DE4316508A1

DE4316508A1 - Katalysator zur Abgasreinigung und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE4316508A1
Application number: DE4316508A
Authority: DE
Inventors: Fumio Abe; Naomi Noda; Makoto Hori; Toshimi Fukui
Original assignee: NGK Insulators Ltd; Krosaki Corp
Current assignee: NGK Insulators Ltd; Krosaki Corp
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1993-05-17
Publication date: 1994-02-03
Also published as: JPH0647279A; US5439865A; JP3285614B2

Description

Die Erfindung betrifft Katalysatoren zur Abgas reinigung und Verfahren zur Herstellung der Katalysatoren. Insbesondere betrifft die Erfindung Katalysatoren zur Abgasreinigung, die in geeigneter Weise als in Motorkrümmern von Automobilen mit Benzinmotoren eingebaute Konverter verwendet werden können, und von denen gefordert wird, daß sie eine große Wärmebeständigkeit aufweisen oder daß sie als eine Heizvorrichtung ein verbessertes Reinigungsvermögen für die während eines Kaltstarts aus den Automobilen abgegebenen Abgase aufweisen, und sie betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der Katalysatoren.

Verschiedene Vorschläge wurden bislang für Katalysatoren zur Abgasreinigung, die in den Verbrennungs motoren von Automobilen und ähnlichem verwendet werden, gemacht. Die Anforderungen an die Wärmebeständigkeit der Katalysatoren wurden zunehmend größer, da die Katalysatoren bei ziemlich hohen Temperaturen angewendet werden und da in den letzten Jahren versucht oder ausgeführt wurde, einen Katalysator in der Nähe des Krümmers, zur Verbesserung der Eigenschaften des Katalysators beim Aufwärmen, anzubringen oder ein elektrisch-geheizter Katalysator zur verbesserten Abgasreinigung während des Kaltstarts zu verwenden.

In diesem Zusammenhang wurden Katalysatoren vorgeschlagen, in denen σ-Aluminiumoxid oder R-Aluminiumoxid als Träger anstelle des herkömmlichen, weit verwendeten γ-Aluminiumoxides verwendet wird, um die unter Hitze bedingungen durch die α-Transformation des Aluminiumoxids verursachte thermische Verschlechterung des Leistungs verhaltens des Katalysators zu unterdrücken. Mittlerweile wurden auf dem Gebiet der katalytischen Verbrennung, wo Katalysatoren eine Hochtemperaturbeständigkeit aufweisen müssen, zum Beispiel ein Aluminiumoxid-Aerogel und/oder ein poröses, metallhaltiges Aluminiumoxid-Aerogel, erhalten mittels eines Sol-Gel-Verfahrens und einer anschließenden überkritischen Trocknung, vorgeschlagen.

Zum Beispiel beschreibt die Japanische Patent anmeldung Kokai (Offenlegung) Nr. 25544/1985 als einen Katalysator zur Reinigung von Automobilabgasen, hauptsächlich zur Verhinderung einer thermischen Verschlechterung gedacht, einen Katalysator zur Abgasreinigung, umfassend (1) einen Träger, dessen Oberflächenschicht aus δ-Aluminiumoxid, R-Aluminiumoxid oder einer Mischung davon hergestellt ist und (2) einen aktiven Katalysatorbestandteil, der darauf aufgebracht ist. Dieser Katalysator wird durch die Beschichtung eines Cordierit-Monolithträgers mit δ-Aluminium oxid, R-Aluminiumoxid oder ihrer Mischung (erhalten durch Brennen (firing) von gewöhnlichem γ-Aluminumoxid bei 850-1050°C) und einem anschließenden Imprägnieren des resultierenden Materials mit einer wäßrigen Lösung eines Edelmetalles und/oder Ceriums, um dem Material zu gestatten, das Edelmetall und/oder Cerium zu tragen, erhalten.

Ferner beschreibt die Japanische Patentanmeldung Kokai (Offenlegung) Nr. 48932/1992 als ein Verfahren zur Herstellung eines porösen platinhaltigen (platinum-loaded) Gels mittels einer feinen und gleichmäßigen Dispergierung von Platin in Aerogel, ohne Rißbildung und Schrumpfung des Aerogels, ein Verfahren, das die Hydrolysierung einer Metallalkoxidlösung mit Chloroplatinsäure und (einer) Base/Basen umfaßt, geeignet zur Chloroplatinsäure-Komplex bildung, vorliegend in einer Menge von 0,1-10 Mol pro Mol Chloroplatinsäure.

Das Ergebnis einer Auswertung des Leistungsverhaltens solch eines metallhaltigen Aerogel-Katalysators ist auf Seite 172 des "Preprint for Annual Meeting (1991)" der Ceramic Society of Japan gezeigt, d. h. in "Preparation of alumina aerogel through sol-gel method and application to catalytic support" von Yasuyuki MIZUSHIMA und Makoto HORI (Colloid Research Institute). Der Artikel berichtet über die Ergebnisse der Auswertung bezüglich der methan-oxidierenden Aktivität eines Katalysators mit einem metallhaltigen Aerogel, das durch Hydrolysierung von Aluminiumalkoxid erhalten wurde, dem 1 Gew.-% Pd in Form einer wäßrigen Chloridlösung hinzugefügt wurde, wobei es der Mischung ermöglicht wurde ein Gelieren zu verursachen, und das Gel einer überkritischen Trocknung unterzogen wurde. In dem Artikel wird das Ergebnis eines Vergleichstests gezeigt, wenn ein Pd-haltiges Aerogel, erhalten durch Zugabe von 1 Gew.-% Pd zu einem wie vorstehend erwähnten Sol und ein im Handel erhältlicher Aluminiumoxidträger, imprägniert mit 1 Gew.-% Pd, 100 Stunden lang bei 1200°C gebrannt und dann einem Methan- Verbrennungstest unterzogen wurden. Die Ergebnisse zeigen, daß die Beladung (loading) eines Aerogels mit Pd eine deutliche Verbesserung der katalytischen Aktivität ergibt.

Ebenso wird auf Seite 29 des "Preprints for Annual Meeting (1990)" der Ceramic Society of Japan, d. h. in Präsentation Nr. 1B10, in "Preparation and Sintering Behavior of Alumina Aerogel" von Yasuyugi MIZUSHIMA und Makoto HORI (Colloid Research Institute) über ein Ergebnis berichtet, das erhalten wurde, wenn ein Aerogel, das durch Hydrolysieren eines Aluminiumalkoxids erhalten wurde, wobei es dem resultierenden Material gestattet wurde, eine Gelierung zu verursachen, und wobei das Gel einer Trocknung unter einer überkritischen Bedingung des CO₂ oder des Ethanols unterzogen wurde, bei verschiedene Temperaturen im Bereich von 800 bis 1600°C gebrannt und dann seine spezifische Oberfläche bestimmt wurde. Laut Ergebnis hält das wie vorstehend erhaltene Aerogel im Vergleich mit einem Xerogel (für den Vergleich verwendet), das durch eine Trocknung bei Normaldruck erhalten wurde, eine große spezifische Oberfläche, sogar bei hohen Temperaturen, bei.

In dem Katalysator zur Abgasreinigung gemäß der Japanischen Patentanmeldung Kokai (Offenlegung) Nr. 25544/1985 ist eine Calcinierung von gewöhnlichem γ-Aluminiumoxid alleine jedoch ungeeignet einen Katalysatorträger mit einer großen spezifischen Oberfläche und hoher Porosität zu liefern und konsequenterweise weist der resultierende Katalysator ein ungenügendes Leistungsverhalten auf.

In dem Verfahren zur Herstellung eines porösen, platinhaltigen Gels gemäß der Japanischen Patentanmeldung Kokai (Offenlegung) Nr. 48932/1992 wird auch nichts über die Zusammensetzung und die Eigenschaften eines Katalysators zur Abgasreinigung, hergestellt aus dem Gel, und über das Verfahren zur Herstellung solch eines Katalysators ausgesagt.

In den beiden vorstehenden "Preprints for Annual Meeting" der Ceramic Society of Japan, d. h. in "Preparation of alumina aerogel through sol-gel method and application to catalytic support" und in "Preparation and Sintering Behavior of Alumina Aerogel" wird nichts über die Zusammensetzung und Struktur eines Katalysators für Automobile, hergestellt aus dem Aerogel, ausgesagt.

Die Erfindung wurde unter der vorstehenden Situation gemacht und beabsichtigt einen Katalysator zur Reinigung von Automobilabgasen mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit, und Verfahren zur Herstellung solcher Katalysatoren zur Verfügung zu stellen, unter Verwendung eines Sol-Gel-Verfahrens und einer überkritischen Trocknung und ferner durch Anwendung einer besonderen Zusammensetzung und Struktur, geeignet für einen Katalysator zur Reinigung von Automobilabgasen.

Erfindungsgemäß wird ein Katalysator zur Abgas reinigung zur Verfügung gestellt, umfassend einen hitze beständigen, anorganischen Monolithträger und eine darauf aufgebrachte Katalysatorschicht, wobei die Katalysatorschicht eine Katalysatorzusammensetzung umfaßt, die mindestens ein Edelmetall, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, als aktive Katalysatorkomponente, aktives Aluminiumoxid und gegebenen falls Seltene Erdenoxid(e) enthält, und wobei die Katalysatorzusammensetzung eine spezifische Oberfläche von mindestens 50 m²/g und eine Porosität von mindestens 50% aufweist.

