DE60022896T2

DE60022896T2 - Verfahren zur reinigung der atmosphäre

Info

Publication number: DE60022896T2
Application number: DE60022896T
Authority: DE
Inventors: B. Jeffrey Hoke; M. Ronald HECK; M. Fred ALLEN
Original assignee: Engelhard Corp
Current assignee: BASF Catalysts LLC
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2020-11-23
Also published as: US20020071800A1; KR100714950B1; US6569393B1; DE60022896D1; WO2001039886A1; EP1233829B1; EP1233829A1; US6190627B1; US20010055554A1; US6555079B2; JP2003515442A; KR20020059822A; ATE305333T1; AU1799901A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Atmosphäre bei niedriger Temperatur und insbesondere der Außenoberfläche eines Substrates, wie einem Kühler eines Motorfahrzeugs, die Fähigkeit entweder katalytisch atmosphärische Schadstoffe in weniger schädliche Materialien umzuwandeln oder diese Schadstoffe zu absorbieren zu verleihen, ohne den Betrieb des Substrats negativ zu beeinflussen. Das Verfahren wird durch den Einsatz einer schadstoffbehandelnden Beschichtung auf der Oberfläche solch eines Substrates erzielt, wobei die Beschichtung des Weiteren mit einem Überzug aus entweder einem Schutzmaterial allein oder in Kombination mit einem wasserabweisenden Material bereitgestellt wird, welche Beständigkeit und eine Langzeitleistung der katalytischen oder absorbierenden Beschichtung verbessert.
Hintergrund der Erfindung
Eine Zusammenfassung der Literatur in Bezug auf die Schadstoffkontrolle zeigt, dass es die allgemeine Annäherung ist, Abfallströme, die in die Umgebung eindringen, reaktiv zu reinigen. Wenn zuviel eines Schadstoffes oder eines anderen ermittelt wird oder abgegeben wird, ist es die Tendenz sich auf die Quelle des Schadstoffes zu konzentrieren. Die meisten gasförmigen Ströme werden behandelt, um die Schadstoffe vor dem Eintritt in die Atmosphäre zu reduzieren.
Es wurde offenbart, atmosphärische Luft, die in einem begrenzten Raum gerichtet ist zu behandeln, um unerwünschte Bestandteile aus dieser zu entfernen. Es wurden jedoch nur geringe Bemühungen unternommen, Schadstoffe zu behandeln, welche sich bereits in der Umgebung befinden; die Umgebung wurde seinem eigenen selbstreinigenden System überlassen.
Es sind Quellen bekannt, welche die proaktive Reinigung der Umwelt offenbaren. Das U.S. Patent Nr. 3,738,088 offenbart einen Luftfilteraufbau zur Reinigung von Schadstoffen aus der Umgebungsluft, indem ein Fahrzeug als eine mobile Reinigungseinrichtung eingesetzt wird. Eine Vielzahl von Elementen sind offenbart, um in Kombination mit einem Fahrzeug verwendet zu werden, um die Umgebungsluft zu reinigen, während das Fahrzeug durch die Umgebung gefahren wird. Insbesondere ist ein Kanalnetz offenbart, um die Luftstromgeschwindigkeit zu steuern und um die Luft in verschiedene Filtereinrichtungen zu richten. Die Filtereinrichtungen können Filter und elektrische Ausfälle umfassen. Katalysierte Nachfilter sind als geeignet offenbart, um nicht-teilchenförmige oder aerosole Schadstoffe zu behandeln, wie Kohlenstoffmonoxid, unverbrannte Kohlenwasserstoffe, Stickstoffdioxid und/oder Schwefeloxide und dergleichen.
Eine andere Annäherung ist in dem U.S. Patent Nr. 5,147,429 offenbart. In diesem ist eine mobile luftgetragene Luftreinigungsstation offenbart. Insbesondere beschreibt dieses Patent ein Luftschiff, um Luft einzusammeln. Das Luftschiff weist eine Vielzahl unterschiedlicher Luftreinigungseinrichtungen auf, die darin enthalten sind. Die offenbarten Luftreinigungseinrichtungen umfassen nasse Wäscher, Filtriervorrichtungen und Zyklonensprühwäscher.
Die Schwierigkeit mit diesen offenbarten Einrichtungen zur proaktiven Reinigung der atmosphärischen Luft ist, dass sie neue und zusätzliche Ausrüstungen erfordern. Auch das in dem U.S. Patent Nr. 3,738,088 offenbarte modifizierte Fahrzeug erfordert Kanalnetz und Filter, die katalytische Filter umfassen können.
Die DE 40 07 965 C2 von Klaus Hager offenbart einen Katalysator umfassend Kupferoxide, um Ozon umzuwandeln und eine Mischung aus Kupferoxiden und Manganoxiden, um Kohlenstoffmonoxid umzuwandeln. Der Katalysator kann als eine Beschichtung auf einen selbstwärmenden Kühler, Ölkühler oder Ladeluftkühler aufgebracht werden. Die Katalysatorbeschichtung umfasst wärmebeständige Bindemittel, welche auch gasdurchlässig sind. Es ist angegeben, dass Kupferoxide und Manganoxide weitverbreitet in den Filtern von Gasmasken verwendet werden und den Nachteil besitzen, dass sie durch Wasserdampf vergiftet werden. Durch die Erwärmung der Oberflächen des Fahrzeuges während des Betriebs verdampft das Wasser. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Verwendung des Katalysators möglich, da kein Trocknungsmittel erfordert ist.
Auf die Schwierigkeiten, die mit den Einrichtungen verbunden sind, die proaktiv die Atmosphäre reinigen, hat der vorliegende Anmelder in der U.S. Patentanmeldung Serial No. 08/410,445 angemeldet am 24. März 1995, U.S. Patentanmeldung Serial No. 08/589,182 angemeldet am 19. Januar 1996 und U.S. Patentanmeldung Serial No. 08/589,030 angemeldet am 19. Januar 1996, die jeweils hier durch Bezugnahme aufgenommen werden, reagiert, welche Vorrichtungen in entsprechenden Verfahren offenbaren, um die Atmosphäre durch den Einsatz eines sich bewegenden Fahrzeuges zu behandeln. In bevorzugten Ausführungsformen wird ein Teil der Oberfläche eines Motors oder eines Kabinenkühlsystems (z.B. der Kühler, Kondensator der Klimaanlage etc.) mit einer katalytischen oder absorbierenden Zusammensetzung beschichtet. Zusätzlich kann der Ventilator, welcher mit dem Motorkühlsystem verbunden ist, betrieben werden um Luft in operativen Kontakt mit dem Kühler zu drängen oder zu ziehen. Schadstoffe, die in der Luft vorhanden sind, wie Ozon, Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlenstoffmonoxid, werden dann katalytisch in umweltfreundliche Verbindungen umgewandelt (z.B. Sauerstoff, Wasser und Kohlenstoffdioxid).
Der Anmelder besitzt auch die anhängige U.S. Patentanmeldung Serial No. 08/412,525 angemeldet am 29. März 1995, welche hier durch Bezugnahme aufgenommen wird, welche Einrichtungen und Verfahren zur proaktiven katalytisch Behandlung der Atmosphäre offenbart, durch den Einsatz eines stationären Gegenstandes, wie ausgewählten Oberflächen eines Kraftfahrzeugs, welches ruht, eine Plakattafel, eine Klimaanlageneinheit und dergleichen, beschichtet mit einer katalytischen Zusammensetzung.
Zusätzlich offenbart die internationale Veröffentlichung Nr. WO 98/02235 des Anmelders ein Verfahren zur katalytischen Aktivierung der Oberfläche einer Wärmeaustauscheinrichtung, wie den Kühler eines Motorfahrzeuges, während die Wärmeaustauscheigenschaften der Einrichtung beibehalten werden. Das Verfahren ermöglicht die katalytische Behandlung der Atmosphäre, während die darin enthaltenen Schadstoffe in weniger schädliche Materialien umgewandelt werden, während der Kühler seine Funktion normal durchführt. Eine polymere Schutzschicht, welche bei Temperaturen bis zu ungefähr 100 °C stabil ist, kann eingesetzt werden, um die Verschlechterung und Inaktivierung des Katalysators zu verzögern.
Die EP-A-0 945 178 beschreibt einen Katalysator zur Behandlung von Abgasen umfassend eine Schutzschicht, um den Kontakt des Katalysators mit SO₂ zu verhindern.
Die Verwendung einer Katalysator- oder absorbierenden Zusammensetzung auf der Oberfläche eines Substrates, wie einem Kühler eines Motorfahrzeuges, weist Probleme auf, wie das Aussetzen der Zusammensetzung relativ hohen Konzentrationen an Schadstoffen, welche den Betrieb der Zusammensetzung schädlich beeinflussen kann. Solche Fremdkörper umfassen feste und verdampfte Feststoffteilchen, korrosive Verbindungen wie Salze und Oxide von Stickstoff, Schwefel und dergleichen. Der Kontakt der Zusammensetzung mit solchen Fremdkörpern kann zu einer Maskierung, Faulen und/oder Vergiften führen. Zusätzlich kann Wasser (und die darin enthaltenen Fremdkörper) eine Quelle der Verschlechterung sein und kann auch die Aktivität verringern, und die verwendbare Lebensdauer des Katalysators und der absorbierenden Zusammensetzungen.
Es wäre daher ein beträchtlicher Fortschritt des Standes der Technik im Hinblick auf die Reduzierung der Verunreinigung der Atmosphäre mit katalytischer und absorbierender Zusammensetzung beschichtete Einrichtungen zur Behandlung der Atmosphäre einzusetzen, um die darin enthaltenen Schadstoffe zu entfernen, wobei die Zusammensetzung gegen diese Fremdkörper geschützt wird, die normalerweise in der Atmosphäre vorhanden sind und welche die Leistung der Zusammensetzung negativ beeinflussen können. Es wäre ein weiterer Fortschritt im Stand der Technik, wenn die Zusammensetzung vor Fremdkörpern zwischen der Umgebungstemperatur bis zu einigen 100 °C geschützt werden könnte. Es wäre noch ein weiterer Fortschritt des Standes der Technik, wenn die Zusammensetzung vor Wasser insbesondere flüssigen Wasser geschützt werden könnte.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung der Atmosphäre durch die Entfernung von Schadstoffen aus dieser. Eine Oberfläche, welche mit der Atmosphäre in Kontakt steht, wie die Oberfläche eines Kühlers eines Kraftfahrzeuges, wird mit einer katalytischen Zusammensetzung oder einer adsorbierenden Zusammensetzung behandelt, so dass die Außenoberfläche (z.B. die Luftseite) dieser in der Lage ist, entweder Schadstoffe zu adsorbieren oder die in der Atmosphäre enthaltenen Schadstoffe umzuwandeln in weniger schädliche Substanzen katalytisch. Die Zusammensetzung ist wenigstens zum Teil (vorzugsweise vollständig) mit einem porösen schützenden Überzug beschichtet, wie hier definiert, welche die Zusammensetzung vor atmosphärischen Fremdkörpern bei Umgebungstemperaturen bis zu einigen hundert Grad Celsius oder höher wirksam schützt. Vorzugsweise ist der poröse schützende Überzug selbst mit einem hydrophoben Material überzogen. Die vorlie gende Erfindung erfasst auch Einrichtungen, welche in der hier beschriebenen Weise behandelt sind.
