DE2841158C2

DE2841158C2 -

Info

Publication number: DE2841158C2
Application number: DE2841158A
Authority: DE
Inventors: Carl D. Summit N.J. Us Keith
Original assignee: Engelhard Corp
Current assignee: BASF Catalysts LLC
Priority date: 1977-09-23
Filing date: 1978-09-21
Publication date: 1989-06-29
Also published as: FR2403825A1; DD140111A5; FI782892A; JPS5456992A; NL7809429A; ES480629A1; BE870665A; DD147146A5; SE446433B; ES480630A1; IT1106029B; US4171287A; GB1600588A; BR7806268A; FR2403825B1; CH643753A5; DE2841158A1; AU4009378A; SE7809888L; AR223824A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Katalysator mit einer Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und/oder Rhenium enthaltenden Grundmetallkomponente in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% berechnet als Metall und bezogen auf den Katalysator, einer aus Platin und/oder Palladium sowie gegebenenfalls Rhodium, Ruthenium und/oder Iridium bestehenden Metallkomponente in einer Menge von 0,01 bis 4 Gew.-% des Katalysators und einer festen Aluminiumoxid-Stützkomponente mit einem Anteil von 0,1 bis 30 Gew.-% des Katalysators auf einem festen, makrogroßen Träger, wobei die Grundmetallkomponente in einer größeren Menge als die Metallkomponente vorliegt, die Stützkomponente mit der Grundmetallkomponente und gegebenenfalls der Metallkomponente vermischt wird, und die Mischung mit den in feinverteilter Form vorliegenden Komponenten auf dem Träger abgeschieden wird, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung zur gleichzeitigen Umwandlung von Kohlenmonoxid-, Kohlenwasserstoff- und Stickoxidkomponenten in einem Gasstrom.

Die katalytische Behandlung von verschiedenen Gasströmen, die geringe Mengen an Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Stickoxiden enthalten, wird seit einigen Jahren durchgeführt.

Es wird angestrebt, diese Verschmutzungsstoffe in weniger schädliches Kohlendioxid, Wasser und Stickstoff umzuwandeln.

Ein Beispiel für eine solche Behandlung ist eine Hochtemperaturkontaktierung der Abgase von Verbrennungsmotoren mit einem Katalysator, der eine Metallkomponente der Platingruppe enthält.

Das Behandlungssystem enthält im allgemeinen einen Überschuß an Sauerstoff, um eine vollständige Verbrennung zu Kohlendioxid und Wasser zu erreichen. Da die verwendeten Katalysatoren auch Reduktionsreaktionen aktivieren können, kann während der Behandlung eine gewisse Reduktion der Stickoxide zu Stickstoff und/oder Ammoniak erfolgen, obgleich die Anwesenheit des letzteren in den Produkten unerwünscht ist.

Die physikalischen und chemischen Beziehungen, die in Katalysatoren vorliegen, können zwar bis zu einem erheblichen Ausmaß definiert werdne, doch hängt das Verhalten der Katalysatoren häufig von der Art und Weise ab, auf die der Katalysator hergestellt wird, wobei eine signifikante physikalische oder chemische Unterscheidung der erhaltenen Katalysatoren nicht ohne weiteres vorgenommen werden kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Katalysatoren eine Vielzahl von katalytisch aktivierenden Metallkomponenten im Gemisch mit einer oder mehreren Stützkomponenten enthalten, welche in nicht definierter Weise miteinander verbunden sind. Solche Katalysatoren können dazu verwendet werden, um mehrere Reaktionen gleichzeitig zu aktivieren. Die gewünschten Katalysatoreigenschaften müssen aufrechterhalten werden, wenn die Katalysatoren durch verschiedene Verfahren hergestellt werden sollen.

Relativ stabile Katalysatoren können eine Vielzahl von aktiven, die Reaktion aktivierenden Metallkomponenten enthalten, die in einer katalytisch aktiven Stütze gut dispergiert sind. Die Herstellung solcher Katalysatoren ist jedoch aus einer Vielzahl von Gründen relativ teuer. Die katalytisch aktivierenden Metallkomponenten werden im allgemeinen in die Katalysatoren als wasserlösliche Materialien eingearbeitet, die relativ teuer sind. So kann die Stütze mit einer Vielzahl von Lösungen, die die katalytisch aktiven Metallkomponenten enthalten, inprägniert werden, wobei z. B. eine mehrfache Imprägnierung, Trocknung und Calcinierung und chemische Behandlung angewendet werden kann. Bei der Herstellung solcher Katalysatoren können Unterschiede der Absorptionseigenschaften von zwei oder mehreren wasserlöslichen Metallkomponenten zu nicht gleichförmigen Katalysatoroberflächen sowohl hinsichtlich der Zusammensetzung als auch der katalytischen Aktivität führen. Eine weitere Abscheidung einer löslichen Grundmetallkomponente auf dem Träger kann zu einer unerwünschten Reaktion dieses Materials mit der Stütze bei hohen Temperaturen führen, wodurch relativ inaktive Spinellzusammensetzungen erhalten werden.

Die DE-OS 26 37 198 offenbart Katalysatoren, die im fertigen Zustand einen Träger und eine auf dem Träger abgelagerte Grundmetalloxidkomponente sowie eine Platingruppenmetallkomponente enthalten und die durch Imprägnieren eines Cerdioxid-Aluminiumoxidträgers mit einer Pt-Metallverbindung und anschließendes Aufbringen des imprägnierten Produkts auf einen monolithischen Träger hergestellt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Katalysator mit verbesserter Aktivität und Stabilität zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch einen Katalysator der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Aluminiumoxid- Stützkomponente mit der festen Grundmetallkomponente vermischt, wobei mindestens die Hauptmenge der Grundmetallkomponente in fester Form verbleibt.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Katalysators zur Verfügung gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Aluminium- Stützkomponente mit der festen Grundmetallkomponente vermischt, wobei mindestens die Hauptmenge der Grundmetallkomponente in fester Form verbleibt.

Die erfindungsgemäßen Katalysatoren weisen eine ausgezeichnete chemische und physikalische Aktivität und Stabilität auf.

Während der Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren verbleibt der Hauptteil der Grundmetallkomponente in fester Form. Dadurch kann das Grundmetall in den Katalysatoren mit einer größeren Teilchengröße dispergiert werden als bei bisherigen Katalysatoren dieses Typs.

Erfindungsgemäß werden die Katalysatoren vorzugsweise hergestellt, indem die feste Grundmetallkomponente mit der festen Aluminiumoxid-Stützkomponente innig vermischt wird, bevor diese Komponenten auf den makrogroßen Träger aufgebracht werden. Die Metallkomponente der Platingruppe kann zwar dem makrogroßen Träger, auf dem die Grundmetall- und Alumiumoxidkomponenten abgeschieden worden sind, zugegeben werden, doch ist es bevorzugt, daß die letztere Komponente mit einer oder mehreren Metallkomponenten der Platingruppe kombiniert wird, bevor sie auf den makrogroßen Träger gebracht wird. Wenn so verfahren wird, ist es bevorzugt, daß die Metallkomponente der Platingruppe zu der Aluminiumoxid-Stütze gegeben wird, bevor die Stütze mit der Grundmetallkomponente kombiniert wird.

Erfindungsgemäß kann das Vermischen der katalytisch aktivierenden Metallkomponente der Platingruppe mit der Aluminiumoxidstütze und/oder der festen Grundmetallkomponente in der Weise durchgeführt werden, daß eine Flüssigkeit, die eine lösliche oder dispergierte Form des katalytisch aktivierenden Metalls der Platingruppe enthält, mit den Feststoffen innigst vermischt wird. Vorzugsweise wird im wesentlichen die gesamte Lösung oder Dispersion von den Feststoffen absorbiert. Die Lösung oder Dispersion hat im allgemeinen eine wäßrige Natur. In der Dispersionsform sind die Teilchengrößen der Metallkomponente der Platingruppe vorzugsweise kolloidal, obgleich erfindungsgemäß auch Teilchen mit einer etwas höheren Größe zufriedenstellend dispergiert werden können. Die Lösung kann eine oder mehrere wasserlösliche Metallkomponenten der Platingruppe enthalten, z. B. eine basische Verbindung, wie einen Platinhydroxid-tetramin-Komplex, oder eine saure Verbindung, wie Chlorplatinsäure, Palladiumchlorid, Rutheniumchlorid, Iridiumchlorid oder Rhodiumnitrat. Die Dispersion kann Teilchen enthalten, welche zum größten Teil Größen unterhalb von etwa 1 µm besitzen, z. B. ein Platinsulfidsol. Sehr gut geeignete Mischung können hergestellt werden, indem die Feststoffe sowohl mit einer basischen Platinverbindung als auch mit einer sauren Verbindung eines anderen Metalls der Platingruppe, z. B. Rhodium oder Ruthenium, kombiniert werden. Gesonderte Verbindungen der katalytisch aktivierenden Metalle der Platingruppe können zu der Stütze in einer oder mehreren wäßrigen Lösung oder Dispersionen gegeben werden.

