DE69713176T2

DE69713176T2 - Katalysator zur Reinigung von Abgasen und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69713176T2
Application number: DE69713176T
Authority: DE
Inventors: Shinji Tsuji
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2017-02-01
Also published as: AU690481B2; JPH09206595A; DE69713176D1; JP3494331B2; EP0787522A3; KR970061352A; US6251820B1; EP0787522A2; AU1247797A; KR100210538B1; EP0787522B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator zur Reinigung eines Abgases und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Insbesondere betrifft sie einen Katalysator zur Reinigung eines Abgases, einen Katalysator mit guter Dauerhaftigkeit und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Als Katalysatoren zur Reinigung von Kraftfahrzeugabgasen wurden bis jetzt Dreiwegekatalysatoren verwendet, welche CO und HC oxidieren und welche NOx reduzieren, wodurch die Abgase gereinigt werden. Zum Beispiel sind in großem Umfang Dreiwegekatalysatoren bekannt, welche einen aus Cordierit gebildeten thermisch widerstandsfähigen Träger, eine Überzugsschicht, welche aus γ-Aluminiumoxid gebildet ist und auf dem Träger angeordnet ist, und ein Edelmetallelement, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Platin (Pt), Palladium (Pd) und Rhodium (Rh), welches auf der Trägerschicht aufgebracht ist, umfassen.
Im Hinblick auf den Umweltschutz befindet sich Kohlendioxid (CO&sub2;), welches von internen Verbrennungsmotoren von Automobilen oder dergleichen emittiert wird, im Blickfeld des Interesses. Um das Kohlendioxid zu reduzieren, wurden sogenannte Magermotoren als erfolgversprechend angesehen. In Magermotoren wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer sauerstoffreichen Atmosphäre mager verbrannt. Der Kraftstoffverbrauch kann reduziert werden, da Magermotoren weniger Kraftstoff verbrauchen. Folglich wird verhindert, daß Kohlendioxid, welches von Magermotoren als eines der Verbrennungsabgase emittiert wird, gebildet wird.
Die herkömmlichen Dreiwegekatalysatoren oxidieren CO und HC und reduzieren gleichzeitig NOx, um diese zu entfernen. CO, HC und NOx werden durch Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches erzeugt, dessen Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das theoretische Luft-Kraftstoff- Verhältnis (d. h. den stöchiometrischen Punkt) reguliert wird. Folglich besitzen die herkömmlichen Dreiwegekatalysatoren keine ausreichende Aktivität, um NOx zu entfernen, welches aus den Abgasen resultiert, die durch Verbrennen der kraftstoffarmen Luft-Kraftstoff-Mischung erzeugt werden, durch Reduktion in einer sauerstoffreichen Atmosphäre (oder in einer kraftstoffarmen Atmosphäre). Es war somit gewünscht, erfolgreich einen Kraftfahrzeug-Abgaskatalysator und ein Reinigungssystem zu entwickeln, welche wirksam NOx in einer sauerstoffreichen Atmosphäre (oder in einer kraftstoffarmen Atmosphäre) entfernen können.
Unter diesen Umständen schlugen die Anmelder der vorliegenden Erfindung neue Abgaskatalysatoren vor und reichten daher die folgenden Patentanmeldungen beim Japanischen Patentamt ein. Zum Beispiel offenbart die Japanische Ungeprüfte Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 5-317,652 einen Katalysator zur Reinigung eines Abgases, in welchem ein Erdalkalimetall und Pt auf einen porösen Träger, welcher Aluminiumoxid umfaßt, oder dergleichen geladen werden; offenbart die Japanische Ungeprüfte Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 5-168,860 einen Katalysator zur Reinigung eines Abgases, in welchem Lanthan und Pt auf einen porösen Träger geladen werden; und offenbart die Japanische Ungeprüfte Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 6-31,139 einen Katalysator zur Reinigung eines Abgases, in welchem ein Alkalimetall und Pt auf einen Aluminiumoxidträger geladen werden. Bei diesen Katalysatoren wird das NOx in Oxiden des Erdalkalimetalls, Lanthans und Alkalimetalls (d. h. NOx-Speicherelemente) in einer kraftstoffarmen Atmosphäre (oder in einer sauerstoffreichen Atmosphäre) gespeichert und wird das gespeicherte NOx am stöchiometrischen Punkt oder in einer kraftstoffreichen Atmosphäre (oder in einer sauerstoffarmen Atmosphäre) freigesetzt. Das freigesetzte NOx reagiert mit den reduzierenden Komponenten wie HC und CO. Somit können die Katalysatoren eine hervorragende NOx- Reinigungsleistung auch in einer kraftstoffarmen Atmosphäre (oder in einer sauerstoffreichen Atmosphäre) aufzeigen.
Wenn diese Katalysatoren hergestellt werden, wird hauptsächlich ein sogenanntes Adsorptionsbeladungsverfahren verwendet: Es wird nämlich zuerst eine Lösung, welche eine Verbindung eines katalytischen Edelmetalls enthält, in einen porösen Träger wie Aluminiumoxid imprägniert und wird der poröse Träger getrocknet und calciniert, um das katalytische Edelmetall darauf zu laden. Dann wird eine Lösung, welche eine Verbindung eines NOx-Speicherelements einschließt, in den porösen Träger mit dem darauf geladenen katalytischen Edelmetall imprägniert, und der poröse Träger wird getrocknet und calciniert, um das NOx-Speicherelement darauf zu laden.
Die durchschnittliche Temperatur der Abgase am Einlaß der Katalysatoren zur Reinigung von Abgasen und deren maximale Temperatur sind zunehmend angestiegen, da die Abgasemissionssteuerung strikter geworden ist und da eine höhere Leistung von den Kraftfahrzeugmotoren gefordert wird. Somit wurde bei den Katalysatoren eine weitere Verbesserung der Wärmebeständigkeit gesucht. Da die Temperatur der Abgase am Einlaß der Katalysatoren angestiegen ist, wurde zusätzlich ein Katalysator mit einer verbesserten NOx-Reinigungsfähigkeit bei erhöhten Temperaturen gesucht.
Die herkömmlichen Katalysatoren zur Reinigung von Abgasen leiden jedoch unter dem Problem, daß die NOx-Speicherfähigkeit der NOx-Speicherelemente abnimmt, da die Nox-Speicherelemente bei erhöhten Temperaturen mit dem Träger reagieren. Darüber hinaus ist es für die herkömmlichen Katalysatoren schwierig, die NOx-Reinigungsfähigkeit bei erhöhten Temperaturen sicherzustellen, da sie die maximale Reinigungsfähigkeit lediglich in einem engen Temperaturbereich (d. h. Temperaturfenster) aufzeigen können.
Darüber hinaus werden bei herkömmlichen Katalysatoren zur Reinigung von Abgasen die NOx-Speicherelemente durch SOx vergiftet, welches von dem in Spurenmengen im Kraftstoff enthaltenen Schwefel resultiert, und werden im Hinblick auf die NOx-Speicherfähigkeit durch die Bildung von Sulfaten verschlechtert. Als ein Ergebnis verschlechterte sich die Dauerhaftigkeit der herkömmlichen Katalysatoren.
In einem Verfahren zur Herstellung der herkömmlichen Katalysatoren zur Reinigung von Abgasen werden die NOx- Speicherelemente auf den porösen Träger mittels eines Adsorptionsbeladungsverfahrens geladen. Jedoch werden die NOx-Speicherelemente durch das Verfahren in geringem Maße dispergiert. Folglich ist die Verteilung der NOx-Speicherelemente heterogen und die Kristallisation der NOx- Speicherelemente entwickelt sich um den Bereich, wo die NOx-Speicherelemente in hohen Konzentrationen aufgebracht sind. Als ein Ergebnis wird das NOx-Speichervermögen der NOx-Speicherelemente verschlechtert. Insbesondere hängt das NOx-Speichervermögen der resultierenden Katalysatoren bei erhöhten Temperaturen in großem Maße von den Kombinationen der NOx-Speicherelemente und des porösen Trägers und von der Verteilung der NOx-Speicherelemente ab.
Wenn zum Beispiel die NOx-Speicherelemente in geringem Maße dispergiert sind, neigen die Kristalle der Sulfate, welche aus der Schwefelvergifung resultieren, dazu, zu wachsen. Es ist darüber hinaus schwierig, die kristallinen Sulfate von den resultierenden Katalysatoren zur Reinigung von Abgasen zu entfernen. Als ein Ergebnis wird die Dauerhaftigkeit der resultierenden Katalysatoren verschlechtert. Darüber hinaus neigen die Alkalimetalle, eines der NOx-Speicherelemente, dazu, durch Wasserdampf, der im Abgas enthalten ist, verteilt oder eluiert zu werden, da sie auf der Oberfläche des porösen Trägers durch das herkömmliche Adsorptionsbeladungsverfahren aufgebracht werden. Als ein Ergebnis war die Dauerhaftigkeit der herkömmlichen Katalysatoren mit den darauf geladenen Alkalimetallen nicht besonders zufriedenstellend.