Der Ausdruck „Absorption" wird so definiert, dass er umfasst: (a) das Eindringen einer Substanz in die innere Struktur einer anderen (im Allgemeinen als „Adsorption") bezeichnet; und (b) das Anhaften von Atomen, Ionen oder Molekülen eines Gases oder einer Flüssigkeit an der Oberfläche einer anderen Substanz (im Allgemeinen als „Adsorption" bezeichnet). Siehe zum Beispiel Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 13. Ausgabe, Van Nostrand Reinhold, 1997, S. 2, 3, 24.
Ähnlich sollen damit zusammenhängende Ausdrücke, wie zum Beispiel Adsorptionsmittel, adsorbieren, absorptiv etc. so verstanden werden, dass beide zusammenhängende Bedeutungen umfasst sind. Der Ausdruck „Atmosphäre" bedeutet die Masse an Luft, welche die Erde umgibt und umfasst „Umgebungsluft", welche der Anteil der Atmosphäre ist, welche zu der Außenoberfläche des beschichteten Substrats gezogen oder getränkt wird. Die Umgebungsluft schließt Luft ein, welche entweder zufällig oder durch eine Heizeinrichtung erwärmt wurde. Der Ausdruck „Substrat" wird in dem üblichen breiten Sinn verwendet und umfasst jede Oberfläche, welche mit einer geeigneten Katalysatorzusammensetzung oder einer adsorbierenden Zusammensetzung beschichtet werden kann und wobei die Zusammensetzung anschließend auf die hier beschriebene Weise geschützt werden kann. Diese Oberflächen umfassen solche Oberflächen, die in Motorfahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen, Lastwagen, Kleintransporter, Bussen, Zügen, Flugzeugen und dergleichen vorhanden sind und umschließen, sind jedoch nicht begrenzt auf Kühler, Kondensatoren, Ladeluftkühler, Getriebekühler, eingeführte Einrichtungen, welche separat erwärmt werden können, Wärmetauscher, Fluid-transportierende Leitungen und dergleichen. Oberflächen, die normalerweise als stationär beschrieben werden, wie Plakattafeln, Verkehrsschilder, HVAQ-Geräte sind auch eingeschlossen. Der Einfachheit halber wird im Folgenden der Kühler eines Motorfahrzeuges als typisches geeignetes Substrat beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Oberfläche des Substrates (z.B. Kühler) mit einer Substanz bereitgestellt, welche entweder wirksam die Umwandlung von Schadstoffen, welche in der Atmosphäre enthalten sind, in weniger schädlicher Substanzen katalysieren kann oder diese Schadstoffe adsorbieren kann, um sie wie geeignet später zu behandeln. Die Oberfläche des Kühlers ist daher in der Lage, entweder Schadstoffe wie Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoffmonoxid und Ozon in weniger schädliche Materialen wie Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasser katalytisch umzuwandeln oder Schadstoffe wie NOx, SOx Kohlenwasserstoffe und Kohlenstoffmonoxid zu adsorbieren.
In einem Gegenstand richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren des katalytischen Behandelns der Atmosphäre, um Schadstoffe in weniger schädliche Materialien umzuwandeln, umfassend das Behandeln einer Außenoberfläche eines Substrates, insbesondere eines Kraftfahrzeugkühlers, um die Oberfläche in die Lage zu versetzen, die Schadstoffe katalytisch umzuwandeln und anschließend Bereitstellen des Katalysators mit einem Überzug aus wenigstens einem Material oder Mischungen von solchen Materialien, welche porös sind und vorzugsweise auch adsorbieren (im Folgenden „poröses schützendes Material" bezeichnet). Das poröse schützende Material ist vorzugsweise ausreichend porös, so dass die Atmosphäre einschließlich der darin enthaltenen Schadstoffe, welche behandelt werden sollen, in operativen Kontakt mit der Katalysatorzusammensetzung hindurchpassen, um deren Umwandlung in weniger schädliche Materialien zu ermöglichen. Das poröse schützende Material sollte vorzugsweise adsorbierend sein, um die atmosphärischen den Katalysator verschlechternde Verunreinigungen einzuschließen, so dass sie wenigstens teilweise daran gehindert werden, die Katalysatorzusammensetzung zu erreichen. Des Weiteren sind der Katalysator und das poröse schützende Material vorzugsweise bei Umgebungstemperaturen und bis zu ungefähr einigen 100 °C stabil.
In einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann das poröse schützende Material wenigstens eine Substanz enthalten oder damit überzogen sein, welches in der Lage ist, die Katalysatorzusammensetzung vor dem Kontakt mit flüssigen Wasser und/oder Wasserdampf zu schützen (im Folgenden „hydrophobes schützendes Material").
In einem weiteren Gegenstand der Erfindung besteht die Außenoberfläche des Substrates (z.B. des Kühlers) aus einer katalytisch aktiven Substanz wie einem Katalysator aus einem unedlen Metall (z.B. Mangandioxid), Edelmetallkatalysator oder deren Kombinationen, oder ist damit bereitgestellt. Wie hier verwendet, sollen die Ausdrücke „Katalysator aus einem unedlen Metall" und „Edelmetallkatalysator" unedle Metalle und Edelmetalle umfassen, wie auch die Verbindungen, welche dieselben enthalten, z.B. Salze und Oxide und dergleichen.
In einem anderen Gegenstand richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Reinigung der Atmosphäre umfassend das Behandeln einer Außenoberfläche eines Substrates, insbesondere eines Kraftfahrzeugkühlers mit einem absorptiven Material, so dass diese Oberfläche in die Lage versetzt wird, Schadstoffe, wie NOx, SOx Kohlenwasserstoffe und Kohlenstoffmonoxid, die in der Atmosphäre vorhanden sind, zu adsorbieren und anschließend das absorptive Material mit einem Überzug aus wenigstens einem porösen schützenden Material bereitzustellen.
In einem anderen Gegenstand der Erfindung ist die Außensubstratoberfläche, welche entweder mit einer Katalysatorzusammensetzung oder einer adsorbierenden Zusammensetzung beschichtet ist, mit dem porösen schützenden Material beschichtet, welches anschließend mit einem hydrophoben schützenden Material überzogen wird. Das schützende Material, ob porös, hydrophob oder eine Kombination aus beiden, erlaubt Schadstoffen in einen Kontakt mit entweder der Katalysatorzusammensetzung zu treten, so dass sie in weniger schädliche Materialien umgewandelt werden, oder in den Kontakt mit der adsorbierenden Zusammensetzung zu treten, so dass sie adsorbiert werden können und auf diese Weise aus der Atmosphäre entfernt werden.
Die Überzüge, welche zur Verwendung in Betracht gezogen werden, stören den normalen gewünschten Betrieb des Substrates (z.B. des Kraftfahrzeugkühlers), dessen Oberfläche beschichtet wurde, im Allgemeinen nicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die folgenden Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile angeben, sind illustrative Ausführungsformen der Erfindung und sollen die Erfindung nicht begrenzen, die durch die beigefügten Ansprüche, die ein Teil der Anmeldung bilden, umfasst werden.
1A–1F sind Querschnitte, welche verschiedene Anordnungen des Katalysators oder der adsorbierenden Zusammensetzung und des schützenden Materials der Erfindung zeigen.
2 zeigt eine Seitenansicht eines Kühleraufbaus eines Motorfahrzeuges; und
3 ist ein vergrößerter Querschnitt des Kühlers eines Motorfahrzeuges.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Atmosphäre durch das Behandeln der Oberfläche eines Substrates (z.B. des Kühlers eines Motorfahrzeuges), so dass die in der Umgebungsluft enthaltenden Schadstoffe bei dem Kontakt mit der Oberfläche entweder sofort katalytisch in weniger schädliche Materialien umgewandelt werden oder durch Adsorption entfernt werden. Zum Beispiel (a) kann die Oberfläche des Substrates katalytisch sein, wenn die Oberfläche mit katalytisch aktiven Materialien versehen ist oder mit einer Katalysatorzusammensetzung oder die Oberfläche selbst besteht aus katalytisch aktiven Material; oder (b) eine absorptive Zusammensetzung kann auf die Oberfläche des Substrates aufgebracht werden. Daher ist die vorliegende Erfindung besonders geeignet, entweder für die katalytische Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, Ozon und Kohlenmonoxid in weniger schädliche Materialien wie Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasser oder für die Entfernung z.B. von NOx, SOx, Kohlenwasserstoffen und Kohlenstoffmonoxid durch Adsorption.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Überzug der Katalysator- oder absorptiven Zusammensetzung mit einem porösen schützenden Material überzogen, welches porös und adsorbierend ist. Der Ausdruck „porös" bedeutet, dass das Material Umgebungsluft, welche Schadstoffe wie Kohlenwasserstoffe, Ozon, Kohlenstoffmonoxid und dergleichen enthält, durch das poröse schützende Material hindurchlässt, um den Katalysator und die absorptive Zusammensetzung wirksam zu kontaktieren und auf diese Weise in weniger schädliche Materialien umzuwandeln. Der Ausdruck „adsorbierend", wie hier verwendet, bedeutet, dass unerwünschte Verunreinigungen, wie Feststoffteilchenmaterie, Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht, wassergetragene Salze, Aerosole, Gase (z.B. NOx, SOx) und dergleichen, welche die Katalysatorzusammensetzung überdecken, faulen und/oder vergiften können, oder mit der Wirkung des absorptiven Materials in Widerspruch stehen, adsorbiert, eingeschlossen und in dem porösen schützenden Material gehalten werden, so dass sie nicht in Kontakt mit der darunter liegenden aktiven Zusammensetzung kommen.
In einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann das poröse schützende Material gegebenenfalls ein hydrophobes Material enthalten oder mit diesem beschichtet sein, welches im Wesentlichen verhindert, dass Wasser (Flüssigkeit oder Dampf) die katalytische oder absorptive Zusammensetzung berührt. Man hat beobachtet, dass in der Anwesenheit von flüssigem Wasser und der Schadstoffe, welche darin enthalten sein können, die Verschlechterung der Katalysatorzusammensetzung beschleunigt wird und die Umwandlungsraten der Schadstoffe in weniger schädliches Material wird viel schneller verschlechtert als in der Abwesenheit von flüssigem Wasser und den enthaltenen Schadstoffen. Es wird erwartet, dass absorptive Zusammensetzungen ähnlich von dem Schutz vor Wasser profitieren.
In noch einem anderen Gegenstand der Erfindung, kann die katalytische oder absorptive Zusammensetzung, welche auf das Substrat aufgebracht ist, zunächst mit dem hydrophoben schützenden Material beschichtet werden und das poröse schützende Material wird darüber aufgebracht.
Aus Gründen der Einfachheit wird die Erfindung des Weiteren beschrieben und beispielhaft erläutert unter Verwendung der katalytischen Ausführungsform. Fachleuten ist klar, dass die absorptive Ausführungsform der Erfindung einfach substituiert angewendet werden kann und auf eine im Wesentlichen ähnliche Weise eingesetzt wird, wie für die katalytische Ausführungsform beschrieben, unter Verwendung im Wesentlichen ähnlicher Verfahren.
Die mit der Atmosphäre in Kontakt stehende Oberfläche ist die Außenoberfläche jeder Einrichtung, wie dem Kühler eines Motorfahrzeuges, welche wirksam die Katalysatorzusammensetzung empfangen kann und den Überzug der schützenden Materialien und welches in Kontakt mit einem schadstoffhaltigen Gas kommt, wie die Umgebungsluft. Jede Einrichtung, bei welcher es einen Fluss der Umgebungsluft darüber gibt oder dadurch, kann gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt werden. Von besonderer Bedeutung für die vorliegende Erfindung ist es, dass die Außenoberfläche des Substrates (z.B. des Kühlers) in der Lage ist, Schadstoffe katalytisch in weniger schädliche Materialien umzuwandeln, ohne das Substrat und dessen Funktion negativ zu beeinflussen. Ist daher das Substrat ein Kühler, soll die Katalysatorzusammensetzung und die schützenden Überzüge weder die Wärmeaustauschereigenschaften noch die physikalische Integrität des Kühlers negativ beeinflussen. Die Katalysatorzusammensetzung wird durch we nigstens ein poröses, vorzugsweise adsorbierendes schützendes Material geschützt, um dieses gegen vorzeitige Verschlechterung der Katalysatorzusammensetzung zu schützen und gegebenenfalls durch ein hydrophobes schützendes Material, um die Katalysatorzusammensetzung vor Wasser (flüssiges und/oder Dampf) zu schützen. Das poröse schützende Material und das hydrophobe schützende Material können auch vermischt und auf die Katalysatorzusammensetzung als eine Schicht aufgebracht werden.
Eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung richtet sich auf die schützenden Materialien und Verfahren zur Verbesserung der Beständigkeit der Katalysatoren, welche zur Behandlung der Atmosphäre verwendet werden. Solche Katalysatoren umfassen, zum Beispiel, katalytische Zusammensetzungen zur Umwandlung von Ozon (insbesondere Zusammensetzungen, welche MnO₂ enthalten) und Katalysatoren, welche geeignet sind, um Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffe zu behandeln. Mangandioxid ist ein besonders bevorzugtes Katalysatormaterial zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung, um Ozon zu behandeln, und Edelmetalle wie Platin und/oder Palladium sind bevorzugt, um Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid zu behandeln.
In dieser Ausführungsform ist die Erfindung insbesondere auf die Verwendung von schützenden Materialien gerichtet, welche auf die katalytischen Systeme (z.B. mit einem Katalysator beschichteter Kraftfahrzeugkühler) aufgebracht werden kann, welche geeignet sind um die Atmosphäre zu reinigen, indem die in der Atmosphäre enthaltenen Schadstoffe katalytisch behandelt werden. Die Funktion der schützenden Materialien ist es zu verhindern, dass atmosphärische den Katalysator verschlechternde Schadstoffe (z.B. feste und aerosole Feststoffteilchen, Wasser, SOx, NOx, wassergetragene Salze, Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht etc.), welche zu einem Maskieren, Faulen und/oder Vergiften der Katalysatorzusammensetzung führen, in Wechselwirkung mit der Katalysatorzusammensetzung stehen. Da es der Zweck eines Kraftfahrzeugkühlers ist, einen Wärmeaustausch und Kühlung für den Motor bereitzustellen, ist der Kühler im Allgemeinen an der Vorderseite des Fahrzeuges angeordnet, wo er ausreichend Zugang zu großen Mengen an Umgebungsluft besitzt. Als ein Ergebnis wird der Kühler in einer relativ schmutzigen Umgebung betrieben und wird allen Arten von festen, gasförmigen und flüssigen luftgetragenen und Straßenschadstoffen ausgesetzt. Eine Katalysatorzusammensetzung, die auf den Kühler zum Zweck der Behandlung von atmosphärischen Schadstoffen wie Ozon angebracht wird, sollte vorzugsweise in der Lage sein, über einen ausgedehnten Zeitraum auch in einer sehr schmutzigen Umgebung betrieben zu werden. Langzeittests von Ozonzersetzungskatalysatoren auf der Straße, welche an Kraftfahrzeugkühlem angeordnet waren zeigten, dass die Deaktivierung der Katalysatorleistung über den Zeitraum auftritt, während sich die Fahrleistung des Fahrzeuges erhöht. Eine optische Inspektion der Kühler des Standes der Technik, welche nur mit einem Ozonkatalysator an der Oberfläche beschichtet wurden, z.B. einem MnO₂-haltigen Katalysator und nach einem ausgedehnten Altem auf der Straße (z.B. 50.000 oder 100.000 Meilen) aus dem Betrieb entfernt wurden, zeigte die deutlich auftretende Abscheidung von Schmutz, Salzen und anderen festen Schadstoffen auf der Oberfläche der Katalysatorzusammensetzung. Diese ungeschützten Zusammensetzungen zeigten einen beträchtlichen Verlust der Aktivität gemessen um ungefähr 50 % oder mehr. Chemische Analysen bestätigten auch die Abscheidung von Sulfat, Natrium, Chlorid, Kalzium, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid und Kohlenstoff auf der Katalysatorzusammensetzung. Obwohl viele Mechanismen für die Deaktivierung solcher auf der Straße gealterter Katalysatoren existieren, nimmt man an, dass die Abscheidung von atmosphärischen Schadstoffen (insbesondere SOx Aerosolen und Feststoffteilchenmaterie, sowohl groß und klein) zu einer beträchtlichen Verringerung der Katalysatorleistung über den Zeitraum beiträgt.
In der Ausübung minimieren die Verfahren der vorliegenden Erfindung den Kontakt mit luftgetragenen Verunreinigungen mit der Kühlerkatalysatorzusammensetzung. Dies wird erzielt, indem ein Überzug aus einem porösen, vorzugsweise absorbierenden und schützenden Material auf die Oberfläche der Katalysatorzusammensetzung aufgebracht wird. Die Funktion des porösen schützenden Materials ist es, die luftgetragenen Feststoffteilchen, Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht, Aerosole, wassergetragene Salze und Katalysator deaktivierende Gase, wie Sox, zu fangen und zu halten, so dass sie nicht in Kontakt mit der darunter liegenden aktiven Katalysatorzusammensetzung kommen. Das poröse schützende Material ist vorzugsweise dicht genug, um die Schadstoffe einzuschließen, jedoch auch porös genug, um einen freien Durchfluss der Umgebungsluft, welche die zu behandelnden Schadstoffe enthält (z.B. Ozon, Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoffmonoxid) zu der darunter liegenden Katalysatorzusammensetzung zu gewährleisten. Auf diese Weise wird die Katalysatorzusammensetzung im Wesentlichen schadstofffrei gehalten und ist daher in der Lage, hohe Maße an langanhaltender Schadstoffumwandlung bereitzustellen.
Geeignete poröse schützende Materialien umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf Zeolithe, Tone, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Erdalkalioxide, Seltenerdoxide, Kohlenstoff, inerte Metalloxide wie auch deren Mischungen.
Die Zeolithe, welche in der vorliegenden Erfindung als schützendes Material verwendet werden können, schließen Säure- und/oder Ionen-ausgetauschte und/oder dealuminierte Zeolitbeispiele ein, wie solche Zeolite einschließlich jedoch nicht begrenzt auf Zeolit-Y, Ferrierit, Zeolit-A, Beta-Zeolit, ZSM-5, andere Molekularsiebe und deren Mischungen.
Tone schließen zum Beispiel Attapulgit, Kaolin und deren Mischungen ein.
Aluminiumoxide schließen Siliziumdioxid-Aluminiumoxid, Gammaaluminiumoxid, Alphaaluminiumoxid, kolloidales Aluminiumoxid und deren Mischungen ein, einschließlich solcher mit hoher oder niedriger Oberfläche.
Typische geeignete Siliziumdioxide umfassen Silicalit, Siliziumdioxidgel, hochdisperses Siliziumdioxid, Aerogele, Siliziumdioxide-Aluminiumoxide mit hohem Siliziumdioxidgehalt, kolloidale Siliziumdioxide und Mischungen dieser.
Beispiele geeigneter Erdalkalioxide schließen Kalziumoxid/Hydroxid, Kalziummagnesiumaluminate, Bariumkarbonat, Bariumoxid/Hydroxid, Strontiumkarbonat, Strontiumoxid/Hydroxid, Spinelle und deren Mischungen ein.
