DE60316069T2 - NOx-Speicherkatalysator - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Abgasreinigungskatalysator zum Reinigen eines Abgases, freigesetzt aus einem internen Verbrennungsmotor wie einem Kraftfahrzeugmotor, weiter im Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen NOx-reinigenden Katalysator vom Speicher-Reduktions-Typ, in dem die Schwefelvergiftung des NOx-speichernden Materials merklich reduziert ist.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Das Abgas, das freigesetzt wird von einem internen Verbrennungsmotor wie einem Kraftfahrzeugmotor kann gereinigt werden durch einen Dreiwegekatalysator, der das Verbrennen von Kohlenstoffmonoxid (CO), das Verbrennen von Kohlenwasserstoff (HC) und die Reduktion von Stickstoffoxid (NOx) fördert.
  • Dieser Dreiwegekatalysator wird im Allgemeinem aufgebaut durch Erzeugen einer Beschichtungsschicht eines Katalysatorträgers wie γ-Aluminiumoxid auf einem Monolith-Substrat, und Beladen eines Katalysatorbestandteils wie Platin (Pt), Palladium (Pd) und Rhodium (Rh) auf der Beschichtungsschicht.
  • Der Dreiwegekatalysator kann effizient die oben beschriebene Reinigung durchführen, wenn das Abgas eine Zusammensetzung in einem speziellen Bereich besitzt. Daher ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem internen Verbrennungsmotor strikt limitiert, so dass es eine Abgaszusammensetzung in einem speziellen engen Bereich ergibt. Allerdings, in der Praxis, unterliegt die Abgaszusammensetzung einem gewissen Grad an Fluktuation infolge der Zeitdifferenz im Kontrollsystem oder dergleichen, und weicht etwas von dem speziellen engen Bereich ab.
  • Hierbei kann ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid eine Sauerstoffspeicherkapazität (OSC) bereitstellen, dass Sauerstoff absorbiert wird in einer oxidierenden Atmosphäre, die O2 in einer relativ großen Menge enthält, und Sauerstoff freisetzt in einer reduzierenden Atmosphäre, die CO und HC in einer relativ großen Menge enthält, weil das darin enthaltene Ce-Atom eine Veränderung in der Valenzanzahl verursachen kann.
  • Demgemäß, wenn ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid im Abgasreinigungskatalysator enthalten ist, fluktuiert die Abgaszusammensetzung in der Nachbarschaft des Katalysatorbestandteils weniger, und die oben beschriebene Abgasreinigung kann effizienter ablaufen.
  • Zusätzlich wird beträchtliche Wärme erzeugt, die die Sauerstoffabsorption des Cer-Zirkonium-Kompositoxids begleitet, und diese Wärme kann verwendet werden für das Erwärmen des Katalysators beim Motor-Inbetriebsetzen, und kann das Starten der katalytischen Aktivität beschleunigen. Durch diese Eigenschaften wird das Cer- Zirkonium-Kompositoxid verwendet als Co-Katalysator für den Abgasreinigungskatalysator.
  • Mit Bezug auf den verwandten Stand der Technik, der ein solches Cer-Zirkonium-Kompositoxid beschreibt, sind die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nummern: 10-194742 und 6-279027 und dergleichen bekannt. Im Allgemeinen wird angenommen, dass das Cer-Zirkonium-Kompositoxid als das OSC-Material optimal einen Cer-Anteil, der 50 mol-% hoch ist, besitzt.
  • Andererseits, in der Absicht des Verbesserns des Umweltschutzes, ist die Verringerung der Erzeugungsmenge von Kohlenstoffdioxid (CO2), das aus einem internen Verbrennungsmotor wie einem Kraftfahrzeugmotor freigesetzt wird, und eine Reduktion der Erzeugungsmenge von NOx ein wichtiger Punkt. Um eine solche Reduktion zu erreichen, wurden ein Magerverbrennungsmotor entwickelt in der Absicht des Verbesserns des Brennstoffverbrauches, und ein NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ, erhalten durch Hinzufügen einer Funktion des Speicherns von NOx in einer Mageratmosphäre bei einem konventionellen Dreiwegekatalysator, wurde entwickelt in der Absicht des Reinigens des Abgases aus dem Magerverbrennungsmotor. Diese besitzen einen gewissen Erfolg hinsichtlich des oben beschriebenen Problems.
  • Im Magerverbrennungsmotor wird der Brennstoff gewöhnlich verbrannt bei einem Luft-Brennstoff-Verhältnis (A/F) in der mageren Bedingung (Sauerstoffüberschuss) und vorübergehend und in unterbrochener Weise verbrannt in der reichen Bedingung (Kraftstoffüberschuss).
  • HC und CO im Abgas werden in effizienter Weise verbrannt und entfernt in der mageren Bedingung durch die Wirkung des Katalysators in der oxidierenden Atmosphäre. Andererseits wird NOx absorbiert durch ein speicherndes Material in der mageren Bedingung, und dieses NOx wird vorübergehend freigesetzt in der reichen Bedingung und reduziert und gereinigt durch die Wirkung des Katalysators in der vorübergehenden reduzierenden Atmosphäre.
  • Für das NOx-speichernde Material des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ werden im Allgemeinen verwendet ein Alkalimetall und/oder ein Erdalkalimetall. Ein solches NOx-speicherndes Material wird erachtet als ein Material, das sich in der mageren Atmosphäre in ein Nitrat verändert, und in ein Carbonat in der reichen Atmosphäre, und dadurch die Absorption und Desorption von NOx durchführt.
  • Der interne Magerverbrennungsmotor wie ein Dieselmotor ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeffizienz hoch ist, und daher ist die erzeugte Menge CO2 gering. Andererseits ist dieser interne Verbrennungsmotor darin nachteilhaft, dass NOx erzeugt wird in einer relativ hohen Menge, und darüber hinaus werden partikuläre Stoffe von schädlichen Substanzen erzeugt. Daher ist es ein wichtiges Problem, sowohl NOx, als auch die partikulären Stoffe zu verringern.