Daher haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung einen amorphen und homogenen Kompositoxidträger entwickelt, in welchem NOx-Speicherelemente in atomarer Größenordnung dispergiert sind. Der Kompositoxidträger umfaßt eine Trägerkomponente und ein NOx-Speicherelement. Die Trägerkomponente umfaßt ein Oxid eines Metalls, welches mindestens ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Elementen der Gruppe 3B, den Elementen der Gruppe 4A und den Elementen der Gruppe 4B des Periodensystems der Elemente. Das NOx-Speicherelement umfaßt mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und Seltenerdelementen. Die Trägerkomponente und das NOx-Speicherelement bilden ein amorphes Kompositoxid.
Es ist möglich, einen Katalysator zur Reinigung eines Abgases herzustellen, welcher eine gute NOx-Reinigungsleistung aufweist und welcher daran gehindert ist, durch Schwefel vergiftet zu werden, indem der Kompositoxidträger verwendet wird. Zum Beispiel kann der Kompositoxidträger pulverisiert werden, um ein Pulver herzustellen. Das resultierende Kompositoxidträgerpulver und ein anderes Pulver mit einem darauf geladenen Edelmetallelement können zur Vollendung eines solchen Katalysators vermischt werden.
Bei den herkömmlichen Katalysatoren zur Reinigung von Abgasen wurde in großem Umfang ein wabenförmiges Trägersubstrat verwendet. Das wabenförmige Trägersubstrat wird aus Cordierit oder Metall hergestellt und ist mit einer Überzugsschicht bedeckt, die auf der Oberfläche ausgebildet ist. Die Überzugsschicht wird gebildet aus einem Trägerpulver wie Aluminiumoxid und einer darauf geladenen katalytischen Komponente. Bei der Herstellung der herkömmlichen Katalysatoren wird das Trägersubstrat in eine Aufschlämmung eingetaucht, in welcher das Trägerpulver in Wasser dispergiert ist, und wird aus der Aufschlämmung entnommen. Dann wird die überschüssige Aufschlämmung von dem Trägersubstrat entfernt. Abschließend wird das Trägersubstrat getrocknet und calciniert, um die herkömmlichen Katalysatoren zu vollenden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch die folgenden Nachteile herausgefunden: Wenn nämlich die Aufschlämmung durch Dispergieren des oben beschriebenen Kompositoxidträgerpulvers zur Bildung der Überzugsschicht auf dem Trägersubstrat hergestellt wurde, werden die NOx- Elemente, welche homogen in dem Kompositoxidträger dispergiert wurden, in die Aufschlämmung herauseluiert, wodurch die Verteilung der NOx-Elemente in dem Kompositoxidträger verschlechtert wird. Folglich waren die resultierenden Katalysatoren zur Reinigung von Abgasen hinsichtlich der Wärmebeständigkeit und der Beständigkeit gegenüber einer Vergiftung mit Schwefel verschlechtert.
Die Nachteile resultieren aus der Tatsache, daß die NOx-Speicherelemente sich leicht in Wasser lösen. Wenn folglich ein organisches Lösungsmittel verwendet wird, um die NOx-Speicherelemente an einem Herauseluieren zu hindern, ist es möglich, den Nachteil zu überwinden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden jedoch einen anderen Nachteil, wenn eine Aufschlämmung unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels hergestellt wurde. Die Dichte der Überzugsschicht, die aus einer solchen Aufschlämmung hergestellt wird, war verringert, wodurch deren Festigkeit verschlechtert wurde, da die Oberflächenspannung eines organischen Lösungsmittels nur 1/3 der Oberflächenspannung von Wasser ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde unter den oben erwähnten Umständen entwickelt. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Katalysator zur Reinigung eines Abgases zur Verfügung zu stellen, welcher eine verbesserte Dauerhaftigkeit besitzt, indem die Verteilung der NOx-Speicherelemente in der Überzugsschicht hoch gehalten wird und indem gleichzeitig die Festigkeit der Überzugsschicht verbessert wird.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Katalysator zur Reinigung eines Abgases, welcher diese Aufgabe erfüllt. Der vorliegende Katalysator umfaßt:
amorphe und homogene Kompositoxidteilchen, welche eine Trägerkomponente und ein NOx-Speicherelement einschließen,
wobei die Trägerkomponente ein Oxid eines Metalls einschließt, das mindestens ein Element ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus den Elementen der Gruppe 3B, den Elementen der Gruppe 4A und den Elementen der Gruppe 4B im Periodensystem der Elemente,
das NOx-Speicherelement mindestens ein Element einschließt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und Seltenerdelementen;
ein katalytisches Edelmetallelement, das sich in zumindest einem Zustand befindet, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem homogenen Verbund mit den Kompositoxidteilchen und einem auf die Kompositoxidteilchen aufgebracht sein; und
Metalloxidteilchen, welche mindestens ein Oxid einschließen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Oxiden von Aluminium (Al), Oxiden von Silicium (Si) und Oxiden von Zirkonium (Zr), und welche zwischen den Kompositoxidteilchen liegen, um die Kompositoxidteilchen zumindest miteinander zu verbinden.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen Katalysators. Das Herstellungsverfahren umfaßt die folgenden Schritte:
Herstellen einer Suspension durch Dispergieren eines Vorläuferpulvers in einem Lösungsmittel,
wobei das Vorläuferpulver amorphe und homogene Kompositoxidteilchen und ein katalytisches Edelmetallelement einschließt,
wobei die Kompositoxidteilchen eine Trägerkomponente und ein NOx-Speicherelement einschließen, wobei die Trägerkomponente ein Oxid eines Metalls einschließt, das mindestens ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Elementen der Gruppe 3B, den Elementen der Gruppe 4A und den Elementen der Gruppe 4B im Periodensystem der Elemente,
das NOx-Speicherelement mindestens ein Element einschließt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und Seltenerdelementen;
das katalytische Edelmetallelement sich in zumindest einem Zustand befindet, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem homogenen Verbund mit den Kompositoxidteilchen und einem auf die Kompositoxidteilchen aufgebracht sein,
das Lösungsmittel frei von einem Eluieren des NOx- Speicherelements ist;
Herstellen einer Aufschlämmung durch Vermischen eines Organosols mit der Suspension,
wobei das Organosol ein organisches Lösungsmittel und ein Oxidsol, das mindestens ein Oxid einschließt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Oxiden von Aluminium (Al), Oxiden von Silicium (Si) und Oxiden von Zirkonium (Zr), und in dem organischen Lösungsmittel dispergiert ist, einschließt; und
Abscheiden der Aufschlämmung auf einem Trägersubstrat und Trocknen und thermisches Behandeln des Trägersubstrats, wodurch eine Überzugsschicht auf dem Trägersubstrat ausgebildet wird.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein anderes Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen Katalysators. Das andere Herstellungsverfahren umfaßt die folgenden Schritte:
Herstellen einer Suspension durch Dispergieren eines Vorläuferpulvers in einem Lösungsmittel, wobei das Vorläuferpulver amorphe und homogene Kompositoxidteilchen und ein katalytisches Edelmetallelement einschließt,
wobei die Kompositoxidteilchen eine Trägerkomponente und ein NOx-Speicherelement einschließen,
wobei die Trägerkomponente ein Oxid eines Metalls einschließt, das mindestens ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Elementen der Gruppe 3B, den Elementen der Gruppe 4A und den Elementen der Gruppe 4B im Periodensystem der Elemente,
das NOx-Speicherelement mindestens ein Element einschließt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und Seltenerdelementen;
das katalytische Edelmetallelement sich in zumindest einem Zustand befindet, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem homogenen Verbund mit den Kompositoxidteilchen und einem auf die Kompositoxidteilchen aufgebracht sein,
das Lösungsmittel frei von einem Eluieren des NOx- Speicherelements ist;
Herstellen einer Aufschlämmung durch Vermischen einer Lösung mit der Suspension,
wobei die Lösung ein organisches Lösungsmittel und eine metallorganische Verbindung, die mindestens ein Element einschließt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Aluminium (Al), Silicium (Si) und Zirkonium (Zr), und in dem Lösungsmittel gelöst ist, einschließt; und
