DE19528257A1 - Abgasreinigungskatalysatorkomplex - Google Patents

Abgasreinigungskatalysatorkomplex

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DE19528257A1 DE19528257A DE19528257A DE19528257A1 DE 19528257 A1 DE19528257 A1 DE 19528257A1 DE 19528257 A DE19528257 A DE 19528257A DE 19528257 A DE19528257 A DE 19528257A DE 19528257 A1 DE19528257 A1 DE 19528257A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasreinigungskatalysatorkomplex.
Ein wohlbekannter Katalysatorkomplex zur Abgasreinigung von Automotoren besteht üblicherweise aus einem ternären Katalysatorkomplex, der einen Edelme­ tallkatalysator, wie Pt, Pd oder Rh enthält und einen katalytischen Promotor oder Co-Katalysator aus Ceroxid, die von einem katalytischen Träger oder einer Un­ terlage aus Aluminiumoxid getragen werden. In diesem Falle zeigt das Ceroxid eine Speicherwirkung für O₂ und bildet ein Fenster (Wert für das Luft/Brennstoff­ verhältnis), in welchem der ternäre Katalysatorkomplex aktiv wirkt.
Es ist bekannt, daß das Fenster sich ausdehnt, wenn das zusammengesetzte Oxid von Ceroxid und Lanthanoxid statt Ceroxid allein verwendet und auf einem Katalysatorträger von Aluminiumoxid getragen wird (geprüfte japanische Patent­ publikation 57-63133). Weiter ist bekannt, daß die Hitzebeständigkeit des Katalysatorkomplexes verbessert wird, indem man das zusammengesetzte Oxid einer Perovskitstruktur, die aus Erdalkalioxid, Lanthanoxid und Ceroxid besteht, in einem Katalysatorträger von Aluminiumoxid verteilt (ungeprüfte japanische Patentpublikation 63-77543).
Es sei bemerkt, daß das Abgas von Automotoren Phosphor enthält, der vom Motoröl kommt. Der Phosphor erzeugt Cerphosphat als ein Produkt zwischen Phosphor-III-Oxid und Ceroxid. Dies gibt ein Problem, da das erzeugte Cerphos­ phat den Speichereffekt für O₂ verschlechtert. Die Verschlechterung des Spei­ chereffekts für O₂ kann von der Reaktion herrühren, durch welche das erzeugte Cerphosphat Cer stabil macht (d. h. die Oxidationszahl wird festgelegt). Insbesondere der Pd-Katalysator erzeugt leicht die Phosphorvergiftungswirkung mit Ceroxid.
Daher ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Katalysatorkomplexes, der sich durch eine hohe Beständigkeit gegen die Phos­ phorvergiftungswirkung auszeichnet.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben einen Katalysatorkomplex unter­ sucht, der in der Lage ist, die Verschlechterung der Speicherwirkung von Ceroxid für O₂ auf Grund der Phosphorvergiftungswirkung zu verhindern. Als Ergebnis wurde gefunden, daß die Phosphorvergiftungswirkung sehr stark unterdrückt wird, indem man Ceroxid durch ein zusammengesetztes Oxid von Ceroxid und Zirkoniumoxid ersetzt und so die vorliegende Erfindung erzielt. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf den vorliegenden katalytischen Komplex.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasreinigungskatalysatorkomplex, der auf einem Katalysatorträger einen Edelmetallkatalysator hat und der durch einen katalysatischen Promotor gekennzeichnet ist, der ein zusammengesetztes Oxid von Ceroxid und Zirkoniumoxid, insbesondere CeO₂ und ZrO₂ aufweist.
Das oben erwähnte zusammengesetzte Oxid hat eine andere Struktur als Ceroxid allein, zeigt jedoch einen ähnlichen oder noch größeren Speichereffekt für O₂ als Ceroxid allein. Dies kann von den folgenden Gründen herrühren: Zirkoniumatome und Sauerstoffatome, die mit Zirkoniumatomen kombiniert sind, haben eine Wirkung auf die Verteilung der Elektronenladung auf Ceratome und in ihrer Nähe.
