DE19861449B4 - Katalysator für die Reinigung von sauerstoffreichem Abgas, seine Verwendung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Katalysator für die Reinigung von sauerstoffreichem Abgas, seine Verwendung und Verfahren zu seiner Herstellung Download PDF

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Abstract

Katalysator für die Abgas-Reinigung, dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst: ein Substrat und einen auf dem Substrat aufgebrachten katalytischen Überzug, der umfasst: erste Körnchen, die einen porösen Träger enthalten, der mindestens ein erstes Edelmetall, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Platin, Palladium, Rhodium und Iridium, trägt, und zweite Körnchen, die ein erstes Doppeloxid der nachstehend angegebenen allgemeinen Formel (2) enthalten: (La1-xAx)1-αBZrβOδ (2)worin bedeuten: A mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Barium, Kalium und Cäsium, B mindestens ein Übergangselement, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Eisen, Kobalt, Nickel und Mangan, x eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 1 ist, α eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 0,2 ist β eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 3 ist, und δ eine solche Zahl, dass die elektrische Gesamtladung des genannten...

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Katalysator zur Reinigung (Entfernung) von Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickstoffoxiden (NOx), die in dem Abgas von Automobil-Verbrennungsmotoren (vom Benzin-Typ und vom Diesel-Typ) und von Boilern enthalten sind, seine Verwendung und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Katalysator, mit dessen Hilfe es möglich ist, ein sauerstoffreiches Abgas durch Entfernung des in dem sauerstoffreichen Abgas enthaltenen NOx zu reinigen.
  • In den letzten Jahren besteht eine große Nachfrage nach Automobilen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch wegen der Möglichkeit, dass die Erdölquellen erschöpft werden, und wegen der Probleme im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung. Insbesondere besteht eine starke Nachfrage nach ein Magergemisch verbrennenden Automobilen auf dem Gebiet der Benzinmotor-Automobile. Ein solches ein Magergemisch verbrennendes Automobil wird auf der Magergemisch-Seite mit einem möglichst großen Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F) während des Normalbetriebs betrieben, um so ein sauerstoffreiches Luft/Kraftstoff-Gemisch zu verbrennen und dadurch den Anforderungen an einen niedrigeren Kraftstoffverbrauch zu genügen. Im Falle eines sauerstoffreichen (mageren) Luft/Kraftstoff-Gemisches wird der Sauerstoff-Gehalt des Abgases nach der Verbrennung hoch. Wenn man dieses Abgas durch einen konventionellen Drei-Wege-Katalysator strömen lässt, wird die Oxidationswirkung aktiver und die Reduktionswirkung wird inaktiv. Deswegen ist es erwünscht, einen Katalysator zur Verfügung zu stellen, mit dem in ausreichendem Maße NOx auch auf der Magergemisch-Seite, d. h. in einem sauerstoffreichen Abgas, NOx entfernt werden kann durch Reduktion von NOx zu N2.
  • In der JP 5-168860 A wird ein Katalysator beschrieben, der einen porösen Träger aufweist, der Platin und Lanthan trägt. Diese Veröffentlichung beschreibt im einzelnen einen Katalysator mit einem porösen Träger (beispielsweise Aluminiumoxid), der mit Lanthanoxid bedeckt ist, und das Platin des Katalysators befindet sich auf diesem Lanthanoxid. In dieser Veröffentlichung wird angenommen, dass auf der Magergemisch-Seite (A/F = 23) das NOx auf dem Lanthanoxid dieses Katalysators teilweise adsorbiert wird und dass unter den Bedingungen in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses NOx, das daran adsorbiert worden ist, sich zu dem Pt bewegt (d. h. ein umgekehrtes Überlaufen auftritt) und dann durch ein reduzierendes Gas (CO, H2 und HC) zu N2 reduziert wird.
  • In der EP 0589393 A2 wird ein Verfahren zum Reinigen eines sauerstoffreichen Abgases durch Verwendung eines Katalysators beschrieben, der umfasst (i) mindestens ein Edelmetall, ausgewählt aus Platin und Palladium, (ii) Barium und (iii) mindestens ein Metall, ausgewählt aus Alkalimetallen, Eisen, Nickel, Kobalt und Magnesium. Die Komponenten (i), (ii) und (iii) dieses Katalysators sind auf einen Träger aufgebracht, der aus einer porösen Substanz besteht.
  • In der JP 9-86928 A werden ein A-Stellen-Defizit-Perovskit-Doppeloxid und ein unter Verwendung dieses Doppeloxids hergestellter Katalysator beschrieben. Dieses Doppeloxid wird dargestellt durch die allgemeine Formel A1-αBO3-δ, worin A für mindestens einen Vertreter aus der Gruppe der Alkalimetall-Elemente, Erdalkalimetall-Elemente, der Seltenen Erdmetall-Elemente, Y, Bi und Pb, B für ein 3d-Übergangsmetall-Element und/oder Al stehen, α größer als 0 und kleiner als 0,2 ist und δ 0 bis 1 beträgt.
  • Die DE 2710765 A beschreibt einen Katalysator für die katalytische Oxidation von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid sowie für die katalytische Reduktion von Stickstoffoxiden. Der Katalysator umfasst ein Substrat mit einem darauf aufgebrachten Überzug, der einen porösen Träger und ein Edelmetall aus der Gruppe Pt, Au, Ag, Rh, Ru, Pd, In und Os umfasst. Der Überzug enthält weiterhin ein Basismetall wie beispielsweise La, Ba, Fe, Co, Ni, Mn oder Zr. Mindestens zwei der Metalle können in Form einer Perovskit-Verbindung vorliegen.
