DE2359771C3 - Verfahren zur Herstellung eines Edelmetall-Trägerkatalysators - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Edelmetall-TrägerkatalysatorsInfo
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Description
pert (PE-AS 1I 06 294). Dieses Verfahren ist zwar in
wirtschaftlicher Weise durchführbar, ein so hergestellter Katalysator zeigt jedoch noch unbefriedigende
Aktivität.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Edelmetall-Trägerkatalysators, insbesondere mit Wabenstruktur, zur Verfugung zu stellen, der gegenüber bekannten
Katalysatoren verbesserte Aktivität und Wärmebeständigkeit besitzt
Bei der bekannten Verfahrensweise zur Herstellung
eines als Katalysatorträger geeigneten Aluminiumoxids aus Aluminiumoxidsol wird lediglich eine Entwässerung
des Sols und die anschließende Kalzinierung unter Bildung von AI2O3 durchgeführt Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es dagegen wesentlich, daß man
der Aluminiumoxidsollösung bei einem bestimmten pH-Wert feinteiliges pulverisiertes Aluminiumoxid in
Form einer spezifischen Modifikation zusetzt Auf diese Weise ist es möglich, einen Aluminiumoxid-Überzugsfilm auf einem Katalysatorträger zu erzielen, der die
erforderlichen Eigetiichaften für einen Edelmetall-Tragerkatalysator, insbesondere hohe Lebensdauer und
Aktivität, besitzt.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines Edelmetall-Trägerkatalysators durch
Auftragen eines Platingruppenmetalls auf einen mit Aluminiumoxid beschichteten Träger unter Verwendung einer sauren AhOrSoliösung, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß man ein AI2Os-SoI durch
Auflösen in einer anorganischen Säure in eine Aluminiumoxidsollösung überführt, den pH-Wert der
Aluminiumsollösung ai/f 4,0 oder darunter einstellt, der
Lösung feinteiüges pulverisiertes Aluminiumoxid, das
mindestens 50 Gew.-% rho-Aluminiumoxid enthält und befähigt ist, beim Kalzinieren aktivierte!: Aluminiumoxid zu bilden, unter Bildung einer Alumiiiiumoxidaufschlämmung zusetzt, in diese Aufschlämmung einen
monolithischen vielzelligen chemisch inerten schwer schmelzbaren Träger eintaucht, während die Temperatur der Aufschlämmung bei O bis 30°C gehalten wird,
und einen Überzugsfilm von Aluminiumoxid auf der Oberfläche des Trägers ablagert, den beschichteten
Träger bei einer Temperatur von nicht mehr als 50°C während mindestens 30 Minuten altert, den Überzugsfilm von Aluminiumoxid auf der Oberfläche des Trägers
trocknet und bei einer Temperatur von 300 bis 600°C kalziniert, den so behandelten Träger mit einer ein
Platingruppenmetall enthaltenden Lösung oder Suspension unter Ablagerung des Platingruppenmetalls auf
dem Träger tränkt und den Trägerkatalysator trocknet und danach aktiviert.
Die Bezeichnung »aktiviertes Aluminiumoxid« bedeutet Aluminiumoxid im y-Übergangszustand, das von
«-Aluminiumoxid verschieden ist.
Dieser Katalysator eignet sich besonders gut als Katalysator zur Reinigung von Auspuffgasen von
Verbrennungsmotoren und den Abgasen aus Industrieanlagen. Bei dieser Anwendung zeigt der Katalysator
ausgezeichnete Lebensdauer und Wärmebeständigkeit und hohe Aktivität.
Der so hergestellte Katalysator zeigt keine Rißbildung und keinen Abrieb, die durch abrupte Temperaturänderung oder mechanische Stoße verursacht werden,
was auf die hohe Festigkeit des an den monolithischen vielzelligen Träger anhaftenden Aluminiumoxidfilms
zurückzuführen ist. Der Katalysator behalt während langer Dauer beständige hohe Aktivität als Reinigungs
katalysator für Abgase bei. Der erfindungsgemäß
hergestellte Katalysator ist daher von großem Wert als Reinigungskatalysator für Abgase von Verbrennungsmotoren, insbesondere von Automobilen, und von
ϊ Abgasen aus industriellen Anlagen, beispielsweise als Katalysator zur vollständigen Oxydation von Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen und anderen Verbindungen, wenn er ein bestimmtes Edelmetall, beispielsweise
Palladium und Platin, enthält, und als Katalysator zur
κι Reduktion von Stickstoffoxiden NO* wenn er ein
Edelmetall, wie Ruthenium, Platin und Rhodium auf dem Träger enthält
Zu Abgasen aus industriellen Anlagen, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Reinigungssystems gereinigt
werden können, gehören beispielsweise Abgase aus einem Ofen zum Einbrennen von Drahtldckierungen,
Abgase aus einem Ofen zum Brennen von Harzüberzügen auf Stahlblechen, Abgase aus Offset-Druckmaschinen oder ähnliche Abgase, die hauptsächlich aus
2t) organischen Lösungsmitteln bestehen, Abgase aus Anlagen zur Herstellung von Synthesefasern, wie
»Vinylon«, die giftige und schädliche Verbindungen enthalten, wie Formaldehyd, Abgase aus organischen,
katalytischen Umsetzungen, beispielsweise zur Herstel
lung von Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid,
Acrylsäure oder Äthylenoxid, und Abgase aus Tabakherstellungsverfahren. Da diese organischen Lösungsmittel außerordentlich schädlich für den menschlichen
Organismus sind und darüber hinaus in Abhängigkeit
jo von ihrer Konzentration Explosionsgefahr besteht, ist es
erforderlich, sie vollständig aus den Abgasen von Industrieanlagen zu entfernen. Viele organische Verbindungen, die in Spuren in Abgasen von Industrieanlagen
vorliegen, haben selbst in einer Konzentration von
ii wenigen ppm einen unerträglich ekelhaften Geruch, so
daß sie vollständig entfernt werden müssen.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Aluminiumoxidsol kann aus amorphem faserförmigem kolloidalem Aluminiumoxid in einer Konzentration
w aus 5 bis 20 Gew.-% bestehen, das gemäß der in der
veröffentlichten japanischen Patentanmelv'.i'tig 3658/70
beschriebenen Methode hergestellt wird, das sich bei Zugabe von Salpetersäure, Chlorwasserstoffsäure oder
eines Gemisches dieser Säuren löst. Zu diesem
4-, Aluminiumoxidsol wird Salpetersäure, Chlorwasserstoffsäure, deren Gemisch oder eine ähnliche anorganische Säure gegeben, bis eine Lösung gebildet ist. Die
anorganische Säure wird in einer solchen Menge zugegeben, die ausreicht, um den pH-Wert der
>o Aluminiumoxidsollösung auf 4,0 oder weniger, vorzugsweise 33 oder weniger, einzustellen. Wenn der pl I-Wert
der Lösung 4,5 überschreitet, tritt eine plötzliche Viskositätserhöhung einer Aluminiumoxid-Aufschlämmung en, die durch Zugabe eines rho-Aluminiumoxid
,") enthaltenden pulverförmigen Aluminiumoxids zu der
Aluminiumoxidsollösung hergestellt wurde, so daß der Vorgang des Auftragens von Aluminiumoxid ungleichmäßig wird und, falls die Viskosität 250 cP oder darüber
beträgt, das Eintauchen eines Trägers in diese
w) Aufschlämmung schwierig wird, was zu einem großen
Aluminiumoxidverlust führt. Obwohl die Temperatur, bei der das Auflösen des Aluminiumoxidsois durchgeführt wird, nicht kritisch ist, wird bevorzugt, diesen
Vorgang bei einer Temperatur von mehr als 50°C,
h-> jedoch unterhalb des Siedepunktes, durchzuführen. Die
Art der verwendeten anorganischen Säure unterliegt zwar keiner Begrenzung, gewöhnlich werden jedoch
konzentrierte Salpetersaure (60 bis 62 Gew-%) und
konzentrierte Chlorwasserstoffsäure (35 Gew.-%) verwendet.
Die konzentrierten Säuren können mit Wasser verdünnt werden.
Das rho-Aluminiumoxid enthaltende pulverförmige Aluminiumoxid, das der Säurelösung von Aluminiumoxtdsol
zugesetzt wird, enthält außer dem pulverförmigen rho-Aluminiumoxid selbst andere fein verteilte
Aluminiumoxide, die mindestens 50 Gew.-% rho-Aluminiumoxid aufweisen., um beim Kalzinieren aktiviert zu
werden, wie beispielsweise gamma-, pseudo-gamma-, eta-, zeta-, chi-, kappa- und theta-Aluminiumoxid. Das
gesamte Aluminiumoxid liegt vorzugsweise in fein pulverisierter Form vor und hat eine aus der
Gewichtssumme erhaltene durchschnittliche Teilchengröße (weight accumulative average particle size) von
25 Mikron oder weniger. Ein besonders gutes Ergebnis wird erzielt, wenn das verwendete pulverförmige
Aluminiumoxid eine solche aus der Gewichtssumme erhaltene durchschnittliche Korngrößenverteilung hat,
daß Teilchen einer Größe von nicht mehr als 50 Mikron in einer Menge von mindestens 80% und Teilchen einer
Korngröße von nicht mehr als 100 Mikron in einer Menge von praktisch 100% vorliegen.
Zu der vorstehend beschriebenen iäurelösung von Aluminiumoxidsol wird ein rho-Aluminiumoxid enthaltendes
pulverförmiges Aluminiumoxid zugegeben, wobei eine Aluminiumoxidaufschlämmung gebildet wird.