Obgleich die Metallkomponente der Platingruppe mit der Aluminiumoxidstütze kombiniert werden kann, nachdem letztere auf dem makrogroßen Träger abgeschieden worden ist, ist es bevorzugt, daß diese Materialien vermischt werden, bevor sich die Stütze auf dem Träger befindet. Im letzteren Fall kann die Metallkomponente der Platingruppe mit einer Aluminiumoxidstütze kombiniert werden, nachdem letztere mit der festen Grundmetallkomponente kombiniert worden ist.

Die Aluminiumoxidstütze und die feste Grundmetallkomponente können auch kombiniert werden, nachdem die Metallkomponente der Platingruppe und entweder die feste Grundmetallkomponente oder die Aluminiumoxidstütze miteinander vermischt worden sind. Alternativ können die Metallkomponente der Platingruppe und die feste Grundmetallkomponente mit gesonderten Teilchen der anderen Materialen, z. B. Aluminiumoxid, vermischt werden, und die erhaltenen Materialien können kombiniert werden. Wenn gesonderte Zugaben von Metallen der Platingruppe oder anderen Metallkomponenten zu der Zusammensetzung erfolgen, dann können die gesonderten Zugaben in der gleichen Stufe oder in verschiedenen Stufen des Herstellungsprozesses durchgeführt werden.

In den erfindungsgemäßen Katalysatoren liegt die Metallkomponente der Platingruppe in einer geringeren Menge vor, die ausreichend ist, um Zusammensetzungen mit einer genügend erhöhten katalytischen Aktivität zu erhalten. Mindestens ein Element aus der Gruppe Platin oder Palladium, insbesondere Platin, ist vorhanden. Geeignete Metalle der Platingruppe sind z. B. Platin, Ruthenium, Palladium, Iridium und Rhodium sowie Gemische oder Legierungen dieser Metalle, z. B. Platin-Ruthenium, Platin-Rhodium, Palladium- Rhodium, Platin-Rhodium-Iridium oder Platin-Palladium-Rhodium. Die Menge des Metalls der Platingruppe macht einen geringeren Teil des Katalysators aus und liegt bei 0,01 bis 4 Gew.-% des Katalyators.

Vorzugsweise beträgt sie 0,02 bis 1 Gew.-%. Es ist bevorzugt, daß die Metallkomponente der Platingruppe der Katalysatoren mehr als ein solches Metall enthält und aus einer Hauptmenge Platin und/oder Palladium, insbesondere Platin, und einer geringeren Menge Ruthenium, Iridium und/oder Rhodium, insbesondere Rhodium, besteht. So kann z . B. die Metallkomponente des Katalysators 55 bis 98 Gew.-% Platin und Palladium und 2 bis 45 Gew.-% Ruthenium, Iridium und/oder Rhodium, bezogen auf die Gesamtheit dieser Metalle, enthalten. Katalysatoren mit bester Aktivität, deren Eigenschaften weniger von dem Vorhandensein der Grundmetallkomponente abhängen, enthalten ein Gewichtsverhältnis von Gesamtplatin und -palladium zu Gesamtrhodium, -ruthenium und/oder -iridium von 2 bis 5:1. Wenn dieses Verhältnis zunimmt, dann nimmt die Bedeutung der Grundmetallkomponente zu. Aufgrund der Kosten und der begrenzten Verfügbarkeit von Rhodium, Ruthenium und Iridium liegt das Verhältnis im allgemeinen bei 8 bis 30:1. Das Verhältnis von Platin zu Rhodium beträgt vorzugsweise 95:5. Da dieses Verhältnis ungefähr dasjenige ist, mit dem Platin und Rhodium in südafrikanischem Erz gefunden werden, ergeben sich technische Vorteile, wenn ein 95:5 Verhältnis verwendet wird. Das Erzverhältnis von Pt:Rh:Ir ist etwa 19:1:0,2. Auch dieses Metallverhältnis kann vorteilhaft angewendet werden. Es kann zweckmäßig sein, die Menge an vorhandenem Rhodium um einen Faktor von etwa 2 zu erhöhen, indem z. B. ein Verhältnis von 20 Pt:2 Rh:0,3 Ir angewendet wird. Die Katalysatoren, die Platin und/oder Palladium sowie Rhodium, Ruthenium und/oder Iridium zusammen mit der Grundmetallkomponente enthalten, sind besonders gut geeignet, die gleichzeitige Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Stickoxiden in weniger schädliche Stoffe zu aktivierten. Die vorstehend angegebenen Mengen der katalytisch aktivierenden Metalle der Platingruppe sind auf die Grundlage der Metalle, ungeachtet der Form, in der sie in den Katalysatoren vorhanden sind, bezogen. Die Mengen beziehen sich auf das gesamte Trockengewicht der Katalysatoren mit Einschluß des makrogroßen Trägers.

Wenn die Metallkomponente der Platingruppe in Lösungsform vorhanden ist und mit der Aluminiumoxid-Stützkomponente kombiniert wird, kann die Metallkomponente auf der Stütze fixiert werden, d. h. in eine im wesentlichen wasserunlösliche Form umgewandelt werden. Dies erfolgt vorzugsweise, während das zusammengesetzte Produkt im wesentlichen von nichtabsorbiertem, flüssigem Medium freigehalten wird. Die Umwandlung kann durch Behandlung mit einem Gas, wie Schwefelwasserstoff oder Wasserstoff, oder mit einer Flüssigkeit, wie Essigsäure, oder anderen Mitteln, die in flüssiger Form vorliegen können, insbesondere einer wäßrigen Lösung, z. B. von Hydrazin- oder einer anderen reduzierenden Lösung, durchgeführt werden. Die Menge an verwendeter Flüssigkeit ist jedoch vorzugsweise nicht ausreichend, daß das zusammengesetzte Produkt wesentliche Mengen von nichtabsorbierter Flüssigkeit während der Fixierung des Metalls der Platingruppe auf der Stütze enthält. Die Fixierungsbehandlung kann auch mit einem reaktiven Gas oder mit einem solchen, das im wesentlichen inert ist, durchgeführt werden. So kann z. B. die Fixierung in der Weise durchgeführt werden, daß das zusammengesetzte Produkt in Luft oder einem anderen Gas, das gegenüber der Metallkomponente der Platingruppe reaktiv oder im wesentlichen inert sein kann, calciniert wird. Die erhaltene, unlösliche oder fixierte Metallkomponente der Platingruppe kann als Sulfid, Oxid, elementares Metall, Legierung oder in einer anderen Form vorliegen. Anstelle einer Lösung kann man auch eine Dispersion einer relativ unlöslichen Form des Katalysatoraktivators verwenden, z. B. ein wäßriges Platinsulfidsol. Vorzugsweise ist die Flüssigkeit der Dispersion wäßrig.

Die erfindungsgemäßen Katalysatoren enthalten weiterhin eine oder mehrere Grundmetallkomponenten nämlich Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und Rhenium. Bei der Herstellung der Katalysatoren werden eine oder mehrere dieser Grundmetallkomponenten in fester Form mit der Aluminiumoxidstütze kombiniert. In der Mischung liegen die Komponenten in feinverteilter Form vor. die Metallkomponente kann ein Oxid oder eine sauerstoffhaltige Verbindung sein, die sich bei erhöhten Temperaturen zu einem Oxid zersetzt und die nicht in nachteiliger Weise die katalytischen Eigenschaften der vorhandenen Materialien verändert. Geeignete Zersetzungstemperaturen sind z. B. solche, die während des Trocknens, der Calcinierung und der Verwendung des Katalysators auftreten. Beim Kombinieren mit den anderen Komponenten des Katalysators kann die feste Grundmetallkomponente in elementarer oder in Legierungsform vorliegen. Sie kann als solche verwendet werden oder sie kann mindestens zum Teil zu einem Oxid während des Gebrauchs oder der Calcinierung oder einer anderen Behandlung des Katalysators bei erhöhten Temperaturen in Anwesenheit eines Sauerstoff enthaltenden Gases umgewandelt werden. Die feste Grundmetallkomponente liegt in einer Form vor, die in den Flüssigkeiten, die während der Herstellung des Katalysators vorhanden sind, im wesentlichen unlöslich ist. Die Verwendung von im wesentlichen wasserunlöslichen Formen der Metalle wird bevorzugt.

Die Metallkomponenten, die mit der Aluminiumoxidstütze vermischt werden, können ein Oxid, Hydroxid, Acetat, Formiat, Carbonat, Wolframat, Titanat, Phosphat, Silikat oder eine andere organische oder anorganische Verbindung sein. Nickel ist ein bevorzugtes Metall. Es kann zusammen mit geringeren Mengen an Kobalt, Mangan oder anderen Komponenten vorhanden sein. Gemische aus Kobalt- und Mangankomponenten stellen ebenfalls bevorzugte Grundmetallkomponenten dar. Die erfindungsgemäße Katalysatoren können auch andere Materialien, z. B. andere Grundmetallkomponenten, enthalten.

