DE3826155A1 - Katalysator und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Katalysator und verfahren zu seiner herstellung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her­ stellung eines Katalysators, insbesondere eines Katalysators für die Reinigung von Motorenabgasen.
Es sind metallische Katalysatoren zur Reinigung von Motoren­ abgasen bekannt, worin die katalytisch wirksamen Komponenten eine Aluminiumoxidbeschichtung auf einem Metallträger durch­ tränken (imprägnieren). Ein solcher metallischer Katalysator ist in der JA-PA 58-23 138, bekanntgemacht am 13. 5. 1983, beschrieben. Gemäß der Beschreibung dieser Patentanmeldung wird ein gewelltes Metallblech 1, wie in Fig. 6 gezeigt, mit geraden Blechen 2 auf beiden Seiten unter Ausbildung eines wabenförmigen Metallträgers schichtweise zusammengefügt. Dann wird auf dem Metallträger eine aus γ-Aluminiumoxid oder dergleichen bestehende Aluminiumoxidbeschichtung aus­ gebildet. Katalytische Komponenten, wie Platin, Rhodium und dergleichen, werden in die Aluminiumoxidbeschichtung impräg­ niert.
Bei der Herstellung einer solchen metallischen Katalysator­ struktur, im allgemeinen nach Ausbildung der Aluminiumoxid­ beschichtung auf dem Metallträger, wird dieser in eine Aluminiumoxidaufschlämmung getaucht, so daß das Material sich auf seiner Oberfläche abscheidet. Der Träger wird zur Ausbildung einer Aluminiumoxidbeschichtung 30 kalziniert. Danach wird das erhaltene Teil in eine wäßrige, die kataly­ tisch wirksame Komponente enthaltende Lösung getaucht, um diese katalytisch wirksame Komponente in das Teil zu impräg­ nieren. Bei diesem Verfahren zur Herstellung einer metal­ lischen Katalysatorstruktur ist bei der Abscheidung der Aluminiumoxidbeschichtung die Viskosität der Aluminiumoxid­ aufschlämmung hoch genug, so daß in einem einzigen Schritt die richtige Menge Aluminiumoxid abgeschieden wird, in welche die gewünschte Menge der katalytisch wirksamen Kompo­ nenten imprägniert werden kann. Es wird also bei diesem Verfahren eine einzige Aluminiumoxidschicht 30 auf dem Metallträger ausgebildet.
Dabei muß jedoch angemerkt werden, daß, falls die Aluminium­ oxidbeschichtung in einem einzigen Abscheidungsschritt ausgebildet wird, deren Dicke nicht über die gesamte Be­ schichtung gleichmäßig ist. Im allgemeinen neigt die Be­ schichtung dazu, daß sie in den Ecken A der Trägerstruktur aus Fig. 6 verhältnismäßig dick, dazwischen hingegen ver­ hältnismäßig dünn ist. Das bedeutet, daß, selbst wenn die gewünschte Menge Aluminiumoxid auf dem Träger als Ganzem abgeschieden wird, auf den zwischen den Ecken liegenden Abschnitten des Trägers die abgeschiedene Menge an Aluminium­ oxid nicht ausreichend ist. Es ist klar, daß nach dem Im­ prägnieren dann die Dichte (Konzentration) der katalytisch wirksamen Komponenten in diesen Zwischenabschnitten des Trägers im Verhältnis zu den in den Ecken liegenden Ab­ schnitten relativ hoch ist. Diese teilweise hohe Dichte der katalytisch wirksamen Komponenten auf dem Träger bewirkt eine Sinterung, wobei separate Elemente der katalytisch wirksamen Komponenten unter hohen Temperaturen vereinigt werden, so daß die Oberfläche des Katalysators verringert und dessen katalytische Wirksamkeit verschlechtert wird.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Katalysators mit hoher kata­ lytischer Wirksamkeit.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Her­ stellung eines Katalysators, worin die katalytisch wirksamen Komponenten gleichmäßig in einer auf einem Träger ausgebil­ deten Beschichtung auf der Basis von Aluminiumoxid verteilt sind.
Ziel der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, in dem das Versintern der katalytisch wirksamen Komponenten wirksam verhindert wird.