Abscheiden der Aufschlämmung auf einem Trägersubstrat und Trocknen und thermisches Behandeln des Trägersubstrats, wodurch eine Überzugsschicht auf dem Trägersubstrat ausgebildet wird.
Der vorliegende Katalysator zur Reinigung eines Abgases gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gut im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber einer Vergiftung mit Schwefel und ist auch gut im Hinblick auf die Festigkeit der Überzugsschicht. Daher ist der vorliegende Katalysator hervorragend im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit. Darüber hinaus sind die vorliegenden Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Reinigung eines Abgases gemäß dem zweiten und dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung frei von den Problemen, welche aus dem Eluieren des NOx-Speicherelements resultieren. Somit können die vorliegenden Herstellungsverfahren zuverlässig einen Katalysator zur Reinigung eines Abgases herstellen, dessen Überzugsschicht das NOx-Speicherelement homogen und in einer hohen Verteilung enthält und dessen Überzugsschicht auch im Hinblick auf die Festigkeit gut ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Indem eine allgemeine Beschreibung der vorliegenden Erfindung gemacht wurde, kann nun ein weitergehenderes Verständnis erhalten werden durch einen Verweis auf die spezifischen bevorzugten Ausführungsformen, welche hierin lediglich zum Zweck der Veranschaulichung gegeben werden und nicht beabsichtigen, den Umfang der anhängenden Ansprüche einzuschränken.
In der vorliegenden Erfindung umfaßt die Trägerkomponente ein Oxid eines Metalls, welches zumindestens ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Elementen der Gruppe 3B, den Elementen der Gruppe 4A und den Elementen der Gruppe 4B des Periodensystems der Elemente. Zum Beispiel kann das Oxid mindestens ein Oxid sein, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid, Siliciumdioxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid und Siliciumdioxid-Titanoxid. Unter den Elementen der Gruppe 3B, den Elementen der Gruppe 4A und den Elementen der Gruppe 4B ist es bevorzugt, daß die Elemente der Gruppe 4A in der Trägerkomponente enthalten sind, da die Elemente der Gruppe 4A als ein Cokatalysator wirken, um eine Vergiftung des NOx-Speicherelements durch Schwefel zu verhindern.
In der vorliegenden Erfindung umfaßt das NOx-Speicherelement mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und Seltenerdelementen. Die Alkalimetalle sind die Elemente der Gruppe 1A im Periodensystem der Elemente und können beispielhaft angegeben werden durch Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium und Francium. Die Erdalkalimetalle sind die Elemente der Gruppe 2A im Periodensystem der Elemente und können beispielhaft angegeben werden durch Barium, Beryllium, Magnesium, Calcium und Strontium. Die Seltenerdelemente bedeuten hierin nicht nur die chemischen Elemente mit den Atomnummern 58 bis 71, welche beispielhaft angegeben werden können durch Cer, Praseodym und Neodym etc., sondern auch Scandium, Yttrium und Lanthan.
In der vorliegenden Erfindung bilden die Trägerkomponente und das NOx-Speicherelement die amorphen und homogenen Kompositoxidteilchen. Um die Kompositoxidteilchen zu bilden, ist ein Verfahren verfügbar; wobei eine erste Lösung hergestellt werden kann mit einem Sol, welches ein Oxid, das die Trägerkomponente bildet, einschließt; die erste Lösung mit einer zweiten Lösung einer Verbindung, welche das NOx-Speicherelement einschließt, gemischt werden kann; die gemischte Lösung in ein Gel umgewandelt werden kann; und das resultierende Gel thermisch behandelt werden kann. Gemäß dem Verfahren umfaßt das Oxidsol feine Teilchen, welche eine spezifische BET-Oberfläche von ungefähr 500 m²/g oder mehr besitzen, weiter bevorzugt von 500 bis 1000 m²/g, und die NOx-Speicherelemente auf der Oberfläche der feinen Teilchen dispergiert sind. Somit können unter Verwendung des Verfahrens die NOx- Speicherelemente in extrem hohem Maße dispergiert werden. Darüber hinaus kann die Temperatur, bei welcher das NOx- Speicherelement kristallisiert, durch das Verfahren erhöht werden. Somit kann der vorliegende Katalysator zur Reinigung eines Abgases seine hervorragende Beständigkeit bei erhöhten Temperaturen in vollem Maße aufrechterhalten.
Es sei angemerkt, daß die amorphen und homogenen Kompositoxidteilchen, auf welchen die NOx-Speicherelemente in hohem Maße dispergiert sind, hergestellt werden können durch ein Sol-Gel-verfahren, indem sowohl die Trägerkomponente als auch das NOx-Speicherelement als deren metallische Alkoxide bereitgestellt werden. Die metallischen Alkoxide sind jedoch teuer, so daß die Kosten der Rohmaterialien beim Sol-Gel-Verfahren beträchtlich ansteigen. Im Gegensatz dazu kann das Kompositoxid durch das oben beschriebene Verfahren, welches das Sol einschließlich des Oxids verwendet, günstiger hergestellt werden als bei dem Sol-Gel-Verfahren.
Das Zusammensetzungsverhältnis der Trägerkomponente in Bezug auf das NOx-Speicherelement kann vorzugsweise im Bereich von 1/3 > (Trägerkomponente/NOx-Speicherelement) > 1/90 als Molverhältnis liegen. Es sei angemerkt, daß die Anzahl an Molen der Trägerkomponente und des NOx- Speicherelements hierin durch die Anzahl an Molen derer Oxide ausgedrückt wird. Wenn das amorphe und homogene Kompositoxid zuviel des NOx-Speicherelements enthält (z. B. wenn das Molverhältnis 1/90 oder geringer ist), weist das resultierende Kompositoxid ein gewisses NOx- Speichervermögen auf, setzt jedoch in unzureichendem Maße NOx in einer reduzierenden Atmosphäre frei. Darüber hinaus besitzt das resultierende Kompositoxid eine geringe spezifische Oberfläche und weist eine geringe Wärmebeständigkeit auf. Wenn das amorphe und homogene Kompositoxid zu wenig des NOx-Speicherelements enthält (z. B. wenn das Molverhältnis 1/3 oder mehr ist), unterliegt das resultierende Kompositoxid einem Sintern bei erhöhten Temperaturen, wodurch die spezifische Oberfläche verringert wird, und kann kaum mehr NOx in erforderlichem Ausmaß speichern. Wenn somit das Molverhältnis im oben erwähnten bevorzugten Bereich liegt, weiter bevorzugt im Bereich von 1/5 > (Trägerkomponente/NOx-Speicherelement) > 1/20 als Molverhältnis, kann das Kompositoxid mit ausreichender Wärmebeständigkeit und Dauerhaftigkeit hergestellt werden.
Es ist besonders bevorzugt, Aluminiumoxid als die Trägerkomponente und Cäsium (Cs) als das NOx-Speicherelement zu verwenden. Cs besitzt ein gutes NOx-Speichervermögen bei niedrigen Temperaturen. Aufgrund der Wechselwirkung mit Al weist Cs darüber hinaus ein gutes NOx- Speichervermögen bei erhöhten Temperaturen von 400ºC oder mehr auf. Im speziellen ist Cs so stark basisch, daß es sich fest mit dem sauren NOx verbindet. Somit besitzt Cs ein gutes NOx-Speichervermögen. Im Vergleich mit anderen NOx-Speicherelementen wie Barium Ba oder dergleichen reagiert Cs weniger bereitwillig mit Aluminiumoxid und kann das NOx-Speichervermögen über einen langen Zeitraum hoch halten. Wenn ferner Cs mit Aluminiumoxid kombiniert wird, um ein Kompositoxid zu bilden, weist das resultierende Kompositoxid eine hohe Dauerhaftigkeit auf. Sogar wenn Cs durch Schwefel vergiftet wird, sind darüber hinaus die resultierenden Sulfate Kompositsulfate, die aus Cs und Al gebildet werden, welche bereitwilliger zersetzt werden als die Sulfate, die aus Ba oder dergleichen gebildet werden. Darüber hinaus wird SO&sub2; aus den zersetzten Sulfaten eliminiert und das verbleibende Kompositoxid fungiert wieder als ein NOx-Speicherelement.
In der vorliegenden Erfindung umfassen die Metalloxidteilchen mindestens ein Oxid, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Oxiden von Aluminium (Al), Oxiden von Silicium (Si) und Oxiden von Zirkonium (Zr), und liegen zwischen den amorphen und homogenen Kompositoxidteilchen, um die Kompositoxidteilchen zumindest miteinander zu verbinden. Wenn ein Katalysator zur Reinigung eines Abgases eine Überzugsschicht umfaßt, welche gebildet ist aus einem Trägersubstrat, das aus Cordierit oder Metall gemacht ist, und auf welchem ein katalytisches Edelmetallelement geladen ist, sind die Kompositoxidteilchen durch die Metalloxidteilchen in der Überzugsschicht miteinander verbunden. Darüber hinaus wird durch die Metalloxidteilchen ein Extravorteil bewirkt; nämlich werden das Trägersubstrat und die Überzugsschicht durch die Metalloxidteilchen miteinander verbunden. Somit ist die Oberzugsschicht hinsichtlich der Stärke verbessert und weist eine gute Dauerhaftigkeit auf.