Die Gesamtmenge der Grundmetallkomponente in den erfindungsgemäßen Katalysatoren liegt bei 0,1 bis 10,0 Gew.-%, berechnet als Metall und bezogen auf den Katalysator. Diese Menge ist ausreichend, um die gewünschte katalytisch aktivierende Wirkung während der Verwendung des Katalysators zu ergeben. Die verwendeten Mengen hängen vom ausgewählten Metall und dem vorgesehenen Anwendungszweck des Katalysators ab.

Vorzugsweise betragen sie 1 bis 6 Gew.-%. Die Mengen dieser Metallkomponente sind auf Metallbasis, ungeachtet der Form, in der das Metall in den Katalysatoren vorhanden ist, ausgedrückt. Sie sind auf das gesamte Trockengewicht der Katalysatoren mit Einschluß des makrogroßen Trägers bezogen. Die Gesamtmenge dieser Grundmetalle, die in dem Katalysator vorhanden sind, ist größer als diejenige des Metalls der Platingruppe. So beträgt z. B. das Gewichtsverhältnis mindestens 2:1, vorzugsweise mindestens 5:1 bis zu 25:1 oder mehr.

Die Aluminiumoxid-Stützkomponente der erfindungsgemäßen Katalysatoren enthält eine Hauptmenge einer oder mehrerer feinverteilter Aluminiumoxidformen als wesentliche Komponente. Es ist bevorzugt, daß das Aluminiumoxid vorwiegend in aktivierter oder calcinierter Form, z. B. als gamma-, delta- oder eta-Aluminiumoxid, vorliegt. Die Stütze kann eine relativ hohe spezifische Oberfläche besitzen, z. B. eine solche von mindestens 40 m²/g, bestimmt nach dem BET-Verfahren. Die Stütze liegt vorzugsweise in einer solchen Form vor, wenn die Kombination mit der festen Grundmetallkomponente erfolgt. Stärker hydratisierte Aluminiumoxidarten können ebenfalls als Stützmaterialien verwendet werden. Sie können während der Calcinierung oder während des Gebrauchs in weniger wasserhaltige, aktivierte Formen umgewandelt werden. Die Stützkomponente kann eine geringere Menge von einem oder mehreren Bestandteilen als Aluminiumoxid enthalten, wie von feuerfesten Oxiden, z. B. Siliciumdioxid, oder Metalloxiden, wie Chromdioxid, Zirkondioxid oder Titandioxid. Die Aluminiumoxidstütze kann in gemischter oder kombinierter Oxidform, z. B. als Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Aluminosilikate, die amorph oder kristallin sein können, Aluminiumoxid-Zirkondioxid, Aluminiumoxid-Chromdioxid oder Aluminiumoxid-Cerdioxid, vorliegen, Das feuerfeste Oxid kann bei erhöhter Temperatur getrocknet oder calciniert werden, um ein Material mit einer hohen Oberfläche, z. B. mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 75 m²/g, zu erhalten. Die bevorzugten Stützkomponenten bestehen im wesentlichen aus wärmestabilisiertem Aluminiumoxid, das bei der Hochtemperaturcalcinierung, z. B. bei 750 bis 1200°C, in Gegenwart von geringeren Mengen, z. B. 1 bis 20 Gew.-% einer Stabilisierungskomponente, wie ZrO₂, TiO₂, Erdalkalimetalloxiden, wie Barium-, Calcium- oder Strontiumoxid, oder Oxiden der Seltenen Erden, z. B. Cerdioxid und Lanthanoxid, und ihren Gemischen, erhalten wird. Diese Stabilisierungskomponenten können auch dazu dienen, die Reaktion zwischen den Grundmetallen und Aluminiumoxid zu minimalisieren und hierdurch die Bildung von weniger aktiven Spinellen zu vermindern oder zu vermeiden. Vorzugsweise beträgt die Menge des Aluminiumoxids in der Stützkomponente der Katalysatoren mindestens 75% des Gesamtgewichts dieser Komponente. Die Aluminiumoxidstütze ist ein wesentlicher Teil des Materials, das auf den makrogroßen Träger aufgebracht wird.

Ihr Anteil beträgt 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-%, des Katalysators. Die erfindungsgemäß verwendeten Stützmaterialien schließen solche ein, die oftmals als katalytisch aktiv bezeichnet werden. Diese Aktivität ist aber im allgemeinen nur von geringerer Größenordnung im Vergleich zu den katalytisch aktiven, aktivierenden Komponenten des Metalls der Platingruppe und des Grundmetalls. Die Teilchengrößen des Hauptteils der Aluminiumoxidstütze sind im allgemeinen geringer als 0,420 mm, vorzugsweise geringer als 45 µm, wenn mit der festen, katalytisch aktivierenden Grundmetallkomponente kombiniert wird. Die Größen des Hauptteils der Aluminiumoxidstützkomponente können, wenn so kombiniert wird, im allgemeinen oberhalb 20 µm liegen.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren ist es bevorzugt, daß die Aluminiumoxid-Stützkomponente und die feste Grundmetallkomponente miteinander vermahlen werden, um ein Gemisch zu erhalten, in dem der Hauptteil der festen Teilchen vorteilhafterweise eine Größe von bis zu 10 oder 15 µm hat. Dies kann in Gegenwart einer Flüssigkeit, z. B. einer wäßrigen Flüssigkeit, durchgeführt werden. Eine genügende Menge der Flüssigkeit kann in der kontinuierlichen Phase des Gemisches vorhanden sein, d. h. das Gemisch kann eine Aufschlämmung sein. Es ist bevorzugt, daß das Gemisch, das vermahlen wird, ein oder mehrere Metalle der Platingruppe oder ihrer Verbindungen enthält. Somit kann die Metallkomponente der Platingruppe mit der Aluminiumoxid-Stützkomponente und/oder der Grundmetallkomponente vor der Vermahlung kombiniert werden. Alternativ dazu kann die Metallkomponente der Platingruppe direkt in die Vermahlungsvorrichtung gegeben werden.

Die Vermahlung kann in einer Kugelmühle oder einer anderen geeigneten Einrichtung durchgeführt werden. Der Feststoffgehalt der Aufschlämmung kann z. B. 20 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 55 Gew.-%, betragen. Der pH-Wert der Aufschlämmung liegt vorzugsweise unterhalb von 5. Eine Azidität kann durch Verwendung einer geringeren Menge einer wasserlöslichen, sauren Verbindung, z. B. eines Salzes, erhalten werden. Die verwendete Säure kann Salzsäure oder Salpetersäure oder, besonders bevorzugt, eine niedrige Fettsäure, z. B. Essigsäure, sein, die beispielsweise durch Chlor substituiert sein kann, wie Trichloressigsäure. Die Verwendung der Fettsäuren verringert Verluste des Metalls der Platingruppe von der Stütze und eine Reaktion der Grundmetallkomponente mit der Stütze. Das vermahlene Gemisch wird bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren auf dem makrogroßen Träger abgeschieden.

Zur Abscheidung der festen Grundmetall- und der Aluminiumoxid-Stützkomponente auf dem makrogroßen Träger kann letzterer mit einer Aufschlämmung der Feststoffe kontaktiert werden, welche vorzugsweise eine oder mehrere Metallkomponenten der Platingruppe enthält.

Somit kann der Träger ein- oder mehrmals in eine wäßrige Lösung, gewünschtenfalls unter zwischenzeitlichem Trocknen, eingetaucht werden, bis die richtige Feststoffmenge auf den Träger aufgebracht worden ist. Die Aufschlämmungen, die zur Abscheidung der katalytisch aktivierenden Grundmetall- und Aluminiumoxid-Stütze-Komponenten auf dem Träger verwendet werden, enthalten im allgemeinen 20 bis 60 Gew.-% feinverteilte Feststoffe, vorzugsweise 35 bis 55 Gew.-%.

In den erfindungsgemäßen Katalysatoren wird die Mischung aus Metallkomponente der Platingruppe und Grundmetallkomponente sowie Aluminiumoxid-Stütze auf den Träger in einer geringeren Menge aufgebracht. So kann z. B. der Anteil der Mischung 0,2 bis 35 Gew.-% des trockenen, beschichteten Trägers betragen. Vorzugsweise beträgt der Anteil 3 bis 25 Gew.-%. Die Mischung auf dem Träger wird im allgemeinen als Überzug auf dem größten Teil der Oberfläche oder auf der gesamten Oberfläche des Trägers gebildet. Die erhaltene Struktur kann getrocknet und gewünschtenfalls calciniert werden, was vorzugsweise bei Temperaturen von mindestens 250° C geschieht, die jedoch nicht so hoch sind, daß die Oberfläche der Aluminiumoxid-Stütze zerstört wird, es sei denn, dies wird in einer gegebenen Situation gewünscht.