In der Erfindung weist die Katalysatorzusammensetzung bevorzugt eine Verteilungskurve des Porenradius mit einem Peak bzw. einer Spitze im Bereich von 50-1000 Å auf. Die Katalysatorzusammensetzung weist ebenfalls bevorzugt eine spezifische Oberfläche von mindestens 100 m²/g und eine Porosität von mindestens 70% auf. Die Katalysator zusammensetzung hält, sogar bei einer so hohen Temperatur wie 1000°C, eine spezifische Oberfläche von mindestens 50 m²/g und eine Porosität von mindestens 50% bei.

Ferner enthält die Katalysatorzusammensetzung erfindungsgemäß als Edelmetall mindestens eine Kombination, ausgewählt aus Pt/Rh, Pd/Rh und Pt/Pd/Rh, und Rh wird bevorzugt getrennt von den anderen Edelmetallen angeordnet.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Katalysator zur Abgasreinigung zur Verfügung gestellt, der einen hitze beständigen, anorganischen Monolithträger, eine auf dem Träger aufgebrachte erste Katalysatorschicht, und eine auf der ersten Katalysatorschicht aufgebrachte zweite Katalysatorschicht umfaßt, wobei die erste Katalysatorschicht eine Katalysator zusammensetzung aus einem Edelmetall ist, bestehend aus Pt, Pd oder eine Kombination davon, aufgebracht auf eine Trägersubstanz, bestehend aus aktiven Aluminiumoxid und gegebenenfalls Seltene Erdeoxid(e), und wobei die zweite Katalysatorschicht eine Katalysatorschicht ist, die aus auf aktiven Aluminiumoxid aufgebrachtem Rh besteht.

Erfindungsgemäß werden ferner verschiedene, wie nachstehend beschriebene, Herstellungsverfahren zur Verfügung gestellt.

Das erste Verfahren ist ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung, das folgende Schritte umfaßt:
Hydrolysierung eines Aluminiumsalzes oder eines Aluminium alkoxidderivates unter Erhalt eines Vorläufersols oder -gels eines Aluminiumoxids,
Trocknung unter überkritischer Bedingung unter Erhalt eines porösen Materials aus Aluminiumoxid,
Brennen des Materials bei einer Temperatur von 500°C oder höher unter Erhalt von aktivem Aluminiumoxid,
Zugabe von mindestens einem Edelmetall, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, und gegebenenfalls Seltene Erdenverbindung(en) unter Erhalt einer Katalysatorzusammensetzung mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 m²/g und einer Porosität von mindestens 50%, und
anschließende Bildung einer die Zusammensetzung enthaltenden Katalysatorschicht auf einem hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger.

Das zweite Verfahren ist ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung, das folgende Schritte umfaßt:
Zugabe von mindestens einer Edelmetallverbindung, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, zu einem Aluminiumsalz oder einem Aluminiumalkoxidderivat unter Erhalt eines Vorläufersols oder -gels eines edelmetall-dispergierten Aluminiumoxids,
Trocknung des Sols oder Gels unter überkritischer Bedingung unter Erhalt eines porösen Materials aus edelmetall-disper giertem Aluminiumoxid,
Brennen des Materials bei einer Temperatur von 500°C oder höher unter Erhalt eines edelmetall-dispergierten aktiven Aluminiumoxids,
gegebenenfalls Zugabe von Seltene Erdenverbindung(en) zu dem edelmetall-dispergierten aktiven Aluminiumoxid unter Erhalt einer Katalysatorzusammensetzung mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 m²/g und einer Porosität von mindestens 50%, und
Bildung einer die Katalysatorzusammensetzung enthaltenden Katalysatorschicht auf einem hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger.

Das dritte Verfahren ist ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung, das folgende Schritte umfaßt:
Zugabe von (einer) Seltene Erdenverbindung(en) zu einem Aluminiumsalz oder einem Aluminiumalkoxidderivat unter Erhalt eines Vorläufersols oder -gels eines Aluminiumoxid- Seltene Erden-Verbundstoffs,
Trocknen des Sols oder Gels unter einer überkritischen Bedingung unter Erhalt eines porösen Materials aus einem Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbundstoff,
Zugabe von mindestens einem Edelmetall, ausgesucht aus Pt, Pd und Rh, und gegebenenfalls von (einer) Seltene Erden verbindung(en), zu dem Material unter Erhalt einer Katalysatorzusammensetzung mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 m²/g und einer Porosität von mindestens 50%, und
Bildung einer die Katalysatorzusammensetzung enthaltenden Katalysatorschicht auf einem hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger.

Das vierte Verfahren ist ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung, das folgende Schritte umfaßt:
Zugabe von (einer) Seltene Erdenverbindung(en) zu einem Aluminiumsalz oder einem Aluminiumalkoxidderivat unter Erhalt eines Vorläufersols oder -gels eines Aluminiumoxid- Seltene Erden-Verbundstoffs,
Trocknen des Sols oder Gels unter einer überkritischen Bedingung unter Erhalt eines porösen Materials aus einem Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbundstoff,
Brennen des Materials bei einer Temperatur von 500°C oder höher unter Erhalt eines aktiven Aluminiumoxid-Seltene Erden- Verbundstoffs,
Zugabe von mindestens einem Edelmetall, ausgesucht aus Pt, Pd und Rh, und gegebenenfalls von (einer) Seltene Erden verbindung(en) zu dem Verbundstoff unter Erhalt einer Katalysatorzusammensetzung mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 m²/g und einer Porosität von mindestens 50%, und
Bildung einer die Katalysatorzusammensetzung enthaltenden Katalysatorschicht auf einem hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger.

Das fünfte Verfahren ist ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung, das folgende Schritte umfaßt:
Zugabe von (einer) Seltene Erdenverbindung(en) und mindestens einem Edelmetall, ausgesucht aus Pt, Pd und Rh, zu einem Aluminiumsalz oder einem Aluminiumalkoxidderivat unter Erhalt eines Vorläufersols oder -gels eines edelmetall-dispergierten Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbundstoffs,
Trocknung des Sols oder Gels unter einer überkritischen Bedingung unter Erhalt eines porösen Materials aus einem edelmetall-dispergierten Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbund stoff,
Brennen des Materials bei einer Temperatur von 500°C oder höher unter Erhalt eines edelmetall-dispergierten, aktiven Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbundstoffs,
gegebenenfalls Zugabe von (einer) Seltene Erdenverbindung(en) zu dem Verbundstoff unter Erhalt einer Katalysator zusammensetzung mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 m²/g und einer Porosität von mindestens 50%, und Bildung einer die Katalysatorzusammensetzung enthaltenden Katalysatorschicht auf einem hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger.

Der erfindungsgemäße Katalysator zur Abgasreinigung enthält als aktiven Bestandteil mindestens ein Edelmetall, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, bevorzugt mindestens eine Kombination, ausgewählt aus Pt/Rh, Pd/Rh und Pt/Pd/Rh. Wenn der Katalysator als aktiven Bestandteil eine Edelmetall kombination, Rh einschließend, enthält, kann der Katalysator eine verbesserte Fähigkeit zur NOx-Umwandlung aufweisen. In diesem Fall wird, da Rh dazu neigt mit Pt oder Pd eine Legierung zu bilden und dabei eine Deaktivierung des Katalysators zu bewirken, Rh bevorzugt getrennt von den/dem anderen/anderem Edelmetall(en) angeordnet. Die getrennte Anordnung des Rh kann durch Anordnung eines Agglomerats, bestehend aus einem Träger, auf dem Rh aufgebracht wurde, und einem anderen edelmetallhaltigen Träger, in Form einer gemischten Katalysatorschicht, oder durch Anordnung eines Rh- haltigen Agglomerats und eines Pt- oder Pd-haltigen Agglomerats in unterschiedlichen Schichten erreicht werden. Die Anordnung in verschiedene Schichten ist bevorzugt, da sie bei der Verhinderung der Legierungsbildung wirksamer ist. Bei der Anordnung in verschiedene Schichten wird die Rh-haltige Schicht bevorzugt als Oberflächenschicht angeordnet, da dies zu einer größeren NOx-Umwandlungsfähigkeit führt.

Die Dicke der gemischten Katalysatorschicht liegt bevorzugt im Bereich von 10-100 µm. Wenn die Dicke weniger als 10 µm beträgt, weist der resultierende Katalysator eine ungenügende Haltbarkeit auf. Wenn die Dicke mehr als 100 µm beträgt, erzeugt der resultierende Katalysator einen größeren Druckverlust des Abgases.

Bei der Anordnung in verschiedene Schichten liegt die Dicke der das Rh-enthaltenden Oberflächenschicht bevorzugt im Bereich von 5-20 µm. Wenn die Dicke weniger als 5 µm beträgt, weist der resultierende Katalysator eine ungenügende Haltbarkeit auf. Wenn die Dicke mehr als 20 µm beträgt, weist der resultierende Katalysator ein geringeres Light-off- Leistungsverhalten (light-off performance) auf.

Der Anteil der vorliegenden Katalysatorzusammen setzung in der Katalysatorschicht liegt bevorzugt bei 20-100%. Wenn der Anteil weniger als 20% beträgt, weist der resultierende Katalysator nicht die gewünschten Eigenschaften auf.