Die Herstellung der Aufschlämmung wird bei einer Temperatur von 0 bis 30°C durchgeführt. Die Rate des
Viskositätsanstiegs einer Aluminiumoxidaufschlämmung wird durch die Temperatur stark beeinflußt, und
bei einer Temperatur oberhalb 300C erhöht sich die Viskosität plötzlich. Bei einer Viskosität von mehr als
250 cp ist es sehr schwierig, einen Träger mit der Suspension oder Aufschlämmung zu beschichten, indem
man den Träger in diese Aufschlämmung eintaucht. Dies führt zu einem hohen Verlust der Aluminiumoxidaufschlämmung,
wodurch es schwierig wird, das Verfahren in technischem Maßstab durchzuführen. Es ist daher
erforderlich, die Temperatur der Aluminiumoxid-Aufschlämmung während der Stufen der Herstellung,
Lagerung und des Eintauchens bei 0 bis 300C zu halten.
Der Gehalt der Aluminiumoxidaufschlämmung an Aluminiumoxid-Feststoffen beträgt vorzugsweise 20 bis
70 Gew.-%, und die Viskosität wird beim Eintauchen eines Trägers auf 10 bis 25OcP eingestellt. Dr r Träger
wird während etwa 30 bis 180 Sekunden in die Aluminiumoxidaufschlämmung eingetaucht, dann herausgenommen,
und die überschüssige Aluminiumoxidaufschlämmung wird mit Hilfe eines Luftstrahls
weggeblasen, so daß ein dünner gleichförmiger Überzug auf der Oberfläche des Trägers erhallen wird. Nach dem
Altern bei einer Temperatur von nicht mehr als 5O0C
während mindestens 30 Minuten wird der Träger bei einer Temperatur von 80 bis 1500C getrocknet und
erforderlichenfalls bei einer Temperatur von 300 bis 6O0°C kalziniert, wobei ein Träger mit einem festhaftend
gebundenen dünnen Film aus aktiviertem Aluminiumoxid erhalten wird.
Der auf die Oberfläche des Trägers aufgebrachte aktivierte Aluminiumoxidfilm hat vorzugsweise eine
Dicke im Bereich von 30 bis 300 Mikron, und diese Dicke kann auf den gewünschten Wert eingestellt
werden, indem in geeigneter Weise die Konzentration der Aluminiumoxidaufschlämmung, die Viskosität beim
Eintauchen in die Aufschlämmung und die Stärke des Abblasens von überschüssiger Aufschlämmung eingestellt
werden. Die Menge des aufgetragenen Aluminiumoxids beträgt 30 bis 300 g pro Liter des Trägers. Der
mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens so ausgebildete Aluminiumoxidfilm ist fest an der Oberfläche
des Trägers gebunden, so daß nur geringer Abrieb
durch Reiben mit dem Finger erzielt wird und daß der Film auch dann festgebunden bleibt, wenn er mit einer
Messerschneide abgeschabt wird, wobei lediglich ein Kratzer hinterbleibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich dahingehend
deuten, daß das pulverförmige rho-Aluminiumoxid, das der sauren Aluminiumsollösung zugesetzt
wird, hydratisiert wird und durch Wechselwirkung mit dem Aluminiumoxidsol einen stark haftenden und festen
Aluminiumoxidfilm auf der Oberfläche des Trägers bildet Es wurde außerdem gefunden, daß ein gemischtes
Aluminiumoxid, das mindestens 50 Gew.-% rho-Aluminiumoxid enthält, ebenfalls aus einer Aufschlämmung in
einer sauren Aluminiumoxidsollösung einen festhaftend gebundenen Aluminiumoxidfilm ergibt
Andererseits wird ein Aluminiumoxidfilm, der unter Verwendung einer Aluminiumoxid-Aufschlämmung, die
nur aus Wasser und entwede· ·. ho-Aiuminiumoxid oder
einem aktivierbaren gemischter Aluminiumoxid besteht, das wenigstens 50 Gew.-% rho-Aluminiumoxid
enthält, leicht mit dem Finger abgerieben, da der Film aus feinkörnigen Aluminiumoxidteilchen besteht die auf
der Oberfläche eines Trägers abgelagert sind. Obwohl Hydratation von rho-Aluminiumoxid eintritt wenn
rho-Aluminiumoxid in Wasser dispergiert wird, wie bei
j(i Verwendung der erfindungsgemäß eingesetzten Aluminiumoxidaufschlämmung,
wobei eine Erhöhung der Viskosität verursacht wird, sind die Festigkeit des Films
selbst und das Haftvermögen des Films gegenüber dem Träger unzufriedenstellend, wie durch den nachstehend
J5 beschriebenen Vergleichsversuch angezeigt wird. Es ist
daher zur Ausbildung eines festhaftenden Aluminiumoxidfilms auf einem Träger erforderlich, eine Aluminiumoxidaufschlämmung
zu verwenden, die mindestens sowohl gelöstes Aluminiumoxidsol als auch hydratisiertes
Aluminiumoxid, das aus rho-Aluminiunioxid stammt,
enthält, wenn auch das Mengenverhältnis der beiden Komponenten nicht kritisch ist.
Es wird jedoch bevorzugt, daß der aus dem Aluminiumoxidsol stammende Aluminiumoxidgehalt
mindestens 5 Gew.-°/o des Gesamtgewichtes ausmacht, welches in der erfindungsgemäß verwendeten Aufschlämmung
vorliegt und andererseits wird in wirtschaftlicher Hinsicht bevorzugt, daß das aus dem
Aluminiumoxidsol stammende Aluminiumoxid in einer
so Menge von nicht mehr als 50 Gew.-°/o verwendet wird.
Der erfindungsgemäß eingesetzte schwer schmelzbare Träger, auf den das aktivierte Aluminiumoxid und das
Edelmetall aufgetragen werden, ist ein fester monolithischer skelettartiger Körper mit zahlreichen offenen
(unbehinderten) öffnungen oder Kanälen, die sich in der
Richtung der gewünschten Flüssigkeitsströmung durch den Träger erstrecken. Der Traget hat vorzugsweise
solche Gestalt und Größe, daß er mindestens den Hauptteil des Querschnitts der Hochtemperaturzone
Mt einnimmt, in der er verwendet werden soll.
Der Träger ist aus einem im wesentlichen chemisch inerten, praktisch katalytisch inaktiven starren festen
Material hergestellt, das befähigt ist, sei:» Gestalt und
Festigkeit bei hohen Temperaturen, beispielsweise bis
μ 110O0C oder darüber, beizubehalten. Der Träger hat
einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und widersteht der Ausdehnung und Schrumpfung, die Folge
einer raschen Temperaturänderung sind. Das Material
23 59 ΊΊ\
hat eine scheinbare Schüttdichte von 0,2 bis 1,0 g/cm',
vorzugsweise 0,3 bis 0,7 g/cm!. und eine Anzahl von
Gaskanälen pro 2,54 χ 2.54 cm (Zelldichte) von 25 bis
500. vo-zugsweise 50 bis 250. Die Kanäle in dem Träger können die Getalt von Dreiecken, Rechtecken, Kreisen,
Waben haben, können sinusförmig, gewellt sein oder können die Form von kreuz und quer verlaufenden
Spalten usw. haben. Die in dieser Beschreibung angewendete Bezeichnung »Wabenstruktur« soll daher
auch diese Strukturen umfassen. Ferner zeigt dieser Träger beträchtliche verfügbare Porosität im Gegen
satz zu dem im wesentlichen nicht porösen Porzellan, das für elektrische Anwendungszwecke verwendet wird.
Das verfügbare Porenvolumen, welches das Volumen der fü'· die Flüssigkeitsströmung zur Verfügung
stehenden Kanäle nicht einschließt, beträgt mindestens 0.1 5 cm /g, bestimmt durch Wasscrabsorption.
/ti tyDischen Materialien, die für den schwerschmelzbaren
Träger geeignet sind, gehören Cordierit. Lithium enthaltende Aluminosilikatc. Pctalit. Spondium. Mjllit.
Siliman ι, Magnesiumsilikat, Zirkonoxid, Siliziumkarbid,
alpha Aluminiumoxid u. dgl. Der vorstehend als licispiel genannte Cordierit-Träger ist ein handelsübliches
Produkt (unter dem Handelsnamen A.'SiMap 795 •:-rhaltli<. h). und alpha-Aluminiumoxidträger »ind unter
den Handelsbezeichnungen AlSiMag 614 und AlSiMag 776 erhältlich (American Lava Corporation).
Der Wabenstruktur aufweisende Träger mit dem so
Jar.i.i; ibgelagcrten Aluminiumoxidfilm wird in eine
Losung getaucht, die ein Edelmetall emiialt. wie
C'hloroplatinsäurc oder Palladiumchlorid. Die Dauer des
Trankens schwankt in Abhängigkeit von der Konzentration
der kataly tischen Substanz und der gewünschten Ablagerung des F.delmctalls im allgemeinen im Bereich
■.on 30 Sekunden bis 120 Minuten. Der Träger wird dann
aus der Losung entnommen und gewöhnlich, jedoch nicht notwendigerweise, durch Abblasen, beispielsweise
mit Hilf«: eines Luftstromes, von überschüssiger Lösung
befreit.
Zu fLr die Zwecke der Erfindung verwendeten
Edelmetallen gehören Metalle der Platingruppe des Penodersystems der Elemente beispielsweise Ruthenium
Rhodium. Palladium. Osmium, Iridium und Platin. Sie α erden in Form der metallischen Substanz oder
einer Verbindung entweder für sich oder in Form von Gemischen eingesetzt. Wenn auch die Edelmetalle
gewöhnlich in Form ihrer wasserlöslichen Salze, wie Palladiumnitrat. Rhodiumnitrat, Rutheniumnitrat und
entsprechender Nitrate. Palladiumchlorid, Rhodium- ::h!orid und entsprechender Chloride, Chlorplatinsäure.
Hexachloroiridiumsäure und entsprechender Metallsäuren
und Palladiumacetat verwendet werden, können sie auch in Form von kolloidalen Metallen eingesetzt
werden. Das Edelmetall wird in einer Menge von 0.1 bis
5, vorzugsweise 02 bis 3 g/Liter der Trägers, angegeben als freies Metall, auf den Träger aufgetragen.
