DE19742344A1

DE19742344A1 - Exhaust gas purification for diesel engine

Info

Publication number: DE19742344A1
Application number: DE1997142344
Authority: DE
Inventors: Takahiro Kurokawa; Akihide Takami; Toshitsugu Ueoka; Kenji Okamoto; Hirosuke Sumida
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1998-04-23
Also published as: JPH10151325A

Abstract

Exhaust gas purification comprises oxidising hydrocarbons (HCs), CO and soluble organic fractions (SOFs) using a precious metal carried by a carrier matrix with mesopores and a part of the metal is positioned within the mesopores. A part of the waste gas stream is purified by catalytically oxidising the HC, CO and SOF components in the mesopores. Also claimed is the catalyst used comprising a carrier matrix having mesopores and a precious metal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasreinigung durch Oxida tion von im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO) und löslichen organischen Fraktionen (SOF), welches zur Reinigung von Abgas, das aus Dieselmotoren von geringer oder mittlerer Größe ausgestoßen wird, geeignet ist.The present invention relates to a method for exhaust gas purification using oxides tion of hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) contained in the exhaust gas and soluble organic fractions (SOF), which are used to purify exhaust gas, which is emitted from small or medium-sized diesel engines, suitable is.

Aus einem Dieselmotor ausgestoßenes Abgas enthält zusätzlich zu HC, CO und anderen Komponenten eine Feststoffteilchenkomponente. Die Feststoffteilchen komponente enthält 60-70% SOF, 20-30% Ruß und 1-10% Sulfate (Schwe felsäure oder SO₃). SOF enthält als ihre grundlegende Komponente eine polycy clische Komponente einer kondensierten Ringstruktur, in welcher drei oder mehr Ringe, wie ein 5-gliedriger oder 6-gliedriger Ring, eines ringförmigen Kohlen wasserstoffs miteinander gebunden sind, und weist einen Siedepunkt von nicht niedriger als 270°C auf. Im allgemeinen enthält das aus dem Dieselmotor ausge stoßene Abgas SOF in einer Menge innerhalb des Bereichs von 40-50 ppm, bezogen auf die Kohlenstoffkonzentration.Exhaust gas discharged from a diesel engine contains a particulate component in addition to HC, CO and other components. The solid particle component contains 60-70% SOF, 20-30% carbon black and 1-10% sulfates (sulfuric acid or SO ₃ ). SOF contains as its basic component a polycyclic component of a condensed ring structure in which three or more rings, such as a 5-membered or 6-membered ring, of an annular hydrocarbon are bonded to each other, and has a boiling point of not lower than 270 ° C on. Generally, the exhaust gas discharged from the diesel engine contains SOF in an amount within the range of 40-50 ppm based on the carbon concentration.

Was die Feststoffteilchenkomponente betrifft, ist es allgemeine Praxis, diese mit einem Filter zu sammeln. Als ein Dieselrußfilter bzw. Dieselfeinstfilter (DPF: diesel particulate filter) ist zu diesem Zweck ein Filter bekannt, in welchem aufeinanderfolgend eine Beschichtung von α-Aluminiumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2 µm, eine Beschichtung von β-Aluminium oxidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 100 µm und eine Beschichtung von β-Aluminiumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchen größe von 150 µm auf den Zellwandoberflächen einer wabenartigen Struktur aus Cordierit abgeschieden sind, um eine Waschbeschichtung mit einer Vielfalt von Poren, die im Größenbereich von 1000 µm bis 0,5 nm nach innen gerichtet von einer äußeren Oberfläche davon variieren (vgl. offengelegte japanische Patentver öffentlichung Nr. 3-213610), bereitzustellen.As for the particulate component, it is common practice to use it to collect a filter. As a diesel soot filter or diesel ultrafine filter (DPF: diesel particulate filter) a filter is known for this purpose, in which successively coating α-alumina particles with a average particle size of 2 µm, a coating of β-aluminum oxide particles with an average particle size of 100 microns and a Coating β-alumina particles with an average particle size of 150 µm on the cell wall surfaces of a honeycomb structure Cordierite are deposited to form a wash coating with a variety of Pores that range inward from 1000 µm to 0.5 nm in size an outer surface thereof vary (see Japanese Patent Laid-Open publication No. 3-213610).

Als ein Reinigungskatalysator, der HC und CO oxidiert, ist ein Katalysator be kannt, in welchem ein Edelmetall auf einer Trägermatrix wie Aluminiumoxid, Zeolith oder dergleichen getragen bzw. gestützt ist. In einem solchen Katalysator wird unter dem Einfluß der erzeugten Wärme während des Sinterns bzw. Zu sammenbackens des Katalysators das Edelmetall auf der Oberfläche der Träger matrix in der Form von Mikrokugeln fixiert, und kein Edelmetall wird im wesentli chen innen in den Poren der Trägermatrix gefunden. Es wird demgemäß im allgemeinen angenommen, daß Kohlenwasserstoffe (HC) und andere im Abgas enthaltene Komponenten an oxidierenden Punkten der Trägermatrix adsorbiert werden und anschließend infolge einer katalytischen Reaktion mit den Mikroku geln des Edelmetalls zersetzt bzw. oxidiert werden oder durch die Edelmetall- Mikrokugeln adsorbiert und anschließend zersetzt bzw. oxidiert werden.As a purification catalyst that oxidizes HC and CO, a catalyst is be knows in which a noble metal on a carrier matrix such as aluminum oxide, Zeolite or the like is worn or supported. In such a catalyst becomes under the influence of the heat generated during sintering or closing caking the catalyst the precious metal on the surface of the carrier Matrix fixed in the form of microspheres, and no precious metal is essentially Chen found inside in the pores of the carrier matrix. It is accordingly in generally believed that hydrocarbons (HC) and others in the exhaust contained components adsorbed at oxidizing points of the carrier matrix and then due to a catalytic reaction with the micro battery gels of the precious metal are decomposed or oxidized or by the precious metal Microspheres are adsorbed and then decomposed or oxidized.

Auch wenn Dieselfeinstfilter wirkungsvoll Feststoffteilchen einfangen, so können diese jedoch nicht zur Reinigung zersetzt bzw. oxidiert werden und demgemäß müssen die Feststoffteilchen separat verbrannt werden.Even if diesel fine filters effectively capture solid particles, they can however, these are not decomposed or oxidized for cleaning and accordingly the solid particles must be burned separately.

Da das Edelmetall in der Form von Mikrokugeln auf der Oberfläche der Trägerma trix, wie vorgenannt beschrieben, gefunden wird, ist im Fall des vorgenannten Katalysators die Kontaktwirksamkeit zwischen dem Edelmetall und dem Abgas so gering, daß keine hohe katalytische Aktivität erwartet werden kann. Sofern insbesondere relativ große Teilchen, wie Feststoffteilchen, betroffen sind, weist der Katalysator ein Fehlverhalten hinsichtlich der Kontaktwirksamkeit auf. Um auch Nebenprodukte von Sulfaten aus SO₂ im Abgas zu unterdrücken, muß die getragene bzw. gestützte Edelmetallmenge herabgesetzt werden, was aber von einem Vermindern der Fähigkeit, HC, CO und SOF zu oxidieren, begleitet wird.Since the noble metal is found in the form of microspheres on the surface of the support matrix as described above, in the case of the aforementioned catalyst, the contact efficiency between the noble metal and the exhaust gas is so low that high catalytic activity cannot be expected. If, in particular, relatively large particles, such as solid particles, are affected, the catalyst exhibits incorrect behavior with regard to the contact effectiveness. In order to also suppress by-products of sulfates from SO ₂ in the exhaust gas, the amount of precious metal carried or supported must be reduced, but this is accompanied by a reduction in the ability to oxidize HC, CO and SOF.