Die Metalloxidteilchen können vorzugsweise in einer Menge von 0, 1 bis 20 Gew. - %, weiter bevorzugt von 1 bis 10 Gew.-% in dem vorliegenden Katalysator zur Reinigung eines Abgases enthalten sein. Wenn der Gehalt der Metalloxidteilchen weniger als 0,1 Gew.-% beträgt, findet nur eine geringe Erhöhung der zuvor erwähnten Festigkeitserhöhung statt. Folglich ist der resultierende Katalysator im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit verschlechtert. Wenn der Gehalt der Metalloxidteilchen mehr als 20 Gew.-% beträgt, weist der resultierende Katalysator ein verschlechtertes NOx-Reinigungsvermögen auf.
In der vorliegenden Erfindung liegt das katalytische Edelmetallelement in zumindest einem Zustand vor, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem homogen Verbund mit den amorphen und homogenen Kompositoxidteilchen und einem auf die Kompositoxidteilchen aufgebracht sein. Das katalytische Edelmetallelement kann beispielhaft angegeben werden durch Platin (Pt), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Silber (Ag), Gold (Au) und Iridium (Ir). Die Beladungsmenge oder der Gehalt des katalytischen Edelmetallelements kann gegebenenfalls auf einen Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 5 Gew.-% im vorliegenden Katalysator zur Reinigung eines Abgases eingestellt werden. Wenn die Beladungsmenge oder der Gehalt des katalytischen Edelmetallelements weniger als 0,1% beträgt, ist der resultierende Katalysator im Hinblick auf eine NOx-Reinigungsleistung und eine Dreiwegeaktivität verschlechtert. Somit ist eine derart geringe Beladungsmenge oder derart geringer Gehalt nicht praktisch. Wenn die Beladungsmenge oder der Gehalt des katalytischen Edelmetallelements mehr als 10% beträgt, weist der resultierende Katalysator nur eine gesättigte NOx-Reinigungsleistung auf und eine derart erhöhte Beladungsmenge oder derart erhöhter Gehalt führen zu einem Anstieg der Herstellungskosten. Es sei angemerkt, daß das katalytische Edelmetallelement auf die Oberfläche der Kompositoxidteilchen geladen werden kann oder homogen in den Kompositoxidteilchen dispergiert werden kann oder zusammen mit der Trägerkomponente und dem NOx-Speicherelement die Kompositoxidteilchen bilden kann.
Bei den Herstellungsverfahren gemäß dem zweiten und dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das katalytische Edelmetallelement aufgenommen werden durch Zugeben des katalytischen Edelmetallelements zu den Kompositoxidteilchen bei der Herstellung der Kompositoxidteilchen oder kann auf die Kompositoxidteilchen geladen werden nach einem Ausbilden der Kompositoxidteilchen aus der Trägerkomponente und dem NOx-Speicherelement. Im letzteren Fall kann das Adsorptionsbeladungsverfahren verwendet werden. Es sei angemerkt, daß vorzugsweise die folgenden Vorkehrungen getroffen werden können, damit die Kompositoxidteilchen frei von einem Kontakt mit Wasser sind: Es kann nämlich ein Pulver, welches eine Trägerkomponente mit dem darauf geladenen katalytischen Edelmetallelement einschließt, unabhängig mit den Kompositoxidteilchen vermischt werden; oder es kann eine Lösung, in welcher eine Verbindung des katalytischen Edelmetallelements in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist, anstelle einer wäßrigen Lösung verwendet werden.
In den Herstellungsverfahren gemäß dem zweiten und dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Vorläuferpulver, welches die Kompositoxidteilchen und das katalytische Edelmetallelement umfaßt, zuerst mit dem Lösungsmittel vermischt, welches frei von einer Elution des NOx-Speicherelements ist, wodurch die Suspension hergestellt wird. Im allgemeinen bedeutet der Begriff "das Lösungsmittel, welches frei von der Elution des NOx-Speicherelements ist" organische Lösungsmittel. Bei bestimmten Anwendungen kann jedoch das Lösungsmittel, welches frei von der Elution des NOx-Speicherelements ist, organische Lösungsmittel sein, welche Wasser beinhalten. Es gibt eine Vielzahl an organischen Lösungsmitteln. Es ist bevorzugt, ein organisches Lösungsmittel mit geringer Viskosität zu verwenden, da die resultierende Aufschlämmung eine hohe Viskosität aufweist, wenn das organische Lösungsmittel eine hohe Viskosität aufweist. Darüber hinaus ist es bevorzugt, ein organisches Lösungsmittel mit guter Benetzbarkeit für ein Trägersubstrat zu verwenden.
Es wird somit empfohlen, Alkohole zu verwenden. Bei den Alkoholen ist es besonders bevorzugt, Isopropylalkohol (d. h. 2-Propanol) zu verwenden, durch den das NOx-Speicherelement in deutlich geringerem Maße eluiert wird.
Dann wird die resultierende Suspension mit einer Dispersion oder Lösung vermischt, in welcher das metallische Organosol oder die metallorganische Verbindung dispergiert oder aufgelöst ist, um die Aufschlämmung zu bilden. Das metallische Organosol oder die metallorganische Verbindung umfassen mindestens ein Element, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Al, Si, und Zr. Die Aufschlämmung bildet die Überzugsschicht auf dem Trägersubstrat. In der resultierenden Überzugsschicht fungiert das Metalloxid als ein Bindemittel, um nicht nur die Kompositoxidteilchen miteinander zu verbinden, sondern auch zum Verbinden der Überzugsschicht mit dem Trägersubstrat. Somit ist die Überzugsschicht im Hinblick auf die Festigkeit verbessert. Es sei angemerkt, daß Metalloxide, welche Elemente umfassen, die von den oben beschriebenen verschieden sind, möglicherweise die Festigkeit der resultierenden Überzugsschicht erhöhen können, jedoch die Reinigungsleistung des resultierenden Katalysators zur Reinigung eines Abgases nachteilig beeinflussen.
Hinsichtlich der Konzentration des Vorläuferpulvers, welches die Kompositoxidteilchen und das katalytische Edelmetallelement umfaßt, in der Aufschlämmung ist es bevorzugt, daß die Konzentration im Bereich von 30 bis 70 Gew.-%, weiter bevorzugt von 40 bis 60 Gew.-% liegt. Wenn die Konzentration geringer als 30 Gew.-% ist, steigt die erforderliche Arbeitszeit zur Ausbildung der Überzugsschicht bis zu einer vorbestimmten Dicke an, da der Schritt zur Ausbildung der Überzugsschicht wiederholt ausgeführt werden sollte. Wenn die Konzentration mehr als 70 Gew.-% beträgt, ist die Festigkeit der resultierenden Überzugsschicht verschlechtert, da die Viskosität der resultierenden Aufschlämmung erhöht ist und die Dichte der resultierenden Überzugsschicht verringert ist.
Im Hinblick auf die Zugabemenge des Organosols oder der metallorganischen Verbindung ist es bevorzugt, daß, aufgrund der zuvor erwähnten Gründe, in der Überzugsschicht die Zugabemenge im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 10 Gew.-% liegt, was durch einen Wert ausgedrückt wird, der in eine Menge des bildenden Oxids umgewandelt wird. Wenn die Zugabemenge mehr als 20 Gew.-% beträgt, tritt dahingehend ein Nachteil auf, daß die Dichte der Überzugsschicht verringert ist, wodurch deren Festigkeit verschlechtert wird, da die resultierende Aufschlämmung eine hohe Viskosität aufweist.
Im Hinblick auf das Organosol kann ein Organoaluminiumoxidsol, ein Organosiliciumdioxidsol und ein Organozirkoniumoxidsol verwendet werden. Der mittlere Teilchendurchmesser dieser Oxidsole kann vorzugsweise 100 nm oder weniger betragen. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser mehr als 100 nm beträgt, ist die resultierende Überzugsschicht hinsichtlich der Festigkeit verschlechtert. Im Hinblick auf die metallorganische Verbindung, Aluminiumalkoxide, Alkoxysilane, Zirkoniumalkoxide, Acetylacetonato-Komplexe, welche die zuvor erwähnten metallischen Elemente (z. B. Al, Si und Zr) enthalten, und Chelatverbindungen, welche die zuvor erwähnten metallischen Elemente enthalten.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen und Vergleichsbeispiele ausführlich beschrieben.