  • Die EP 0532024 A1 beschreibt einen Katalysator für die katalytische Reduktion von Stickstoffoxiden unter Verwendung eines Kohlenwasserstoffes und/oder einer organischen Sauerstoffverbindung als Reduktionsmittel, wobei der Katalysator eine Perovskit-Verbindung umfasst, die auf einem Träger aufgebracht ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Katalysator zum Reinigen eines Abgases bereitzustellen, der ein verbessertes NOx-Absorptionsvermögen aufweist und in der Lage ist, das in einem sauerstoffreichen Abgas enthaltene NOx auch nach dem Hindurchströmen eines Abgases mit einer hohen Temperatur für einen langen Zeitraum durch den Katalysator zu reinigen (zu entfernen). Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Katalysators sowie seine Verwendung bereitzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Katalysator für die Abgasreinigung bereit. Dieser Katalysator weist ein Substrat und einen darauf aufgebrachten katalytischen Überzug auf. Dieser katalytische Überzug umfasst erste und zweite Körnchen. Die ersten Körnchen enthalten einen porösen Träger, der mindestens ein erstes Edelmetall, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Platin, Palladium, Rhodium und Iridium, trägt. Die zweiten Körnchen enthalten ein erstes Doppeloxid, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel (2): (La1-xAx)1-αBZrβOδ (2) worin bedeuten:
    A mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Barium, Kalium und Cäsium,
    B mindestens ein Übergangselement, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Eisen, Kobalt, Nickel und Mangan,
    x eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 1 ist,
    α eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 0,2 ist
    β eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 3 ist, und
    δ eine solche Zahl, dass die elektrische Gesamtladung des ersten Doppeloxids 0 wird.
  • Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung dieses Katalysators zum Reinigen eines Abgases aus einem Verbrennungsmotor, der alternierend mit einem ersten Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 10,0 bis 14,7 und mit einem zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 15,0 bis 50,0 betrieben wird.
  • Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die Abgas-Reinigung bereit, der ein Substrat und einen auf dem Substrat aufgebrachten katalytischen Überzug umfasst. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
    • (a) Herstellung einer Mischung, die umfasst ein erstes Pulver, das einen porösen Träger enthält, der mindestens ein erstes Edelmetall, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Platin, Palladium, Rhodium und Iridium, trägt; und ein zweites Pulver, das ein erstes Doppeloxid der nachstehend angegebenen allgemeinen Formel (2) enthält: (La1-xAx)1-αBZrβOδ (2) worin bedeuten: A mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Barium, Kalium und Cäsium, B mindestens ein Übergangselement, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Eisen, Kobalt, Nickel und Mangan, x eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 1 ist, α eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 0,2 ist, β eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 3 ist, und δ eine solche Zahl, dass die elektrische Gesamtladung des ersten Doppeloxids 0 wird;
    • (b) Herstellung einer Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser zu der Mischung;
    • (c) Aufbringen der Aufschlämmung auf das Substrat in der Weise, dass auf dem Substrat ein Vorläufer des katalytischen Überzugs gebildet wird; und
    • (d) Brennen des Vorläufer-Überzugs unter Bildung des katalytischen Überzugs.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Im allgemeinen besteht beim Durchgang eines Abgases mit einer hohen Temperatur für einen langen Zeitraum durch konventionelle Katalysatoren (beispielsweise den obengenannten Katalysator gemäß JP 5-168 860 A ) die Tendenz, dass diese Katalysatoren schlechter werden in bezug auf das NOx-Absorptions- oder -Adsorptions-Vermögen. Wenn einmal ein solcher Katalysator in bezug auf sein NOx-Absorptionsvermögen schlechter geworden ist, kann ein Motor mit diesem Katalysator nicht mehr auf der Magergemisch-Seite für einen langen Zeitraum betrieben werden wegen des unzureichenden NOx-Absorptionsvermögens. Wenn dieser Motor auf diese Weise betrieben wird, wird schädliches NOx direkt in die Atmosphäre ausgestoßen. Im Gegensatz dazu ist der obengenannte erfindungsgemäße Katalysator verbessert in bezug auf das NOx-Absorptionsvermögen und in bezug auf seine Fähigkeit, NOx, das in einem sauerstoffreichen Abgas enthalten ist, auch nach dem Durchgang eines Abgases mit einer hohen Temperatur für einen langen Zeitraum durch den Katalysator reinigen (entfernen) zu können. Deshalb kann ein Motor mit einem solchen Katalysator über einen langen Zeitraum hinweg auf der Magergemisch-Seite betrieben werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Katalysators; und
  • 2 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts A der 1.
  • Der erfindungsgemäße Katalysator enthält das erste Doppeloxid der oben angegebenen allgemeinen Formel (2). Es wird angenommen, dass dies dazu beiträgt, die Abnahme der spezifischen Oberflächengröße des ersten Doppeloxids zu verhindern, selbst nach dem Hindurchströmen eines Abgases mit einer hohen Temperatur für einen langen Zeitraum durch den Katalysator, und dass dadurch der Katalysator in bezug auf sein NOx-Absorptionsvermögen verbessert wird.
  • Der erfindungsgemäße Katalysator enthält das mindestens eine erste Edelmetall (d. h. Pt, Pd, Rh und/oder Ir). Dieses Edelmetall ist in der Lage, ein Abgas eines Motors unter den Bedingungen in der Nähe der stöchiometrischen Bedingungen zu reinigen.
  • Außerdem weist der Katalysator auch ein verbessertes NOx-Absorptionsvermögen auf als Folge der gleichzeitigen Anwesenheit des mindestens einen ersten Edelmetalls zusammen mit dem ersten Doppeloxid.