Dieses Verfahren gestattet es, daß das Sauerstoffgas die Adsorptions- und Desorptionswirkungen glatt ausführen kann. Weiter wird Cer selbst durch die Bildung des oben erwähnten zusammengesetzten Oxids stabilisiert und an der Reaktion mit Phosphoroxid gehindert. Als Ergebnis hat der vorliegende Katalysa­ torkomplex eine hohe Beständigkeit gegen die Phosphorvergiftungswirkung. Es sei bemerkt, daß das zusammengesetzte Oxid im wesentlichen eine hohe Hitze­ beständigkeit hat. Demgemäß hat der Katalysatorkomplex gemäß der vorliegen­ den Erfindung eine höhere Hitzebeständigkeit.
Es sei darauf hingewiesen, daß der Katalysatorträger nicht spezifisch auf ein besonderes Material beschränkt ist sondern aus verschiedenen Arten von an­ organischen Materialien poröser Struktur, zusammengesetzt sein kann. Weiterhin ist der oben erwähnte Edelmetallkatalysator nicht auf ein spezifisches Material beschränkt, sondern kann aus Pt, Rh, Pd oder Ir zusammengesetzt sein.
Im Abgasreinigungskatalysatorkomplex gemäß der vorliegenden Erfindung hat der Katalysatorträger ein zusammengesetztes Oxid von Ceroxid und Zirkonium­ oxid als Katalysatorpromotor darin verteilt. Demgemäß macht es dies möglich, die Speicherwirkung des O₂ mit Sicherheit bei der anfänglichen Periode zu halten und gleichzeitig die Beständigkeit gegen die Phosphorvergiftungswirkung zu erhöhen. Somit kann der Katalysatorkomplex gemäß der vorliegenden Erfindung sehr stark in seinen katalytischen Merkmalen verbessert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich der Abgasreinigungs­ katalysatorkomplex dadurch aus, daß der Edelmetallkatalysator Pd enthält. Es sei darauf hingewiesen, daß der Grund für die Verwendung von Pd als Edelmetall­ katalysator von einem Problem herrührt, das mit der Phosphorvergiftungswirkung in Beziehung steht.
Der bevorzugte Katalysatorkomplex kann den Effekt selbst dann erreichen, wenn der Edelmetallkatalysator Pd enthält.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich der Abgasreini­ gungskatalysatorkomplex dadurch aus, daß der Katalysatorträger Aluminiumoxid, insbesondere Al₂O₃ aufweist. Der Grund für die Verwendung von Aluminiumoxid als Katalysatorträger besteht darin, das Aluminiumoxid eine hochgradige Stabili­ tät für Hitze hat und auch als Katalysatorpromotor wirkt.
In einem bevorzugten Katalysatorkomplex umfaßt der Katalysatorträger Alumini­ umoxid und verbessert demgemäß die Hitzebeständigkeit und die katalytischen Eigenschaften.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich der Abgasreini­ gungskatalysatorkomplex dadurch aus, daß das zusammengesetzte Oxid 20 bis 80 Gew.-% Ceroxid, insbesondere CeO₂ umfaßt.
Im bevorzugten Katalysatorkomplex umfaßt das oben erwähnte zusammen­ gesetzte Oxid 20 bis 80 Gew.-% Ceroxid und macht es möglich, daß man mit Sicherheit die Speicherwirkung für O₂ in der anfänglichen Periode hält und die gewünschte hohe Beständigkeit gegen Phosphorvergiftungswirkung beibehält.
Der Grund für die Verwendung von Ceroxid (CeO₂) in einer Menge von 20 Gew.-% oder mehr im zusammengesetzten Oxid ist der, daß die Verwendung von weniger als 20 Gew.-% Ceroxid die gewünschte Speicherwirkung für O₂ nicht erreichen kann. Der Grund für die Verwendung von Ceroxid in einer Menge von 80 Gew.-% oder weniger besteht darin, daß die Verwendung von Ceroxid in einer Menge von über 80 Gew.-% die gewünschte Beständigkeit gegen Phos­ phorvergiftung nicht mehr erreichen kann. In Verbindung mit dem Gehalt an Ceroxid ist der bevorzugtere Gehalt an Ceroxid (CeO₂) von 30 bis 60 Gew.-% (dieser Bereich des Gehalts ist ausführlich durch eine später erwähnte Aus­ führungsform beschrieben.
