DE202009018901U1 - Catalytically active particulate filter for cleaning exhaust gases from internal combustion engines - Google Patents

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Abstract

Katalytisch aktives Partikelfilter zur Verminderung von Schadgasen und von Partikelemissionen im Abgas von Verbrennungsmotoren, welches neben Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO), Stickoxiden (NOx) und Partikeln Sauerstoff (O2) enthält, enthaltend ein Wandflussfiltersubstrat und eine katalytisch aktive Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandflussfiltersubstrat eine Vielzahl in Längsrichtung verlaufender Kanäle aufweist, die durch in Längsrichtung verlaufende Wände gebildet werden, die die Kanäle begrenzen und ausbilden, und die Kanäle Anströmkanäle mit einem offenen Einlassende und einem geschlossenen Auslassende und Abströmkanäle mit einem geschlossenen Einlassende und einem offenen Auslassende umfassen, welches eine mindestens ein Speichermaterial enthaltende, katalytisch aktive Beschichtung enthält, wobei mindestens 60 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge, in den Wänden zwischen An- und Abströmkanälen vorliegt, sowie mindestens 50 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge, in einer ersten, anströmseitigen Zone im Wandflussfiltersubstrat vorliegen, die sich vom Einlassende zum Auslassende hin erstreckt und deren Länge maximal 2/3 der Länge des Wandflussfiltersubstrats entspricht.Catalytically active particulate filter for reducing harmful gases and particulate emissions in the exhaust gas of internal combustion engines, which in addition to hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx) and particles contains oxygen (O2) containing a Wandflussfiltersubstrat and a catalytically active coating, characterized in that the wallflow filter substrate has a plurality of longitudinally extending channels formed by longitudinal walls bounding and forming the channels, and the channels have inflow channels with an open inlet end and a closed outlet end and outflow channels with a closed inlet end and an open outlet end comprising at least 60 wt .-% of the storage material, based on the total amount, is present in the walls between inlet and outlet channels, and at least one containing at least one memory material, catalytically active coating 50% by weight of the storage material, based on its total amount, are present in a first, inflow-side zone in the wall-flow filter substrate which extends from the inlet end to the outlet end and whose length corresponds at most to 2/3 of the length of the wall-flow filter substrate.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein katalytisch aktives Partikelfilter zur Reinigung der Abgase von Verbrennungsmotoren, das ein Abgaskomponenten speicherndes Material und ein Partikelfilter umfasst und das sich insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen eignet.The invention relates to a catalytically active particulate filter for cleaning the exhaust gases of internal combustion engines, which comprises a material storing exhaust gas components and a particulate filter and which is particularly suitable for use in motor vehicles.

Das Abgas von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen enthält typischerweise die Schadgase Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC), Stickoxide (NOx) und gegebenenfalls Schwefeloxide (SOx), sowie Partikel, die überwiegend aus Rußrückständen und gegebenenfalls anhaftenden organischen Agglomeraten bestehen. CO, HC und Partikel sind Produkte der unvollständigen Verbrennung des Kraftstoffs im Brennraum des Motors. Stickoxide entstehen im Zylinder aus Stickstoff und Sauerstoff in der Ansaugluft, wenn die Verbrennungstemperaturen lokal 1000°C überschreiten. Schwefeloxide resultieren aus der Verbrennung organischer Schwefelverbindungen, die in nicht-synthetischen Kraftstoffen immer in geringen Mengen enthalten sind. Zur Entfernung dieser für Umwelt und Gesundheit schädlichen Emissionen aus den Abgasen von Kraftfahrzeugen sind eine Vielzahl katalytischer Abgasreinigungstechnologien entwickelt worden, deren Grundprinzip üblicherweise darauf beruht, dass das zu reinigende Abgas über einen Katalysator geleitet wird, der aus einem Durchflusswabenkörper und einer darauf aufgebrachten katalytisch aktiven Beschichtung besteht. Dieser Katalysator fördert die chemische Reaktion verschiedener Abgaskomponenten unter Bildung unschädlicher Produkte wie beispielsweise Kohlendioxid CO2 und Wasser.The exhaust gas of internal combustion engines in motor vehicles typically contains the noxious gases carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NO x ) and possibly sulfur oxides (SO x ), as well as particles consisting predominantly of soot residues and optionally adhering organic agglomerates. CO, HC and particulates are products of incomplete combustion of the fuel in the combustion chamber of the engine. Nitrogen oxides are formed in the cylinder from nitrogen and oxygen in the intake air when the combustion temperatures locally exceed 1000 ° C. Sulfur oxides result from the combustion of organic sulfur compounds, which are always present in small amounts in non-synthetic fuels. In order to remove these environmental and health-related emissions from automotive exhaust gases, a variety of catalytic exhaust purification technologies have been developed, the basic principle of which is usually that the exhaust gas to be purified is passed over a catalyst consisting of a flow honeycomb body and a catalytically active coating applied thereto consists. This catalyst promotes the chemical reaction of various exhaust gas components to form innocuous products such as carbon dioxide CO 2 and water.

Dabei unterscheiden sich Wirkweise und Komposition der zum Einsatz kommenden Katalysatoren je nach Zusammensetzung des zu reinigenden Abgases und je nach zu erwartendem Abgastemperaturniveau am Katalysator zum Teil erheblich. Eine Vielzahl der als katalytisch aktive Beschichtung zum Einsatz kommenden Kompositionen enthält Komponenten, in denen unter bestimmten Betriebsbedingungen eine oder mehrere Abgaskomponenten zwischenzeitlich gebunden und bei einer geeigneten Änderung der Betriebsbedingungen wieder gezielt freigesetzt werden können. Solche Komponenten werden nachstehend allgemein als Speichermaterial bezeichnet.In this case, the mode of action and composition of the catalysts used differ depending on the composition of the exhaust gas to be cleaned and depending on the expected exhaust gas temperature level on the catalyst sometimes considerably. A large number of the compositions used as catalytically active coating contains components in which, under certain operating conditions, one or more exhaust gas components can be temporarily bound and selectively released again given a suitable change in the operating conditions. Such components will be referred to hereafter generally as a memory material.

Beispielsweise werden Sauerstoff speichernde Materialien in Dreiwegekatalysatoren zur Entfernung von CO, HC und NOx aus dem Abgas von mit im Mittel stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch betriebenen Benzinmotoren (Otto-Motoren) eingesetzt. Die bekanntesten Sauerstoffspeichermaterialien sind Cer-Zirkon-Mischoxide, die mit weiteren Oxiden, insbesondere mit Selten-Erd-Metalloxiden wie beispielsweise Lanthanoxid, Praseodymoxid, Neodymoxid oder Yttriumoxid dotiert sein können. For example, oxygen-storing materials are used in three-way catalysts to remove CO, HC and NO x from the exhaust gas of petrol engines (gasoline engines) operated with an average of stoichiometric air / fuel mixture. The best known oxygen storage materials are cerium-zirconium mixed oxides, which may be doped with further oxides, in particular with rare earth metal oxides such as lanthanum oxide, praseodymium oxide, neodymium oxide or yttrium oxide.

Zur Entfernung von Stickoxiden aus dem Abgas von mit überwiegend magererem Luft/Kraftstoff-Gemisch betriebenen Verbrennungsmotoren (Dieselmotoren oder mager betriebene Otto-Motoren) können Stickoxidspeicherkatalysatoren verwendet werden. Stickoxidspeicherkatalysatoren enthalten Stickoxidspeichermaterialien, die Stickoxide aus dem mageren Abgas einspeichern und unter reduzierenden Abgasbedingungen wieder freisetzen und somit der katalytischen Reduktion zu Stickstoff zuführen können. Stickoxidspeichermaterialien enthalten zumeist basische Oxide, Hydroxide, Oxidhydroxide und/oder Carbonate der Alkalimetalle, der Erdalkalimetalle und/oder der Selten-Erd-Metalle. Bevorzugt kommen die Oxide, Hydroxide, Oxidhydroxide und/oder Carbonate des Kaliums, des Natriums, des Strontiums, des Bariums, des Lanthans und des Cers zum Einsatz.Nitrogen oxide storage catalysts can be used to remove nitrogen oxides from the exhaust gas of combustion engines operated with a predominantly leaner air / fuel mixture (diesel engines or lean-burn gasoline engines). Nitrogen oxide storage catalysts contain nitrogen oxide storage materials which store nitrogen oxides from the lean exhaust gas and release them again under reducing exhaust gas conditions and thus can supply the catalytic reduction to nitrogen. Nitrogen oxide storage materials usually contain basic oxides, hydroxides, oxide hydroxides and / or carbonates of the alkali metals, the alkaline earth metals and / or the rare earth metals. The oxides, hydroxides, oxide hydroxides and / or carbonates of potassium, of sodium, of strontium, of barium, of lanthanum and cerium are preferably used.

Dreiwegekatalysatoren, die Sauerstoffspeichermaterial enthalten, und Stickoxidspeicherkatalysatoren, die ein NOx-Speichermaterial enthalten, ist gemeinsam, dass sie unter Bedingungen mit einem diskontinuierlichen Verlauf der Luftzahl λ betrieben werden. Sie werden in definierter Weise einem periodischen Wechsel der Luftzahl λ und somit einem periodischen Wechsel von oxidierenden und reduzierenden Abgasbedingungen ausgesetzt. Dieser Wechsel der Luftzahl λ ist in beiden Fällen wesentlich für das Abgasreinigungsergebnis. Three-way catalysts containing oxygen storage material and nitrogen oxide storage catalysts containing a NO x storage material have in common that they are operated under conditions having a discontinuous course of the air ratio λ. They are exposed in a defined manner a periodic change in the air ratio λ and thus a periodic change of oxidizing and reducing exhaust conditions. This change in the air ratio λ is essential for the exhaust gas purification result in both cases.