Weiteres Ziel der Erfindung ist ein Katalysator mit hoher katalytischer Wirksamkeit zur Reinigung von Motorenabgasen.
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstel­ lung eines Katalysators zur Reinigung von Motorenabgasen, das als Schritte die Herstellung der gewellten Metallbleche und geraden Bleche, das schichtweise Aneinanderfügen (Lami­ nieren) der geraden Bleche mit den gewellten Blechen unter Ausbildung eines wabenförmigen Metallträgers, die sequenti­ elle Ausbildung von mindestens zwei Schichten bestehend aus einer Grundbeschichtung und einer Deckbeschichtung auf Aluminiumoxidbasis auf dem Metallträger, sowie das Impräg­ nieren der katalytisch wirksamen Komponenten in zumindest die äußerste Schicht der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis enthält.
Zur Ausbildung mehrerer Schichten von Beschichtungen auf Aluminiumoxidbasis wird der Metallträger zuerst in eine Aluminiumoxidaufschlämmung getaucht, die γ-Aluminiumoxid, Boehmit, Salpetersäure und Wasser enthält, und dann getrock­ net und kalziniert, wobei man eine Grundschicht der Be­ schichtung auf Aluminiumoxidbasis erhält.
Im nächsten Schritt wird der mit der Grundschicht versehene Metallträger in eine Aluminiumoxidaufschlämmung getaucht, die γ-Aluminiumoxid, Boehmit, Ceroxid (CeO2), Salpetersäure und Wasser enthält, und sodann getrocknet und kalziniert, wobei man einen Deckschichtabschnitt der Schichten der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis erhält.
Dieser Arbeitsgang zur Ausbildung des Deckschichtabschnitts der Schichten kann für eine weitere Schicht der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis, falls nötig, wiederholt werden.
Nach der Ausbildung mehrerer Schichten der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis wird der Metallträger in eine wäßrige Lösung getaucht, die Platinchlorid und Rhodiumchlorid ent­ hält, so daß die katalytisch wirksamen Komponenten in die Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis imprägniert werden.
Der Grundschichtabschnitt der Beschichtung auf Aluminium­ oxidbasis macht vorzugsweise 7 bis 10 Gew.-% des Trägers aus. Vorzugsweise wird Natriumborhydrid in die Grundschicht imprägniert. Der Deckschichtabschnitt der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis macht vorzugsweise weniger als 30 Gew.-% des Trägers aus.
Der erhaltene Katalysator umfaßt einen Metallträger, worin gewellte Bleche und gerade Bleche in abwechselnden Schichten aneinandergefügt sind, einen ersten, darauf ausgebildeten Abschnitt einer Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis, einen zweiten, auf dem ersten Abschnitt ausgebildeten Abschnitt einer Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis, sowie mindestens in den zweiten Abschnitt der Beschichtung imprägnierte katalytisch wirksame Komponenten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis so gleichmäßig auf dem Metallträger ausgebildet werden, daß die katalytisch wirksamen Komponen­ ten über die Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis, insbeson­ dere in deren äußerer Schicht, homogen verteilt sind. Das bedeutet, daß die katalytische Wirksamkeit in hohem Grade aufrechterhalten werden kann.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Dabei wird auf die Zeichnungen, die eine bevorzugte Aus­ führungsform der Erfindung zeigen, Bezug genommen.
Fig. 1 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch einen erfin­ dungsgemäßen Katalysator in einer bevorzugten Ausführungs­ form;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Testvorrichtung zur Prüfung der Eigenschaften des Katalysators;
Fig. 3a bis d zeigen graphische Darstellungen der Testergeb­ nisse;
Fig. 4 zeigt ein Diagramm, in dem die Beziehung zwischen der Menge an Grundschicht in der Beschichtung auf Aluminiumoxid­ basis und dem Ausmaß des Abblutens (peel off) des Katalysa­ tors aufgetragen ist;
Fig. 5 zeigt ein Diagramm, in dem die Beziehung zwischen der Menge an Deckschicht in der Beschichtung auf Aluminiumoxid­ basis und dem Ausmaß des Abblutens (peel off) des Katalysa­ tors aufgetragen ist;
Fig. 6 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch einen Kataly­ sator bekannter Bauart.