Der so behandelte Träger wird dann bei 30 bis 150'C,
vorzugsweise bei 50 bis 130°C, getrocknet und danach aktiviert. Die Aktivierung erfolgt entweder durch
Kalzinieren bei einer Temperatur von 300 bis 600'C. vorzugsweise 350 bis 550°C, während 1 bis 10 Stunden,
vorzugsweise 2 bis 3 Stunden, in einer oxidierenden Atmosphäre wie in Luft, oder durch Reduktion bei einer
Temperatur von 150 bis 600°C, vorzugsweise 200 bis 500°C. in einer reduzierenden Atmosphäre, die beispielsweise
Wasserstoff, Formaldehyd oder ein ähnliches Reduktionsmittel enthält, wobei dann der fertige
Katalysator erhalten wird.
Die nachstehenden Beispiele I bis 6 und die Vergleichsbeispielc (Kontrollversuche) betreffen die
Herstellung von Proben für die Prüfung von Aluminiumoxidfilmen.
Zu 100 g eines Ahiminiuinoxidsols mit einem Aluminiumoxidgehalt
von 15 Gew.-% wurden 15 ml einer 62°/oigen Salpetersäure gegeben, und nach dem
Erhitzen, um das Auflösen des Aluminiumoxidsols zu bewirken, wurde dazu nach und nach etwas Salpetersäure
gegeben, um den pH-Wert der Lösung auf 2,9
einzustellen Die Lösung wurde aiii Raumtemperatur
abgekühlt, dann wurden dazu 65 g eines feinpulverisierten
rho-Aluminiumoxids mit einer aus der Gewichtssumme berechneten durchschnittlichen Korngröße von
11 Mikron gegeben, das 5 Gew.-% Teilchen einer Größe
von 50 Mikron oder darüber enthielt, wobei eine Altiminiumoxidaufschlämmung mit finem Aluminiumox.Jrehalt
von 4 3 Gew.% gcLüiiti wurde. Die
Aufschlämmung wurac bei I 5 C gerührt, und wenn ihre
Viskosität 100 cP erreichte, wurde eine Cordieritpluiie
(DichroitpU "., von 30 χ 50 χ 1,5 mm und einer
Porosität von 31% 60 Sekunden in die Aufschlämmung gelegt. Die aus der Aufschlämmung herausgenommene
Platte ■·'■ :rde von überschüssiger Aufschlämmung befreit. 3 Stunden bei 30"C stehengelassen, danach 3
Stunden bei 100"C gr<r«"knc'. und schließlich 5 Stunden
bei ;30 C k-'/.inicrt. wobei ein Träger erhalten wurde,
auf den 0.17 g Aluminiumoxid aufgetragen waren.
Ein Aluminiumoxidso! wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt; dann wurden dazu 65 g eines
feinpuiverisierten rho-Aluminiumoxids mit einer aus der Gewichtssumme erhaltenen durchschnittlichen Korngröße
von 20 Mikron und mit einem Anteil von 20 Gew.-°/o an Teilchen einer Krongröße von 50 Mikron
oder darüber zugegeben, wobei eine Aluminiumoxidaufschlämmung gebildet wurde. Der gleiche Vorgang des
Auftragens wie in Beispiel 1 wurde mit dieser Aufschlämmung wiederholt, wobei ein Träger erhalten
wurde, auf den 0,15 g Aluminiumoxid aufgetragen waren.
Die in Beispiel 1 beschriebene Verfahrensweise wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß 45 g
rho-Aluminiumoxid und 20 g feinverteiltes pulverförmiges eta-Aluminiumoxid mit einer aus der Gewichtssumme
erhaltenen durchschnittlichen Korngröße von : , Mikron und einem Anteil an Teilchen einer Korngröße
von 50 Mikron oder darüber von 5 Gew.-% verwendet wurden, wobei ein Träger erhalten wurde, der 0,15 g des
Aluminiumoxids aufwies.
Die gleiche Verfahrensweise wie in Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß 20 g feinpulverisiertes
gamma-Aluminiumoxid mit einer aus der Gewichtssumme erhaltenen durchschnittlichen Teilchengröße
von 13 Mikron und einem Gehalt an Teilchen einer Größe von 50 Mikron oder darüber von 8 Gew.-°/o
anstelle des eta-Aluminiumoxids verwendet wurden. Dabei wurde ein Träger erhalten, auf den 0,15 g
Aluminiumoxid aufgetragen waren.
Zu 50 g eines Aluminiumoxidsols mit einem Aluminiumoxidgehalt
von 15 Gew.-% wurden lOcm' 62°/oige
Salpetersäure gegeben. Nach dem Erhitzen, um die Lösung zu bewirken, wurden 50 ml Wasser zugesetzt,
und danach wurde durch Zugabe einer geringen Menge Salpetersäure der pH-Wert auf 2,9 eingestellt. In
gleicher Weise wie in Beispiel 1 wurden dann zu der Lösung /0 g des gleichen rho-Aluminiumoxids, wie es in
Beispiel 1 verwendet wurde, zugesetzt, wobei eine Aluminiumoxidaufschlämmung mit einem Aluminiumoxidgehalt
von 42 Gew.-% erzielt wurde und schließlich ein Träger erhalten wurde, auf den 0,16 g Aluminiumoxid
aufgetragen war.
Die in Beispiel I beschriebene Verfahrensweise wui de wiederhol! mit der Abänderung, daß 55 g des
rhoAluminiumoxids und 44 g des gleichen gamma-Aluminiumoxids
wie in Beispiel 4 verwendet wurden, um „■iüui Träger herzustellen, auf den 0,19 g Aluminiumoxid
aufgetragen war.
Vergleichsversuch 1
In 110 ml Wasser wurden 90 g des gleichen
rho-Aluminiumoxids, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, zugesetzt, um eine Aluminiumoxidaufschlämmung
zu bilden. Die Aufschlämmung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 verarbeitet, wobei ein Träger
erhalten wurde, auf den 0,15 g Aluminiumoxid aufgetragen var. Die Viskosität der Aufschlämmung beim
Eintauchen des Trägers betrug lOOcP.
Vergleichsversuch 2
In 110 ml Wasser wurden 90 g des gleichen
feinverteilten pulverförmigen gamma-Aluminiumoxids wie in Beispiel 4 gegeben, um die Aluminiumoxidaufschlämmung
zu bilden, und diese Aufschlämmung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 unter Bildung eines
Trägers, auf den 0,09 g Aluminiumoxid aufgetragen war, verarbeitet. Die Viskosität der Aufschlämmung beim
Eintauchen betrug 20 cP.
Vergleichsversuch 3
In 110 ml Wasser wurden 90 g eines feinpulverisierten
gamma-Aluminiumoxids mit einer durch die Gewichtssumme bestimmten durchschnittlichen Teilchengröße
von 0,8 Mikron und einem Anteil von 2 Gew.-% an Teilchen einer Größe von 3 Mikron oder darüber
gegeben, wobei eine Aufschlämmung gebildet wurde. Diese Aufschlämmung wurde in gleicher Weise wie in
Beispiel 1 aufgearbeitet, wobei ein Träger, auf den 0,10 g Aluminiumoxid aufgetragen war, erhalten wurde. Die
Viskosität der Aufschlämmung beim Eintauchen betrug etwa 30 cP.
Vergleichsversuch 4
Die in Beispiel I beschriebene Verfahrensweise wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß der in die
Aluminiumoxidaufschlämmung eingetauchte Träger sofort getrocknet wurde. Die Menge des auf den Träger
aufgetragenen Aluminiumoxids betrug 0,17 g.
Beispiel 7
Prüfung der Haftfestigkeit
Prüfung der Haftfestigkeit
Die mit Aluminiumoxid beschichteten Cordieritplat ten, die geiTidP Beispielen 1 bis b und Vergleichsbeispielen
I bis 4 hergestellt worden waren, wurden in unabhängiger Weise voneinander folgender Prüfung
der Haftfestigkeit unterworfen:
Test A: Durch Drücken mit dem Finger einer gummibehandschuhten Hand gegen den Aluminiumoxidfilm.
Test B: Reiben mit dem Finger einer gummibehandschuhten Hand an dem Aluminiumoxidfilm.
Test C: Kratzen an dem Aluminiumoxidfilm mit dem glatt abgerundeten Ende eines Glasstabes mit
einem Durchmesser von etwa 5 mm.
Die Ergebnisse wurden in folgender Weise ausgewertet:
,i In Test A und B
I- I: An den Gummihandschuhen haftete keinerlei Aluminiumoxidstaub.
I - 2: Etwas Aluminiumoxidstaub haftete an den
Gummihandschuhen.
κι I - 3: Eine beträchtliche Menge an Aluminiumoxidstaub
haftete an dem Gummihandschuh, so daß ein weißer Fleck gebildet war.
In Test C
In Test C
II — 1: Der Aluminiumoxidfilm war überhaupt nicht 4-, beschädigt
II - 2: Der Aluminiumoxidfilm war längs der
Kratzlinie leicht verkratzt.
II - 3: Der Aluminiumoxidfilm war längs der
II - 3: Der Aluminiumoxidfilm war längs der
Kratzlinie verkratzt und längs der Kratzlinie ,ο gerissen oder abgeschabt.
Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tatelle 1 zusammengefaßt.
