DE3823239A1 - Katalysator zur reinigung von auspuffgas und katalysatortraeger dafuer - Google Patents
Katalysator zur reinigung von auspuffgas und katalysatortraeger dafuerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Katalysator zur Reinigung von Aus
puffgas und einen Katalysatorträger für einen solchen Katalysa
tor.
Als Katalysatorträger für einen Katalysator zur Reinigung des
Auspuff- bzw. Abgases von Kraftfahrzeugen sind Bleche aus hit
zebeständigem, nichtrostendem, aluminiumhaltigem Ferritstahl
verwendet worden. Eines der Bleche aus hitzebeständigem, nicht
rostendem Ferritstahl ist aus der JP-AS 23 138/1983 bekannt und
enthält die folgenden Bestandteile: 3 bis 40 Masse% Chrom; 1
bis 10 Masse% Aluminium; 1 bis 5 Masse% Cobalt; 0 bis 72 Masse%
Nickel; 0 bis 0,5 Masse% Kohlenstoff; Rest Eisen. Die Ober
fläche dieses Blechs aus hitzebeständigem, nichtrostendem Fer
ritstahl wird zur Bildung eines Aluminiumoxidfilms oxidiert.
Ferner ist aus der JP-OS 68 143/1982 eine Verbesserung eines
Verfahrens zur Bildung einer Katalysatorträgerschicht aus ak
tiviertem Aluminiumoxid auf dem Aluminiumoxidfilm eines Kata
lysatorträgers bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Oberflä
che eines Katalysatorträgers aus einer Fe-Cr-Al-Ti-Zr-Legie
rung mit einem Film, der eine Ti-Zr-Legierung in Form einer fe
sten Lösung in α-Aluminiumoxid enthält, oder mit einem Film,
der als Hauptbestandteil α-Aluminiumoxid und als Nebenbestand
teile Oxide von Titan (Ti) und Zirkonium (Zr) enthält, bedeckt.
Ferner ist aus der JP-OS 71 898/1982 ein Verfahren bekannt, bei
dem ein Blech aus hitzebeständigem, nichtrostendem Ferritstahl
mit einem geringen Sauerstoffvolumen oxidiert wird, um auf der
Oberfläche des Katalysatorträgers Aluminiumoxid-Whisker zu bil
den und dadurch die Haftung zwischen der Katalysatorträger
schicht aus aktiviertem Aluminiumoxid und dem Katalysatorträ
ger zu verstärken.
Bei den üblichen Verfahren wird auf Blechen aus hitzebeständi
gem, nichtrostendem, aluminiumhaltigem Ferritstahl durch Hit
zebehandlung oder durch chemische Behandlung ein Aluminiumoxid
film gebildet. Die mit dem Aluminiumoxidfilm bedeckten Bleche
aus hitzebeständigem, nichtrostendem Ferritstahl werden als Ka
talysatorträger verwendet, weil angenommen worden ist, daß der
Aluminiumoxidfilm die Ausbreitung der Oxidation in die Kataly
satorträger unterdrückt und die Haftfestigkeit zwischen den Ka
talysatorträgern und der darauf aufzubringenden Katalysatorträ
gerschicht aus aktiviertem Aluminiumoxid erhöht.
Es ist jedoch mit den üblichen Verfahren schwierig, die Bleche
aus hitzebeständigem, nichtrostendem Ferritstahl gleichmäßig
mit einem Aluminiumoxidfilm zu bedecken, weil der Aluminium
oxidfilm aus dem Aluminium erzeugt wird, das in den Blechen
aus hitzebeständigem, nichtrostendem Ferritstahl enthalten ist.
Chrom und Eisen werden oxidationsempfindlich, weil das Alumi
nium in den Blechen aus hitzebeständigem, nichtrostendem Fer
ritstahl z. B. in einer Menge von 2 Masse% oder weniger, bezo
gen auf die Gesamtmasse der Bleche aus hitzebeständigem, nicht
rostendem Ferritstahl, verbraucht wird.
Außerdem löst sich der Aluminiumoxidfilm von den Blechen aus
hitzebeständigem, nichtrostendem Ferritstahl ab, während sich
der auf diese Weise gebildete Aluminiumoxidfilm von einem Zu
stand in den anderen umwandelt, und es ist wahrscheinlich, daß die
Bereiche, in denen eine Ablösung eingetreten ist, oxidiert wer
den.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Haltbarkeit oder
die Oxidationsbeständigkeit eines Metallkatalysatorträgers für
einen Katalysator zur Reinigung von Auspuffgas sowie die Haft
festigkeit zwischen dem Katalysatorträger und der Katalysator
trägerschicht aus aktiviertem Aluminiumoxid eines Katalysators
zur Reinigung von Auspuffgas zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch einen Katalysator zur Reinigung von
Auspuffgas gelöst, der aus einem hitzebeständigen Katalysator
träger aus nichtrostendem Stahl, einem auf dem hitzebeständi
gen Katalysatorträger gebildeten Oxidfilm, der Zirkoniumoxid
enthält, einer auf dem Oxidfilm gebildeten Katalysatorträger
schicht aus aktiviertem Aluminiumoxid und mindestens einer Me
tallkatalysatorkomponente, die in die Katalysatorträgerschicht
eingebracht ist bzw. darauf getragen wird, besteht.
Als hitzebeständiger, nichtrostender Stahl für den hitzebestän
digen Katalysatorträger können ein hitzebeständiger, nichtro
stender Martensitstahl, ein hitzebeständiger, nichtrostender
Ferritstahl und ein hitzebeständiger, nichtrostender Austenit
stahl verwendet werden. Der nichtrostende Stahl kann beispiels
weise einer sein, der aus 30 Masse% oder weniger Chrom, Rest
Eisen, besteht, oder einer, der aus 30 Masse% oder weniger
Chrom und 20 Masse% oder weniger Aluminium, Rest Eisen, be
steht. Der nichtrostende Stahl kann ferner Zirkonium enthal
ten. Aus dem hitzebeständigen, nichrostenden Stahl werden ein
Flachblech und ein Wellblech gebildet. Das Wellblech wird auf
das Flachblech aufgelegt, und die sich überdeckenden Bleche
werden für ihre Anwendung als wabenförmiger Katalysatorträger
aus hitzebeständigem, nichtrostendem Stahl zu einer zylindri
schen Form gewickelt.
Der Oxidfilm kann auf dem Katalysatorträger aus hitzebeständi
gem, nichtrostendem Stahl entweder vor oder nach der Bildung
des wabenförmigen Katalysatorträgers gebildet werden, und zwi
schen dem Katalysatorträger aus hitzebeständigem, nichtrosten
dem Stahl und dem Oxidfilm kann ein Metallfilm angeordnet wer
den. Der Oxidfilm kann aus Zirkonium oder aus Zirkonium und
Aluminium gebildet werden, und Zirkonium oder Zirkonium und
Aluminium können in dem Katalysatorträger aus hitzebeständigem,
nichtrostendem Stahl enthalten sein oder zusätzlich darauf be
reitgestellt werden. Der Film kann je 100 Masseteile des Kata
lysatorträgers vorzugsweise 0,01 bis 30 Masseteile Zirkonium
und 0,01 bis 30 Masseteile Aluminium enthalten.
Als Verfahren für die Bildung des Oxidfilms auf dem Katalysa
torträger aus hitzebeständigem, nichtrostendem Stahl stehen
die folgenden Verfahren zur Verfügung; es ist nicht auf die
folgenden Verfahren eingeschränkt, muß jedoch zur Bildung ei
nes fest an dem Katalysatorträger anhaftenden Films führen:
Sprüh- bzw. Spritz- bzw. Zerstäubungsverfahren, Tauch- bzw.