In Fig. 1 ist ein vergrößerter Schnitt durch eine Struktur eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Katalysators gezeigt.
In der Fig. 1 sind ein gewelltes Blech 1 und gerade Bleche 2 abwechselnd in der Weise schichtweise zusammengefügt, daß die geraden Bleche 2 mit dem gewellten Blech 1 an den je­ weils gegenüberliegenden Seiten verbunden sind, so daß der Träger Wabenform erhält. Auf der Oberfläche der Trägerstruk­ tur wird eine Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis ausgebil­ det, die einen Grundschichtabschnitt 3 und einen Deck­ schichtabschnitt 4 umfaßt. Katalytisch wirksame Komponenten, die Platin, Rhodium und dergleichen enthalten, werden in die Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis, und zwar hauptsächlich in deren Deckschichtabschnitt 4, imprägniert.
Beispiel 1
Zunächst wird der Metallträger aus dem gewellten Blech 1 und den geraden Blechen 2 montiert. Dann wird darauf der Grund­ schichtabschnitt ausgebildet. Vor dem Ausbilden der Grund­ schicht wird der Träger 6 h bei 1000°C an der Luft kalzi­ niert und abgekühlt.
Zur Herstellung einer Aluminiumoxidaufschlämmung werden 100 g γ-Aluminiumoxid, 100 g Boehmit, 250 ml Wasser und 1,2 ml Salpetersäure unter Entstehen einer Aluminiumoxidauf­ schlämmung gemischt. Der Metallträger wird in die Aufschläm­ mung getaucht, so daß diese sich auf seiner Oberfläche abscheidet. Danach wird der Träger im starken Druckluftstrom von überschüssigen Abscheidungen der Aufschlämmung befreit und dann zusammen mit der abgeschiedenen Aufschlämmung 30 min bei 150°C getrocknet. Der Träger wird dann 1,5 h bei 550°C kalziniert, so daß das auf seiner Oberfläche abge­ schiedene Material als erste Schicht oder Grundschicht einer Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis haftend gemacht wird.
Als nächstes wird auf dieser Grundschicht der Deckschichtab­ schnitt gebildet.
Bei diesem Schritt werden 80 g γ-Aluminiumoxid, 20 g Ceroxid (CeO2), 100 g Boehmit, 240 ml Wasser und 1,6 ml Salpeter­ säure unter Entstehen einer Aluminiumoxidaufschlämmung gemischt. Der Träger, auf den vorher die Grundschicht fest aufgebracht wurde, wird in die Aufschlämmung getaucht, so daß diese sich auf der Grundschicht abscheidet. Nach Behand­ lung im Luftstrom wird der Träger 30 min bei 150°C getrock­ net und 1,5 h kalziniert, so daß eine zweite Schicht oder ein Deckschichtabschnitt der Beschichtung auf Aluminiumoxid­ basis auf der Grundschicht haftend ausgebildet wird. Vor dem Ausbilden der Deckschicht wird ein Reduktionsmittel, wie etwa Natriumborhydrid (NaBH4) in die Grundschicht impräg­ niert, so daß verhindert wird, daß die katalytisch wirksame Komponente in die Grundschicht eindringt.
Danach werden die katalytisch wirksamen Komponenten in die Beschichtung des Trägers auf Aluminiumoxidbasis imprägniert. Dabei wird der Träger mit den Grund- und Deckschichtab­ schnitten 3 und 4 in eine Lösung eingetaucht, die eine vorher bestimmte Menge an Platinchlorid und Rhodiumchlorid enthält. Der Träger wird dann 30 min bei 150°C getrocknet und 2 h bei 500°C kalziniert, so daß die katalytisch wirk­ samen Komponenten in die Beschichtung auf Aluminiumoxid­ basis, und zwar hauptsächlich in den Deckschichtabschnitt der Schichten, imprägniert werden. Die Eindringtiefe der katalytisch wirksamen Komponenten kann durch Einstellen der Konzentration der Lösung, die die katalytisch wirksamen Komponenten enthält, gesteuert werden.