Erste bevorzugte Ausführungsform

(1) Herstellung des Kompositoxidpulvers

16,0 g an Cäsiumacetat und 153,3 g an Aluminiumtriisopropoxid wurden in 480 ml an Isopropylalkohol aufgelöst. Die resultierende Lösung wurde während 2 Stunden bei 80ºC unter Rückfluß gehalten. Die unter Rückfluß gehaltene Lösung wurde danach mit 14,5 g an 2,4-Pentandion vermischt und während 3 Stunden weiter gerührt. Dann wurde eine Mischlösung in die Lösung getropft, während die Temperatur der unter Rückfluß gehaltenen Lösung auf 80ºC gehalten wurde. Die Mischlösung beinhaltete 84,0 ml an entionisiertem Wasser und 100 ml an Isopropylalkohol. Die unter Rückfluß gehaltene Lösung mit der zugetropften Mischlösung wurde während 5 Stunden bei 80ºC gerührt und dann durch Erwärmen auf 120ºC unter Dekompression getrocknet. Auf diese Weise wurde ein weißes Pulver hergestellt.
Das resultierende Pulver wurde bei 900ºC in Luft während 5 Stunden calciniert, wodurch ein Kompositoxidpulver hergestellt würde. Das resultierende Kompositoxidpulver wies eine spezifische BET-Oberfläche von 161 m²/g auf. Gemäß den Ergebnissen einer Röntgenbeugungsanalyse, welcher das Kompositoxid unterzogen wurde, wurde festgestellt, daß Cs und Al die Kompositoxidteilchen bilden, und es wurde festgestellt, daß Cs in hohem Maße in Al dispergiert ist. Es sei angemerkt, daß das Kompositoxidpulver Cs und Al in einem Molverhältnis von 1 : 9 als deren Oxide (d. h. Cs&sub2;O/Al&sub2;O&sub3; = 1/9) enthielt.

(2) Herstellung der Suspension

Das auf diese Weise hergestellte Kompositoxidpulver wurde in einer vorbestimmten Menge eingewogen und mit Isopropylalkohol vermischt. Es wurde eine andere Lösung zu der resultierenden Lösung gegeben und während 1 Stunde gerührt. Die andere Lösung wurde hergestellt durch Auflösen einer vorbestimmten Menge an bis-Acetylacetonato-Platin (Pt(C&sub5;H&sub7;O&sub2;)&sub2;), welches als eine Platinquelle fungiert, in Isopropylalkohol. Danach wurde das Lösungsmittel (d. h. Isopropylalkohol) durch Zentrifugationstrennung von der Mischlösung abgetrennt. Der resultierende Niederschlag wurde zum Trocknen allmählich von Raumtemperatur auf 120ºC erwärmt. Dann wurde der getrocknete Niederschlag in einer Stickstoffatmosphäre auf 500ºC erwärmt, wodurch eine Wärmebehandlung durchgeführt wurde. Auf diese Weise wurde ein Vorläuferpulver hergestellt. Es sei angemerkt, daß die Beladungsmenge von Pt in dem resultierenden Vorläuferpulver 1,5 Gew.-% betrug. Es wurde eine vorbestimmte Menge des auf diese Weise hergestellten Vorläuferpulvers mit Isopropylalkohol vermischt, um eine Suspension herzustellen.

(3) Herstellung der Aufschlämmung

Ein Organosiliciumdioxidsol wurde hergestellt und mit der resultierenden Suspension in einem vorbestimmten Verhältnis vermischt. Das Organosiliciumdioxidsol umfaßte ein Siliciumdioxidsol mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 10 nm in einer Menge von 30 Gew.-%, und der Rest war Isopropylalkohol. Es sei angemerkt, daß in der Aufschlämmung Siliciumdioxid in einer Menge von 0,5 Gew.-% zu dem Kompositoxidpulver gegeben wurde.

(4) Herstellung der Überzugsschicht

Es wurde ein wabenförmiger monolithischer Katalysatorträger hergestellt, und er wurde aus Cordierit hergestellt. Der monolithische Katalysatorträger wurde in die resultierende Aufschlämmung eingetaucht und daraus entnommen. Nach einem Entfernen durch Saugen der überschüssigen Aufschlämmung mittels eines Gebläses wurde der monolithische Katalysatorträger zur Trocknung allmählich von Raumtemperatur auf 120ºC erwärmt. Diese Arbeitsschritte wurden wiederholt durchgeführt, bis die Aufschlämmung auf dem monolithischen Katalysatorträger in einer vorbestimmten Menge aufbeschichtet ist. Danach wurde der monolithische Katalysatorträger mit der darauf beschichteten Aufschlämmung bei 500ºC unter einer Stickstoffatmosphäre während 1 Stunde thermisch behandelt, wodurch eine Überzugsschicht auf dem monolithischen Katalysatorträger ausgebildet wurde. Auf diese Weise wurde ein Katalysator der ersten bevorzugten Ausführungsform zur Reinigung eines Abgases hergestellt. Es sei angemerkt, daß die Überzugsschicht in einer Menge von 150 g bezogen auf 1 l des monolithischen Katalysatorträgers ausgebildet wurde.