Im Falle des Dreiwegekatalysators wird der Lambdawert des Abgases mit sehr kurzer Zyklenzeit (ca. 0,5 bis 5 Hertz) und einer Amplitude Δλ von 0,005 ≤ Δλ ≤ 0,05 um den Wert λ = 1 (reduzierende und oxidierende Abgasbestandteile liegen in stöchiometrischem Verhältnis zueinander vor) geregelt. Aufgrund der dynamischen Betriebsweise des Motors im Fahrzeug treten Abweichungen von diesem Zustand auf. Damit sich diese nicht nachteilig auf das Abgasreinigungsergebnis bei Überleiten des Abgases über den Dreiwegekatalysator auswirken, gleichen im Katalysator enthaltene Sauerstoffspeichermaterialien diese Abweichungen bis zu einem gewissen Grad aus, indem sie Sauerstoff nach Bedarf aus dem Abgas aufnehmen oder ins Abgas abgeben.In the case of the three-way catalyst, the lambda value of the exhaust gas with a very short cycle time (about 0.5 to 5 hertz) and an amplitude Δλ of 0.005 ≤ Δλ ≤ 0.05 by the value λ = 1 (reducing and oxidizing exhaust gas components are in stoichiometric ratio to each other). Due to the dynamic operation of the engine in the vehicle deviations from this state occur. So that these do not adversely affect the exhaust gas purification result in passing the exhaust gas through the three-way catalyst, oxygen storage materials contained in the catalyst compensate for these deviations to a certain extent by absorbing oxygen from the exhaust gas as required or release it into the exhaust gas.

Stickoxidspeicherkatalysatoren werden, wie beispielsweise in SAE 950809 ausführlich beschrieben, für mehrere Sekunden in magerem Abgas (λ > 2) betrieben und nehmen in dieser Zeit Stickoxide, die unter mageren Bedingungen nicht reduziert werden können, im Stickoxidspeichermaterial auf, während CO und HC mit dem im Abgas enthaltenen Sauerstoff zu CO2 und Wasser oxidiert werden. Ist der Stickoxidspeicher gefüllt, muss der Stickoxidspeicherkatalysator durch Umschalten auf fette Betriebsbedingungen (λ < 0,9) regeneriert werden. Während dieser Betriebsphase werden die Stickoxide aus dem Speichermaterial wieder freigesetzt und reagieren mit den im Abgas enthaltenen reduktiven Komponenten CO und HC unter Bildung von CO2 und H2O zu Stickstoff. Nitrogen oxide storage catalysts, such as in SAE 950809 described in detail, operated for several seconds in lean exhaust gas (λ> 2) and take on in this period, nitrogen oxides, which can not be reduced under lean conditions, in nitrogen oxide storage material, while CO and HC with the contained in exhaust gas oxygen to form CO 2 and water be oxidized. If the nitrogen oxide storage tank is filled, the nitrogen oxide storage catalytic converter must be regenerated by switching to rich operating conditions (λ <0.9). During this phase of operation, the nitrogen oxides are released from the storage material again and react with the reductive components CO and HC contained in the exhaust gas to form CO 2 and H 2 O to nitrogen.

Üblicherweise sind die vorstehend genannten Speichermaterialien Bestandteil von auf Durchflusswabenkörpern aufgebrachten, katalytisch aktiven Beschichtungen. Zur Reinigung von Dieselabgasen und zunehmend auch zur Reinigung der Abgase von Ottomotoren wird zusätzlich zur Verminderung von Schadgaskomponenten auch die Entfernung von Partikelemissionen notwendig. Um dabei die Anzahl der einzusetzenden Abgasreinigungsaggregate möglichst gering zu halten und somit möglichst kostengünstige und Kraftstoff-schonende Verfahren bereitstellen zu können, kommen immer öfter katalytisch aktivierte Partikelfilter zum Einsatz. Dies sind üblicherweise keramische Wandflussfiltersubstrate, die eine katalytisch aktive Beschichtung enthalten. Diese Beschichtung kann in den Anström- und / oder in den Abströmkanälen auf der Wand und / oder in der Wand zwischen Anström- und Abströmkanälen appliziert sein.The abovementioned storage materials are usually part of catalytically active coatings applied to flow-through honeycomb bodies. For the purification of diesel exhaust gases and increasingly also for the purification of the exhaust gases of gasoline engines, the removal of particulate matter emissions is necessary in addition to the reduction of noxious gas components. In order to keep the number of exhaust gas purification units to be used as low as possible and thus to be able to provide the most cost-effective and fuel-saving processes, more and more frequently catalytically activated particulate filters are used. These are usually ceramic wall flow filter substrates containing a catalytically active coating. This coating can be applied in the inflow and / or outflow channels on the wall and / or in the wall between inflow and outflow channels.

Es wurde beobachtet, dass katalytisch aktivierte Partikelfilter, die eine katalytisch aktive Beschichtung mit einem Speichermaterial enthalten, unter Betriebsbedingungen mit einem diskontinuierlichen Verlauf der Luftzahl λ eine erheblich schlechtere Speichereffizienz aufweisen, als entsprechend beschichtete Durchflusswabenkörper. Das Defizit in der Speichereffizienz kann im Falle der katalytisch beschichteten Wandflussfiltersubstrate nicht einfach durch eine lineare Erhöhung der Beschichtungsmenge ausgeglichen werden. Ein solches Vorgehen würde zu einem unakzeptablen Anstieg des Abgasdruckverlustes über dem beschichteten Filter führen.It has been observed that catalytically activated particulate filters containing a catalytically active coating with a storage material, under operating conditions with a discontinuous course of the air ratio λ have a significantly poorer storage efficiency, than corresponding coated flow honeycomb body. The deficiency in storage efficiency in the case of catalytically coated wallflow filter substrates can not be easily compensated by a linear increase in coating amount. Such an approach would result in an unacceptable increase in exhaust pressure loss across the coated filter.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Katalysator zur Verminderung von Schadgasen und von Partikelemissionen im Abgas von Verbrennungsmotoren zur Verfügung zu stellen, welcher zur Lösung der Abgasreinigungsaufgaben mindestens ein Speichermaterial aufweist, insgesamt mit möglichst wenig Abgasreinigungsaggregaten auskommt und welcher die vorstehend beschriebenen Nachteile unter Betriebsbedingungen mit einem diskontinuierlichen Verlauf der Luftzahl λ nicht aufweist.The present invention therefore an object of the invention to provide a comparison with the prior art improved catalyst for the reduction of noxious gases and particulate emissions in the exhaust gas of internal combustion engines, which has at least one storage material to solve the exhaust gas cleaning tasks, altogether with the least possible exhaust gas cleaning units and which does not have the disadvantages described above under operating conditions with a discontinuous course of the air ratio λ.

Zur Lösung dieser Aufgabe haben die Erfinder zunächst untersucht, wie sich ein mit einem Speichermaterial beschichteter Durchflusswabenkörper und ein mit einem Speichermaterial beschichtetes Wandflussfiltersubstrat in ihrer Speichereffizienz unterscheiden. In Simulationsrechnungen wurden die Strömungsverhältnisse in einem beschichteten Durchflusswabenkörper [62 Zellen pro cm2; 0,1 mm Wandstärke; Schichtdicke der aufgebrachten Beschichtung: 60 µm] und in einem homogen beschichteten Wandflussmonolithen [46,5 Zellen pro cm2; 0,33 mm Wandstärke] nachgestellt und die Speichereffizienzen der Bauteile unter betriebsrelevanten Bedingungen [Raumgeschwindigkeit: 37500 h–1, Temperatur: 400°C] verglichen. Das dabei verwendete Simulationsmodell löst die Bilanzgleichung für die Konzentrationen in einem repräsentativen Ausschnitt bestehend aus jeweils einem Anström- und einem Abströmkanal und der Wand zwischen den beiden Kanälen. Ein solches Modell ist im Detail beschrieben in Votsmeier et al., „Wall-flow filters with wall-integrated oxidation catalysts: A simulation study“, Appl. Catal. B 70 (2007) 233 . To solve this problem, the inventors first investigated how a flow-through honeycomb body coated with a storage material and a wall-flow filter substrate coated with a storage material differ in their storage efficiency. In simulation calculations, the flow conditions in a coated flow honeycomb body [62 cells per cm 2 ; 0.1 mm wall thickness; Layer thickness of the applied coating: 60 μm] and in a homogeneously coated Wandflussmonolithen [46.5 cells per cm 2 ; 0.33 mm wall thickness] and the storage efficiencies of the components were compared under operating conditions [space velocity: 37500 h -1 , temperature: 400 ° C]. The simulation model used solves the balance equation for the concentrations in a representative section consisting of an inflow and an outflow channel and the wall between the two channels. Such a model is described in detail in Votsmeier et al., "Wall-flow filters with wall-integrated oxidation catalysts: A simulation study", Appl. Catal. B 70 (2007) 233 ,