Im Hinblick auf das Vorgenannte wird erfindungsgemäß eine Trägermatrix mit Mesoporen (1-25 nm), nicht Mikroporen (im allgemeinen 0,5-0,6 nm), wie sie im Zeolith gefunden werden, verwendet, so daß nicht nur HC und CO, sondern auch relativ große Teilchen, wie Feststoffteilchen, zur Reinigung wirkungsvoll oxidiert werden können. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Abgasreinigung durch Oxidation von im Abgas enthaltenen HC-, CO- und SOF-Komponenten bereitgestellt, wobei ein Edelmetall durch eine Trägermatrix mit Mesoporen getragen bzw. gestützt wird und mindestens ein Teil des Edelmetalls innerhalb der bzw. innen in den Mesoporen positioniert bzw. angeordnet ist, und wobei mindestens ein Teil des Abgasstroms durch kontaktkatalytische Oxidation der HC-, CO- und SOF-Komponenten in den Mesoporen gereinigt wird.With regard to the above, a carrier matrix is also used according to the invention Mesopores (1-25 nm), not micropores (generally 0.5-0.6 nm) as they do are found in the zeolite, so that not only HC and CO, but even relatively large particles, such as solid particles, are effective for cleaning can be oxidized. According to the invention, a method for exhaust gas purification through oxidation of HC, CO and SOF components contained in the exhaust gas provided, a noble metal through a support matrix with mesopores is carried and supported and at least part of the precious metal within which is positioned or arranged in the mesopores, and wherein at least part of the exhaust gas stream by contact catalytic oxidation of the HC, CO and SOF components are cleaned in the mesopores.

Gemäß diesem Reinigungsverfahren kann das Ausmaß an der Beseitigung von HC- und anderen Komponenten aus dem Abgas erhöht werden. Auch wenn die Moleküle relativ groß sind, wie SOF in der teilchenförmigen Feststoffkomponen te, können die Moleküle in die Mesoporen gelangen und durch bzw. an den Wänden, welche die Mesoporen definieren, adsorbiert werden. Da die Abgas komponenten äußerlich von den Wänden der Mesoporen umgeben sind und zum Kontakt mit den Edelmetall-Mikrokugeln, welche an den Mesoporenwänden anhaften, neigen, kann die katalytische Reaktion (die Kontaktoxidation) wir kungsvoll unter einer Sauerstoff-angereicherten Atmosphäre (z. B. 3-20% Sauerstoffkonzentration) fortschreiten, auch wenn die getragene Edelmetall menge gering ist.According to this cleaning method, the degree of elimination of HC and other components from the exhaust are increased. Even if the Molecules are relatively large, like SOF in the particulate solid component te, the molecules can get into the mesopores and through or to the Walls that define the mesopores are adsorbed. Because the exhaust components are externally surrounded by the walls of the mesopores and for Contact with the precious metal microspheres, which are on the mesopore walls cling, tend, the catalytic reaction (contact oxidation) we kung under an oxygen-enriched atmosphere (e.g. 3-20% Oxygen concentration) progress even when the precious metal worn quantity is small.

Obwohl in einem solchen Fall eine Diffusion innerhalb der Mesoporen notwendig sein kann, wenn das Abgas Reaktions- oder Adsorptionsoberflächen in den Mesoporen von außen erreicht oder ein Reaktionsprodukt nach außen hin aus den Mesoporen austritt, beruht diese Diffusion innerhalb der Mesoporen hinsicht lich der molekularen Diffusion und der Knudsen-Diffusion hauptsächlich auf der Knudsen-Diffusion und die Rate der katalytischen Reaktion erscheint im wesentli chen durch diese Knudsen-Diffusion bestimmt zu sein.Although in such a case diffusion within the mesopores is necessary can be if the exhaust gas reaction or adsorption surfaces in the Mesopores reached from the outside or a reaction product from the outside exits the mesopores, this diffusion is due to the mesopores Molecular diffusion and Knudsen diffusion mainly on the Knudsen diffusion and the rate of the catalytic reaction appear essentially Chen to be determined by this Knudsen diffusion.

In einem solchen Abgasreinigungsverfahren bringt die Mikroporengröße ein Problem mit sich und die Trägermatrix kann daher irgendein Material sein, vorausgesetzt, daß es Mesoporen aufweist. Mesoporöses Silikat (kristallines Silikat) kann daher vorzugsweise verwendet werden, da es eine relativ ein heitliche Porengröße aufweist und somit vorteilhaft in der selektiven katalyti schen Reaktion verwendet werden kann. Bezüglich der Mesoporengröße in der Trägermatrix ist 2,5-10 nm bevorzugt. Der Grund liegt darin, daß, wenn die Mesoporengröße innerhalb dieses Bereichs liegt, die Aktivität bei einer niedrigen Temperatur, soweit die Reinigung von HC und CO betroffen ist, ausgezeichnet ist, mit einem hohen Reinigungsausmaß, welches sich insbesondere hinsichtlich CO zeigt.In such an exhaust gas purification process, the micropore size introduces Problem with it and therefore the support matrix can be any material provided that it has mesopores. Mesoporous silicate (crystalline Silicate) can therefore preferably be used as it is a relatively one uniform pore size and thus advantageous in the selective catalytic reaction can be used. Regarding the mesopore size in the Carrier matrix is preferred 2.5-10 nm. The reason is that if the Mesopore size is within this range, activity is low Temperature, as far as the cleaning of HC and CO is concerned, excellent is, with a high degree of cleaning, which is particularly in terms of CO shows.

Im Fall der Reinigung eines SO₂-enthaltenden Abgases, wie ein aus einem Dieselmotor ausgestoßenes Abgas, wird bezüglich der zuvor beschriebenen mesoporösen Silikate ein Eisen-enthaltendes Silikat eines Typs, in welchem ein Teil des Kristallgitters von Fe aufgebaut ist, vorteilhaft als Trägermatrix aufgrund der Fähigkeit, eine SO₂-Vergiftung (eine S-Vergiftung) des Katalysators zu verhindern, verwendet.In the case of purifying an SO ₂ -containing exhaust gas, such as an exhaust gas discharged from a diesel engine, an iron-containing silicate of a type in which a part of the crystal lattice of Fe is composed is advantageous as a carrier matrix due to the mesoporous silicates described above Ability to prevent SO ₂ poisoning (S poisoning) of the catalyst used.