Tauchplattierverfahren, Galvanisier- bzw. Elektroplattierver
fahren und Aufbringen von Metallfolien mit Walzen, worauf bei
einer Temperatur von 600°C bis 1000°C erhitzt wird. Auf diese
Weise wird ein auf dem Katalysatorträger gebildeter Film voll
ständig zu dem Oxidfilm oxidiert oder mit seinen Oxiden be
deckt. Wenn der Film auf dem Katalysatorträger gebildet wird,
kann auf dem Katalysatorträger zuerst Zirkonium un dann Alu
minium oder zuerst Aluminium und dann Zirkonium abgeschieden
werden, oder Zirkonium und Aluminium können gleichzeitig auf
dem Katalysatorträger abgeschieden werden. Ferner kann auf den
Katalysatorträger eine Folie aus einer Zirkonium-Aluminium-Le
gierung aufgebracht werden. Des weiteren kann auf einem Alumi
nium enthaltenden Katalysatorträger nur Zirkonium abgeschieden
werden, oder ein Katalysatorträger, der Zirkonium und Alumi
nium enthält, kann durch Erhitzen oxidiert werden, um den
Oxidfilm zu bilden.
Die aus aktiviertem Aluminiumoxid bestehende Katalysatorträger
schicht wird durch ein bekanntes Verfahren gebildet: Der Kata
lysatorträger aus hitzebeständigem, nichtrostendem Stahl wird
in eine Aufschlämmung eingetaucht, die aus einem Pulver aus
aktiviertem Aluminiumoxid und einem Aluminiumoxid-Bindemittel
hergestellt worden ist. Der Katalysatorträger wird getrocknet
und calciniert, um die aus aktiviertem Aluminiumoxid bestehen
de Katalysatorträgerschicht zu bilden. Die Katalysatorträger
schicht aus aktiviertem Aluminiumoxid kann mindestens ein Oxid
eines Seltenerdmetalls wie Cer und Lanthan enthalten.
Die Metallkatalysatorkomponente (der Metallkatalysator) wird
auch durch ein bekanntes Verfahren in die Katalysatorträger
schicht aus aktiviertem Aluminiumoxid eingebracht bzw. darauf
aufgebracht: Der Katalysatorträger aus hitzebeständigem, nicht
rostendem Stahl wird in eine wäßrige Lösung eines Platin-, Pal
ladium- oder Rhodiumsalzes eingetaucht, um die Metallkatalysa
torkomponenten in die Katalysatorträgerschicht aus aktiviertem
Aluminiumoxid einzubringen bzw. darauf aufzubringen.
Weil auf dem Katalysatorträger aus hitzebeständigem, nichtro
stendem Stahl der Zirkoniumoxid enthaltende Oxidfilm gebildet
wird, wird die Bildung von α-Aluminiumoxid auf dem Katalysator
träger unterdrückt. Der Katalysatorträger wird deshalb fest
mit der Katalysatorträgerschicht aus aktiviertem Aluminiumoxid,
die hauptsächlich γ-Aluminiumoxid, R-Aluminiumoxid und δ-Alumi
niumoxid enthält, verbunden. Infolgedessen werden die Ablösung
der Katalysatorträgerschicht aus aktiviertem Aluminiumoxid von
dem Katalysatorträger und die Oxidation des Katalysatorträgers
gleichzeitig unterdrückt. Die mindestens eine Metallkatalysa
torkomponente, die in die Katalysatorträgerschicht aus akti
viertem Aluminiumoxid eingebracht bzw. darauf aufgebracht ist,
funktioniert in wirksamer Weise, und die Umwandlung der Kohlen
wasserstoffe (HC), des Kohlenmonoxids (CO) und der Stickstoff
oxide (NO x ) ist verbessert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Katalysatorträ
gers, der für einen erfindungsgemäßen Katalysator zur Reini
gung von Auspuffgas verwendet wird.
Fig. 2 ist eine schematische Teilschnittansicht einer bevor
zugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Katalysators
zur Reinigung von Auspuffgas.
Fig. 3 ist eine vergrößerte schematische Schnittansicht des
Bereichs "A" in Fig. 2.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte
Ausführungsformen näher erläutert. Bei den bevorzugten Ausfüh
rungsformen wurde ein Katalysatorträger 1 verwendet, wie er in
Fig. 1 dargestellt ist. Wie in der schematischen Schnittan
sicht von Fig. 2 gezeigt ist, hatten die bevorzugten Ausfüh
rungsformen eines erfindungsgemäßen Katalysators zur Reinigung
von Auspuffgas einen Katalysatorträger 1, der aus einem Flach
blech 11 aus hitzebeständigem, nichtrostenden Stahl und einem
Wellblech 12 aus hitzebeständigem, nichtrostenden Stahl herge
stellt war. Die Oberfläche des Katalysatorträgers 1 wurde mit
einem Metallfilm 5 und einem Oxidfilm 51 oder nur mit einem
Oxidfilm 51, der (die) aus Zirkonium oder aus Zirkonium und
Aluminium hergestellt wurde(n), bedeckt, wie es in Fig. 3 dar
gestellt ist. Der Metallfilm 5 und der Oxidfilm 51 oder nur
der Oxidfilm 51 wurde(n) mit einer Katalysatorträgerschicht 4
aus aktiviertem Aluminiumoxid bedeckt, die mit mindestens ei
ner Metallkatalysatorkomponente 6 beladen wurde.
Die Katalysatoren zur Reinigung von Auspuffgas der ersten be
vorzugten Ausführungsformen wurden folgerndermaßen hergestellt:
Es wurde ein flaches Blech aus nichtrostendem Ferritstahl, der
15 Masse% Chrom enthielt, hergestellt. Auf beide Oberflächen
des flachen Blechs wurden Zirkonium und Aluminium in den Men
gen, die in den zu den ersten bevorzugten Ausführungsformen ge
hörenden Zeilen von Tabelle 1 angegeben sind, aufgesprüht bzw.
aufgespritzt bzw. durch Zerstäuben aufgebracht, und zwar wurde
in einem ersten Sprühvorgang Zirkonium aufgebracht, während
in einem zweiten Sprühvorgang Aluminium aufgebracht wurde. Aus
dem auf diese Weise besprühten flachen Blech wurden ein Flach
blech und ein Wellblech gebildet. Das Wellblech wurde auf das
Flachblech aufgelegt, und die sich überdeckenden Bleche wurden
für ihre Anwendung als wabenförmiger Katalysatorträger 1 zu ei
ner zylindrischen Form gewickelt.
Dann wurde der Katalysatorträger 1 in eine Aufschlämmung einge
taucht, die durch Rühren eines Pulvers aus aktiviertem Alumi
niumoxid, eines Aluminiumoxid-Bindemittels und von Wasser her
gestellt worden war. Nach dem Herausnehmen aus der Aufschläm
mung wurde die überschüssige Aufschlämmung von dem Katalysator
träger 1 weggeblasen, und der Katalysatorträger 1 wurde zum
Trocknen bei 200°C erhitzt. Dann wurde der Katalysatorträger 1
2 h lang bei 600°C calciniert, um einen Metallfilm 5 und einen
Oxidfilm 51 oder nur einen Oxidfilm 51 und eine Katalysatorträ
gerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid auf seiner Oberflä
che zu bilden. Die Mengen des Zirkoniums und des Aluminiums in
den auf diese Weise gebildeten Filmen 5 und 51 sind in Tabelle
1 in Masseteilen je 100 Masseteile des Katalysatorträgers ange
geben.
Dann wurde der Katalysatorträger mit der an seiner Oberfläche
befindlichen Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Alumi
niumoxid in eine wäßrige Lösung von Amminplatin eingetaucht,
um je 1 Liter des Katalysatorvolumens 1,0 g Platin ein- bzw.
aufzubringen, und dann in eine wäßrige Lösung von Rhodiumchlo
rid eingetaucht, um je 1 Liter des Katalysatorvolumens 0,2 g
Rhodium ein- bzw. aufzubringen.