Der makrogroße Träger der Katalysatoren macht im allgemeinen die Hauptmenge des Katalysators z. B. 65 bis 99,8 Gew.-%, vorzugsweise 75 bis 97 Gew.-%, auf Trockenbasis aus. "Makrogroß" bedeutet in der vorliegenden Erfindung, daß mindestens eine der Abmessungen des Trägers mindestens 1 mm, vorzugsweise mindestens 2 mm, beträgt. Der Träger kann in Pelletform vorliegen, doch werden monolithische Träger bevorzugt. Wenn der Träger monolithisch ist, hat er im allgemeinen eine gesamte spezifische Oberfläche von weniger als 10 oder 20, vorzugsweise weniger als etwa 1 m²/g, bestimmt nach dem BET-Verfahren. Diese Träger mit niedriger Oberfläche können im wesentlichen katalytisch inert hinsichtlich des Reaktionssystems sein, in dem der Katalysator verwendet wird. Die Träger in Pelletform oder mit kleinerer Teilchengröße können eine niedrigere spezifische Oberfläche haben, d. h. sie haben spezifische Oberflächen ähnlich wie die oben angegebenen, monolithischen Träger. Die pelletisierten Träger können jedoch höhere spezifische Oberflächen haben, z. B. bis zu 350 oder mehr, vorzugsweise bis zu 150 oder 200 m²/g. Der pelletisierte Träger kann z. B. eine spezifische Oberfläche von mindestens 50 m²/g haben. Vorzugsweise ist keine Abmessung der Pellets größer als 0,64 cm oder 1,27 cm. Typischerweise sind alle Dimensionen der Pellets etwa 0,08 bis 0,64 cm.

Die monolithischen Träger weisen eine Vielzahl von Durchgängen und eine relativ hohe geometrische Oberfläche auf. Im allgemeinen sind die Hauptquerschnittsdimensionen der Durchgänge mindestens 0,1 mm. Die monolithischen Katalysatorträger haben eine gleichförmige Skelettstruktur einer Makrogröße mit einer minimalen Querschnittsabmessung von mindestens 2 cm, z. B. in Wabenform.

Die Fließkanäle des monolithischen Trägers sind gewöhnlich dünnwandige Kanäle, die eine relativ große geometrische spezifische Oberfläche ergeben. Die Kanäle können eine Vielzahl von Querschnittsgestalten und Größen haben. Sie können z. B. eine Querschnittsgestalt von trapezoider, rechteckiger, quadratischer, sinusoider, hexagonaler, ovaler, kreisförmiger oder anderer Gestalt haben. Somit können die Querschnitte des Trägers ein wiederkehrendes Muster darstellen, das als Wabenstruktur, gewellte oder Gitterstruktur bezeichnet werden kann. Die Wände der Zellkanäle haben im allgemeinen eine Dicke, die ausreicht, um einen starken, einheitlichen Körper zu ergeben. Die Dicke liegt im allgemeinen im Bereich von 12,7 bis 635,0 µm. Metallische Strukturen haben im allgemeinen eine Dicke von 12,7 bis 127,0 µm, während keramische Strukturen im allgemeinen eine Dicke von 50,8 bis 635,0 µm haben. Im Falle der letztgenannten Wanddicken können die Strukturen 100 bis 1000 oder mehr Gaseinlaßöffnungen für die Fließkanäle pro 6,45 cm² Querschnitt und eine entsprechende Anzahl von Gasfließkanälen, vorzugsweise 150 bis 500 Gaseinlässe und Fließkanäle pro 6,45 cm² haben. Die offene Fläche des Querschnitts kann mehr als 60% der Gesamtfläche betragen. Die Größe und die Abmessungen des Trägers der erfindungsgemäßen Katalysatoren kann variiert werden. Die Länge der Fließkanäle beträgt im allgemeinen mindestens 1,27 cm.

Der Träger kann keramisch sein. Beispielsweise kann er aus Cordierit, Cordierit-α-aluminiumoxid-Siliciumnitrid, Zirkonmullit, Spodumen, Aluminiumoxid-Siliciumdioxid- Magnesiumoxid, Zirkoniumsilikat, Sillimanit, Magnesiumsilikaten, Zirkonpelalit, α-Aluminiumoxid und/oder einem Aluminosilikat bestehen. Obgleich der Träger auch eine Glaskeramik sein kann, ist er jedoch vorzugsweise nicht glasiert, und er kann im wesentlichen vollständig in kristalliner Form vorliegen. Weiterhin kann die Trägerstruktur eine erhebliche Porosität haben, was im Gegensatz zu dem im wesentlichen nichtporösen Porzellan steht, das für elektrische Zwecke, z. B. für Funkenisolierungen, verwendet wird und das durch eine relativ geringe Porosität charakterisiert ist. Somit kann die Trägerstruktur ein Wasserporenvolumen von mindestens 10 Gew.-% betragen, d. h. der Träger absorbiert diese Wassermenge, wenn er bei Umgebungsbedingungen eingetaucht wird und wenn das nichtabsorbierte Wasser entfernt wird. Solche Träger werden z. B. in der US-PS 35 65 830 beschrieben.

Der Träger der erfindungsgemäßen Katalysatoren kann auch metallischer Natur sein und aus einem oder mehreren Metallen oder Metallegierungen zusammengesetzt sein. Die Metallträger können in verschiedenen Gestalten vorliegen, z. B. als Pellets, Gitter, Drähte oder in monolithischer Form, wie oben beschrieben. Bevorzugte Metallträger können aus wärmebeständigen Grundmetallegierungen hergestellt werden, insbesondere aus solchen, bei denen Eisen eine wesentliche oder Hauptkomponente darstellt. Solche Legierungen können eines oder mehrere der Elemente Nickel, Chrom und Aluminium enthalten. Die Gesamtmenge dieser Metalle kann vorteilhafterweise mindestens 15 Gew.-% der Legierung betragen. So können z. B. 10 bis 25 Gew.-% Chrom, 3 bis 8 Gew.-% Aluminium und bis zu 20 Gew.-% Nickel, beispielsweise mindestens 1 Gew.-% Nickel, vorhanden sein, wenn mehr als Spurenmengen vorhanden sind. Die bevorzugten Legierungen können kleine oder Spurenmengen von einem oder mehreren anderen Metallen, z. B. von Mangan, Kupfer, Vanadin oder Titan, enthalten. Die Oberflächen der Metallträger können bei erhöhten Temperaturen, z. B. mindestens 1000° C, oxydiert werden, um die Korrosionsbeständigkeit der Legierung zu verbessern, indem eine Oxidschicht auf der Oberfläche des Trägers gebildet wird, die eine größere Dicke und eine höhere spezifische Oberfläche hat als bei einer Oxidation bei Umgebungstemperatur erhalten wird. Die Zurverfügungstellung einer oxidierten oder ausgedehnten Oberfläche auf dem Legierungsträger durch eine Hochtemperaturoxidation kann das Anhaften der feuerfesten Oxidstütze und der katalytisch aktivierenden Metallkomponenten an dem Träger erhöhen.

Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können dazu verwendet werden, um chemische Reaktionen zu aktivieren, z. B. Reduktionen, Methanisierungen, Dampfreformierungen von Kohlenwasserstoffen und Oxidation von kohlenstoffhaltigen Materialien, z. B. von Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen, Sauerstoff und Wasserstoff enthaltenden organischen Verbindungen, wobei Produkte erhalten werden, die eine höhere prozentuale Gewichtsmenge an Sauerstoff pro Molekül enthalten, wie Zwischenoxidationsprodukte, Kohlendioxid und Wasser. Die letztgenannten zwei Substanzen sind relativ unschädliche Materialien vom Standpunkt der Luftverschmutzung. Vorteilhafterweise können die Katalysatoren dazu verwendet werden, um nichtverbrannte oder teilweise verbrannte, kohlenstoffhaltige Kraftstoffkomponenten, z. B. Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Zwischenoxidationsprodukte, die hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen, oder Stickstoffoxide aus Abgasen zu entfernen.

Obgleich eine gewisse Oxidation oder Reduktion bei relativ niedrigen Temperaturen stattfinden kann, werden diese Reaktionen oftmals bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, z. B. bei mindestens 150° C, bevorzugt 200 bis 900° C. Im allgemeinen geschieht dies mit dem Beschickungsmaterial in der Dampfphase. Die Materialien, die der Oxidation unterworfen werden, können im allgemeinen Kohlenstoff enthalten, und sie können daher als kohlenstoffhaltig bezeichnet werden. Die Katalysatoren sind daher dazu geeignet, um die Oxidation von Kohlenwasserstoffen, Sauerstoff enthaltenden organischen Verbindungen und von Kohlenmonoxid sowie die Reduktion von Stickstoffoxiden zu aktivieren. Diese Typen von Materialien können in Abgasen der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Kraftstoffen vorhanden sein. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren sind daher dazu geeignet, die Oxidation oder Reduktion von Materialien in solchen Abgasen zu katalysieren. Die Abgase von Verbrennungsmotoren, die mit Kohlenwasserstoffkraftstoffen betrieben werden, sowie andere Abgase können durch Kontakt mit dem Katalysator und molekularem Sauerstoff oxidiert werden. Letzterer kann in dem Gasstrom als Teil des Abstroms vorhanden sein oder er kann als Luft oder in einer anderen gewünschten Form mit einer größeren oder geringeren Sauerstoffkonzentration zugesetzt werden. Die Oxidationsprodukte enthalten ein größeres Gewichtsverhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff als das Beschickungsmaterial, das der Oxidation unterworfen wird. Viele solche Reaktionssysteme sind bekannt.