Diese und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungs­ formen unter Bezugnahme auf der beigefügten Zeichnung deutlich, worin gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Es bedeuten:
Fig. 1 ist eine Kurve, welche die Beziehung zwischen dem Ceroxidgehalt im zusammengesetzten Oxid und der Entzündungstemperatur bezüglich der Reinigung von HC und NOx nach einem einfachen Phosphorvergiftungstest zeigt in Verbindung mit dem Abgasreini­ gungskatalysatorkomplex gemäß dieser Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung, und
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Abgasreinigungskomplex gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die folgende Beschreibung ist auf einen Katalysatorkomplex gemäß einer Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung gerichtet, und zwar:
In Verbindung mit dem Katalysatorpromotor:
Für die Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wurden mehrere Sorten von Katalysatorpromotoren hergestellt, die aus zusammengesetzten Oxiden von Ceroxid (CeO₂) und Zirkoniumoxid (ZrO₂) in verschiedenen Zusam­ mensetzungen bestanden. Die so hergestellten zusammengesetzten Oxide werden der Messung der Oberfläche unter Bezugnahme auf Ceroxid allein unterworfen. Die Messung der Oberfläche wird mit Katalysatorpromotoren durchgeführt, wie sie hergestellt sind ohne irgendeine Hitzebehandlung (frische Proben), 6 Stunden lang auf 1.000°C Luft erhitzt (äquivalent einem 8.000 km Lauftest für ein Auto) bzw. 24 Stunden lang auf 1.000°C erhitzt. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Oberflächenmessung.
Tabelle 1
Es sei bemerkt, daß die Zusammensetzung von 100% Ceroxid (CeO₂) kein Zirkoniumoxid (ZrO₂) enthält. Tabelle 1 zeigt deutlich, daß sich die zusammen­ gesetzten Cer- und Zirkoniumoxide durch ein geringes Ausmaß der Abnahme in der Oberfläche mit der Hitzebehandlung und durch eine höhere Hitzebeständig­ keit auszeichnen, wenn man sie der Zusammensetzung von 100% Ceroxid vergleicht.
Die in der oben erwähnten Weise hergestellten Proben wurden einer Oberflä­ chenmessung nach einem einfachen Phosphorvergiftungstest unterworfen. Das Testergebnis ist in Tabelle 2 gezeigt. Der einfache Phosphorvergiftungstest wird in der Weise durchgeführt, daß ein mechanisches Gemisch von 50 Gew.-% Katalysatorpromotor und 50 Gew.-% P₂O₅ für 30 Minuten lang an Luft auf 700°C erhitzt wird.
Tabelle 2
Aus Tabelle 2 ist klar, daß die zusammengesetzten Oxide eine Zunahme in der spezifischen Oberfläche nach einem einfachen Phosphorvergiftungstest in Übereinstimmung mit einer Abnahme im Gehalt an Ceroxid (CeO₂) zeigen.
Herstellung des Abgasreinigungskatalysatorkomplexes
Im Hinblick auf das Ergebnis der Oberflächenmessung der oben erwähnten Katalysatorpromotoren wurden verschiedene Arten von Probekatalysatoren hergestellt, um die katalytischen Eigenschaften der Abgasreinigungskatalysator­ komplexe unter Verwendung der oben erwähnten Katalysatorpromotoren zu studieren.
Zuerst wurde Palladiumnitrat zu γ-Aluminiumoxid in einer gegebenen Menge des Trägers zugefügt. Das Gemisch von γ-Aluminiumoxid und Palladiumnitrat wird mit den Katalysatorpromotoren von verschiedenen Zusammensetzungen ge­ mischt. Ein Bindemittel und Wasser werden zu den erhaltenen Gemischen zugegeben, um eine Aufschlämmung herzustellen. Ein Wabenträger, der aus Cordierit hergestellt ist, wird mit der Aufschlämmung tauchbeschichtet, so daß man die Katalysatorkomplexe erhält. Die Menge an γ-Aluminiumoxid wird so eingestellt, daß sie 20 Gew.-% des Trägers ausmacht. Die Menge an Palladium­ nitrat wird so eingestellt, daß ein Katalysatorvolumen von 1 Liter (Wabenvolu­ men 1 Liter) 2 g Pd enthält. Es sei darauf hingewiesen, daß der Binder aus Aluminiumoxidhydrat hergestellt ist.