Auf diese Weise wurden die Katalysatoren Nr. 1 bis 7 herge
stellt, jedoch sei angemerkt, daß bei der Herstellung des Ka
talysators Nr. 7 zuerst Aluminium und dann Zirkonium aufge
sprüht wurde.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurde zur Bildung der
Filme 5 und 51 anstelle des bei den ersten bevorzugten Ausfüh
rungsverfahren angewandten Sprüh- bzw. Spritzverfahrens ein
Tauch- bzw. Tauchplattierverfahren angewendet.
Aus einem flachen Blech aus nichtrostendem Ferritstahl, der 15
Masse% Chrom enthielt, wurde in der für die ersten bevorzugten
Ausführungsformen beschriebenen Weise ein wabenförmiger Kataly
satorträger 1 gebildet. Dann wurde der Katalysatorträger 1 in
eine wäßrige Lösung von Zirkoniumoxidnitrat eingetaucht. Nach
dem Eintauchen wurde der Katalysatorträger zum Trocknen bei
200°C erhitzt und 2 h lang bei 600°C calciniert, um aus dem
Zirkonium, dessen Menge in den zu den zweiten bevorzugten Aus
führungsformen gehörenden Zeilen von Tabelle 1 angegeben ist,
einen Oxidfilm 5 zu bilden. Dann wurde der Katalysatorträger 1
in eine wäßrige Lösung von Aluminiumnitrat eingetaucht. Nach
dem Eintauchen wurde der Katalysatorträger 1 zum Trocknen bei
200°C erhitzt und 2 h lang bei 600°C calciniert, um aus dem
Aluminium, dessen Menge in den zu den zweiten bevorzugten Aus
führungsformen gehörenden Zeilen von Tabelle 1 angegeben ist,
einen Oxidfilm 51 zu bilden. Die Mengen des Zirkoniums und des
Aluminiums sind in Masseteilen je 100 Masseteile des Katalysa
torträgers angegeben.
Nach der Bildung der Oxidfilme 5 und 51 wurde auf dem Kataly
satorträger 1 eine Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem
Aluminiumoxid gebildet, und Metallkatalysatorkomponenten 6,
d. h., Platin und Rhodium, wurden in der für die ersten bevor
zugten Ausführungsformen beschriebenen Weise in die Katalysa
torträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid eingebracht
bzw. darauf aufgebracht. Auf diese Weise wurden die Katalysa
toren Nr. 8 bis 14 hergestellt. Bei der Herstellung des Kata
lysators Nr. 14 wurde der Tauchvorgang zuerst mit der wäßrigen
Lösung von Aluminiumnitrat und dann mit der wäßrigen Lösung
von Zirkoniumoxidnitrat durchgeführt, so daß der Katalysator
Nr. 14 einen aus Aluminium gebildeten Oxidfilm 5 und einen mit
der Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid
bedeckten, aus Zirkonium gebildeten Oxidfilm 51 aufwies, wie
in Fig. 3 gezeigt ist.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurde zur Bildung der
Filme 5 und 51 anstelle des bei den ersten bevorzugten Ausfüh
rungsverfahren angewandten Sprühverfahrens ein Galvanisier-
bzw. Elektroplattierverfahren angewendet.
Es wurde ein flaches Blech aus nichtrostendem Ferritstahl, der
15 Masse% Chrom enthielt, hergestellt. Dann wurde das flache
Blech aus nichtrostendem Ferritstahl in einer wäßrigen Lösung
von Zirkoniumoxidnitrat galvanisiert. Nachdem das flache Blech
aus nichtrostendem Ferritstahl getrocknet worden war, wurde es
in einer wäßrigen Lösung von Aluminiumnitrat galvanisiert. Die
Mengen des Zirkoniums und des Aluminiums sind in Tabelle 1 in
Masseteilen je 100 Masseteile des Katalysatorträgers angegeben.
Aus dem galvanisierten flachen Blech aus nichtrostendem Ferrit
stahl wurde nach dem Trocknen in der für die ersten bevorzug
ten Ausführungsformen beschriebenen Weise ein wabenförmiger Ka
talysatorträger 1 gebildet.
Nach der Bildung des wabenförmigen Katalysatorträgers 1 wurde
auf dem Katalysatorträger 1 eine Katalysatorträgerschicht 4
aus aktiviertem Aluminiumoxid gebildet, und Metallkatalysator
komponenten 6, d. h., Platin und Rhodium, wurden in der für die
ersten bevorzugten Ausführungsformen beschriebenen Weise in
die Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid
eingebracht bzw. darauf aufgebracht. Auf diese Weise wurden
die Katalysatoren Nr. 15 bis 21 hergestellt. Bei diesen bevor
zugten Ausführungsformen wurden der Metallfilm 5 und der Oxid
film 51 oder nur der Oxidfilm 51 während des Calcinierens der
Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid ge
bildet. Bei der Herstellung des Katalysators Nr. 21 wurde das
Galvanisieren mit der wäßrigen Lösung von Aluminiumnitrat vor
dem Galvanisieren mit der wäßrigen Lösung von Zirkoniumoxidni
trat durchgeführt.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden zur Bildung
der Filme 5 und 51 anstelle des bei den ersten bevorzugten Aus
führungsverfahren angewandten Sprühverfahrens unter Anwendung
von Walzen Folien aufgebracht.
Es wurde ein flaches Blech aus nichtrostendem Ferritstahl, der
15 Masse% Chrom enthielt, hergestellt. Auf beide Oberflächen
des flachen Blechs aus nichtrostendem Ferritstahl wurden unter
Anwendung von Walzen eine Zirkoniumfolie und eine Aluminiumfo
lie aufgebracht, um ein laminiertes flaches Blech aus nichtro
stendem Ferritstahl herzustellen. Die Mengen des aufgebrachten
Zirkoniums und Aluminiums sind in den zu den vierten bevorzug
ten Ausführungsformen gehörenden Zeilen von Tabelle 2 in Masse
teilen je 100 Masseteile des Katalysatorträgers angegeben. Aus
dem laminierten flachen Blech aus nichtrostendem Ferritstahl
wurden ein Flachblech und ein Wellblech gebildet. Das Well
blech wurde auf das Flachblech aufgelegt, und die sich überdec
kenden Bleche wurden für ihre Anwendung als wabenförmiger Kata
lysatorträger 1 zu einer zylindrischen Form gewickelt.
Nach der Bildung des Katalysatorträgers 1 wurde auf dem Kata
lysatorträger 1 eine Katalysatorträgerschicht 4 aus aktivier
tem Aluminiumoxid gebildet, und Metallkatalysatorkomponenten 6,
d. h., Platin und Rhodium, wurden in der für die ersten bevor
zugten Ausführungsformen beschriebenen Weise in die Katalysa
torträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid eingebracht
bzw. darauf aufgebracht. Auf diese Weise wurden die Katalysa
toren Nr. 22 bis 28 hergestellt. Bei diesen bevorzugten Ausfüh
rungsformen wurden der Metallfilm 5 und der Oxidfilm 51 oder
nur der Oxidfilm 51 während des Calcinierens der Katalysator
trägerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid gebildet. Bei
der Herstellung des Katalysators Nr. 28 wurde die Aluminiumfo
lie vor der Zirkoniumfolie aufgebracht.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden zur Bildung
des Metallfilms 5 und des Oxidfilms 51 oder nur des Oxidfilms
51 gleichzeitig Zirkonium und Aluminium aufgesprüht.