In der angegebenen Referenz werden katalytische Reaktionen ohne Speichereffekte behandelt. Zur Abbildung von Speichereffekten in der Wand (z.B. Sauerstoffspeicher) wird eine zusätzliche Bilanzgleichung für die in der Wand eingespeicherte Komponente gelöst. Weil für die eingespeicherten Komponenten weder Diffusion noch Konvektion berücksichtigt werden müssen, vereinfacht sich die Bilanzgleichung zu:

Figure DE202009018901U1_0002
In the given reference catalytic reactions are treated without memory effects. To map memory effects in the wall (eg oxygen storage), an additional balance equation for the component stored in the wall is solved. Because neither diffusion nor convection need be considered for the stored components, the balance equation simplifies to:
Figure DE202009018901U1_0002

Mit r ist die Reaktionsrate der entsprechenden Speicherreaktion bezeichnet. Dieselbe Reaktionsrate gilt auch in der Bilanzgleichung für die gasförmigen Komponenten in der Filterwand: 0 = –∇·(cu) + ∇·(D∇c) – r (2) With r the reaction rate of the corresponding storage reaction is designated. The same reaction rate also applies in the balance equation for the gaseous components in the filter wall: 0 = -∇ · (cu) + ∇ · (D∇c) - r (2)

Zur Erläuterung der übrigen Größen in Gleichung 2 sei auf die oben angeführte Referenzliteraturstelle verwiesen. Die Reaktionsrate berechnet sich in den angegebenen Beispielen wie folgt: r = k·cg·(Cmax – Cgespeichert) (3) For an explanation of the remaining quantities in Equation 2, reference is made to the reference literature cited above. The reaction rate is calculated in the examples given as follows: r = k · c · g (C max - C stored ) (3)

Darin ist cg die auf die Anströmkonzentration normierte, dimensionslose Gasphasenkonzentration z.B. von Sauerstoff, Cgespeichert bezeichnet die Konzentration der eingespeicherten Komponenten in der Wand und Cmax die maximale Speicherfähigkeit der Wand. Cgespeichert und Cmax werden ebenfalls dimensionslos und zwar relativ zur Einlasskonzentration der Gasphasenkomponente angegeben.Therein, c g normalized to the Anströmkonzentration, dimensionless gas phase concentration of oxygen, for example, C stored is the concentration of the stored component in the wall and C max is the maximum storage capacity of the wall. C stored and C max are also given dimensionless and relative to the inlet concentration of the gas phase component.

Um die Speichereffizenzen berechnen zu können, wurden folgende Parameter angenommen: Parameter: Durchflußmonolith: Wandflußmonolith: Diffusionskoeffizient des Abgases: In der Beschichtung: 3·10–6 m2/s In der Wand: 1·10–5 m2/s Reaktionsgeschwindigkeitskonstante k: 100 s–1 100 s–1 Cmax: 182 111 To calculate the storage licenses, the following parameters were assumed: Parameter: Durchflußmonolith: Wandflußmonolith: Diffusion coefficient of the exhaust gas: In the coating: 3 × 10 -6 m 2 / s In the wall: 1 · 10 -5 m 2 / s Reaction rate constant k: 100 s -1 100 s -1 C max : 182 111

Im Ergebnis wurde festgestellt, daß in einem mit Speichermaterial beschichteten Durchflußmonolithen etwa 10 % des Speichermaterials ungenutzt bleiben, wenn die einzuspeichernde Abgaskomponente durch den Katalysator durchbricht. In einem mit einer entsprechenden Menge Speichermaterial homogen beschichteten Wandflußmonolithen bleiben unter analogen Bedingungen mindestens 25 % des Speichermaterials ungenutzt. As a result, it has been found that about 10% of the storage material remains unused in a flow-monolith coated with storage material when the exhaust gas component to be stored breaks through the catalyst. In a Wandflußmonolithen homogeneously coated with an appropriate amount of memory material remain at least 25% of the memory material under analogous conditions unused.

In beiden Fällen wurde ein homogen beschichtetes Bauteil betrachtet, wobei die Beschichtung des Wandflussfiltersubstrates anströmkanalseitig in die Wand eingebracht war (1a: Übersichtsabbildung; 1b: Längsschnitt durch zwei parallele Strömungskanäle in einem homogen beschichteten Durchflussmonolithen der Länge L; 1c: Längsschnitt durch An- und Abströmkanal in einem homogen beschichteten Wandflussmonolithen der Länge L).In both cases, a homogeneously coated component was considered, wherein the coating of the wall flow filter substrate was introduced into the wall on the inflow channel side ( 1a : Overview picture; 1b FIG. 3: longitudinal section through two parallel flow channels in a homogeneously coated flow-through monolith of length L; FIG. 1c : Longitudinal section through inflow and outflow channel in a homogeneously coated wall flow monolith of length L).

Überraschenderweise wurde nun festgestellt, dass die Ausnutzung des Speichermaterials im beschichteten Wandflussfiltersubstrat erheblich verbessert werden kann, wenn die das Speichermaterial enthaltende Beschichtung in definierter Weise inhomogen in das Wandflussfiltersubstrat eingebracht wird. Dabei ist die das Speichermaterial enthaltende Beschichtung so aufzubringen, dass ein Gradient der Speichermaterialkonzentration und/oder der Gesamtbeschichtungsmenge entsteht, wobei die höchste Konzentration des Speichermaterials in Längsrichtung des Bauteils auf der Anströmseite vorliegt. Die das Speichermaterial enthaltende Beschichtung muss, um eine möglichst hohe Speichereffizienz zu gewährleisten, mehrheitlich in der Wand zwischen Einlaß- und Auslaßkanälen vorliegen. Surprisingly, it has now been found that the utilization of the storage material in the coated wall flow filter substrate can be significantly improved if the coating containing the storage material is introduced in a defined manner inhomogeneous manner into the wall flow filter substrate. In this case, the coating containing the storage material is to be applied in such a way that a gradient of the storage material concentration and / or the total coating amount is produced, the highest concentration of the storage material being present in the longitudinal direction of the component on the inflow side. The coating containing the storage material must, to ensure the highest possible storage efficiency, be present in the wall between the inlet and outlet channels in the majority.

In Verbindung mit dem charakteristischen Abgasfluß in einem Wandflussfiltersubstrat wird durch diese Art der Beschichtung sichergestellt, dass in das Partikelfilter eintretendes, zu reinigendes Abgas vor dem Austritt aus dem Filter mit einer möglichst großen Menge des Speichermaterials in unmittelbaren Kontakt kommt. Das zu reinigende Abgas wird durch die im Wandflussfiltersubstrat herrschenden Strömungsbedingungen zur Strömung durch die Beschichtungsbereiche mit der größten Speichermaterialkonzentration hindurch „gezwungen“. Dadurch wird der Anteil des ungenutzt bleibenden Speichermaterials erheblich verkleinert.In connection with the characteristic exhaust gas flow in a wall flow filter substrate, this type of coating ensures that exhaust gas to be cleaned entering the particle filter comes into direct contact with the largest possible amount of the storage material before it leaves the filter. The exhaust gas to be cleaned is "forced" by the flow conditions prevailing in the wall flow filter substrate to flow through the coating areas with the largest storage material concentration. As a result, the proportion of unused storage material is significantly reduced.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird folglich gelöst durch ein katalytisch aktives Partikelfilter zur Verminderung von Schadgasen und von Partikelemissionen im Abgas von Verbrennungsmotoren, welches neben Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO), Stickoxiden (NOx) und Partikeln Sauerstoff (O2) enthält, enthaltend ein Wandflussfiltersubstrat und eine katalytisch aktive Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandflussfiltersubstrat eine Vielzahl in Längsrichtung verlaufender Kanäle aufweist, die durch in Längsrichtung verlaufende Wände gebildet werden, die die Kanäle begrenzen und ausbilden, und die Kanäle Anströmkanäle mit einem offenen Einlassende und einem geschlossenen Auslassende und Abströmkanäle mit einem geschlossenen Einlassende und einem offenen Auslassende umfassen, welches eine mindestens ein Speichermaterial enthaltende, katalytisch aktive Beschichtung enthält, wobei mindestens 60 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge, in den Wänden zwischen An- und Abströmkanälen vorliegt, sowie mindestens 50 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge, in einer ersten, anströmseitigen Zone im Wandflussfiltersubstrat vorliegen, die sich vom Einlassende zum Auslassende hin erstreckt und deren Länge maximal 2/3 der Länge des Wandflussfiltersubstrats entspricht.The object underlying the invention is therefore achieved by a catalytically active particulate filter for the reduction of noxious gases and particulate emissions in the exhaust gas of internal combustion engines, which in addition to hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NO x ) and particles of oxygen (O 2 ) containing a wall-flow filter substrate and a catalytically active coating, characterized in that the wall-flow filter substrate has a plurality of longitudinally extending channels formed by longitudinal walls bounding and forming the channels, and the channels have inflow channels with an open inlet end and a closed outlet end and outflow channels having a closed inlet end and an open outlet end containing a catalytically active coating containing at least one storage material, wherein at least 60% by weight of the storage material, based on its total tmenge, is present in the walls between inlet and outlet channels, as well as at least 50 wt .-% of the storage material, based on the total amount, in a first, upstream zone in Wandflussfiltersubstrat present, which extends from the inlet end to the outlet end and the length of a maximum of 2 / 3 corresponds to the length of the wall flow filter substrate.

