ein Polyvinylalkohol ist.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag des Zeta-Potentials der Dispersionslösung größer/gleich 15 mV ist.
Dispersionslösung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag des Zeta-Potentials der Dispersionslösung in einem Bereich von 15,6 mV bis 21,1 mV liegt.
Verwendung der Washcoat-Dispersionslösung nach einem der Ansprüche 1 bis 19 bei der Beschichtung von Formkörpern.
Verwendung der Dispersionslösung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper eine keramische Schaumstruktur ist.
Verwendung der Dispersionslösung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper eine metallische Schaumstruktur ist.
Verwendung der Dispersionslösung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper eine keramische Wabenstruktur ist.
Verwendung der Dispersionslösung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper eine metallische Wabenstruktur ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersionslösung mittels eines Tauch- und/oder Sprühverfahrens auf den Formkörper aufgebracht wird.