Da das Edelmetall im allgemeinen als ein oxidierender Katalysator wirkt, kann das durch die mesoporöse Trägermatrix zu tragende Edelmetall irgendein Material sein und kann vorteilhaft in der Form von Pt, Rh, Ir, Pd oder dergleichen verwen det werden. Von diesen wird vorzugsweise Platin aufgrund seiner Aktivität bei niedriger Temperatur angewendet. Aber nicht nur Pt, sondern aus Pd oder Ir sind ebenfalls wirksam, um die Feststoffteilchen, die SOF als grundlegende bzw. hauptsächliche Komponente enthalten, durch Oxidation wirkungsvoll zu reinigen.Since the noble metal generally acts as an oxidizing catalyst, it can the precious metal to be carried by the mesoporous carrier matrix is any material and can advantageously be used in the form of Pt, Rh, Ir, Pd or the like be det. Of these, platinum is preferred due to its activity low temperature applied. But not just Pt, but made of Pd or Ir also effective to remove the solid particles, the SOF as basic or Main components contain, to be cleaned effectively by oxidation.

Wenn ein Katalysatormaterial unter Verwendung von Pt als das auf der Träger matrix mit den Mesoporen getragene bzw. gestützte Edelmetall hergestellt wird und nachfolgend auf einen wabenartigen Träger beschichtet wird, um einen wabenförmigen Katalysator bereitzustellen, und das Abgas durch den waben artigen Katalysator strömen kann, ist die Menge an getragenem Pt vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,5-2,0 g pro 1 Liter des Trägers. Dies gründet sich darauf, daß die Feststoffteilchen wirkungsvoll durch Zersetzung (Oxidation) gereinigt werden können, während die Bildung von Sulfaten aus SO₂ unterdrückt wird. When a catalyst material is made using Pt as the noble metal supported on the support matrix with the mesopores and subsequently coated on a honeycomb support to provide a honeycomb catalyst and the exhaust gas can flow through the honeycomb catalyst the amount of Pt carried preferably within the range of 0.5-2.0 g per 1 liter of the carrier. This is based on the fact that the solid particles can be effectively cleaned by decomposition (oxidation) while suppressing the formation of sulfates from SO ₂ .

Wie zuvor erörtert, kann ein derart hergestellter Katalysator, in welchem das Metall mit einer katalytischen oxidierenden Funktion durch die Trägermatrix mit den Mesoporen derart getragen wird, daß ein Teil des Metalls innen in den Mesoporen positioniert sein kann und den Kontakt der Abgase mit dem Katalysa tor bewirkt, zur Oxidation der Abgase führen, um letztere zu reinigen. Das Metall mit der katalytischen oxidierenden Funktion wird vorzugsweise in der Form eines Edelmetalls verwendet.As previously discussed, a catalyst thus prepared in which the Metal with a catalytic oxidizing function with the support matrix the mesopores is carried in such a way that part of the metal inside the Mesopores can be positioned and the contact of the exhaust gases with the catalytic converter Tor causes the exhaust gases to oxidize in order to clean them. The metal with the catalytic oxidizing function is preferably in the form of a Precious metal used.

Die Abscheidung des Edelmetalls oder des Metalls mit der katalytischen oxidie renden Funktion auf der Trägermatrix mit den Mesoporen kann durch die Ver wendung irgendeines bekannten Verfahrens durchgeführt werden, wie z. B. ein Sprüh-Trocknungsverfahren, in welchem eine Aufschlämmung, die durch Mi schen des Katalysatormetalls mit der Trägermatrix hergestellt und rasch getrock net wird, während sie ver- bzw. gesprüht wird, ein Verdampfungs-Trocken verfahren, in welchem die Aufschlämmung getrocknet wird, bis ein darin enthal tenes Lösungsmittel vollständig verdampft ist, oder ein Imprägnierungsverfahren.Precipitation of precious metal or metal with catalytic oxidie renden function on the carrier matrix with the mesopores can by the Ver using any known method such as e.g. B. a Spray drying process in which a slurry produced by Mi produced the catalyst metal with the support matrix and quickly dried is evaporated dry while it is being sprayed or sprayed procedure in which the slurry is dried until it contains one solvent is completely evaporated, or an impregnation process.

Da hinsichtlich der Reinigung durch Oxidation von im Abgas enthaltenem HC, CO und SOF das Metall mit der katalytischen oxidierenden Funktion, wie z. B. ein Edelmetall, durch die Trägermatrix mit Mesoporen gestützt bzw. getragen wird, wobei ein Teil davon innen in den Mesoporen positioniert ist, und bewirkt wird, daß das Abgas das Metall derart kontaktiert, daß ein Teil des Abgases in die Mesoporen eingeführt werden kann, um zuzulassen, daß HC, CO und SOF oxidiert und durch einen kontaktkatalytischen Vorgang gereinigt werden, kann daher erfindungsgemäß nicht nur eine hohe Oxidationsaktivität bzw. Oxidations leistung erhalten werden, um die SOF mit einem hohen Siedepunkt zu zersetzen bzw. zu oxidieren, sondern HC und CO können ebenfalls bei einer niedrigen Temperatur zersetzt bzw. oxidiert werden.As for cleaning by oxidation of HC contained in the exhaust gas, CO and SOF the metal with the catalytic oxidizing function, such as. B. a Precious metal, supported or carried by the carrier matrix with mesopores, part of which is positioned inside the mesopores, causing that the exhaust gas contacts the metal so that part of the exhaust gas in the Mesopores can be introduced to allow HC, CO and SOF can be oxidized and cleaned by a contact catalytic process therefore not only a high oxidation activity or oxidation according to the invention power to decompose the SOF with a high boiling point or to oxidize, but HC and CO can also at a low Temperature decomposed or oxidized.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden durch die Beschreibung der bevor zugten Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen näher erläutert. The present invention is hereinafter described by the description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings explained in more detail.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die den Abgasreinigungsgrad zeigt, welcher sich durch das erfindungsgemäße Verfahren als ein Ergebnis der mit einem Fahrzeug durchgeführten bordseitigen Tests ergibt. Fig. 1 is a graph showing the exhaust gas purification degree which is obtained as a result of the carried out with a vehicle on-board testing by the inventive method.