Im Speichermaterial können unter bestimmten Betriebsbedingungen eine oder mehrere Abgaskomponenten gebunden und bei einer geeigneten Änderung der Betriebsbedingungen wieder daraus freigesetzt werden. Bevorzugt liegen in dem Wandflussfiltersubstrat mindestens 75 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge in der anströmseitigen Zone vor, deren Länge maximal 2/3 der Länge des Wandflussfiltersubstrats entspricht. Die Speichereffizienz verbessert sich weiterhin, wenn mindestens 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 40 bis 50 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge, in einer ersten, anströmseitigen Zone vorliegen, sie sich vom Einlassende in Richtung des Auslassendes erstreckt und deren Länge maximal 1/3 der Länge des Wandflussfiltersubstrates entspricht. Durch diese Anpassungen der Speichermaterialkonzentration an die Zwangsströmung des zu reinigenden Abgases im Bauteil wird die Ausnutzung des Speichers sukzessive verbessert. Diese Verbesserungen werden nachstehend noch anhand besonderer Ausführungsformen mit Hilfe der 3 bis 8 erläutert. In the storage material, under certain operating conditions, one or more exhaust components may be bound and released therefrom upon a suitable change in operating conditions. At least 75% by weight of the storage material, based on its total amount in the upstream zone, whose length corresponds at most to 2/3 of the length of the wall-flow filter substrate, are preferably present in the wall-flow filter substrate. The storage efficiency is further improved if at least 30% by weight, particularly preferably 40 to 50% by weight of the storage material, based on its total amount, are present in a first upstream zone, extending from the inlet end towards the outlet end and the latter Length corresponds to a maximum of 1/3 of the length of the Wandflussfiltersubstrates. Through these adjustments of the storage material concentration to the forced flow of the exhaust gas to be cleaned in the component, the utilization of the memory is successively improved. These improvements will be described below with reference to particular embodiments with the aid of 3 to 8th explained.

Unter diskontinuierlichem λ-Verlauf im Sinne dieser Schrift wird verstanden, dass während der Betriebsweise des erfindungsgemäßen Bauteils nicht ein annähernd konstanter λ-Wert angesteuert wird, sondern periodische Wechsel der Luftzahl λ eingestellt werden. Solche Bedingungen sind beispielsweise gegeben, wenn ein periodischer Wechsel von oxidierenden („mageren“) und reduzierenden („fetten“) Abgasbedingungen („Fett/Mager-Wechsel“) am erfindungsgemäß beschichteten Wandflussfiltersubstrat vorliegt, die Luftzahl also periodisch zwischen einem Wert λ > 1 und einem Wert λ < 1 wechselt. Dabei können sowohl die Zyklenzeiten der Fett/Mager-Wechsel als auch die Maximalabweichungen im λ-Wert (Δλ) stark variieren. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wechselt die Luftzahl zwischen einem Wert 1 ≤ λ ≤ 1,05 im Mageren und einem Wert 1 ≥ λ ≥ 0,95 im Fetten mit einer Frequenz von 0,5 bis 5 Hertz. Fett/Mager-Wechsel dieses Typs findet man im Abgas von im Mittel mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch betriebenen Benzinmotoren (Otto-Motoren). Zur Reinigung der durch diese Motoren erzeugten Abgase wird bevorzugt ein katalytisch aktives Partikelfilter mit einer ein Sauerstoff speicherndes Material enthaltenden Beschichtung eingesetzt. For the purposes of this document, "discontinuous λ" is understood to mean that during the mode of operation of the component according to the invention, an approximately constant λ value is not controlled, but periodic changes in the air ratio λ are set. Such conditions are given, for example, when there is a periodic change of oxidizing ("lean") and reducing ("rich") exhaust gas conditions ("rich / lean change") on the wall flow filter substrate coated according to the invention, ie the air ratio is periodically between a value λ> 1 and a value λ <1 changes. Both the cycle times of the rich / lean changes and the maximum deviations in the λ value (Δλ) can vary greatly. In a particularly preferred embodiment of the method, the air ratio changes between a value 1 ≦ λ ≦ 1.05 in the lean and a value 1 ≥ λ ≥ 0.95 in the greasing with a frequency of 0.5 to 5 hertz. Fat / lean change of this type is found in the exhaust gas of petrol engines (gasoline engines) operated on average with stoichiometric air / fuel mixture. For cleaning the exhaust gases generated by these engines, a catalytically active particulate filter with a coating containing an oxygen-storing material is preferably used.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen katalytisch aktiven Partikelfilters zeigen sich besonders deutlich, wenn die Luftzahl λ in einem transienten Betriebszustand des Motors stärker von λ = 1 abweicht. In diesem Fall wird die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Speichermaterials genutzt, um die Abweichungen zu dämpfen. Steht effektiv weniger Speichermaterial zur Verfügung, so ist der zur Dämpfung benötigte Sauerstoffpuffer aus dem Speichermaterial geringer, und es kommt zu einem früheren Zeitpunkt zu unerwünschten Schadstoffdurchbrüchen durch das Abgasreinigungsbauteil. The advantages of the catalytically active particulate filter according to the invention are particularly evident when the air ratio λ deviates more strongly from λ = 1 in a transient operating state of the engine. In this case, the oxygen storage capacity of the storage material is used to dampen the deviations. If effectively less storage material is available, the oxygen buffer required for damping from the storage material is lower, and undesired pollutant breakthroughs through the exhaust gas purification component occur earlier.

Des Weiteren ist es üblich, die Sauerstoffspeicherfähigkeit eines Abgasreinigungsbauteils als Maß für dessen katalytische Aktivität zu verwenden und so die für Fahrzeuge mit im Mittel stöchiometrisch betriebenen Benzinmotoren gesetzlich vorgeschriebene „On Board Diagnostic“ (OBD) bereit zu stellen. Dabei wird gezielt ein Wechsel zwischen fettem und magerem Luft/Kraftstoff-Gemisch eingestellt und dabei die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Abgasreinigungsbauteils bestimmt. Wird die theoretisch vorhandene Sauerstoffspeicherfähigkeit des Bauteils systemisch nur unzureichend ausgenutzt, so erschwert dies die Analyse der in der OBD erhältlichen Daten.Furthermore, it is customary to use the oxygen storage capacity of an exhaust gas purification component as a measure of its catalytic activity and thus to provide the on-board diagnostics (OBD) prescribed by law for vehicles with on average stoichiometric gasoline engines. In this case, a change between rich and lean air / fuel mixture is deliberately set, thereby determining the oxygen storage capacity of the exhaust gas purification component. If the theoretically existing oxygen storage capacity of the component is systematically insufficiently utilized, this makes the analysis of the data available in the OBD more difficult.

Das erfindungsgemäße katalytisch aktive Partikelfilter wird mit Vorteil derart eingesetzt, dass die Luftzahl λ periodisch zwischen dem Wert 1 ≤ λ ≤ 20 und dem Wert 1 ≥ λ ≥ 0,85 wechselt. Dabei ist die Magerphase mit 1 ≤ λ ≤ 20 im Regelzyklus um mehrere Sekunden länger, als die Fettphase mit 1 ≥ λ ≥ 0,85. Derartige Fett/Mager-Bedingungen treten in Abgasen von Diesel- oder Otto-Motoren auf, die mit überwiegend magerem Luft/Kraftstoff-Gemisch betrieben werden. Zur Reinigung der durch diese Motoren erzeugten Abgase wird bevorzugt ein Partikelfilter mit einer katalytisch aktiven Beschichtung enthaltend ein oder mehrere Stickoxidspeichermaterialien eingesetzt.The catalytically active particulate filter according to the invention is advantageously used such that the air ratio λ periodically changes between the value 1 ≦ λ ≦ 20 and the value 1 ≥ λ ≥ 0.85. The lean phase with 1 ≤ λ ≤ 20 is several seconds longer in the control cycle than the rich phase with 1 ≥ λ ≥ 0.85. Such rich / lean conditions occur in exhaust gases of diesel or gasoline engines, which are operated with predominantly lean air / fuel mixture. To purify the exhaust gases generated by these engines, a particulate filter with a catalytically active coating containing one or more nitrogen oxide storage materials is preferably used.

Das erfindungsgemäße katalytisch aktive Partikelfilter enthält ein Wandflussfiltersubstrat und eine ein Speichermaterial enthaltende, katalytisch aktive Beschichtung, die einen Gradienten der Speichermaterialkonzentration und/oder der Gesamtbeschichtungsmenge aufweist, wobei die höchste Konzentration des Speichermaterials in Längsrichtung des Bauteils auf der Anströmseite liegt. Dieses ist so ausgestaltet, dass mindestens 60 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge, in den Wänden zwischen An- und Abströmkanälen vorliegt, wobei mindestens 50 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge, in einer ersten, anströmseitigen Zone vorliegen, die sich vom Einlassende zum Auslassende hin erstreckt und deren Länge maximal 2/3 der Länge des Wandflussfiltersubstrates entspricht.The catalytically active particulate filter according to the invention contains a wall-flow filter substrate and a catalytically active coating containing a storage material which has a gradient of the storage material concentration and / or the total coating amount, the highest concentration of the storage material lying on the upstream side in the longitudinal direction of the component. This is designed so that at least 60 wt .-% of the storage material, based on the total amount, is present in the walls between inlet and outlet channels, wherein at least 50 wt .-% of the storage material, based on the total amount, in a first, upstream Zone present, which extends from the inlet end to the outlet end and whose length corresponds to a maximum of 2/3 of the length of the Wandflussfiltersubstrates.