Die Gesamtmenge an Edelmetall(en) in der Katalysator schicht liegt im Bereich von 357,14-4642,82 g/m³(10-130 g/ft³), bevorzugt 714,28-3571,4 g/m³ (20-100 g/ft³). Wenn die Gesamtmenge weniger als 357,14 g/m³(10 g/ft³) beträgt, weist der resultierende Katalysator eine unzureichende Fähigkeit zur Abgasreinigung auf. Wenn die Gesamtmenge größer als 4642,82 g/m³ (130 g/ft³) ist, zeigt der resultierende Katalysator keinen Anstieg in seinem Reinigungsvermögen und bringt höhere Kosten mit sich.

Der Rh-Menge an der Edelmetallgesamtmenge liegt bevorzugt im Bereich von 35,714-535,71 g/m³ (1-15 g/ft³). Wenn die Rh-Menge kleiner als 35,714 g/m³ (1 g/ft³) ist, zeigt der resultierende Katalysator ein ungenügendes Vermögen zur NOx-Umwandlung. Wenn die Rh-Menge größer als 535,71 g/m³ (15 g/ft³) ist, führt dies wegen der sehr hohen Kosten des Rh zu höheren Kosten.

Das Gewichtsverhältnis der/des anderen Edel metalle/Edelmetalls zu dem Rh [Das Gewicht der/des anderen Edelmetalls/Edelmetalle/Gewicht des Rh] liegt bevorzugt im Bereich von 3-20. Wenn das Gewichtsverhältnis größer als 20 ist, weist der resultierende Katalysator ein geringeres Vermögen zur NOx-Umwandlung auf. Wenn das Gewichtsverhältnis kleiner als 3 ist, weist der resultierende Katalysator ein geringeres Light-off-Leistungsverhalten und aufgrund der großen Menge an Rh höhere Kosten auf.

Die Zugabe eines Übergangsmetalles, wie Ni, Co, Fe, Cu, Re, Ir oder ähnlichem, wird gegebenenfalls bevorzugt, da sich verschiedene zusätzliche katalytische Eigenschaften zeigen.

Die erfindungsgemäße Katalysatorzusammensetzung zur Abgasreinigung schließt aktives Aluminiumoxid, Edelmetall(e) und gegebenenfalls Seltene Erdenoxid(e) ein. Sie weist eine spezifische Oberfläche von mindestens 50 m²/g und eine Porosität von mindestens 50% auf. Wenn die spezifische Oberfläche weniger als 50 m²/g beträgt, verursacht der resultierende Katalysator bei 1000°C leicht ein Sintern und zeigt eine bedeutende Verringerung der katalytischen Aktivität. Die Katalysatorzusammensetzung wird, wenn sie in einem Katalysator mit einer Vielzahl an Katalysatorschichten verwendet wird, in Hinblick auf eine Verhinderung einer Vergiftung des Katalysators und der Haltbarkeit des Katalysators, bevorzugt als eine Oberflächenschicht ange ordnet. Ebenfalls bevorzugt setzt sich die ganze Katalysator schicht aus der Katalysatorzusammensetzung zusammen.

Erfindungsgemäß ergibt die Katalysatorzusammensetzung bevorzugt eine Verteilungskurve des Porenradius mit einer Spitze im Bereich von 50-1000 Å. Wenn die Spitze der Verteilungskurve des Porenradius im Bereich von kleiner als 50 Å liegt, ist die Diffusion von Abgas in die Poren schwierig. Wenn die Spitze der Verteilungskurve des Porenradius im Bereich von größer als 1000 Å liegt, ist die Dispersion der/des Edelmetalle/Edelmetalls in der Katalysatorzusammen setzung schlechter. Ein bevorzugterer Bereich liegt bei 70-500 Å. Wenn die Verteilungskurve des Porenradius eine Spitze in diesem Bereich aufweist, ist die Wirksamkeit des Kontaktes zwischen dem Abgas und dem Katalysator am größten. Die Verteilungskurve des Porenradius kann keine einzige Spitze, sondern mehrere Spitzen aufweisen; d. h. die Katalysator zusammensetzung kann zum Beispiel eine bimodale Porenstruktur aufweisen. Die Verteilungskurve des Porenradius kann übrigens durch Quecksilber-Porosimetrie, dem BET-Verfahren und ähnlichem erhalten werden.

Das Porenvolumen der Katalysatorzusammensetzung liegt bevorzugt im Bereich von 0,5-4,0 ml/g. Wenn das Porenvolumen kleiner als 0,5 ml/g ist, ist die Diffusion des Abgases in die Poren schwierig. Wenn das Porenvolumen größer als 4,0 ml/g ist, weist der Katalysator eine geringere Stärke auf.

Eine Katalysatorzusammensetzung mit einer spezi fischen Oberfläche von mindestens 100 m²/g und einer Porosität von mindestens 70% wird stärker bevorzugt, da der resultierende Katalysator, sogar wenn er einem Hitzebeständig keitstest bei ungefähr 1100°C unterworfen wird, eine hohe katalytische Aktivität aufweist.

Die Katalysatorzusammensetzung des vorliegenden Katalysators zur Abgasreinigung weist sogar bei einer so hohen Temperatur wie 1000°C bevorzugt eine spezifische Oberfläche von mindestens 50 m²/g und eine Porosität von mindestens 50% auf. Dies deshalb, weil Katalysatoren zur Reinigung von Automobilabgasen, wenn sie im Krümmer angeordnet werden, einer so hohen Temperatur wie 1000°C ausgesetzt sein können. Herkömmliche γ-Aluminiumoxidkatalysatoren, die eine bemerkens werte Verringerung der spezifischen Oberfläche und der Porosität bei hohen Temperaturen zeigen, sind nicht in der Lage, solch hohen Temperaturbedingungen wie vorstehend erwähnt, zu widerstehen. Rh weist, wenn es in herkömmlichen Katalysatoren vom γ-Aluminiumoxidtyp verwendet wird, eine starke Wechselwirkung auf und verursacht durch Bildung einer festen Lösung bei hohen Temperaturen eine Kohäsion; deshalb ist die Verwendung eines hochporösen Materials zur Verhinderung einer Kohäsion wesentlich.

Deshalb ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß das aktive Aluminiumoxid in der Katalysatorzusammensetzung keine α-Phase enthält und eine einzelne γ-Phase, eine gemischte Phase aus einer γ-Phase und einer R-Phase oder eine einzelne R-Phase ist. In diesem Fall ist die γ-Phase ein Sammelname für eine γ-Phase, eine δ-Phase, eine η-Phase und ähnliches, die alle bei niedrigeren Temperaturen als die R-Phase auftreten. Das aktive Aluminiumoxid enthält bevorzugt eine R-Phase, weil solch ein aktives Aluminiumoxid eine geringere Änderung der Aktivität mit der Zeit ergibt und eine Beständigkeit bei höheren Temperaturen aufweist. Noch bevorzugter enthält das aktive Aluminiumoxid sogar bei einer so hohen Temperatur wie 1000°C eine R-Phase.

Erfindungsgemäß enthält die Katalysatorzusammen setzung gegebenenfalls Seltene Erdenoxid(e), um eine Sauerstofflagerbarkeit und ähnliches aufzuweisen. Das Seltene Erdenoxid kann ein Einzeloxid oder das Oxid einer Verbindung sein. Das Seltene Erdenoxid, wie CeO₂, kann gegebenenfalls mit ZrO₂ ein Oxid einer Verbindung für eine größere Hitzebeständigkeit und eine größere Sauerstofflagerbarkeit bilden.

Das Seltene Erdenoxid, wie CeO₂, kann alleine in Form eines CeO₂-Pulvers oder zum Teil in Form eines Oxids einer Verbindung mit aktivem Aluminiumoxid und zum Teil in Form eines Pulvers aus CeO₂, bestehend aus Teilchen mit einem relativ großen Durchmesser (0,5-5 µm) zur verbesserten Dispersion des/der Edelmetalls/Edelmetalle, vorliegen.

Da das Rh dazu neigt, eine feste Lösung mit CeO₂ oder ähnlichem zu bilden und dabei eine Deaktivierung des Katalysators verursacht, wird es bevorzugt, daß Rh und CeO₂ oder ähnliches getrennt in einer Katalysatorschicht enthalten sind.

Die Menge an Seltenen Erdenoxid in der Katalysator zusammensetzung liegt bevorzugt im Bereich von 2-35 Gewichts-%. Wenn die Menge weniger als 2 Gew.-% beträgt, ist die Wirkung des verwendeten Seltene Erdenoxids unzureichend. Wenn die Menge mehr als 35 Gewichts-% beträgt, weist die Katalysatorzusammensetzung eine geringe Hitzebeständigkeit auf.

Die Katalysatorzusammensetzung kann eine kleine Menge, zum Beispiel 10 Gewichts-% oder weniger, eines Mittels zur Verhinderung der Kristallisation enthalten, z. B. SiO₂, P oder ähnliches, um die Hitzebeständigkeit des aktiven Aluminiumoxids in der Katalysatorzusammensetzung zu ver bessern.

Da der erfindungsgemäße Katalysator zur Abgas reinigung unter strengen Bedingungen als ein Konverter, ein elektrisch-geheizter Katalysator und ähnliches verwendet wird, muß der Monolithträger in der Katalysatorzusammensetzung ein Monolithträger sein, der aus einer hitzebeständigen, anorganischen Substanz besteht. Als das Material zum Aufbau des Monolithträgers werden geeigneterweise Keramiken wie Cordierit, Mullit und ähnliches, und Metalle, wie Fe-Cr-Al und ähnliches, verwendet.