Tabelle I | Test A | Y | Z | Test H | V | Z | Test C | Y | / |
X | X | X | |||||||
I- | I-I | -I | 1-1 | II-l | II-l | ||||
Beispiel | 1-1 | I- | 1-1 | I-I | -1 | 1-1 | II-l | II-l | II-l |
I | -1 | I- | 1-1 | 1-1 | -2 | 1-1 | H-I | II-l | II-l |
T | -1 | 1- | I-I | Il | -1 | 1-1 | II-l | II-l | 11-1 |
3 | -1 | !_ | !-! | Il | -! | !-! | II-l | II-l | !!-! |
4 | .1 | I- | I-I | I-1 | -1 | 1-2 | !!-! | III | II-l |
-1 | I-I | II-l | |||||||
6 | |||||||||
Il
['ortset/tmi;
lot A | > | f | U-st Il | > | 1-3 | I LSl ( | 11-2 | / | |
\ | \ | 1-3 | \ | 11-2 | |||||
Verglcichsversudi | 1-3 | 1-3 | 1-3 | 1-3 | 11-2 | 11-2 | |||
I | 1-3 | 1-3 | 1-3 | 1-3 | 1-3 | 1-2 | l!-2 | 11-2 | 11-2 |
2 | 1-3 | 1-3 | 1-3 | 1-3 | 1-3 | 11-2 | 11-2 | ||
3 | 1-3 | 1-2 | 1-2 | 1-3 | 1-3 | 11-2 | 11-2 | ||
4 | 1-3 | 1-3 | II-? | ||||||
Vergleichsbeispiel 5
Zu 10Og des gleichen Aluminiiimoxidsols wie in
Beispiel I wurden 15 ml einer 62%igen Salpetersäure
unter Bildung einer Aluminiumoxidsollösung gegeben.
In die lösung wurde während einer Minute die gleiche Cordieritplatte wie in Beispiel 1 eingetaucht. Die Platte
wurde dann von überschüssiger Lösung befreit, I Stunde bei 30°C stehengelassen und 3 Stunden bei 10O0C
getrocknet. Die getrocknete Platte wurde erneut in die vorstehend beschriebene Lösung eingetaucht und nach
dem Trocknen 5 Stunden bei 50O0C kalziniert. In dem so
gebildeten Aluminiumoxidfilm waren zahlreiche Risse, und bei der Prüfung der Platte nach Test C wurde als
Ergebnis die Bewertung Il - J erhalten.
Beispiel 8
Abriebtest durch Luftaufprall
Abriebtest durch Luftaufprall
Ein Cordierit-Träger mit Wabenstruktur, der etwa 225 Gaskanäle mit quadratischem Querschnitt pro
25 χ 25 mm und eine Wandstärke von etwa 0,23 mm hatte, wurde zu einem Würfel von etwa 25 mm
geschnitten, und auf den Würfel wurde Aluminiumoxid aufgetragen.
Der Träger mit Wabenstruktur wurde eine Minute in eine Aluminiumoxidaufschlämmung gemäß der nachstehenden
Tabelle 1 eingetaucht, durch Aufblasen eines Luftstrahls von überschüssiger Aufschlämmung in den
Gaskanälen befreit, zwei Stunden bei 35°C stehengelassen, mehr als zwei Stunden bei 1000C getrocknet und
drei Stunden bei 5500C kalziniert. Der mit einem abgelagerten Aluminiumoxidfilm versehene Träger mit
Wabenstruktur wurde in einem Rohr aus rostfreiem Stahl mit 28 mm im Querschnitt befestigt, wobei der
freie Raum zwischen der Innenwandung des Rohres und der Außenfläche des Trägers mit Wabenstruktur mit
keramischer Wolle gefüllt wurde, so daß nur das Strömen eines Luftstromes durch die Kanäle oder
Zellen in dem Träger mit Wabenstruktur ermöglicht wurde. Das so mit dem wabenförmigen Träger
versehene Rohr wurde an einer Düse befestigt, die mit einem elektromagnetischen Ventil versehen war und
einem Eisenkessel einer Kapazität von etwa 40 Liter verbunden wurde. Der Eisenkessel wurde in der Weise
mit einem Kompressor ausgestattet, daß er konstant unter Druck gehalten werden konnte. Wenn sein
Innendruck 1,5 kg/cm2 über eine Atmosphäre erreicht hatte, wurde das elektromagnetische Ventil eine
Sekunde geöffnet, so daß der wabenförmige Träger einem Luftstoß ausgesetzt wurde. Jede Probe wurde 40
Luftstößen ausgesetzt, um den Abrieb des Aluminiumoxidfilms durch Luftstöße zu bestimmen. Die in diesen
Beispielen verwendeten Aiuminiumoxidaufschlämmungen waren Aufschlämmungen, die gemäß Beispielen 1,3
und 5 und gemäß Vergieiclubeispiei 3 hergestellt
worden waren.
Die dabei erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 zusammengefaßt.
l'ahelle 2
Aluminiumoxid- | AuI- | Ahncην | erlusl Anrieh |
ΛιιΚιΜΙϋηιιηιιημ | (letrapenes | rale | |
Aluminium | |||
oxid | (Pl | (%) | |
Beispiel I | 3,11 | 0,05 | 1,6 |
Beispiel 3 | 3,27 | 0.05 | 1,5 |
Beispiel 5 | 3,20 | 0,06 | \y> |
Vergleichs- | 2,40 | 1,32 | 55,0 |
beisniel 3 |
Das gleiche Prüfverfahren wie in Beispiel 8 wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß ein Chromnickeldraht
um einen Abschnitt des rostfreien Stahlrohres gewickelt wurde, in welchem der wabenförmige Träger
mit dem aufgetragenen Aluminiumoxidfilm befestigt war, und fünf Luftstöße auf den Träger gerichtet
wurden, als der Abschnitt eine Temperatur von 6000C erreicht hatte. Die wabenförmigen Träger mit dem
aufgetragenen Aluminiumoxidfilm wurden hergestellt, indem die Aluminiumoxidaufschlämmungen gemäß
Beispiel 1, 3 und 5 verwendet wurden. Die Ergebnisse des Abriebtestes sind in der nachstehenden Tabelle 3
zusammengefaßt.
Tabelle 3 | Auf | Abriebverlusl | Abrieb |
Aluminiumoxid- | getragenes | rate | |
Aufschlämmung | Aluminium | ||
oxid | |||
Ig) | Ig) | ("A) | |
3,30 | 0,05 | 1,5 | |
Beispiel 1 | 3,18 | 0,05 | 1,6 |
Beispiel 3 | 3,32 | 0,06 | 1,8 |
Beispiel 5 | |||
Beispiel 10
In diesem Beispiel wurde eine gesinterte Siliziumcarbidplatte der Ausmaße 30 χ 50 χ 1,0 mm ansteile der
in Beispiel 1 verwendeten Cordieritplatte eingesetzt, und es wurde eine gemäß Beispielen 1, 3 und 5
hergestellte Aluminiumoxidaufschlämmung verwendet. Die Prüfung der Haftfestigkeit wurde gemäß Beispiel 7
durchgeführt Bei dem Test haftete in sämtlichen Fällen kein Aluminiumoxidstaub an der mit Gummihandschuh
versehenen Hand, und keiner der Aluminiumoxidfilme
ν urde weggekratzt, wenn er mit einem Glasstab
gerieben wurde.
Beispiel Il
Zu 100 g Aluminiumoxiden! mit einem Aluminium- , oxidgehalt von 15 Gew.-% wurden 20 ml emer 35°/oigen
Chlorwasserstoffsäure gegeben. Nach dem Erhitzen, um das Auflösen zu bewirken, wurde dazu Chlorwasserstoffsäure
bis zum Einstellen des pH-Wertes 2,5 gegeben. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur in
abgekühlt und mit 50 g rho-Aluminiumoxid, wie es in Beispiel I verwendet wurde, versetzt, wobei eine
Aluminiumoxidaufschlämmung mil einem Aluminitimoxidgch;tlt
von 37 Gew.-% gebildet wurde.
Als die Viskosität der Aluminiumoxidaufsehlämmung
3OtP cr-cichtc, wurde der gleiche plattenförmig^
I rager wie in Beispiel I eingetaucht und in gleicher Weise wie in Beispiel I verarbeitet, wobei ein Träger
erhallen wurde, auf dem 0,11 g Aluminiumoxid aufgetragen
war. Der so gebildete Aluminiumoxidfilm war sehr ■ /iih und haftete beim Test der Haftfestigkeit nicht an
einer nit Gummihandschuh versehenen Hand und wurde nicht mit einem Glasstab verkratzt.
Beispiele 12 und 13
Zwei Lösungen von Aluminiumoxidsol in Chlorwasscrstoffsäure
wurden in gleicher Weise wie in Beispiel
I1 hcrgcstell . und zu einer der Lösungen wurden 35 g
rho Aluminiumoxid und 15 g eta-Aluminhimoxid, wie es ti.
in Heispiel J verwendet »viirde, und /u der anderen
Lösung wurden 35 g eines rho-Aluminiumoxids und I 5 g
eines gamma-Aliiminiiimoxids gemäß Beispiel 4 unter
Bildung von Aluminiumoxidaufschlämmungen gegeben. |cde l'robc des gleichen Trägers wie in Beispiel 1 wurde ,
gesondert in die Aufschlämmung eingetaucht und in gleicher Weise wie in Beispiel I aufgearbeitet, wobei
Träger erhalten wurden, die 0,11g bzw. 0.10 g Aluminiumoxid aufwiesen. Die Viskositäten der Aufschlämmiingen
beim Eintauchen betrugen jeweils 30 cP. u Die so erhaltenen Aluminiumoxidfilme waren sehr zäh,
und ihre Festigkeit war die gleiche wie die des in Beispiel 11 hergestellten Aluminiumoxidfilms.
Beispiele Hund 15 '
Je 100 g Aluminiumoxidsol mit einem Aluminiumoxidgehalt von 10 Gew.-% wurden mit 9 ml einer
62gewichtsprozentigen Salpetersäure versetzt, und nach dem Erhitzen zur Lösung wurde weitere -,,
Salpetersäure bis zur Einstellung des pH-Wertes auf 3.1 zugesetzt. Zu einer der Lösungen wurden 50 g des
gleichen rho-Aluminiumoxids gegeben, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, und zu der anderen Lösung
wurden 35 g dec gleichen rho-Aluminiumoxids wie in ■-,.