Typische und geeignete Seltenerdoxide schließen Cerdioxid, Lanthandioxid und deren Mischungen ein.
Beispiele von Kohlenstoff zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen granulares aktiviertes Kohlenstoff, Kohlenstoffruß, Permanganat auf Kohlenstoff und deren Mischungen ein.
Zusätzlich zu den Beispielen, die oben genannt wurden, können inerte Metalloxide wie zum Beispiel Titandioxid, Zirkondioxid, Siliziumdioxid und deren Mischungen als schützendes Material eingesetzt werden.
Das bevorzugte poröse schützende Material zur Verwendung bei der Ausübung der Erfindung ist Aluminiumoxid, noch bevorzugter ist siliziumdioxidhaltiges Aluminiumoxid mit hoher Oberfläche.
Schützende Materialien können gegebenenfalls auch mit hydrophoben Substanzen kombiniert werden oder diese enthalten, wodurch die Fläche um die Katalysatorzusammensetzung wasserabweisend wird. Das hydrophobe Material kann auch als ein separater Überzug bereitgestellt werden, entweder über oder unterhalb des porösen Bestandteils. Geeignete hydrophobe Substanzen zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf wasserdispergierbare Polymere, Polymeremulsionen wie Fluoropolymer-Wasserbasislatexemulsionen (FC-824 und FC-808 hergestellt von 3M Company) und auf Wasser basierende Teflonemulsionen (z.B. TF 5035 hergestellt von der 3M Company) und Silikonpolymere, wie auf Wasser basierende Silikonemulsionen (z.B. BS-1306 und BS-1001A hergestellt von Wacker Silicones Corp.). Das schützende Material, wie später im Detail erläutert, kann durch eine Vielzahl von Verfahren aufgebracht werden, wie Tauchen oder Sprühen einer Aufschlämmung enthaltend das schützende Material. Das poröse schützende Material und das eventuell vorhandene hydrophobe schützende Material können in getrennten Schichten auf die katalytischen Oberfläche aufgebracht werden oder können als eine Mischung aufgebracht werden.
Das schützende Material kann eingesetzt werden, um eine Vielzahl von Katalysatorzusammensetzungen abzudecken. Wie zuvor angegeben, umfassen solche Katalysatorzusammensetzungen unedle Metalle, edle Metalle, Salze und Oxide dieser und deren Kombinationen. Mangandioxid ist ein insbesondere bevorzugtes katalytisches Material, insbesondere für die Umwandlung von Ozon. Es ist auch angemerkt, dass das Mangandioxid selbst als das poröse schützende Material zum Überziehen und Schützen der Katalysatorbeschichtungen geeignet ist, wenn die katalytische Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird.
Die unedlen Metalle, welche für die Katalysatorzusammensetzung eingesetzt werden können, umfassen alle unedlen Metalle welche wirksam Ozon in Sauerstoff umwandeln können und/oder Kohlenstoffmonoxid in Kohlenstoffdioxid. Bevorzugte unedle Metalle umfassen Mangan-, Eisen-, Kupfer-, Chrom- und Zinkverbindungen enthaltend die glei chen und Kombinationen dieser. Die unedlen Metalle werden normalerweise in Form von Oxiden verwendet.
Die Edelmetalle werden vorzugsweise aus solchen gewählt, welche herkömmlich in Katalysatorzusammensetzungen eingesetzt werden zur Reinigung des Motorabgases, z.B. Platin, Palladium, Rhodium und deren Mischungen. Silber und Gold können auch verwendet werden.
Die Katalysatorzusammensetzung kann auch mit einem geeigneten Trägermaterial bereitgestellt werden, welches vorzugsweise eine hohe Oberfläche aufweist. Die bevorzugten Trägermaterialien sind feuerfeste Oxide wie solche, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Cerdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, Zirkondioxid und deren Mischungen, wobei Aluminiumoxid das bevorzugteste feuerfeste Oxidträgermaterial ist. Es ist bevorzugt, dass der feuerfeste Oxidträger eine hohe Oberfläche aufweist, um die Menge des katalytischen Materials in einer gegebenen Einheitsfläche zu maximieren. Der Ausdruck „hohe Oberfläche" wie es den feuerfesten Oxidträger betrifft, soll im Allgemeinen bedeuten, dass die Oberfläche des Trägers wenigstens 100 m²/g, vorzugsweise in dem Bereich von zwischen ungefähr 100 bis 300 m²/g liegt.
Die Katalysatorzusammensetzung kann auf die Kühleroberfläche aufgebracht werden durch Verfahren, die im Allgemeinen in der Industrie verwendet werden, z.B. Tauchen und/oder Sprühen.
Wenn die oben beschriebenen Katalysatorzusammensetzungen abgeschieden oder ein Teil des Substrates geworden sind, werden sie mit wenigstens einem schützenden Material geschützt, vorzugsweise einem porösen Material mit adsorbierenden Eigenschaften und Mischungen dieser wie oben beschrieben. Das poröse schützende Material kann in der Form einer einzelnen Schicht oder mehrerer Schichten vorliegen, die zwischen der Katalysatorzusammensetzung und dem atmosphärischen Luftfluss, der die zu behandelnden Schadstoffe enthält, liegen. Die gleichen oder unterschiedliche schützende Materialien können für die Mehrschichtkonfiguration verwendet werden, die optional eine oder mehrere Schichten aus einem hydrophoben schützenden Material enthalten, wie zuvor beschrieben. Zum Beispiel kann die Katalysatorzusammensetzung, welche auf der Oberfläche des Substrates abgeschieden wird, mit einer oder mehreren Schichten aus einem porösen schützenden Material überzogen werden, wie Aluminiumoxid mit der A luminiumoxidbeschichtung, gegebenenfalls mit einer oder mehreren Schichten aus einem hydrophoben schützenden Material (z.B. auf Latex basierende Emulsion), welche darauf aufgebracht ist.
In einer alternativen Ausführungsform können die schützenden Materialien in der Katalysatorzusammensetzung eingeschlossen sein. Solche eingeschlossenen Katalysatorzusammensetzungen können hergestellt werden, indem einzelne Teilchen der Katalysatorzusammensetzung durch Tauchen oder Sprühen mit einer Aufschlämmung, welche ein oder mehrere schützende Materialien enthält, zum Beispiel das poröse schützende Material und/oder das hydrophobe schützende Material, versehen wird.
Beim Betrieb der vorliegenden Erfindung wird Umgebungsluft über die katalytische Oberfläche durch natürliche Windströme oder durch Luftanzieheinrichtungen wie Ventilatoren gezogen oder gedrängt. Für Bodennutzungsmotorfahrzeuge sind die Kühleroberflächen vorzugsweise die Oberflächen, welche mit der Katalysatorzusammensetzung beschichtet sind, und die Luftanzieheinrichtung ist der Ventilator des Motorfahrzeugkühlers. Es sollte verstanden werden, dass jedoch auch andere Substrate wie Kondensatoren der Klimaanlage, Ladeluftkühler, Getriebekühler, eingeführte Einrichtungen, welche separat erwärmt werden können oder dergleichen auf eine ähnliche Weise behandelt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die mit der Atmosphäre in Kontakt stehenden Oberflächen geeignete Oberflächen eines Kühlers eines Motorfahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeugkühlers. Indem die kühle Oberfläche wie oben beschrieben behandelt wird, können Schadstoffe leicht aus der Atmosphäre entfernt werden, während der Katalysator in der Lage ist, geeignete Umwandlungsraten über ausgedehnte Zeiträume beizubehalten. Der normale Betrieb des Kühlers wird nicht wesentlich durch die Beschichtungen beeinflusst.
Die vorliegende Erfindung wird Fachleuten auf diesem Gebiet deutlicher unter Bezugnahme auf die begleitenden 1–3. Was gemäß der vorliegenden Erfindung besonders wichtig ist, ist dass die Katalysatorzusammensetzung vor verschlechternden Verunreinigungen geschützt wird, indem wenigstens ein schützendes Material wie hier beschrieben aufgebracht wird. Während die Umgebungsluft auf die katalytische Oberfläche trifft, auf z.B. Kühler, werden Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoffmonoxid und/oder O zon katalytisch reagiert, um weniger schädliche Materialien zu erzeugen, wie Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf. Zusätzlich werden gasförmige Verunreinigungen, wie Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht, SOx und NOx und andere Verunreinigungen wie Schmutz, Kohlenstoff, Aerosole, Feststoffteilchen, Wasser, wassergetragene Salze, Erdreich und dergleichen, von der Katalysatorzusammensetzung weggehalten durch die Verwendung der schützenden Materialien.
Fachleuten auf diesem Gebiet wird deutlich, dass wenn das Substrat mit einem Fahrzeug assoziiert wird, jedes geeignete Fahrzeug eingesetzt werden kann. Fahrzeuge schließen Kraftfahrzeuge, Züge, Lastwagen, Boote, Schiffe, Flugzeuge, Ballons, Luftschiffe und dergleichen ein. Vorzugsweise sind in einem Motorfahrzeug die mit der Atmosphäre in Kontakt stehende Oberfläche Oberflächen, die an der Vorderseite des Fahrzeuges in der Nähe eines Kühlsystemventilators angeordnet sind. Geeignete Kontaktoberflächen schließen die Außen-(d.h. Luftseite)-Oberflächen des Kühlers, Kondensators der Klimaanlage und dergleichen ein, welche alle in dem Gehäuse des Fahrzeuges angeordnet und getragen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das schützende Material eine hydrophobe Substanz, welche dazu dient, die Katalysatorzusammensetzung vor flüssigen Wasser und/oder Wasserdampf zu schützen Das hydrophobe schützende Material wird vorzugsweise als eine getrennte Schicht oder Schichten entweder direkt über dem porösen schützenden Überzug aufgebracht auf der Katalysatorzusammensetzung oder indirekt darauf, d.h. wobei die hydrophobe schützende Materialbeschichtung zwischen der Katalysatorzusammensetzungsoberflächenbeschichtung und der porösen schützenden Materialschicht angeordnet ist. Als eine Alternative kann die hydrophobe Substanz in eine oder mehrere poröse schützende Materialschichten eingebaut werden oder kann zusammen mit einem oder mehreren schützenden Materialien eingesetzt werden, um den Katalysator und/oder die adsorbierende Zusammensetzung vor der Beschichtung des Trägers zu umhüllen. Die hydrophobe Substanz kann auch verwendet werden als das einzige schützende Material, um den Katalysator oder die absorptive Substratbeschichtung zu überziehen.
