DE1228855B

DE1228855B - Katalysator fuer die oxydierende Reinigung von Auspuffgas einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1228855B
Application number: DEU7829A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Haensel
Original assignee: Universal Oil Products Co
Current assignee: Universal Oil Products Co
Priority date: 1960-02-29
Filing date: 1961-02-25
Publication date: 1966-11-17
Also published as: ES265265A1; DK130817C; DK130817B; GB972683A; NL125500C; NL261769A; SE319493B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F02g

Deutsche Kl.: 46 c6 - 6/02

Nummer: 1228 855

Aktenzeichen: U 7829IV c/46 c6

Anmeldetag: 25. Februar 1961

Auslegetag: 17. November 1966

Die Reinigung der Auspuffgase von Brennkraftmaschinen unter Zusatz eines Luftüberschusses mittels aluminiumoxydreichen Kontaktstoffen, wie Bauxit, die durch Chrom-, Kupfer- oder Manganverbindungen aktiviert sind, ist bekannt. Andere bekannte Oxydationskatalysatoren besitzen einen im wesentlichen aus Kieselsäure bestehenden Träger, der mit Alkalivanadatlösung getränkt und anschließend geglüht ist. Ein anderer bekannter Trägerkatalysator für die Oxydation . von in Auspuffgasen enthaltenen Kohlenwasserstoffen verwendet als Träger hochporöses granuliertes Aluminiumoxyd, das als katalytisch wirkenden Bestand-, teil 5 bis 10 % Vanadiumpentoxyd enthält.

Demgegenüber wird die Wirksamkeit eines Kataly-• sators, der aus einem Träger aus Tonerde oder aus Tonerde gemischt mit geringen Mengen anderer feuerfester Metalloxyde oder Kieselsäure, der katalytisch wirkende Metalle oder Metalloxyde trägt, besteht, für die oxydierende Reinigung von Auspuffgas einer Brennkraftmaschine erheblich verbessert und dauerhafter, wenn erfmdungsgemäß der Träger ein Schüttgewicht von weniger- als 0,4 g/cm³ aufweist. Vorzugsweise liegt das Schüttgewicht des Trägers im Bereich von 0,15 bis 0,35 g/cm³.

Mari sollte erwarten, daß die mechanische Festigkeit, insbesondere gegen Abrieb, die bei einem Katalysator für die Auspuffgase von Fahrzeugmotoren sehr wichtig ist, mit sinkendem Schüttgewicht immer geringer wird und daher ein Träger mit einem Schüttgewicht von weniger als 0,4 g/cm³ nicht in der Lage ist, die Stöße und Schüttelbewegungen beim Einsatz in einer Fahrzeugauspuffleitung auszuhalten und gleichzeitig seine hohe Aktivität zu erhalten.

Bei dem bekannten Auspuffgaskatalysator, der 5 bis 10% Vanadinpentoxyd auf porösem y-Aluminiumoxyd enthält, wird eine Mindestoberfiäche des Aluminiumoxydes von 50 m²/g genannt, die vorteilhaft größer als 75 m²/g bei einem Porenvolumen von mindestens 0,28 ml/g sein soll. Unter Berücksichtigung des spezifischen Gewichtes von y-Aluminiumoxyd von 3,2 g/ml errechnet sich aus diesem Porenvolumen ein Schüttgewicht von 1,01 g/cm³. Umgekehrt bedeutet die von der Erfindung vorgeschriebene obere Grenze des Schüttgewichtes von 0,4 g/cm³ ein Porenvolumen von 1,19 ml/g. Daraus ergibt sich, daß das für den Katalysatorträger gemäß der Erfindung vorgesehene Schüttgewicht erheblich niedriger ist, als es bisher bei Katalysatoren für die oxydierende Reinigung von- Auspuffgas als zulässig angesehen wurde.