Wenn die erfindungsgemäßen Katalysatoren dazu verwendet werden, um Stickoxide zu reduzieren und gleichzeitig Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid in Motorenabgaben zu oxidieren, können solche Vorgänge mit dem zu behandelnden Gemisch durchgeführt werden, das ein etwa stöchiometrisches Verhältnis von Luft zu Kraftstoff aufweist. Dies entspricht ungefähr 14,65 (auf Gewichtsbasis) zur Verbrennung eines Kohlenwasserstoffkraftstoffs mit einer durchschnittlichen Formel von CH₁,₈₈. Kraftstoffe mit unterschiedlichen Kohlenstoff/Wasserstoff-Verhältnissen können geringfügig unterschiedliche Luft-Kraftstoff- Verhältnisse benötigen, um ein stöchiometrisches Gemisch zu erhalten. Um Verwirrungen bei der Durchführung von Vergleichen zu vermeiden, wurde das griechische Symbol λ verwendet, um die Beziehung zwischen einem bestimmten Luft-Kraftstoff- Verhältnis eines Gemisches mit dem stöchiometrischen Verhältnis darzustellen. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird durch das stöchiometrische Verhältnis dividiert, so daß in diesem System λ=1 ein stöchiometrisches Gemisch ist. λ < 1 ist ein kraftstoffarmes Gemisch und λ < 1 ist ein kraftstoffreiches Gemisch. So gilt z. B. bei einem Luft-Kraftstoff (CH₁,₈₈)-Verhältnis von 14,5 folgendes: λ=14,5/14,65 = 0,9898.

Bei Verwendung von frischen erfindungsgemäßen Katalysatoren können oftmals 90 bis 100 Vol.-% Verunreinigungen, d. h. Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide, in Kohlendioxid, Wasser und Stickstoff umgewandelt werden, wenn das System beim oder nahe beim stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird. Wenn kraftstoffreiche Bedingungen vorliegen, wird die Reduktion der Stickstoffoxide begünstigt. Wenn kraftstoffarme Bedingungen vorliegen, wird die Oxidation des Kohlenmonoxids und der Kohlenwasserstoffe begünstigt.

Beispiel 1

Ein platinhaltiges zusammengesetztes Cerdioxid- Aluminiumoxid-Material wird hergestellt, indem 10 kg calciniertes 10% CeO₂-90% Al₂O₃-Pulver in einem Mischer mit 2 l einer platinhaltigen, wäßrigen Lösung vermischt werden. Das Cerdioxid-Aliminiumoxid-Pulver hat eine spezifische Gesamtoberfläche von 115 m²/g. Die platinhaltige Lösung wird in der Weise hergestellt, daß 1137,6 g wäßrige Platin-aminhydroxidlösung mit einem Gehalt von 16% Platin auf 2 l verdünnt werden. Die platinhaltige Lösung wird in den Mischer eingesprüht. 100 ml Wasser werden als Spülflüssigkeit durch die Einrichtung zugesetzt, die zur Eingabe der platinhaltigen Lösung verwendet wird. 1 l einer wäßrigen Rhodiumnitratlösung wird in das erhaltene, zusammengesetzte Material in dem Mischer eingesprüht. Diese Lösung wird in der Weise hergestellt, daß 63,3 g einer wäßrigen Rhodiumnitratlösung mit einem Gehalt von 9,67 g Rhodium auf 1 l verdünnt werden. 246 ml Eisessig, verdünnt auf 400 ml, werden sodann in den Mischer gegeben. 100 ml Wasser werden als Spülflüssigkeit für die Einrichtung zugesetzt. Das erhaltene Pulver enthält etwa 75% Feststoffe und 25% flüchtige Stoffe, die im wesentlichen vollständig in den Feststoffen absorbiert sind. Das Gewicht der Feststoffe beträgt 11 035 g. Typischerweise haben mindestens 90% der Teilchen eine geringere Größe als 40 µm, und der Hauptteil der Teilchen hat eien Größe von oberhalb 15 µm.

Ein Teil (1194 g) des oben beschriebenen Pulvers wird 16 h mit 104,4 g Nickeloxidpulver, 707 ml Wasser, 55 ml Eisessig und 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel in der Kugelmühle vermahlen. Durch das Vermahlen wird die Teilchengröße des Gemisches so vermindert, daß typischerweise mindestens 90% eine Größe von weniger als 10 µm haben.

Ein monolitischer Träger aus Codierit, der etwa 300 Fließdurchgeänge/6,45 cm² Querschnitt enthält, wird in das vermahlene Gemisch eingetaucht, das mit Wasser verdünnt wird, um zum Aufbringen auf den monolithischen Träger besser geeignet zu sein. Überschüssige Aufschlämmung wird durch Druckluft von dem Träger weggeblasen. Das Trägerstück wird 1 h bei 150° C getrocknet, um freies Wasser zu entfernen. Es wird 1 h bei 500° C calciniert, wodurch ein fertiger Katalysator erhalten wird, der 1,66 g/ 16,4 cm³ vermahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 2

Ein weiterer Teil (1194 g) des im ersten Abschnitt des Beispiels 1 beschriebenen platin- und rhodiumhaltigen Pulvers wird 18 h mit 104,4 g trocken vermahlenem Nickeloxidpulver, 707 ml Wasser, 55 ml Eisessig und 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel in der Kugelmühle vermahlen. Das Vermahlen vermindert die Teilchengröße des Gemisches, so daß 90% eine geringere Größe als 10 µm haben. Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das vermahlene Gemisch eingetaucht, das zu einer geeigneteren Konsistenz verdünnt wird. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird bei 150° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und bei 500° C calciniert, wodurch ein fertiger Katalysator erhalten wird, welcher 1,72 g/16,4 cm³ vermahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 3

Ein platinhaltiges, zusammengesetztes Cerdioxid- Aluminiuimoxid-Material wird hergestellt, indem 210 g calciniertes 5% CeO₂-95% Al²O³-Pulver (spezifische Oberfläche etwa 110 m²) mit 120 ml einer platinhaltigen, wäßrigen Lösung vermischt werden. Letztere wird dadurch hergestellt, daß genügend Wasser zu 39,62 g einer wäßrigen Platin-aminhydroxidlösung mit 8,33% Platin gegeben wird, so daß 120 ml erhalten werden. Das erhaltene, zusammengesetzte Produkt wird mit der gesamten, wäßrigen Rhodiumitratlösung kombiniert, welche durch Verdünnen von 0,959 g Rhodiumnitratlösung (18,14% Rh) mit Wasser auf 40 ml hergestellt worden ist. 25 ml Eisessig werden zu dem Gemisch gegeben, in dem im wesentlichen alle Flüssigkeiten von den Feststoffen absorbiert sind. 90% des erhaltenen Pulvers haben eine Teilchengröße von weniger als 40 µm.

Das Pulver wird 19 h mit 24 g Nickeloxidpulver und 63 ml Wasser in der Kugelmühle vermahlen. Das Vermahlen vermindert die Teilchengröße des Gemisches, so daß 90% eine geringere Größe als 10 µm haben. Das vermahlene Gemisch wird mit Wasser verdünnt, wodurch eine Aufschlämmung erhalten wird, die zum Aufbringen auf einen monolithischen Träger geeignet ist. Ein monolothischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das verdünnte, vermahlene Gemisch eingetaucht. Überschüssige Aufschlämmung wird von den Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird getrocknet, um freies Wasser zu entfernen, und 2 h bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der 2,0 g/16,4 cm³ vermahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 4

Ein platinhaltiges, zusammengesetztes Cerdioxid- Aluminiumoxid-Material wird hergestellt, indem 210 g calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃-Pulver (spez. Oberfläche etwa 110 m²/g) mit 59,69 g einer wäßrigen Platin-aminhydroxidlösung mit 6,45% Platin vermischt werden. Die gesamte Lösung wird von den Feststoffen absorbiert. Das erhaltene, zusammengesetzte Produkt wird mit 2,32 g einer wäßrigen Rhodiumnitratlösung, die 8,44% Rhodium enthält, kombiniert. Die gesamte Lösung wird von dem zusammengesetzten Material absorbiert. Ein Gemisch, hergestellt durch Kombinieren von 44 ml Eisessig mit 43,96 g Nickelcarbonat, wird zu Platin und Rhodium enthaltenden Feststoffen gegeben. 90% des erhaltenen Pulvers haben eine Teilchengröße von weniger als 40 µm. Das Pulver wird 19 h in der Kugelmühle gemahlen. Die Teilchengröße des Gemisches wird vermindert, so daß 90% eine Größe von weniger als 10 µm haben. Das gemahlene Gemisch wird mit Wasser verdünnt, wodurch eine Aufschlämmung erhalten wird, die zum Aufbringen auf einen monolithischen Träger besser geeignet ist. Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das verdünnte, kugelgemahlene Gemisch eingetauscht. Überschüssige Aufschlämmung wird von den Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird getrocknet, um freies Wasser zu entfernen, und 2 h bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der 1,74 g/16,4 cm³ kugelvermahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 5

Ein platinhaltiges, zusammengesetztes Cerdioxid- Aluminiumoxid-Material wird hergestellt, indem 0,5 kg calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃-Pulver (spez. Oberfläche etwa 115 m²/g) mit einer platinhaltigen, wäßrigen Lösung vermischt werden. Die platinhaltige Lösung enthält 9,009 g Platin als Platin-aminhydroxid und wird auf 400 ml durch Zugabe von entionisiertem Wasser verdünnt. Das erhaltene, zusammengesetzte Material wird mit einer wäßrigen Rhodiumnitratlösung vermischt, die durch Verdünnung von 2,6141 g Rhodiumnitratlösung mit etwa 18,14% Rhodium auf 50 ml erhalten worden ist. 45 ml Eisessig werden sodann zu dem zusammengesetzten Material gegeben. Alle Flüssigkeiten werden durch die Feststoffe absorbiert. Mindestens 90% des erhaltenen Pulvers haben eine Größe von weniger als 40 µm.