Fig. 2 ist eine zu Fig. 1 ähnliche graphische Darstellung, die den Abgas reinigungsgrad zeigt, welcher sich durch ein in einem Vergleichsbeispiel verwen detes Verfahren als Ergebnis der mit einem Fahrzeug durchgeführten bordseiti gen Tests ergibt. Fig. 2 is a graph similar to Fig. 1, showing the exhaust gas purification degree, which results from a method used in a comparative example as a result of the on-board tests performed on a vehicle.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, welche die in den Beispielen und Ver gleichsbeispielen hinsichtlich der T-50 durchgeführten Prüfstandtests ("rig tests") (simulierte Tests), verbunden mit der Reinigung von HC- und CO-Kompo nenten, zeigt. FIG. 3 is a graphical representation showing the rig tests performed in the examples and comparative examples with respect to the T-50 (simulated tests) associated with the cleaning of HC and CO components.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, welche zeigt, wie die Menge an getrage nem Pt die T-50 in den Beispielen beeinflußt. Fig. 4 is a graph showing how the amount of Pt carried affects the T-50 in the examples.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die den Abgasreinigungsgrad zeigt, der sich in den Beispielen, in welchen Pt, Pd, Ir bzw. Rh als Edelmetall verwendet werden, als ein Ergebnis der mit einem Fahrzeug durchgeführten bordseitigen Tests ergibt. FIG. 5 is a graph showing the degree of exhaust gas purification that results in the examples in which Pt, Pd, Ir, and Rh are used as the noble metal as a result of on-board tests performed on a vehicle.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse hinsichtlich der T-50 durchgeführten Prüfstandtests (simulierte Tests), verknüpft mit der Reinigung von HC- und CO-Komponenten, in den Beispielen, in welchen Pt, Pd, Ir bzw. Rh als Edelmetall verwendet werden, zeigt. Figure 6 is a graphical representation showing the results of the T-50 bench test (simulated tests) associated with the cleaning of HC and CO components in the examples in which Pt, Pd, Ir and Rh, respectively Precious metal used shows.

Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.The following are the preferred embodiments of the present Invention described.

Preparation of the catalyst example 1

Ein Pulver eines Fe-enthaltenden mesoporösen Silikats mit Mesoporen (ein poröses Material eines kristallinen Silikats, das Fe enthält und ferner eine Meso porengröße von 2,5 nm aufweist, wobei das Verhältnis von Si bezogen auf Fe, d. h. Si/Fe, 200 beträgt) wurde durch Verwendung eines Hydrothermal-Synthese- Verfahrens hergestellt. Die Porengrößeneinstellung hinsichtlich der Mesoporen in dem mesoporösen Silikat wurde unter Verwendung einer organischen Base als Templat durchgeführt.A powder of an Fe-containing mesoporous silicate with mesopores (a porous material of a crystalline silicate containing Fe and also a meso pore size of 2.5 nm, the ratio of Si based on Fe, d. H. Si / Fe, 200 is) by using a hydrothermal synthesis Process manufactured. The pore size setting with regard to the mesopores in the mesoporous silicate was used as an organic base Templat performed.

Genauer ausgedrückt wurden kolloidales Siliciumdioxid, Eisennitrat, Tetradecyltri methylammoniumbromid (Templat) und deionisiertes Wasser miteinander ge mischt und ausreichend bei Raumtemperatur für 3 Stunden gerührt. Nach dieser Zeit wurde NaOH zugegeben, um den pH-Wert auf 9 bis 11 (vorzugsweise 9,5 bis 10) einzustellen. Zur Herstellung des Gemisches wurden kolloidales Silicium dioxid, Eisennitrat und Tetradecyltrimethylammoniumbromid in solchen Mengen verwendet, daß die Menge an Eisen und die Menge an Templat innerhalb des Bereichs von 0,005-0,05 Molen bzw. innerhalb des Bereichs von 1-4 Molen, bezogen auf 1 Mol Si, sein konnte und eine geeignete Menge an deionisiertem Wasser wurde zur pH-Einstellung mit NaOH gemischt.More specifically, colloidal silicon dioxide, iron nitrate, tetradecyltri were methylammonium bromide (template) and deionized water together mixes and stirred sufficiently at room temperature for 3 hours. After this NaOH was added over time to adjust the pH to 9-11 (preferably 9.5 to 10). Colloidal silicon was used to produce the mixture Dioxide, iron nitrate and tetradecyltrimethylammonium bromide in such quantities used that the amount of iron and the amount of template within the Range of 0.005-0.05 moles or within the range of 1-4 moles, based on 1 mole of Si, and an appropriate amount of deionized Water was mixed with NaOH to adjust the pH.

Die resultierende Lösung wurde in einen Autoklaven gebracht und bei 120°C für 14-20 Stunden erwärmt. Da bei diesem Verfahren das mesoporöse Silikat hergestellt wurde, wurde die erwärmte Lösung nachfolgend einem Zentrifugal verfahren unterworfen, um ein Pulver (mesoporöses Silikat) von dem Lösungs mittel abzutrennen. Anschließend wurde das Pulver ausreichend mit deionisier tem Wasser gewaschen. Das resultierende Pulver wurde anschließend bei 400°C gesintert (gebacken), um das angestrebte mesoporöse Silikat bereitzustellen.The resulting solution was placed in an autoclave and at 120 ° C for Warmed for 14-20 hours. Because the mesoporous silicate is used in this process was prepared, the heated solution was then centrifuged process subjected to a powder (mesoporous silicate) from the solution detach medium. The powder was then sufficiently deionized washed water. The resulting powder was then at 400 ° C sintered (baked) to provide the desired mesoporous silicate.

Es muß festgestellt werden, daß der Typ und die Menge des zu dem kolloidalen Siliciumdioxid zuzugebenden Templats abhängig von der gewünschten Größe der Mesoporen modifiziert werden kann und/oder das Hydrothermalsynthese-Verfah ren, z. B. bei 120°C für 72 Stunden, durchgeführt werden kann.It must be noted that the type and amount of colloidal Silicon dioxide to be added depending on the desired size of the Mesopores can be modified and / or the hydrothermal synthesis process ren, e.g. B. at 120 ° C for 72 hours.

Anschließend wurden eine salpetersaure Lösung von P-Salz (Dinitrodiamin platin(II)dichlorid) und das resultierende mesoporöse Silikatpulver miteinander gemischt, gefolgt von einem Sprüh-Trocknungsverfahren, um zu bewirken, daß Pt durch das mesoporöse Silikatpulver getragen bzw. gestützt wird. Durch Waschbeschichten des resultierenden Katalysatorpulvers auf einen waben artigen, monolithischen Träger aus Cordierit wurde ein wabenartiger Katalysator erhalten.A nitric acid solution of P salt (dinitrodiamine platinum (II) dichloride) and the resulting mesoporous silicate powder with each other mixed followed by a spray drying process to cause Pt is carried or supported by the mesoporous silicate powder. By Wash coat the resulting catalyst powder on a honeycomb like, monolithic support made of cordierite became a honeycomb-like catalyst receive.

In dem vorgenannten Katalysator ist der monolithische Träger von einem Typ mit 400 Zellen pro 1 inch² (6,4515 cm²), einem Gewicht innerhalb des Bereichs von 420 bis 450 g, vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 430 oder 440 oder 450 g pro 1 Liter davon. Die Menge des waschbeschichteten Katalysatorpulvers wird derart gewählt, daß sie 30 Gew.-%, bezogen auf den Träger beträgt, so daß die Menge an getragenem Pt 0,1 g/l des wabenartigen Trägers sein kann. Wenn die Menge des waschbeschichteten Katalysatorpulvers 30 Gew.-% beträgt, liegt die Konzentration an Pt im beschichteten Katalysator innerhalb des Bereichs von 0,074-0,08 Gew.-%.In the aforesaid catalyst, the monolithic support is of a type with 400 cells per 1 inch ² (6.4515 cm ² ), a weight within the range of 420 to 450 g, preferably within the range of 430 or 440 or 450 g per 1 Liters of it. The amount of the wash-coated catalyst powder is selected so that it is 30% by weight based on the carrier, so that the amount of Pt carried can be 0.1 g / l of the honeycomb-like carrier. When the amount of the wash coated catalyst powder is 30% by weight, the concentration of Pt in the coated catalyst is within the range of 0.074-0.08% by weight.