Einige bevorzugte Ausführungsformen sind schematisch in den 3 bis 8 gezeigt. Dargestellt ist immer die Wand (8) zwischen einem Einlasskanal (5) und einem Auslasskanal (6) des Wandflussfilters, die eine Beschichtung in den Poren der Wand (4b), einlasskanalseitig auf der Wand aufliegend (4a) oder auslasskanalseitig auf der Wand aufliegend (4c) enthalten kann. Zur besseren Darstellung der Gradierung des Speichermaterials wird das Bauteil der Länge nach in drei Segmente unterteilt, wobei Segment (I.) in Strömungsrichtung des Abgases anströmseitig angeordnet ist, Segment (III.) in Strömungsrichtung des Abgases abströmseitig angeordnet ist, und Segment (II.) zwischen den Segmenten (I.) und (III.) liegt. Durch die Unterscheidung von drei Schichtsegmenten (4a / 4b / 4c) und drei Zonensegmenten (I. / II. / III.) ergibt sich eine Darstellung in insgesamt neun Segmenten [I.a / II.a / III.a für die einlasskanalseitige Beschichtung (auf der Wand), I.b / II.b / III.b für die Beschichtung in der Wand und I.c / II.c / III.c für die auslasskanalseitige Beschichtung (auf der Wand)), siehe 2], mit Hilfe derer die Gradierung des Speichermaterials in den bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bauteils einfach veranschaulicht werden kann. Some preferred embodiments are schematically shown in FIGS 3 to 8th shown. The wall is always shown ( 8th ) between an inlet channel ( 5 ) and an outlet channel ( 6 ) of the wall flow filter, the one coating in the pores of the wall ( 4b ), inlet channel side resting on the wall ( 4a ) or outlet channel side resting on the wall ( 4c ). For a better representation of the gradation of the storage material, the component is subdivided lengthwise into three segments, wherein segment (I.) is arranged in the flow direction of the exhaust gas upstream, segment (III.) Is arranged downstream in the flow direction of the exhaust gas, and segment (II. ) lies between the segments (I.) and (III.). By distinguishing three layer segments ( 4a / 4b / 4c ) and three zone segments (I. / II. / III.) results in a total of nine segments [Ia / II.a / III.a for the inlet channel-side coating (on the wall), Ib / II.b / III. b for the coating in the wall and Ic / II.c / III.c for the outlet channel side coating (on the wall)), see 2 ], by means of which the gradation of the memory material in the preferred embodiments of the component according to the invention can be easily illustrated.

Die 3 bis 8 zeigen die bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Filters in dieser schematischen Darstellung. Darin sind die Mengenanteile des Speichermaterials in Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge des im Bauteil vorliegenden Speichermaterials dargestellt. Segmente ohne Zahlenangabe enthalten kein Speichermaterial bzw. keine Speichermaterial-haltige Beschichtung.The 3 to 8th show the preferred embodiments of the filter according to the invention in this schematic representation. Therein, the proportions of the storage material in percent by weight based on the total amount of the memory material present in the component are shown. Segments without numbers contain no storage material or no storage material-containing coating.

3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Bauteils, in dem die gesamte Speichermaterial-haltige Beschichtung in der Wand zwischen An- und Abströmkanälen vorliegt, wobei (60 + 20) Gew.-% = 80 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge, in einer anströmseitigen Zone vorliegen, deren Länge 2/3 der Gesamtlänge des Filtersubstrats beträgt. Im Unterschied zu einem entsprechenden Filtersubstrat mit homogener Verteilung des Speichermaterials in der Wand, worin nur ca. 75 % des Speichers ausgenutzt werden, liegt die Ausnutzung des Speichermaterials in einem solchen Bauteil bei 83 %. Zur Herstellung dieser Ausführungsform können alle gängigen, dem Fachmann bekannten Standardverfahren zur Inwand-Beschichtung von Zonen in Wandflussfiltersubstraten (Tauchverfahren; Saug-/Druck-Techniken) angewandt werden. 3 shows an inventive embodiment of the component in which the entire memory material-containing coating in the wall between inlet and outlet channels is present, wherein (60 + 20) wt .-% = 80 wt .-% of the storage material, based on the total amount, in an upstream zone, the length of which is 2/3 of the total length of the filter substrate. In contrast to a corresponding filter substrate with a homogeneous distribution of the storage material in the wall, in which only about 75% of the memory are utilized, the utilization of the storage material in such a component is 83%. For the production of this embodiment, it is possible to use all standard methods known in the art for the in-wall coating of zones in wall flow filter substrates (dipping method, suction / pressure techniques).

Wird in der in 3 gezeigten Ausführungsform etwas mehr als ein Drittel (3 × 12,5 % = 37,5 %) der Gesamtmenge des Speichermaterials aus der Wand herausgenommen und durch eine Aufwandbeschichtung in den Abströmkanälen mit homogener Speichermaterialverteilung ersetzt, so gelangt man zu der in 4 dargestellten Ausführungsform. Ein solches Bauteil zeigt eine noch weiter verbesserte Speichermaterialausnutzung von 85 %, allerdings erfordert die Herstellung eines solchen Bauteils eine Kombination aus Auf- und Inwand-Beschichtung und somit einen zusätzlichen Beschichtungsschritt.Will be in the in 3 embodiment shown slightly more than a third (3 × 12.5% = 37.5%) of the total amount of memory material taken out of the wall and replaced by an expense coating in the outflow channels with homogeneous memory material distribution, it leads to the in 4 illustrated embodiment. Such a component shows an even further improved storage material utilization of 85%, but the production of such a component requires a combination of surface and in-wall coating and thus an additional coating step.

5 zeigt ebenfalls eine erfindungsgemäße Ausführungsform mit vollständiger Inwand-Beschichtung. Das Speichermaterial liegt hierin in Gänze in einer anströmseitigen Zone, deren Länge 2/3 der Länge des Filtersubstrats entspricht, vor. Ein solches Bauteil hat gegenüber der in 3 gezeigten Ausführungsform den Vorteil, dass die Beschichtung in einem einzigen Beschichtungsschritt aufgebracht werden kann. Durch das völlige Fehlen des Speichermaterials im letzten, abströmseitigen Drittel der Wand kommt es allerdings verstärkt zu Durchbrüchen der zu speichernden Abgaskomponente. Die Ausnutzung des Speichermaterials beträgt in dieser Ausführungsform 81,5 %. 5 also shows an inventive embodiment with complete Inwand coating. The storage material herein is wholly in an upstream zone, the length of which corresponds to 2/3 of the length of the filter substrate. Such a component has opposite to in 3 embodiment shown the advantage that the coating can be applied in a single coating step. Due to the complete absence of the storage material in the last, downstream third of the wall, however, it increasingly leads to breakthroughs of the stored exhaust gas component. The utilization of the memory material in this embodiment is 81.5%.

Werden nur 14 % des in den ersten beiden Zonen vorhandenen Speichermaterials als zusätzliche anströmseitige Zone in Form einer Aufwand-Beschichtung in den Anströmkanälen appliziert (6), verbessert sich die Ausnutzung des Speichermaterials auf 84 %. Eine weitere Umverteilung des Speichermaterials in eine zusätzliche abströmseitige, homogene Aufwandbeschichtung (7) führt zu einer weiteren Verbesserung auf 90,5 %. If only 14% of the storage material present in the first two zones is applied as an additional inflow-side zone in the form of an expense coating in the inflow channels ( 6 ), the utilization of the storage material improves to 84%. A further redistribution of the storage material into an additional outflow-side, homogeneous application coating ( 7 ) leads to a further improvement to 90.5%.

Die besten Ergebnisse erhält man jedoch, wenn man, wie in 8 gezeigt, den überwiegenden Anteil des Speichermaterials in einer anströmseitigen Zone (2/3 der Länge des Filtersubstrats) in der Wand, genauer in den Segmenten I.b und II.b verteilt und dies durch eine kurze abströmseitige Zonenbeschichtung (1/3 der Länge des Filtersubstrats auf der Wand im Auslasskanal (Segment III.c) ergänzt. In dieser Anordnung wird das im beschichteten Wandflussfilter enthaltene Speichermaterial effizienter ausgenutzt als im homogen beschichteten Durchflussmonolithen. Der Anteil des ungenutzten Speichermaterials liegt bei dieser bestgeeigneten Ausführungsform bei lediglich 8 %, d.h. die Speichermaterialsausnutzung beläuft sich auf 92 %. Zudem zeichnet sich diese Ausführungsform, da der Hauptanteil der Beschichtung in der Wand vorliegt, durch hervorragende Staudruckeigenschaften aus und ist mit herkömmlichen, dem Fachmann bekannten Beschichtungsmethoden in zwei Beschichtungsschritten leicht herzustellen.However, the best results are obtained if, as in 8th shown, the majority of the memory material in an upstream zone (2/3 of the length of the filter substrate) distributed in the wall, more precisely in the segments Ib and II.b and this by a short downstream zone coating (1/3 of the length of the filter substrate In this arrangement, the storage material contained in the coated wall-flow filter is utilized more efficiently than in the homogeneously coated flow-through monolith.The proportion of unused storage material in this most suitable embodiment is only 8%, ie the storage material utilization amounts to In addition, since most of the coating is present in the wall, this embodiment is characterized by excellent dynamic pressure properties and is easy to produce in two coating steps using conventional coating methods known to those skilled in the art.