Es wurde ein flaches Blech aus nichtrostendem Ferritstahl, der
15 Masse% Chrom enthielt, hergestellt. Auf beide Oberflächen
des flachen Blechs aus nichtrostendem Ferritstahl wurden dann
gleichzeitig Zirkonium und Aluminium aufgesprüht, um den Me
tallfilm 5 und den Oxidfilm 51 oder nur den Oxidfilm 51 zu bil
den, die aus Zirkonium und Aluminium in den Mengen, die in den
zu den fünften bevorzugten Ausführungsformen gehörenden Zeilen
von Tabelle 2 in Masseteilen je 100 Masseteile des Katalysator
trägers angegeben sind, hergestellt wurden. Aus dem besprühten
flachen Blech aus nichtrostendem Ferritstahl wurde in der für
die ersten bevorzugten Ausführungsformen beschriebenen Weise
ein wabenförmiger Katalysatorträger 1 gebildet.
Nach dem Besprühen wurde auf dem Katalysatorträger 1 eine Kata
lysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid gebildet,
und Metallkatalysatorkomponenten 6, d. h., Platin und Rhodium,
wurden in der für die ersten bevorzugten Ausführungsformen be
schriebenen Weise in die Katalysatorträgerschicht 4 aus akti
viertem Aluminiumoxid eingebracht bzw. darauf aufgebracht. Auf
diese Weise wurden die Katalysatoren Nr. 29 bis 34 hergestellt.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden der Metallfilm
5 und der Oxidfilm 51 oder nur der Oxidfilm 51 während des Cal
cinierens der Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Alu
miniumoxid gebildet.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurde zur Bildung der
in Fig. 3 gezeigten Filme 5 und 51 anstelle des bei den fünf
ten bevorzugten Ausführungsverfahren angewandten Sprühverfah
rens ein Tauch- bzw. Tauchplattierverfahren angewendet.
Aus einem flachen Blech aus nichtrostendem Ferritstahl, der 15
Masse% Chrom enthielt, wurde in der für die ersten bevorzugten
Ausführungsformen beschriebenen Weise ein wabenförmiger Kataly
satorträger 1 gebildet.
Dann wurde der Katalysatorträger 1 in eine gemischte wäßrige
Lösung von Zirkoniumoxidnitrat und Aluminiumnitrat eingetaucht.
Nach dem Eintauchen wurde der Katalysatorträger 1 zum Trocknen
bei 200°C erhitzt und 2 h lang bei 600°C calciniert, um darauf
den Metallfilm 5 und den Oxidfilm 51 oder nur den Oxidfilm 51
zu bilden, die aus Zirkonium und Aluminium in den Mengen, die
in den zu den sechsten bevorzugten Ausführungsformen gehören
den Zeilen von Tabelle 2 in Masseteilen je 100 Masseteile des
Katalysatorträgers angegeben sind, hergestellt wurden.
Nach der Bildung des Metallfilm 5 und des Oxidfilms 51 oder
nur des Oxidfilms 51 wurde auf dem Katalysatorträger 1 eine
Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid gebil
det, und Metallkatalysatorkomponenten 6, d. h. Platin und Rho
dium, wurden in der für die ersten bevorzugten Ausführungsfor
men beschriebenen Weise in die Katalysatorträgerschicht 4 aus
aktiviertem Aluminiumoxid eingebracht bzw. darauf aufgebracht.
Auf diese Weise wurden die Katalysatoren Nr. 35 bis 40 herge
stellt.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurde zur Bildung der
in Fig. 3 gezeigten Filme 5 und 51 anstelle des bei den fünf
ten bevorzugten Ausführungsverfahren angewandten Sprühverfah
rens ein Galvanisier- bzw. Elektroplattierverfahren angewendet.
Es wurde ein flaches Blech aus nichtrostendem Ferritstahl, der
15 Masse% Chrom enthielt, hergestellt. Das flache Blech aus
nichtrostendem Ferritstahl wurde in einer gemischten wäßrigen
Lösung von Zirkoniumoxidnitrat und Aluminiumnitrat galvani
siert, um darauf den Metallfilm 5 und den Oxidfilm 51 oder nur
den Oxidfilm 51 zu bilden, die aus Zirkonium und Aluminium in
den Mengen, die in den zu den siebten bevorzugten Ausführungs
formen gehörenden Zeilen von Tabelle 3 in Masseteilen je 100
Masseteile des Katalysatorträgers angegeben sind, hergestellt
wurden.
Nach dem Galvanisieren wurde aus dem galvanisierten flachen
Blech in der für die ersten bevorzugten Ausführungsformen be
schriebenen Weise ein wabenförmiger Katalysatorträger 1 gebil
det. Dann wurde auf dem Katalysatorträger 1 eine Katalysator
trägerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid gebildet, und
Metallkatalysatorkomponenten 6, d. h., Platin und Rhodium, wur
den in der für die ersten bevorzugten Ausführungsformen be
schriebenen Weise in die Katalysatorträgerschicht 4 aus akti
viertem Aluminiumoxid eingebracht bzw. darauf aufgebracht. Auf
diese Weise wurden die Katalysatoren Nr. 41 bis 46 hergestellt.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden der Metallfilm
5 und der Oxidfilm 51 oder nur der Oxidfilm 51 während des Cal
cinierens der Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Alu
miniumoxid gebildet.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden zur Bildung
der in Fig. 3 gezeigten Filme 5 und 51 anstelle des bei den
fünften bevorzugten Ausführungsverfahren angewandten Sprühver
fahrens unter Anwendung von Walzen Legierungsfolien aufge
bracht.
Es wurde ein flaches Blech aus nichtrostendem Ferritstahl, der
15 Masse% Chrom enthielt, hergestellt. Auf beide Oberflächen
des flachen Blechs aus nichtrostendem Ferritstahl wurden unter
Anwendung von Walzen eine Folie aus einer Zirkonium-Aluminium-
Legierung aufgebracht, um ein laminiertes flaches Blech aus
nichtrostendem Ferritstahl herzustellen. Die aus der Zirkonium-
Aluminium-Legierung bestehende Folie war durch Abschrecken von
geschmolzenem Zirkonium und Aluminium hergestellt worden. Die
Mengen des Zirkoniums und des Aluminiums in der Legierungsfo
lie sind in den zu den achten bevorzugten Ausführungsformen ge
hörenden Zeilen von Tabelle 3 in Masseteilen je 100 Masseteile
des Katalysatorträgers angegeben. Aus dem laminierten flachen
Blech aus nichtrostendem Ferritstahl wurde dann in der für die
ersten bevorzugten Ausführungsformen beschriebenen Weise ein
wabenförmiger Katalysatorträger 1 gebildet.
Nach der Bildung des Katalysatorträgers 1 wurde auf dem Kata
lysatorträger 1 eine Katalysatorträgerschicht 4 aus aktivier
tem Aluminiumoxid gebildet, und Metallkatalysatorkomponenten 6,
d. h., Platin und Rhodium, wurden in der für die ersten bevor
zugten Ausführungsformen beschriebenen Weise in die Katalysa
torträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid eingebracht
bzw. darauf aufgebracht. Auf diese Weise wurden die Katalysa
toren Nr. 47 bis 52 hergestellt. Bei diesen bevorzugten Ausfüh
rungsformen wurden der Metallfilm 5 und der Oxidfilm 51 oder
nur der Oxidfilm 51 während des Calcinierens der Katalysator
trägerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid gebildet.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden anstelle der
flachen Bleche aus hitzebeständigem, nichtrostendem, 15 Masse%
Chrom enthaltendem Ferritstahl, die bei den vorstehend be
schriebenen bevorzugten Ausführungsformen verwendet wurden,
die folgenden flachen Bleche aus hitzebeständigem, nichtrosten
dem Stahl verwendet. Die in Fig. 3 gezeigten Filme 5 und 51
wurden durch das bei den ersten Ausführungsformen angewandte
Sprühverfahren gebildet.
Für den Katalysator Nr. 53 wurde ein flaches Blech aus dem hit
zebeständigen, nichtrostenden Ferritstahl SUS430F (Japanese In
dustrial Standards) verwendet, und auf beide Oberflächen des
flachen Blechs wurden je 100 Masseteile des Katalysatorträgers 1
Masseteil Zirkonium und 1 Masseteil Aluminium in der angege
benen Reihenfolge aufgesprüht.