Andererseits aber zeigt sich überraschenderweise, daß ein Katalysator mit einem Träger gemäß der Erfindung einem solchen erheblich überlegen ist, Katalysator für die oxydierende Reinigung von Auspuffgas einer Brennkraftmaschine

Anmelder:

Universal Oil Products Company, Des Piaines, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. H. H. Willrath, Patentanwalt, Wiesbaden, Hildastr. 18

Als Erfinder benannt:

Vladimir Haensel, Hinsdale, JU. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 29. Februar 1960 (11467)

dessen Schüttgewicht oberhalb 0,4 g/cm³ liegt. Es wurden Vergleichsversuche unter identischen Bedingungen mit gleichen Raumteilen Katalysator an der Auspuffleitung einer Prüfmaschine mit Innenverbrennung der Ford Motor Company durchgeführt. ■ Die beiden Katalysatoren hatten folgende Eigenschaften:

Katalysatorbezeichnung

Nr. ;

Trägermaterial

Größe

Schüttgewicht in g/ml

Förderer

Platin in Gewichtsprozent

117

112

künstliche y-Tonerde 3,2-mm-Kugeln

0,26 0,1

0,52 0,05

Maschine und Dynamometer wurden in abwechselnden Perioden stetigen Laufes bei Bremsleistungen von 41PS, 2500 U/min während 4,5 Stunden und ¹Z₂ Stunde zyklischer Periode betrieben, in der die Maschine durch 15 Zyklen von 2 Minuten wie folgt geführt wurde:

Beschleunigung

Stetiger Lauf ..

Verlangsamung

Leerlauf

Zeit in
Sekunden

42 27 27

U/min

2 000 900

Brems-PS

609 727/210

Die Kohlenwasserstoffkonzentrationen im unbehandelten Auspuffgas und im Austrittsgas wurden periodisch gemessen und die Leistungen der beiden Katalysatoren auf Grund graphischer Analysen der Ergebnisse verglichen, die folgendes ergaben:

1. Einen Aktivitätsfaktor, der eine prozentuale Umwandlung bei Null Zeit ausmacht,

2. einen Stabilitätsfaktor, der die Fähigkeit des Katalysators zur Aufrechterhaltung seines Umwandlungsspiegels wiedergibt, und

3. eine prozentuale Umwandlung bei 40 Stunden.

Die Ergebnisse waren folgende:

Katalysator Nr

Schüttgewicht des Trägers

Aktivität

Stabilität

Umwandlung bei
40 Stunden

117
0,26
87,0
142,2

65,6

112
0,52
81,8
75,0

48,0

Die Überlegenheit des Katalysators auf der Grundlage des Trägers mit niedrigem Schüttgewicht ist eindeutig. Es ist zu betonen, daß die prozentuale Konzentration des Platins im Katalysator hohen Schüttgewichtes die Hälfte der Konzentration im Katalysator mit niedrigem Schüttgewicht betrug, aber die Gesamtmenge vorhandenen Platins im Behandlungsgefäß in jedem Fall dieselbe war, weil die Katalysatorgewichtsmenge sich umgekehrt wie das Schüttgewicht verhält. CO-Werte wurden bei diesem Versuch nicht im einzelnen festgehalten, jedoch wurde festgestellt, daß die CO-Entfernung in jedem Fall befriedigend war.

Das feuerfeste Oxydmaterial kann nach jeder geeigneten Methode, wie getiennte, aufeinanderfolgende oder gemeinsame Fällungsmethoden, hergestellt werden. Es kann aus natürlich vorkommenden Substanzen, wie Tonen oder Erden, bestehen, die gegebenenfalls vor Gebrauch durch eine oder mehrere Behandlungen, wie Trocknung, Kalzinierung, Dämpfung oder Sonderbehandlungen mit verschiedenen anoi ganischen oder organischen Reaktionsmitteln, aktiviert sein können.

Der Ausdruck »Tonerde« soll hier »poröses Aluminiumoxyd« in den verschiedenen Hydratationszuständen umfassen. In Verbindung mit Tonerde können andere feuerfeste anorganische Oxyde verwendet werden. Hierzu gehören Kieselsäure, Boroxyd, Titanoxyd, Zirkonoxyd, Hafniumoxyd und Gemische von zwei oder mehreren dieser Oxyde.

Der katalytisch wirksame Bestandteil besteht vorzugsweise aus Platin oder einem anderen Metall der Platingruppe, gegebenenfalls aus Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Vanadium, Chrom, Molybdän, Wolfram, Silber oder Gold.