  • Zur Lösung dieses Problems haben die gegenwärtigen Erfinder vorgeschlagen, wie beschrieben in Kokai Nr. 2001-271634 , ein Abgasreinigungssystem (DPNR), in dem NOx und partikulärer Stoff beide gleichzeitig gereinigt werden durch Kombinieren der Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Verbrennungssystem mit einem speziellen Katalysator im Abgassystem.
  • In diesem System wird ein Speicher-Reduktions-Typ NOx-Reinigungskatalysator in ähnlicher Weise verwendet als Abgasreinigungskatalysator, und der Brennstoff wird gewöhnlich verbrannt in der mageren Bedingung, und vorübergehend und in unterbrochener Weise verbrannt in der reichen Bedingung, wodurch die partikulären Stoffe verbrannt werden und gereinigt werden unter Verwendung des aktiven Sauerstoffes, erzeugt aus dem NOx-speichernden Material oder dergleichen, begleitet von Fluktuation in der Abgaszusammensetzung, und zur gleichen Zeit wird NOx reduziert und gereinigt.
  • In der Verwendung des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ müssen die magere Atmosphäre und die reiche Atmosphäre schnell gewechselt werden durch Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, und daher wird in Abhängigkeit vom jeweiligen Fall das Cer-Zirkonium-Kompositoxid als das OSC-Material, mit einer Wirkung des Absorbierens und Freisetzens von Sauerstoff, verwendet in einer geringen Menge, nur für das frühe Erwärmen des Katalysators beim Motor-Inbetriebsetzen.
  • Allerdings enthält der Brennstoff für den internen Verbrennungsmotor eine Spur Schwefel. Dieser Schwefel wird oxidiert im internen Verbrennungsmotor und wird überführt in SOx, das eine Abgaskomponente ist. Wenn dieses SOx in Kontakt kommt mit dem NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ, wird ein Teil oxidiert, auch in SO3, durch Platin oder dergleichen als Katalysatorbestandteil, und das NOx-speichernde Material wie Alkalimetall und/oder Erdalkalimetall bildet ein Sulfat.
  • Das Sulfat ist chemisch sehr stabil, verglichen zu einem Carbonat und einem Nitrat, und das Schwefelsäureradikal wird nicht einfach desorbiert aus dem NOx-speichernden Material, auch in der reichen Atmosphäre bei hoher Temperatur. Als Ergebnis werden die NOx-absorbierende und freisetzende Wirkung und/oder die Wirkung des Produzierens von aktivem Sauerstoff des NOx-speichernden Materials unterdrückt, um eine alternde Verringerung der Leistung des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ zu erleiden.
  • Diese Verringerung der katalytischen Leistung des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ durch SOx, das heißt Schwefelvergiftung, ist eines der wichtigen Probleme, die gelöst werden müssen in der Verwendung des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demgemäß ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Schwefelvergiften des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ zu lösen. Weiter im Besonderen, auch wenn ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid verwendet wird, wird ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid mit einer Zusammensetzung, die deutlich verschieden ist von den konventionell verwendeten, als das OSC-Material verwendet durch Verwenden einer Wirkung, die völlig verschieden ist von den konventionell bekannten Wirkungen.
  • Diese Aufgabe kann erreicht werden durch einen NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ, umfassend ein monolithisches Substrat mit einer darauf erzeugten Beschichtungsschicht, die ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid und ein Cer-freies Oxid enthält, wobei ein Edelmetall und ein NOx-speicherndes Material aufgebracht sind auf der Beschichtungsschicht, und der Cer-Anteil des Cer-Zirkonium-Kompositoxids 0,5 bis 10 mol-%, basierend auf der gesamten molaren Anzahl der enthaltenen Metallatome ist.
  • Insbesondere ist die vorliegende Erfindung ein NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ, der dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid aufgebracht wird auf einen Speicher-Reduktions-Typ NOx-Reinigungskatalysator, und das Cer-Zirkonium-Kompositoxid enthält Cer in einer Menge von 0,5 bis 10 mol-%, das heißt das Cer-Zirkonium-Kompositoxid hat einen Cer-Anteil, der deutlich geringer ist als derjenige der Cer-Zirkonium-Kompositoxide, die konventionell als OSC-Material verwendet werden.
  • KURZBESCHREIBUNGEN DER ZEICHUNGEN
  • 1 ist eine Modellansicht, die den Zustand zeigt, in dem ein NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ mit Schwefel vergiftet ist.
  • 2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des SOx-Desorptionsmusters zeigt.
  • 3 ist eine Darstellung, die die NOx-speichernde Leistung nach SOx-Desorptionsbehandlung zeigt.
  • 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des SOx-Desorptionsmusters zeigt.
  • 5 ist eine Ansicht, die den NOx-Reinigungsprozentanteil nach SOx-Desorptionsbehandlung zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEFORZUGEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die Wirkung des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
  • In der vorliegenden Erfindung, wie unten beschrieben, wird erachtet, dass das Cer-Zirkonium-Kompositoxid das Schwefelvergiften des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ unterdrückt durch eine Wirkung, die völlig verschieden ist von derjenigen der konventionellen OSC-Materialien.
  • Cer-Oxid hat ursprünglich eine Eigenschaft des Aufweisens einer hohen katalytischen Aktivität für die folgende Wasser-Gas-Verschiebungsreaktion: CO + H2O → H2 + CO2 (1)und aus CO als reduzierender Bestandteil, enthalten in dem reduzierenden Abgas in der reichen Bedingung, kann H2 als reduzierender Bestandteil in ähnlicher Weise effizient produziert werden.