  • Der poröse Träger kann aus mindestens einem Material, ausgewählt aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid (d. h. einem Doppeloxid aus Siliciumdioxid und Aluminiumoxid) und Zeolith hergestellt sein. Diese Materialien weisen eine überlegene Wärmebeständigkeit auf und dadurch wird das mindestens eine erste Edelmetall, das sich auf dem porösen Träger befindet, darauf besser dispergiert selbst nach der Hindurchleitung eines Abgases mit einer hohen Temperatur für einen langen Zeitraum durch den Katalysator. Das NOx kann daher unter den stöchiometrischen Bedingungen beispielsweise durch Palladium und/oder Rhodium ausreichend gereinigt (entfernt) werden. Es ist besonders bevorzugt, als porösen Träger aktiviertes Aluminiumoxid zu verwenden. Außerdem ist es optional, ein Element der Seltenen Erden oder Zirkonium dem porösen Träger zuzusetzen, um die wärmebeständige spezifische Oberflächengröße des porösen Trägers zu erhöhen. Vorzugsweise wird der Träger in einer Menge von 50 bis 300 g pro Liter Substrat verwendet.
  • Der katalytische Überzug kann eine erste und eine zweite katalytische Schicht aufweisen. In diesem Fall wird die erste katalytische Schicht auf dem Substrat erzeugt und sie enthält die zweiten Körnchen, und die zweite katalytische Schicht wird auf der ersten Schicht gebildet und enthält die ersten Körnchen. Mit diesem katalytischen Überzug erhält der Katalysator ein verbessertes NOx-Absorptionsvermögen auf der Magergemisch-Seite und ein verbessertes Reinigungs(Entfernung)-Vermögen für NOx, das in dem Katalysator auf der Magergemisch-Seite absorbiert worden ist und dann unter den stöchiometrischen Bedingungen daraus freigesetzt wird. Der Grund dafür ist, wie angenommen wird, folgender: wenn der obengenannte katalytische Zwei-Schichten-Überzug verwendet wird, erreicht ein unbehandeltes Abgas, das eine verhältnismäßig große Menge an Kohlenwasserstoffen (HC) enthält, zuerst die zweite Schicht und dann werden seine HC durch die zweite katalytische Schicht im wesentlichen gereinigt (entfernt). Danach erreicht das resultierende Abgas, das eine verhältnismäßig geringe Menge HC enthält, die erste Schicht. Dann wird eine größere Menge NOx, die in diesem Abgas enthalten ist, in dem ersten Doppeloxid der ersten Schicht absorbiert oder an diesem adsorbiert, da zusammen mit dem NOx eine verhältnismäßig geringe Menge HC vorliegt. Wenn dagegen ein unbehandeltes Abgas direkt mit dem ersten Doppeloxid in Kontakt gebracht wird, wird eine geringere Menge NOx in dem ersten Doppeloxid absorbiert, da eine verhältnismäßig große Menge HC in dem unbehandelten Abgas enthalten ist. Durch Verwendung des katalytischen Zwei-Schichten-Überzugs wird NOx aus dem ersten Doppeloxid der ersten Schicht unter den stöchiometrischen Bedingungen freigesetzt, erreicht dann die zweite Schicht und wird dann auf der zweiten Schicht mit einem anderen unbehandelten Abgas, das eine verhältnismäßig große Menge HC (reduzierendem Gas) enthält, in Kontakt gebracht. Deshalb wird dieses freigesetzte NOx wirksam gereinigt (entfernt).
  • Der katalytische Überzug kann außerdem dritte Körnchen enthalten, die ein zweites Doppeloxid umfassen, das Cer und Zirkonium enthält. Dadurch ist es möglich, die Sinterung der Edelmetalle zu unterdrücken, die durch das Hindurchströmen eines Abgases mit einer hohen Temperatur für einen langen Zeitraum durch den Katalysator hervorgerufen wird. Deshalb wird der Katalysator weiter verbessert in bezug auf sein NOx-Absorptionsvermögen und in bezug auf seine Fähigkeit, das freigesetzte NOx zu reinigen (zu entfernen). Das zweite Doppeloxid kann auf seiner Oberfläche mindestens ein Edelmetall, ausgewählt aus der Gruppe Platin und Palladium, tragen. Dadurch wird dieses mindestens eine Edelmetall durch das obengenannte Hindurchströmen nicht beeinträchtigt. Der Katalysator wird somit weiter verbessert in bezug auf seine Leistungsfähigkeit als Drei-Wege-Katalysator und in bezug auf seine Fähigkeit, das freigesetzte NOx zu reinigen (zu entfernen).
  • Der Katalysator kann außerdem eine Bariumverbindung wie Bariumcarbonat enthalten. Dadurch ist es möglich, die Beeinträchtigung der Edelmetalle zu unterdrücken. Der Katalysator wird dadurch weiter verbessert in bezug auf seine Leistungsfähigkeit als Drei-Wege-Katalysator und in bezug auf seine Fähigkeit, das freigesetzte NOx zu reinigen (zu entfernen). Ein Teil des Bariumcarbonats kann durch Bariumhydroxid und/oder Bariumoxid ersetzt werden. Um eine Bariumverbindung dem Katalysator zuzusetzen, ist es möglich, den Katalysator in eine wässrige Bariumacetat-Lösung einzutauchen und ihn dann bei einer Temperatur von 300 bis 500°C zu brennen.
  • Der erfindungsgemäße Katalysator ist bestimmt für die Verwendung zur Reinigung eines Abgases aus einem Magergemisch-Motor, der abwechselnd unter sogenannten stöchiometrischen Bedingungen mit einem A/F-Verhältnis von beispielsweise 10,0 bis 14,7 und unter Magergemisch-Bedingungen mit einem A/F-Verhältnis von beispielsweise 15,0 bis 50,0 betrieben wird. Das heißt mit anderen Worten, das NOx wird unter den Magergemisch-Bedingungen absorbiert oder adsorbiert und dann wird das NOx freigesetzt und unter den sich anschließenden stöchiometrischen Bedingungen gereinigt (entfernt).