Der mit den obengenannten Schritten erhaltene Katalysator enthält den Grundschichtabschnitt 3 mit 7 Gew.-% des Trägers, den Deckschichtabschnitt 4 mit 14 Gew.-% der Summe von Träger und Grundschichtabschnitt, einen Ceroxidan­ teil 3 mit 10 Gew.-% des Deckschichtabschnitts, sowie Platin und Rhodium in einer Konzentration von 1,33 bzw. 0,27 g/l.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Viskosität der Aluminiumoxidaufschlämmung relativ niedrig gehalten, so daß nur ein verhältnismäßig dünner Film der Aufschlämmung für der Grundbeschichtung 3 auf der Oberfläche des Trägers abgeschieden wird. Es versteht sich jedoch, daß die Aufschlämmung die Eckabschnitte A des Trägers in gewissem Ausmaß abrundet. Hierdurch wird die Ausbildung des Deck­ schichtabschnitts 4 auf der Grundschicht 3 in gleichmäßiger Dicke erleichtert. Da die katalytisch wirksamen Komponenten vornehmlich in den Deckschichtabschnitt 4 der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis imprägniert werden, kann so eine gleich­ mäßige Verteilung der katalytisch wirksamen Komponenten auf dem Träger erzielt werden.
Prüfung der Eigenschaften des Katalysators
Der nach dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren erhal­ tene Katalysator wurde in seinen Eigenschaften mit einem nach herkömmlichem Verfahren hergestellten Katalysator verglichen. Der Test wurde unter Verwendung der in Fig. 2 schematisch dargestellten Prüfvorrichtung durchgeführt.
Diese Prüfvorrichtung enthält eine Gasleitung 10, einen elektrisch beheizten Ofen 11, der auf eine Temperatur von 650°C gebracht ist, eine Katalysatorvorrichtung 12, worin ein Katalysator angebracht ist, ein Umschaltventil 13, eine Umgehungsleitung 14 und ein am Einlaß der Katalysatorvor­ richtung angebrachtes Thermometer 15. Mit Hilfe des Um­ schaltventils 13 kann der Weg des Prüfgases zwischen der Katalysatorvorrichtung 12 und der Umgehung 14 umgeschaltet werden. Wenn nicht getestet wird, wird das Prüfgas über den elektrischen Ofen 11 in die Umgehung 14 geleitet.
Zum Test wird mit Hilfe des Umschaltventils 13 das Prüfgas von der Umgehung 14 weg zur Katalysatorvorrichtung geleitet. Das Prüfgas wird in die Katalysatorvorrichtung 12 geleitet während seine Temperatur bestimmt wird. Dann wird das Gas in eine Analysiervorrichtung geleitet, worin Bestandteile des Gases analysiert werden.
Die Durchflußgeschwindigkeit des Prüfgases beträgt 24 l/min. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zur Erzeugung des Prüfgases ist 14,5. Die Katalysatoren werden nach 50stündigem Er­ hitzen auf 900°C zur Alterung eingesetzt.
Der herkömmliche Katalysator wurde wie folgt hergestellt:
Es wird die gleiche Trägerstruktur wie für den erfindungs­ gemäß hergestellten Katalysator hergestellt. Der Träger wird 6 h bei 1000°C kalziniert. Zur Herstellung der Aluminium­ oxidaufschlämmung werden 80 g γ-Aluminiumoxid, 20 g Ceroxid, 100 g Boehmit, 240 ml Wasser und 1,6 ml Salpetersäure ge­ mischt. Der Metallträger wird in die Aluminiumoxidaufschläm­ mung getaucht. Nach Behandlung im Druckluftstrom wird der mit einem aus der Aluminiumoxidaufschlämmung bestehenden Film versehene Träger bei 150°C 30 min getrocknet und 1,5 h bei 550°C kalziniert. Danach wird der erhaltene Träger in eine Lösung getaucht, die eine vorher bestimmte Menge Platinchlorid und Rhodiumchlorid enthält. Der Träger wird danach 30 min bei 150°C getrocknet und 2 h bei 500°C kalziniert, so daß man einen Katalysator erhält.
Der Katalysator enthält eine Aluminiumoxidbeschichtung von 14 Gew.-% des Trägers und Platin und Rhodium in Konzentra­ tionen von 1,33 g/l bzw. 0,27 g/l.