  • H2 kann eine merklich höhere Reduktionsaktivität als CO bereitstellen, und infolge des Vorhandenseins von H2 in einer genügend hohen Menge in der Atmosphäre kann ein Schwefelsäureradikal desorbiert werden aus einem NOx-speichernden Material (A), das in der Form eines Sulfats vorliegt, gemäß der folgenden Formel: ASO4 + H2 + CO2 → ACO3 + SO2 + H2O (2)
  • Das Cer-Zirkonium-Kompositoxid kann auch diese katalytische Aktivität des Cer-Oxids in einer Wasser-Gas- Verschiebungsreaktion aufweisen. Allerdings hat Cer-Oxid eine hohe Reaktivität mit SOx, und wenn SOx in der Atmosphäre vorhanden ist, wird Cer-Oxid damit gebunden und verliert die oben beschriebene katalytische Aktivität. In ähnlicher Weise verliert das Cer-Zirkonium-Kompositoxid auch eine solche katalytische Aktivität, wenn SOx in der Atmosphäre vorhanden ist.
  • Andererseits wird aufgefunden, dass, wie später in den Beispielen bestätigt wird, wenn der Cer-Anteil des Cer-Zirkonium-Kompositoxids gering ist, verhindert das Cer-Zirkonium-Kompositoxid ein Schwefelvergiften eines NOx-speichernden Materials, und die Abgasreinigungsleistung, die die Absicht des NOx-Reinigungskatalysators des Speicher-Reduktions-Typs ist, wird beibehalten.
  • Man nimmt an, dass der Grund hierfür. wie folgt ist. Wenn der Cer-Anteil des Cer-Zirkonium-Kompositoxids gering ist, mit anderen Worten, der Zirkonium-Anteil hoch ist, wird die hohe Reaktivität und/oder Bindungseigenschaft zwischen Cer-Oxid und SOx unterdrückt durch die hohe Stabilität von Zirkoniumoxid, und Cer-Oxid wird im Wesentlichen nicht seiner katalytisch aktiven Oberfläche beraubt, und als Ergebnis wird die hohe Aktivität für eine Wasser-Gas-Verschiebungsreaktion beibehalten.
  • 1 ist eine Modellansicht, die den Zustand zeigt, in dem der NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ mit Schwefel vergiftet ist, und in der Abgasatmosphäre, die SOx, SO2 oder SO3 enthält, gebunden oder adsorbiert ist bei dem Cer-Zirkonium-Kompositoxid, und das NOx-speichernde Material ist gebunden an das SO4-Ion, um ein Sulfat zu erzeugen. Ein solcher Zustand, in dem SO2 oder SO3 an das Cer-Zirkonium-Kompositoxid gebunden oder adsorbiert ist, ereignet sich bei einer Temperatur, die geringer ist als eine spezielle Temperatur, bei der SO2 oder SO3 desorbiert werden können, von der Oberfläche oder dem Inneren des Cer-Zirkonium-Kompositoxids.
  • Wenn hierbei der Cer-Anteil des Cer-Zirkonium-Kompositoxids gering ist, wird die bindende oder adsorbierende Eigenschaft von SO2 oder SO3 herabgesetzt, und SO2 oder SO3 desorbiert von der Oberfläche des Cer-Zirkonium-Kompositoxids, auch bei einer relativ geringen Temperatur.
  • Wenn diese Desorption eintritt, ist das Cer-Zirkonium-Kompositoxid einer katalytischen Aktivität für die Wasser-Gas-Verschiebungsreaktion (1) ausgesetzt, um H2 für die Atmosphäre bereitzustellen, und gemäß Reaktion (2) kann das Schwefelsäureradikal desorbiert werden von dem NO2-speichernden Material (A), das in der Form eines Sulfats vorliegt. Mit anderen Worten, wenn der Cer-Anteil des Cer-Zirkonium-Kompositoxids gering ist, kann das Schwefelvergiften des NOx-speichernden Materials bei einer geringeren Temperatur abbrechen, und daher kann der Temperaturbereich, in dem das NOx-speichernde Material dessen ursprüngliche Funktion ausübt des Adsorbierens und Freisetzens von NOx, vergrößert werden.
  • Andererseits hat das Cer-Zirkonium-Kompositoxid, wie obenstehend beschrieben, eine Sauerstoff-speichernde Kapazität und agiert in der Weise, dass es den Changeover zwischen der mageren Atmosphäre und der reichen Atmosphäre erleichtert, was notwendig ist in der Verwendung des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ. Trotzdem, wenn der Cer-Anteil des Cer-Zirkonium-Kompositoxids gering ist, ist die Sauerstoffspeichernde Kapazität auch gering, und daher wird die Funktion des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ nicht im Wesentlichen unterdrückt.
  • Demgemäß, durch Festlegen des Cer-Anteils des Cer-Zirkonium-Kompositoxids auf einen geringen Wert, kann das Cer-Zirkonium-Kompositoxid eine katalytische Wirkung ausüben für eine Wasser-Gas-Verschiebungsreaktion und zur gleichen Zeit kann der NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ seine ursprüngliche Funktion ausüben durch Verwenden des Changeovers zwischen der mageren Atmosphäre und der reichen Atmosphäre. Der Cer-Anteil, der beide Funktionen hervorbringen kann, ist von 0,5 bis 10 mol-%, basierend auf der gesamten molaren Menge der enthaltenen Metallatome.
  • Es wird auch aufgefunden, dass wenn das Cer-Zirkonium-Kompositoxid weiter enthält mindestens ein Metall (M), gewählt aus der Gruppe aus Seltenerdmetallen (ausschließlich Cer), das Schwefelvergiften des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ noch stärker inhibiert werden kann. Der Grund hierfür ist nicht vollständig bekannt, allerdings wird angenommen, dass durch Enthalten eines Seltenerdmetalls ausschließlich Cer, das Cer-Atom des Cer-Zirkonium-Kompositoxids stabilisiert wird im trivalenten Zustand, und das Binden des Cer-Atoms an ein SO4 –-Ion unterdrückt wird.
  • Das Metall (M) wird vorzugsweise gewählt wird von Lanthan, Samarium, Neodym, Gadolinium und Yttrium, und das molare M/Ce-Verhältnis ist vorzugsweise von 0,1 bis 10. Des Weiteren enthält das Cer-Zirkonium-Kompositoxid vorzugsweise 10 bis 30 mol-% (Ce + M), basierend auf der gesamten molaren Anzahl der enthaltenen Metallatome.