Das oben beschriebene Pulver wird 17 h mit 66,7 g Nickeloxidpulver und 150 ml Wasser in der Kugelmühle vermahlen. Das Vermahlen vermindert die Teilchengröße des Gemisches, so daß 90% eine geringere Größe als 10 µm haben.

Das kugelgemahlene Gemisch wird mit Wasser verdünnt, um zum Beschichten eines monolithischen Trägers besser geeignet zu sein. Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm₂ Querschnitt wird in das verdünnte, kugelgemahlene Gemisch eingetauscht. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird bei 120° C getrocknet, wodurch freies Wasser entfernt wird, und 0,25 h bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der 1,76 g/16,4 cm³ kugelgemahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 6

Ein platinhaltiges, zusammengesetztes Cerdioxid- Aluminiumoxid-Material wird hergestellt, indem 2 kg calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃-Pulver (spez. Oberfläche etwa 115 m²/g) mit einer platinhaltigen, wäßrigen Lösung vermischt werden. Die Lösung wird in der Weise hergestellt, daß 438,0 ml einer wäßrigen Platin-aminhydroxidlösung mit 64,1 g Platin auf 1500 ml verdünnt werden. Das erhaltene, zusammengesetzte Material wird mit einer wäßrigen Rhodumnitratlösung vermischt, die durch Verdünnen von 15,5 g einer wäßrigen Rhodiumnitratlösung mit 2,81 g Rhodium auf 100 ml hergestellt worden ist. 140 ml Eisessig werden sodann zu dem zusammengesetzten Material gegeben. Alle Flüssigkeiten werden von den Feststoffen absorbiert. Das erhaltene Pulver hat ein Gewicht von 3740 g. 90% haben eine geringere Größe als 40 µm.

Ein Teil (935 g) des vorstehend beschriebenen Pulvers wird 16 h mit 29,9 g Nickeloxidpulver, 29,9 g Zinkoxid und 250 ml Wasser in der Kugelmühle vermahlen. 25 ml Eisessig und 50 ml entionisiertes Wasser werden zugegeben, und es wird eine weitere Stunde vermahlen. Etwa 50 ml Waschwasser werden zugesetzt. Das Vermahlen in der Kugelmühle vermindert die Teilchengröße des Gemisches, so daß 90% kleiner als 10 µm sind. Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das kugelgemahlene Gemisch eingetaucht. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird über Nacht bei 100° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und 15 min bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der etwa 1,80 g/16,4 cm³ kugelvermahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 7

Ein weiterer Teil (935 g) des platin- und rhodiumhaltigen Pulvers, hergestellt gemäß Beispiel 6, wird über Nacht mit 59,8 g Kobaltoxid und 250 ml Wasser in der Kugelmühle vermahlen. 50 ml Wasser werden zugesetzt, und es wird 20 min weiter vermahlen. 550 ml der Inhaltsstoffe der Mühle werden sodann entfernt, und 15 ml Eisessig und 10 ml entionisiertes Wasser werden in die Mühle eingebracht. Es wird weitere 15 min gemahlen. Das Vermahlen vermindert die Teilchengröße des Gemisches, so daß 90% eine geringere Größe als 10 µm haben. Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das kugelgemahlene Gemisch eingetauscht. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird bei 110° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und etwa 1 h bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der 1,73 g/16,4 cm₃ vermahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 8

Ein platin- und palladiumhaltiges, zusammengesetztes Cerdioxid-Aluminiumoxid-Material wird hergestellt, indem 1 kg calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃-Pulver (spez. Oberfläche etwa 115 m²/g) mit 800 ml einer platin- und palladiumhaltigen Lösung vermischt wird, welche hierdurch vollständig von den Feststoffen absorbiert wird. Die Lösung wird in der Weise hergestellt, daß eine Kombination von 28,4 ml Chlorplatinsäurelösung (5,68 g Pt) und 283,6 ml einer Palladiumchloridlösung (2,836 g Pd) auf 800 ml verdünnt wird. 30 cm³ einer Hydrazinhydratlösung werden sodann zugesetzt. Diese wird vollständig von den Feststoffen absorbiert. Die letztgenannte Lösung wird in der Weise hergestellt, daß 5 ml einer 85%igen Hydrazinhydratlösung mit Wasser auf ein Volumen von 30 ml verdünnt werden. Das Gemisch wird sodann unter Zugabe von 50 ml Eisessig, 100 ml Wasser und 118,7 g Nickeloxid in der Kugelmühle vermahlen. Nach einer kurzen Vermahlungszeit werden 100 ml Wasser zugefügt, und das Vermahlen wird über Nacht weitergeführt. Über 90% der Feststoffe der Aufschlämmung haben eine Teilchengröße von weniger als 10 µm. Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das kugelgemahlene Gemisch eingetaucht. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird bei 100° C getrocknet, um freies Wasser zu entfernen, und in Luft etwa ¼ h bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der etwa 2 g/16,4 cm₃ kugelvermahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 9

Ein platinhaltiges, zusammengesetztes Cerdioxid- Aluminiumoxid-Material wird hergestellt, indem 5102 g calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃-Pulver (mit Einschluß von 102 g H₂O) in einem Mischer mit 2 l einer Platin enthaltenden, wäßrigen Lösung vermischt werden. Das Cerdioxid-Aluminiumoxid-Pulver hat eine gesamte spezifische Oberfläche von etwa 115 m²/g. Die platinhaltige Lösung wird in der Weise hergestellt, daß auf 1198 ml 399,7 g einer wäßrigen Platin-aminhydroxidlösung mit 15,17% Platin verdünnt werden. Die platinhaltige Lösung wird in den Mischer eingesprüht, und sodann werden 50 ml Spülwasser für die Einrichtung zugesetzt. 600 ml einer wäßrigen Rhodiumnitratlösung werden in das erhaltene zusammengesetzte Produkt in dem Mischer eingesprüht.

Diese Lösung wird durch Verdünnen auf 600 ml von 42,2 g einer wäßrigen Rhodiumnitratlösung mit 13,05% Rhodium hergestellt. 117 ml Eisessig, verdünnt auf 300 ml, werden sodann in den Mischer gegeben. 50 ml Wasser werden nach der Essigsäure als Spülwasser für die Vorrichtung zugesetzt. Das erhaltene Pulver, das im wesentlichen die Flüssigkeiten vollständig absorbiert hat, hat ein Gewicht von 7257 g. Es enthält 70,2% Feststoffe und 29,8% flüchtige Stoffe. 90% haben eine kleinere Größe als 40 µm.

Ein Teil (1231 g) des vorstehend beschriebenen Pulvers wird 16 h mit 136 g Nickeloxidpulver (76,3% Ni), 638 ml Wasser, 55 ml Eisessig und 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel in der Kugelmühle vermahlen. Das Vermahlen vermindert die Teilchengröße des Gemisches, so daß 90% kleiner als 12 µm sind.