Bewertung der Merkmale des Katalysatorkomplexes
Die HC-Reinigungskraft des Abgasreinigungskatalysatorkomplexes wird in einer Probe bewertet, die einerseits frisch ist und andererseits nach einem Phosphor­ vergiftungstest in Verbindung mit der Abbrenntemperatur (T50 (HC)). Das Ausmaß der Reinigung (C400 (HC)) wird bei 400°C Katalysatoreingangstempe­ ratur untersucht. In Verbindung mit dem Ausmaß der NOx-Reinigung des Ab­ gasreinigungskatalysatorkomplexes wird die Messung bei einer Abbrenntempe­ ratur (T50 (NOx)) nach dem einfachen Phosphorvergiftungstest durchgeführt. In diesem Fall wird der einfache Phosphorvergiftungstest wie folgt durchgeführt: 600 ppm Phosphorsäure werden zu Benzin gegeben. Ein Alterungstest auf der Werkbank wird 25 Stunden lang bei 700°C durchgeführt. Es sei darauf hinge­ wiesen, daß die Abbrenntemperatur eine Abgastemperatur ist, bei welcher das Ausmaß der Reinigung 50% des Maximalausmaßes der HC-Reinigung oder der maximalen NOx-Reinigung zeigt. Das für diesen Test verwendete Abgas zeigt ein Luft/Brennstoffverhältnis A/F = 14,7±0,9 und eine Raumgeschwindigkeit SV = 60.000 h-1.
Tabelle 3 zeigt das Testergebnis für das Ausmaß der HC-Reinigung. Fig. 1 zeigt die Abbrenntemperatur in Verbindung mit dem Ausmaß der HC-Reinigung und dem Ausmaß der NOx-Reinigung nach dem einfachen Phosphorvergiftungstest.
Tabelle 3
Tabelle 3 zeigt, daß kein Unterschied im Ausmaß der HC-Reinigung im frischen Zustand zwischen dem Katalysatorkomplex, der als Katalysatorpromotor das zusammengesetzte Oxid von Ceroxid (CeO₂) und Zirkoniumoxid (ZrO₂) und dem Katalysatorkomplex besteht, der nur Ceroxid (CeO₂) verwendet. Andererseits hat der Katalysatorkomplex, der das zusammengesetzte Oxid verwendet, beim Ausmaß der HC-Reinigung nach dem einfachen Phosphorvergiftungstest eine Abbrenntemperatur, die tiefer ist als diejenige des Katalysatorkomplexes, der nur Ceroxid allein verwendet während kein Unterschied im Ausmaß der Reinigung bei 400°C zwischen dem Katalysatorkomplex ist, der als Katalysatorpromotor das zusammengesetzte Oxid verwendet und dem Katalysatorkomplex, der nur Ceroxid verwendet. Dies kann darauf zurückzuführen sein, daß die Komponente Zirkoniumoxid (ZrO₂) im zusammengesetzten Oxid die Reaktion zwischen dem Phosphoroxid und dem Ceroxid (CeO₂) unterdrückt. Demgemäß kann gesagt werden, daß der Katalysatorkomplex, der als Katalysatorpromotor das zusam­ mengesetzte Oxid verwendet, eine höhere Beständigkeit gegen Phosphorver­ giftung hat als der Katalysatorkomplex, der nur Ceroxid verwendet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist die Abbrenntemperatur bezüglich des Aus­ maßes der Reinigung von HC und NOx nach dem einfachen Phosphorvergiftungs­ test gezeigt, und es besteht eine Neigung dafür, daß die Abbrenntemperatur jeweils identisch ist für den Fall HC bzw. den Fall NOx. Wenn der Katalysator­ promotor weniger als 80 Gew.-% Ceroxid enthält, beginnt die Reinigung von HC und NOx bei verhältnismäßig tieferer Temperatur, d. h. der Katalysatorkomplex ist vor Phosphorvergiftungswirkung geschützt. Aus Fig. 1 wird deutlich, daß das bevorzugte Ergebnis erzielt werden kann, wenn das zusammengesetzte Oxid eine Zusammensetzung von 30 bis 60 Gew.-% Ceroxid (CeO₂) aufweist.