  • Zusätzlich umfasst der NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid und ein Cer-freies Oxid in einem Verhältnis, hinsichtlich des Massenverhältnisses von Cer-Zirkonium-Kompositoxid/Cer-freies Oxid, von 2/8 bis 8/2, weiter bevorzugt von 3/7 bis 7/3.
  • Das Cer-freie Oxid, vermischt mit dem Cer-Zirkonium-Kompositoxid, stellt eine Oberfläche bereit, in der ein Katalysatorbestandteil wie Platin und ein NOx-speicherndes Material aufgebracht sind. Ebenso steigt das scheinbare Volumen des Cer-Zirkonium-Kompositoxids an, und dies erhöht die Kontakteffizienz zwischen dem Cer-Zirkonium-Kompositoxid und dem Abgas. Daher wird erwogen, dass das Cer-freie Oxid zur Abgas-Reinigungsleistung beiträgt.
  • Der Aufbau des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
  • Der NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, dass eine Beschichtungsschicht, die ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid mit einem Cer-Anteil von 0,5 bis 10 mol-% enthält, und ein Cer-freies Oxid auf einem monolithischen Substrat erzeugt wird, und ein Edelmetall und ein NOx-speicherndes Material auf der Beschichtungsschicht aufgebracht werden.
  • Das monolithische Substrat ist vorzugsweise ein Substrat vom Typ des geraden Flusses mit einer Gestalt eines Wabenkörpers, wie Cordierit, in der Absicht des Reinigens des Abgases von Benzinfahrzeugen, und ist vorzugsweise ein aus Cordierit hergestelltes Substrat vom Typ des Wandungsflusses mit der Gestalt eines Wabenkörpers, in dem Zellen abwechselnd gefüllt sind, in der Absicht des Reinigens des Abgases, das partikuläres Material von Dieselfahrzeugen enthält.
  • Von den Trägern, die auf dem monolithischen Substrat aufgebracht sind, enthält das Cer-Zirkonium-Kompositoxid Cer in einer Menge von weniger als 30 mol-%, vorzugsweise von 0,1 bis 25 mol-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 10 mol-%, basierend auf der gesamten molaren Menge der enthaltenen Metallatome.
  • Das Cer-Zirkonium-Kompositoxid enthält vorzugsweise weiter mindestens ein Metall (M), gewählt von Seltenerdmetallen (ausschließlich Cer), das Metall (M) ist vorzugsweise gewählt von Lanthan, Samarium, Neodym, Gadolinium und Yttrium, das M/Ce-Molverhältnis ist vorzugsweise von 0,1 bis 10, und das Cer-Zirkonium-Kompositoxid enthält vorzugsweise 10 bis 30 mol-% (Ce + M), basierend auf der gesamten molaren Anzahl der enthaltenen Metallatome.
  • Ein solches Cer-Zirkonium-Kompositoxid kann durch zahlreiche Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise werden ein Cer-Oxid-Vorläufer wie Cer-Hydroxid Ce(OH)3, Cer-Nitrat Ce(NO3)3, Cer-Chlorid CeCl3 und Cer-Acetat Ce(CH3CO2)3 , ein Zirkoniumoxid-Vorläufer wie Zirkoniumhydroxid Zr(OH)3, Zirkoniumoxynitrat ZrO (NO3)2·2H2O und Zirkoniumchlorid ZrCl4, und falls erwünscht ein Nitrat eines Seltenerdmetalls, mit Ausnahme von Cer, vermischt, um eine Aufschlämmung oder eine Lösung herzustellen, und nach Durchführen eines Vorganges wie einer Co-Fällung gemäß der Art der Vorläufer wird die Aufschlämmung oder Lösung einem Trocknen und Backen in einer Luftatmosphäre von 500 bis 1000°C ausgesetzt, wodurch das Cer-Zirkonium-Kompositoxid erhalten werden kann.
  • Das erhaltene Cer-Zirkonium-Kompositoxid wird vorzugsweise durch Zermahlen oder dergleichen zu Partikeln von etwa 1 μm Durchmesser pulverisiert.
  • In einem solchen Herstellungsverfahren, wenn das Rohmaterialverhältnis gesteuert wird, kann ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid mit einem Cer/Zirkonium/Seltenerdmetall-Molverhältnis, das so eingestellt ist, dass es innerhalb eines bestimmten Bereiches fällt, in einfacher Weise hergestellt werden.
  • Beispiele des Cer-freien Oxids schließen ein Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid, Siliziumoxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Zirkoniumoxid und Zirkoniumoxid-Kalziumoxid. Ein Cer-freies Oxid, umfassend Keimpartikel mit einer mittleren Partikelgröße von 1 μm oder weniger, kann in geeigneter Weise verwendet werden.
  • Im NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung wird eine Beschichtungsschicht, die dieses Cer-Zirkonium-Kompositoxid und Cer-freies Oxid enthält, erzeugt, und das Gewichtsverhältnis Cer-Zirkonium-Kompositoxid/Cer-freies Oxid beträgt vorzugsweise 2/8 bis 8/2, weiter bevorzugt von 3/7 bis 7/3.
  • Das Cer-Zirkonium-Kompositoxid und das Cer-freie Oxid werden vorzugsweise beschichtet, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, nachdem diese Oxide im Wesentlichen einheitlich gemischt worden sind. Das Mischen wird beispielsweise durchgeführt durch unterziehen des Cer-Zirkonium-Kompositoxids und des Cer- freien Oxids bei einem bestimmte Verhältnis einem Mischen mit einer Kugelmühle über eine notwendige Zeitdauer, wodurch eine im Wesentlichen einheitliche Mischung erhalten werden kann.
  • Danach wird weiter ein keramischer Binder wie ein Aluminiumoxid-Sol, Siliziumoxid-Sol oder Titanoxid-Sol hinzugefügt, Wasser in einer Menge, die eine geeignete Aufschlämmungsviskosität ergibt, wird weiterhin zugefügt und vermischt, und die erhaltene Aufschlämmung wird waschbeschichtet (wash-coated) auf einem monolithischen Substrat, einem Trocknen und Backen ausgesetzt, und als Ergebnis kann eine Beschichtungsschicht erzeugt werden.