Für den Katalysator Nr. 54 wurde ein flaches Blech aus dem hit
zebeständigen, nichtrostenden Martensitstahl SUS440A (Japanese
Industrial Standards) verwendet, und auf beide Oberflächen des
flachen Blechs wurden je 100 Masseteile des Katalysatorträgers 5
Masseteile Zirkonium und 5 Masseteile Aluminium in der ange
gebenen Reihenfolge aufgesprüht.
Für den Katalysator Nr. 55 wurde ein flaches Blech aus dem hit
zebeständigen, nichtrostenden Austenitstahl SUS304 (Japanese
Industrial Standards) verwendet, und auf beide Oberflächen des
flachen Blechs wurden je 100 Masseteile des Katalysatorträgers
10 Masseteile Zirkonium und 10 Masseteile Aluminium in der an
gegebenen Reihenfolge aufgesprüht.
Aus den auf diese Weise besprühten flachen Blechen wurden in
der für die ersten bevorzugten Ausführungsformen beschriebenen
Weise wabenförmige Katalysatorträger 1 gebildet. Nach der Bil
dung des Katalysatorträgers 1 wurde auf dem Katalysatorträger 1
eine Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminium
oxid gebildet, und Metallkatalysatorkomponenten 6, d. h., Pla
tin und Rhodium, wurden in der für die ersten bevorzugten Aus
führungsformen beschriebenen Weise in die Katalysatorträger
schicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid eingebracht bzw. dar
auf aufgebracht. Auf diese Weise wurden die Katalysatoren Nr. 53
bis 55 hergestellt. Bei diesen bevorzugten Ausführungsfor
men wurden der Metallfilm 5 und der Oxidfilm 51 oder nur der
Oxidfilm 51 während des Calcinierens der Katalysatorträger
schicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid gebildet.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden anstelle der
flachen Bleche aus hitzebeständigem, nichtrostendem, aluminium
freiem Ferritstahl, die bei den vorstehend beschriebenen be
vorzugten Ausführungsformen verwendet wurden, flache Bleche
aus hitzebeständigem, nichtrostendem, Aluminium enthaltendem
Stahl verwendet. Die in Fig. 3 gezeigten Filme 5 und 51 wur
den durch Aufsprühen von Zirkonium auf die flachen Bleche ge
bildet.
Die flachen Bleche, die Aluminium in den Mengen enthielten,
die in den zu den zehnten bevorzugten Ausführungsformen gehö
renden Zeilen von Tabelle 4 (in Masse%, bezogen auf die fla
chen Bleche) angegeben sind, wurden mit Zirkonium besprüht.
Die Mengen des aufgesprühten Zirkoniums sind ebenfalls in Ta
belle 4 in Masseteilen je 100 Masseteile des Katalysatorträ
gers angegeben.
Aus den flachen Blechen wurden wabenförmige Katalysatorträger 1
gebildet, und auf den Katalysatorträgern 1 wurde jeweils ei
ne Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid ge
bildet. Dann wurden Metallkatalysatorkomponenten 6, d. h., Pla
tin und Rhodium, in der für die ersten bevorzugten Ausführungs
formen beschriebenen Weise in die Katalysatorträgerschicht 4
aus aktiviertem Aluminiumoxid eingebracht bzw. darauf aufge
bracht. Auf diese Weise wurden die Katalysatoren Nr. 61 bis 69
hergestellt. Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden
der Metallfilm 5 und der Oxidfilm 51 oder nur der Oxidfilm 51
während des Calcinierens der Katalysatorträgerschicht 4 aus ak
tiviertem Aluminiumoxid gebildet.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden anstelle der
flachen Bleche aus hitzebeständigem, nichtrostendem, aluminium
freiem Ferritstahl, die bei den vorstehend beschriebenen be
vorzugten Ausführungsformen verwendet wurden, flache Bleche
aus hitzebeständigem, nichtrostendem, Aluminium enthaltendem
Stahl verwendet. Die in Fig. 3 gezeigten Filme 5 und 51 wur
den durch ein Tauch- bzw. Tauchplattierverfahren gebildet.
Die flachen Bleche, die Aluminium in den Mengen enthielten,
die in den zu den elften bevorzugten Ausführungsformen gehö
renden Zeilen von Tabelle 4 (in Masse%, bezogen auf die fla
chen Bleche) angegeben sind, wurden hergestellt und einem
Tauch- bzw. Tauchplattierverfahren unterzogen.
Aus den flachen Blechen wurden in der vorstehend beschriebenen
Weise wabenförmige Katalysatorträger 1 gebildet, und sie wur
den in eine wäßrige Lösung von Zirkoniumoxidnitrat eingetaucht
und nach dem Herausnehmen aus der wäßrigen Lösung bei 200°C ge
trocknet. Die Katalysatorträger 1 mit anhaftendem Zirkonium
wurden 2 h lang bei 600°C calciniert, um darauf den Metallfilm
5 und den Oxidfilm 51 oder nur den Oxidfilm 51 zu bilden. Die
Mengen des Zirkoniums sind in Tabelle 4 in Masseteilen je 100
Masseteile des Katalysatorträgers angegeben. Bei der Her
stellung des Katalysators Nr. 77 wurde der Katalysatorträger 1
nicht in die wäßrige Lösung von Zirkoniumoxidnitrat, sondern
in eine wäßrige Lösung von Zirkoniumchlorid eingetaucht.
Nachdem der Metallfilm 5 und der Oxidfilm 51 oder nur der Oxid
film 51 gebildet worden war(en), wurde auf den Katalysatorträ
gern 1 jeweils eine Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem
Aluminiumoxid gebildet. Dann wurden Metallkatalysatorkomponen
ten 6, d. h., Platin und Rhodium, in der für die ersten bevor
zugten Ausführungsformen beschriebenen Weise in die Katalysa
torträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid eingebracht
bzw. darauf aufgebracht. Auf diese Weise wurden die Katalysa
toren Nr. 70 bis 77 hergestellt.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden anstelle der
flachen Bleche aus hitzebeständigem, nichtrostendem, aluminium-
und zirkoniumfreiem Ferritstahl, die bei den vorstehend be
schriebenen bevorzugten Ausführungsformen verwendet wurden,
flache Bleche aus hitzebeständigem, nichtrostendem, Aluminium
und Zirkonium enthaltendem Stahl verwendet.
Aus den flachen Blechen, die Aluminium und Zirkonium in den Men
gen enthielten, die in den zu den zwölften bevorzugten Ausfüh
rungsformen gehörenden Zeilen von Tabelle 5 (in Masse%, bezo
gen auf die flachen Bleche) angegeben sind, wurden in der vor
stehend beschriebenen Weise wabenförmige Katalysatorträger 1
gebildet. Auf den Katalysatorträgern 1 wurde jeweils eine Kata
lysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid gebildet.
Dann wurden Metallkatalysatorkomponenten 6, d. h., Platin und
Rhodium, in der für die ersten bevorzugten Ausführungsformen
beschriebenen Weise in die Katalysatorträgerschicht 4 aus ak
tiviertem Aluminiumoxid eingebracht bzw. darauf aufgebracht.
Auf diese Weise wurden die Katalysatoren Nr. 78 bis 85 herge
stellt. Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden der Me
tallfilm 5 und der Oxidfilm 51 oder nur der Oxidfilm 51 wäh
rend des Calcinierens der Katalysatorträgerschicht 4 aus akti
viertem Aluminiumoxid gebildet.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden wie bei den
elften bevorzugten Ausführungsformen flache Bleche aus hitzebe
ständigem, nichtrostendem, Aluminium enthaltendem Stahl verwen
det, jedoch wurde bei diesen bevorzugten Ausführungsformen zur
Bildung der in Fig. 3 gezeigten Filme 5 und 51 anstelle des
bei den elften bevorzugten Ausführungsformen angewandten Tauch-
bzw. Tauchplattierverfahrens in einer wäßrigen Lösung von Zir
koniumsalzen eine Salzschmelzenelektrolyse angewendet.