Wenn der Katalysatorkomplex direkt mit dem Abgasverteilerstück eines Automo­ tors verbunden wird, fließt Abgas von hoher Temperatur in den Katalysatorkom­ plex zum Zeitpunkt des Kaltstarts des Motors. Wenn jedoch der Katalysatorkom­ plex nicht direkt mit dem Verteilerstück verbunden ist, ist es erforderlich, daß der Katalysatorkomplex bei tiefer Temperatur aktiviert wird, da der Katalysatorkom­ plex nicht schnell auf hohe Temperatur erhitzt werden kann. Der Katalysatorkom­ plex mit hoher Aktivität bei tiefer Temperatur kann erhalten werden, indem man eine große Menge Pd in einem Katalysatorträger aus γ-Aluminiumoxid verteilt.
Die folgenden vier Arten von Wabenkatalysatorkomplexen wurden hergestellt. Sie unterscheiden sich in der Art oder in der Menge an Metallkatalysator. Ein vorderer Katalysator (stromaufwärtige Seite) 2 und ein hinterer Katalysator (stromabwärtige Seite) 3 werden in einen Abgasweg 1 eines Automotors, wie in Fig. 2 gezeigt, eingebaut. Es wird eine Untersuchung durchgeführt, um die bevorzugteste Kombination von vorderem und hinterem Katalysator zu bestim­ men.
Die vier Arten von Wabenkatalysatorkomplexen haben die anschließend be­ schriebene Struktur. Ein Wabenträger aus Cordierit wird als Katalysatorträger verwendet. Ein Grundmaterial wird aus γ-Aluminiumoxid gebildet. Ein Katalysa­ torpromotor umfaßt Ceroxid. Das Verfahren zur Herstellung des Katalysatorkom­ plexes ist entsprechend, wie es in der vorhergehenden Ausführungsform gezeigt ist. Weiter sei darauf hingewiesen, daß das Katalysatorvolumen 1,3 Liter für den vorderen Katalysator und 1 Liter für den hinteren Katalysator ist.
(Pd : 10 g/l Katalysator)
In diesem Katalysatorkomplex werden 10 g des Metallkatalysators Pd auf einem Katalysatorvolumen von 1 Liter getragen.
(Pt-Rh : 1,6 g/l Katalysator)
In diesem Katalysatorkomplex werden 1,6 g der Metallkatalysatoren Pt und Rh auf einem Katalysatorvolumen von 1 Liter getragen.
(Pt-Pd-Rh : 5,6 g/l Katalyator)
In diesem Katalysatorkomplex werden 5,6 g der Metallkatalysatoren aus Pt-Pd- Rh auf einem Katalysatorvolumen von 1 Liter getragen.
(Pd-Rh : 2 g/l Katalysator)
In diesem Katalysatorkomplex werden 2 g der Metallkatalysatoren Pd-Rh auf einem Katalysatorvolumen von 1 Liter getragen.
Tabelle 4 zeigt eine ausgewählte Kombination, die aus den vier Arten von Katalysatoren erhalten wurde. Jede Kombination von Katalysatoren wird in ein Auto eingebaut und bewertet, indem man im Abgas die Menge an HC, die Menge an NOx und die gesamte Abgasmenge von HC und NOx für den frischen Katalysator und nach dem Automobilalterungstest untersucht. Die Messung beruht auf einer EC-Hochgeschwindigkeitsart. Es sei bemerkt, daß der Automobilalterungstest, in der wie folgt beschriebenen Weise durchgeführt wird: Jede Kombination von Katalysatoren wird in ein Auto eingebaut. Das Reinigungsver­ fahren für das Abgas wird 25 Stunden durchgeführt, während das Abgas wie­ derholt zwischen 550 bis 700°C erhitzt wird. Danach wird jede Abgasmenge gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
Tabelle 4 (Fortsetzung)
Tabelle 4 zeigt, daß die Proben Nr. 4 und Nr. 5 ein gutes Ergebnis erzielen, während die Probe Nr. 8 ebenfalls ein verhältnismäßig gutes Ergebnis erzielt. Die Probe Nr. 4 ist eine Kombination von Pd:10 g/l Katalysator und Pt-Pd-Rh: 5,6 g/l Katalysator ist bei der Reinigung von Abgas in frischem Zustand über­ legen. Dies kann dem im folgenden beschriebenen Grund zuzurechnen sein: Die vordere Stufe ist mit einem Pd-reichen Katalysator versehen, der in der Aktivität bei tiefer Temperatur überlegen ist. Demgemäß wird das HC-Abgas aktiv bei tiefer Temperatur gereinigt. Das HC, das nicht in der vorderen Stufe gereinigt wird, kann wirksam durch die Kombination von Pd und Pt-Pd-Katalysatoren in der hinteren Stufe gereinigt werden. In Verbindung mit NOx erzeugt die Reini­ gung von HC in der vorderen Stufe Hitze, wodurch der Katalysator in der hinte­ ren Stufe rasch auf eine aktive Temperatur erhitzt wird, so daß NOx wirksam durch die Katalysatoren von Pt und Rh in der hinteren Stufe gereinigt wird.