(5) Untersuchung und Bewertung

Der auf diese Weise hergestellte Katalysator wurde in Isopropylalkohol getaucht. Die resultierende Mischung wurde während 1 Stunde mit Ultraschallwellen von 40 kHz bestrahlt, und der Katalysator wurde hinsichtlich einer Gewichtsveränderung vor und nach der Ultraschallbestrahlung untersucht. Auf diese Weise wurde die Ablösungsrate der Überzugsschicht bestimmt. Die Ergebnisse der Untersuchung wurden in nachfolgender Tabelle 2 dargelegt.
Ferner wurde der resultierende Katalysator in einer Dauerhaftigkeitstestvorrichtung, welche ein Modellgas verwendete, installiert und einer Dauerhaftigkeitsprüfung unterzogen. In der Dauerhaftigkeitsprüfung ließ man ein kraftstoffarmes Modellgas und ein kraftstoffreiches Modellgas, deren Zusammensetzungen in Tabelle 1 nachfolgend aufgezeigt werden, während 5 Stunden alternierend durch die Testvorrichtung fließen. Es sei angemerkt, daß das kraftstoffarme Modellgas während 4 Minuten floß und alternierend das kraftstoffreiche Modellgas während 1 Minute floß und daß die Temperatur der Modellgase am Einlaß der Testvorrichtung 900ºC betrug und daß die Raumgeschwindigkeit (d. h. SV (space velocity)) der Modellgase 50 000 h&supmin;¹ betrug. Danach ließ man ein kraftstoffarmes Modellgas und ein kraftstoffreiches Modellgas alternierend während 2 Minuten bei einer Raumgeschwindigkeit von 100 000 h&supmin;¹ durch die Testvorrichtung fließen. Der Katalysator wurde auf diese Weise hinsichtlich einer NOx-Umwandlung in einer kraftstoffarmen Atmosphäre untersucht. Die auf diese Weise gemessene NOx-Umwandlung wurde als die "NOx-Umwandlung nach Wärmebehandlung" in Tabelle 2 unten aufgeführt.
Darüber hinaus wurde der resultierende Katalysator in einer anderen Dauerhaftigkeitsprüfvorrichtung, welche ein Modellgas verwendete, installiert und einer Vergiftung mit Schwefel unterzogen. Bei der Schwefelvergiftung ließ man ein Schwefelvergiftungsgas, dessen Zusammensetzung unten in Tabelle 1 aufgezeigt ist und welches SO&sub2; in einer Menge von 200 ppm enthielt, während 30 Minuten durch die andere Testvorrichtung fließen. Es sei angemerkt, daß die Temperatur des Schwefelvergiftungsgases am Einlaß der anderen Testvorrichtung 400ºC betrug und die Raumgeschwindigkeit davon 100 000 h&supmin;¹ betrug. Danach wurde auf dieselbe Weise wie oben beschrieben der Katalysator hinsichtlich der NOx-Umwandlung in einer kraftstoffarmen Atmosphäre untersucht. Die auf diese Weise gemessene NOx- Umwandlung wurde als die "NOx-Umwandlung nach Vergiftung mit Schwefel" in Tabelle 2 unten aufgeführt.
Darüber hinaus wurde der Katalysator, welcher der Schwefelvergiftung ausgesetzt worden war, auf die Schwefelablagerung darin chemisch analysiert. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Tabelle 2 unten zusammengefaßt. Tabelle 1

Zweite bevorzugte Ausführungsform

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wurde eine Kombination von Bariumdiisopropoxid und Aluminiumtriisopropoxid bei der Herstellung des Kompositoxidpulvers verwendet. Es wird angemerkt, daß das resultierende Kompositoxidpulver Ba und Al in einem Molverhältnis von 1 : 3 als ihre Oxide (d. h. BaO/Al&sub2;O&sub3; = 1/3) einschloß. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator der zweiten bevorzugten Ausführungsform zum Reinigen eines Abgases auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Tabelle 2 unten faßt die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen.

Dritte bevorzugte Ausführungsform

In einer dritten bevorzugten Ausführungsform wurde eine Kombination von Cäsiumacetat, Bariumdiisopropoxid und Aluminiumtriisopropoxid bei der Herstellung des Kompositoxidpulvers verwendet. Es wird angemerkt, daß das resultierende Kompositoxidpulver Cs, Ba und Al in einem Molverhältnis von 1 : 1 : 6 als ihre Oxide (d. h. Cs&sub2;O/BaO/Al&sub2;O&sub3; = 1/1/6) einschloß. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator der dritten bevorzugten Ausführungsform zum Reinigen eines Abgases auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Tabelle 2 unten faßt die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen.

Vierte bevorzugte Ausführungsform

In einer vierten bevorzugten Ausführungsform wurde eine Kombination von Kaliumacetat, Titantetraisopropoxid und Aluminiumtriisopropoxid bei der Herstellung des Kompositoxidpulvers verwendet. Es wird angemerkt, daß das resultierende Kompositoxidpulver K, Ti und Al in einem Molverhältnis von 1 : 1 : 6 als ihre Oxide (d. h. K&sub2;O/TiO&sub2;/Al&sub2;O&sub3; = 1/1/6) einschloß. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator der vierten bevorzugten Ausführungsform zum Reinigen eines Abgases auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Tabelle 2 unten faßt die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen.

Fünfte bevorzugte Ausführungsform

In einer fünften bevorzugten Ausführungsform wurde eine Kombination von Kaliumacetat, Ceracetat und Aluminiumtriisopropoxid bei der Herstellung des Kompositoxidpulvers verwendet. Es wird angemerkt, daß das resultierende Kompositoxidpulver K, Ce und Al in einem Molverhältnis von 2 : 1 : 12 als ihre Oxide (d. h. K&sub2;O/CeO&sub2;/Al&sub2;O&sub3; = 2/1/12) einschloß. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator der fünften bevorzugten Ausführungsform zum Reinigen eines Abgaskatalysators auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Tabelle 2 unten faßt die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen.

Sechste bevorzugte Ausführungsform

In einer sechsten bevorzugten Ausführungsform wurde eine Kombination von Bisacetylacetonato-Platin, Cäsiumacetat und Aluminiumtriisopropoxid bei der Herstellung des Kompositoxidpulvers verwendet. Es wird angemerkt, daß das resultierende Vorläuferpulver Pt, Cs und Al in einem Molverhältnis von 0,1 : 1 : 9 als ihre Oxide (d. h. PtO/CsO&sub2;/Al&sub2;O&sub3; = 0,1/1/9) einschloß, und daß die Beladungsmenge von Pt in dem resultierenden Vorläuferpulver 1,5 Gew.-% betrug. Überdies wurde das resultierende Vorläuferpulver bei der Herstellung der Suspension in Isopropylalkohol dispergiert, um eine Suspension herzustellen. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator der sechsten bevorzugten Ausführungsform zum Reinigen eines Abgases auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Tabelle 2 unten faßt die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen.

Siebte bevorzugte Ausführungsform

In einer siebten bevorzugten Ausführungsform wurde eine Kombination von Bisacetylacetonato-Platin, Kaliumacetat, Titantetraisopropoxid und Aluminiumtriisopropoxid bei der Herstellung des Kompositoxidpulvers verwendet. Es wird angemerkt, daß das resultierende Vorläuferpulver Pt, K, Ti und Al in einem Molverhältnis von 0,1 : 1 : 1 : 6 als ihre Oxide einschloß (d. h. PtO/K&sub2;O/TiO&sub2;/Al&sub2;O&sub3; = 0,1/1/1/6), und daß die Beladungsmenge von Pt in dem resultierenden Vorläuferpulver 1,5 Gew.-% betrug. Überdies wurde bei der Herstellung der Suspension das resultierende Vorläuferpulver in Isopropylalkohol dispergiert, um eine Suspension herzustellen. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator der siebten bevorzugten Ausführungsform zum Reinigen eines Abgases auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Tabelle 2 unten faßt die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen.