Beispiel 3 und 15 g eta-Aluminiumoxid zugesetzt, wobei
zwei Aluminiumoxidaufschlämmungen gebildet wurden. Jede der Aufschlämmungen wurde in gleicher Weise wie
in Beispiel 1 zur Herstellung eines mit aufgetragenem Aluminiumoxid versehenen Trägers verwendet. Die h.
Viskosität der zuerst erwähnten Aluminiumoxidaufschlämmung beim Eintauchen des Trägers betrug 30 cP,
und die der zuletzt genannten Aufschlämmung betrug ebenfalls 3OcP. Der Aluminiumoxidgehalt der aluminiumoxidtragenden
Träger betrug 0,10 g bzw. 0,11 g. Die tso
erhaltenen Aluminiumoxidfilme waren sehr zäh und hatten die gleiche Festigkeit wie der in Beispiel 1
hergestellte Aluminiumoxidfilm.
Beispiel 16
Der gleicht1 mit aufgetragenem Aluminiumoxidfilm
versehene Träger wie in Beispiel 1 wurde auf 6000C erhitzt und unmittelbar danach in ein mit Wasser
gefülltes 2-Liter-Becherglas getaucht. In dem Aluminiumoxidfilm
trat keine Rißbildung a.if, und es wurde keine Veränderung des Aussehens beobachtet.
Vergleichsversuch 6
Zu 100 g eines Aluminiumoxidsols mit einem Aluminiumoxidgehalt
von 15 Gew.-% wurden 15 ml 62%ige
Salpetersäure gegeben. Nach dem Erhitzen /ur Auflösung des Sols wurde der pH-Wert der Lösung
durch Zugabe von Salpetersäure auf 2.4 eingestellt. Die
Lösung winde auf Raumtemperatur abgekühlt, dann wurden Mg des gleichen gamma-Aluminiurnoxids wie
in Beispiel 3 zugesetzt, wobei eine Aluminiumoxidaufschlämmung mil einem Aluminiumoxidgchnlt von 43
Cje\v."'n gebildet wurde. Als die Viskosität der Aluminiumoxidaufschlämmung 3OcP bei 25"C erreicht
hatte, wurde eine Probe des gleichen Trägers, wie er in Beispiel I verwendet wurde. 60 Sekunden eingetaucht
und danach in gleicher Weise wie in Beispiel I aufgearbeitet, wobei ein Träger erhalten wurde, der
0.(W g Aluminiumoxid trug. Wenn dieser Träger der in Beispiel 16 beschriebenen Prüfung unterworfen wurde,
bildete der Aliiminiumoxidfilm Risse.
Beispiel 17
Zu 500 g eines Aluminiumoxidsols mit einem Alurniniumoxidgchalt von 17 Gew.-% wurden 95 ml 62%igc
Salpetersäure gegeben, und das Aluminiumoxidsol wurde erhitz!, um das Auflösen zu bewirken. Die 1 .ösung
hatte einen pH-Wert von 2.7. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur gekühlt und mit 325 p eines feinpulverisierten
rho-Aluminiumoxids mit einer aus der Gewichtssummc bestimmten durchschnittlichen Teilchengröße
von 11 Mikron und einem Anteil von 5 Gew.-% an Teilchen einer Korngröße von 50 Mikron
oder darüber vcrset/t. um eine Aluminiumoxidaufschlämmung mit einem Aluminiumoxidgehall von 43
Gew.-% zu bilden. Die Aluminiumoxidaufschlämmung wurde bei 150C gerührt, und nach Erreichen einer
Viskosität von 100 cP wurde ein Vtiibenstruktur
aufweisender zylindrischer Träger aus Cordierit mit einem Durchmesser von 9.3 cm und einer Länge von
7,62 cm, einem Gewicht von 260 g, einer Porosität von 31%. mit 225 quadratischen Gaskanälen pro 25 mm im
Quadrat (25 χ 25 mm) und einer Wanddicke der Gaskanäle von etwa 0.23 mm während 60 Sekunden
die Aufschlämmung getaucht und durch Aufblasen von Luft von überschüssiger Aluminiumoxidaufschlämmung,
die in den Gaskanälen zurückgehalten war, befreit. Der Träger wurde dann 30 Minuten bei 25°C und danach
zwei Stunden bei 40° C stehengelassen, 3 Stunden bei 100° C getrocknet und 5 Stunden bei 500° C kalziniert.
Die Menge des auf dem Träger aufgetragenen Aluminiumoxids betrug 72 g.
Der Träger wurde in ein Glasgefäß mit einem Innendurchmesser von 95 mm und einer Höhe von
100 mm gegeben, dann wurden in dieses 500 ml einer wässerigen Chloroplatinsäurelösung.die 500 ppm Platin
(als Metall), d. h. 0,5 g Pt/Liter, enthielt, eingegossen und \ der Träger während 5 Minuten getränkt. Die von dem
Träger zurückgehaltene Lösung wurde mit Hilfe eines Luftstromes weggeblasen, und der Träger wurde 3
Stunden an der Luft bei 60°C getrocknet und 3 Stunden
bei 50O0C in der reduzierenden Atmosphäte eines
wasserstoffhaltigen gasförmigen Stickstoffstromes kalziniert. Dabei wurden 332 g eines fertigen Katalysators,
der 0,137 g Platin aufgetragen auf den Träger enthielt, hergestellt.
Der so erhaltene Katalysator wurde mit keramischer Wolle umwickelt, um das Vorbeiströmen des Reaktionsgases zu vermeiden, und in einem zylindrischen
Auspufftopf aus rostfreiem Stahl befestigt, um ihn unter Verwendung eines handelsüblichen Vierzylindermotors
mit einem Hubraum von 1600 cm3 einem Werkstatt-Beständigkeitstest zu unterwerfen. Die Prüfvorrichtung
enthielt außer dem angegebenen Motor eine Sekundärluft-Zufiihrungspumpe,
ein automatisches Dreiganggetriebe, ein Turbulenz-Dynamometer, ein Schwungrad, entsprechend dem Gewicht einer Automobilkarosserie,
und eine Scheibenbremse. Die Wirksamkeit des Katalysators für die Umsetzung wurde mit Hilfe des
California-7-Stufen-Heißzyklus- Prüfverfahrens (CaIi-
fomia-7-modes hot cycle) mit Hilfe einer Programmier
vorrichtung geprüft, in die vorher eine Fahrbelastunj
entsprechend einem tatsächlichen Laufversuch eingespeichert worden war. Um zwischen den Meßpunkter
die erforderliche Laufstrecke zu erreichen, wurde dei Motor abwechselnd mit einer Geschwindigkeit vor
64,4 km/h und mit einer Geschwindigkeit von 30,5 km/h
in Zeitabschnitten von 90 Sekunden betrieben, wöbe bei jedem Geschwindigkeitswechse! der Motor stets
innerhalb von 15 Sekunden bei voller Gasdrosselung aul
32,2 km/h gebremst und dann innerhalb von If Sekunden auf die nächste festgelegte Geschwindigkeil
beschleunigt wurde. Als Treibstoff wurde bleifreie; Benzin der Klasse HEW gemäß USA-Standarc
verwendet, und die Bestimmung der Aktivität erfolgte
bei einem frischen Katalysator und nach einem Lauf vor 5000 km und 10 000 km. Die dabei erzielten Ergebnisse
sind in der nachstehenden Tabelle 4 zusammengefaßt
Katahsalor | CO-Konzcn- | Austritt | C'O-llmsatz | I IC-Kon*. | (ppm) | llC-Umsat/ |
tration (".;.) | 0.035 | |||||
Iiinlrill | 0.037 | (%) | liintritl | Austritt | ||
Frischer Katalysator | 0.675 | 0.048 | 94.7 | 2527 | 286 | 88,6 |
Nach 5000 km Lauf | 0.822 | 95.5 | 2405 | 280 | 88,3 | |
Nach 10 000 km Lauf | 0.805 | 95.2 | 2443 | 298 | 87.9 | |
Die Analyse wurde mit Hilfe einer Analysevorrichtung
MEXA-18-S der Kabushiki Kaisha Horiba Seisakusho durchgeführt, wobei CO mit einem nichtstreuenden
Infrarot-Gasanalysegerät, die Kohlenwasserstoffe mit Hilfe eines Flammenionisations-Gasanalysegerätes,
O2 mit Hilfe einer elektromagnetischen Analysevorrichtung bestimmt wurden.
Die Oberfläche des frischen Katalysators war glatt und. konnte mit dem Finger gerieben werden, ohne daß
irgendein Abriebverlust an der Oberfläche auftrat. Nach dem 10 000-km-Laufversuch betrug das Gewicht des
Katalysators 332 g, wodurch angezeigt wurde, daß der Verlust an Katalysator praktisch 0 betrug. Wenn der
Katalysator zerbrochen wurde, wurde keine Rißbildung und kein Abriebverlust in dem Aluminiumoxidfilm
festgestellt, der auf dem Träger mit Wabenstruktur aufgetragen war.
Vergleichsversuch 7
In 550 ml Wasser wurden 450 g des gleichen feinpuiverisierten rho-Aluminiumoxids gegeben, das in
Beispiel 17 verwendet wurde, wobei eine Aluminiumoxidaufschlämmung gebildet wurde. Die Aufschlämmung
wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 17 verarbeitet, wobei ein Träger erhalten wurde, der 69 g
Aluminiumoxid enthielt. Die Viskosität der Aufschlämmung beim Eintauchen betrug !0OcP. Der den
Aiuminiumfilm tragende Träger wurde in gleicher
Weise wie in Beispiel 17 behandelt, um Platin aufzutragen, und in einem wasserstoffhaltigen Strom
aus gasförmigem Stickstoff kalziniert. Dabei wurden 329 g des fertigen Katalysators, der 0,145 g Platin
enthielt, hergestellt. Wenn dieser Katalysator den gleichen Test der Aktivitätsbeständigkeit wie in Beispiel
17 unterworfen wurde, wurde eine wesentliche Verschlechterung der Aktivität beobachtet. Die erhaltenen
Prüfergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefaßt.