  • Das Substrat des Katalysators unterliegt keinen speziellen Beschränkungen und kann aus konventionellen Substraten ausgewählt werden. Vorzugsweise wird ein wärmebeständiges monolithisches (Bienenwaben)-Substrat aus einem Keramik-Material (z. B. Cordierit) oder einem Metall-Material (z. B. rostfreiem Stahl auf Ferrit-Basis) hergestellt.
  • Die Menge des Edelmetalls unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, so lange der Katalysator zufriedenstellend ist in bezug auf sein NOx-Absorptionsvermögen und in bezug auf seine Leistungsfähigkeit als Drei-Wege-Katalysator. Ihre Menge liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0,1 bis 10 g pro Liter Substrat.
  • Ein Teil des ersten Doppeloxids, dargestellt durch die oben angegebene allgemeine Formel (2), kann ersetzt werden durch ein Gemisch aus Lanthanoxid, einem Oxid eines Elements ”A”, einem Oxid eines Elements ”B” und Zirkoniumoxid, wobei A und B wie oben definiert sind. Die gewünschte Funktion des ersten Doppeloxids kann in diesen Fällen auch bei dem obengenannten teilweisen Ersatz des ersten Doppeloxids erhalten werden. Es ist jedoch bevorzugt, den obengenannten partiellen Ersatz des ersten Doppeloxids nicht durchzuführen, um die Funktion des ersten Doppeloxids zu maximieren. Die Anwesenheit eines Doppeloxids kann durch Röntgenbeugungs-Analyse bestätigt werden. Das erfindungsgemäß verwendete erste Doppeloxid kann geringe Mengen Verunreinigungen enthalten, so lange die Verunreinigungen die Funktion des ersten Doppeloxids nicht beeinträchtigen. Das Barium, das Lanthan und das Zirkonium des ersten Doppeloxids können nämlich jeweils eine geringe Menge Strontium, eine geringe Menge Cer, Neodym und/oder Samarium und eine geringe Menge Hafnium enthalten.
  • Das Verfahren zur Herstellung des Doppeloxids (d. h. des ersten und des zweiten Doppeloxids) unterliegt keiner speziellen Beschränkung. Das Verfahren kann beispielsweise die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte umfassen:
    • (a) Herstellung einer Mischung von Lösungen von Salzen (beispielsweise eines Nitrats, Carbonats, Acetats, Citrats und Hydrochlorids) aller Metalle, die für das Doppeloxid verwendet werden;
    • (b) gegebenenfalls Zugabe eines Ausfällungsmittels (wie Ammoniak und Ammoniumcarbonat) zu der Mischung, um dadurch einen Niederschlag zu bilden;
    • (c) Trocknen der Mischung oder des Niederschlags und anschließendes Brennen derselben (desselben), wobei man das Doppeloxid in Form eines Pulvers erhält.
  • Ein Teil des zweiten Doppeloxids, das in den dritten Körnchen enthalten ist, kann durch ein Gemisch von Ceroxid und Zirkoniumoxid ersetzt werden. Die gewünschte Funktion des zweiten Doppeloxids kann in diesem Falle ebenfalls erzielt werden. Es ist jedoch bevorzugt, den obengenannten partiellen Ersatz des zweiten Doppeloxids nicht durchzuführen, um die Funktion des zweiten Doppeloxids zu maximieren. Das Verhältnis zwischen der Anzahl der Ceratome und derjenigen der Zirkoniumatome in dem zweiten Doppeloxid liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1:9 bis 9:1. Damit ist es möglich, die Wärmebeeinträchtigung des Edelmetalls ausreichend zu unterdrücken. Die Anwesenheit des zweiten Doppeloxids kann auch durch Röntgenbeugungs-Analyse bestätigt werden. Ähnlich dem ersten Doppeloxid kann das zweite Doppeloxid geringe Mengen Verunreinigungen enthalten, solange die Verunreinigungen die Funktion des zweiten Doppeloxids nicht beeinträchtigen (nicht stören). Das Zirkonium und das Cer des zweiten Doppeloxids können nämlich jeweils eine geringe Menge Hafnium und eine geringe Menge Lanthan, Neodym und/oder Samarium enthalten.
  • Das Edelmetall kann beispielsweise auf das Doppeloxid aufgebracht werden, indem man zuerst eine wässrige Lösung eines Edelmetallsalzes mit einem Vorläufer-Pulver des Doppeloxids mischt, dann die Mischung trocknet und anschließend die Mischung bei einer Temperatur von 300 bis 500°C brennt. Der Katalysator kann nach einem Verfahren hergestellt werden, das die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte umfasst:
    • (a) Mischen der Vorläufer-Pulver;
    • (b) Zugabe von Wasser und eines gegebenenfalls vorhandenen Verdickungsmittels (z. B. ein nitriertes Aluminiumsol);
    • (c) nasses Mahlen der resultierenden Mischung zu einer Aufschlämmung;
    • (d) Aufbringen der Aufschlämmung auf das Substrat; und
    • (e) Brennen des beschichteten Substrats unter Bildung des Katalysators.
  • Wie in den 1 und 2 dargestellt, kann der Katalysator eine monolithische Bienenwaben-Struktur 10 aufweisen. Diese Struktur 10 weist ein Substrat 12 auf, das eine Vielzahl von Zellen 14 definiert, die jeweils einen katalytischen Überzug 16 darin aufweisen. Ein Abgas lässt man in axialer Richtung durch die Struktur 10 strömen, wie durch den Pfeil in der 1 angezeigt, um das Abgas zu reinigen.
  • Beispiele
  • Die folgenden Beispiele 1 bis 8 sind keine erfindungsgemäßen Beispiele.
  • Beispiel 1 (nicht erfindungsgemäß)
  • In diesem Beispiel wurde ein Katalysator wie folgt hergestellt:
    Zuerst wurde eine wässrige Rhodiumnitrat-Lösung zu einem aktivierten Aluminiumoxid-Pulver zugegeben. Dann wurde diese Mischung getrocknet und 1 h lang bei 400°C gebrannt oder calciniert zur Herstellung eines aktivierten Aluminiumoxid-Pulvers, das Rhodium trug, als erstes Pulver (Pulver A). Dieses Pulver A enthielt 2,0 Gew.-% Rhodium.