Example 2

In diesem Beispiel wurde der Katalysator in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, daß die Menge an getragenem Pt derart gewählt wurde, daß sie 0,5 g/l betrug.In this example, the catalyst was made in a similar manner to that in Example 1, except that the amount of Pt carried was chosen such that it was 0.5 g / l.

Example 3

In diesem Beispiel wurde der Katalysator in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, daß die Menge an getragenem Pt derart gewählt wurde, daß sie 1,0 g/l betrug.In this example, the catalyst was made in a similar manner to that in Example 1, except that the amount of Pt carried was chosen such that it was 1.0 g / l.

Example 4

In diesem Beispiel wurde der Katalysator in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, daß die Menge an getragenem Pt derart gewählt wurde, daß sie 2,0 g/l betrug.In this example, the catalyst was made in a similar manner to that in Example 1, except that the amount of Pt carried was chosen such that it was 2.0 g / l.

Example 5

In diesem Beispiel wurde der Katalysator in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, daß die Menge an getragenem Pt derart gewählt wurde, daß sie 3,0 g/l betrug.In this example, the catalyst was made in a similar manner to that in Example 1, except that the amount of Pt carried was chosen such that it was 3.0 g / l.

Example 6

In diesem Beispiel wurde das mesoporöse Silikat hergestellt, ohne Eisennitrat zu verwenden, und Pt wurde auf der Matrix in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 1 getragen. Die Menge an getragenem Pt wurde derart gewählt, daß sie 0,1 g/l betrug.In this example, the mesoporous silicate was made without iron nitrate use, and Pt was on the matrix in a similar manner as in Example 1 worn. The amount of Pt carried was chosen to be 0.1 g / l scam.

Example 7

In diesem Beispiel wurde der Katalysator in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 6 hergestellt, außer, daß die Menge an getragenem Pt derart gewählt wurde, daß sie 0,5 g/l betrug.In this example, the catalyst was made in a similar manner to that in Example 6, except that the amount of Pt carried was chosen such that it was 0.5 g / l.

Example 8

In diesem Beispiel wurde der Katalysator in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 6 hergestellt, außer, daß die Menge an getragenem Pt derart gewählt wurde, daß sie 1,0 g/l betrug.In this example, the catalyst was made in a similar manner to that in Example 6, except that the amount of Pt carried was chosen such that it was 1.0 g / l.

Comparative Examples 1-6

Es wurden jeweils Pulver von Aluminiumoxid, Ceroxid, ZSM-5 (MFI) und β- Zeolith hergestellt und Pt wurde von diesen Pulvern in einer ähnlichen Weise wie in den voranstehenden Beispielen getragen. Die resultierenden Katalysatorpulver wurden auf ähnlichen monolithischen Trägern waschbeschichtet. Die jeweiligen Mengen an getragenem Pt sind wie folgt.Powders of aluminum oxide, cerium oxide, ZSM-5 (MFI) and β- Zeolite was manufactured and Pt was made from these powders in a similar manner as worn in the examples above. The resulting catalyst powder were wash coated on similar monolithic supports. The respective Amounts of Pt carried are as follows.

Es muß festgestellt werden, daß die Menge an enthaltenen Verunreinigungen in jedem der Katalysatoren und den Katalysatoren, wie sie nachstehend aufgeführt werden, nicht mehr als 1% beträgt.It must be noted that the amount of impurities contained in each of the catalysts and the catalysts as listed below be no more than 1%.

Exhaust gas cleaning Determination of the extent of exhaust gas cleaning on a vehicle

Jeder der Katalysatoren gemäß den Beispielen 1 bis 5 und 8 und den Vergleichs beispielen 1 und 3 bis 5 wurde an ein Abgassystem (unter dem Boden) eines Fahrzeugs mit einem 1800 cm³ Hubraum-Dieselmotor angebracht und verwen det, um das Abgas unter einem ECE-Modus zu reinigen. Es wurde das Ausmaß bzw. der Grad geprüft, in welchem HC, CO und Feststoffteilchen (im folgenden als PM bezeichnet), welche im Abgas enthalten sind, während des gesamten ECE-Modus beseitigt wurden. Der Beseitigungsgrad, der durch den Katalysator in jedem der Beispiele und in jedem der Vergleichsbeispiele erreicht wurde, ist in Fig. 1 bzw. Fig. 2 gezeigt. Es muß festgestellt werden, daß der Beseitigungsgrad hinsichtlich PM sowohl auf SOF als auch Sulfate bezogen ist und unter Aus schließen von Ruß berechnet ist. In Fig. 1 und ebenfalls in Fig. 3 steht Fe-MPM für das mesoporöse Silikat, welches Fe enthält, und MPS für das mesoporöse Silikat, das kein Fe enthält. Each of the catalysts examples according to Examples 1 to 5 and 8 and the comparative 1 and 3 to 5 was ³ displacement diesel engine mounted on an exhaust system (at the bottom) of a vehicle with a 1800 cm and det USAGE to the exhaust gas at an ECE Mode to clean. The extent to which HC, CO and particulate matter (hereinafter referred to as PM) contained in the exhaust gas was removed during the entire ECE mode was checked. The removal rate that has been achieved through the catalyst in each of Examples and each of Comparative Examples, is shown in Fig. 1 and Fig. 2. It must be noted that the degree of elimination with respect to PM is related to both SOF and sulfates and is calculated with the exclusion of soot. In FIG. 1 and also in FIG. 3, Fe-MPM stands for the mesoporous silicate which contains Fe and MPS for the mesoporous silicate which contains no Fe.

Bezogen auf Fig. 1 und 2 ist es klar, daß jedes der voranstehenden Beispiele einen höheren Beseitigungsgrad von irgendeinem von HC, CO und PM gezeigt hat, als der von irgendeinem der vorhergehenden Vergleichsbeispiele gezeigte. Dies veranschaulicht, daß das Einführen eines Teils des Abgasstromes in die Mesoporen, wenn Pt durch das mesoporöse Silikat getragen wird, wobei ein Teil davon innen in den Mesoporen positioniert ist, in der Tat wirkungsvoll ist.Referring to Figs. 1 and 2, it is clear that each of the preceding examples has shown a higher level of elimination of any of HC, CO and PM than that of any of the previous comparative examples. This illustrates that introducing part of the exhaust gas flow into the mesopores when Pt is carried through the mesoporous silicate, with part of it positioned inside the mesopores, is indeed effective.