Wenn der vorliegende Katalysator als elektrisch- geheizter Katalysator verwendet wird, kann ein herkömmlicher Monolithträger vom Folientyp, bestehend aus hitzebeständigem, rostfreien Stahl, verwendet werden, aber ein metallischer Monolithträger mit einer Wabenstruktur, erhalten durch Pulvermetallurgie, wird, da er keine Probleme mit der mechanischen Festigkeit und dem Sich-Zusammenschieben (telescoping) und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist, bevorzugt.

Als nächstes wird eine Beschreibung der vorliegenden Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren zur Abgasreinigung gegeben.

Zuerst werden die Ausgangsmaterialien beschrieben.

Als Aluminium- oder Seltene Erdenmaterialien werden Metallsalze oder Metallalkoxidderivate verwendet. Für die Metallsalze gelten keine Beschränkungen, solange sie in einem verwendeten Lösungsmittel löslich sind, aber Acetate, Nitrate, Chloride und ähnliches werden bevorzugt verwendet. Die Metall alkoxidderivate sind im Hinblick auf die Einfachheit der Hydrolyse zur Erzeugung eines Sols oder Gels bevorzugt.

Die Metallalkoxidderivate werden durch die chemische Formel M(OR)n dargestellt. R stellt eine Alkxylgrupe und/oder eine organische Verbindung, geeignet zur Bildung einer vielzähnigen Koordination mittels Sauerstoff oder ähnlichem dar, und wird geeigneterweise in Hinblick auf die Löslichkeit des Metallalkoxides in dem verwendeten Lösungsmittel aus gewählt. Die organische Verbindung, die geeignet ist, eine mehrzähnige Koordination zu bilden, kann nicht nur eine Verbindung sein, in der ein Anion eines Carboxylats oder ähnliches an das Aluminium über den Carbonylsauerstoff gebunden wird, sondern auch eine Verbindung, die in neutraler Form an das Aluminium gebunden ist. Die Alkylgruppe weist bevorzugt 1-6 Kohlenstoffatome auf. Als die zur Bildung einer mehrzähnigen Koordination geeignete organische Verbindung werden β-Ketocarbonsäuren, β-Diketone, Ester (insbesondere β-Ketoester), β-Ketoamide, Alkanolamine und Carbanionen, die Verbindungen darstellen, die ein oder mehrere Protonen abgegeben haben, bevorzugt. Es kann jedoch jede organische Verbindung, die geeignet ist, eine mehrzähnige Koordination zu bilden, verwendet werden, so lange sie die Hydrolysierungsgeschwindigkeit des Metallalkoxids verringern kann.

Was das/die Edelmetall(e) angeht, ist/sind der/die Typ(en) von Edelmetallsalz(en), der/die verwendet wird/werden, nicht besonders beschränkt. Es werden jedoch im allgemeinen Nitrate, Acetate, Dinitrodiamminsalze, Chloride, Säurechloride und ähnliches verwendet. Das/Die Metallsalz(e) muß/müssen in einem verwendeten Lösungsmittel löslich sein.

Das Lösungsmittel ist nicht besonders eingeschränkt, solange es ein organisches Lösungsmittel ist, in dem die vorstehend erwähnten Metallsalze und Metallalkoxidderivate löslich sind. Es wird jedoch ein polares Lösungsmittel bevorzugt, und ein Alkohol wird besonders bevorzugt. Bevorzugt sind beispielsweise Methanol, Ethanol, Propanol, Ethylen glycol, Methoxyethanol und Ethoxyethanol.

Anschließend wird eine Beschreibung der Verfahren zur Herstellung eines Vorläufersols oder -gels gegeben.

Das Vorläufersol oder -gel eines Aluminiumoxids kann durch Hydrolysieren eines Aluminiumsalzes oder eines Aluminiumalkoxidderivats erhalten werden.

Das Vorläufergel oder -sol eines edelmetall- dispergierten Aluminiumoxids und das Vorläufergel oder -sol eines edelmetall-dispergierten Aluminiumoxid-Seltene Erden- Verbundstoffs kann durch die nachstehenden Verfahren erhalten werden.

Verfahren A

Eine Lösung, enthaltend ein Aluminiumsalz oder -alkoxidderivat und Salze oder Alkoxidderivate anderer hinzuzufügender Bestandteile [Edelmetall(e) und Seltene Erdenelement(e)], wird hydrolysiert.

Verfahren B

Ein Aluminiumsalz oder -alkoxidderivat wird mit anderen Bestandteilen (Hydroxide, erhalten durch Hydrolyse oder ähnlichem) gemischt, und die Mischung wird hydrolysiert.

Verfahren C

Ein Aluminiumsalz oder -alkoxidderivat und Salze oder Alkoxidderivate anderer Verbindungen werden getrennt hydrolysiert, und die resultiernden Hydroxide werden mit einander gemischt.

Verfahren D

Wenn ein Vorläufergel oder -sol eines edelmetall- dispergierten Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbundstoffs erhal ten wird, werden die Verfahren A bis C wie gewünscht kombiniert, wobei ein gewünschtes Sol oder Gel erhalten werden kann.

Von den vorstehenden Verfahren sind die Verfahren A oder B bevorzugt, weil sie ein Sol oder Gel von gleichmäßiger Zusammensetzung erzeugen können.

Wenn die Hydrolyse unter Verwendung eines Alkoxidderivats ausgeführt wird, kann das Hydrolyseprodukt durch Steuerung des verwendeten Wasservolumens in einer gewünschten Form als Sol, Gel oder ausgefälltes Pulver oder ähnlichem erhalten werden. Beim Erhalt eines Gels wird es bevorzugt, Wasser in einer Menge von 0,5 bis 4 Mol pro Mol des verwendeten Alkoxidderivats zu verwenden. In diesem Fall kann eine Säure oder Base als ein Katalysator verwendet werden.

Nachfolgend wird eine Beschreibung über das Verfahren zur Herstellung von aktivem Aluminiumoxid gegeben.

Das mittels des vorstehenden Verfahrens hergestellte Sol oder Gel enthält ein organisches Lösungsmittel. Dieses organische Lösungsmittel kann durch Trocknung des Gels unter überkritischer Bedingung (auf diese Trocknung wird nach stehend als "überkritische Trocknung" Bezug genommen) entfernt werden, aber die Trocknung des Gels kann in einem gemischten System aus dem organischen Lösungsmittel und einer anderen chemischen Substanz, zum Beispiel einem gemischten System aus dem organischen Lösungsmittel und Kohlendioxid, durchgeführt werden. In diesem Fall bezieht sich die überkritische Bedingung auf eine Bedingung, die oberhalb der kritischen Temperatur (T_c) und des kritischen Drucks (P_c) des gemischten Systems, bestehend aus dem organischen Lösungsmittel und der anderen chemischen Substanz, liegt, und zeigt eine Bedingung an, bei der das organische Lösungsmittel oder die Mischung ein überkritisches Fluid ist und Eigenschaften zwischen denen einer Flüssigkeit und eines Gases aufweist.

Das vorstehend erhaltene getrocknete Gel wird bei einer gegebenen Temperatur calciniert. Die Calzinierungs temperatur muß mindestens 500°C betragen, um die in den Poren des getrockneten Gels verbliebenen organischen Substanzen abzubrennen, wobei aber eine Calzinierungstemperatur, die 1200°C übersteigt, nicht bevorzugt wird, da sie eine Verringerung der spezifischen Oberfläche herbeiführt und die Kohäsion des/der Edelmetalls/Edelmetalle fördert.

Wenn der vorliegende Katalysator in einem Krümmer eines Automobilverbrennungsmotors angeordnet wird, wird er einer Temperatur von 800°C oder höher ausgesetzt. Somit liegt die vorstehende Calcinierungstemperatur im Hinblick auf die für den erhaltenen Katalysator erforderliche Hitze beständigkeit bevorzugt bei 800-1200°C.

Bei der Herstellung der Katalysatorzusammensetzung werden gegebenenfalls zu dem vorstehend erhaltenen aktiven Aluminiumoxid, dem edelmetall-dispergierten aktiven Aluminium oxid, dem aktiven Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbundstoff oder dem edelmetall-dispergierten aktiven Aluminiumoxid- Seltene Erden-Verbundstoff, mindestens ein Edelmetall, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, und Seltene Erden bestandteil(en) hinzugegeben.

Das/Die Edelmetall(e) und der Seltene Erden bestandteil werden zu dem Oxid oder dem Verbundstoff beispielsweise unter Verwendung entsprechender Salzlösungen hinzugefügt und unter Anwendung eines Mittels, wie Imprägnieren oder ähnliches. In diesem Fall kann ein Lösungsmittel wie Wasser, ein organisches Lösungsmittel, eine Mischung daraus oder ähnliches verwendet werden.

Das/Die Edelmetall(e) und der Seltene Erden bestandteil können gleichzeitig oder getrennt hinzugefügt werden. Gegebenenfalls wird ein Hitzebehandlungsschritt bei einer Temperatur von 500°C oder höher ausgeführt.

Die Zugabe des/der Edelmetallbestandteils/Edelmetall bestandteile kann gegebenenfalls sogar dann unter Verwendung entsprechender Salzlösungen ausgeführt werden, wenn das aktive Aluminiumoxid bereits (einen) Edelmetallbestandteil(e) der gleichen oder unterschiedlicher Art(en) darin dispergiert enthält.

Wenn der/die Seltene Erdenbestandteil(e) zu dem Verbundstoff, der bereits Seltene Erdenbestandteile enthält, in Form eines Oxidpulvers (Teilchendurchmesser = 0,3-2,5 µm) hinzugefügt wird/werden, weist der resultierende Verbundstoff eine verbesserte Hitzebeständigkeit auf.

