DE69114512T2 - Verwendung eines trägerkatalysator auf basis eines metalls der platingruppe. - Google Patents
Verwendung eines trägerkatalysator auf basis eines metalls der platingruppe.Info
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Description
- Diese Erfindung betrifft die Verwendung von katalytischen Zusammensetzungen, die eine Komponente in Form eines Oxids eines Metalls der Platingruppe, vorzugsweise eine Palladiumoxidkomponente, aufweisen, die sich auf einem Metalloxidträger befindet. Unter "einem Metall der Platingruppe" verstehen wir wenigstens eines von Pt, Pd, Rh oder Ir. Derartige Katalysatoren sind beispielsweise wirksam in Hinblick auf eine Katalyse der Reaktion zwischen Stickoxid und Kohlenmonoxid unter Erzeugung von Stickstoff und Kohlendioxid. Da Stickoxid und Kohlenmonoxid zwei der Verunreinigungen sind, die in den Auspuffgasen von Fahrzeugen gefunden werden, wird erwartet, daß die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Katalysatoren für die Reinigung derartiger Gase von Nutzen sind. FR-A-2 177 951 beschreibt einen Katalysator, der eine Basis aus Eta- oder Gamma-Aluminiumoxid aufweist, die wenigstens zwei Metalloxide trägt. Eines davon muß Chromoxid sein, und das andere davon muß ein Oxid sein, das aus den Oxiden von Titan, Vanadium, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer oder Zink ausgewählt ist.
- Wir haben entdeckt, daß die Natur des Trägers die katalytische Wirkung des Metalls der Platingruppe kritisch beeinflußt und daß die Verwendung von bestimmten Metalloxiden als Träger die katalytische Wirkung verbessert.
- Gemäß einem Aspekt der Erfindung stellen wir einen Katalysator bereit, der eine Komponente aus einem teilweise reduzierten Oxid eines Metalls der Platingruppe (die sowohl das Metall der Platingruppe als auch wenigstens ein Oxid davon einschließt) aufweist, die sich auf einem Träger befindet, der ein Oxid eines Metalls aufweist, das aus Ca, Sr, Ba, Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf und den Lanthaniden ausgewählt ist, zur Förderung der Reaktion zwischen Stickoxid und Kohlenmonoxid unter Erzeugung von Stickstoff und Kohlendioxid.
- Das Metalloxid, das den Träger bildet, kann ein einzelnes Metalloxid, wie beispielsweise Y&sub2;O&sub3;, ZrO&sub2;, La&sub2;O&sub3;, oder ein Mischoxid sein, insbesondere eines mit Perovskitstruktur (ABO&sub3;), worin A ein Erdalkalimetall ist und B ein anderes Metall wie Ti, Zr, Hf oder Ce ist, beispielsweise BaCeO&sub3;, SrCeO&sub3;, SrZrO&sub3; und SrTiO&sub3;.
- Die Komponente aus dem Metalloxid der Platingruppe muß sowohl das Metall der Platingruppe sowie wenigstens eines seiner Oxide umfassen. Wir haben beobachtet, daß dann, wenn der Katalysator so reduziert wird, daß im wesentlichen die Gesamtheit der Komponente aus dem Metall der Platingruppe zum Metall selbst wird, unterlegene Ergebnisse erhalten werden.
- Wir haben beobachtet, daß bei denjenigen Trägern, die die besten Ergebnisse zu liefern scheinen, das Verhältnis von Ladung zu Größe der Metallionen relativ hoch zu sein scheint.
- Die Komponente aus einem Oxid von Palladium oder einem anderen Metall der Platingruppe kann auf einer Dispersion eines Trägers, wie er oben angegeben wurde (z.B. Y&sub2;O&sub3;), in einem anderen Träger, z.B. einem herkömmlichen Träger wie Aluminiumoxid, abgeschieden werden. Einige Teilchen der Komponente mit dem Oxid des Metalls der Platingruppe befinden sich deshalb auf Teilchen eines Trägers, der in dieser Anmeldung angegeben ist (z.B. Y&sub2;O&sub3;).
- Diese Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Behandlung von Auspuffgasen aus Verbrennungsmotoren, um NO und CO daraus zu entfernen, bei dem man sie über einen Katalysator leitet, wie er hierin definiert wird.
- Die Erfindung wird nunmehr mit Hilfe spezifischer Beispiele in näheren Einzelheiten beschrieben, wobei auf die beigefügten Figuren 1 und 2 Bezug genommen wird.