Katalysator
CO-Κοπζ. (M
(l)-Umsatz MC-Kon/, (ppm) IK-Umsatz
(M Hintrilt Austritt (%)
Irischer Katalysator
Nach 5000 km Lauf
Nach 5000 km Lauf
0.712 0.853
0.028 0,072 "1,5
26 JO
2570
2570
310 884
88.1
65.7
Die Oberfläche des frischen Katalysators war bestaubt, und bei Berührung mit dem Finger haftete
Pulver an dem Finger. Das Gewicht des Katalysators nach einem Lauf von 5000 km betrug 311 g. wodurch
angezeigt wurde, daß 26 Gew.-Vo des aufgetragenen Aluminiumoxids weggeblasen worden waren. Wenn der
Katalysator zerbrochen wurde, wurde keine Rißbildung, jedoch starker Abrieb des Aluminiumoxidfilms beobachtet.
809 651/256
Vergleichsversuch
Eine Aluminiumoxidsollösung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 17 hergestellt Dann wurden dazu
325 g gamma-Aluminiumoxid mit einer durch die i
Gewichtssumme bestimmten durchschnittlichen Teilchengröße (mittlerer Durchmesser - median diameter)
von 13 Mikron und einem Anteil von 8 Gew.-% an Teilchengrößen von 50 Mikron oder mehr um eine
Aluminiumoxidaufschlämmung zu bilden. Als die Viskosität der Aluminiumoxidaufschlämmung 30 cP erreichte,
wurde der gleiche Träger zugesetzt, wie in Beispiel 17 eingetaucht, um Aluminiumoxid auf ihn aufzutragen.
Der Eintauchvorgang wurde noch einmal wiederholt.
wobei Aluminium in einer Gesamtmenge von 73 g aufgetragen wurde. Der Träger wurde in gleicher Weise
wie in Beispiel 17 behandelt, um Platin aufzutragen, und
in gleicher Weise in einem wasserstoffhaltigen gasförmigen Stickstoffstrom kalziniert, wobei ein fertiger
Katalysator mit einem Platingehalt von 0,205 g erhalten wurde. Das Gewicht des fertigen Katalysators betrug
333 g. Der Katalysator wurde der Prüfung der Beständigkeit der Aktivität unterworfen, wobei eine
Werkstattprüfvorrichtung wie in Beispiel 17 verwendet
wurde. Dabei wurden die in der nachstehenden Tabelle 6 aufgeführten Ergebnisse erhalten.
Die Oberfläche des frischen Katalysators war glatt
und wurde durch Reiben mit dem Finger nur wenig abgerieben, wie der in Beispiel 17 verwendete
Katalysator. Das Gewicht des Katalysators nach einem Lauf von 10 000 km betrug 328 g, wodurch angezeigt
wurde, daß 7,0% des aufgetragenen Aluminiumoxids während des Versuchs weggeblasen worden waren.
Wenn der Katalysator für die visuelle Bewertung zerbrochen wurde, wurden feine Risse in dem
Aluminiumoxidfilm im Inneren des Katalysators beobachtet, und die Rißbildung war stark auf der Seite des
Gaseintri'.ts, wo beträchtliche Teile des Aluminiumoxidfilms abgerieben waren.
Beispiel 18
Zu 100 g Aluminiumoxidsol mit einem Aluminiumoxidgehalt von 17 Gew.-% wurden 17 ml 62%ige
Salpetersäure gegeben, und das Gemisch wurde erhitzt, um das Auflösen des Aluminiumoxidsols zu bewirken.
Der pH-Wert der Lösung betrug 2,9. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, dann wurden dazu 55 g
des gleichen rho-Aluminiumoxids wie in Beispiel 17 und
20 g des gleichen gamma-Aluminiumoxids wie in Vergleichsbeispiel 8 gegeben, wobei eine Aluminiumoxidaufschlämmung mit einem Aluminiumoxidgehalt
von etwa 46 Gew.-% gebildet wurde. Die Aluminiumoxidaufschlämmung wurde bei 25°C gerührt. Als ihre
Viskosität 100 cP erreichte, wurde ein zylindrischer Träger mit einem Durchmesser von etwa 25 mm und
einer Länge von 31 mm, der im Querschnitt 135 Gaskanäle aufwies (Volumen des Trägers etwa 15 cm9),
der aus dem gleichen wabenförmigen Träger wie im Beispiel 17 geschnitten worden war, 60 Sekunden
eingetaucht. Der Träger wurde dann in gleicher Weise wie in Beispiel 17 verarbeitet, wobei ein Träger erhalten
wurde, der 2,2 g aufgetragenes Aluminiumoxid enthielt.
Der so beschichtete Träger wurde ausreichend getrocknet und in ein Becherglas mit einem Innendurchmesser von 26 mm und einer Höhe von 50 mm gelegt.
Dann wurden dazu 15 ml einer wäßrigen Chloroplatinsäurelösiing mit einem Gehalt von 0,5 g Pt/Liler
(Pt-Konzentration 500 ppm) zugegeben. Nach 5 Minuten dauerndem Tränken bei Raumtemperatur wurde der
Träger leicht mit einem Luftstrom angeblasen, um überschüssige Lösung zu entfernen, und wurde dann 3
Stunden bei 5000C in einem 5% Wasserstoff enthaltenden gasförmigen Stickstoffstrom reduziert, wobei ein
fertiger Katalysator erhalten wurde, der 0,0051 g Platin (entsprechend 0,34 g Pt/Literdes Katalysators) enthielt.
Der Katalysator wurde unter Verwendung von Abgasen eines handelsüblichen Motors der Prüfung der
Oxidationsaktivität unterworfen. Bei der Prüfung wurde der Katalysator in ein U-förmiges Rohr aus rostfreiem
Stahl gefüllt, das in ein bei 4000C gehaltenes Salzschmelzebad eingetaucht wurde. Ein Anteil des
Abgases wurde mit Sekundärluft vermischt und in einer Rate von 15 N-Liter/Min., entsprechend einer Raumgeschwindigkeit von 60 000 h -', durch das Rohr geleitet.
Das eintretende Gas enthielt 0,5 bis 1% CO, 1400 bis
1700 ppm (berechnet als Methan) HC, 5% O2 und
Wasserdampf, bestimmt mit Hilfe einer MEXA-I8-S-Analysevorrichtung der Kabushiki Kaisha Horiba
Seisakusho (CO: nichtstreuender IR-Spektrograph, HC:
Flammenionisationsdetektor, O2: Elektromagnetische Analysevorrichtung). Der Motor wurde frit bleifreiem
Benzin vom Grad HEW gemäß USA-Standard betrieben. L'nter den vorstehenden Bedingungen wurden die
Anfangsaktivität, dr Aktivität nach ununterbrochenem
Lauf während 50 Stunden und nach thermischer Behandlung 9800C während 24 Stunden in oxidierender
Atmosphäre bestimmt. Die Ergebnisse der Prüfung der Oxidationsaktivität sind in der nachstehenden Tabelle 7
zusammengefaßt.
f.ibelle. 7
l-risdicr Nach N.ich Wiirni·:-
K.ilalysa- 50 h V er- heh.indliinn hei
liir such»; ()S0 ( während
ilaiKT .1I h
Katalysator | CO-Konz. (%) | Austritt | C()-llmsalz | IIC-Konz. | (ppm) | UC I'iisatz | -j |
Eintritt | 0,035 | ("/») | Fintritt | Austritt | (%) | A | |
Frischer Katalysator | 0,805 | 0,049 | 95,7 | 2472 | 306 | 87,6 | « |
Nach 5000 km Lauf | 0,730 | 0,107 | 93,3 | 2630 | 545 | 79,3 | 4 |
Nach 10 000 km Lauf | 0,842 | 87,3 | 2687 | 1190 | 55,8 | ||
COUnis.it/ C)
IU-I Inis.tt/ C'..)
98.6
'R(I
98.2
92.5
9.5.(1
Zu 100 g Aluminiumoxidsol mit einem Aluminiumoxidgehalt von 10 Gew.-% wurden 10 ml 62gew.-%ige
Salpetersäure gegeben, und das Gemisch wurde erhitzt, um das Auflösen des Aluminiurnoxidsols zu bewirken.
Der pH-Wert der Lösung betrug 3,1. Die Lösung wurde
auf Raumtemperatur abgekühlt, dann wurden dazu 70 g des gleichen rho-Aluminiumoxids wie in Beispiel 17
gegeben, um eine Aluminiumoxidaufschlämmung zu bilden. Die Aluminiumoxidaufschlämmung wurde dann
in gleicher Weise wie in Beispiel 18 aufgearbeitet, wobei
ein aluminiumoxidbeschichteter Träger erhalten wurde, der 1,9 g abgelagertes Aluminiumoxid aufwies. Der mit
Aluminiumoxid beschichtete Träger wurde in ein Becherglas dergleichen Abmessungen wie in Beispiel 18
gegeben und bei Raumtemperatur 15 Minuten in 15 ml einer wäßrigen Mischlösung von Chloroplatinsäure und
Palladiumchlorid getaucht, die 400 ppm Platin und 200 ppm Palladium enthielt Danach wurde der Träger
durch Abblasen von überschüssiger Lösung befreit und unmittelbar 3 Stunden bei 500° C in einem Stickstoffstrom, der 5% H2 als Reduktionsmittel enthielt,
kalziniert Es wurde ein fertiger Katalysator erhalten, der Palladium in einer Menge von 0,0018 g als Metall
(0,12 g/l Katalysator) und Platin in einer Menge von 0,0035 g als Metall (0,25 g/l Katalysator) enthielt. Der
Katalysator wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 18 auf seine Oxidationsaktivität geprüft, wobei die in
Tabelle 8 gezeigten Ergebnisse erzielt wurden.