Bei Anwendung eines Trägers aus Tonerde mit Kieselsäure liegt letztere in einer Menge von etwa 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 1,0 bis 3 Gewichtsprozent, vor. Die Tonerde kann jede gewünschte Gestalt, z. B. die Form von Kugeln, Pillen, Strangpreßformlingen, Pulver oder Granalien haben. Die bevorzugte Tonerdeform ist die Kugel. Das niedrige Schüttgewicht des Trägers kann dadurch erhalten werden, daß man Alterungsbehandlungen unter ausreichendem Druck, um das Wasser flüssig zu halten, und bei einer Temperatur oberhalb etwa 99° C vornimmt.

Der aktive Metall- oder Metalloxydbestandteil soll

innerhalb des Bereiches von etwa 0,01 bis etwa 20,0 Gewichtsprozent vorliegen. Ein Bestandteil aus der Platingruppe soll in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 2,0 Gewichtsprozent vorliegen.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung und der mit ihr verbundenen Vorteile.
Mehrere katalytische Zusammensetzungen wurden

ίο mittels einer besonderen Prüfung ausgewertet, die so entwickelt ist, daß sie die praktischen Bedingungen beim Fahren eines Kraftfahrzeuges nachahmt. Die Prüfmethode bestand im Gebrauch eines Standarddynamometers, wodurch ein 8-Zylinder-Benzinmotor belastet war oder von einem Motorgenerator getrieben wurde. Ungefähr 550 cm³ jedes Katalysators wurden einzeln ausgewertet, indem man den Anteil in ein zylindrisches Gefäß oder einen Konverter von einem Innendurchmesser von etwa 10,2 cm brachte, und das

zo ganze Gerät wurde in Reihe in die Motorauspuffleitung geschaltet. Der Katalysator war innerhalb des Konverters auf einem Tragsieb in einer Schichthöhe von etwa 5 bis etwa 7,5 cm angeordnet. Ein zweites Sieb war über die Katalysatorschicht gelegt, um den Katalysator von einer Schicht aus keramischen Kugeln von 0,635 cm Durchmesser zu trennen, die zur Erleichterung der gleichmäßigen Verteilung der abwärts durch das Gerät fließenden Auspuffgase verwendet wurden. Verbrennungsluft wurde in den Konvertereinlaß eingedrückt, und ihre Fließgeschwindigkeit wurde so eingestellt, daß die mittlere Temperatur der Katalysatorschicht innerhalb des Bereiches von etwa 425 bis etwa 870⁰C gehalten wurde. Um den Vergleich der katalytischen Auswertungsverfahren zu erleichtern, wurde die Fließgeschwindigkeit der Verbrennungsluft konstant auf etwa 2,72 kg/Std. gehalten, so daß die Katalysatorschichttemperatur auf eine Höhe von etwa 482° C gehalten wurde. Der in dem Prüfverfahren verwendete Treibstoff war ein handelsübliches Benzin mit 0,398 ml Tetraäthylblei je Liter. Da die Konzentration an unverbrannten Kohlenwasserstoffen und unerwünschten Produkten in den Auspuffgasen sowie deren Durchsatz gemäß dem physikalischen Zustand des Motors, d. h. je nach Leerlauf, Beschleunigung, zügigem Fahren oder Verlangsamung schwankt, wurde das Prüfverfahren noch weiter erleichtert, indem für eine konstante Belastung während der ganzen Prüfperiode gesorgt wurde. Proben der Konvertereinlaß- und -auslaßgase wurden in verschiedenen Zeiträumen während des Prüfvorganges gezogen und auf Kohlenwasserstoffgehalt analysiert. Der Ausdruck »Kohlenwasserstoff« bezieht sich hier auf alle Kohlenwasserstoffe, gleichgültig ob gesättigt, ungesättigt oder teilweise oxydiert, wie vorstehend erwähnt. Auch der Kohlenoxydgehalt der Auspuffgase wurde ermittelt. Die Veibrennungsmaschine wurde über eine Gesamtperiode von 40 Stunden betrieben, und während dieser Zeit gingen 136 kg Treibstoff hindurch. Es wurde Vorsorge getroffen, daß der Treibstoff mit einer konstanten Geschwindigkeit von etwa 3,4 kg/Std. verbraucht wurde. In verschiedenen Zeitabständen wurden Proben der Einlaß- und Auslaßgase des Konverters gezogen und auf Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoffe, wie oben angegeben, analysiert.