Abgase von Benzinmotoren, die mit im Mittel stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch betrieben werden, weisen mit einem periodischen Wechsel zwischen 1 ≤ λ ≤ 1,05 im Mageren und 1 ≥ λ ≥ 0,95 im Fetten eine relativ geringe Breite des eingestellten Luftzahlbereiches auf. Es eignet sich hier insbesondere ein Partikelfilter, dessen katalytisch aktive Beschichtung ein Sauerstoff speicherndes Material enthält. Als solches wird bevorzugt ein Cer-Zirkon-Mischoxid eingesetzt. In besonders bevorzugten Ausführungsformen ist das Cer-Zirkon-Mischoxid mit weiteren Selten-Erd-Metalloxiden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Yttriumoxid, Lanthanoxid, Praseodymoxid, Neodymoxid und Mischungen davon dotiert.Exhaust gases of gasoline engines, which are operated with an average stoichiometric air / fuel mixture, have with a periodic change between 1 ≤ λ ≤ 1.05 in lean and 1 ≥ λ ≥ 0.95 in the grease a relatively small width of the set air range. In particular, a particle filter whose catalytically active coating contains an oxygen-storing material is suitable here. As such, a cerium-zirconium mixed oxide is preferably used. In particularly preferred embodiments, the cerium-zirconium mixed oxide is doped with further rare earth metal oxides selected from the group consisting of yttria, lanthana, praseodymia, neodymia, and mixtures thereof.

Auf dem Sauerstoff speichernden Material sind bevorzugt geringe Mengen eines Edelmetalls wie Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium und/oder Gold aufgebracht. Darüber hinaus kann die Beschichtung weitere Edelmetalle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium, Gold oder Mischungen davon enthalten, die bevorzugt auf einem weiteren, hochoberflächigen, hochschmelzenden Trägeroxid wie beispielsweise Aluminiumoxid, Ceroxid, Zirkonoxid oder Mischungen davon aufgebracht sein können. On the oxygen-storing material preferably small amounts of a noble metal such as platinum, palladium, rhodium, ruthenium and / or gold are applied. In addition, the coating may contain further noble metals selected from the group consisting of platinum, palladium, rhodium, ruthenium, gold or mixtures thereof, which may preferably be applied to a further high-surface-area, high-melting carrier oxide, for example aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide or mixtures thereof ,

Abgase von Dieselmotoren oder von Benzinmotoren, die mit überwiegend magerem Luft/Kraftstoff-Gemisch betrieben werden, weisen einen periodischen Wechsel zwischen 1 ≤ λ ≤ 20 im Mageren und 1 ≥ λ ≥ 0,85 im Fetten auf, wobei die Magerphase im Regelzyklus um mehrere Sekunden länger ist, als die Fettphase. In diesem Fall variiert die Luftzahl also über einen relativ großen Bereich. Das erfindungsgemäße Partikelfilter muss somit exzellente oxidationskatalytische Eigenschaften und zugleich exzellente reduktionskatalytische Eigenschaften aufweisen. Es eignet sich hier insbesondere ein erfindungsgemäßes Partikelfilter, dessen katalytisch aktive Beschichtung ein Stickoxidspeichermaterial enthält, welches bevorzugt eine oder mehrere Stickoxidspeicherkomponenten enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe der Oxide, Hydroxide, Oxidhydroxide und Carbonate der Alkalimetalle, der Erdalkalimetalle und der Selten-Erd-Metalle. Um ausreichende oxidationskatalytische Eigenschaften bereitzustellen, enthält die Beschichtung des Weiteren bevorzugt Platin und/oder Palladium. Um die reduktionskatalytischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Bauteils zu verbessern und insbesondere um die NOx-Reduktion zu Stickstoff nach Desorption aus dem Stickoxidspeichermaterial während der Fettphase zu fördern, enthalten bevorzugte Ausführungsformen weiterhin Palladium und/oder Rhodium.Exhaust gases of diesel engines or gasoline engines, which are operated with predominantly lean air / fuel mixture, have a periodic change between 1 ≤ λ ≤ 20 in the lean and 1 ≥ λ ≥ 0.85 in the grease, the lean phase in the control cycle by several Seconds longer than the fat phase. In this case, the air ratio thus varies over a relatively large range. The particle filter according to the invention must therefore have excellent oxidation catalytic properties and at the same time excellent reduction catalytic properties. A particulate filter according to the invention, whose catalytically active coating contains a nitrogen oxide storage material, which preferably contains one or more nitrogen oxide storage components which are selected from the group consisting of the oxides, hydroxides, oxide hydroxides and carbonates of the alkali metals, the alkaline earth metals and the rare earth metal oxide. metals. In order to provide sufficient oxidation catalytic properties, the coating further preferably contains platinum and / or palladium. In order to improve the reduction catalytic properties of the component according to the invention and in particular to promote the NO x reduction to nitrogen after desorption from the nitrogen oxide storage material during the fatty phase, preferred embodiments furthermore contain palladium and / or rhodium.

Das erfindungsgemäße katalytisch aktive Partikelfilter wird so eingesetzt, dass ein entsprechend zu reinigendes Abgas unter Betriebsbedingungen mit einem diskontinuierlichen Verlauf der Luftzahl λ über ein erfindungsgemäßes Bauteil geleitet, wie es vorstehend beschrieben wurde. Durch die Verbesserung der Speichereffizienz, die mit der erfindungsgemäß gradierten Anordnung des Speichermaterials über das Bauteil im Vergleich zum homogen beschichteten Partikelfilter erreicht wird, ist es möglich, die Gesamtbeschichtungsmenge zu reduzieren und somit den Abgasgegendruck, der durch das Bauteil erzeugt wird, im Vergleich zu einem herkömmlichen, Speichermaterial-beschichteten Filter mit gleicher Speicherkapazität, zu verringern. Dadurch können Kraftstoffverbrauchs- und Leistungsnachteile, die nicht selten eine Folge des Einsatzes beschichteter Partikelfilter sind, bei hervorragender Reinigungswirkung vermindert werden. Alternativ ermöglicht die verbesserte Speichereffizienz die Nutzung eines kleineren Filtervolumens.The catalytically active particulate filter according to the invention is used in such a way that an exhaust gas which is to be scrubbed accordingly is conducted under operating conditions with a discontinuous course of the air ratio λ over a component according to the invention, as described above. By improving the storage efficiency, which is achieved with the inventively graded arrangement of the storage material over the component compared to the homogeneously coated particle filter, it is possible to reduce the total coating amount and thus the exhaust back pressure generated by the component compared to a conventional, memory-material-coated filter with the same storage capacity to reduce. As a result, fuel consumption and performance disadvantages, which are often a consequence of the use of coated particulate filter can be reduced with excellent cleaning effect. Alternatively, the improved storage efficiency allows the use of a smaller filter volume.

Die nachfolgenden Figuren und Beispiele sollen insbesondere das katalytisch aktive Partikelfilter weitergehend illustrieren. Es zeigen:The following figures and examples are intended in particular to further illustrate the catalytically active particle filter. Show it:

1: eine Übersichtsabbildung (1a) eines Wabenkörpers der Länge L (1) und eine vergleichend-schematische Darstellung der Strömungsverhältnisse in einem homogen beschichteten Durchflussmonolithen (1b) und in einem homogen beschichteten Wandflussfiltersubstrat nach dem Stand der Technik (1c); 1b zeigt einen Längsschnitt durch zwei parallele Strömungskanäle (2) in einem homogen beschichteten Durchflussmonolithen der Länge L, die durch im wesentlichen gasdichte Wände (3) voneinander getrennt sind, auf denen die Speichermaterial-haltige, katalytisch aktive Beschichtung aufgebracht ist; 1c zeigt einen Längsschnitt durch einen Anströmkanal (5) und einen Abströmkanal (6) in einem homogen beschichteten Wandflussmonolithen der Länge L nach dem Stand der Technik, worin die Strömungskanäle durch gasdichte Abschlüsse (7) wechselseitig verschlossen sind und worin die Beschichtung (4) anströmkanalseitig in die gasdurchlässige Wand (8) eingebracht ist. 1 FIG. 2: an overview illustration (1a) of a honeycomb body of length L (FIG. 1 ) and a comparative schematic representation of the flow conditions in a homogeneously coated flow monolith (1b) and in a homogeneously coated wall flow filter substrate according to the prior art (1c); 1b shows a longitudinal section through two parallel flow channels ( 2 ) in a homogeneously coated flow-through monolith of length L passing through substantially gas-tight walls ( 3 ) are separated from each other, on which the storage material-containing, catalytically active coating is applied; 1c shows a longitudinal section through a flow channel ( 5 ) and a discharge channel ( 6 ) in a homogeneously coated wall flow monolith of length L according to the prior art, wherein the flow channels through gas-tight seals ( 7 ) are mutually closed and wherein the coating ( 4 ) on the inflow channel side in the gas-permeable wall ( 8th ) is introduced.