Soweit der Beseitigungsgrad hinsichtlich HC betroffen ist, zeigt Vergleichsbei spiel 5, in welchem die verwendete Trägermatrix aus ZSM-5 mit einer Pt-Menge von 2,0 g/l hergestellt wurde, einen relativ hohen Beseitigungsgrad hinsichtlich HC, aber jedes der Beispiele 2 und 3, in welchen die Menge an verwendetem Pt bei weitem geringer ist, als die in Beispiel 5, zeigt einen verhältnismäßig hohen Beseitigungsgrad hinsichtlich HC.As far as the degree of elimination with regard to HC is concerned, comparison shows game 5, in which the carrier matrix used from ZSM-5 with a Pt amount of 2.0 g / l was produced, a relatively high degree of elimination in terms of HC, but each of Examples 2 and 3, in which the amount of Pt used is far less than that in Example 5, shows a relatively high Degree of elimination with regard to HC.

Ein Vergleich der Ergebnisse, die mit Beispielen 1 bis 5 verbunden sind, scheint anzudeuten, daß der Beseitigungsgrad der Abgaskomponenten im wesentlichen mit dem Anstieg der Menge an Pt, das durch das mesoporöse Silikat getragen wird, ansteigt. Wenn jedoch die Menge an verwendetem Pt 0,5 g/l überschreitet, kann kein weiterer Anstieg bezüglich des Reinigungsgrads erwartet werden, und der Beseitigungsgrad hinsichtlich PM ist eher erniedrigt, wenn die Menge an verwendetem Pt 2,0 g/l überschreitet. Demgemäß kann abgeleitet werden, daß die Menge an zu verwendendem Pt vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 2,0 g/l und mehr bevorzugt 1,0 bis 2,0 g/l beträgt.A comparison of the results associated with Examples 1 to 5 appears to indicate that the degree of elimination of the exhaust components essentially with the increase in the amount of Pt carried by the mesoporous silicate will increase. However, if the amount of Pt used exceeds 0.5 g / l, no further increase in the degree of cleaning can be expected, and the degree of elimination with respect to PM is rather lowered when the amount of Pt used exceeds 2.0 g / l. Accordingly, it can be deduced that the amount of Pt to be used is preferably within the range of 0.5 to 2.0 g / l, and more preferably 1.0 to 2.0 g / l.

Obwohl die Beispiele 3 und 8 von jedem anderen sich dahingehend unterschei den, ob oder ob nicht ein Teil des Kristallgitters des mesoporösen Silikats Fe umfaßt, zeigt Beispiel 3, in welchem das mesoporöse Silikat Fe enthält, einen höheren Beseitigungsgrad hinsichtlich PM. Obwohl die Beispiele 1 und 2, in welchen das mesoporöse Silikat Fe enthält, Pt in einer Menge verwenden, die geringer ist, als die in Beispiel 8, zeigen beide einen höheren Beseitigungsgrad hinsichtlich PM, als den, welchen Beispiel 8 liefert. Es erscheint demgemäß, daß die Bildung von Sulfaten aus SO₂ vom Abgas wirkungsvoll verhindert werden kann, wenn der Anteil des Kristallgitters des mesoporösen Silikats aus Fe aufge baut ist.Although Examples 3 and 8 differ from each other in whether or not part of the crystal lattice of the mesoporous silicate comprises Fe, Example 3, in which the mesoporous silicate contains Fe, shows a higher degree of elimination with respect to PM. Although Examples 1 and 2, in which the mesoporous silicate contains Fe, use Pt in an amount less than that in Example 8, both show a higher degree of elimination with respect to PM than that which Example 8 provides. It appears accordingly that the formation of sulfates from SO ₂ from the exhaust gas can be effectively prevented if the proportion of the crystal lattice of the mesoporous silicate is built up from Fe.

Test bench evaluation (simulated evaluation) with regard to low temperature activity

Der Katalysator gemäß jedem der Beispiele 1, 2, 6, 7 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 wurde einem Prüfstandtest (simulierter Test) unterworfen, um das "light-off" -Verhalten zu bestimmen, d. h. die T-50 (die Temperatur des Abgases, gemessen am Einlaß des Katalysators, bei welcher 50% Reinigung des Abgases erhalten werden kann) von HC und CO. Das getestete Abgas besaß die folgende Zusammensetzung.
HC: 170 ppm C (C₃H₆-170/3 ppm)
CO: 200 ppm
NO: 170 ppm
O₂ 10%
SO₂ 100 ppm,
Rest: N₂.The catalyst according to each of Examples 1, 2, 6, 7 and Comparative Examples 1 to 6 was subjected to a test bench test (simulated test) to determine the light-off behavior, ie the T-50 (the temperature of the exhaust gas , measured at the inlet of the catalyst, at which 50% purification of the exhaust gas can be obtained) from HC and CO. The exhaust gas tested had the following composition.
HC: 170 ppm C (C ₃ H ₆ -170/3 ppm)
CO: 200 ppm
NO: 170 ppm
O ₂ 10%
SO ₂ 100 ppm,
Rest: N ₂ .

Ergebnisse der Tests sind in Fig. 3 gezeigt. Gemäß der in Fig. 3 gezeigten graphischen Darstellung zeigen die Katalysatoren in den Beispielen ein höheres "light-off"-Verhalten, als die in den Vergleichsbeispielen. Es kann daher leicht festgestellt werden, daß die Verwendung des mesoporösen Silikats als Träger matrix für Pt in einem Anstieg hinsichtlich der Niedertemperatur-Aktivität resul tieren kann.Results of the tests are shown in Fig. 3. According to the graphical representation shown in FIG. 3, the catalysts in the examples show a higher "light-off" behavior than those in the comparative examples. It can therefore be easily determined that the use of the mesoporous silicate as a carrier matrix for Pt can result in an increase in low-temperature activity.

Influence of the amount of Pt used

Bezüglich dem wabenartigen Katalysator, ähnlich zu den Beispielen, in welchen das Fe-enthaltende mesoporöse Silikat verwendet wurde, wurde die T-50 von HC und CO anhand eines Prüfstandtests (simulierten Tests) bewertet, in wel chem die Menge an Pt, das auf bzw. von dem Fe-enthaltenden mesoporösen Silikat getragen wird, variiert wurde. Das getestete Abgas hatte die gleiche Zusammensetzung wie zuvor aufgeführt.Regarding the honeycomb-like catalyst, similar to the examples in which the Fe-containing mesoporous silicate was used, the T-50 by HC and CO evaluated using a test bench test (simulated tests), in which chem the amount of Pt that is on or from the Fe-containing mesoporous Silicate is worn, was varied. The exhaust gas tested had the same Composition as listed before.

Die Ergebnisse der Tests sind in Fig. 4 gezeigt. Es zeigt sich, daß die T-50 mit einem Anstieg der verwendeten Pt-Menge erniedrigt wird und daß, wenn die Menge an Pt 0,5 g/l überschreitet, die Niedertemperatur-Aktivität des Katalysa tors herabgesetzt ist.The results of the tests are shown in Fig. 4. It can be seen that the T-50 is lowered with an increase in the amount of Pt used, and that when the amount of Pt exceeds 0.5 g / l, the low-temperature activity of the catalyst is lowered.