Die Testergebnisse sind in den Fig. 3a, 3b und 3c darge­ stellt, worin die Konzentrationen von Kohlenwasserstoffen (KW), Kohlenmonoxid (CO) bzw. Stickoxiden (NO x ) in den Prüfgasen nach Passieren des erfindungsgemäßen Katalysators und des Vergleichskatalysators herkömmlicher Bauart darge­ stellt sind. Die durchgezogene Linie stellt dabei jeweils das mit dem gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Katalysator, die unterbrochene Linie das mit dem Katalysator herkömmlicher Bauart erhaltene Ergebnis dar. Die Fig. 3d zeigt die mit dem Thermometer 15 gemessenen Änderungen der Gastemperatur.
Aus den Ergebnissen des Tests ist ersichtlich, daß der gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte Kata­ lysator im Vergleich mit dem auf bekannte Weise hergestell­ ten Katalysator bessere Eigenschaften aufweist.
Beispiel 2
Es wurde ein Katalysator auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Der Katalysator ent­ hielt jedoch eine Grundschicht von 4 Gew.-% des Trägers.
Beispiel 3
Es wurde ein Katalysator auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, der jedoch eine Grund­ schicht von 10 Gew.-% des Trägers enthielt.
Beispiel 4
Es wurde ein Katalysator auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, der jedoch eine Grund­ schicht von 15 Gew.-% des Trägers enthielt.
Mit den in diesen Beispielen hergestellten Katalysatoren wurde die Reinigungswirksamkeit und die Menge des abbluten­ den Katalysators (peel off) untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der Fig. 4 gezeigt.
Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Anteil der Grund­ schicht vorzugsweise im Bereich von 7 bis 10 Gew.-% des Trägers liegt.
Ferner wurde die Beziehung zwischen der Menge des Deck­ schichtabschnittes der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis und der Reinigungswirksamkeit sowie dem Abbluten des Kataly­ sators untersucht.
Die Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen einer Eingangstempe­ ratur (light off-Temperatur), bei der die Reinigungswirksam­ keit 50% beträgt, der Abblutungsmenge des Katalysators und dem mengenmäßigen Anteil bzw. der Dicke des Deckschichtab­ schnitts der Beschichtung.
Die Dicken der jeweiligen Deckschichtabschnitte sind jeweils in Klammern aufgeführt, wobei jeder Katalysator eine Träger­ dichte von 650 g/l und einen Anteil der Grundschicht von 10 Gew.-% des Trägers aufweist.
Den Ergebnissen dieser Untersuchungen zufolge sinkt die Eingangstemperatur (light off-Temperatur) mit zunehmender Dicke des Deckschichtabschnittes ab. Das bedeutet, daß die Reinigungswirksamkeit mit zunehmender Dicke der Deckschicht verbessert wird. Übersteigt jedoch die Menge der Deckschicht einen Anteil von ca. 30 Gew.-% des Trägers (47,6 µm Dicke), so steigt die Menge des abblutenden Katalysators an. Deshalb beträgt der mengenmäßige Anteil des Deckschichtabschnittes im Katalysator vorzugsweise weniger als ca. 30 Gew.-% des Trägers.