- Es wurden Versuche durchgeführt, bei denen eine Gasmischung verwendet wurde, die 0,1 % Stickoxid, 0,75 % Kohlenmonoxid, Rest Stickstoff, enthielt. Diese Gasmischung wurde über eine Vielzahl von Katalysatoren bei verschiedenen Temperaturen geleitet, und es wurde die prozentuale NO-Entfernung bei diesen Temperaturen beobachtet. Der Katalysator wurde dadurch hergestellt, daß man eine Lösung von Palladiumacetat oder Palladiumnitrat auf dem jeweiligen ausgewählten Oxidträger abschied und dann bei einer Temperatur von wenigstens 500ºC eine Calcinierung durchführte, um die Palladiumverbindung zu einer Mischung aus metallischem Palladium und Palladiumoxiden zu zersetzen, so daß der erhaltene Katalysator etwa 1 % Palladium enthielt. Der resultierende Katalysator wurde dann unter Verwendung von Magnesiumaluminiumsilikat (Cordierit) zehnfach verdünnt. Der Zweck dieses inerten Verdünnungsmittels bestand einfach darin, die Unterschiede zwischen der katalytischen Wirksamkeit der verschiedenen getesteten Katalysatorzusammensetzungen hervorzuheben. Das führte zu einer Raumgeschwindigkeit von 500,000 h&supmin;¹ unter den Bedingungen des Versuchs, d. h. zu einer sehr niedrigen Kontaktzeit: Diese war sehr viel niedriger als sie jemals in der Praxis in einem Fahrzeug- Auspuffsystem erhalten wird.
- Tests wurden durchgeführt unter Verwendung von Palladium, das auf die beschriebene Weise auf Y&sub2;O&sub3;, La&sub2;O&sub3;, ZrO&sub2;, Al&sub2;O&sub3; (zu Vergleichszwecken), BaCeO&sub3;, und SrCeO&sub3; abgeschieden worden war, und die Ergebnisse sind graphisch in den Figuren 1 und 2 gezeigt. Es ist zu erkennen, daß Katalysatoren unter Verwendung von Y&sub2;O&sub3; und ZrO&sub2; als Träger eine nahezu 100 %ige Umwandlung von NO bei einer Temperatur ergaben, die nur 350ºC betrug. Das ist erheblich besser als die Ergebnisse, die unter Verwendung eines herkömmlichen Aluminiumoxidträgers erhalten wurden, wobei die Umwandlung bei 350ºC geringer war als 75 %. Katalysatoren, die die Umwandlung von NO und CO in relativ harmloses CO&sub2; und Stickstoff bei einer relativ niedrigen Temperatur katalysieren, sind als Katalysatoren für das Auspuffgas von Verbrennungsmotoren vorteilhaft, da die wirksame Arbeit dieser Katalysatoren beim Kaltstart schneller einsetzt.
Claims (8)
1. Verwendung eines Katalysators, der eine Komponente aus
einem teilweise reduzierten Oxid eines Metalls der
Platingruppe (die sowohl das Metall der Platingruppe als auch wenigstens
ein Oxid davon einschließt) aufweist, die sich auf einem
Träger befindet, der ein Oxid eines Metalls aufweist, das aus
Ca, Sr, Ba, Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf und den Lanthaniden
ausgewählt ist, zur Förderung der Reaktion zwischen Stickoxid und
Kohlenmonoxid unter Erzeugung von Stickstoff und Kohlendioxid.
2. Verwendung eines Katalysators nach Anspruch 1, wobei das
Metall der Platingruppe Palladium ist.
3. Verwendung eines Katalysators nach Anspruch 1, wobei der
Träger Y&sub2;O&sub3;, ZrO&sub2; oder La&sub2;O&sub3; ist.
4. Verwendung eines Katalysators nach Anspruch 1, wobei der
Träger ein Mischoxid mit Perowskit-Struktur (ABO&sub3;) ist, worin
A ein Erdalkalimetall und B ein anderes Metall ist.
5. Verwendung eines Katalysators nach Anspruch 4, wobei das
andere Metall Ti, Zr, Hf oder Ce ist.
6. Verwendung eines Katalysators nach Anspruch 5, wobei das
Metalloxid BaCeO&sub3;, SrCeO&sub3; oder SrTiO&sub3; ist.
7. Verwendung eines Katalysators nach irgendeinem der
vorausgehenden Ansprüche, wobei die Komponente mit dem Metall der
Platingruppe auf dem genannten Metalloxidträger abgeschieden
ist, wobei der Träger auf einem weiteren Träger dispergiert
ist.
8. Verfahren zur Behandlung der Auspuffgase eines
Verbrennungsmotors, um daraus NO und CO zu entfernen, indem man die
Auspuffgase über einen Katalysator leitet, wie er in
irgendeinem vorausgehenden Anspruch definiert ist.
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