Wie vorstehend werden Edelmetall(e) und Seltene Erdenbestandteile gegebenenfalls zugegeben. Dann wird bevorzugt eine Hitzebehandlung zur Stabilisierung bei einer Temperatur von 500°C oder höher durchgeführt. Eine Hitzebehandlung bei einer Temperatur, die 1200°C überschreitet, ist jedoch nicht bevorzugt, da sie eine Verringerung der spezifischen Oberfläche mit sich bringt, und die Kohäsion des/der Edelmetalls/Edelmetalle fördert.

So kann eine Katalysatorzusammensetzung mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 m²/g und einer Porosität von mindestens 50% erhalten werden.

Die so erhaltene Katalysatorzusammensetzung wird gegebenenfalls mit einer Edelmetall-q-Aluminiumoxid-Seltene Erden-Katalysatorzusammensetzung (erhalten durch ein übliches Verfahren) oder ähnlichem gemischt und ferner gegebenenfalls mit Seltene Erdenoxid(en). Dazu wird Wasser gegeben, ein Dispersionsmittel (deflocculant) (z. B. Essigsäure, Salpeter säure) und ähnliches. Die resultierende Mischung wird mittels eines Naßverfahrens pulverisiert, um eine Aufschlämmung zu erhalten, die zur Herstellung eines gewünschten Katalysators zur Abgasreinigung mit einer gemischten Katalysatorschicht oder mehreren Katalysatorschichten verwendet wird. In der Naßverfahren-Pulverisierung kann außer Wasser ein organisches Lösungsmittel, eine Mischung davon oder ähnliches verwendet werden.

Die resultierende Aufschlämmung wird als Schicht auf einen hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger aufge bracht und getrocknet. Dann wird ein Brennen bei einer Temperatur von 500°C oder höher ausgeführt, um einen gewünschten Katalysator zur Abgasreinigung zu erhalten. Wenn das Aufbringen der Aufschlämmung in Form einer Schicht mehrmals unter Verwendung mehrerer Aufschlämmungen durchgeführt wird, kann ein Erhitzungsschritt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beschichtungen erfolgen.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher im Detail beschrieben. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die Beispiele.

[Herstellung der Katalysatorzusammensetzungen]

Die in Tabelle 1 gezeigten Katalysatorzusammen setzungen Nr. 1-29 wurden mittels der Herstellungsverfahren A-H für eine Katalysatorzusammensetzung und der wie nachstehend beschriebenen Herstellungsverfahren X-Z für eine Referenzkatalysatorzusammensetzung hergestellt und wurden zur Herstellung von Katalysatoren zur Abgasreinigung, wie nachstehend beschrieben, verwendet.

(Herstellungsverfahren A für eine Katalysatorzusammensetzung)

Ethylacetataluminiumdiisopropylat (274 g) wurde in Ethanol (500 ml) gelöst. Dazu wurde Wasser (72 ml) gegeben und eine Hydrolyse unter Erhalt eines Gels ausgeführt. Das Gel wurde in einem Autoklaven 12 Stunden lang unter einer überkritischen Bedingung von Ethanol, d. h. 270°C und 250 kg/cm² wärmebehandelt. Dann wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abgezogen, um ein poröses Material aus Aluminiumoxid zu erhalten.

Das poröse Material aus Aluminiumoxid wurde an der Luft 5 Stunden lang bei verschiedenen Temperaturen von 500°C, 800°C, 1000°C und 1200°C calciniert, um aktive Aluminiumoxide zu erhalten. (Das 400°C-Calcinierungsprodukt wurde übrigens in dem späteren Katalysator-Herstellungsschritt rehydrolysiert und verlor an Porosität).

Zu jedem Aluminiumoxid wurde eine geeignete Menge an Essigsäure als Dispersionsmittel zugegeben. Es wurde ferner eine Lösung, die Pt, Pd, Rh oder eine Kombination davon enthielt, eine wäßrige Ceriumacetatlösung und Ceriumoxid mit einem Teilchendurchmesser von 1 µm (gesamte Ceriummenge = 30 Teile, ausgedrückt als Ceriumoxid, pro 70 Teile aktiven Aluminiumoxids) zugegeben, um die in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung zu ergeben. Jede resultierende Mischung wurde mittels eines Naßverfahrens pulverisiert, einem Trocknungs schritt bei 120°C unterzogen und an der Luft 3 Stunden lang bei 550°C unter Erhalt von Katalysatorzusammensetzungen gebrannt.

Bei der Herstellung von Katalysatorzusammensetzungen, die Rh enthielten, trat ein Fall auf, bei dem weder wäßrige Ceriumacetatlösung noch Ceriumoxid zugefügt wurde.

In dem vorliegenden Verfahren und in den späteren Herstellungsverfahren bestand jede Edelmetallösung aus Dinitrodiamminplatinlösung, Palladiumnitratlösung oder Rhodiumnitratlösung.

(Herstellungsverfahren B für eine Katalysatorzusammensetzung)

Es wurde das gleiche Verfahren wie in dem Herstellungs verfahren A für eine Katalysatorzusammensetzung angewendet, außer daß als Ceriumbestandteil nur Ceriumoxid mit einem Teilchendurchmesser von 1 mm (30 Teile, ausgedrückt als Ceriumoxid, pro 70 Teile aktiven Aluminiums) zugegeben wurde, um eine in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung zu ergeben.

(Herstellungsverfahren C für eine Katalysatorzusammensetzung)

Es wurde das gleiche Verfahren wie in dem Herstellungs verfahren B für eine Katalysatorzusammensetzung angewendet, außer daß bei der nassen Zerkleinerung (disintegration) nach der Zugabe von Essigsäure, Edelmetallösung(en) und Ceriumoxid anstelle von Wasser Ethanol als Lösungsmittel verwendet wurde.

(Herstellungsverfahren D für eine Katalysatorzusammensetzung)

Ethylacetataluminiumdiisopropylat (274 g) wurde in Ethanol (500 ml) gelöst. Dazu wurde eine wäßrige Lösung (72 ml) gegeben, die Dinitrodiamminplatin enthielt (1,079 g), gefolgt von einer Hydrolyse, um ein Vorläufergel eines platin- dispergierten Aluminiumoxids zu erhalten.

Getrennt davon wurde Ethylacetataluminium diisopropylat (274 g) in Ethanol (500 ml) gelöst. Dazu wurde eine wäßrige Lösung (72 ml) gegeben, die Rhodiumnitrat enthielt (0,219 g), gefolgt von einer Hydrolyse, um ein Vorläufergel eines rhodium-dispergierten Aluminiumoxids zu erhalten. Diese Gele wurden in einem Autoklaven 12 Stunden lang unter einer überkritischen Bedingung des Ethanols, d. h. 270°C und 250 kg/cm² hitzebehandelt. Dann wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, um ein Pt- dispergiertes poröses Aluminiumoxidmaterial (poröses Gel) und ein Rh-dispergiertes poröses Aluminiumoxidmaterial zu erhalten (poröses Gel).

Das Pt-dispergierte poröse Aluminiumoxidmaterial (poröses Gel) und das Rh-dispergierte poröse Aluminium oxidmaterial (poröses Gel) wurden an der Luft bei 1000°C 5 Stunden lang calciniert, um edelmetall-dispergierte aktive Aluminiumoxide zu erhalten. Zu jedem davon wurde Essigsäure, eine wäßrige Ceriumacetatlösung und Ceriumoxid gegeben, um die in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung zu erhalten. Jede der resultierenden Mischungen wurde mittels eines Naßverfahrens pulverisiert, einem Trocknungsschritt bei 120°C unterzogen und an der Luft bei 550°C 3 Stunden lang unter Erhalt von Katalysatorzusammensetzungen gebrannt.

Bei der Herstellung der Rh-haltigen Katalysator zusammensetzungen gab es einen Fall, bei dem weder wäßrige Ceriumacetatlösung noch Ceriumoxid zugesetzt wurde.

(Herstellungsverfahren E für eine Katalysatorzusammensetzung)

Ethylacetataluminiumdiisopropylat (274 g) wurde in Ethanol (500 ml) gelöst. Dazu wurde eine wäßrige Lösung (72 ml) gegeben, die Dinitrodiamminplatin enthielt (0,540 g), gefolgt von einer Hydrolyse, um ein Vorläufergel eines platin- dispergierten Aluminiumoxids zu erhalten.

Getrennt davon wurde Ethylacetataluminium diisopropylat (274 g) in Ethanol (500 ml) gelöst. Dazu wurde eine wäßrige Lösung (72 ml) gegeben, die Rhodiumnitrat enthielt (0,110 g), gefolgt von einer Hydrolyse, um ein Vorläufergel eines rhodium-dispergierten Aluminiumoxids zu erhalten. Diese Gele wurden in einem Autoklaven 12 Stunden lang unter einer überkritischen Bedingung des Ethanols, d. h. 270°C und 250 kg/cm² hitzebehandelt. Dann wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, um ein Pt- dispergiertes poröses Aluminiumoxidmaterial (poröses Gel) und ein Rh-dispergiertes poröses Aluminiumoxidmaterial zu erhalten (poröses Gel).