Tabelle 8 | Fiischer Katalysa tor |
Nai-h 50 h |
Nach der Wärme behandlung bei ■)e() C während 24 h |
98,3 97,5 91,6 90,3 Beispiel 20 |
95,2 85,7 |
||
CO-lJmsaU (%) HC-Umsatz (%) |
|||
Zu 100 g Aluminiumoxidsol mit einem Aluminiumoxidgehalt von 17 Gew.-% wurden 19 ml einer 62%igen
(Gew.-%) Salpetersäure gegeben, und das Gemisch wurde erhitzt, um das Auflösen zu bewirken. Die
Lösung, die einen pH-Wert von 2,7 hatte, wurde auf 25°C abgekühlt, und dann wurden 65 g des gleichen
rho-Aluminiumoxids wie in Beispiel 17 zugesetzt, wobei
eine Aluminiumoxidaufschlämmung mit einem Aluminiumoxidgehalt von 43 Gew.-% gebildet wurde. Die
Aufschlämmung wurde bei 25°C gerührt und als ihre Viskosität lOOcP erreichte, wurde ein Träger mit
Wabenstruktur der gleichen Form wie in Beispiel 18 während 60 Sekunden in die Aufschlämmung getaucht
und dann in gleicher Weise wie in Beispiel 17 weiterbehandelt, wobei ein aluminiumoxidbeschichteter
Träger erhalten wurde. Der überzogene Träger wurde in ein Becherglas mit einem Innendurchmesser von
26 mm und einer Höhe von 50 mm gelegt und mit 15 ml
einer wäßrigen Lösung von Chloroplatinsäure getränkt, die 2 g Pt/Liter (Pl-Konzentration von 2000 ppm)
enthielt. Nach 5minUttgem Tränken wurde der Träger durch leichtes Anblasen mit einem Luftstrom von
überschüssiger Uisung befreit und danach J Stunden bei
500'C in einem 5% Wasserstoff enthaltenden Strom aus
gasförmigem Stickstoff kalziniert. Dabei wurde ein
fertiger Katalysator erhalten, der 0,0145 g Platin (0,97 g
Pt/Literdes Katalysators) enthielt
Der Katalysator wurde in einer Abgas-Reinigungsvorrichtung, die in einer Phthalsäureanhydrid-Herstellungsanlage vorgesehen wurde, der Prüfung seiner
Eigenschaften unterworfen. In dem Test wurde der Katalysator in ein Reaktionsrohr aus rostfreiem Stahl
mit einem Innendurchmesser von 28 mm gefüllt, das mit Hilfe einer elektrischen Heizvorrichtung auf eine
κι festgelegte Temperatur erhitzt wurde. Durch das Rohr
wurde Abgas geleitet und die Aktivität des Katalysators wurde durch Geruchsprüfung des aus dem Reaktionsrohr abströmenden Gases untersucht Der Katalysator
zeigte eine solche Aktivität, daß bei einer Gastempera-
i) tür am Eintritt von 220°C das aus dem Reaktionsrohr
abströmende Gas geruchlos wurde.
Der in Beispiel 20 hergestellte Katalysator wurde in .•ο ein Reaktionsgefäß gefüllt, das mit einem Abzugsgeblase verbunden wurde, welches am Austrittsende des
Abzugs eines Einbrennofens für Drahtlack installiert, war. Auf diese Weise wurde die Wirksamkeit zur
Verbrennung eines Abgases geprüft, das aus dem Ofen >"i abströmte. Die Durchschnittskonzentrationen an brennbaren Materialien in dem Abgas betrugen: 865 ppm
Naphtha, 1236 ppm Kresol und 102 ppm Phenol. Das Abgas aus dem Drahtlack-Einbrennofen wurde in einer
Raumgeschwindigkeit von 20 000 h-' bei einer Tempern ratur von 300°C durch die Katalysatorschicht geleitet.
Die Konzentrationen der brennbaren Materialien in dem abströmenden Gas entsprachen Spurenmengen.
Die Analyse der vorstehend angegebenen störenden Komponenten erfolgte durch Gaschromatografie.
Aus dem gleichen Cordieritträger, wie er in Beispiel
17 verwendet wurde, wurde ein Zylinder mit 30 mm Durchmesser und 42.5 mm Länge geschnitten. Der
in Träger hatte ein Gewicht von 15,ög unir ein Volumen
von 30 cm3.
In gleicher Weise wie in Beispiel 1 wurde eine
Alurniniumoxidaufschlämmung auf den Träger aufgetragen und dieser getrocknet und kalziniert, wobei ein
-, mit Aluminiumoxid überzogener Träger hergestellt wurde, der 43 g Aluminiumoxid enthielt. Der beschichtete Träger wurde in ein Glasgefäß mit einem
Innendurchmesser von 32 mm und einer Höhe von 70 mm gegeben, und dann wurde eine Lösung von
ο 0,00635 g Hexachloroiridium(IV)-säure und 0,00767 g
Rhodiumtrichlorid in 35 ml Wasser zugegeben. Der Träger wurde 2 Stunden bei 25°C in die Lösung
getaucht Nach dem Wegblasen der überschüssigen Lösung mit f lilfe von Luft wurde der Träger 3 Stunden
, bei 9O0C getrocknet und 3 Stunden bei 55O"C in einem
gasförmigen Stickstoffstrom, der 5% Wasserstoff enthielt, kalziniert. Dabei wurde ein fertiger Katalysator
hergestellt, der Iridium und Rhodium in einer Menge von je 0,1 g/l des Trägers enthielt.
Ii Der so erhaltene Katalysator wurde in ein Reaktionsrohr aus rostfreiem Stahl mit einem innendurchmesser
von 30 mm gefüllt. Ein Teil des Abgases eines handelsüblichen 6-Zylinder-Motors mit 2000 cm1 Hubraiim wurde am Eintritt des Reaktionsrohres mit Hilfe
-, eines elektrischen Ofens auf eine Temperatur von 4(K) bis 75O"C erhitzt und in einer Rate von 15 N-Liter/Min,
in die Katalysatorschicht eingeleitet, um die Anfangsak tivitiil zur Reinigung eines Gases von Stickstoffoxiden
bei den in der nachstehenden Tabelle 9 angegebenen Temperaturen zu bestimmen. Danach wurde der
Katalysator einem Beständigkeitstest im 5000-kin-DaueiTersuch
bei einer Gaseintrittstemperatur von 7000C unterworfen. Der Motor wurde mit bleifreiem
Benzin bei einer Geschwindigkeit von 1500 UpM unter einem Ladedruck von 380 mm Hg betrieben. Die
Fahrzeuggeschwindigkeit betrug 50 km/h, und das Verhältnis von Luft zu Treibstoff betrug 14. Das Abgas
hatte folgende durchschnittliche Zusammensetzung: 0,75% CO, 1800 ppm HC, 0,5% Sauerstoff und
1600 ppm NO. Die Menge des in der Katalysatorschicht
gebildeten Ammoniaks wurde bestimmt, indem ein Anteil des aus dem Reaktionsrohr abströmenden Gases
in einer 0,5%igen wäßrigen Borsäurelösung aufgefangen
und mit Hilfe einer Standard-Schwefelsäurelösung titriert wurde. Es wurde eine MEXA-18-S-Anabsevorrichtung
der Kabushiki Kaisha Horiba Seisakusho
verwendet (die Bestimmung von CO erfolgte mit Hilfe eines nichtstreuenden !R-Spektrographen, die Bestimmung
von HC durch Flammenionisationsdetektion, die Bestimmung von O3 magnetisch, die Bestimmung von
NO mit Hilfe des nichtstreuenden IR-Spektrographen und die Bestimmung von NOj durch UV-Spektroskopie).
Die Ergebnisse, die bei der Prüfung der Anfangsaktivität und der Beständigkeit erzielt wurden,
sind in der folgenden Tabelle 9 zusammengefaßt.
Temperatur ( C) | NO ,-Umsatz (%)*) |
Anfangs | |
400 | 68,3 |
600 | 80,5 |
700 | 90,0 |
750 | 92,2 |
Nach 5000 km Laurbci-700 C | |
700 | 87,4 |
-. NO -Hm«!,= NO, am l:inlriU - N | - gebildetes NII1 lm |
IO., am Austritt |
NOx am iiintrill
(Sämtliche liestandteile in Volumtcilcn.)
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines Edelmetall-Trägerkatalysators durch Auftragen eines Platingruppenmetalls auf einen mit Aluminiumoxid beschichteten Träger unter Verwendung einer sauren
AbOrSoIlösung, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein AIaOrSoI durch Auflösen in einer
anorganischen Säure in eine AluminiumoxidsoIIösung überführt, den pH-Wert der Al'jminiumsollösung auf 4,0 oder darunter einstellt, der Lösung
feinteiliges pulverisiertes Aluminiumoxid, das mindestens 50 Gew.-% rho-Aluminiumoxid enthält und
befähigt ist, beim Kalzinieren aktiviertes Aluminiumoxid zu bilden, unter Bildung einer Aluminiumoxidaufschiämmung zusetzt, in diese Aufschlämmung einen monolithischen vielzelligen chemisch
inerten schwer schmelzbaren Träger eintaucht, während die Temperatur der Aufschlämmung bei 0
bis 30° C gehalten wird, und einen Oberzugsfilm von
Aluminiumoxid auf der Oberfläche des Trägers ablagert, den beschichteter· Träger bei einer
Temperatur von nicht mehr als 500C während mindestens 30 Minuten altert, den Oberzugsfilm von
Aluminiumoxid auf der Oberfläche des Trägers trocknet und bei einer Temperatur von 300 bis
600°C kalziniert, den so behandelten Träger mit einer ein Platingruppenmetall enthaltenden Lösung
oder Suspension unter Ablagerung des Platingruppenmetalls auf dem Träger tränkt und den
Trägerkatalysator trocknet und danach aktiviert
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als anorganische Säure Salpetersäure oder Chlorwasserstoffsäure verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als feinteiliges Aluminiumoxid ein Material verwendet, das eine durch die
Gewichtssumme bestimmte durchschnittliche Teilchengröße (mittlerer Korndurchmesser) von 25
Mikron oder weniger hat und mindestens 80% Teilchen einer Korngröße von 50 Mikron oder
weniger enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumoxidsol in Salpetersäure oder Chlorwasserstoffsäure
lösliches amorphes faseriges kolloidales Aluminiumoxid mit einer Konzentration von 5 bis 20 Gew.-%
verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Bildung der
Aufschlämmung das Aluminiumoxidsoi in einer solchen Menge verwendet, daß das aus dem Sol
stammende Aluminiumoxid 5 bis 50 Gew-% des in der Aufschlämmung vorliegenden Aluminiumoxids
beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Aluminiumoxid in einer Menge von 30 bis 300 g pro Liter des
Trägers aufbringt.