Achte bevorzugte Ausführungsform

In einer achten bevorzugten Ausführungsform wurde eine Kombination von Bisacetylacetonato-Platin, Bariumisopropoxid, Titantetraisopropoxid und Aluminiumtriisopropoxid bei der Herstellung des Kompositoxidpulvers verwendet. Es wird angemerkt, daß das resultierende Vorläuferpulver Pt, Ba, Ti und Al in einem Molverhältnis von 0,1 : 2 : 1 : 6 als ihre Oxide (d. h. PtO/BaO/TiO&sub2;/Al&sub2;O&sub3; = 0,1/2/1/6) einschloß, und daß die Beladungsmenge von Pt in dem resultierenden Vorläuferpulver 1,5 Gew.-% betrug. Überdies wurde das resultierende Vorläuferpulver bei der Herstellung der Suspension in Isopropylalkohol dispergiert, um eine Suspension herzustellen. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator der achten bevorzugten Ausführungsform zum Reinigen eines Abgases auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Tabelle 2 unten faßt die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen.

Neunte bis sechzehnte bevorzugte Ausführungsformen

In den neunten bis sechzehnten bevorzugten Ausführungsformen wurde bei der Herstellung der Aufschlämmung als eine Metalloxidquelle ein Organoaluminiumoxidsol anstelle des Organosiliciumdioxidsols verwendet. Das Organoaluminiumoxidsol umfaßte ein Aluminiumoxidsol mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 nm in einer Menge von 20 Gew.-% und als den Rest Isopropylalkohol. Insofern nicht anders angegeben, wurden Katalysatoren der neunten bis sechzehnten bevorzugten Ausführungsformen zum Reinigen eines Abgases auf jeweils dieselbe Weise wie in der ersten bis achten bevorzugten Ausführungsform hergestellt. Die resultierenden Katalysatoren wurden hinsichtlich der Merkmale auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform untersucht. Tabelle 3 unten faßt die Konfigurationen der resultierenden Katalysatoren und deren Merkmale zusammen.

Siebzehnte bis vierundzwanzigste bevorzugte Ausführungsform

In den siebzehnten bis vierundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsformen wurde bei der Herstellung der Aufschlämmung als eine Metalloxidquelle ein Organozirkoniumdioxidsol anstelle des Organosiliciumdioxidsol verwendet. Das Organozirkoniumdioxidsol umfaßte ein Zirkoniumdioxidsol mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 30 nm in einer Menge von 30 Gew.-% und als den Rest Isopropylalkohol. Insofern nicht anders angegeben, würden Katalysatoren der siebzehnten bis vierundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsformen zum Reinigen eines Abgases auf jeweils dieselbe Weise wie in der ersten bis achten bevorzugten Ausführungsform hergestellt. Die resultierenden Katalysatoren wurden hinsichtlich der Merkmale auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform untersucht. Tabelle 4 unten faßt die Konfigurationen der resultierenden Katalysatoren und deren Merkmale zusammen.

Fünfundzwanzigste bevorzugte Ausführungsform

In einer fünfundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsform wurde bei der Herstellung des Kompositoxidpulvers eine Kombination von Kaliumacetat, Titantetraisopropoxid und Aluminiumtriisopropoxid verwendet, um ein Kompositoxidpulver herzustellen. Es wird angemerkt, daß das resultierende Kompositoxidpulver K, Ti und Al in einem Molverhältnis von 1 : 1 : 6 als ihre Oxide (d. h. K&sub2;O/TiO&sub2;/Al&sub2;O&sub3; = 1/1/6) einschloß. Überdies wurde in der fünfundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsform bei der Herstellung der Aufschlämmung eine Aluminiumtriisopropoxidlösung anstelle des Organosiliciumdioxidsols als eine Metalloxidquelle verwendet. Die Lösung schloß Aluminiumtriisopropoxid in eine Menge von 60 Gew.-% in 2-Methoxyethanol ein. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator der fünfundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsform zum Reinigen eines Abgases auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Tabelle 4 unten faßt die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen.

Sechsundzwanzigste bevorzugte Ausführungsform

In einer sechsundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsform wurde bei der Herstellung des Kompositoxidpulvers eine Kombination von Bisacetylacetonato-Platin, Kaliumacetat, Titantetraisopropoxid und Aluminiumtriisopropoxid verwendet, um ein Vorläuferpulver herzustellen. Es wird angemerkt, daß das resultierende Vorläuferpulver Pt, K, Ti und Al in einem Molverhältnis von 0,1 : 1 : 1 : 6 als ihre Oxide (d. h. PtO/K&sub2;O/TiO&sub2;/Al&sub2;O&sub3; = 0,1/1/1/6) einschloß, und daß die Beladungsmenge von Pt in dem resultierenden Vorläuferpulver 1,5 Gew.-% betrug. Überdies wurde bei der Herstellung der Suspension das resultierende Vorläuferpulver in der sechsundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsform in Isopropylalkohol dispergiert, um eine Suspension herzustellen, und bei der Herstellung der Aufschlämmung wurde Tetraethoxysilan als eine Metalloxidquelle anstelle des Organosiliciumdioxidsols verwendet. Es wird angemerkt, daß die Konzentration an Tetraethoxysilan in der Metalloxidquelle 100 Gew.-% betrug. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator der sechs- undzwanzigsten bevorzugten Ausführungsform zum Reinigen eines Abgases auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Tabelle 4 unten faßt die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen.

Siebenundzwanzigste bis vierunddreißigste bevorzugte Ausführungsformen

In den siebenundzwanzigsten bis vierunddreißigsten bevorzugten Ausführungsformen wurde bei der Herstellung der Aufschlämmung Zirkoniumtetraisopropoxidlösung als eine Metalloxidquelle anstelle des Organosiliciumdioxidsols verwendet. Es wird angemerkt, daß die Konzentration an Zirkoniumtetraisopropoxid in der Zirkoniumtetraisopropoxidlösung 70 Gew.-% betrug. Insofern nicht anders angegeben, wurden Katalysatoren der siebenundzwanzigsten bis vierunddreißigsten bevorzugten Ausführungsformen zum Reinigen eines Abgases jeweils auf dieselbe Weise wie in der ersten bis achten bevorzugten Ausführungsform hergestellt. Die resultierenden Katalysatoren wurden hinsichtlich der Merkmale auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform untersucht. Tabelle 5 unten faßt die Konfigurationen der resultierenden Katalysatoren und deren Merkmale zusammen.

Fünfunddreißigste bis zweiundvierzigste bevorzugte Ausführungsformen

In den fünfunddreißigsten bis zweiundvierzigsten bevorzugten Ausführungsformen wurde bei der Herstellung der Aufschlämmung eine Aluminiumnitratlösung als eine Metalloxidquelle anstelle des Organosiliciumdioxidsols verwendet. Es wird angemerkt, daß das verwendete Aluminiumnitrat Kristallwasser in eine Menge von 9 pro mol einschloß, und daß die Konzentration an Aluminiumnitrat in der Aluminiumnitratlösung 30 Gew.-% betrug. Insofern nicht anders angegeben, wurden Katalysatoren der fünfunddreißigsten bis zweiundvierzigsten bevorzugten Ausführungsformen zum Reinigen eines Abgases auf jeweils dieselbe Weise wie in der ersten bis achten bevorzugten Ausführungsform hergestellt. Die resultierenden Katalysatoren wurden hinsichtlich der Merkmale auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform untersucht. Tabelle 6 unten faßt die Konfigurationen der resultierenden Katalysatoren und deren Merkmale zusammen.

Dreiundvierzigste bis fünfzigste bevorzugte Ausführungsformen

In den dreiundvierzigsten bis fünfzigsten bevorzugten Ausführungsformen wurde bei der Herstellung der Aufschlämmung eine Aluminiumoxidsol-Dispersion anstelle vom Organosiliciumdioxidsol als eine Metalloxidquelle verwendet. Es wird angemerkt, daß das verwendete Aluminiumoxidsol Aluminiumoxid (ein mittlerer Teilchendurchmesser von 50 nm) in eine Menge von 20 Gew.-% und als den Rest Wasser einschloß, und daß die Konzentration an Aluminiumoxidsol in der Aluminiumoxidsol-Dispersion 15 Gew.-% betrug und der Rest Isopropylalkohol war. Insofern nicht anders angegeben, wurden die Katalysatoren der dreiundvierzigsten bis fünfzigsten bevorzugten Ausführungsformen zum Reinigen eines Abgases auf jeweils dieselbe Weise wie in der ersten bis achten bevorzugten Ausführungsform hergestellt. Die resultierenden Katalysatoren wurden hinsichtlich der Merkmale auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform untersucht. Tabelle 7 unten faßt die Konfigurationen der resultierenden Katalysatoren und deren Merkmale zusammen.