Das Pt-dispergierte poröse Aluminiumoxidmaterial (poröses Gel) und das Rh-dispergierte poröse Aluminium oxidmaterial (poröses Gel) wurden an der Luft bei 1000°C 5 Stunden lang calciniert, um edelmetall-dispergierte aktive Aluminiumoxide zu ergeben. Zu jeden von diesen aktiven Aluminiumoxiden wurde eine angemessene Menge an Essigsäure, als ein Dispersionsmittel, eine wäßrige Ceriumacetatlösung und Ceriumoxid mit einem Teilchendurchmesser von 1 µm (gesamte Ceriummenge = 30 Teile, ausgedrückt als Ceriumoxid, pro 70 Teile aktiven Aluminiumoxids) und eine Pt-Lösung (im Falle des Pt-dispergierten aktiven Aluminiumoxids) oder eine Rh-Lösung (im Falle des Rh-dispergierten aktiven Aluminiumoxids) gegeben, um die in Tabelle 1 gezeigte endgültige Zusammensetzung (einschließlich der in Hydrolyse zugegebenen Edelmetalle) zu erhalten. Jede der resultierenden Mischungen wurde mittels eines Naßverfahrens pulverisiert, einem Trocknungsschritt von 120°C unterzogen und an der Luft bei 550°C 3 Stunden lang unter Erhalt von Katalysator zusammensetzungen gebrannt.

(Herstellungsverfahren F für eine Katalysatorzusammensetzung)

Ethylacetataluminiumdiisopropylat (274 g) und Tetra- n-butoxycerium (7,462 g) wurden in Ethanol (500 ml) gelöst. Wasser (72 ml) wurde dazu gegeben, um eine Hydrolyse unter Erhalt eines Gels zu veranlassen. Das Gel wurde in einem Autoklaven 12 Stunden lang unter einer überkritischen Bedingung von Ethanol, d. h. 270°C und 250 kg/cm² wärme behandelt. Dann wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abgezogen, um ein poröses Material aus einem Aluminiumoxid-Ceriumoxid-Verbundstoff zu erhalten.

Zu dem porösen Material aus dem Aluminiumoxid- Ceriumoxid-Verbundstoff wurde Essigsäure, eine Pt-Lösung oder eine Rh-Lösung und Ceriumoxid gegeben, um die in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung zu erhalten. Jede der erhaltenen Mischungen wurde mittels eines Naßverfahrens pulverisiert, einem Trocknungsschritt von 120°C unterzogen und 3 Stunden lang bei 550°C an der Luft unter Erhalt von Katalysator zusammensetzungen gebrannt.

(Herstellungsverfahren G für eine Katalysatorzusammensetzung)

Ethylacetataluminiumdiisopropylat (274 g) und Tetra- n-butoxycerium (7,462 g) wurden in Ethanol (500 ml) gelöst. Wasser (72 ml) wurde dazu gegeben, um eine Hydrolyse unter Erhalt eines Gels zu veranlassen. Das Gel wurde in einem Autoklaven 12 Stunden lang unter einer überkritischen Bedingung von Ethanol, d. h. 270°C und 250 kg/cm² wärmebehandelt. Dann wurde das Lösungsmittel unter ver mindertem Druck abgezogen, um ein poröses Material aus einem Aluminiumoxid-Ceriumoxid-Verbundstoff zu erhalten.

Das poröse Material aus dem Aluminiumoxid-Ceriumoxid- Verbundstoff wurde an der Luft 5 Stunden lang bei 1000°C gebrannt, um einen aktiven Aluminiumoxid-Ceriumoxid- Verbundstoff zu erhalten. Dazu wurde Essigsäure, eine Pt- Lösung oder eine Rh-Lösung und Ceriumoxid gegeben, um die in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung zu ergeben. Jede der erhaltenen Mischungen wurde mittels eines Naßverfahrens pulverisiert, einem Trocknungsschritt bei 120°C unterzogen und 3 Stunden lang bei 550°C unter Erhalt von Katalysator zusammensetzungen gebrannt.

(Herstellungsverfahren H für eine Katalysatorzusammensetzung)

Ethylacetataluminiumdiisopropylat (274 g) und Tetra- n-butoxycerium (7,462 g) wurden in Ethanol (500 ml) gelöst. Dazu wurde eine wäßrige Lösung (72 ml), die Dinitrodiamminplatin (1,079 g) enthielt, gegeben, um unter Erhalt eines Vorläufergels eines platin-dispergierten Aluminiumoxid-Ceriumoxid-Verbundstoffs eine Hydrolyse zu veranlassen. Getrennt davon wurde Ethylacetataluminium diisopropylat (274 g) und Tetra-n-butoxycerium (7,462 g) in Ethanol (500 ml) gelöst. Dazu wurde eine wäßrige Lösung (72 ml) gegeben, die Rhodiumnitrat enthielt (0,219 g), um eine Hydrolyse zu veranlassen, um ein Vorläufergel eines rhodium dispergierten Aluminiumoxid-Ceriumoxid-Verbundstoffs zu erhal ten. Jedes dieser Gele wurde in einem Autoklaven 12 Stunden lang unter einer überkritischen Bedingung des Ethanols, d. h. 270°C und 250 kg/cm² wärmebehandelt. Dann wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, um ein poröses Material aus einem Pt-dispergierten Aluminiumoxid- Ceriumoxidverbundstoff und ein poröses Material aus einem Rh- dispergierten Aluminiumoxid-Ceriumoxidverbundstoff zu erhal ten.

Jeder der porösen Materialen aus einem Pt- dispergierten Aluminiumoxid-Ceriumoxidverbundstoff und aus einem Rh-dispergierten Aluminiumoxid-Ceriumoxidverbundstoff wurde an der Luft bei 1000°C 5 Stunden lang gebrannt, um einen Pt-dispergierten aktiven Aluminiumoxid-Ceriumoxid- Verbundstoff und einen Rh-dispergiertem aktiven Aluminiumoxid- Ceriumoxid-Verbundstoff zu erhalten. Zu jedem von ihnen wurde Essigsäure und Ceriumoxid zugegeben, um die in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung zu erhalten. Jede der resultierenden Mischungen wurde mittels eines Naßverfahrens pulverisiert, einem Trocknungsschritt bei 120°C unterzogen und an der Luft bei 550°C 3 Stunden lang unter Erhalt von Katalysator zusammensetzungen gebrannt.

(Herstellungsverfahren X für eine Referenzkatalysatorzusammensetzung)

Es wurde das gleiche Verfahren wie bei dem Verfahren A zur Herstellung einer Katalysatorzusammensetzung angewendet, außer daß keine überkritische Trocknung durchgeführt wurde und ein Aluminiumoxidgel, erhalten mittels eines üblichen Sol-Gel- Verfahrens, an der Luft bei 1000°C 5 Stunden lang calciniert wurde.

(Herstellungsverfahren Y für eine Referenzkatalysatorzusammensetzung)

Es wurde das gleiche Verfahren wie bei dem Herstellungsverfahren A für eine Katalysatorzusammensetzung verwendet, außer daß im Handel erhältliches γ-Aluminiumoxid (Spezifische Oberfläche mittels des BET-Verfahrens = 200 m²/g) anstelle des aktiven Aluminiumoxids verwendet wurde.

(Herstellungsverfahren Z für eine Referenzkatalysatorzusammensetzung)

Es wurde das gleiche Verfahren wie bei dem Herstellungsverfahren A für eine Katalysatorzusammensetzung verwendet, außer daß Aluminiumoxid, das durch 5stündiges Calcinieren von im Handel erhältlichen γ-Aluminiumoxid (Spezifische Oberfläche mittels des BET-Verfahrens = 200 m²/g) an der Luft bei 1000°C erhalten wurde, anstelle des aktiven Aluminiumoxids verwendet wurde.

[Herstellung von Katalysatoren zur Abgasreinigung]

Katalysatoren zur Abgasreinigung wurden unter Verwen dung der Katalysatorzusammensetzungen, wie sie mittels der vorstehend beschriebenen Verfahren erhalten wurden, in Über einstimmung mit den nachstehend beschriebenen Verfahren I - VI zur Herstellung von Katalysatoren zur Abgasreinigung her gestellt.

(Verfahren I zur Herstellung von Katalysatoren zur Abgasreinigung)

Die in Tabelle 1 gezeigten Katalysatorzusammen setzungen Nr. 1-6 wurden alleine oder in Kombination ver wendet, um die in Tabelle 2 gezeigten Edelmetallverhältnisse zu ergeben. Dazu wurde eine angemessene Menge eines Dispersionsmittels gegeben. Jede der resultierenden Mischungen wurde mittels eines Naßverfahrens pulverisiert, um Aufschlämmungen zu erhalten. In jede der Aufschlämmungen wurde ein Cordierit-Wabenträger (Rippendicke = 6 mil, Zelldichte = 62,10 cpcm² (400 cpi²), Durchmesser = 2,538 cm (1 Inch), Länge = 5,076 cm (2 Inch)) getaucht, so daß die Menge an Aufschlämmung, die auf den Träger aufgebracht wurde, 0,15 g pro cc des Wabenvolumens ausmachte. Jeder der beschichteten Träger wurde getrocknet und bei 550°C 3 Stunden lang gebrannt, um die in Tabelle 2 gezeigten Katalysatoren zur Abgasreinigung der Beispiele 1-5 zu erhalten.