Wie in Tabelle 4 gezeigt, ist die Probe Nr. 4 schlechter bei der Reinigung von Abgas nach dem Automobilalterungstest. Dies kann dem nachfolgend beschrie­ benden Grund zuzurechnen sein: Die Reinigung von HC mit Pd-Katalysator in der vorderen Stufe während der Alterungszeit bewirkt, daß die Pt- und Rh-Katalysa­ toren in der hinteren Stufe auf hohe Temperatur erhitzt und gesintert werden.
Das HC, das nicht in der vorderen Stufe gereinigt wird, wird in der hinteren Stufe verbrannt, so daß das Sintern begünstigt wird.
Die Probe Nr. 5 zeigt kein gutes Ergebnis in frischem Zustand, zeigt jedoch ein gutes Ergebnis nach dem Altern. Insbesondere ist die Probe Nr. 5 bei der Reini­ gung von NOx überlegen. Das kann dem Grund zuzurechnen sein, daß die Pt- und Rh-Katalysatoren in der vorderen Stufe wirksam arbeiten. Der Pd-Katalysator in der hinteren Stufe arbeitet hauptsächlich für die Reinigung von HC und ist in gewissem Ausmaß zur Reduktion fähig. Der Pd-Katalysator mit der Fähigkeit zur Reduktion kann NOx zersetzen, indem er HC benutzt, das nicht in der vorderen Stufe gereinigt wird. Das heißt, NOx wird in gewissem Ausmaß in der vorderen Stufe gereinigt, jedoch strömt der Rest an NOx zu dem Katalysator in der hinte­ ren Stufe ohne gereinigt zu werden. Andererseits wird HC nicht vollständig in der vorderen Stufe gereinigt und strömt zum Katalysator in der hinteren Stufe ohne vollständig gereinigt zu werden. Wenn der hintere Katalysator, der in der Reinigung von HC überlegen ist, HC reinigt, wirkt das HC selbst als Reduktions­ mittel und reinigt wirksam NOx. Weiter sei darauf hingewiesen, daß HC wirksam nach dem Automobilalterungstest gereinigt wird. Dies ist auf den Grund zurück­ zuführen, daß der Katalysator in der hinteren Stufe in wirksamer Weise eine große Menge an Pd darin verteilt enthält. Die gleiche Wirkung, wie oben er­ wähnt, kann in der Probe-Nr. 8 gesehen werden.
Das erwähnte Ergebnis zeigt deutlich, daß eine bevorzugte Kombination von Katalysatoren ein Pd-reicher Katalysator ist, wie Pd : 10 g/l Katalysator und Pt- Rh-Komplexkatalysator, wie Pt-Pd-Rh : 5,6 g/l Katalysator oder Pt-Rh : 1,6 g/l.
Wenn ein Ziel nur auf die Verbesserung der Abgasreinigungsfähigkeit gerichtet ist, ist eine bevorzugte Methode, den Pd-reichen Katalysator in der vorderen Stufe anzuordnen. Wenn das Ziel auf die Verbesserung der katalytischen Dau­ erhaftigkeit gerichtet ist, ist eine bevorzugte Methode, den Pt-Rh-Komplexkataly­ sator in der vorderen Stufe anzuordnen.