Das hydrophobe schützende Material kann verhindern, dass flüssiges Wasser und/oder Wasserdampf die Katalysatorzusammensetzung kontaktiert und ist wenigstens ausreichend stabil unter den Temperaturbedingungen, welche normalerweise mit einem Sub strat, wie dem Kühler eines Motorfahrzeuges, assoziiert sind. Das hydrophobe schützende Material ist bei Temperaturen zwischen ungefähr 0 bis 300 °C, vorzugsweise 0 bis 200 °C und besonders bevorzugt 0 bis 150 °C und am bevorzugtesten 0 bis 100 °C stabil.
Verschiedene Anordnungen des schützenden Materials, welche gegebenenfalls eine hydrophobe Substanz und die Katalysatorzusammensetzung umfassen, sind in den 1A–1E dargestellt. Obwohl einzelne Überschichten der porösen und hydrophoben schützenden Beschichtungen und die Bestandteile dieser in den Figuren dargestellt sind, wird deutlich werden, dass viele Schichten entweder alternierend oder kontinuierlich auch in dem Umfang der Erfindung liegen.
Bezugnehmend auf 1A ist dort eine erste Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei ein Substrat 100, wie ein Kühler, mit einer Katalysator- oder absorptiven (im Folgenden gemeinsam „aktive") Zusammensetzungsschicht 102 beschichtet ist und darüber mit einer Beschichtung 104 umfassend ein poröses adsorbierendes Material wie Aluminiumoxid, Siliziumdioxid oder eine Mischung dieser.
Die vorliegende Erfindung kann gegebenenfalls eine hydrophobe Schicht bereitstellen, wie zuvor beschrieben. Bezugnehmend auf die 1B–1D und zunächst auf die 1B, ist die hydrophobe Schicht 106 über der Beschichtung 104 angeordnet. Die hydrophobe Schicht 106 verleiht dem Substrat eine wasserabweisende Eigenschaft und verhindert dadurch, dass Wasser die aktive Zusammensetzung negativ beeinflusst.
In einer alternativen Ausführungsform ist die hydrophobe Schicht 106 zwischen der Beschichtung 104 und der aktiven Zusammensetzung 102 angeordnet, wie in 1C dargestellt. In noch einer weiteren Ausführungsform werden das Schutzmaterial (z.B. Aluminiumoxid), welches für die Beschichtung 104 verwendet wird und das hydrophobe Material (z.B. polymere Silikone oder Fluoropolymere) in einer einzelnen Schicht 108 miteinander verbunden, wie insbesondere in 1D dargestellt.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform sind einzelne Teilchen der aktiven Zusammensetzung von dem Schutzmaterial eingeschlossen, wie in den 1E und 1F dargestellt, normalerweise durch das Sprühtrocknen der Teilchen mit dem Schutzmaterial. Dieses Sprühtrocknungsverfahren sind im Stand der Technik gut bekannt. Insbeson dere, wie spezifisch in 1E dargestellt, weist das Substrat darauf ein oder mehrere Schichten 120 auf, umfassend die eingeschlossenen Teilchen 122, welche, wie in 1F dargestellt, aus der aktiven Zusammensetzung 102, bestehend mit wenigstens einer Schutzschicht 104 darüber, gegebenenfalls mit wenigstens einer Schicht 106 aus einer hydrophoben Substanz.
Die Anwendung der aktiven Zusammensetzung und der Schutzmaterialen ist unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben. Ein Kühleraufbau eines Motorfahrzeuges ist in 2 dargestellt, umfassend ein Gehäuse 10, einen Kühlergrill 12, einen Kondensator 14 für die Klimaanlage, einen Kühler 16 und einen Kühlerventilator 18. Es ist klar, dass andere Fahrzeugbestandteile normalerweise in einem Motorfahrzeug gefunden werden.
Bezugnehmend auf 2 umfassen die bevorzugten mit der Atmosphäre in Kontakt stehenden Oberflächen das Luftseitenrohr 13 und die Rippen 15 Oberflächen des Kondensators 14 der Klimaanlage, wie auch das Luftseitenrohr 17 und die Rippen 19 Oberflächen des Kühlers 16 umfassen. Diese Oberflächen sind innerhalb des Gehäuses 10 eines Motorfahrzeuges angeordnet. Sie befinden sich normalerweise unter der Motorhaube des Motorfahrzeuges zwischen der Vorderseite des Fahrzeuges und dem Motor. Der Kondensator 14 der Klimaanlage und der Kühler 16 können direkt oder indirekt von dem Gehäuse 10 des Fahrzeuges getragen werden.
Die Oberflächen 13, 15 und 17, 19 des Kondensators 14 der Klimaanlage und des Kühlers 16 können jeweils gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt werden, um eine katalytische oder absorptive Oberfläche bereitzustellen, welche mit einem schützenden Material bedeckt ist, wie oben im Zusammenhang mit den 1A–1E beschrieben. Die bevorzugteste mit der Atmosphäre in Kontakt stehende Oberfläche ist die Außenoberfläche des Kühlers 16. Ein typischer Kühler weist vordere und hintere Oberflächen auf mit voneinander beabstandeten flachen Rohren, wobei dazwischen eine Vielzahl von gewellten Kühlerplatten angeordnet sind. Insbesondere und bezugnehmend auf 3 ist dort ein Kühler 16 dargestellt, umfassend voneinander beabstandete Rohre 40 für den Durchfluss eines ersten Fluids und eine Reihe von gewellten Platten 42, welche dazwischen einen Durchgang 44 definieren, für den Fluss eines zweiten Fluids entgegengesetzt zu dem Fluss des ersten Fluids Das erste Fluid, wie ein Antifrostmittel, wird aus einer Quelle (nicht dargestellt) in die Rohre 40 durch einen Einlass 46 bereitgestellt. Das Frostschutzmittel tritt in den Kühler 16 mit einer relativ hohen Temperatur durch den Einlass 46 ein und verlässt möglicherweise den Kühler durch einen Auslass 48. Das zweite Fluid, wie Luft, wird durch den Durchgang 44 geleitet und kommt dadurch in eine Wärmeaustauschbeziehung mit dem ersten Fluid, welches sich durch die Rohre 40 bewegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Oberflächen der gewellten Platten 42 des Kühlers 16 behandelt werden, um eine katalytische oder absorptive Oberfläche bereitzustellen, welche vor Verunreinigungen geschützt wird, einschließlich Feststoffteilchenmaterie, Gase, Wasser und dergleichen.
Wie zuvor diskutiert, ist eine andere Ausführungsform der Erfindung insbesondere auf die Verwendung von schützenden Materialien gerichtet, welche auf absorptiven Systemen (z.B. Fahrzeugkühlern beschichtet mit absorptiver Zusammensetzung) aufgebracht sind, welche in der Lage ist, die Atmosphäre zu reinigen indem die Schadstoffe, insbesondere Kohlenwasserstoffe, welche in der Atmosphäre enthalten sind, adsorbiert werden. Die Funktion der schützenden Materialien ist es zu verhindern, dass die in der Atmosphäre vorhandene das absorptive Material verschlechternde Verunreinigen (insbesondere feste und aerosole Feststoffteilchen, Wasser, wassergetragene Salze und Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht), welche zu einem Maskieren, Faulen und/oder Vergiften der absorptiven Zusammensetzung führt, mit dem absorptiven Material in Interaktion tritt. Da es der Zweck eines Fahrzeugkühlers ist, einen Wärmeaustauscher und Kühlung für den Motor bereitzustellen, ist der Kühler normalerweise an dem vorderen Ende des Fahrzeuges angeordnet, wo er breiten Zugang zu großen Volumen an Umgebungsluft hat. Als ein Ergebnis wird der Kühler in einer relativ schmutzigen Umgebung betrieben und wird allen Arten von festen, gasförmigen und flüssigen luftgetragenen Schadstoffen und Straßenverunreinigungen ausgesetzt. Ein absorptives Material, welches auf den Radiator aufgebracht ist, zu dem Zweck atmosphärische Schadstoffe zu adsorbieren, wie Kohlenwasserstoffe und Kohlenstoffmonoxid, sollte vorzugsweise in der Lage sein, über einen ausgedehnten Zeitraum auch in einer sehr schmutzigen Umgebung betrieben zu werden.
Die Ausübung der Verfahren der vorliegenden Erfindung minimieren den Kontakt der luftgetragenen Verunreinigungen mit der absorptiven Kühlerzusammensetzung. Dies wird erzielt, indem ein Überzug aus einem porösen, vorzugsweise absorbierenden schützenden Material auf die Oberfläche der absorptiven Zusammensetzung aufge bracht wird. Die Funktion des porösen schützenden Materiales ist es, luftgetragene Feststoffteile, Aerosole, wassergetragene Salze und Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht einzufangen und zu halten, so dass sie nicht mit dem darunter liegenden absorptiven Material in Kontakt treten. Das poröse schützende Material ist vorzugsweise dicht genug, um die Verunreinigungen einzuschließen, jedoch auch porös genug, um einen freien Durchgang der Umgebungsluft zu gestatten, welche die zu behandelnden Schadstoffe enthält (z.B. Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoffmonoxid) auf die darunter liegende absorptive Zusammensetzung. Auf diese Weise wird die absorptive Zusammensetzung im Wesentlichen schadstofffrei gehalten und ist daher in der Lage, hohe Maße an langanhaltender Schadstoffabsorption bereitzustellen. Geeignete und bevorzugte absorptive Materialien/Zusammensetzungen umfassen Zeolithe wie Säure und/oder Ionenausgetauschte und/oder dealuminierte Zeolithe. Beispiele solcher Zeolithe umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf Zeolith-Y, Ferrierit, Zeolith-A, Beta-Zeolith, ZSM-5, andere Molekularsiebe und deren Mischungen; Kohlenstoff- und Erdalkalimetalloxide der Gruppe IIA, wie Kalziumoxid. Die adsorbierten Schadstoffe können nachfolgend gesammelt werden, sofern erwünscht, durch Desorption, zum Beispiel gefolgt von einer Zerstörung durch katalytische Reaktion oder Verbrennung.
Beispiel 1