Der Katalysator kann im übrigen auch aus mehr als drei Schichten der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis ausgebil­ det sein.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Reini­ gung von Motorenabgasen, dadurch gekennzeich­ net, daß es als Schritte die Herstellung von gewellten und geraden Metallblechen, das schichtweise, abwechselnde Zusam­ menfügen der geraden und gewellten Bleche unter Ausbildung einer wabenförmigen Trägerstruktur, die Ausbildung von mindestens zwei Schichten als Grundschichtabschnitt und Deckschichtabschnitt einer Beschichtung des Metallträgers auf Aluminiumoxidbasis und das Imprägnieren von katalytisch wirksamen Komponenten zumindest in die äußerste Schicht der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der genannte Metallträger in eine Aluminiumoxid­ aufschlämmung getaucht wird, die γ-Aluminiumoxid, Boehmit, Salpetersäure und Wasser enthält, dann getrocknet und kalzi­ niert wird, so daß der Grundschichtabschnitt der Schichten der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis ausgebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der genannte Grundschichtabschnitt der Beschich­ tung auf Aluminiumoxidbasis 7 bis 10 Gew.-% des Metallträ­ gers ausmacht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß vorzugsweise Natriumborhydrid in den Grund­ schichtabschnitt imprägniert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Metallträger mit der darauf ausgebildeten Grundschicht in eine Aluminiumoxidaufschlämmung getaucht wird, die γ-Aluminiumoxid, Boehmit, Ceroxid, Salpetersäure und Wasser enthält, und dann getrocknet und kalziniert wird, so daß der Deckschichtabschnitt der Schichten der Beschich­ tung auf Aluminiumoxidbasis ausgebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Deckschichtabschnitt der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis vorzugsweise weniger als ca. 30 Gew.-% des Metallträgers ausmacht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß nach der Ausbildung mehrerer Schichten der Be­ schichtung auf Aluminiumoxidbasis der Metallträger in eine wäßrige Lösung getaucht wird, die Platinchlorid und Rhodiumchlorid enthält, so daß die katalytisch wirksamen Komponenten die Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis impräg­ nieren.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß es als Schritte das Eintauchen des Metallträgers in eine Aluminiumoxidaufschlämmung, die γ-Aluminiumoxid, Boehmit, Salpetersäure und Wasser enthält, Trocknen des Trägers mit dem aus der Aufschlämmung bestehenden Film und Kalzinieren, so daß sich der Grundschichtabschnitt der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis bildet, Eintauchen des die Grundschicht enthaltenden Trägers in eine Aluminiumoxid­ aufschlämmung, die γ-Aluminiumoxid, Boehmit, Ceroxid (CeO2), Salpetersäure und Wasser enthält, Trocknen des die Grund­ schicht und diese Aluminiumoxidaufschlämmung enthaltenden Trägers und Kalzinieren, so daß der Deckschichtabschnitt der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis gebildet wird, sowie Eintauchen des diese mehreren Schichten der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis enthaltenden Trägers in eine wäßrige Lösung, die Platinchlorid und Rhodiumchlorid enthält, so daß die katalytisch wirksamen Komponenten die Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis imprägnieren, umfaßt.
9. Katalysator, enthaltend einen metallischen Träger, in wel­ chem gewellte Metallbleche abwechselnd mit geraden Metall­ blechen schichtweise zusammengefügt sind, ein erster Ab­ schnitt einer Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis auf dem metallischen Träger ausgebildet ist, ein zweiter Abschnitt der Beschichtung auf Aluminiumoxidbasis auf dem ersten Beschichtungsabschnitt ausgebildet ist und katalytische Komponenten in wenigstens den zweiten Beschichtungsab­ schnitt imprägniert sind.
10. Katalysator nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die katalytisch wirksamen Kompo­ nenten Platin und Rhodium enthalten.
DE3826155A 1987-07-31 1988-08-01 Katalysator und verfahren zu seiner herstellung Granted DE3826155A1 (de)

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JP62193519A JPH0657320B2 (ja) 1987-07-31 1987-07-31 排気ガス浄化用触媒の製造法

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DE (1) DE3826155A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0433222A1 (de) * 1989-12-11 1991-06-19 Sulzer Chemtech AG Reaktor für heterogene Reaktionsführung mit Katalysatorkörper