  • Getrennt davon wurde eine wässrige Palladiumnitrat-Lösung zu einem aktivierten Aluminiumoxid-Pulver zugegeben. Dann wurde diese Mischung getrocknet und 1 h lang bei 400°C gebrannt oder calciniert zur Herstellung eines aktivierten Aluminiumoxid-Pulvers als erstes Pulver mit darauf aufgebrachtem Palladium (Pulver B). Dieses Pulver B enthielt 4,0 Gew.-% Palladium.
  • Getrennt davon wurde Citronensäure zu einer Mischung von Lanthancarbonat, Bariumcarbonat und Kobaltcarbonat zugegeben. Dann wurde die erhaltene Mischung getrocknet und bei 700°C gebrannt zur Herstellung eines Pulvers. Dieses Pulver enthielt 4 Teile, ausgedrückt als die Anzahl der Atome, La, 5 Teile Ba und 10 Teile Co. Dann wurde eine wässrige Dinitrodiamminplatin-Lösung zu diesem Pulver zugegeben. Danach wurde die erhaltene Mischung getrocknet und 1 h lang bei 400°C gebrannt zur Herstellung eines Pulvers mit darauf befindlichem Platin als zweites Pulver (Pulver C). Dieses Pulver C enthielt 4,0 Gew.-% Platin.
  • Dann wurde eine magnetische Kugelmühle mit 106 g Pulver A, 265 g Pulver B, 212 g Pulver C, 318 g eines aktivierten Aluminiumoxid-Pulvers und 900 g Wasser gefüllt. Danach wurde diese Kugelmühle in Betrieb genommen, um diese Komponenten miteinander zu mischen und zu vermahlen, wobei man eine Aufschlämmung erhielt. Anschließend wurde diese Aufschlämmung auf ein monolithisches Cordierit(Bienenwaben)-Substrat mit einem Volumen von 1,0 l und 400 Zellen aufgebracht. Danach wurde die überschüssige Menge der Aufschlämmung auf dem Substrat durch Hindurchströmenlassen von Luft durch die Zellen entfernt. Anschließend wurde das beschichtete Substrat bei 130°C getrocknet und dann 1 h lang bei 400°C gebrannt. Dann wurde dieser Arbeitsgang ab dem Auftrag der Aufschlämmung bis zum Brennen des Katalysators ein weiteres Mal wiederholt, wodurch man einen Katalysator erhielt, der 150 g des gebildeten katalytischen Überzugs auf dem Substrat pro Liter Substrat enthielt. Dieser Katalysator enthielt 1,41 g Pt, 0,35 g Rh und 1,77 g Pd pro Liter Substrat.
  • Beispiel 2 (nicht erfindungsgemäß)
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Kobalt durch Eisen ersetzt wurde.
  • Beispiel 3 (nicht erfindungsgemäß)
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Kobalt durch Nickel ersetzt wurde.
  • Beispiel 4 (nicht erfindungsgemäß)
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Kobalt durch Mangan ersetzt wurde.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das Lanthancarbonat weggelassen wurde.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Bariumcarbonat weggelassen wurde.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Kobaltcarbonat weggelassen wurde.
  • Beispiel 5 (nicht erfindungsgemäß)
  • In diesem Beispiel wurde ein katalytischer Zwei-Schichten-Überzug wie nachstehend angegeben auf ein Substrat aufgebracht, bei dem es sich um das gleiche wie in Beispiel 1 handelte.
  • Zuerst wurde eine magnetische Kugelmühle mit 424 g des Pulvers C, bei dem es sich um das gleiche wie in Beispiel 1 handelte, 476 g eines aktivierten Aluminiumoxid-Pulvers und 900 g Wasser gefüllt. Dann wurde diese Kugelmühle in Betrieb gesetzt, um diese Komponenten miteinander zu mischen und zu mahlen, wobei man eine erste Aufschlämmung erhielt. Diese erste Aufschlämmung wurde auf das Substrat aufgebracht. Dann wurde die überschüssige Menge der ersten Aufschlämmung auf dem Substrat auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 entfernt. Danach wurde das beschichtete Substrat getrocknet und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gebrannt, wobei man 75 g einer ersten katalytischen Schicht erhielt, die sich auf dem Substrat pro Liter Substrat gebildet hatte.
  • Dann wurde eine magnetische Kugelmühle mit 211 g des Pulvers A und 529 g des Pulvers B, die jeweils die gleichen waren wie in Beispiel 1, 160 g eines aktivierten Aluminiumoxid-Pulvers und 900 g Wasser gefüllt. Dann wurde diese Kugelmühle in Betrieb gesetzt, um diese Komponenten miteinander zu mischen und zu mahlen, wobei man eine zweite Aufschlämmung erhielt. Diese zweite Aufschlämmung wurde auf die erste katalytische Schicht aufgebracht. Dann wurde die überschüssige Menge der zweiten Aufschlämmung entfernt und danach wurde getrocknet und gebrannt, wobei diese Arbeitsgänge auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt wurden, wobei man eine zweite katalytische Schicht auf der ersten katalytischen Schicht erhielt.
  • Der erhaltene Katalysator enthielt 150 g eines katalytischen Zwei-Schichten-Überzugs, der auf dem Substrat gebildet worden war, pro Liter Substrat.