Das Volumen des vorderen (Front) Katalysators und des hinteren Katalysators wird wie nachfolgend beschrieben eingestellt: Angenommen, daß das Volumen eines Abgases von einem Motor "A"-Liter ist, ist die bevorzugte Einstellung, daß ein Volumen des vorderen Katalysators 1/4 bis 1/2 "A"-Liter ist und ein Volumen des hinteren Katalysators 1/3 bis 3/4 "A"-Liter ist.

Claims (16)

1. Abgasreinigungskatalysatorkomplex, umfassend wenigstens ein Edelmetall als Katalysator und wenigstens ein zusammengesetztes Oxid von Cer und Zirkonium als Katalysatorpromotor und einen Katalysatorträger, der den Katalysator und den Katalysatorpromotor trägt.
2. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Edelmetallkatalysator Pd umfaßt.
3. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Edelmetallkatalysator Pt-Rh umfaßt.
4. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Edelmetallkatalysator Pt-Pd-Rh umfaßt.
5. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Katalysatorträger Aluminiumoxid oder Al₂O₃ umfaßt.
6. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Katalysatorträger Aluminiumoxid oder Al₂O₃ umfaßt.
7. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Katalysatorträger Aluminiumoxid oder Al₂O₃ umfaßt.
8. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Katalysatorträger Aluminiumoxid oder Al₂O₃ umfaßt.
9. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zusammengesetzte Oxid ein CeO₂/CeO₂ + ZrO₂-Verhält­ nis von 20 bis 80 Gew.-% hat.
10. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zusammengesetzte Oxid ein CeO₂/CeO₂ + ZrO₂-Verhält­ nis von 20 bis 80 Gew.-% hat.
11. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zusammengesetzte Oxid ein CeO₂/CeO₂ + ZrO₂-Verhält­ nis von 20 bis 80 Gew.-% hat.
12. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zusammengesetzte Oxid ein CeO₂/CeO₂ + ZrO₂-Verhält­ nis von 20 bis 80 Gew.-% hat.
13. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zusammengesetzte Oxid ein CeO₂/CeO₂ + ZrO₂-Verhält­ nis von 20 bis 80 Gew.-% hat.
14. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zusammengesetzte Oxid ein CeO₂/CeO₂ + ZrO₂-Verhält­ nis von 20 bis 80 Gew.-% hat.
15. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zusammengesetzte Oxid ein CeO₂/CeO₂ + ZrO₂-Verhält­ nis von 20 bis 80 Gew.-% hat.
16. Abgasreinigungskatalysatorkomplex nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zusammengesetzte Oxid ein CeO₂/CeO₂+ZrO₂-Verhält­ nis von 20 bis 80 Gew.-% hat.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2898887B1 (fr) * 2006-03-21 2008-05-02 Rhodia Recherches & Tech Composition a base d'oxyde de zirconium et d'oxyde de cerium a reductibilite elevee et a surface specifique stable procede de preparation et utilisation dans le traitement des gaz d'echappement
US8501661B2 (en) * 2010-01-04 2013-08-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst for converting exhaust gases
JP6294837B2 (ja) 2013-01-31 2018-03-14 ユミコア日本触媒株式会社 排ガス浄化用触媒及び該触媒を用いた排ガス浄化方法
CN107530687A (zh) 2015-04-07 2018-01-02 优美科触媒日本有限公司 内燃机排气的净化催化剂以及使用该催化剂的排气净化方法
EP3662997B1 (de) 2016-07-20 2021-03-17 Umicore Shokubai Japan Co., Ltd. Katalysator zur reinigung von abgas einer brennkraftmaschine, sowie abgasreiningungsverfahren unter verwendung dieses katalysators
EP3488928B1 (de) 2016-07-20 2020-08-19 Umicore Shokubai Japan Co., Ltd. Abgasreinigungskatalysator für einen verbrennungsmotor und abgasreinigungsverfahren mit verwendung des abgasreinigungskatalysators
JP6544881B1 (ja) 2017-12-28 2019-07-17 ユミコア日本触媒株式会社 リン化合物含有排ガス浄化用触媒

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