  • Das auf der Beschichtungsschicht des monolithischen Substrats aufgebrachte Edelmetall ist Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rh) oder dergleichen. Das Edelmetall kann im Allgemeinem beladen werden durch Imprägnieren einer Katalysatorträgerstruktur mit einer Lösung einer Edelmetallverbindung wie Dinitrodiaminplatin Pt(NH3)2(NO2)2 , Palladiumnitrate Pd(NO3)2 und Rhodiumnitrat Rh(NO3)3, und danach Unterziehen der Struktur einem Trocknen und Backen.
  • Das NOx-speichernde Material, das weiter aufgebracht ist auf der Beschichtungsschicht der monolithischen Schicht, ist mindestens ein Metall, gewählt von Alkalimetallen von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K) und Rubidium (Rb), und Erdalkalimetallen von Magnesium (Mg), Kalzium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba), vorzugsweise mindestens ein Metall, gewählt von Li, K und Ba.
  • Das NOx-speichernde Material wird in geeigneter Weise beladen, nachdem das Edelmetall beladen wurde, und kann beladen werden durch Imprägnieren einer Lösung eines Acetats, Nitrats oder dergleichen, des oben beschriebenen Alkalimetalls oder dergleichen, gleichzeitig mit dem Beladen des Edelmetalls und danach Aussetzen einem Trocknen und Backen.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf ein Beispiel ausführlich beschrieben.
  • Beispiel:
  • (1) Wirkung des Cer-Anteils auf NOx-Reinigung
  • Prozentanteil nach SOx-Desorptionsbehandlung
  • Zirkoniumhydroxidpulver wurde imprägniert und gemischt mit einer wässrigen Cer-Nitrat-Lösung durch verschiedenartiges Verändern der Menge der hinzugefügten wässrigen Cer-Nitrat-Lösung, und nach Durchführen eines Trocknens bei 80°C × 12 Stunden und Backen bei 550°C × 2 Stunden wurde das erhaltene Pulver 8 Stunden lang zermahlen. Auf diese Weise wurden verschiedene Cer-Zirkonium-Kompositoxide mit einem Wert n = 0,001 bis 0,80 als Cer-Zirkonium-Kompositoxid CenZr1-nO2 hergestellt.
  • Zu 100 Gewichtsteilen jedes erhaltenen Cer-Zirkonium-Kompositoxids wurden 100 Gewichtsteile γ-Aluminiumoxid als Cer-freies Oxid, 10 Gewichtsteile Aluminiumoxid-Sol und eine geeignete Menge eines deionisierten Wassers hinzugefügt und in einer Kugelmühle zermahlen, um eine Aufschlämmung herzustellen, die jedes Cer-Zirkonium-Kompositoxid und γ-Aluminiumoxid enthält.
  • Danach wurde jede Aufschlämmung waschbeschichtet auf einem aus Cordierit hergestellten monolithischen Substrat vom Typ des geraden Flusses (scheinbares Volumen: 50 ml, Zelldichte: etwa 300 Zellen/inch2), getrocknet und danach ausgesetzt einem Backen von 500°C × 2 Stunden in einer Luftatmosphäre, um eine Beschichtungsschicht auf dem monolithischen Substrat zu bilden.
  • Nachfolgend wurde diese Beschichtungsschicht imprägniert mit einer wässrigen Dinitrodiaminplatinkomplexlösung und einer wässrigen Rhodiumnitratlösung und ausgesetzt einem Backen bei 500°C über 2 Stunden, um darauf Pt und Rh zu beladen. Des Weiteren wurden wässrige Lösungen aus Bariumacetat, Kaliumacetat und Lithiumacetat imprägniert in der Beschichtungsschicht, die darauf Pt und Rh gestützt hat, danach getrocknet und ausgesetzt einem Backen bei 500°C über 1 Stunde, wodurch NOx-speichernde Materialien Ba, K und Li aufgebracht wurden.
  • Hierbei wurde die Menge jedes Cer-Zirkonium-Kompositoxids, das auf dem monolithischen Substrat beschichtet wurde, eingestellt, dass es die gleiche gesamte Sauerstoffspeichermenge ergab, durch vorangehendes Messen der Sauerstoffspeichermenge bei 500°C pro Masseneinheit jedes Cer-Zirkonium-Kompositoxids. Die Mengen Pt und Rh, die aufgebracht waren, betrugen jeweils 3 g und 0,3 g, pro Liter des monolithischen Substrats, und die Mengen der NOx-speichernden Materialien betrugen 0,2 mol Ba, 0,1 mol K und 0,1 mol Li, pro Liter des monolithischen Substrats.
  • Jede Katalysatorprobe des somit hergestellten NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ wurde hinsichtlich des NOx-Reinigungsprozentanteils nach SOx-Desorptionsbehandlung gemessen. Diese Messung wurde wie folgt durchgeführt.
  • Jede Katalysatorprobe wurde angeordnet in einer die Abgasreinigungsleistung messenden Vorrichtung, und ein Modellabgas (Flussrate: 28 L (Liter)/min, 400°C), das SO2 in einer hohen Konzentration enthält und die folgende Zusammensetzung besitzt:
    100 ppm SO2 + 250 ppm NO + 0,1% HC + 0,1% CO + 10% CO2 + 6% O2 + 8% H2O (Balance: N2)
    wurde in die Katalysatorprobe über 1 Stunde eingeführt, um im Wesentlichen die NOx-speichernden Materialien mit SOx zu sättigen.
  • Darauffolgend wurde jede Katalysatorprobe ausgesetzt einer SOx-Desorptionsbehandlung des Exponierens der Probe einem reichen Abgas mit A/F = 14 bei 650°C für 10 min, und danach, unter Exponieren der Probe einer Atmosphäre, in der mageres Abgas A/F = 20, und ein reiches Abgas A/F = 14, alle 2 min ineinander überführt wurden, wurde die NOx-Reinigungsleistung mit einem mageren Abgas bei 500°C gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 NOx-Reinigungsprozentanteil nach SOx- Desorptionsbehandlung 500°C
    Ce-Anteil (%) NOx-Reinigungsprozentanteil (%)
    80 27
    50 27
    30 35
    25 52
    20 65
    15 67
    10 72
    7 75
    5 72
    3,5 65
    1 55
    0,1 26
    • S-Desorptionsbedingungen: A/F = 14, 650°C × 10 min Gemessen bei 500°C.
  • Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, das der NOx-Reinigungsprozentanteil merklich verbessert wird mit einem Cer-Anteil von 0,5 bis 10 %.
  • Wie obenstehend beschrieben, ist dieser NOx-Reinigungsprozentanteil ein Wert, nachdem das NOx-speichernde Material, im Zustand der hauptsächlichen Gesättigtheit mit SOx, einer SOx-Desorptionsbehandlung ausgesetzt ist. Ebenso ist dies ein Wert unter den Bedingungen, in denen die Sauerstoff-Speichermenge, das heißt die Wirkung auf der Reduktionsreinigung von NOx, durch Einstellen der Menge des Cer-Zirkonium-Kompositoxids gleich gemacht wird.
  • Demgemäß beweisen die Ergebnisse in Tabelle 1, dass das Cer-Zirkonium-Kompositoxid mit einem Cer-Anteil von 0,5 bis 10 % einen NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ bereitstellen kann, der eine hohe Schwefeldesorption aufweist, ohne Beeinflussen der Reduktionsreinigung von NOx.
  • (2) Wirkung der Hinzufügung eines Seltenerdmetalls auf NOx-Reinigungsprozentanteil nach SOx-Desorptionsbehandlung
  • Zirkuniumhydroxidpulver wurde imprägniert und vermischt mit einer wässrigen Cer-Nitratlösung und einer wässrigen Lanthannitratlösung oder wässrigen Yttriumnitratlösung durch verschiedenartiges Verändern der Menge der wässrigen Lanthan- oder Yttriumnitratlösung, die hinzugefügt wurde, und nach Durchführen eines Trocknens bei 80°C für 12 Stunden, und Backens bei 550°C für 2 Stunden, wurde das erhaltene Pulver 8 Stunden lang zermahlen.
  • Auf diese Weise wurden Cer-Zirkonium-Kompositoxide mit einem Cer-Anteil von 7 mol-%, die weiter La oder Y in verschiedenen Mengen enthalten, hergestellt.
  • Zu 100 Gewichtsteilen jedes erhaltenen Cer-Zirkonium-Kompositoxids wurden 100 Gewichtsteile γ-Aluminiumoxid als Cer-freies Oxid, 10 Gewichtsteile Aluminiumoxid-Sol und eine geeignete Menge deionisiertes Wasser hinzugefügt, in der gleichen Weise wie in (1) oben, und gemischt in einer Kugelmühle, und unter Verwendung der Aufschlämmung, die jedes Cer-Zirkonium-Kompositoxid und γ-Aluminiumoxid enthält, wurde eine Beschichtungsschicht auf einem monolithischen Substart erzeugt.
  • Auf diese Beschichtungsschicht wurden Pt und Rh in der gleichen Weise wie in (1) oben beladen unter Verwenden einer wässrigen Dinitrodiaminplatinkomplexlösung und einer wässrigen Rhodiumnitratlösung, und des Weiteren wurden Ba, K und Li beladen unter Verwendung von wässrigen Lösungen von Bariumacetat, Kaliumacetat und Lithiumacetat.
  • Hierbei wurde die Menge jedes auf dem monolithischen Substrat beschichteten Cer-Zirkonium-Kompositoxids eingestellt in der gleichen weise wie in (1) oben, um die gleiche gesamte Sauerstoffspeichermenge zu ergeben. Die Mengen des beladenen Pt und Rh betrugen jeweils 3 g und 0,3 g pro Liter des monolithischen Substrats, und die Mengen der NOx-speichernden Materialien betrugen 0,2 mol Ba, 0,1 mol K und 0,1 mol Li pro Liter des monolithischen Substrats.
  • Jede Katalysatorprobe des somit erhaltenen NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ wurde hinsichtlich des NOx-Reinigungsprozentanteils nach einer SOx-Desorptionsbehandlung in der gleichen Weise wie in (1) oben vermessen.
  • Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 NOx-Reinigungsprozentanteil nach SOx-Desorptionsbehandlung
    (Ce + Seltenerdmetall) Anteil (mol-%) Anteil Seltenerdmetall (mol-%) NOx-Reinigungsprozentanteil (%)
    7 0 75
    8 1 78
    10,5 3,5 81
    La 14 7 78
    20 13 76
    27 20 71
    8 1 78
    10,5 3,5 82
    Y 14 7 79
    20 13 77
    27 20 72
    • Ce-Anteil: 7 mol-%
    • Gemessen bei 500°C.
  • Aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, dass durch Hinzufügen von Lanthan oder Yttrium zu dem Cer-Zirkonium-Kompositoxid der NOx-Reinigungsprozentanteil verbessert wird.
  • (3) Vergleich 1 der SOx-Desorptionsrate
  • NOx-Reinigungskatalysatoren des Speicher-Reduktions-Typs der vorliegenden Erfindung und eine konventionelle Technik wurden hinsichtlich der SOx-Desorptionsrate wie folgt gemessen.
  • Ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid mit einer Zusammensetzung La0,07Ce0,07Zr0,84O2 wurden hergestellt in der gleichen Weise wie in (2) oben. Zu 100 Gewichtsteilen des erhaltenen Cer-Zirkonium-Kompositoxids wurden 100 Gewichtsteile γ-Aluminiumoxid, 10 Gewichtsteile Aluminiumoxid-Sol und eine geeignete Menge deionisiertes Wasser hinzugefügt und in einer Kugelmühle vermischt, um eine Aufschlämmung herzustellen, die ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid und γ-Aluminiumoxid enthält.