Aus den flachen Blechen aus hitzebeständigem, nichtrostendem,
Aluminium enthaltendem Ferritstahl wurden in der vorstehend be
schriebenen Weise wabenförmige Katalysatorträger 1 gebildet,
und sie wurden einer Salzschmelzenelektrolyse unter Verwendung
von Kaliumhexafluorozirkonat unterzogen. Die Mengen des an den
flachen Blechen anhaftenden Zirkoniums sind in den zu den drei
zehnten bevorzugten Ausführungsformen gehörenden Zeilen von
Tabelle 5 in Masseteilen je 100 Masseteile des Katalysatorträ
gers angegeben. Bei der Herstellung des Katalysators Nr. 93
wurde der Katalysatorträger 1 einer Salzschmelzenelektrolyse
unter Verwendung von Zirkoniumfluorid anstelle von Kaliumhexa
fluorozirkonat unterzogen.
Nach der Salzschmelzenelektrolyse wurde auf den Katalysatorträ
gern 1 jeweils eine Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem
Aluminiumoxid gebildet. Dann wurden Metallkatalysatorkomponen
ten 6, d. h., Platin und Rhodium, in der für die ersten bevor
zugten Ausführungsformen beschriebenen Weise in die Katalysa
torträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid eingebracht
bzw. darauf aufgebracht. Auf diese Weise wurden die Katalysa
toren Nr. 86 bis 93 hergestellt. Bei diesen bevorzugten Ausfüh
rungsformen wurden der Metallfilm 5 und der Oxidfilm 51 oder
nur der Oxidfilm 51 während des Calcinierens der Katalysator
trägerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid gebildet.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden anstelle der
flachen Bleche aus hitzebeständigem, nichtrostendem, aluminium
freiem Ferritstahl, die bei den vorstehend beschriebenen be
vorzugten Ausführungsformen verwendet wurden, flache Bleche
aus hitzebeständigem, nichtrostendem, Aluminium enthaltendem
Stahl verwendet. Die in Fig. 3 gezeigten Filme 5 und 51 wur
den durch ein Galvanisier- bzw. Elektroplattierverfahren gebil
det.
Die flachen Bleche, die Aluminium in den Mengen enthielten,
die in den zu den vierzehnten bevorzugten Ausführungsformen ge
hörenden Zeilen von Tabelle 6 (in Masse%, bezogen auf die fla
chen Bleche) angegeben sind, wurden einem Galvanisier- bzw.
Elektroplattierverfahren unterzogen.
Aus den flachen Blechen, die Aluminium enthielten, wurden in
der vorstehend beschriebenen Weise wabenförmige Katalysatorträ
ger 1 gebildet, und sie wurden einem Galvanisier- bzw. Elektro
plattierverfahren unter Verwendung einer wäßrigen Lösung von
Zirkoniumoxidnitrat unterzogen. Auf diese Weise wurde Zirko
nium in den Mengen, die in den zu den vierzehnten bevorzugten
Ausführungsformen gehörenden Zeilen von Tabelle 6 in Massetei
len je 100 Masseteile des Katalysatorträgers angegeben sind,
auf die Katalysatorträger 1 galvanisiert. Bei der Herstellung
des Katalysators Nr. 101 wurde der Katalysatorträger 1 einem
Galvanisier- bzw. Elektroplattierverfahren unter Verwendung ei
ner wäßrigen Lösung von Zirkoniumchlorid anstelle der wäßrigen
Lösung von Zirkoniumoxidnitrat unterzogen.
Nach dem Galvanisier- bzw. Elektroplattierverfahren wurde auf
den Katalysatorträgern 1 jeweils eine Katalysatorträgerschicht
4 aus aktiviertem Aluminiumoxid gebildet. Dann wurden Metall
katalysatorkomponenten 6, d. h., Platin und Rhodium, in der für
die ersten bevorzugten Ausführungsformen beschriebenen Weise
in die Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminium
oxid eingebracht bzw. darauf aufgebracht. Auf diese Weise wur
den die Katalysatoren Nr. 94 bis 101 hergestellt. Bei diesen
bevorzugten Ausführungsformen wurden der Metallfilm 5 und der
Oxidfilm 51 oder nur der Oxidfilm 51 während des Calcinierens
der Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid
gebildet.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wurden anstelle der
flachen Bleche aus hitzebeständigem, nichtrostendem, aluminium
freiem Ferritstahl, die bei den vorstehend beschriebenen be
vorzugten Ausführungsformen verwendet wurden, flache Bleche
aus hitzebeständigem, nichtrostendem, Aluminium enthaltendem
Stahl verwendet. Die in Fig. 3 gezeigten Filme 5 und 51 wur
den durch Aufbringen von Folien unter Anwendung von Walzen ge
bildet.
Es wurden flache Bleche, die Aluminium in den Mengen enthiel
ten, die in den zu den fünfzehnten bevorzugten Ausführungsfor
men gehörenden Zeilen von Tabelle 6 (in Masse%, bezogen auf
die flachen Bleche) angegeben sind, hergestellt.
Auf die flachen Bleche, die Aluminium enthielten, wurden unter
Anwendung von Walzen Zirkoniumfolien aufgebracht. Die auf die
se Weise hergestellten laminierten flachen Bleche enthielten
Zirkonium in den Mengen, die in den zu den fünfzehnten bevor
zugten Ausführungsformen gehörenden Zeilen von Tabelle 6 in
Masseteilen je 100 Masseteile des Katalysatorträgers angegeben
sind. Aus den laminierten flachen Blechen wurden in der vorste
hend beschriebenen Weise wabenförmige Katalysatorträger 1 ge
bildet.
Nach der Bildung der Katalysatorträger 1 wurde auf den Kataly
satorträgern 1 jeweils eine Katalysatorträgerschicht 4 aus ak
tiviertem Aluminiumoxid gebildet. Dann wurden Metallkatalysa
torkomponenten 6, d. h., Platin und Rhodium, in der für die er
sten bevorzugten Ausführungsformen beschriebenen Weise in die
Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid ein
gebracht bzw. darauf aufgebracht. Auf diese Weise wurden die
Katalysatoren Nr. 102 bis 110 hergestellt. Bei diesen bevorzug
ten Ausführungsformen wurden der Metallfilm 5 und der Oxidfilm
51 oder nur der Oxidfilm 51 während des Calcinierens der Kata
lysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid gebildet.
Für den Vergleichskatalysator Nr. 150 wurde ein flaches Blech
aus nichtrostendem Ferritstahl, der 15 Masse% Chrom und 4 Mas
se% Aluminium enthielt, hergestellt. Aus dem flachen Blech aus
nichtrostendem Ferritstahl wurden ein Flachblech und ein Well
blech gebildet. Das Wellblech wurde auf das Flachblech aufge
legt, und die sich überdeckenden Bleche wurden für ihre Anwen
dung als wabenförmiger Katalysatorträger 1 zu einer zylindri
schen Form gewickelt. Dann wurde der Katalysatorträger 1 in ei
ne Aufschlämmung eingetaucht. Nach dem Herausnehmen aus der
Aufschlämmung wurde die überschüssige Aufschlämmung von dem Ka
talysatorträger 1 weggeblasen, und der Katalysatorträger 1 wur
de getrocknet und calciniert, um auf seiner Oberfläche eine Ka
talysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid zu bil
den, wie es für die ersten bevorzugten Ausführungsformen be
schrieben worden ist. Dann wurde der Katalysatorträger 1 mit
der Katalysatorträgerschicht 4 aus aktiviertem Aluminiumoxid
in eine wäßrige Lösung von Amminplatin eingetaucht, um je 1 Li
ter des Katalysatorvolumens 1,0 g Platin ein- bzw. aufzubrin
gen, und dann in eine wäßrige Lösung von Rhodiumchlorid einge
taucht, um je 1 Liter des Katalysatorvolumens 0,2 g Rhodium
ein- bzw. aufzubringen, wie es für die ersten bevorzugten Aus
führungsformen beschrieben worden ist.