Eine zwangläufige Folge der Verwendung des kleinen Katalysatorvolumens ist, daß die Raumgeschwindigkeit der Auspuffgase am Katalysator beträchtlich höher ist als unter normalen Fahrbedin-

gungen. Dementsprechend würden die prozentualen Umwandlungen, die man während des tatsächlichen Gebrauchs in Kraftfahrzeugauspufftöpfen erhält, beträchtlich höher sein als in den vorliegenden Beispielen. Die bei jedem 40-Stimden-Prüfgang erhaltenen Werte wurden in halb logarithmischen Koordinaten aufgetragen und ergaben eine Kurve, die durch die Gleichung wiedergegeben wird:

c = ac

Hierin bedeutet

Neigung '

a == % Anfangsumwandlung (extrapoliert),
c — °/₀ Umwandlung in der Zeit (t) und
/ = Zeit in Stunden. _ao

Die vorstehende Gleichung wird angewandt zur Berechnung des k-Wertes für jede einzelne katalytische Masse. Eine Abnahme in der Kurvenneigung auf Grund der erhaltenen Werte oder umgekehrt ein Anstieg im k-Wert bedeutet, daß ein Katalysator einen · größeren Stabilitätsgrad bei der Umwandlung der Kohlenwasserstoffverbrennungsprodukte besitzt, die aus den Auspuffgasen einer Verbrennungskraftmaschine stammen.

Beispiel 1

Katalysator A: Zunächst wurden 17,9 g Kobaltnitrathexahydrat und 14,8 ml Chlorplatinsäure mit 0,0624 g Platin je Milliliter in Wasser gelöst, und die Lösung wurde mit Wasser auf 700 ml verdünnt. In einem einzigen Arbeitsgang wurden hiermit 230 g Tonerdekugeln getränkt, die gemäß der USA.-Patentschrift 2 620 314 aus einem Aluminiumchloridhydrosol mit einem Gewichtsverhältnis von Aluminium zu Chlorid entsprechend etwa 1,35 hergestellt waren. Ihr Schüttgewicht nach Trocknung und Kalzinierung wurde zu 0,3 g/cm³ ermittelt. Die getränkten Kugeln wurden zur Trockne abgedampft und anschließend in einem Muffelofen 2 Stunden lang bei etwa 540⁰C geglüht; sie enthielten 0,4 Gewichtsprozent Platin und 2,0 Gewichtsprozent Kobaltoxyd.

Katalysator B: 230 g Tonerdekugeln, hergestellt wie oben angegeben, die 2,0 Gewichtsprozent Kieselsäure enthielten und ein Schüttgewicht von 0,3 g/cm³ besaßen, wurden mit einer Lösung, die Kobaltnitrathexahydrat und Chlorplatinsäure in solcher Menge enthielt, um einen Katalysator mit 0,4 Gewichtsprozent Platin und 2,0 Gewichtsprozent Kobaltoxyd zu ergeben, getränkt.

Diese Katalysatoren wurden einzeln in der oben beschriebenen Weise 40 Stunden ausgewertet. Die Ergebnisse der prozentualen Kohlenstoffumwandlung bei 0 Stunden, 15 Stunden und 40 Stunden finden sich in Tabelle I. Die Anfangsumwandlung, also bei 0 Stunden, wurde durch graphische Extrapolierung der nach 3, 15 und 40 Stunden erhaltenen Werte gewonnen. In ähnlicher Weise wurde die prozentuale Konzentration an Kohlenmonoxyd in den Ausgangsgasen nach 3, 15 und 40 Stunden erhalten, und die Umwandlung bei 0 Stunden wurde durch Extrapolierung erhalten. Bezüglich der Kohlenmonoxydumwandlung sind die Einlaß- und Auslaßkonzentrationen für die nach 40 Stunden erhaltenen Proben angegeben.