  • Diese Aufschlämmung wurde waschbeschichtet auf einem aus Cordierit hergestellten monolithischen Substrat vom Typ des geradlinigen Flusses, getrocknet und danach einem Backen bei 500°C über 2 Stunden in einer Luftatmosphäre ausgesetzt, um eine Beschichtungsschicht von 200 g/L auf dem monolithischen Substart zu bilden.
  • Auf dieser Beschichtungsschicht wurden 3 g Pt, 0,3 g Rh, 0,2 mol Ba, 0,1 mol K und 0,1 mol Li beladen pro Liter des monolithischen Substrats, in der gleichen Weise wie in (2) oben, um eine Katalysatorprobe des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung herzustellen.
  • In separater Weise wurde ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid mit einer Zusammensetzung Ce0,5Zr0,5O2 hergestellt. Zu 20 Gewichtsteilen des erhaltenen Cer-Zirkonium-Kompositoxids wurden 180 Gewichtsteile γ-Aluiuiniumoxid, 10 Gewichtsteile Aluminiumoxid-Sol und eine geeignete Menge deionisiertes Wasser hinzugefügt und in einer Kugelmühle vermischt, um eine Aufschlämmung herzustellen, die ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid und γ-Aluminiumoxid enthält.
  • Unter Verwendung dieser Aufschlämmung wurde eine Beschichtungsschicht von 200 g/L auf einem monolithischen Substrat erzeugt, in der gleichen Weise wie oben. Auf dieser Beschichtungsschicht wurden 3 g Pt, 0,3 g Rh, 0,2 mol Ba, 0,1 mol K und 0,1 mol Li beladen, um eine Katalysatorprobe des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ einer konventionellen Technik herzustellen.
  • Jede Katalysatorprobe wurde angeordnet in einer Abgasmessungsvorrichtung. Danach wurde das NOx-speichernde Material im Wesentlichen mit SOx gesättigt, einem mageren Abgas A/F = 20 ausgesetzt bei 650°C über 10 Minuten, und danach einem reichen Abgas A/F = 14 bei 650°C ausgesetzt, in der gleichen Weise wie in (1) oben, und die Konzentration des SOx, enthalten in dem hinausgehenden Gas der Katalysatorprobe, wurde gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in 2 gezeigt.
  • Wie aus den in 2 gezeigten Ergebnissen ersichtlich, unterscheidet sich die SO2-Desorptionsrate scheinbar zwischen dem NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung und dem NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der konventionellen Technik.
  • (4) Vergleich 1 der SOx-Vergiftungs-Wiederherstellung
  • Unter Verwendung der gleichen Katalysatorproben, hergestellt in (3) oben, wurde das NOx-speichernde Material im Wesentlichen mit SOx gesättigt und danach ausgesetzt einer SOx-Desorptionsbehandlung des Aussetzens der Probe einem mageren Abgas A/F = 20 bei 650°C über 10 Minuten, und danach einem reichen Abgas A/F = 14 bei 650°C über 10 Minuten.
  • Danach wurden ein mageres Abgas A/F = 20 und ein reiches Abgas A/F = 14, jedes bei einer Temperatur von 200 bis 600°C, abwechselnd über jede Katalysatorprobe geleitet. Hierbei wurde das magere Abgas 1 Minute lang geleitet und das reiche Abgas 30 Sekunden lang geleitet. Die Konzentration des im hinausgehenden Gas der Katalysatorprobe enthaltenen NOx wurde gemessen, und aus dem gemessenen Wert wurde die NOx-Speichermenge der Katalysatorprobe mit Bezug auf die Temperatur bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in 3 gezeigt, basierend auf der NOx-Speichermenge (100 %), bevor das NOx-speichernde Material mit SOx gesättigt wurde.
  • Wie aus den in 3 gezeigten Ergebnissen ersichtlich, unterscheidet sich die NOx-Speichermenge, nachdem die SOx-Desorptionsbehandlung durchgeführt wurde, anscheinend zwischen dem NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung und dem NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der konventionellen Technik, und der NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung ist in der Wiedergewinnung der NOx-Speicherleistung hoch, infolge einer SOx-Desorptionsbehandlung, verglichen mit der konventionellen Technik.
  • (5) Vergleich 2 der SOx-Desorptionsrate
  • NOx-Reinigungskatalysatoren vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung und einer konventionellen Technik wurden jeweils bezüglich der SOx-Desorptionsrate wie folgt vermessen.
  • In der gleichen Weise wie in (3) oben wurde ein Cer-Zirkonium-Kompositeoxid mit einer Zusammensetzung La0,07Ce0,07Zr0,84O2 hergestellt und eine Aufschlämmung, die 100 Gewichtsteile des Cer-Zirkonium-Kompositoxids und 100 Gewichtsteile γ-Aluminiumoxid enthält, wurde hergestellt.
  • Unter Verwendung dieser Aufschlämmung wurde eine Beschichtungsschicht von 200 g/L erzeugt auf einem monolithischen Substrat vom Typ des Wandungsflusses (scheinbares Volumen: 35 ml, Zelldichte: etwa 300 Zellen/Inch2), wobei die Zellen abwechselnd gefüllt waren.
  • Auf dieser Beschichtungsschicht wurden 3 g Pt und 0,3 g Rh pro Liter des monolithischen Substrats beladen in der gleichen Weise wie in (2) oben, und 0,05 mol K und 0,3 mol Li wurden weiter beladen unter Verwendung von Kaliumacetat und Lithiumacetat, um auf diese Weise eine Katalysatorprobe des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung herzustellen.
  • In separater Weise wurde ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid mit einer Zusammensetzung Ce0,5Zr0,5O2 hergestellt in der gleichen Weise wie in (3) oben, und eine Aufschlämmung, die 20 Gewichtsteile Cer-Zirkonium-Kompositoxid und 180 Gewichtsteile γ-Aluminiumoxid enthält, wurde hergestellt.