  • Beispiel 6 (nicht erfindungsgemäß)
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das Pulver B durch das nachstehend angegebene Pulver D ersetzt wurde. Dieses Pulver D wurde wie folgt hergestellt:
    Zuerst wurde Ammoniak zu einer wässrigen Lösung zugegeben, die Cernitrat und Zirkoniumnitrat enthielt. Dann wurde die erhaltene Mischung getrocknet und danach bei 500°C gebrannt zur Herstellung eines Pulvers. Dieses Pulver enthielt 8 Teile, bezogen auf die Anzahl der Atome, Cer und 2 Teile Zirkonium. Dann wurde eine wässrige Palladiumnitrat-Lösung zu dem Pulver zugegeben. Danach wurde diese Mischung getrocknet und dann 1 h lang bei 400°C gebrannt, wobei man ein Pulver mit darauf aufgebrachtem Palladium erhielt (Pulver D). Dieses Pulver D enthielt 4,0 Gew.-% Palladium.
  • Beispiel 7 (nicht erfindungsgemäß)
  • In diesem Beispiel wurde der in Beispiel 1 erhaltene Katalysator in eine wässrige Bariumacetat-Lösung eingetaucht. Dann wurde der Katalysator aus dieser Lösung herausgenommen, bei 120°C getrocknet und danach bei 400°C gebrannt.
  • Beispiel 8 (nicht erfindungsgemäß)
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass die zur Herstellung des Pulvers C in Beispiel 1 verwendete wässrige Dinitrodiamminplatin-Lösung durch eine wässrige Palladiumnitrat-Lösung ersetzt wurde. Das erhaltene Pulver C enthielt 4,0 Gew.-% Palladium und der erhaltene Katalysator wies 150 g eines katalytischen Überzugs auf, der auf dem Substrat pro Liter Substrat gebildet worden war. Dieser Katalysator enthielt 0,35 g Rh und 3,18 g Pd pro Liter Substrat.
  • Die folgenden Beispiele 9 bis 19 sind erfindungsgemäße Beispiele.
  • Beispiel 9
  • In diesem Beispiel wurde ein Katalysator wie folgt hergestellt:
    Zuerst wurde eine wässrige Rhodiumnitrat-Lösung zu einem aktivierten Aluminiumoxid-Pulver zugegeben. Dann wurde diese Mischung getrocknet und danach 1 h lang bei 400°C calciniert, wobei ein Rhodium enthaltendes aktiviertes Aluminiumoxid-Pulver als erstes Pulver erhalten wurde (Pulver A). Dieses Pulver A enthielt 2,0 Gew.-% Rhodium und wies einen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 100 μm auf.
  • Getrennt davon wurde eine wässrige Palladiumnitrat-Lösung zu einem aktivierten Aluminiumoxid-Pulver zugegeben. Dann wurde diese Mischung getrocknet und danach 1 h lang bei 400°C gebrannt, wobei man ein Palladium tragendes aktiviertes Aluminiumoxid-Pulver als erstes Pulver erhielt (Pulver B). Dieses Pulver B enthielt 4,0 Gew.-% Palladium und wies einen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 100 μm auf.
  • Getrennt davon wurde Citronensäure zu einer Mischung von Lanthancarbonat, Bariumcarbonat, Kobaltcarbonat und Zirkoniumcarbonat zugegeben. Dann wurde die erhaltene Mischung getrocknet und danach bei 700°C gebrannt, wobei man ein Pulver mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 100 μm als zweites Pulver erhielt (Pulver C). Dieses Pulver C enthielt 2 Teile, bezogen auf die Anzahl der Atome, La, 7 Teile Ba, 10 Teile Co und 10 Teile Zirkonium.
  • Dann wurde eine magnetische Kugelmühle mit 159 g des Pulvers A, 198 g des Pulvers B, 198 g des Pulvers C, 344 g eines aktivierten Aluminiumoxid-Pulvers und 900 g Wasser gefüllt. Danach wurde diese Kugelmühle in Betrieb gesetzt, um diese Komponenten zu mischen und zu mahlen, wobei man eine Aufschlämmung erhielt. Dann wurde diese Aufschlämmung auf ein monolithisches Cordierit(Bienenwaben)-Substrat mit einem Volumen von 1,0 l und 400 Zellen aufgebracht. Dann wurde die überschüssige Menge der Aufschlämmung auf dem Substrat durch Hindurchströmenlassen von Luft durch die Zellen entfernt. Anschließend wurde das beschichtete Substrat bei 130°C getrocknet und danach 1 h lang bei 400°C gebrannt. Dann wurde dieser Arbeitsgang ab dem Aufbringen der Aufschlämmung bis zum Brennen des Katalysators ein weiteres Mal wiederholt, wobei man einen Katalysator erhielt, der 200 g eines katalytischen Überzugs aufwies, der auf dem Substrat pro Liter Substrat gebildet worden war. Dieser Katalysator enthielt 0,71 g Rh und 1,76 g Pd pro Liter Substrat.
  • Beispiel 10
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 9 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Kobalt durch Eisen ersetzt wurde.
  • Beispiel 11
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 9 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Kobalt durch Nickel ersetzt wurde.
  • Beispiel 12
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 9 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Kobalt durch Mangan ersetzt wurde.
  • Beispiel 13
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 9 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Barium durch Kalium ersetzt wurde.
  • Vergleichsbeispiel 4
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 9 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das Lanthancarbonat weggelassen wurde.
  • Vergleichsbeispiel 5
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 9 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Bariumcarbonat weggelassen wurde.
  • Vergleichsbeispiel 6
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 9 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Kobaltcarbonat weggelassen wurde.
  • Vergleichsbeispiel 7
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 9 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das zur Herstellung des Pulvers C verwendete Zirkoniumcarbonat weggelassen wurde.