Katalysator C enthielt 0,4 Gewichtsprozent Platin, 2,0 Gewichtsprozent Kobaltoxyd, 2,0 Gewichtsprozent Nickeloxyd und 2,0 Gewichtsprozent Kupferoxyd. Zur Tränkung wurden vermischte wäßrige Lösungen von Chlorplatinsäure und von Kobalt-, Kupfer- und Nickelnitrat verwendet, und zwar wurden die hydratisierten Nitrate gewählt, da diese nach Trocknung und Kalzinierung keine unerwünschten Bestandteile ablagern, denn das Nitrat wird in ein Stickstoffoxyd umgewandelt, das leicht während der Kalzinierung entfernt wird. Der Träger bestand aus Tonerde und 2,0 Gewichtsprozent Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von 0,3 g/cm³. Das getränkte Trägermaterial wurde über einem Wasserbad bei etwa 93 ⁰C und dann bei 149 ⁰C getrocknet und darauf bei etwa 54O⁰C in Luft kalziniert.

Katalysator D enthielt 0,4 Gewichtsprozent Platin, 2,0 Gewichtsprozent Kobaltoxyd und 2,0 Gewichtsprozent Nickeloxyd. Der Träger bestand aus 230 g Tonerdekugeln mit 2,0 Gewichtsprozent Kieselsäure und einem Schüttgewicht von 0,3 g/cm³.

Katalysator E wurde unter Verwendung von 230 g Tonerdekugeln mit 2,0 Gewichtsprozent Kieselsäure und einer scheinbaren Schüttdichte von 0,3 g/cm³ hergestellt. Als einziger Metallbestandteil wurde Platin mittels einer Tränkungslösung mit 14,8 ml Chlorplatinsäure (0,0624 g Platin je Milliliter) eingebracht, so daß der Katalysator etwa 0,4 Gewichtsprozent Platin enthielt.

Katalysator F wurde unter Verwendung von 230 g einer kugelförmigen Masse aus Tonerde und 2 Gewichtsprozent Kieselsäure hergestellt, die ein Schüttgewicht von 0,3 g/cm³ hatte. Die Kugeln wurden mit einer einzigen Lösung von Chlorpalladium- und Chlorplatinsäure getränkt. Der fertige Katalysator enthielt 0,2 Gewichtsprozent Palladium und 0,4 Gewichtsprozent Platin.

Tabelle I

Katalysatorbezeichnung

A	B	C	D	E
0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
2,0	2,0	2,0	2,0
	—	2,0	2,0	—
—	—	2,0		—
nein	ja	ja	ja	ja

Katalysatorzusammensetzung, Gewichtsprozent

Platin

Palladium

Kobaltoxyd

Nickeloxyd

Kupferoxyd

Gegenwart von 2,0% SiO₂

0,4 0,2

Tabelle I (Fortsetzung)

Katalysatorbezeichnung

A	B	91	C	72	D	88	E	91
86	76	71	70	73.
66	54	57	52	53
47	75	190	74	67
90	0,0133	0,0053	0,0135	0,0150
0,0111	1,39	1,32	1,32	1,32
1,35	0,08	0,06	0,14	0,10
0,22

KoHenwasserstofiumwandlung, %

bei 0 Stunden

bei 15 Stunden

bei 40 Stünden

K-Wert .'

Stabilitätsabfall

Kohlenmonoxydumwandlung

Einlaß, Molprozent

Auslaß bei 40 Stunden

84
66
58

77
0,0130

1,30
' 0,03

Es ist ersichtlich, daß alle Katalysatoren nach der Erfindung eine hohe. Aktivität für die Umwandlung von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxyd besitzen. Da die Raumgeschwindigkeit der Auspuffgase bei diesen Prüfungen beträchtlich höher war, als sie gewöhnlich unter normalen Fahrbedingungen anzu- : treffen ist, waren die prozentualen Umwandlungen von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxyd beträchtlich niedriger, als sie während des praktischen Gebrauches derselben Katalysatoren in Fahrzeugauspufftöpfen erhalten werden würden. Der zusätzliche günstige Einfluß des Gebrauchs von 2,0 Gewichtsprozent Kieselsäure in Kombination mit der Tonerde als Trägermaterial ergibt sich aus den ersten beiden Kataiysatoren A und B. Katalysator B zeigt zwar einen wenig höheren Stabilitätsabfall, scheint aber merklich beständiger bezüglich Kohlenmonoxydumwandlung zu