  • Aus dieser Aufschlämmung wurde eine Beschichtungsschicht von 200 g auf einem monolithischen Substrat gebildet. Auf dieser Beschichtungsschicht wurde 3 g Pt und 0,3 g Rh beladen, pro Liter des monolithischen Substrats, und 0,05 mol K und 0,3 mol Li wurden weiter beladen unter Verwendung von Kaliumacetat und Lithiumacetat, um auf diese Weise eine Katalysatorprobe des NOx-Reinigungskatalysators vom Speicher-Reduktions-Typ der konventionellen Technik herzustellen.
  • Jede Katalysatorprobe wurde angeordnet in einer Abgasmessungsvorrichtung. Danach wurde das NOx-speichernde Material im Wesentlichen gesättigt mit SOx in der gleichen Weise wie in (1) oben, die Temperatur der Katalysatorprobe wurde angehoben bei einer Geschwindigkeit von 10°C pro Minute, unter Durchleiten eines Modellabgases A/F = 14, und die Konzentration des im hinausgehenden Gas der Katalysatorprobe enthaltenen SOx wurde gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in 4 gezeigt.
  • Wie aus den in 4 gezeigten Ergebnissen ersichtlich, unterscheidet sich die SO2-Desorptionsrate scheinbar zwischen dem NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung und dem NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der konventionellen Technik.
  • (6) Vergleich 2 der SOx-Vergiftungs-Wiedergewinnung
  • Unter Verwendung der gleichen Katalysatorproben, die in (5) hergestellt werden, wurde das NOx-speichernde Material im Wesentlichen mit SOx gesättigt und danach ausgesetzt einer SOx-Desorptionsbehandlung durch Exponieren der Probe einem reichen Abgas A/F = 14 bei 580°C über 10 Minuten.
  • Danach wurden abwechselnd ein mageres Abgas A/F = 20 und ein reiches Abgas A/F = 14, jedes bei einer Temperatur von 200 bis 400°C, über jede Katalysatorprobe geleitet. Hierbei wurde das magere Abgas 1 Minute lang, und das reiche Abgas 30 Sekunden lang geleitet. Die Konzentration des im hinausgehenden Gas der Katalysatorprobe enthaltenen NOx wurde gemessen, und aus dem gemessenen Wert wurde der NOx-Reinigungsprozentanteil in der mageren Seite der Katalysatorprobe mit Bezug auf die Temperatur bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in 5 gezeigt, basierend auf dem NOx-Reinigungsprozentanteil (100 %), bevor das NOx-speichernde Material mit SOx gesättigt wurde.
  • Wie aus den in 5 gezeigten Ergebnissen ersichtlich, unterschiedet sich der NOx-Reinigungsprozentanteil, nachdem die SOx-Desorptionsbehandlung durchgeführt wurden ist, scheinbar zwischen dem NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der vorliegenden Erfindung und dem NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ der konventionellen Technik.
  • Wie auf den vorangehenden Seiten beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden ein NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ, in dem die Schwefelvergiftung merklich reduziert ist, und der fähig ist, eine stabile, hohe NOx-Reinigungsleistung aufzuweisen.
  • Offenbart ist ein NOx-Reinigungskatalysator vom Speicher-Reduktions-Typ, umfassend ein monolithisches Substrat, das darauf eine Beschichtungsschicht geformt hat, enthaltend ein Cer-Zirkonium-Kompositoxid und ein Cer-feies Oxid, wobei ein Edelmetall und ein NOx-speicherndes Material auf der Beschichtungsschicht: aufgebracht sind, und der Cer-Anteil des Cer-Zirkonium-Kompositoxids weniger als 30 mol-% ist, basierend auf der gesamten molaren Anzahl der enthaltenen Metallatome.

Claims (8)

  1. NOx-reinigender Katalysator vom Speicher-Reduktions-Typ, umfassend ein monolithisches Substrat mit einer darauf erzeugten Beschichtung, die ein Cer-Zirconium-Kompositoxid und ein Cer-freies Oxid enthält, die beide in der gleichen Schicht vorhanden sind, wobei ein Edelmetall und ein NOx-speicherndes Material auf der Beschichtung aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Cer-Anteil des Cer-Zirconium-Kompositoxids von 0,5 bis 10 Mol-% basierend auf der gesamten molaren Anzahl der enthaltenen Metallatome, ist.
  2. NOx-reinigender Katalysator vom Speicher-Reduktions-Typ nach Anspruch 1, wobei das Cer-Zirconium-Kompositoxid weiter mindestens ein Metall (M) umfasst, das aus Seltenerdmetallen (mit Ausnahme von Cer) gewählt ist.
  3. NOx-reinigender Katalysator vom Speicher-Reduktions-Typ nach Anspruch 2, wobei das mindestens eine Metall (M), gewählt aus Seltenerdmetallen, gewählt ist aus Lanthan, Samarium, Neodym, Gadolinium und Yttrium.
  4. NOx-reinigender Katalysator vom Speicher-Reduktions-Typ nach Anspruch 2 oder 3, wobei das molare Verhältnis M/Ce von 0,1 bis 10 ist.
  5. NOx-reinigender Katalysator vom Speicher-Reduktions-Typ nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Cer-Zirconium-Kompositoxid enthält (Ce + M) in einer Menge von 10 bis 30 Mol-%, basierend auf der gesamten molaren Anzahl der enthaltenen Metallatome.
  6. NOx-reinigender Katalysator vom Speicher-Reduktions-Typ nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der umfasst ein Cer-Zirconium-Kompositoxid und ein Cer-freies Oxid in einem Verhältnis von 2/8 bis 8/2 als Gewichtsverhältnis Cer-Zirconiumoxid-Kompositoxid/Cer-freies Oxid.
  7. NOx-reinigender Katalysator vom Speicher-Reduktions-Typ nach Anspruch 1, wobei das Cer-freie Oxid gewählt ist aus Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Siliciumoxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Zirconiumoxid und Zirconiumoxid-Calciumoxid.
  8. NOx-reinigender Katalysator vom Speicher-Reduktions-Typ nach Anspruch 1, wobei das NOx-speichernde Material mindestens ein Element, gewählt aus Li, Na, K, Rb, Mg, Ca, Sr und Ba, ist.
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