  • Beispiel 14
  • In diesem Beispiel wurde ein katalytischer Zwei-Schichten-Überzug auf einem Substrat, bei dem es sich um das gleiche wie in Beispiel 9 handelte, wie folgt erzeugt:
    Zuerst wurde eine magnetische Kugelmühle mit 397 g des Pulvers C, bei dem es sich um das gleiche wie in Beispiel 9 handelte, 503 g eines aktvierten Aluminiumixud-Pulvers und 900 g Wasser gefüllt. Dann wurde diese Kugelmühle in Betrieb gesetzt, um diese Komponenten miteinander zu mischen und zu mahlen, wobei man eine erste Aufschlämmung erhielt. Diese erste Aufschlämmung wurde auf das Substrat aufgebracht. Dann wurde die überschüssige Menge der ersten Aufschlämmung auf dem Substrat auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 entfernt. Danach wurde das beschichtete Substrat getrocknet und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 gebrannt, wobei man 100 g einer ersten katalytischen Schicht, die sich auf dem Substrat gebildet hatte, pro Liter Substrat erhielt.
  • Danach wurde eine magnetische Kugelmühle mit 318 g des Pulvers A und 397 g des Pulvers B, die jeweils die gleichen waren wie in Beispiel 9, 185 g eines aktivierten Aluminiumoxid-Pulvers und 900 g Wasser gefüllt. Dann wurde diese Kugelmühle in Betrieb gesetzt, um diese Komponenten miteinander zu mischen und zu mahlen, wobei man eine zweite Aufschlämmung erhielt. Diese zweite Aufschlämmung wurde auf die erste katalytische Schicht aufgebracht. Dann wurde die überschüssige Menge der zweiten Aufschlämmung entfernt und das anschließende Trocknen und Brennen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 durchgeführt, wobei man eine zweite katalytische Schicht auf der ersten katalytischen Schicht erhielt. Der erhaltene Katalysator wies 200 g eines katalytischen Zwei-Schichten-Überzugs auf, der sich auf dem Substrat pro Liter Substrat gebildet hatte.
  • Beispiel 15
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 9 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass das Pulver B durch das Pulver D des Beispiels 6 ersetzt wurde.
  • Beispiel 16
  • In diesem Beispiel wurde der gemäß Beispiel 9 erhaltene Katalysator in eine wässrige Bariumacetat-Lösung eingetaucht. Dann wurde der Katalysator aus dieser Losung herausgenommen, anschließend bei 120°C getrocknet und dann bei 400°C gebrannt.
  • Beispiel 17
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 9 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass die zur Herstellung des Pulvers B verwendete wässrige Palladiumnitrat-Lösung durch eine wässrige Dinitrodiamminplatin-Lösung ersetzt wurde. Der Katalysator enthielt 1,76 g Pt und 0,71 g Rh pro Liter Substrat.
  • Beispiel 18
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 9 wie nachstehend angegeben geringfügig modifiziert:
    Zuerst wurde eine wässrige Iridiumchlorid-Lösung zu einem aktivierten Aluminiumoxid-Pulver zugegeben. Dann wurde die erhaltene Mischung getrocknet und 1 h lang bei 400°C gebrannt, wobei man ein Iridium tragendes Aluminiumoxid-Pulver erhielt (Pulver E). Dieses Pulver E enthielt 2,0 Gew.-% Iridium.
  • Dann wurde eine magnetische Kugelmühle mit 159 g des Pulvers A, 198 g des Pulvers B und 198 g des Pulvers C, die jeweils die gleichen waren wie in Beispiel 9, 159 g des Pulvers E, 186 g aktiviertem Aluminiumoxid-Pulver und 900 g Wasser gefüllt. Dann wurde diese Kugelmühle in Betrieb gesetzt, um diese Komponenten miteinander zu mischen und zu mahlen, wobei man eine Aufschlämmung erhielt. Diese Aufschlämmung wurde auf das Substrat aufgebracht. Dann wurde die überschüssige Menge der Aufschlämmung auf dem Substrat auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 entfernt. Danach wurde das beschichtete Substrat getrocknet und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 gebrannt, wobei man einen Katalysator erhielt, der 200 g eines katalytischen Überzugs, der auf dem Substrat gebildet worden war, pro Liter Substrat enthielt. Dieser Katalysator enthielt 0,71 g Rh, 1,76 g Pd und 0,71 g Ir pro Liter Substrat.
  • Beispiel 19
  • In diesem Beispiel wurde das Beispiel 18 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass die zur Herstellung des Pulvers B verwendete wässrige Palladiumnitrat-Lösung durch eine wässrige Dinitrodiamminplatin-Lösung ersetzt wurde. Der Katalysator enthielt 1,76 g Pt, 0,71 g Rh und 0,71 g Ir pro Liter Substrat.
  • Bewertungstests
  • Zuerst wurden die Katalysatoren der Beispiele 1 bis 19 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 7 jeweils einem Haltbarkeitstest unterzogen. Bei diesem Test wurde jeder Katalysator in das Abgassystem eines Motors mit einem Hubraum von 4400 cm3 eingebaut. Dann wurde dieser Motor 50 h lang betrieben unter Aufrechterhaltung einer Einlass-Temperatur an jedem Katalysator von 750°C.
  • Vor und nach dem Haltbarkeitstest wurden die Katalysatoren der Beispiele 1 bis 8 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 jeweils einem ersten Bewertungstest unterzogen. In diesem Text wurde jeder Katalysator in das Abgassystem eines Motors mit einem Hubraum von 2000 cm3 eingebaut. Dann wurde dieser Motor in einem ersten Modus 60 s lang mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 14,6, dann in einem zweiten Modus 60 s lang mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 22 und dann in einem dritten Modus 60 s lang mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 40 laufen gelassen, während die Einlass-Temperatur an jedem Katalysator bei 300°C gehalten wurde. Es wurde jeweils die Gesamtumwandlung von HC, CO und NOx ab dem ersten bis zum dritten Modus bestimmt und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben. In dieser Tabelle wird die Gesamtumwandlung vor dem Haltbarkeitstest als Anfangs-Umwandlung bezeichnet.