Beispiel 2

35

Nacheiner anderen Prüf methode zur Bestimmung der Aktivität von Katalysatoren für die Umwandlung von Kohlenwasserstoffen wurden 200 cm³/min Stickstoff bei Zimmertemperatur durch Benzol geblasen und dann abwärts zusammen mit 4800 cm³/min Luft durch eine Katalysatorschicht von 10 cm³ geleitet, die im unteren Teil eines Rohres angeordnet ist, dem gleichmäßig Wärme zugeführt wird. Vor und hinter der Katalysatorschicht sind Thermoelemente angeordnet. Die Temperaturen werden graphisch aufgezeichnet und zeigen die Einlaßtemperatur, die Auslaßtemperatur und die Differenz zwischen beiden an. Nach Einschaltung der Prüfung steigen normalerweise die Einlaß- und Auslaßtemperaturen mit praktisch konstanter Geschwindigkeit, und zwar ist die Auslaßtemperatur laufend 8 bis 18° C höher als die Einlaßtemperatur, weil von dem Luft-Kohlenwasserstoff-Gemisch beim Durchgang durch den vom Katalysator eingenommenen unteren Rohrabschnitt Wärme absorbiert wird. Falls Zündung eintritt, steigt die Einlaßtemperatur im Verlauf der Zeit ungefähr mit derselben Geschwindigkeit infolge ununterbrochener Zuführung äußerer Wärme fort, aber die Auslaßtemperatur fällt scharf ab, worauf sie ungefähr auf ihre Steiggeschwindigkeit vor der Zündung zurückkehrt und dann parallel zum Anstieg der Einlaßtemperatur verläuft. An dieser Stelle, d. h. nachdem Zündung eingetreten ist und das Anstiegsverhältnis der Auslaßtemperatur und Einlaßtemperatur -wiederum praktisch gleich ist, wird die Differenz zwischen den beiden als »Δ Z¹« aufgezeichnet. Die Einlaß- und Auslaßtemperaturen im Augenblick der Zündung werden ebenfalls aufgezeichnet.

Besonders bevorzugte Katalysatoren sind solche, die eine Zündung bei verhältnismäßig niedriger Temperatur auslösen und einen entsprechend hohen Wert Δ T äußern. Eine niedrige Initialtemperatur ist erwünscht, damit die Umwandlungsreaktionen innerhalb kürzester Zeit nach dem Start bei verhältnismäßig kalten Bedingungen ausgelöst werden. Ein hoher Wert Δ Tin der Größenordnung von 204° C oder mehr ist ein Anzeichen für das Ausmaß der Umwandlungsreaktion, d. h. je höher Δ T ist, desto größer ist der Aktivitätsgrad. Die Herstellung der verschiedenen Katalysatoren werden im folgenden beschrieben und ihre Leistung in Tabelle II zusammengefaßt.

Katalysator G: Eine einzige Tränkungslösung mit Kobaltnitrathexahydrat und Chlorplatinsäure in ausreichenden Mengen, um einen fertigen Katalysator mit 2,0 °/₀ Kobaltoxyd und 0,4 Gewichtsprozent Platin zu liefern, wurde zubereitet. Das Trägermaterial bestand aus Tonerdekugeln mit 2,0 Gewichtsprozent Kieselsäure von einem Schüttgewicht von etwa 0,3 g/cm³. Bei Auswertung gemäß obigem Benzolumwandlungstest betrug die Einlaßtemperatur bei der Zündung 157°C, und die Auslaßtemperatur 174° C. Der Wert Δ Γ war 270° C. Katalysator G förderte also die Benzolverbrennung bei verhältnismäßig niedriger Temperatur von 157° C.

Katalysator H enthielt 0,4 Gewichtsprozent Platin und 2,0 Gewichtsprozent Kobaltoxyd. Das Trägermaterial bestand aus Tonerdekugeln mit einem scheinbaren Schüttgewicht von 0^3 g/cm³ und war wie im Beispiel 1 hergestellt. Die Tonerdekugeln wurden in einer einzigen Lösung mit ausreichenden Mengen Chlorplatinsäure und Kobaltnitrathexahydrat getränkt. Bei der Benzolumwandlungsprüfung bewirkte der Katalysator eine Zündung bei einer Einlaßtemperatur von 160° C und ergab einen Wert Δ Γ von 245° C.