2: die schematische Darstellung der porösen Wand (8) zwischen einem Anströmkanal (5) und einem Abströmkanal (6) in einem Wandflussmonolithen, die mit einer Inwandbeschichtung (4b), einer anströmkanalseitigen Aufwandbeschichtung (4a) und einer abströmkanalseitigen Aufwandbeschichtung (4c) versehen ist, sowie deren schematische Unterteilung in neun Segmente zur Darstellung bevorzugter Ausführungsformen 2 : the schematic representation of the porous wall ( 8th ) between a flow channel ( 5 ) and a discharge channel ( 6 ) in a Wandflussmonolithen, with an Inwandbeschichtung ( 4b ), an onflow-channel side overcoating ( 4a ) and an outflow-channel-side overcoating ( 4c ), as well as their schematic subdivision into nine segments to illustrate preferred embodiments

3 bis 8: schematische Darstellungen der Speichermaterialverteilung in bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Filters. 3 to 8th : Schematic representations of the storage material distribution in preferred embodiments of the filter according to the invention.

9: die Ergebnisse zur Bestimmung der nutzbaren Sauerstoffspeicherkapazität eines homogen mit Sauerstoffpeichermaterial beschichteten Wandflussfiltersubtrats des Standes der Technik (VPF) und zweier erfindungsgemäßer Wandflussfiltersubstrate (PF1 gemäß 3 und PF2 gemäß 8), die inhomogen mit Sauerstoffspeichermaterial beschichtet waren. 9 FIG. 2: the results for determining the usable oxygen storage capacity of a prior art wall flow filter substrate homogeneously coated with oxygen storage material (VPF) and two wall flow filter substrates (PF1 according to FIG 3 and PF2 according to 8th ) inhomogeneously coated with oxygen storage material.

Die Verbesserung der Speichereffizienz durch Aufbringen einer inhomogenen Beschichtung konnte an mit Sauerstoffspeichermaterial beschichteten Filtern gezeigt werden. Für entsprechende Untersuchungen wurden drei Wandflussfiltersubstrate aus Cordierit mit einem Durchmesser von 14,37 cm, einer Länge von 15,24 cm, einer Zelldichte von 46,5 Zellen/cm2 und einer Zellwandstärke von 12 μm mit jeweils 80 g/L (bezogen auf das Volumen des Wandflussfiltersubstrats) einer Beschichtungssuspension der folgenden Zusammensetzung versehen: 1 g/L Strontiumoxid 1 g/L Lanthanoxid 41 g/L mit 3 Gew.-% Lanthan stabilisiertes Aluminiumoxid 18 g/L Cer/Zirkon-Mischoxid enthaltend 50 Gew.-% ZrO2 18 g/L Cer/Zirkon-Mischoxid enthaltend 70 Gew.-% ZrO2 0,12 g/L Rhodium aus Rhodiumnitrat 1,3 g/L Palladium aus Palladiumnitrat. The improvement in storage efficiency by applying an inhomogeneous coating could be demonstrated on oxygen storage coated filters. For such investigations, three wall flow filter substrates made of cordierite with a diameter of 14.37 cm, a length of 15.24 cm, a cell density of 46.5 cells / cm 2 and a cell wall thickness of 12 microns at 80 g / L (based on the volume of the wall flow filter substrate) of a coating suspension of the following composition: 1 g / L strontium 1 g / L lanthanum oxide 41 g / L with 3 wt .-% lanthanum stabilized alumina 18 g / L Cerium / zirconium mixed oxide containing 50% by weight ZrO 2 18 g / L Cerium / zirconium mixed oxide containing 70% by weight ZrO 2 0.12 g / L Rhodium from rhodium nitrate 1.3 g / L Palladium of palladium nitrate.

Zur Herstellung der Beschichtungssuspension wurden das mit Lanthan stabilisierte Aluminiumoxid und die Cer/Zirkon-Mischoxide in Wasser suspendiert. Unter Rühren wurden zunächst Strontiumhydroxid und Lanthanoxid, dann Rhodium- und Palladiumnitratlösung zugeführt. Die so erhaltene Beschichtungssuspension wurde vermahlen und nach einem üblichen, dem Fachmann geläufigen Beschichtungsverfahren (Saug-/Druck-Technik) in die Wandflussfiltersubstrate eingebracht. Nach Aufbringung der Beschichtung wurden die Filtersubstrate in Heißluft getrocknet und sodann bei 500°C für die Dauer von 2 Stunden an Luft kalziniert.To prepare the coating suspension, the lanthanum stabilized alumina and the cerium / zirconium mixed oxides were suspended in water. With stirring, first strontium hydroxide and lanthanum oxide, then rhodium and palladium nitrate solution were fed. The coating suspension thus obtained was ground and introduced into the wall flow filter substrates by a customary coating method (suction / pressure technique) familiar to the person skilled in the art. After application of the coating, the filter substrates were dried in hot air and then calcined at 500 ° C for 2 hours in air.

Vergleichsbeispiel VPF:Comparative Example VPF:

Zur Herstellung eines Vergleichsbeispiels nach dem Stand der Technik wurden 80 g/L der vorstehend beschriebenen Beschichtungssuspension, bezogen auf das Volumen des Wandflussfilters, über die gesamte Länge des Wandflussfiltersubstrates anströmseitig homogen in die Wand zwischen An- und Abströmkanälen eingebracht.For the preparation of a comparative example according to the prior art, 80 g / L of the coating suspension described above, based on the volume of the wall flow filter over the entire length of the wall flow filter substrate on the inflow side homogeneously introduced into the wall between inlet and outlet channels.

Beispiel 1:Example 1:

Zur Herstellung eines ersten erfindungsgemäßen Filters PF1 wurden zunächst 48 g/L der vorstehend beschriebenen Beschichtungssuspension, bezogen auf das Gesamtvolumen des Wandflussfilters, über die gesamte Länge des Wandflussfiltersubstrates anströmseitig homogen in die Wand zwischen An- und Abströmkanälen eingebracht. Nach Trocknung und Zwischenkalzination wurden in einer anströmseitigen Zone, deren Länge 1/3 der Gesamtlänge des Bauteils entsprach, weitere 32 g/L (bezogen auf die Gesamtlänge des Bauteils) der Beschichtungssuspension in die Wand zwischen An- und Abströmkanälen eingebracht. Dadurch entstand ein erfindungsgemäßes Filter PF1 entsprechend 3 enthaltend 80 g/L der vorstehend beschriebenen Beschichtungssuspension.To produce a first filter PF1 according to the invention, 48 g / L of the coating suspension described above, based on the total volume of the wall-flow filter, were introduced homogeneously into the wall between inlet and outlet channels over the entire length of the wall-flow filter substrate on the inflow side. After drying and intermediate calcination, a further 32 g / l (based on the total length of the component) of the coating suspension were introduced into the wall between inlet and outlet channels in an upstream zone whose length corresponded to 1/3 of the total length of the component. This resulted in a filter according to the invention PF1 accordingly 3 containing 80 g / L of the coating suspension described above.

Beispiel 2:Example 2:

Zur Herstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Filters PF2 wurden zunächst 68,8 g/L der vorstehend beschriebenen Beschichtungssuspension, bezogen auf das Gesamtvolumen des Wandflussfilters, in einer anströmseitigen Zone, deren Länge 2/3 der Gesamtlänge des Wandflussfiltersubstrates entsprach, anströmseitig homogen in die Wand zwischen An- und Abströmkanälen eingebracht. Nach Trocknung und Zwischenkalzination wurden weitere 11,2 g/L der Beschichtungssuspension, bezogen auf das Gesamtvolumen des Wandflussfilters, als abströmseitige Zone, deren Länge 1/3 der Gesamtlänge des Bauteils entsprach, als Aufwandbeschichtung in den Abströmkanälen appliziert. Dadurch entstand ein erfindungsgemäßes Filter PF2 entsprechend 8 enthaltend 80 g/L der vorstehend beschriebenen Beschichtungssuspension.In order to produce a further filter PF2 according to the invention, initially 68.8 g / L of the coating suspension described above, based on the total volume of the wall flow filter, in an upstream zone whose length corresponded to 2/3 of the total length of the wall flow filter substrate, homogeneously in the wall between An and introduced flow channels. After drying and intermediate calcination, a further 11.2 g / L of the coating suspension, based on the total volume of the wall-flow filter, was applied as an outflow-side zone whose length corresponded to 1/3 of the total length of the component as an expense coating in the outflow channels. This resulted in a filter according to the invention PF2 accordingly 8th containing 80 g / L of the coating suspension described above.