(Verfahren II zur Herstellung von Katalysatoren zur Abgasreinigung)

Aufschlämmungen wurden durch das gleiche Verfahren wie in Verfahren I zur Herstellung von Katalysatoren zur Abgasreinigung erhalten. Eine der Aufschlämmungen, enthaltend Pt oder Pd, wurde auf einen Cordierit-Wabenträger aufgebracht, so daß die Menge an aufgebrachter Aufschlämmung 0,11 g pro cc des Wabenvolumens betrug. Der beschichtete Träger wurde bei 550°C 3 Stunden erhitzt, um eine erste Katalysatorschicht zu bilden. Dann wurde auf die erste Katalysatorschicht eine der vorstehenden Aufschlämmungen, Rh enthaltend, aufgebracht, so daß die Menge an aufgebrachter Aufschlämmung 0,04 g pro cc des Wabenvolumens betrug. Das resultierende Material wurde bei 550°C 3 Stunden lang gebrannt, um eine zweite Katalysator schicht auf der ersten Katalysatorschicht zu bilden, wobei die in Tabelle 2 gezeigten Katalysatoren zur Abgasreinigung der Beispiele 6-8 und 10-16 erhalten wurden.

(Verfahren III zur Herstellung von Katalysatoren zur Abgasreinigung)

Ein in Tabelle 2 gezeigter Katalysator zur Abgasreinigung des Beispiels 9 wurde unter Verwendung der Katalysatorzusammensetzung Nr. 10-11 durch das gleiche Verfahren wie das Verfahren II zur Herstellung von Katalysatoren zur Abgasreinigung erhalten, außer daß bei der Naßpulverisierung nach der Zugabe des Dispersionsmittels, Ethanol als Lösungsmittel anstelle des Wassers verwendet wurde, um eine Aufschlämmung zu erhalten.

(Verfahren VI zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung)

Die Katalysatorzusammensetzungen Nr. 6 und 28 wurden gemischt, um das in Tabelle 2 gezeigte Edelmetallverhältnis zu ergeben. Zu der Mischung wurde eine angemessene Menge eines Dispersionsmittels gegeben. Die resultierende Mischung wurde mittels eines Naßverfahrens pulverisiert, um eine Auf schlämmung zu erhalten. Ein Cordierit-Wabenträger wurde in die Aufschlämmung getaucht, so daß die Menge an auf dem Träger aufgebrachter Aufschlämmung 0,15 g pro cc des Wabenträgers betrug. Der beschichtete Träger wurde getrocknet und dann bei 550°C 3 Stunden lang gebrannt, um einen in Tabelle 2 gezeigten Katalysator zur Abgasreinigung des Beispiels 17 zu erhalten.

(Verfahren V zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung)

Aufschlämmungen wurden durch die gleichen Verfahren wie in Verfahren I zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung erhalten. Eine der Aufschlämmungen, hergestellt aus der Katalysatorzusammensetzung Nr. 28, wurde auf einen Cordierit-Wabenträger aufgebracht, so daß die Menge an aufgebrachter Aufschlämmung 0,11 g pro cc des Wabenvolumens betrug. Der beschichtete Träger wurde bei 550°C 3 Stunden lang gebrannt, um eine erste Katalysatorschicht zu bilden. Auf die erste Katalysatorschicht wurde eine andere Auf schlämmungen, hergestellt aus der Katalysatorzusammensetzung Nr. 6, aufgebracht, so daß die Menge an aufgebrachter Aufschlämmung 0,04 g pro cc des Wabenvolumens betrug. Das resultierende Material wurde bei 550°C 3 Stunden lang gebrannt, um eine zweite Katalysatorschicht auf der ersten Katalysatorschicht zu bilden, wobei ein in Tabelle 2 gezeigter Katalysator zur Abgasreinigung des Beispiels 18 erhalten wurde.

(Verfahren VI zur Herstellung von Vergleichskatalysatoren zur Abgasreinigung)

Die in Tabelle 2 gezeigten Vergleichskatalysatoren zur Abgasreinigung der Vergleichsbeispiele 1-3 wurden durch das selbe Verfahren wie in dem Verfahren I zur Herstellung von Katalysatoren zur Abgasreinigung erhalten, außer daß anstelle der aus den Katalysatorzusammensetzungen Nr. 1-6 herge stellten Aufschlämmungen, Aufschlämmungen verwendet würden, die aus den Katalysatorzusammensetzungen 26, 27 und 29, erhalten mittels der Herstellungsverfahren X-Z für Referenz katalysatoren, hergestellt wurden.

Tabelle 2

[Auswertung der Katalysatorzusammensetzungen]

Die mittels der Herstellungsverfahren A-H und X-Z erhaltenen Katalysatorzusammensetzungen wurden vor und nach einem Hitzebeständigkeitstest (1.000°C×20 Stunden an der Luft) auf ihre Eigenschaften (BET-spezifische Oberfläche, Porosität, Kristallphase und Verteilung des Porenradius) hin untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Katalysatorzusammensetzungen Nr. 20 und 21 wurden übrigens mittels eines Verfahrens erhalten, in dem keine Calcinierung des porösen Materials durchgeführt wurde, d. h. dem Verfahren F zur Herstellung einer Katalysatorzusammensetzung. Bei der Katalysatorzusammensetzung Nr. 26 wurde keine deutliche Spitze in der Verteilungskurve des Porenradius gesehen.

Die Auswertung der Eigenschaften erfolgte mittels der folgenden Verfahren.

(BET-spezifische Oberfläche und Verteilung des Porenradius)

Sie wurden mittels des Stickstoff-Adsorptions- Desorptionsverfahrens gemessen.

(Porosität)

Sie wurde unter Verwendung des Porenvolumens mit Radien von 1.000 Å oder weniger berechnet, erhalten mittels des Stickstoff-Adsorptions-Desorptionsverfahrens (es wurde ein spezifisches Gewicht der Katalysatorzusammensetzung von 4,52 g/cm² angenommen, basierend auf q-Aluminiumoxid = 3,40 g/cm² und Ceriumoxid = 7,13 g/cm²).

(Kristallphase)

Die Identifizierung der Kristallphase erfolgte mittels des Röntgendiffraktion-Pulververfahrens. In Tabelle 1 wird lediglich die Veränderung der Kristallphase des Aluminiumoxids gezeigt.

Nachstehendes wird aus den Ergebnissen der vorstehenden Auswertungen deutlich.

1) Alle mittels der erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Katalysatorzusammensetzungen Nr. 1-25 wiesen spezifische Oberflächen von mindestens 50 m²/g und Porositäten von mindestens 50% auf.
2) Die mittels der erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Katalysatorzusammensetzungen Nr. 1-25 wiesen spezifische Oberflächen von mindestens 50 m²/g und Porositäten von mindestens 50% auf, sogar nach einem Hitzebeständigkeitstest von 1.000°C×20 Stunden, und die Verringerungen der spezifischen Oberfläche und der Porosität nach dem Hitze beständigkeitstest sind gering.
3) Im Gegensatz dazu, ergaben die Katalysator zusammensetzungen Nr. 26-29, erhalten mittels Herstellungs verfahren gemäß herkömmlicher Technik, sogar dann, wenn sie eine spezifische Oberfläche von 50 m²/g oder mehr und eine Porosität von 50% oder mehr vor dem Hitzebeständigkeitstest aufwiesen, eine starke Verringerung der spezifischen Oberfläche und der Porosität nach dem Hitzebeständigkeitstest. Alle wiesen nach dem Hitzebeständigkeitstest eine spezifische Oberfläche von kleiner als 50 m²/g und eine Porosität von kleiner als 50% auf.

[Auswertung der Katalysatoren zur Abgasreinigung] (1) Haltbarkeitstest

Um die Haltbarkeit einzuschätzen wurde jeder der Katalysatoren zur Abgasreinigung der Beispiele 1-18 und der Vergleichsbeispiele 1-3, erhalten mittels der Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren zur Abgasreinigung I-VI, insgesamt einer 30-stündigen Alterung mit einem Kraft stoffzufuhr-Unterbrechungsmodus unter Verwendung eines aus einem echten Verbrennungsmotors abgegebenen Abgases und unter Festsetzung der Katalysatortemperatur auf 850°C unterzogen.

(2) Auswertungstest zum Katalysatorleistungsverhalten

Nach dem vorstehenden Haltbarkeitstest wurde für jeden Katalysator das Light-off-Leistungsverhalten und das Leistungsverhalten im stationären bzw. Gleichgewichtszustand mittels einer Funktionsprüfung beurteilt.

Bei der Beurteilung des Light-off-Leistungsverhaltens wurde eine Katalysatorprobe in eine Vorrichtung zur Beurteilung gegeben; ein Pseudoabgas mit λ = 1,0 wurde mit einer Raumgeschwindigkeit von 50 000 h^-1 und bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min eingebracht; die Temperaturen, bei der die Umwandlungen des CO, HC und NOx 50% ausmachten, wurden als Light-off-Temperaturen genommen.

Bei der Beurteilung des Leistungsverhaltens im stationären Zustand wurde eine Katalysatorprobe in eine Vorrichtung zur Beurteilung eingebracht; ein Pseudoabgas mit einer Temperatur von 400°C und λ= 1,0 wurde mit einer Raumgeschwindigkeit von 50.000 h^-1 eingebracht und die Umwandlungen (%) des CO, HC und NOx gemessen.

Die Resultate sind in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

Folgendes wird aus den Ergebnissen der vorstehenden Auswertungen deutlich.