Katalysator I enthielt ein Trägermaterial aus Tonerde und 2,0 Gewichtsprozent Kieselsäure von einem Schüttgewicht von 0,3 g/cm³. Der fertige Katalysator enthielt 0,4 Gewichtsprozent Platin, 2,0 Gewichtsprozent Nickeloxyd und 2,0 Gewichtsprozent Kupferoxyd. Dieser Katalysator rief Zündung bei einer Einlaßtemperatur von 204° C und einer Auslaßtemperatur von 224⁰C hervor und zeigt eeinen Wert Δ Τ von 267° C.

Katalysator J enthielt 0,4 Gewichtsprozent Palladium als einziges katalytisch wirksames Metall auf einer Masse aus Tonerde und 2,0 Gewichtsprozent Kieselsäure. Dem Benzolumwandlungstest unterzogen rief dieser Katalysator eine Zündung bei 251° C hervor und lieferte einen Wert Δ T von 222°C.

Katalysator K wurde aus Tonerde und 2,0 Gewichtsprozent Kieselsäure von einem Schüttgewicht von 0,3 g/cm³ hergestellt und enthielt 0,4 Gewichtsprozent Platin, 2,0 Gewichtsprozent Kobaltoxyd und 2,0 Gewichtsprozent Nickeloxyd. Mit diesem Katalysator trat Entzündung bei einer Einlaßtemperatur von 171 ° C und einer Auslaßtemperatur von 182° C ein, und der Wert Δ T betrug 250° C.

Katalysator L enthielt 0,4 Gewichtsprozent Platin und 2,0 Gewichtsprozent Kobaltoxyd auf Tonerdekugeln mit einem scheinbaren Schüttgewicht von 0,3 g/cm³. Als Mittel zur Erzielung kugeliger Teilchen von niedrigem Schüttgewicht wurden die Alterungsstufen unter einem aufgesetzten Druck von etwa 6,8 atü durchgeführt. Bei der Benzolumwandlungsprüfung rief dieser Katalysator Zündung bei einer Einlaßtemperatur von 168° C und einer Auslaßtemperatur von 190°C hervor und zeigte einen Wert Δ T von 283⁰C.

Tabelle II Benzolumwandlungswerte — Zusammenfassung

Katalysatorbezeichnung

G	H	I	J	K
0,4	0,4	0,4		0,4
2,0	2,0	—	—	2,0
—	—	2,0	—	2,0
—	—	2,0	—	—
—	—		0,4	—
ja	nein	ja	ja	ja
157	160	204	251	171
174	157	224	251	182
250	245	267	222	250

Katalysatorzusammensetzung, Gewichtsprozent

Platin

Kobaltoxyd

Nickeloxyd

Kupfeioxyd

Palladium

Gegenwart von 2,0% SiO₂

Temperaturen, ^CC

Einlaß

Auslaß

Δ-Τ

Aus der Tabelle II ist ersichtlich, daß die Katalysatoren nach der Erfindung die Umwandlung von Benzol bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen in der Größenordnung von etwa 157 bis etwa 251⁰C förderten. Ferner ist zu bemerken, daß alle Katalysatoren nach der Erfindung einen bemerkenswert großen Wert Δ T von etwa 222⁰C bis zu 283⁰C aufwiesen. Damit ist eine wesentliche Aktivität für die Umwandlung (Verbrennung) von Kohlenwasserstoffen angezeigt.

Claims

Patentansprüche:

1. Katalysator für die oxydierende Reinigung von Auspuffgas einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Träger aus Tonerde oder aus Tonerde

40

nein

168
190
283

gemischt mit geringen Mengen anderer feuerfester Metalloxyde oder Kieselsäure, der katalytisch wirkende Metalle oder Metalloxyde trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Schüttgewicht von weniger als 0,4 g/cm³ aufweist.

2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgewicht des Trägers im Bereich von 0,15 bis 0,35 g/cm³ liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 613 259, 630 414; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 074 325;
britische Patentschrift Nr. 797 777;
USA.-Patentschrift Nr. 2 620 314.