Der Kühler eines Ford Taunus wurde in vier voneinander getrennten Bereichen („Quadraten") mit vier auf MnO₂ basierenden Ozon zerstörende Katalysatorzusammensetzungen beschichtet. Ein kurze Beschreibung jeder Zusammensetzung ist unten angeführt:

Sektion 1:	entspricht der Zusammensetzung der Sektion 2 ohne die Aluminiumoxidbe schichtung.
Sektion 2:	3,5 μm mittlere Teilchengröße MnO₂ Beschichtung, enthaltend eine Silizi um/Acrylbindemittelmischung und einen Überzug mit einer SRS-II Alumini umoxidbeschichtung.
Sektion 3:	3,5 μm Teilchengröße MnO₂ Referenzbeschichtung hergestellt aus einer instabilen (d.h. koagulierten) Aufschlämmungszusammensetzung.
Sektion 4:	1 μm mittlere Teilchengröße mit MnO₂ Beschichtung enthaltend ein Acryl bindemittel ohne den Aluminiumoxidüberzug.

Das MnO₂ Bindemittelsystem, welches in den Zusammensetzungen der Sektionen 1 und 2 verwendet wurde, enthielt eine 3:1 Mischung aus Acryl/Styrolacryllatex Bindemittel (Rhoplex P-376 von Rohm & Haas) mit einem reaktiven Silikonlatexbindemittelharz (M-50E von Wacker Silicones Corp.). Das MnO₂ Bindemittelsystem, welches in der nicht-bevorzugten Zusammensetzung der Referenzsektion 3 verwendet wurde, enthielt ein EVA (Ethylenvinylacetat) Latexbindemittel von National Starch (Duroset E-646). Das MnO₂ Bindemittelsystem, welches in der Zusammensetzung der Sektion verwendet wurde, enthielt ein Acryllatexbindemittel von National Starch (Nacrylic X-4280). Das SRS-II Aluminiumoxid-Bindemittelsystem, welches in der Überzugzusammensetzung verwendet wurde, die auf die Sektion 2 aufgebracht wurde, enthielt ein Acryl/Styrolacrylatexbindemittel von Rohm & Haas (Rhoplex P-376). Das SRS-II Aluminiumoxid wurde von Grace erworben. Die BET-Oberfläche dieses Materials betrug ca. 300 m²/g und enthielt ungefähr 5 % Siliziumdioxid. Die mittlere Teilchengröße betrug ungefähr 7,5 μm gemessen durch einen Horiba LA-500 Laser Diffraktionsteilchengrößenverteilungsanalysator. Der Aluminiumoxidüberzug wurde mit einer Beladung von ca. 0,22 g/in³ des Radiatorvolumens aufgebracht. Die MnO₂ Katalysatorbeladungen betrugen ungefähr 0,44 g/in³ Kühlervolumen.
Der beschichtete Kühler wurde in einen Luftkanal eingeführt und einer Langzeitalterung in der Anwesenheit von kontinuierlichen Umgebungsluftfluss unterworfen. Der in den Kühler eintretende Luftfluss wurde bei ungefähr 9,5 mph linearer Geschwindigkeit (ca. 600.000/h Kühlerraumgeschwindigkeit) gehalten. Der Radiator wurde intern mit einem heißen rezirkulierenden Kühlmittel (50:50 Mischung aus Frostschutzmittel und Wasser) erwärmt und die Kühlmitteltemperatur, die in den Radiator eintrat, wurde auf zwischen 70 bis 90 °C gehalten, abhängig von der Temperatur der Umgebungsluft. Aufgrund der niedrigen Umgebungslufttemperatur wurde ein Teil der Luft, welche den Radiotor verließ, zurück in den Kühlereinlass geführt, um die Temperatur des Kühlerkühlmittels zwischen 70 und 90 °C zu halten.
Die Ozonumwandlung der vier unterschiedlichen Katalysatorzusammensetzungen wurde periodisch gemessen, um eine Deaktivierung der Leistung über den Zeitraum zu ermitteln. Dies wurde durchgeführt, indem der Kühler in eine andere Testananordnung (Luftdurchflusssystem) angeordnet wurde, als die, welche verwendet wurde um die Langzeitalterung durchzuführen. Die Ozonumwandlung wurde mit drei unterschiedlichen Luftflüssen gemessen, entsprechend den Kühlerraumgeschwindigkeiten von 200.000, 400.000 und 600.000 je Stunde. Zusätzlich wurde die Ozonumwandlung bei drei unterschiedlichen Temperaturbedingungen („90 °C", „75 °C" und „45 °C") gemessen. Bei den 90 °C Temperaturbedingungen wurde die Kühlertesteinrichtung in einem „Ein-Durchgang" Luftdurchflussmodus betrieben, wobei 100 % der in den Kühler eintretenden Luft frische Umgebungsluft war. In dieser Konfiguration wurde die Temperatur des Kühlmittels des zu dem Kühler auf 90 °C gehalten. Die Umgebungsluft, welche in den Kühler eintrat, wurde auf ca. 20–40 °C mit einem Luftvorwärmer erwärmt (um die Kühlmitteltemperatur von 90 °C zu erzielen) und die Lufttemperatur, welche aus dem Kühler austrat, konnte variieren, wenn sich der Luftfluss änderte während der Messungen der Ozonumwandlung (d.h. je höher der Luftfluss war desto niedriger war die Lufttemperatur). Für andere Temperaturbedingungen, die verwendet wurden um die Ozonzerstörungsleistung zu messen, wurde die Testeinrichtung in einem „voll zirkulierenden" Luftflussmode betrieben, wobei die aus dem Kühler austretende Luft zurück in den Kühlereinlass zirkuliert wurde. Bei dieser Konfiguration wurde die aus dem Kühler verlassende Luft auf einer Konstante von 45 oder 75 °C gehalten, während die Ozonumwandlungsmessungen bei unterschiedlichen Luftflüssen durchgeführt wurden.
Die anfänglichen Umwandlungsresultate der vier Katalysatorbeschichtungszusammensetzungen sind in Tabelle 1 dargestellt. Die anfänglichen Umwandlungen für die Sektionen 1, 3 und 4 waren fast identisch (z.B. 85 % bei 600.000/h Raumgeschwindigkeit und 90 °C Kühlmittelbedingung), die überzogene Probe der Sektion 2 war jedoch 6 % niedriger (78 %). Der Kühler wurde 14 Tage bei Raumtemperaturbedingungen gealtert (d.h. Kühlmittelwärmer wurden abgestellt) und anschließend wurde der Kühler zusätzliche 25 Tage bei normaler Betriebstemperatur gealtert (d.h. 70–90 °C). Die Ozonumwandlungsresultate bei der Vervollständigung der Alterung sind in Tabelle 2 dargestellt.
Nach dem Altem wies die Beschichtung der Sektion 3, welche die nicht bevorzugte Referenzkatalysatorzusammensetzung enthielt, normalerweise die niedrigste Umwandlung (z.B. 37 % bei 600.000/h Raumgeschwindigkeit und 90 °C Kühlmitteltemperaturbedingung) auf. Die Sektion 4, welche die Katalysatorzusammensetzung mit kleinster Teilchengröße enthielt, war ein wenig besser (41 %) und die Sektion 1, welche die Katalysatorzusammensetzung mit größerer Teilchengröße enthielt, war noch besser (46 %). Die Sektion 2 mit der überzogenen Katalysatorzusammensetzung war jedoch deutlich besser (65 %). Bei den Testbedingungen bei 90 °C und einer Raumgeschwindigkeit von 600.000/h verlor die Katalysatorzusammensetzung der Sektion 2 nur einen Absolutwert von 13 % der Ozonumwandlungsaktivität während der gesamten Alterungsperiode, während die anderen drei wenigstens einen absoluten Wert von 40 % verloren (Tabelle 3). Deutlich wies die SRS-II Aluminiumoxidüberzug auf der Sektion 2 eine dramatische Wirkung hinsichtlich der Verbesserung der Langzeitstabilität des darunter liegenden MNO₂ Katalysators auf. Dies ist besonders deutlich, da die anfängliche Aktivität dieser Sektion geringer war aufgrund der Anwesenheit des Überzugs. Abgesehen von einer Reduktion der anfänglichen Aktivität, war die Langzeitaktivitätsbeibehaltung ausgezeichnet.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3

^a Ozonumwandlungstestbedingungen: 90 °C Kühlmitteltemperatur, 600.000/h Raumgeschwindigkeit, ca. 200 ppb Ozon.