Auf diese Weise wurde der Vergleichskatalysator Nr. 150 herge
stellt. Vergleichskatalysatoren Nr. 151 und 152 wurden in der
selben Weise wie Vergleichskatalysator Nr. 150 hergestellt, je
doch wurden für diese Vergleichskatalysatoren flache Bleche
aus anderen nichtrostenden Ferritstählen verwendet, und zwar
für den Vergleichskatalysator Nr. 151 ein flaches Blech aus ei
nem nichtrostenden Ferritstahl, der 20 Masse% Chrom und 5 Mas
se% Aluminium enthielt, und für den Vergleichskatalysator Nr. 152
ein flaches Blech aus einem nichtrostenden Ferritstahl,
der 20 Masse% Chrom und 8 Masse% Aluminium enthielt.
Die auf diese Weise hergestellten Katalysatoren wurden hin
sichtlich der durch sie bewirkten Umwandlungen der Kohlenwas
serstoffe (HC), des Kohlenmonoxids (CO) und der Stickstoffoxi
de (NO x ), des Ausmaßes der Ablösung der Katalysatorträger
schicht aus aktiviertem Aluminiumoxid und der Zeit, die bis zum
Auftreten einer abnormen Oxidation des Katalysatorträgers ver
ging, bewertet.
Die Katalysatoren wurden zuerst an der Auspuffanlage eines Mo
tors mit einem Hubraum von 2000 cm³ angebracht, und sie wurden
in einem Alterungszyklus, der aus den folgenden Perioden be
stand und 200mal wiederholt wurde, gealtert:
Erste Periode (1 h):
Luft-Brennstoff-Verhältnis:14,6 Katalysatorbettemperatur:700°C
Luft-Brennstoff-Verhältnis:14,6 Katalysatorbettemperatur:700°C
Zweite Periode (0,5 h):
Luft-Brennstoff-Verhältnis:14,0 Katalysatorbettemperatur:950°C
Luft-Brennstoff-Verhältnis:14,0 Katalysatorbettemperatur:950°C
Nach der Alterung wurden die durch die Katalysatoren bewirkten
Umwandlungen der Kohlenwasserstoffe (HC), des Kohlenmonoxids
(CO) und der Stickstoffoxide (NO x ) unter Anwendung desselben
Motors und unter den folgenden Bedingungen bewertet:
Motordrehzahl:2000 U/min
Unterdruck der Ansaugleitung:48,0 kPa (360 mm Hg)
Gemäß den Tabellen führten die Katalysatoren der bevorzugten
Ausführungsformen zu Umwandlungswerten der Kohlenwasserstoffe
(HC), des Kohlenmonoxids (CO) und der Stickstoffoxide (NO x ),
die jeweils um 90% lagen oder noch höher waren. Es ist dem
nach offensichtlich, daß die Umwandlungen, die durch die Kata
lysatoren der bevorzugten Ausführungsformen bewirkt wurden, im
Vergleich zu den Umwandlungen, die durch die Vergleichskataly
satoren Nr. 150 bis 152 bewirkt wurden und die für HC, CO und
NO x um 80% lagen oder noch niedriger waren, in hohem Maße ver
bessert waren.
Das Ausmaß der Ablösung der Katalysatorträgerschicht aus akti
viertem Aluminiumoxid wurde durch die folgende Gleichung erhal
ten:
Ausmaß der Ablösung (%)=(Katalysatormasse vor der Alterung-Katalysatormasse
nach der Alterung) : (Katalysatormasse vor der Alterung)×100
nach der Alterung) : (Katalysatormasse vor der Alterung)×100
Obwohl das Ausmaß der Ablösung in Abhängigkeit von den Mengen
des Zirkoniums und des Aluminiums in den Filmen 5 und 51 vari
ierte, zeigten die Katalysatoren der bevorzugten Ausführungs
formen für das Ausmaß der Ablösung im allgemeinen Werte, die
um 10% lagen oder noch niedriger waren, während die Ver
gleichskatalysatoren für das Ausmaß der Ablösung Werte zeigten,
die um 15% lagen oder noch höher waren. Dies bedeutet, daß
die Wahrscheinlichkeit einer Qualitätsverminderung bei den Ka
talysatoren der bevorzugten Ausführungsformen geringer ist als
bei den Vergleichskatalysatoren.
Unter der Zeit, die bis zum Auftreten einer abnormen Oxidation
des Katalysatorträgers vergeht, ist die Zeit zu verstehen, die
erforderlich ist, bis die Masse des Katalysators durch seine
Oxidation bei 1150°C erhöht wird. Die Zeit, die bis zum Auf
treten einer abnormen Oxidation des Katalysatorträgers verging,
betrug 50 h bei dem Vergleichskatalysator Nr. 150 ohne die Fil
me 5 und 51, 180 h bei dem Vergleichskatalysator Nr. 151, der
mehr Chrom und mehr Aluminium enthielt als der Vergleichskata
lysator Nr. 150, und 275 h bei dem Vergleichskatalysator Nr. 152,
der viel mehr Chrom und viel mehr Aluminium enthielt als
der Vergleichskatalysator Nr. 150. Diese Werte bedeuten, daß
die Oxidation der Katalysatorträger der Vergleichskatalysato
ren etwa nach diesen Zeiten begann.
Andererseits zeigten die folgenden Katalysatoren der bevorzug
ten Ausführungsformen, bei denen die Filme 5 und 51 je 100 Mas
seteile des Katalysatorträgers 5 Masseteile oder mehr Zirko
nium enthielten, eine in beträchtlichem Maße verbesserte Halt
barkeit, d. h., die Zeit, die bis zum Auftreten einer abnormen
Oxidation des Katalysatorträgers verging, betrug 400 h oder
war noch länger.
Katalysatoren Nr. 2 bis 6 der ersten bevorzugten Ausführungs
formen;
Katalysatoren Nr. 9 bis 13 der zweiten bevorzugten Ausführungs formen;
Katalysatoren Nr. 16 bis 20 der dritten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 23 bis 27 der vierten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 30 bis 34 der fünften bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 36 bis 40 der sechsten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 42 bis 46 der siebten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 48 bis 52 der achten bevorzugten Ausführungs formen;
Katalysatoren Nr. 54 bis 55 der neunten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 67 bis 69 der zehnten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysator Nr. 76 der elften bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 85 der zwölften bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 92 der dreizehnten bevorzugten Ausführungsfor men;
Katalysator Nr. 100 der vierzehnten bevorzugten Ausführungsfor men und
Katalysatoren Nr. 108 bis 110 der fünfzehnten bevorzugten Aus führungsformen.
Katalysatoren Nr. 9 bis 13 der zweiten bevorzugten Ausführungs formen;
Katalysatoren Nr. 16 bis 20 der dritten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 23 bis 27 der vierten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 30 bis 34 der fünften bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 36 bis 40 der sechsten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 42 bis 46 der siebten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 48 bis 52 der achten bevorzugten Ausführungs formen;
Katalysatoren Nr. 54 bis 55 der neunten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 67 bis 69 der zehnten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysator Nr. 76 der elften bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 85 der zwölften bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 92 der dreizehnten bevorzugten Ausführungsfor men;
Katalysator Nr. 100 der vierzehnten bevorzugten Ausführungsfor men und
Katalysatoren Nr. 108 bis 110 der fünfzehnten bevorzugten Aus führungsformen.