Das kugelvermahlene Gemisch wird mit Wasser verdünnt, um zur Aufbringung auf einen monolithischen Träger besser geeignet zu sein. Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das verdünnte, vermahlene Gemisch eingetaucht. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird bei 150° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der 2,17 g/16,4 cm³ kugelvermahlene Feststoffe enthält,

Beispiel 10

Ein weiterer Teil (1231 g) des platin- und rhodiumhaltigen Pulvers, dessen Herstellung im ersten Abschnitt des Beispiels 9 beschrieben worden ist, wird 16 h mit 136 g gesintertem Nickeloxidpulver (76,3% Nickel), 638 ml Wasser, 55 ml Eisessig und 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel in der Kugelmühle vermahlen. Das Vermahlen vermindert die Teilchengröße des Gemisches, so daß 90% kleiner als 10 µm sind. Die erhaltene Aufschlämmung hat etwa 47% Feststoffe. 187 ml Wasser werden zu dem kugelgemahlenen Gemisch gegeben. Ein monolithischer Träger aus Cordierit, der etwa 300 Flußdurchgänge/6,45 cm² Querschnitt enthält, wird in das verdünnte, kugelgemahlene Gemisch eingetaucht. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird bei 150° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der 2,13 g/ 16,4 cm³ kugelvermahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 11

Ein weiterer Teil (1231 g) des platin- und rhodiumhaltigen Pulvers, dessen Herstellung im ersten Abschnitt des Beispiels 9 beschrieben worden ist, wird 16 h mit 440 g Nickelacetatpulver (23,6% Ni), 638 ml Wasser, 55 ml Eisessig und 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel in der Kugelmühle vermahlen. Das Vermahlen vermindert die Teilchengröße des Gemisches, so daß 90% kleiner als 10 µm sind. Das kugelgemahlene Gemisch wird mit Wasser verdünnt. Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das verdünnte, kugelgemahlene Gemisch eingetaucht. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird bei 150° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der 2,13 g/16,4 cm³ kugelvermahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 12

Ein weiterer Teil (1231 g) des platin- und rhodiumhaltigen Pulvers, dessen Herstellung im ersten Abschnitt des Beispiels 1 beschrieben worden ist, wird 16 h mit 328 g Nickelformiatpulver (31,6% Ni), 638 ml Wasser, 55 ml Eisessig und 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel in der Kugelmühle vermahlen. Das Vermahlen vermindert die Teilchengröße des Gemisches, so daß 90% kleiner als 10 µm sind. 250 ml Wasser werden zugesetzt, um die Entfernung der Aufschlämmung aus der Kugelmühle zu erleichtern. Das kugelgemahlene Gemisch wird mit 125 ml Wasser verdünnt. Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/ 6,45 cm² Querschnitt wird in das verdünnte, kugelgemahlene Gemisch eingetaucht. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird bei 150° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, welcher 2,19 g/16,4 cm³ kugelgemahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 13

Ein platinhaltiges zusammengesetztes Cerdioxid- Aluminiumoxid-Material wird hergestellt, indem 4048 g calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃-Pulver (98,8% Feststoffe) in einem Mischer mit einer platinhaltigen, wäßrigen Lösung vermischt werden. Das Cerdioxid-Aluminiumoxid-Pulver hat eine gesamte spezifische Oberfläche von etwa 115 m²/g. Die platinhaltige Lösung wird in der Weise hergestellt, daß auf 901 ml 319,7 g einer wäßrigen Platin-aminhydroxidlösung mit 15,17% Platin verdünnt werden. Die platinhaltige Lösung wird in den Mischer eingesprüht. 34 ml Wasser werden als Spülflüssigkeit durch die Einrichtung zugesetzt, die zum Einbringen der platinhaltigen Lösung dient. 416 ml einer wäßrigen Rhodiumnitratlösung werden in das erhaltene zusammengesetzte Material in dem Mischer eingesprüht. Diese Lösung wird durch Verdünnen auf 416 ml von 33,1 g einer wäßrigen Rhodiumnitratlösung mit 13,32% Rhodium hergestellt. 94 ml Eisessig, verdünnt auf 174 ml, werden sodann in den Mischer gegeben. 34 ml Wasser werden als Spülflüssigkeit für die Einrichtung zugesetzt. Das erhaltene Pulver, das die Flüssigkeiten im wesentlichen vollständig absorbiert hat, enthält 76% Feststoffe und 24% flüchtige Stoffe. 90% sind kleiner als 40 µm.

Ein Teil (1095 g) des vorstehend beschriebenen Pulvers wird 16 h mit 168 g Nickelhydroxidpulver, 741 ml Wasser, 56 ml Eisessig und 3 ml 1-Ocatanol als Schaumunterdrückungsmittel in der Kugelmühle vermahlen. Das Vermahlen in der Kugelmühle vermindert die Teilchengröße des Gemisches, so daß 90% kleiner als 10 µm sind. 200 ml Wasser werden in die Mühle zugegeben, um die Entfernung des Gemisches zu ermöglichen.

Das kugelgemahlene Gemisch wird mit Wasser verdünnt. Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das verdünnte, kugelgemahlene Gemisch eingetaucht. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird bei 150° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der 1,81 g/16,4 cm³ kugelvermahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 14

Ein Gemisch, enthaltend 863 g calciniertes 5% CeO₂- 95% Al₂O₃ (99% Feststoffe) mit einer gesamten spezifischen Oberfläche von etwa 15 m²/g, wird in einer Naßmühle 16 h mit 147 g Nickeloxidpulver (99% Feststoffe), 927 ml Wasser, 60 ml Eisessig und 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel vermahlen. Das erhaltene Gemisch enthält etwa 50% Feststoffe und 50% flüchtige Stoffe.

Ein zweiter und ähnlicher Vermahlungsvorgang in der Kugelmühle wird durchgeführt. Die zwei kugelgemahlenen Gemische werden in eine 7,6 l-Flasche zusammen mit 200 ml Wasser, das als Spülflüssigkeit für die Einrichtung dient, eingebracht. Hierauf werden unter gutem Rühren 86,9 g einer wäßrigen H₂PtCl₆-Lösung zugesetzt. Die platinhaltige Lösung enthält 20,7 g Platin. 33,7 g einer wäßrigen Rhodiumchloridlösung mit 1,882 g Rhodium werden unter Rühren zu dem Gemisch gegeben. Schwefelwasserstoff wird durch das erhaltene Gemisch 15 min geleitet. Das zusammengesetzte Material wird sodann 45 min unter Verwendung eines Luftmischers gemischt.

Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das kugelgemahlene Gemisch, das mit Wasser verdünnt wird, um das Beschichten des monolithischen Trägers zu erleichtern, eingetaucht. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem beschichteten Träger durch Druckluft weggeblasen. Der beschichtete Träger wird bei 150° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der 2,16 g/16,4 cm³ kugelvermahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 15

Ein nickeloxid-, platin-, rhodium- und cerdioxid-aluminiumoxidhaltiges, zusammengesetztes Material wird durch Vermahlen der folgenden Bestandteile in der Kugelmühle hergestellt: 863 g calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃-Pulver (99% Feststoffe), 147 g Nickeloxid, 60 ml Eisessig, 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel, 830 ml Wasser, 43,4 g H₂PtCl₆-Lösung (enthaltend 23,8% Platin), 53,8 g RhCl₃-Lösung (mit 1,75% Rhodium). Das Gesamtgewicht des zusammengesetzten Materials beträgt 2000 g. 1011 g sind Feststoffe.

Das vorstehend beschriebene Gemisch wird mit weiteren 100 ml H₂O 16 h in der Kugelmühle vermahlen. Das Vermahlen vermindert die Teilchengröße des Gemisches, so daß typischerweise mindestens 90% kleiner als 10 µm sind.

Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das kugelgemahlene Gemisch eingetaucht, das mit Wasser verdünnt wird, um das Beschichten des monolithischen Trägers zu erleichtern. Überschüssige Aufschlämmung wird von der Struktur durch Druckluft weggeblasen. Der beschichtete Träger wird bei 150° C getrocknet, wodurch ein fertiger Katalysator erhalten wird, der 2,16 g/16,4 cm³ kugelgemahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 16

Beispiel 15 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß Schwefelwasserstoff in das kugelgemahlene Gemisch 15 min unter Rühren eingeleitet wird. Danach wird das Gemisch 45 min gerührt. Der beschichtete, calcinierte Träger enthält 2,12 g/16,4 cm³ katalytischen Überzug.

Beispiel 17

Ein rhodium- und platinhaltiges, zusammengesetztes Cerdioxid-Aluminiumoxid-Material wird hergestellt, indem folgende Bestandteile in eine Kugelmühle eingegeben werden: 1010 g calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃-Pulver (99% Feststoffe), zusammen mit 60 ml Eisessig, 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel, 87,0 g wäßrige H₂PtCl₆-Lösung mit 23,77% Platin, 33,6 g einer wäßrigen Rhodiumchloridlösung mit 1,88 g Rhodium und 829 ml Wasser. Das Gemisch wird 16 h in der Kugelmühle gemahlen. Das Cerdioxid-Aluminiumoxid-Pulver hat eine gesamte spezifische Oberfläche von etwa 115 m²/g. Vor dem Vermahlen sind typischerweise mindestens 90% der Teilchen kleiner als 40 µm. Der Hauptteil der Teilchen hat Größen von mehr als 15 µm. Das erhaltene gemahlene Gemisch wird in in einen Kolben ablaufen gelassen. Es wiegt 1716 g und enthält etwa 44,5% Feststoffe und 55,5% flüchtige Stoffe. Das Gewicht der Feststoffe beträgt 764 g mit Einschluß von 17,24 g Edelmetall. Sodann werden 28 ml Hydrazin unter gründlichem Mischen zu dem die Aufschlämmung enthaltenden Kolben zugesetzt.

Ein gesondertes, nickeloxidhaltiges zusammengesetztes Cerdioxid-Aluminiumoxid-Material wird hergestellt, indem 715 g calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃-Pulver (99% Feststoffe) in einer Kugelmühle mit 294 g Nickeloxid (99% Feststoffe), 60 ml Eisessig und 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel und 927 ml Wasser vermischt werden. Die erhaltene vermahlene Aufschlämmung wird in ein Becherglas ablaufen gelassen. Sie wiegt 1658 g, wovon 46,7% oder 774 g Feststoffe sind.