DE4110358A1 (de) * 1990-03-30 1991-10-31 Tokyo Roki Kk Verfahren zur herstellung eines katalysators zur abgasreinigung
EP0564830A2 (de) * 1992-03-25 1993-10-13 BASF Aktiengesellschaft Monolithischer Trägerkatalysator, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
WO2010122006A1 (de) * 2009-04-22 2010-10-28 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zur herstellung eines beschichteten wabenkörpers

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02132133A (ja) * 1989-05-26 1990-05-21 Oouchi Shinko Kagaku Kogyo Kk 高分子着色成形材用の耐光安定化剤
US5200382A (en) * 1991-11-15 1993-04-06 Exxon Research And Engineering Company Catalyst comprising thin shell of catalytically active material bonded onto an inert core
JPH05146685A (ja) * 1991-11-30 1993-06-15 Mazda Motor Corp 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP3285614B2 (ja) * 1992-07-30 2002-05-27 日本碍子株式会社 排ガス浄化用触媒及びその製造方法
US7678343B2 (en) * 1999-12-24 2010-03-16 Ineos Vinyls Uk Ltd. Metallic monolith catalyst support for selective gas phase reactions in tubular fixed bed reactors
EP1110605B1 (de) * 1999-12-24 2008-11-26 Ineos Vinyls UK Ltd. Verwendung einer monolitischen metallischen Katalysatorträger zur selektiven Gasphasenreaktionen
SE0000429L (sv) * 2000-02-11 2000-11-27 Sven Melker Nilsson Metod för veckning av metallfolie samt foliepaket av sådan folie
JP4573993B2 (ja) * 2000-11-09 2010-11-04 日産自動車株式会社 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
US6881703B2 (en) 2001-08-08 2005-04-19 Corning Incorporated Thermally conductive honeycombs for chemical reactors
AU2005229044B2 (en) * 2004-03-23 2010-08-12 Velocys, Inc. Protected alloy surfaces in microchannel apparatus and catalysts, alumina supported catalysts, catalyst intermediates, and methods of forming catalysts and microchannel apparatus
DE102008022519A1 (de) * 2008-05-07 2009-11-12 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Wabenkörper aus metallischen Folien und Verfahren zu dessen Herstellung
US20200276567A1 (en) * 2017-03-23 2020-09-03 Cataler Corporation Exhaust gas purification catalyst

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2450664A1 (de) * 1973-10-24 1975-04-30 Johnson Matthey Co Ltd Katalysator
JPS5823138A (ja) * 1981-08-03 1983-02-10 日産自動車株式会社 ヒユ−ズ回路板

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1492929A (en) * 1973-10-24 1977-11-23 Johnson Matthey Co Ltd Catalytic structures having metallic substrates
DE3415460A1 (de) * 1984-04-25 1985-10-31 INTERATOM GmbH, 5060 Bergisch Gladbach Hochtemperaturfester abgaskatalysator-traegerkoerper aus stahlblechen mit hohem aluminiumanteil und verfahren zu seiner herstellung
DE3527111A1 (de) * 1985-07-29 1987-01-29 Interatom Metallischer, gewickelter abgaskatalysatortraegerkoerper mit geometrisch komplizierter form des querschnitts sowie verfahren, vorrichtung und rohling zu seiner herstellung
JPS63116745A (ja) * 1986-11-05 1988-05-21 Calsonic Corp 金属触媒担体

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2450664A1 (de) * 1973-10-24 1975-04-30 Johnson Matthey Co Ltd Katalysator
JPS5823138A (ja) * 1981-08-03 1983-02-10 日産自動車株式会社 ヒユ−ズ回路板

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0433222A1 (de) * 1989-12-11 1991-06-19 Sulzer Chemtech AG Reaktor für heterogene Reaktionsführung mit Katalysatorkörper
US5350566A (en) * 1989-12-11 1994-09-27 Sulzer Brothers Limited Reactor for heterogeneous reactions with a catalyst member
DE4110358A1 (de) * 1990-03-30 1991-10-31 Tokyo Roki Kk Verfahren zur herstellung eines katalysators zur abgasreinigung
US5208206A (en) * 1990-03-30 1993-05-04 Tokyo Roki Co., Ltd. Method of manufacturing an exhaust gas purifying catalyst
EP0564830A2 (de) * 1992-03-25 1993-10-13 BASF Aktiengesellschaft Monolithischer Trägerkatalysator, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
EP0564830A3 (en) * 1992-03-25 1993-11-10 Basf Ag Monolithic supported catalyst, process for its preparation and its use
WO2010122006A1 (de) * 2009-04-22 2010-10-28 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zur herstellung eines beschichteten wabenkörpers
US8444741B2 (en) 2009-04-22 2013-05-21 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Coated honeycomb body and method for producing a coated honeycomb body

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Publication number Publication date
JPH0657320B2 (ja) 1994-08-03
DE3826155C2 (de) 1992-01-02
JPS6438145A (en) 1989-02-08
US4888320A (en) 1989-12-19

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