Obwohl bei den folgenden Katalysatoren der bevorzugten Ausfüh
rungsformen die Filme 5 und 51 je 100 Masseteile des Katalysa
torträgers weniger als 5 Masseteile Zirkonium enthielten, zeig
ten auch sie im Vergleich zu den Vergleichskatalysatoren eine
in beträchtlichem Maße verbesserte Haltbarkeit, d. h., die Zeit,
die bis zum Auftreten einer abnormen Oxidation des Katalysator
trägers verging, betrug mindestens 325 h bis 400 h oder war
noch länger.
Katalysator Nr. 1 der ersten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 8 der zweiten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 15 der dritten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 22 der vierten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 29 der fünften bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 35 der sechsten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 41 der siebten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 47 der achten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 53 der neunten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysatoren Nr. 61 bis 66 der zehnten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 70 bis 75 und 77 der elften bevorzugten Aus führungsformen;
Katalysatoren Nr. 78 bis 84 der zwölften bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 86 bis 91 und 93 der dreizehnten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysatoren Nr. 94 bis 99 und 101 der vierzehnten bevorzug ten Ausführungsformen und
Katalysatoren Nr. 102 bis 107 der fünfzehnten bevorzugten Aus führungsformen.
Katalysator Nr. 8 der zweiten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 15 der dritten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 22 der vierten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 29 der fünften bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 35 der sechsten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 41 der siebten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 47 der achten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysator Nr. 53 der neunten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysatoren Nr. 61 bis 66 der zehnten bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 70 bis 75 und 77 der elften bevorzugten Aus führungsformen;
Katalysatoren Nr. 78 bis 84 der zwölften bevorzugten Ausfüh rungsformen;
Katalysatoren Nr. 86 bis 91 und 93 der dreizehnten bevorzugten Ausführungsformen;
Katalysatoren Nr. 94 bis 99 und 101 der vierzehnten bevorzug ten Ausführungsformen und
Katalysatoren Nr. 102 bis 107 der fünfzehnten bevorzugten Aus führungsformen.
Ferner zeigten die Katalysatoren Nr. 7, 14, 21 und 28 der er
sten, zweiten, dritten bzw. vierten bevorzugten Ausführungs
formen für die Zeit, die bis zum Auftreten einer abnormen Oxi
dation des Katalysatorträgers verging, einen Wert von 350 h.
Dies bedeutet, daß die Umwandlungen, das Ausmaß der Ablösung
und die Haltbarkeit der Katalysatoren durch die Änderung der
Reihenfolge der Bildung der Filme aus Zirkonium bzw. Aluminium
nicht beeinträchtigt wurden.
Weil alle Katalysatoren der bevorzugten Ausführungsformen ver
besserte Werte der Umwandlungen, des Ausmaßes der Ablösung und
der Zeit, die bis zum Auftreten einer abnormen Oxidation des
Katalysatorträgers verging, zeigten, kann für die Bildung der
Filme 5 und 51 irgendein Verfahren angewandt werden. Ferner
können der Metallfilm 5 und der Oxidfilm 51 oder nur der Oxid
film 51, die aus Zirkonium und Aluminium hergestellt werden,
unabhängig von der Reihenfolge der Abscheidung von Zirkonium
und Aluminium oder gleichzeitig gebildet werden. Ferner können
nur aus Zirkonium hergestellte Filme 5 und 51 gebildet werden
oder kann aus einem flachen Blech aus nichtrostendem Stahl,
der sowohl Zirkonium als auch Aluminium enthält, ein Mischoxid
film gebildet werden.
Claims (18)
1. Katalysator zur Reinigung von Auspuffgas mit
einem hitzebeständigen Katalysatorträger aus nichtrostendem Stahl,
einem auf dem hitzebeständigen Katalysatorträger gebildeten Oxidfilm,
einer auf dem Oxidfilm gebildeten Katalysatorträgerschicht aus aktiviertem Aluminiumoxid und
mindestens einer Metallkatalysatorkomponente, die in die Kata lysatorträgerschicht eingebracht ist bzw. darauf getragen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidfilm Zirkoniumoxid enthält.
einem hitzebeständigen Katalysatorträger aus nichtrostendem Stahl,
einem auf dem hitzebeständigen Katalysatorträger gebildeten Oxidfilm,
einer auf dem Oxidfilm gebildeten Katalysatorträgerschicht aus aktiviertem Aluminiumoxid und
mindestens einer Metallkatalysatorkomponente, die in die Kata lysatorträgerschicht eingebracht ist bzw. darauf getragen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidfilm Zirkoniumoxid enthält.
2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Oxidfilm ferner Aluminiumoxid enthält.
3. Katalysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Oxidfilm Zirkonium und Aluminium in einer Gesamtmenge von
0,01 bis 40 Masseteilen je 100 Masseteile des hitzebeständigen
Katalysatorträgers aus nichtrostendem Stahl enthält.
4. Katalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Oxidfilm je 100 Masseteile des hitzebeständigen Katalysa
torträgers 0,01 bis 30 Masseteile Zirkonium enthält.
5. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem hitzebeständigen Katalysatorträger aus nichtro
stendem Stahl und dem Oxidfilm ein Metallfilm angeordnet ist.
6. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Oxidfilm durch ein Verfahren hergestellt wird, das aus
Sprüh- bzw. Zerstäubungsverfahren, Tauchverfahren, Galvani
sier- bzw. Elektroplattierverfahren, dem Aufbringen von Me
tallfolien mit Walzen und der Salzschmelzenelektrolyse ausge
wählt ist, worauf erhitzt wird.
7. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Oxidfilm aus Zirkonium und Aluminium hergestellt wird, die
in dem hitzebeständigen Katalysatorträger aus nichtrostendem
Stahl enthalten sind.
8. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Oxidfilm Mischungen von Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid
enthält.
9. Katalysator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Oxidfilm Mischoxide von Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid
enthält.
10. Katalysator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Aluminiumoxid γ-Aluminiumoxid, R-Aluminiumoxid oder δ-Alu
miniumoxid enthält.
11. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der hitzebeständige Katalysatorträger aus nichtrostendem Fer
ritstahl hergestellt ist.
12. Katalysator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der nichtrostende Ferritstahl als Legierungskomponente Zirko
nium und/oder Aluminium enthält.
13. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der hitzebeständige Katalysatorträger aus nichtrostendem Mar
tensitstahl hergestellt ist.
14. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der hitzebeständige Katalysatorträger aus nichtrostendem Auste
nitstahl hergestellt ist.
15. Katalysatorträger für einen Katalysator zur Reinigung von
Auspuffgas, dadurch gekennzeichnet, daß er aus hitzebeständi
gem, nichtrostendem Stahl hergestellt ist und einen Oxidfilm
aufweist, der im wesentlichen aus Zirkoniumoxid besteht.
16. Katalysatorträger für einen Katalysator zur Reinigung von
Auspuffgas, dadurch gekennzeichnet, daß er aus hitzebeständi
gem, nichtrostendem Stahl hergestellt ist und für die Bildung
eines im wesentlichen aus Zirkoniumoxid bestehenden Oxidfilms
durch Oxidation einen Metallfilm aufweist, der im wesentlichen
aus Zirkonium besteht.
17. Katalysatorträger für einen Katalysator zur Reinigung von
Auspuffgas, dadurch gekennzeichnet, daß er aus hitzebeständi
gem, nichtrostendem Stahl hergestellt ist und einen Oxidfilm
aufweist, der im wesentlichen aus Zirkoniumoxid und Aluminium
oxid besteht.
18. Katalysatorträger für einen Katalysator zur Reinigung von
Auspuffgas, dadurch gekennzeichnet, daß er aus hitzebeständi
gem, nichtrostendem Stahl hergestellt ist und für die Bildung
eines im wesentlichen aus Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid be
stehenden Oxidfilms durch Oxidation einen Metallfilm aufweist,
der im wesentlichen aus Zirkonium und Aluminium besteht.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| DE3823239A1 true DE3823239A1 (de) | 1989-01-26 |
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ID=15928516
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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