Das rhodium- und platinhaltige zusammengesetzte Material mit einem Gewicht von 764 g (auf Feststoffbasis) wird gründlich mit 764 g (auf Feststoffbasis) des nickeloxidhaltigen zusammengesetzten Materials, das mit 150 ml Wasser verdünnt ist, vermischt. Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das kugelgemahlene Gemisch eingetaucht, welches mit Wasser verdünnt wird, um das Beschichten des monolithischen Trägers zu erleichtern. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem beschichteten Träger mit Druckluft weggeblasen. Das Stück wird bei 150° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und bei 500° C calciniert, wodurch ein fertiger Katalysator erhalten wird, der 2,13 g/ 16,4 cm³ kugelgemahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 18

Zwei platin- und rhodiumhaltige, zusammengesetzte Cerdioxid-Alminiumoxid-Materialien werden hergestellt, indem in jedem von zwei gesonderten Bechern die folgenden Bestandteile vermischt werden: 863 g calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃- Pulver (99% Feststoffe), 60 ml Eisessig, 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel, 927 ml Wasser, 43,5 g einer wäßrigen H₂PtCl₆-Lösung, enthaltend 23,77% Platin, und 16,8 g einer wäßrigen Rhodiumchloridlösung, enthaltend 5,59% Rhodium. Typischerweise sind mindestens 90% der Teilchen in jedem Becher kleiner als 40 µm, und der Hauptteil der Teilchen ist größer als 15 µm.

Nach 16stündigem Vermahlen der oben beschriebenen Gemische in der Kugelmühle werden die Metalle der Platingruppe fixiert, indem zu jedem Gemisch 18,0 ml Hydrazin (85%ige Lösung) gegeben werden. Nach gründlichem Mischen werden 147 g Nickeloxid (99% Feststoffe) in jeden Becher gegeben, und es wird weitere 8 h gemahlen. die gemahlenen Produkte werden sodann zusammengegeben.

Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das zusammengegebene, kugelgemahlene Gemisch eingetaucht, das mit Wasser verdünnt ist, um das Beschichten des monolithischen Substrats zu erleichtern. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem beschichteten Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird bei 150° C getrocknet, wodurch ein fertiger Katalysator erhalten wird, der 2,14 g/ 16,4 cm³ kugelgemahlene Feststoffe enthält.

Beispiel 19

Es werden zwei zusammengesetzte Materialien hergestellt, die jeweils 863 g calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃-Pulver (99% Feststoffe) mit einer gesamten spezifischen Oberfläche von etwa 115 m₂/g, 147 g Nickeloxidpulver (99% Feststoffe), 927 ml Wasser, 60 ml Eisessig und 3 ml 1-Octanol als Schaumunterdrückungsmittel enthalten. Jedes der erhaltenen Gemische enthält typischerweise mindestens 90% Teilchen mit einer geringeren Größe als 40 µm. Jedes der Gemische wird 16 h in der Kugelmühle vermahlen. Die Teilchen werden verkleinert. Mindestens etwa 90% sind kleiner als 10 µm.

Eine platinhaltige, wäßrige Lösugen wird sodann mit einem Teil des kugelgemahlenen, zusammengesetzten Produktes (883 g Feststoffe) vermischt. Die platinhaltige Lösung besteht aus 77 g einer wäßrigen Lösung aus H₂PtCl₆ mit 23,77% Platin. Hydrazin (29,3 ml) wird sodann durch die Lösung unter kontinuierlichem Rühren etwa 1 h unter Zugabe von 100 ml Wasser hindurchperlen gelassen.

Zu einem zweiten Teil des kugelgemahlenen, zusammengesetzten Produktes mit 883 g Feststoffen werden 29,67 g einer wäßrigen Rhodiumchloridlösung mit 1,66 g Rhodium gegeben. Nach 5minütigem Mischen werden 2,7 ml Hydrazin zugesetzt. Das zusammengesetzte Material wird 1 h gerührt. Das rhodiumhaltige, zweite, zusammengesetzte Material wird mit dem ersten, platinhaltigen, zusammengesetzten Material 10 min vermischt.

Ein monolithischer Träger aus Cordierit mit etwa 300 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das Metall der Platingruppe enthaltende Gemisch eingetaucht, das mit Wasser verdünnt wird, um das Beschichten des monolithischen Substrats zu erleichtern. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem beschichteten Träger durch Druckluft weggeblasen. Das Stück wird bei 150° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und bei 500° C calciniert, wodurch ein fertiger Katalysator erhalten wird, der 2,13 g/16,4 cm³ kugelvermahlene, platin- und rhodiumhaltige Feststoffe enthält.

Beispiel 20

Ein platinhaltiges, zusammengesetztes Cerdioxid- Aluminiumoxid-Material wird hergestellt, indem 0,5 kg calciniertes 5% CeO₂-95% Al₂O₃-Pulver (spez. Oberfläche etwa 115 m²/ g) mit einer platinhaltigen, wäßrigen Lösung vermischt werden. Die platinhaltige Lösung wird in der Weise hergestellt, daß 42,1 g Platin-aminhydroxidlösung mit 6,4 g Platin vermischt werden und daß das Gemisch durch Zugabe von entionisiertem Wasser auf 350 ml verdünnt wird. Das erhaltene, zusammengesetzte Material wird vermischt und mit einer wäßrigen Rhodiumnitratlösung kombiniert, die durch Verdünnen auf 60 ml von 3,2421 g einer Rhodiumnitratlösung mit etwa 18,14% Rhodium hergestellt worden ist. 35 ml Eisessig werden sodann zu dem zusammengesetzten Material gegeben. Alle Flüssigkeiten werden von den Feststoffen absorbiert. Mindestens 90% des erhaltenen Pulvers sind kleiner als 40 µm. Das Pulver wird 24 h mit 73,0 g Nickeloxidpulver und 150 ml Wasser in der Kugelmühle vermahlen. Durch das Vermahlen wird die Teilchengröße des Gemisches so vermindert, daß 90% kleiner als 10 µm sind.

Das kugelgemahlene Gemisch wird mit Wasser verdünnt, um zum Beschichten eines monolithischen Trägers besser geeignet zu sein. Ein entfetteter, monolithischer Metallträger mit etwa 400 Fließdurchgängen/6,45 cm² Querschnitt wird in das verdünnte, kugelgemahlene Gemisch eingetaucht. Überschüssige Aufschlämmung wird von dem Träger mit Druckluft weggeblasen. Das Trägerstück wird 16 h bei 110° C zur Entfernung von freiem Wasser getrocknet und 1 h bei 500° C calciniert, wodurch ein Katalysator erhalten wird, der 2,067 g/16,4 cm³ kugelgemahlene Feststoffe enthält.

Die Katalysatoren der obigen Beispiele werden auf Oxidations- und Reduktionsaktivität getestet, und zeigten dabei gute Ergebnisse.

Claims

1. Katalysator mit einer Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und/oder Rhenium enthaltenden Grundmetallkomponente in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, berechnet als Metall und bezogen auf den Katalysator, einer aus Platin und/oder Palladium sowie gegebenenfalls Rhodium, Ruthenium und/oder Iridium bestehenden Metallkomponente in einer Menge von 0,01 bis 4 Gew.-% des Katalysators und einer festen Aluminiumoxid-Stützkomponente mit einem Anteil von 0,1 bis 30 Gew.-% des Katalysators auf einem festen, makrogroßen Träger, wobei die Grundmetallkomponente in einer größeren Menge als Metallkomponente vorliegt, die Stützkomponente mit der Grundmetallkomponente und gegebenenfalls der Metallkomponente vermischt wird, und die Mischung mit den in feinverteilter Form vorliegenden Komponenten auf dem Träger abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aluminiumoxid-Stützkomponente mit der festen Grundmetallkomponente vermischt, wobei mindestens die Hauptmenge der Grundmetallkomponente in fester Form verbleibt.

2. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators mit einer Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und/oder Rhenium enthaltenden Grundmetallkomponente, einer aus Platin und/oder Palladium sowie gegebenenfalls Rhodium, Ruthenium und/oder Iridium bestehenden Metallkomponente und einer festen Aluminiumoxid-Stützkomponente auf einem festen, makrogroßen Träger nach Anspruch 1, durch Vermischen der Stützkomponente mit der Grundmetallkomponente und gegebenenfalls der Metallkomponente und Abscheiden der Mischung mit den in feinverteilter Form vorliegenden Komponenten auf dem Träger, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aluminiumoxid-Stützkomponente mit der festen Grundmetallkomponente vermischt, wobei mindestens die Hauptmenge der Grundmetallkomponente in fester Form verbleibt.

3. Verwendung des Katalysators nach Anspruch 1 zur gleichzeitigen Umwandlung von Kohlenmonoxid-, Kohlenwasserstoff- und Stickoxidkomponenten in einem Gasstrom.