Die wie beschrieben hergestellten Filter VPF, PF1 und PF2 wurden am Motorprüfstand im Realabgas eines mit im Mittel stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Gemisch betriebenen Motors untersucht. Zunächst erfolgte eine 15-minütige Konditionierung bei λ = 0,95, wobei der Betriebspunkt des Motor so gewählt wurde, dass die Abgastemperatur am Eintritt des Filters ca. 600°C und die Raumgeschwindigkeit des Abgases ca. 200 kg/h betrug. Nach Konditionierung wurde die Sauerstoffspeicherfähigkeit der beschichteten Filter bestimmt. Hierzu wurde ein sogenannter „Sprungtest“ durchgeführt, wobei die Luftzahl λ zwischen 0,96 und 1,04 variiert wurde („λ-Sprung“). Dabei wurde der Betriebspunkt des Motors so gewählt, dass die Abgastemperatur am Eintritt des Filters 470°C und die Raumgeschwindigkeit von 60 kg/h betrug. In diesem Test wurde die gespeicherte Sauerstoffmenge als Mittelwert über mehrere Fett-Mager-Sprünge ermittelt. Das Verfahren zur Durchführung und Auswertung solcher „λ-Sprungtests“ ist im Stand der Technik bekannt und dem Fachmann der Dreiwegekatalyse geläufig.The filters VPF, PF1 and PF2 prepared as described above were tested on the engine test bench in the real exhaust gas of an engine operated on average stoichiometric air / fuel mixture. First of all a conditioning for 15 minutes at λ = 0.95, the operating point of the engine was chosen so that the exhaust gas temperature at the inlet of the filter about 600 ° C and the space velocity of the exhaust gas was about 200 kg / h. After conditioning, the oxygen storage capacity of the coated filters was determined. For this purpose, a so-called "jump test" was performed, wherein the air ratio λ was varied between 0.96 and 1.04 ("λ jump"). The operating point of the engine was chosen so that the exhaust gas temperature at the inlet of the filter was 470 ° C and the space velocity of 60 kg / h. In this test, the stored oxygen amount was averaged over several fat-lean jumps. The method for carrying out and evaluating such "λ jump tests" is known in the art and is familiar to the person skilled in the art of three-way catalysis.

9 zeigt die in den Sprungtests erhaltenen Ergebnisse für das beschichtete Filter nach dem Stand der Technik VPF und die beiden erfindungsgemäßen Partikelfilter PF1 und PF2. Dargestellt ist die gemittelte Menge an gespeichertem Sauerstoff in Milligramm (auch „OSC-Menge“; entspricht der nutzbaren Sauerstoffspeicherkapazität im Bauteil), die während der λ-Sprünge beobachtet werden konnte. 9 shows the results obtained in the jump tests for the prior art coated filter VPF and the two particulate filters PF1 and PF2 according to the invention. Shown is the averaged amount of stored oxygen in milligrams (also called "OSC amount", which corresponds to the usable oxygen storage capacity in the component) that could be observed during the λ jumps.

Das Partikelfilter nach dem Stand der Technik VPF 1 zeigte eine nutzbare Sauerstoffspeicherkapazität von ca. 430 mg. Das erfindungsgemäße Filter PF1, das nur eine Inwandbeschichtung mit einer deutlichen Anreicherung des Speichermaterials in einer ersten anströmseitigen Zone entsprechend der Darstellung in 3 aufwies, zeigte eine demgegenüber um ca. 8 % erhöhte nutzbare Sauerstoffspeicherkapazität (ca. 465 mg). Die höchste nutzbare Sauerstoffspeicherkapazität wurde am gemäß 8 hergestellten erfindungsgemäßen Partikelfilter PF2 beobachtet. Dessen nutzbare Sauerstoffspeicherkapazität betrug ca. 505 mg und übertraf somit die nutzbare Sauerstoffspeicherkapazität des homogen beschichteten Vergleichsfilters nach dem Stand der Technik VPF sogar um ca. 17 %.The prior art particulate filter VPF 1 demonstrated a useful oxygen storage capacity of about 430 mg. The inventive filter PF1, the only one Inwandbeschichtung with a significant accumulation of the storage material in a first upstream zone as shown in FIG 3 On the other hand, a usable oxygen storage capacity increased by about 8% (about 465 mg). The highest usable oxygen storage capacity was determined according to 8th Particle filter PF2 produced according to the invention observed. Its usable oxygen storage capacity was about 505 mg and thus even exceeded the usable oxygen storage capacity of the homogeneously coated comparison filter according to the prior art VPF by about 17%.

Somit konnten die zunächst durch Simulationsrechnungen erhaltenen Ergebnisse in Untersuchungen am Motorprüfstand bestätigt und eine deutliche Verbesserung der Speichereffizienz der erfindungsgemäßen Filter gegenüber herkömmlichen, homogen beschichteten Filtern nachgewiesen werden.Thus, the results obtained initially by simulation calculations were confirmed in tests on the engine test bench and a significant improvement in the storage efficiency of the filter according to the invention over conventional, homogeneously coated filters can be detected.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • SAE 950809 [0008] SAE 950809 [0008]
  • Votsmeier et al., „Wall-flow filters with wall-integrated oxidation catalysts: A simulation study“, Appl. Catal. B 70 (2007) 233 [0012] Votsmeier et al., "Wall-flow filters with wall-integrated oxidation catalysts: A simulation study", Appl. Catal. B 70 (2007) 233 [0012]

Claims (7)

Katalytisch aktives Partikelfilter zur Verminderung von Schadgasen und von Partikelemissionen im Abgas von Verbrennungsmotoren, welches neben Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO), Stickoxiden (NOx) und Partikeln Sauerstoff (O2) enthält, enthaltend ein Wandflussfiltersubstrat und eine katalytisch aktive Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandflussfiltersubstrat eine Vielzahl in Längsrichtung verlaufender Kanäle aufweist, die durch in Längsrichtung verlaufende Wände gebildet werden, die die Kanäle begrenzen und ausbilden, und die Kanäle Anströmkanäle mit einem offenen Einlassende und einem geschlossenen Auslassende und Abströmkanäle mit einem geschlossenen Einlassende und einem offenen Auslassende umfassen, welches eine mindestens ein Speichermaterial enthaltende, katalytisch aktive Beschichtung enthält, wobei mindestens 60 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge, in den Wänden zwischen An- und Abströmkanälen vorliegt, sowie mindestens 50 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge, in einer ersten, anströmseitigen Zone im Wandflussfiltersubstrat vorliegen, die sich vom Einlassende zum Auslassende hin erstreckt und deren Länge maximal 2/3 der Länge des Wandflussfiltersubstrats entspricht.Catalytically active particle filter for reducing harmful gases and particulate emissions in the exhaust gas of internal combustion engines, which in addition to hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NO x ) and particles contains oxygen (O 2 ), comprising a Wandflussfiltersubstrat and a catalytically active coating, characterized in that the wallflow filter substrate has a plurality of longitudinally extending channels formed by longitudinal walls bounding and forming the channels, and the channels include inflow channels having an open inlet end and a closed outlet end and outflow channels having a closed inlet end and an inlet open outlet end comprising at least one storage material containing, containing catalytically active coating, wherein at least 60 wt .-% of the storage material, based on the total amount, is present in the walls between inlet and outlet channels, and min at least 50% by weight of the storage material, based on its total amount, are present in a first, inflow-side zone in the wall-flow filter substrate, which extends from the inlet end to the outlet end and whose length corresponds at most to 2/3 of the length of the wall-flow filter substrate. Katalytisch aktives Partikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 30 Gew.-% des Speichermaterials, bezogen auf dessen Gesamtmenge, in einer ersten, anströmseitigen Zone im Wandflussfiltersubstrat vorliegen, die sich vom Einlassende in Richtung des Auslassendes erstreckt und wobei die Länge dieser Zone maximal 1/3 der Länge des Wandflussfiltersubstrats entspricht. Catalytically active particulate filter according to claim 1, characterized in that at least 30 wt .-% of the storage material, based on the total amount, in a first, upstream-side zone in the wall flow filter substrate extending from the inlet end in the direction of the outlet end and wherein the length of this zone a maximum of 1/3 of the length of the Wandflussfiltersubstrats corresponds. Katalytisch aktives Partikelfilter nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytisch aktive Beschichtung ein Sauerstoff speicherndes Material enthält. Catalytically active particle filter according to claim 1 and / or 2, characterized in that the catalytically active coating contains an oxygen-storing material. Katalytisch aktives Partikelfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sauerstoff speichernde Material ein Cer-Zirkon-Mischoxid ist.Catalytically active particle filter according to claim 3, characterized in that the oxygen-storing material is a cerium-zirconium mixed oxide. Katalytisch aktives Partikelfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Cer-Zirkon-Mischoxid mit weiteren Selten-Erd-Metalloxiden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Yttriumoxid, Lanthanoxid, Praseodymoxid, Neodymoxid und Mischungen davon dotiert ist. Catalytically active particle filter according to claim 4, characterized in that the cerium-zirconium mixed oxide is doped with further rare earth metal oxides selected from the group consisting of yttrium oxide, lanthanum oxide, praseodymium oxide, neodymium oxide and mixtures thereof. Katalytisch aktives Partikelfilter nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytisch aktive Beschichtung ein oder mehrere Stickoxidspeichermaterialien enthält.Catalytically active particle filter according to claim 1 and / or 2, characterized in that the catalytically active coating contains one or more nitrogen oxide storage materials. Katalytisch aktives Partikelfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stickoxid-Speichermaterial eine oder mehrere Stickoxidspeicherkomponenten enthält, welche ausgewählt sind aus der Gruppe der Oxide, Hydroxide, Oxidhydroxide und Carbonate der Alkalimetalle, der Erdalkalimetalle und der Selten-Erd-Metalle. Catalytically active particle filter according to claim 6, characterized in that the nitrogen oxide storage material contains one or more nitrogen oxide storage components, which are selected from the group of oxides, hydroxides, oxide hydroxides and carbonates of alkali metals, alkaline earth metals and rare earth metals.
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