Influence of the mesopore size

Verschiedene Fe-enthaltende mesoporöse Silikate mit Mesoporen von verschie dener Porengröße wurden hergestellt und Katalysatoren, ähnlich zu den in den vorgenannten Beispielen, wurden unter Verwendung der jeweiligen Fe-enthalten den mesoporösen Silikaten hergestellt. Die resultierenden Katalysatoren wurden getestet, um den Reinigungsgrad hinsichtlich HC, CO und PM zu bestimmen, in einer ähnlichen Weise zu dem Verfahren, das unter "Bestimmung des Ausmaßes der Abgasreinigung an einem Fahrzeug", wie vorgenannt diskutiert, verwendet wurde, und um ebenfalls die T-50 von HC und CO zu bestimmen, in einer ähnlichen Weise zu dem Verfahren, das unter "Prüfstandbewertung (simulierte Bewertung) hinsichtlich der Niedertemperatur-Aktivität" verwendet wurde. Die Menge an verwendetem Pt in jedem der getesteten Katalysatoren betrug 1,0 g/l. Die Ergebnisse der Tests sind in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt. In der Tabelle 1 ist der Reinigungsgrad hinsichtlich PM, bezogen auf SOF, Sulfat und Ruß, berechnet.Various Fe-containing mesoporous silicates with various mesopores whose pore size was prepared and catalysts similar to those in the the aforementioned examples were included using the respective Fe the mesoporous silicates. The resulting catalysts were tested to determine the degree of purification in terms of HC, CO and PM, in a similar way to the procedure described in "Determination of Extent exhaust gas purification on a vehicle ", as discussed above and to determine the T-50 of HC and CO in one Similar way to the procedure, which was simulated under "test bench evaluation ( Evaluation) with regard to the low-temperature activity " The amount of Pt used in each of the catalysts tested was 1.0 g / l. The results of the tests are shown in Table 1 below. In the Table 1 is the degree of purification with respect to PM, based on SOF, sulfate and Soot, calculated.

Tabelle 1Table 1

Gemäß der vorstehenden Tabelle 1 steigt die T-50 mit einem Anstieg in der Porengröße der Mesoporen im Silikat an; Soweit also der Reinigungsgrad betrof fen ist, ist der Reinigungsgrad hinsichtlich HC geringfügig beeinflußt, wenn die Porengröße 2,5 nm überschreitet. Der Reinigungsgrad hinsichtlich CO ist verrin gert, wenn die Porengröße 10 nm überschreitet und der Reinigungsgrad hinsicht lich PM steigt mit einem Anstieg in der Porengröße an. Mit Bezug auf diese Testergebnisse, insbesondere bezüglich der Ergebnisse hinsichtlich des CO- Reinigungsgrads, ist eine Porengröße innerhalb des Bereichs von 2,5-10 nm für den Zweck der vorliegenden Erfindung bevorzugt.According to Table 1 above, the T-50 increases with an increase in Pore size of the mesopores in the silicate; So far as the degree of cleaning concerned fen, the degree of purification with regard to HC is slightly affected if the Pore size exceeds 2.5 nm. The degree of purification with regard to CO is reduced If the pore size exceeds 10 nm and the degree of purification is concerned PM increases with an increase in pore size. With regard to this Test results, especially regarding the results regarding the CO Degree of purification, is a pore size within the range of 2.5-10 nm for preferred the purpose of the present invention.

Use of Pd, Ir and Rh as a precious metal Example 9

Ein Pulver eines mesoporösen Silikats mit Mesoporen von 2,5 nm hinsichtlich der Porengröße, das kein Fe enthält, wurde in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 6 hergestellt. Das Silikatpulver und eine wäßrige salpetersaure Lösung von Dinitrodiaminpalladium (II) wurden miteinander gemischt, gefolgt von einem Sprüh-Trocknungsverfahren, um zu bewirken, daß das Pd durch das mesoporöse Silikatpulver gestützt wird. Durch Waschbeschichten des resultierenden Kataly satorpulvers auf einen wabenartigen monolithischen Träger aus Cordierit wurde ein wabenartiger Katalysator erhalten. Die Menge des Katalysatorpulvers betrug 30 Gew.-%, wie im Fall der voranstehenden Beispiele, und die Menge an auf dem wabenartigen Träger gestützten Pd betrug 1 ,0 g/l, wie im Fall von Beispiel 8. Mit anderen Worten ist der Katalysator in diesem Beispiel ähnlich zu dem in Beispiel 8, außer, daß das in diesem Beispiel verwendete Edelmetall in der Form von Pd anstatt Pt, wie in Beispiel 8, verwendet wurde.A powder of a mesoporous silicate with mesopores of 2.5 nm in terms of Pore size containing no Fe was determined in a similar manner to that in Example 6 manufactured. The silicate powder and an aqueous nitric acid solution of Dinitrodiamine palladium (II) were mixed together, followed by one Spray-drying process to cause the Pd to pass through the mesoporous Silicate powder is supported. By washing coating the resulting Kataly satorpulver on a honeycomb monolithic carrier made of cordierite obtained a honeycomb-like catalyst. The amount of the catalyst powder was 30% by weight as in the case of the preceding examples and the amount of the Pd supported on the honeycomb support was 1.0 g / l as in the case of Example 8. In other words, the catalyst in this example is similar to that in Example 8, except that the noble metal used in this example is in the mold of Pd instead of Pt as used in Example 8.

Example 10

Ein das mesoporöse Silikat umfassendes Katalysatorpulver, das in einer ähnli chen Weise wie in Beispiel 9 hergestellt wurde, mit Ir (Iridiumtrichlorid) darauf getragen, wurde auf einen wabenartigen monolithischen Träger aus Cordierit waschbeschichtet, um dadurch einen wabenartigen Katalysator bereitzustellen. Die Menge an getragenem Ir betrug 1,0 g/l.A catalyst powder comprising the mesoporous silicate, which in a similar Chen prepared as in Example 9, with Ir (Iridium trichloride) on it was carried on a honeycomb monolithic cordierite support wash coated to thereby provide a honeycomb catalyst. The amount of Ir carried was 1.0 g / l.

Example 11

Ein das mesoporöse Silikat umfassende Katalysatorpulver, hergestellt in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 9, mit Rh (Rhodiumnitrat) darauf gestützt, wurde auf einen wabenartigen monolithischen Träger aus Cordierit waschbeschichtet, um dadurch einen wabenartigen Katalysator bereitzustellen. Die Menge an gestütztem Rh betrug 1,0 g/l.A catalyst powder comprising the mesoporous silicate, produced in one similar manner as in Example 9, with Rh (rhodium nitrate) supported thereon wash coated on a honeycomb monolithic cordierite support, to thereby provide a honeycomb type catalyst. The amount of supported Rh was 1.0 g / l.

Determination of the amount of exhaust gas cleaning on the vehicle

Jeder der Katalysatoren gemäß der Beispiele 9 bis 11 wurde in einer ähnlichen Weise, wie zuvor beschrieben, getestet, um den Reinigungsgrad des Abgases am Fahrzeug festzustellen. Die Testergebnisse sind in Fig. 5 zusammen mit dem Ergebnis des bezüglich Beispiel 8 (in welchem das Edelmetall in der Form von Pt verwendet wurde) durchgeführten Tests gezeigt.Each of the catalysts according to Examples 9 to 11 was tested in a similar manner as described above to determine the degree of purification of the exhaust gas on the vehicle. The test results are shown in Fig. 5 together with the result of the test performed on Example 8 (in which the noble metal in the form of Pt was used).