Beispiel 2

Kühler von einem Volvo S-70 und S-70T (Turbo) wurden in drei separaten Sektionen („Streifen") mit drei auf MnO₂ basierenden Ozon-zerstörende Katalysatorzusammensetzungen beschichtet. Eine kurze Beschreibung jede der Zusammensetzungen ist im Folgenden angeführt:

Sektion 1:	3,5 μm durchschnittliche Teilchengröße MnO₂ Beschichtung enthaltend eine Silikon/Acrylbindemittelmischung und überzogen mit SRS-II Aluminiumoxid.
Sektion 2:	Identisch zu der Zusammensetzung der Sektion 1, jedoch ohne den Alumi niumoxidüberzug.
Sektion 3:	3,5 μm mittlere Teilchengröße MnO₂ Beschichtung enthaltend eine EVA/Acrylbindemittelmischung und überzogen mit SRS-II Aluminiumoxid.

Das MnO₂ Bindemittelsystem, welches in den Zusammensetzungen der Sektion 1 und 2 verwendet wurde, enthielt eine 3:1 Mischung aus Acryl/Styrolacryllatexbindemittel (Rhoplex P-376 von Rohm & Haas) mit einem reaktiven Silikonlatexbindemittelharz (M-50E von Wacker Silicones Corp.). Das MnO₂ Bindemittelsystem, welches bei der Zusammensetzung der Sektion 3 verwendet wurde, enthielt eine 1:1 Mischung aus Acryl/Styrolacrylatexbindemittel (Rhoplex P-376 von Rhom & Haas) mit einem EVA (Ethylenvinylacetat) Latexbindemittel von National Starch (Duroset Elite 22). Das SRS-II Aluminiumoxidbindemittelsystem, welches in den Überzugzusammensetzungen verwendet wurde, die in den Sektionen 1 und 3 aufgebracht wurden, enthielten nur das Acryl/Styrolacrylatexbindemittel (Rhoplex P-376) von Rohm & Haas. Das SRS-II Aluminiumoxid wurde von Grace erworben. Die BET-Oberfläche dieses Materials betrug ca. 300 m²/g und enthielt ungefähr 5 % Siliziumdioxid. Die mittlere Teilchengröße betrug ungefähr 6,5 μm gemessen mittels eines Horiba LA-500 Laserdiffraktionsteilchengrö ßenverteilungsanalysators. Die Aluminiumoxidüberzüge wurden mit Beladungen von ca. 0,18 g/in³ Kühlervolumen aufgebracht. Die MnO₂ Katalysatorbeladungen betrugen ungefähr 0,35 g/in³ Kühlervolumen.
Die beschichteten Kühler wurden auf Volvo S-70 und S-70 T (Turbo) Fahrzeuge angeordnet und einer beschleunigten Meilensammlung (1.000 Meilen je Tag) auf der Straße unterworfen. Die Kühler beider Fahrzeuge wurden nach der Sammlung nach ungefähr 16.000 Meilen in Detroit, MI Metropolitan Area während Februar 1999 entfernt. Die Ozonumwandlung der beschichteten Sektionen auf jedem Kühler wurde ermittelt, um die Deaktivierung der Leistung über den Zeitraum zu ermitteln. Die Kühler wurden wieder in die Fahrzeuge eingeführt und zusätzliche 16.000 Meilen wurden auf jedem gesammelt (insgesamt 32.000 Meilen) in Phoenix AZ Metropolitan Area während März 1999. Die Kühler wurden wiederum entfernt und die Ozonumwandlungen der beschichteten Sektionen auf jedem Kühler wurde ermittelt, um die Deaktivierung der Leistung über den Zeitraum zu ermitteln. Schließlich wurden die Kühler wieder in die Fahrzeuge eingeführt und zusätzliche 18.000 Meilen wurden auf jedem gesammelt (50.000 Meilen insgesamt) in der Phoenix AZ Metropolitan Area während des Aprils 1999. Die Kühler wurden ein letztes mal entfernt und die Ozonumwandlung der beschichteten Sektionen auf jedem Kühler wurde überprüft, um die Deaktivierung der Leistung über den Zeitraum zu ermitteln.
Die Ozonumwandlung wurde gemessen, indem die Kühler in eine Testeinrichtung (Luftkanal) mit vollständiger Radiatorüberprüfung eingeführt wurden, die Radiatoren intern mit heißem rezirkulierenden Kühlmittel erwärmt wurden (50:50 Mischung aus Frostschutzmittel und Wasser) und durch Einblasen von ozonhaltiger Luft über die Kühler. Die Ozonumwandlung wurde mit drei unterschiedlichen Luftflüssen gemessen entsprechend den Kühlerraumgeschwindigkeiten von 200.000, 400.000 und 600.000/h. Zusätzlich wurde die Kühlertesteinrichtung so betrieben, dass sie drei unterschiedliche Temperaturbedingungen erzielte (90 °C, 75 °C und 45 °C). Für die 90 °C Bedingung wurde die Testeinrichtung in einer „Eindurchfluss" Luftflussweise betrieben, wobei 100 % der Luft, welche in den Kühler eintrat, frische Umgebungsluft war. Bei dieser Konfiguration wurde die Kühlmitteltemperatur zu dem Radiator auf 90 °C gehalten. Die Umgebungsluft, welche in den Kühler eintrat, wurde auf ca. 20 °C bis 40 °C vorgewärmt (um die Kühlmitteltemperatur von 90 °C beizubehalten) und die Lufttemperatur, welche aus dem Kühler austrat, konnte variieren, während sich der Luftfluss während der Ozonumwandlungsmessungen änderte (d.h. je höher der Luftfluss war desto niedriger war die Lufttemperatur). Für die anderen Temperaturbedingungen, die verwendet wurden, um die Ozonzerstörungsleistung zu messen, wurde die Testeinrichtung in einer „vollständig rezirkulierenden^„ Luftflussweise betrieben, wobei die aus dem Kühler austretende Luft zurück in den Kühlereinlass geführt wurde. Bei dieser Konfiguration wurde die Luft, welche den Kühler verließ, auf konstanten 45° oder 75 °C gehalten, während die Ozonumwandlungsmessungen bei unterschiedlichen Luftflüssen durchgeführt wurden.
Die Ozonumwandlungsresultate für frische und auf der Straße gealterte drei Zusammensetzungen des S-70 Kühlers sind in der Tabelle 4–8 dargestellt. Obwohl beide mit Aluminiumoxid überzogene Sektionen anfänglich niedrigere Umwandlungen aufwiesen, zeigten diese Sektionen weniger Verringerung der Umwandlung bei der Alterung auf der Straße. Tatsächlich, wie in Tabelle 8 dargestellt, zeigte die Katalysatorzusammensetzung der überzogenen Sektion 3 im Wesentlichen keine Deaktivierung über 51.000 Meilen, wohingegen der Katalysator der Sektion 2, welche nicht beschichtet war, einen absoluten Wert von 23 % bezüglich der Ozonumwandlung verlor. Obwohl die Ozonumwandlung für die drei Sektionen im Wesentlichen nach 32.000 Meilen identisch war, zeigten nach 51.000 Meilen sowohl die überzogene Katalysatorzusammensetzung auf den Sektionen 1 und 3 beträchtlich bessere Ozonumwandlungen als die nicht überzogene Katalysatorzusammensetzung der Sektion 2. Es wird erwartet, dass zusätzliche Alterung auf der Straße zu einer kontinuierlichen schnelleren Deaktivierung der nicht-überzogenen Zusammensetzung führen würde im Vergleich mit den zwei überzogenen Zusammensetzungen.
Tabelle 4 Volvo S-70 Frisch
Tabelle 5 Volvo S-70 16.140 Meilen gealtert
Tabelle 6 Volvo S-70 32.087 Meilen gealtert
Tabelle 7 Volvo S-70 50.863 Meilen gealtert
Tabelle 8

^b Ozonumwandlungstestbedingungen: 90 °C Kühlmitteltemperatur; 600.000 (1/h) Raumgeschwindigkeit: ca. 200 ppb Ozon

Ähnliche frische und gealterte Ozonumwandlungsresultate für die gleichen drei Zusammensetzungen, die auf den S-70 T Kühler aufgebracht wurden, sind in den Tabellen 9–13 dargestellt. Obwohl alle Sektionen eine geringe Abnahme der Aktivität mit der Alterung auf der Straße zeigten, nahmen die überzogenen Sektionen mit einer beträchtlich niedrigeren Geschwindigkeit ab. Tatsächlich, wie in Tabelle 13 dargestellt, zeigten die überzogenen Katalysatorzusammensetzungen der Sektion 1 und 3 einen absoluten Verlust der Ozonumwandlung von ungefähr 13 % nach 50.000 Meilen, wohingegen der nicht-überzogene Katalysator der Sektion 2 absolut 22 % Ozonumwandlung verlor. Zusätzlich zeigten beide der mit Aluminiumoxid überzogenen Katalysatorzusammensetzungen (insbesondere der Katalysator der Sektion 3) nach 50.000 Meilen eine höhere Ozonumwandlung als die nicht-überzogene Katalysatorzusammensetzung. Zusätzliche Alterung auf der Straße würde zu einer fortgesetzten schnelleren Deaktivierung der nicht-überzogenen Zusammensetzung führen im Vergleich den zwei überzogenen Zusammensetzungen.
Tabelle 9 Volvo S-70T Frisch
Tabelle 10 Volvo S-70T 16.233 Meilen gealtert
Tabelle 11 Volvo S-70T 32.277 Meilen gealtert
Tabelle 12 Volvo S-70T 50.173 Meilen gealtert
Tabelle 13 Ozon-Umwandlungstestbedingungen %^b

^b Ozonumwandlungstestbedingungen: 90 °C Kühlmitteltemperatur; 600.000 (1/h) Raumgeschwindigkeit: ca. 200 ppb Ozon.