7. Verfahren zur Reinigung von Motorabgasen und Abgasen aus industriellen Anlagen unter
Verwendung eines nach einem der Ansprüche I bis 6 hergestellten Katalysators.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Edelmetall-Trägerkatalysators durch Auftragen
eines Platingruppenmetalls auf einen mit Aluminiumoxid beschichteten Träger unter Verwendung einer
sauren Aluminiumoxidsollösung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von Motorabgasen und Abgasen aus industriellen Anlagen unter
Verwendung dieses Edelmetall-Trägerkatalysators.
Katalysatorträger mit Wabenstruktur bestehen gewöhnlich aus genormten Formkörpern aus einem
schwer schmelzbaren Material mit einem Erweichungspunkt oberhalb 10000C, die befähigt sind, die Ausdehnung und Schrumpfung zu überstehen, die mit einer
plötzlichen Temperaturänderung verbunden sind, wie beispielsweise Kordierit, lithiumhaltigen Aluminosilikaten, alpha-Aluminiumoxid und Siliziumkarbid Es ist
bekannt, einen Katalysator zur Reinigung von Auspuffgasen und Abgasen herzustellen, indem ein relativ
dünner Film aus aktiviertem Aluminiumoxid auf den
Träger aufgetragen und darauf ein Edelmetall aufgebracht wird. Eines der wichtigsten Merkmale bei der
Herstellung eines solchen Katalysators besteht darin, daß der Film aus aktiviertem Aluminiumoxid mit
ausreichend hoher Bindefestigkeit auf dem Träger aufgebracht wird, und aus diesem Grund wird bei einem
bekannten Verfahren ein Träger in eine konzentrierte wässerige Lösung von Aluminiumnitrat getaucht und
danach getrocknet und erhitzt, und dieses Verfahren wird mehrere Male wiederholt, bis auf der Oberfläche
des Trägers ein Film aus aktiviertem Aluminiumoxid ausreichender Dicke gebildet ist. Das bekannte Verfahren zeigt jedoch die Nachteile, daß es erforderlich ist,
das Imprägnieren und das anschließende Trocknen und Calcinieren mehrere Male zu wiederholen, so daß das
Verfahren kompliziert wird. Darüber hinaus ist auch die Haftfestigkeit des erhaltenen Aluminiumoxidfilms in
praktischer Hinsicht unbefriedigend. Ein auf einem Träger mit Wabenstruktur abgelagerter Film aus
aktiviertem Aluminiumoxid wird nämlich innerhalb kurzer Zeit unter der Einwirkung eines Gasstroms und
die begleitende Temperaturveränderung und durch mechanische Vibrationen weggeblasen, wobei die
Menge des auf dem Träger befindlichen Katalysators vermindert wird und dadurch die Aktivität des
Katalysators stark verringert wird. Wenn außerdem die Dicke des Films aus aktiviertem Aluminiumoxid nicht
gleichförmig ist, zeigt der Katalysator geringe Aktivität in Bereichen, in denen die Dicke des aktivierten
Aluminiumoxidfilms sehr gering ist, und besitzt hohen Widerstand gegenüber dem Gasstrom in Bereichen, in
denen der Film zu dick ist, so daß die Aktiv;!ät in diesen
Bereichen wesentlich vermindert wird.
Es war bereits bekannt, Aluminiumoxidsoi zur Herstellung von Ka'alysatorträgern zu verwenden. So
wird in den US-Patentschriften 30 20 242,35 35 268 und J3 40 205 ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumoxidsols beschrieben, bei dem metallisches Aluminium in einer konzentrierten Mineralsäurelösung, insbesondere Chlorwasserstoffsäure, gelöst wird. Das so
erhaltene Sol kann zu Aluminiumoxid oder Aluminiumoxid enthaltenden Mischoxiden weiterverarbeitet werden, die sich zur Herstellung von Katalysatoren und
Katalysatorträgern eignen.
Zur Herstellung eines abriebfesten, für Platinkatalysatoren bestimmten Tonerdeträgers hat man bereits in
üblicher Weise hergestellte, geformte Tonerdeträger mit einer wäßrigen Lösung eines chloridhaltigen
AIjOi-SoIs getränkt und danch getrocknet und getem-
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Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4061595A (en) * | 1976-03-15 | 1977-12-06 | Engelhard Minerals & Chemicals Corporation | Production of sulfur recovery catalyst from bauxite fines |
JPS558874A (en) * | 1978-07-06 | 1980-01-22 | Hitachi Zosen Corp | Plate denitrification catalyst |
JPS5541881A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-24 | Hitachi Zosen Corp | Manufacture of plate type denitrification catalyst |
DE2946685C2 (de) * | 1979-11-20 | 1985-06-20 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung eines mit katalyseförderndem Metaloxid beschichteten, in einem Metallmantel angeordneten Verbundkörpers |
FR2512004A1 (fr) * | 1981-08-27 | 1983-03-04 | Rhone Poulenc Spec Chim | Composition d'alumine pour le revetement d'un support de catalyseur, son procede de fabrication et le support de catalyseur obtenu |
JPS5998737A (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-07 | Mazda Motor Corp | モノリス触媒担体の製造法 |
DE3533250C1 (de) * | 1985-09-18 | 1986-12-04 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung eines Traegerkatalysators |
US4904633A (en) * | 1986-12-18 | 1990-02-27 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Catalyst for purifying exhaust gas and method for production thereof |
AU629683B2 (en) * | 1987-01-20 | 1992-10-08 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co. Ltd. | Catalyst for purifying exhaust gas and method for production thereof |
DE3729126A1 (de) * | 1987-09-01 | 1989-04-06 | Mototech Motoren Umweltschutz | Dieselruss-partikelfilter und verfahren zu seiner herstellung |
US5786031A (en) * | 1995-06-07 | 1998-07-28 | Engelhard Corporation | Barrier for a metal substrate |
DE19714732A1 (de) * | 1997-04-09 | 1998-10-15 | Degussa | Verfahren zum Abscheiden von katalytisch aktiven Komponenten auf hochoberflächigen Trägermaterialien |
US20030022783A1 (en) * | 2001-07-30 | 2003-01-30 | Dichiara Robert A. | Oxide based ceramic matrix composites |
EP1340541A1 (de) * | 2002-02-28 | 2003-09-03 | Corning Incorporated | Strukturierter Katalysator mit einem dicken "Washcoat"-Überzug und dessen Herstellungsverfahren |
US6936561B2 (en) * | 2002-12-02 | 2005-08-30 | Corning Incorporated | Monolithic zeolite coated structures and a method of manufacture |
US20070098611A1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-03 | Yang Xiaolin D | Stabilized flash calcined gibbsite as a catalyst support |
JP2008188542A (ja) | 2007-02-06 | 2008-08-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス処理用触媒、その製造方法および排ガス処理方法 |
EP2543439A4 (de) * | 2010-03-02 | 2014-05-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Mit feinen metallpartikeln beladener katalysator, verfahren zu dessen herstellung und reinigungskatalysator |
DE102010016465B4 (de) * | 2010-04-15 | 2017-08-17 | Ceranovis Gmbh | Verfahren zur Beschichtung, Beschichtungszusammensetzung und deren Verwendung zur katalytischen Abgasreinigung |
CN113617224A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-09 | 湖州乙戈环保设备有限公司 | 一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置及其处理方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3020242A (en) * | 1957-12-20 | 1962-02-06 | Universal Oil Prod Co | Alumina sol manufacture |
US3565830A (en) * | 1963-02-07 | 1971-02-23 | Engelhard Min & Chem | Coated film of catalytically active oxide on a refractory support |
US3340205A (en) * | 1965-05-25 | 1967-09-05 | Universal Oil Prod Co | Manufacture of high purity alumina sol from relatively low grade aluminum |
US3535268A (en) * | 1968-06-10 | 1970-10-20 | Universal Oil Prod Co | Continuous process for manufacture of sols |
BE756150A (fr) * | 1969-09-16 | 1971-02-15 | Johnson Matthey & Cy Ltd | Perfectionnements aux reactions catalytiques |
US3785998A (en) * | 1971-06-30 | 1974-01-15 | Universal Oil Prod Co | Method of catalyst manufacture by impregnating honeycomb-type support |
US3794588A (en) * | 1971-09-23 | 1974-02-26 | Du Pont | Highly-active supported catalysts |
-
1973
- 1973-11-26 CA CA186,749A patent/CA1001147A/en not_active Expired
- 1973-11-29 US US419943A patent/US3928239A/en not_active Expired - Lifetime
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DE2359771A1 (de) | 1974-06-06 |
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GB1442390A (en) | 1976-07-14 |
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