Obwohl der Katalysator gemäß einem der Beispiele 9 und 10, wie in Fig. 5 gezeigt, einen geringeren Reinigungsgrad als der, welcher sich durch den Kataly sator gemäß Beispiel 8 ergibt, zu zeigen scheint, ist soviel PM wie in Beispiel 8 beseitigt worden. Obwohl der Katalysator gemäß Beispiel 11 einen niedrigeren Beseitigungsgrad hinsichtlich HC, CO und PM zeigt, ist PM ebenfalls durch Oxidation gereinigt worden.Although the catalyst according to one of Examples 9 and 10, as shown in FIG. 5, appears to have a lower degree of purification than that which results from the catalyst according to Example 8, as much PM as in Example 8 has been removed. Although the catalyst according to Example 11 shows a lower degree of removal with regard to HC, CO and PM, PM has also been cleaned by oxidation.

Auch wenn Pd, Ir oder Rh als Edelmetall in einer Ausführungsform der vorliegen den Erfindung verwendet werden, kann demgemäß PM (SOF) zufriedenstellend durch Oxidation gereinigt werden. Von diesen sind Pd und Ir wirkungsvoller, um PM durch Oxidation zu reinigen.Even if Pd, Ir or Rh are present as the noble metal in one embodiment of the Accordingly, PM (SOF) can be used satisfactorily in the invention can be cleaned by oxidation. Of these, Pd and Ir are more effective to Clean PM by oxidation.

Der Katalysator gemäß jedem der Beispiele 9 bis 11 wurde einem Prüfstandtest (simulierter Test) unterworfen, um das "light-off"-Verhalten (die T-50 von HC und CO) in einer ähnlichen Weise, wie in den voranstehenden Beispielen, zu bestimmen. Das getestete Abgas besaß die vorgenannte Zusammensetzung. Die Testergebnisse sind in Fig. 6 zusammen mit dem Ergebnis von Beispiel 8 (in welchem das Edelmetall in der Form von Pt verwendet wurde) gezeigt.The catalyst according to each of Examples 9 to 11 was subjected to a bench test (simulated test) to determine the light-off behavior (the T-50 of HC and CO) in a similar manner to that in the previous examples . The exhaust gas tested had the aforementioned composition. The test results are shown in Fig. 6 together with the result of Example 8 (in which the noble metal in the form of Pt was used).

Obwohl die T-50, die der Katalysator gemäß jedem der Beispiele 9 und 10 liefert, höher ist, als die von Beispiel 8, wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist sie etwas niedriger, als die von Beispiel 1, wie in der vorstehenden Tabelle 1 gezeigt ist. Daraus kann abgeleitet werden, daß die Verwendung von Pd oder Ir auf dem mesoporösen Silikat die Niedertemperatur-Aktivität nicht erniedrigt. Es muß festgestellt wer den, daß, soweit Beispiel 11 betroffen ist, keine T-50 gemessen werden konnte, da der Beseitigungsgrad hinsichtlich HC und CO 50% nicht erreichte.Although the T-50 provided by the catalyst according to each of Examples 9 and 10 is higher than that of Example 8 as shown in Fig. 6, it is slightly lower than that of Example 1 as in the above Table 1 is shown. From this it can be deduced that the use of Pd or Ir on the mesoporous silicate does not lower the low temperature activity. It must be established who, as far as Example 11 is concerned, no T-50 could be measured, since the degree of elimination with regard to HC and CO did not reach 50%.

Auch wenn Pd oder Ir, die eine katalytische oxidierende Funktion aufweisen, verwendet werden, kann dennoch das Fe-enthaltende mesoporöse Silikat, in welchem ein Teil des Kristallgitters von Fe aufgebaut ist, als Trägermatrix mit Mesoporen verwendet werden.Even if Pd or Ir, which have a catalytic oxidizing function, can be used, the Fe-containing mesoporous silicate, in which is part of the crystal lattice of Fe, as a carrier matrix Mesopores can be used.

Claims

1. Process for exhaust gas purification by oxidation of contained in the exhaust gas Hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and soluble organi fractions (SOF), with a precious metal from a carrier matrix with Mesopores is carried and at least part of the precious metal is in is positioned within the mesopores, at least part of the Exhaust gas flow through contact catalytic oxidation of HC, CO and SOF Components in the mesopores is cleaned.

2. The method for exhaust gas purification according to claim 1, wherein the carrier matrix with the mesopores is a crystalline silicate with mesopores.

3. A method for exhaust gas purification according to claim 1 or 2, wherein each of the Mesopores has a diameter in the range of 2.5 to 10 nm.

4. A method for exhaust gas purification according to one or more of the claims 1 to 3, the crystalline silicate containing the mesopores containing Fe of the silicate is of a type in which a part of the crystal lattice is made of Fe is constructed.

5. A method for exhaust gas purification according to one or more of the claims 1 to 4, wherein the noble metal at least one metal from the group Pt, Pd and Ir is.

6. The method for exhaust gas purification according to claim 5, wherein the noble metal Pt and wherein a catalyst material which is obtained by depositing Pt is formed on the carrier matrix with the mesopores, on a honeycomb like carrier is coated to a honeycomb catalyst ready deliver, and the amount of Pt carried within the range from 0.5 to 2.0 g per 1 liter of the carrier, and the exhaust gas through the honeycomb-like catalyst is passed through.

7. Process for exhaust gas purification by oxidation of the exhaust gas, wherein be will act that the exhaust gas is a catalyst that has a carrier matrix Mesopores and a metal with a catalytic, oxidizing function comprises, contacted, the metal being carried by the carrier matrix and part of the metal is positioned within the mesopores.

8. The method for exhaust gas purification according to claim 7, wherein the metal with the catalytic oxidizing function is a precious metal.

9. A method for exhaust gas purification according to one or more of the claims 1 to 6, wherein a catalyst material which by separating the Precious metal is formed on the support matrix with the mesopores a carrier is coated, and wherein part of the metal within the Mesoporen is positioned, and wherein the carrier in the exhaust pipe one Diesel engine is arranged.

10. Catalyst for cleaning an exhaust gas, which is hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and soluble organic fractions (SOF) contains, comprising a support matrix having mesopores and minde least a precious metal, with at least part of the precious metal within the mesopores is positioned.

11. The catalyst of claim 10, wherein the mesopore-containing supports matrix is a crystalline silicate.

12. The catalyst of claim 10 or 11, wherein the mesopores one Have diameters in the range from 2.5 to 10 nm.

13. The catalyst of claim 11 or 12, wherein the mesopores have de crystalline silicate is an Fe-containing silicate of a type in which part of the crystal lattice is made of Fe.

14. A catalyst according to one or more of claims 10 to 13, wherein the noble metal is at least one metal from the group Pt, Pd and Ir.