1) Die erfindungsgemäßen Katalysatoren zur Abgasreinigung der Beispiele 1-18 sind in ihrem katalytischen Leistungs verhalten den gemäß herkömmlichen Verfahren hergestellten Katalysatoren zur Abgasreinigung der Vergleichsbeispiele 1-3 überlegen.
2) Ausgezeichneteres katalytisches Leistungsverhalten zeigt sich, wenn die Calcinierungstemperatur des porösen Materials (poröses Gel) bei 800-1.200°C liegt.
3) Katalysatoren mit zwei Katalysatorschichten ergeben ein ausgezeichneteres katalytisches Leistungsverhalten als Katalysatoren mit einer gemischten Katalysatorschicht.
4) Im Falle einer gemischten Katalysatorschicht, ergibt ein getrenntes Aufbringen von Pt und Rh ein ausgezeichneteres katalytisches Leistungsverhalten.
5) Sowohl die Pt/Rh-haltigen (Pt/Rh-loaded) Katalysatoren als auch der Pd/Rh-haltige Katalysator zeigt ausgezeichnetes katalytisches Leistungsverhalten.
6) Jeder der Katalysatoren zur Abgasreinigung, der mittels der Herstellungsverfahren A-H für eine Katalysator zusammensetzung erhalten wurde, zeigt ausgezeichnetes katalytisches Leistungsverhalten.
7) Sogar die Beispiele, in denen ein Teil der Katalysator zusammensetzung durch die Katalysatorzusammensetzung, die durch das Herstellungsverfahren für einen Referenzkatalysator erhalten wurde, ersetzt wurde, sind im katalytischen Leistungsverhalten den Vergleichsbeispielen, in denen die gesamte Katalysatorzusammensetzung durch das Herstellungs verfahren für eine Referenzkatalysatorzusammensetzung erhalten wurde, überlegen.

Ein Katalysator zur Abgasreinigung, umfassend einen hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger und eine darauf aufgebrachte Katalysatorschicht, wobei die Katalysatorschicht eine Katalysatorzusammensetzung umfaßt, die mindestens ein Edelmetall, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, als aktiven Katalysatorbestandteil, aktives Aluminiumoxid und gegebenen falls ein Seltene Erdenoxid aufweist, und wobei die Katalysatorzusammensetzung eine spezifische Oberfläche von mindestens 50 m²/g und Porosität von mindestens 50% aufweist. Dieser Katalysator zur Abgasreinigung enthält Edelmetall(e) in einem gut dispergierten Zustand, weist eine ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeit bzw. -haltbarkeit auf, und zeigt eine geringe thermische Verschlechterung des Katalysator leistungsverhaltens. Deshalb kann der Katalysator geeigneter weise als ein Konverter, installiert in Motorkrümmern von Automobilen mit Benzinmotor, verwendet werden, in denen eine hohe Wärmebeständigkeit erforderlich ist, oder als eine Heizvorrichtung mit verbessertem Reinigungsvermögen für die aus den Automobilen während ihres Kaltstarts abgegebenen Abgase verwendet werden.

Claims

1. Katalysator zur Abgasreinigung, umfassend einen hitze beständigen, anorganischen Monolithträger und eine darauf aufgebrachte Katalysatorschicht, wobei die Katalysatorschicht eine Katalysatorzusammensetzung umfaßt, die mindestens ein Edelmetall, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, als einen aktiven Katalysatorbestandteil, aktives Aluminiumoxid und gegebenen falls ein Seltene Erdenoxid enthält, und wobei die Katalysatorzusammensetzung eine spezifische Oberfläche von mindestens 50 m²/g und eine Porosität von mindestens 50% aufweist.

2. Katalysator zur Abgasreinigung nach Anspruch 1, wobei die Katalysatorzusammensetzung eine Verteilungskurve des Porenradius mit einer Spitze im Bereich von 50-1.000 Å aufweist.

3. Katalysator zur Abgasreinigung nach Anspruch 1, wobei die Katalysatorzusammensetzung eine spezifische Oberfläche von mindestens 100 m²/g und eine Porosität von mindestens 70% aufweist.

4. Katalysator zur Abgasreinigung nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Katalysatorzusammensetzung eine spezifische Oberfläche von mindestens 50 m²/g und eine Porosität von mindestens 50% bei einer hohen Temperatur von 1.000°C aufweist.

5. Katalysator zur Abgasreinigung nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Katalysatorzusammensetzung als das Edelmetall mindestens eine Kombination, ausgewählt aus Pt/Rh, Pd/Rh und Pt/Pd/Rh, enthält und wobei Rh getrennt von den anderen Edelmetallen angeordnet ist.

6. Katalysator zur Abgasreinigung, umfassend einen hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger, eine auf dem Träger aufgebrachte erste Katalysatorschicht und eine auf der ersten Katalysatorschicht aufgebrachte zweite Katalysator schicht, wobei die erste Katalysatorschicht eine Katalysator zusammensetzung ist, bei der ein Edelmetall, bestehend aus Pt, Pd oder einer Kombination davon, auf eine Trägersubstanz, bestehend aus aktivem Aluminiumoxid und gegebenenfalls einem Seltene Erdenoxid, aufgebracht ist, und wobei die zweite Katalysatorschicht eine Katalysatorzusammensetzung ist, bei der Rh auf aktives Aluminiumoxid aufgebracht ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung, das folgende Schritte umfaßt:
Hydrolysierung eines Aluminiumsalzes oder eines Aluminium alkoxidderivats unter Erhalt eines Vorläufersols oder -gels eines Aluminiumoxids,
seine Trocknung unter einer überkritischen Bedingung unter Erhalt eines porösen Materials aus Aluminiumoxid,
Brennen des Materials bei einer Temperatur von 500°C oder höher unter Erhalt von aktivem Aluminiumoxid,
Zugabe dazu von mindestens einem Edelmetall, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, und gegebenenfalls einem Seltene Erden bestandteil unter Erhalt einer Katalysatorzusammensetzung mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 m²/g und einer Porosität von mindestens 50%, und
anschließende Bildung einer die Zusammensetzung enthaltenden Katalysatorschicht auf einem hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger.

8. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung, das folgende Schritte umfaßt:
Zugabe von mindestens einem Edelmetallbestandteil, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, zu einem Aluminiumsalz oder Aluminium alkoxidderivat unter Erhalt eines Vorläufersols oder -gels eines edelmetall-dispergierten Aluminiumoxids,
Trocknung des Sols oder Gels unter einer überkritischen Bedingung unter Erhalt eines porösen Materials aus edelmetall dispergiertem Aluminiumoxid,
Brennen des Materials bei einer Temperatur von 500°C oder höher unter Erhalt eines edelmetall-dispergierten aktiven Aluminiumoxids,
gegebenenfalls Zugabe eines Seltene Erdenbestandteils zu dem edelmetall-dispergierten aktiven Aluminiumoxid unter Erhalt einer Katalysatorzusammensetzung mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 m²/g und einer Porosität von mindestens 50%, und
Bildung einer die Katalysatorzusammensetzung enthaltenden Katalysatorschicht auf einem hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger.

9. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung, das folgende Schritte umfaßt:
Zugabe eines Seltene Erdenbestandteils zu einem Aluminiumsalz oder einem Aluminiumalkoxidderivat unter Erhalt eines Vorläufergels oder -sols eines Aluminiumoxid-Seltene Erden- Verbundstoffes,
Trocknung des Sols oder Gels unter einer überkritischen Bedingung unter Erhalt eines porösen Materials aus einem Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbundstoff,
Zugabe von mindestens einem Edelmetall, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, und gegebenenfalls einem Seltene Erdenbestandteil zu dem Material unter Erhalt einer Katalysatorzusammensetzung mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 m²/g und einer Porosität von mindestens 50%, und
Bildung einer die Katalysatorzusammensetzung enthaltenden Katalysatorschicht auf einem hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger.

10. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung, das folgende Schritte umfaßt:
Zugabe eines Seltene Erden Bestandteils zu einem Aluminiumsalz oder einem Aluminiumalkoxidderivat unter Erhalt eines Vorläufersols oder -gels eines Aluminiumoxid-Seltene Erden- Verbundstoffes,
Trocknung des Sols oder Gels unter einer überkritischen Bedingung unter Erhalt eines porösen Materials aus einem Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbundstoff,
Brennen des Materials bei einer Temperatur von 500°C oder höher unter Erhalt eines aktiven Aluminiumoxid-Seltene Erden- Verbundstoffes,
Zugabe von mindestens einem Edelmetall, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, und gegebenenfalls einem Seltene Erdenbestandteil zu dem Verbundstoff unter Erhalt einer Katalysatorzusammensetzung mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 m²/g und einer Porosität von mindestens 50%, und
Bildung einer die Katalysatorzusammensetzung enthaltenden Katalysatorschicht auf einem hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger.

11. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Abgasreinigung, das folgende Schritte umfaßt:
Zugabe eines Seltene Erdenbestandteils und mindestens eines Edelmetalls, ausgewählt aus Pt, Pd und Rh, zu einem Aluminiumsalz oder einem Aluminiumalkoxid unter Erhalt eines Vorläufersols oder -gels eines edelmetall-dispergierten Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbundstoffes,
Trocknung des Sols oder Gels unter einer überkritischen Bedingung unter Erhalt eines porösen Materials aus einem edelmetall-dispergierten Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbund stoff,
Brennen des Materials bei einer Temperatur von 500°C oder höher unter Erhalt eines edelmetall-dispergierten aktiven Aluminiumoxid-Seltene Erden-Verbundstoffes,
gegebenenfalls Zugabe eines Seltene Erdenbestandteils zu dem Verbundstoff unter Erhalt einer Katalysatorzusammensetzung mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 m²/g und einer Porosität von mindestens 50%, und
Bildung einer die Katalysatorzusammensetzung enthaltenden Katalysatorschicht auf einem hitzebeständigen, anorganischen Monolithträger.