Beispiel 3

Ein Kühler eines Ford Taurus wurde in drei unterschiedlichen Sektionen („Streifen") mit drei auf MnO₂ basierenden Ozonzerstörungskatalysatorzusammensetzungen beschichtet. Eine kurze Beschreibung jeder der Zusammensetzungen ist unten angeführt:

Sektion 1:	3,5 μm Teilchengröße MnO₂ Beschichtung enthaltend eine EVA/Acrylbindemittelmischung und überzogen mit SRS-II Aluminiumoxid.
Sektion 2:	entsprach der Zusammensetzung der Sektion 1, ohne den Aluminiumoxid überzug.
Sektion 3:	3,5 μm mittlere Teilchengröße MnO₂ Beschichtung enthaltend eine EVA/Acrylbindemittelmischung und überzogen mit SRS-II Aluminiumoxid und des Weiteren überzogen mit FC-824 Wasserabweiser.

Das MnO₂ Bindemittelsystem, welches in allen Sektionen verwendet wurde, enthielt eine 1:1 Mischung aus Acryl/Styrolacryllatexbindemittel (Rhoplex P-376 von Rhom & Haas) mit einem EVA (Ethylenvinylacetat) Latexbindemittel von National Starch (Duroset Elite 22). Das in den Überzugzusammensetzungen, welche in den Sektionen 1 und 3 aufgebracht wurden, verwendete SRS-II Aluminiumoxidbindemittelsystem enthielt nur das Acryl/Styrolacryllatexbindemittel (Rhoplex P-376) von Rohm & Haas). Das SRS-II Aluminiumoxid wurde von Grace erworben. Die BET-Oberfläche dieses Materials betrug ca. 300 m²/g und enthielt ungefähr 5 % Siliziumdioxid. Die mittlere Teilchengröße betrug ungefähr 6,5 μm gemessen durch einen Horiba LA-500 Laserdiffraktionsteilchengrößenverteilungsanalysator. Die Aluminiumoxidüberzüge wurden mit Beladungen von ca. 0,22 g/in³ aufgebracht. Die MnO₂ Katalysatorbeladungen betrugen ungefähr 0,38 g/in³ Kühlervolumen.
Der FC-824 Wasserabweiser wurde von 3M Corporation erworben und umfasste eine geschützte Fluorpolymerlatexemulsion in Wasser. Diese Emulsion wurde auf 2,5 % Feststoffe in Wasser verdünnt und wurde anschließend auf die Katalysatorzusammensetzung der Sektion 3 gesprüht, solchermaßen dass die Katalysatorbeschichtung vollständig benetzt wurde. Der Überschuss der Lösung wurde anschließend mit einem Luftmes ser entfernt und der gesamte Kühler wurde dann bei 90 °C für ungefähr 1 Stunde getrocknet.
Der beschichtete Kühler wurde in ein Ford Taunus Fahrzeug eingeführt und einer beschleunigten auf der Straße Meilensammlung unterworfen (ca. 1.000 Meilen je Tag). Der Kühler wurde entfernt, nachdem 18.000 Meilen in Phoenix, AZ metropolitan area während April 1999 gesammelt wurden. Die Ozonumwandlung auf den beschichteten Sektionen auf dem Kühler wurde ermittelt, um die Deaktivierung der Leistung über den Zeitraum zu ermitteln. Der Kühler wurde wieder in das Fahrzeug eingeführt und zusätzlich 18.000 Meilen gesammelt (36.000 Meilen insgesamt) in der Phoenix AZ metropolitan area während Mai 1999. Der Kühler wurde wiederum entfernt und die Ozonumwandlung der beschichteten Sektionen auf dem Kühler wurden ermittelt, um die Deaktivierung der Leistung über den Zeitraum zu ermitteln. Schließlich wurde der Kühler wieder in das Fahrzeug eingeführt und zusätzlich 14.000 Meilen gesammelt (insgesamt 50.000 Meilen) in Detroit, MI metropolitan area während Juni 1999. Der Kühler wurde ein letztes Mal entfernt und die Ozonumwandlung der beschichteten Bereiche auf dem Kühler wurde ermittelt, um die Deaktivierung der Leistung über den Zeitraum zu ermitteln.
Die Ozonumwandlung wurde gemäß der gleichen Verfahren wie in den Beispielen 1 und 2 beschrieben gemessen.
Die Ozonumwandlungsresultate der frischen und auf der Straße gealterten drei Zusammensetzungen auf dem Ford Taunus Kühler sind in Tabelle 14 zusammengefasst. Obwohl alle Sektionen etwas Abnahme der Aktivität bei der Alterung auf der Straße zeigten, nahm man die zwei überzogenen Sektionen mit einer kleineren Geschwindigkeit ab. Wie in Tabelle 14 gezeigt, zeigten die überzogenen Katalysatorzusammensetzungen der Sektion 1 und 3 einen Gesamtverlust der Ozonumwandlung von 15 und 18 % nach 50.000 Meilen, wohingegen der nicht-überzogene Katalysator der Sektion 2 einen Gesamtverlust von 19 % Ozonumwandlung aufwies. Die überzogenen Katalysatorzusammensetzungen, insbesondere die Katalysatorzusammensetzung der Sektion 3 mit der Kombination aus Aluminiumoxid und Wasserabweiser, deaktivierte sich als letzter während der 50.000 Meilen der Alterung auf der Straße. Zusätzlich zeigten beide überzogenen Katalysatorzusammensetzungen eine höhere Ozonumwandlung nach 50.000 Meilen Alterung als die nicht-überzogene Katalysatorzusammensetzung. Zusätzliche Alterung auf der Straße würde zu einer fortgesetzten schnelleren Deaktivierung der nicht- überzogenen Zusammensetzung führen, im Vergleich mit den zwei überzogenen Zusammensetzungen.
Tabelle 14 Ozon-Umwandlungstestbedingungen %^b

Claims

Verfahren zur Reinigung der Atmosphäre entweder durch katalytische Behandlung der Atmosphäre, um atmosphärische Schmutzstoffe in weniger schädliche Materialien umzuwandeln oder durch das Adsorbieren von Schmutzstoffen, welche in der Atmosphäre enthalten sind, umfassend das in Kontaktbringen der Atmosphäre, welche die Schmutzstoffe enthält, mit einer Außenoberfläche eines Substrats, welche entweder mit einer katalytischen Zusammensetzung oder einer adsorptiven Zusammensetzung beschichtet ist, wobei die Katalysatorzusammensetzung wenigstens ein Material umfasst, gewählt aus einem unedlen Metall, einem Edelmetall und einem Salz oder einem Oxid eines unedlen Metalls oder eines Edelmetalls, und Schützen der mit dem Katalysator und/oder einem Adsorptionsmittel beschichteten Oberfläche mit einem Überzug, welcher ausreichend porös ist, um zu ermöglichen, dass die Atmosphäre, welche die Schmutzstoffe enthält, in betriebsfähigen Kontakt mit der Katalysator- und/oder der Adsorptionsmittelzusammensetzung hindurchpasst und welche ausreichend schützend ist, um zu verhindern, dass wenigstens einige der schädlichen Verunreinigungen die Katalysator- und/oder Adsorptionsmittelzusammensetzung berühren, wobei der Überzug wenigstens ein Material umfasst, gewählt aus Kohlenstoff, Zeolith, Ton, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid mit hoher Oberfläche enthaltend Aluminiumoxid, Siliziumdioxid enthaltend Aluminiumoxid mit geringer Oberfläche, Titandioxid, Zirkondioxid, Siliziumdioxid und seltenes Erdoxid.
Verfahren nach Anspruch 1, des weiteren umfassend das Beschichten des die katalytische Oberfläche überziehenden porösen schützenden Materials, mit wenigstens einer hydrophoben schützenden Substanz, welche in der Lage ist zu verhindern, dass flüssiges Wasser und/oder Wasserdampf die Katalysatorzusammensetzung erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das katalytische Behandeln der Atmosphäre bei Temperaturen von zwischen ungefähr 0 bis ungefähr 150 °C.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Katalysatorzusammensetzung Mangandioxid enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das poröse schützende Material Siliziumdioxid ist, enthaltend Aluminiumoxid mit großer Oberfläche.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die hydrophobe Substanz aus der Gruppe gewählt ist, umfassend Fluorpolymere und Silikonpolymere.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schmutzstoffe, welche behandelt werden sollen, aus der Gruppe gewählt werden, umfassend Ozone, Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoffmonoxid und deren Mischungen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das adsorptive Material gewählt ist aus Zeolithen, Molekularsieben, Kohlenstoff und Metalloxiden der Gruppe IIA.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das adsorptive Material ein Zeolith ist.