  • Vor und nach dem Haltbarkeitstest wurden die Katalysatoren der Beispiele 9 bis 19 und der Vergleichsbeispiele 4 bis 7 jeweils einem zweiten Bewertungstest unterworfen. In diesem Test wurde jeder Katalysator in das Abgas-System eines Motors mit einem Hubraum von 2000 cm3 eingebaut. Dann wurde dieser Motor zuerst in einem ersten Modus 60 s lang mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 14,6 und dann in einem zweiten Modus 60 s lang mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 22 laufen gelassen, während die Einlass-Temperatur an jedem Katalysator bei 300°C gehalten wurde. Es wurde die Gesamtumwandlung jeweils von HC, CO und NOx ab dem ersten bis zum zweiten Modus bestimmt und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben. Tabelle
    Anfangs-Umwandlung (%) Umwandlung nach dem Haltbarkeitstest (%)
    HC CO NOx HC CO NOx
    Beispiel 1 94 100 77 90 99 64
    Beispiel 2 93 100 75 89 98 63
    Beispiel 3 94 100 75 92 99 60
    Beispiel 4 95 100 78 91 99 63
    Vgl.-Bsp. 1 95 100 70 90 99 56
    Vgl.-Bsp. 2 96 100 55 91 99 52
    Vgl.-Bsp. 3 95 100 56 95 98 52
    Beispiel 5 91 100 80 99 98 68
    Beispiel 6 93 100 84 95 96 64
    Beispiel 7 92 100 82 96 100 65
    Beispiel 8 96 100 87 95 99 72
    Beispiel 9 96 100 85 94 99 75
    Beispiel 10 96 100 84 93 99 73
    Beispiel 11 96 100 84 94 99 73
    Beispiel 12 95 100 82 95 99 73
    Beispiel 13 93 100 85 93 99 74
    Vgl.-Bsp. 4 95 100 75 92 99 62
    Vgl.-Bsp. 5 96 100 65 94 99 59
    Vgl.-Bsp. 6 95 100 60 95 98 58
    Vgl.-Bsp. 7 95 100 76 95 98 64
    Beispiel 14 94 100 88 95 96 74
    Beispiel 15 95 100 84 94 99 74
    Beispiel 16 95 100 88 92 100 75
    Beispiel 17 95 100 85 94 99 70
    Beispiel 18 94 100 87 93 100 77
    Beispiel 19 95 100 84 94 99 75

Claims (12)

  1. Katalysator für die Abgas-Reinigung, dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst: ein Substrat und einen auf dem Substrat aufgebrachten katalytischen Überzug, der umfasst: erste Körnchen, die einen porösen Träger enthalten, der mindestens ein erstes Edelmetall, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Platin, Palladium, Rhodium und Iridium, trägt, und zweite Körnchen, die ein erstes Doppeloxid der nachstehend angegebenen allgemeinen Formel (2) enthalten: (La1-xAx)1-αBZrβOδ (2) worin bedeuten: A mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Barium, Kalium und Cäsium, B mindestens ein Übergangselement, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Eisen, Kobalt, Nickel und Mangan, x eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 1 ist, α eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 0,2 ist β eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 3 ist, und δ eine solche Zahl, dass die elektrische Gesamtladung des genannten ersten Doppeloxids 0 wird.
  2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Träger aus mindestens einem Material hergestellt ist, das ausgewählt wird aus der Gruppe, die besteht aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid und Zeolith.
  3. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der katalytische Überzug umfasst: eine erste Schicht, die auf dem Substrat angeordnet ist und die zweiten Körnchen enthält; und eine zweite Schicht, die auf der ersten Schicht angeordnet ist und die ersten Körnchen enthält.
  4. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der katalytische Überzug außerdem dritte Körnchen umfasst, die ein zweites Doppeloxid aufweisen, das Cer und Zirkonium enthält.
  5. Katalysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Anzahl der Ceratome und der Anzahl der Zirkoniumatome 1:9 bis 9:1 beträgt.
  6. Katalysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Doppeloxid mindestens ein zweites Edelmetall trägt, das ausgewählt wird aus der Gruppe, die besteht aus Platin und Palladium.
  7. Katalysator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mindestens einen zweiten Edelmetall um Palladium handelt.
  8. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der katalytische Überzug außerdem eine Bariumverbindung umfasst.
  9. Katalysator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Bariumverbindung um Bariumcarbonat handelt.
  10. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Träger in einer Menge von 50 bis 300 g pro Liter Substrat vorliegt.
  11. Verwendung des Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Reinigen eines Abgases aus einem Verbrennungsmotor, der alternierend mit einem ersten Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 10,0 bis 14,7 und mit einem zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 15,0 bis 50,0 betrieben wird.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die Abgas-Reinigung, der ein Substrat und einen auf dem Substrat aufgebrachten katalytischen Überzug umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Herstellung einer Mischung, die umfasst ein erstes Pulver, das einen porösen Träger enthält, der mindestens ein erstes Edelmetall, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Platin, Palladium, Rhodium und Iridium, trägt; und ein zweites Pulver, das ein erstes Doppeloxid der nachstehend angegebenen allgemeinen Formel (2) enthält: (La1-xAx)1-αBZrβOδ (2) worin bedeuten: A mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Barium, Kalium und Cäsium, B mindestens ein Übergangselement, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Eisen, Kobalt, Nickel und Mangan, x eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 1 ist, α eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 0,2 ist, β eine Zahl, die größer als 0 und kleiner als 3 ist, und δ eine solche Zahl, dass die elektrische Gesamtladung des genannten ersten Doppeloxids 0 wird; (b) Herstellung einer Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser zu der Mischung; (c) Aufbringen der Aufschlämmung auf das Substrat in der Weise, dass auf dem Substrat ein Vorläufer des katalytischen Überzugs gebildet wird; und (d) Brennen des Vorläufer-Überzugs unter Bildung des katalytischen Überzugs.
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