Einundfünfzigste bis achtundfünfzigste bevorzugte Ausführungsformen

In den einundfünfzigsten bis achtundfünfzigsten bevorzugten Ausführungsformen wurde bei der Herstellung der Aufschlämmung eine Zirkoniumdioxidsol-Dispersion anstelle vom Organosiliciumdioxidsol als eine Metalloxidquelle verwendet. Es wird angemerkt, daß das verwendete Zirkoniumdioxidsol Zirkoniumdioxid (ein mittlerer Teilchendurchmesser von 30 nm) in eine Menge von 30 Gew.-% und als den Rest Wasser einschloß, und daß die Konzentration an Zirkoniumdioxidsol in der Zirkoniumdioxidsoldispersion 10 Gew.-% betrug, und der Rest Isopropylalkohol war. Insofern nicht anders angegeben, wurden die Katalysatoren der einundfünfzigsten bis achtundfünfzigsten bevorzugten Ausführungsformen zum Reinigen eines Abgases auf jeweils dieselbe Weise wie in der ersten bis achten bevorzugten Ausführungsform hergestellt. Die resultierenden Katalysatoren wurden hinsichtlich der Merkmale auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform untersucht. Tabelle 8 unten faßt die Konfigurationen der resultierenden Katalysatoren und deren Merkmale zusammen.

Vergleichsbeispiel Nr. 1

In Vergleichsbeispiel Nr. 1 wurde bei der Herstellung der Suspension das Vorläuferpulver der ersten bevorzugten Ausführungsform in Wasser dispergiert, um eine Suspension herzustellen, und es wurde bei der Herstellung der Aufschlämmung ein Aluminiumoxidsol mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 nm anstelle vom Organosiliciumdioxidsol als eine Metalloxidquelle verwendet. Es wird angemerkt, daß das verwendete Aluminiumoxidsol Aluminiumoxid in eine Menge von 20 Gew.-% einschloß und der Rest Wasser war. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator des Vergleichsbeispiels Nr. 1 zum Reinigen eines Abgases auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Die Tabellen 2 bis 8 unten fassen die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen.

Vergleichsbeispiel Nr. 2

In Vergleichsbeispiel Nr. 2 wurde bei der Herstellung des Kompositoxidpulvers eine Kombination von Kaliumacetat, Titantetraisopropoxid und Aluminiumtriisopropoxid verwendet, um ein Kompositoxidpulver herzustellen. Es wird angemerkt, daß das resultierende Kompositoxidpulver K, Ti und Al in einem Molverhältnis von 1 : 1 : 6 als ihre Oxide einschloß (d. h. K&sub2;O/TiO&sub2;/Al&sub2;O&sub3; = 1/1/6). Überdies wurde in Vergleichsbeispiel Nr. 2 bei der Herstellung der Suspension ein Vorläuferpulver auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt, wurde aber in Wasser dispergiert, um eine Suspension herzustellen. Außerdem wurde in Vergleichsbeispiel Nr. 2 bei der Herstellung der Aufschlämmung ein Aluminiumoxidsol mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 nm als eine Metalloxidquelle anstelle vom Organosiliciumdioxidsol verwendet. Es wird angemerkt, daß das Aluminiumoxidsol Aluminiumoxid in eine Menge von 20 Gew.-% einschloß und der Rest Wasser war. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator des Vergleichsbeispiels Nr. 2 zum Reinigen eines Abgases auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Die Tabellen 2 bis 8 unten fassen die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen.

Vergleichsbeispiel Nr. 3

In Vergleichsbeispiel Nr. 3 wurde bei der Herstellung des Kompositoxidpulvers eine Kombination von Bisacetylacetonato-Platin, Kaliumacetat, Titantetraisopropoxid und Aluminiumtriisopropoxid verwendet, um ein Vorläuferpulver herzustellen. Es wird angemerkt, daß das resultierende Vorläuferpulver Pt, K, Ti und Al in einem Molverhältnis von 0,1 : 1 : 1 : 6 als ihre Oxide einschloß (d. h. PtO/K&sub2;O/TiO&sub2;/Al&sub2;O&sub3; = 0,1/1/1/6), und daß die Beladungsmenge von Pt in dem resultierenden Vorläuferpulver 1,5 Gew.-% betrug. Überdies wurde in Vergleichsbeispiel Nr. 3 bei der Herstellung der Suspension das resultierende Vorläuferpulver in Wasser dispergiert, um eine Suspension herzustellen. Außerdem wurde bei der Herstellung der Aufschlämmung ein Titanoxidsol mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 30 nm als eine Metalloxidquelle anstelle vom Organosiliciumdioxidsol verwendet. Es wird angemerkt, daß das Titanoxidsol Titanoxid in eine Menge von 30 Gew.-% einschloß und der Rest Wasser war. Insofern nicht anders angegeben, wurde ein Katalysator des Vergleichsbeispiels Nr. 3 zum Reinigen eines Abgases auf dieselbe Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform hergestellt und hinsichtlich der Merkmale untersucht. Tabellen 2 bis 8 unten fassen die Konfiguration des resultierenden Katalysators und dessen Merkmale zusammen. Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4 Tabelle 5 Tabelle 6 Tabelle 7 Tabelle 8

Bewertung

Gemäß den Tabellen 2 bis 8 wiesen die Katalysatoren der Vergleichsbeispiele der Nrn. 1 bis 3 eine geringere NOx-Umwandlung nach einer Wärmebehandlung auf als diejenigen der ersten bis achtundfünfzigsten bevorzugten Ausführungsformen. Darüber hinaus lagerte sich der Schwefel in den Katalysatoren der Vergleichsbeispiele der Nrn. 1 bis 3 in einer größeren Menge ab als bei den ersten bis achtundfünfzigsten bevorzugten Ausführungsformen. Es ist somit aus den Tabellen 2 bis 8 ersichtlich, daß die Katalysatoren der Vergleichsbeispiele der Nrn. 1 bis 3 deutlich verschlechtert waren hinsichtlich der NOx-Umwandlung nach einer Wärmebehandlung und daß sie gegenüber denen der ersten bis achtundfünfzigsten bevorzugten Ausführungsformen hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber einer Vergiftung mit Schwefel verschlechtert waren.
Demgegenüber waren die Katalysatoren der ersten bis achtundfünfzigsten bevorzugten Ausführungsformen gut hinsichtlich der Wärmebeständigkeit und der Beständigkeit gegenüber einer Vergiftung mit Schwefel. Folglich bewiesen sie indirekt, daß die Verteilung der NOx-Speicherelemente darin in hohem Maße beibehalten wurde. Unter diesen wiesen die Katalysatoren der ersten bis achten bevorzugten Ausführungsformen, deren Metalloxidquelle das Organosiliciumdioxidsol war, eine besonders geringe Ablösungsrate auf und waren augenscheinlich gut hinsichtlich der Festigkeit der Überzugsschicht.
Es sei angemerkt, wie in den Tabellen 6 bis 8 aufgezeigt, daß die Katalysatoren der fünfunddreißigsten bis achtundfünfzigsten bevorzugten Ausführungsformen eine größere Ablösungsrate und eine geringere NOx-Umwandlung nach einer Wärmebehandlung aufwiesen als jene der ersten bis vierunddreißigsten bevorzugten Ausführungsformen. Dieser Nachteil resultiert aus der Tatsache, daß Wasser bei der Herstellung der Überzugsschicht beteiligt war. Somit wird verständlich, daß die Aufschlämmung vorzugsweise vollständig frei von Wasser sein kann. In Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen können jedoch die Katalysatoren der fünfunddreißigsten bis achtundfünfzigsten bevorzugten Ausführungsformen in der Praxis geeignet verwendet werden, da sie hinsichtlich ihrer Eigenschaften besser als diejenigen der Vergleichsbeispiele der Nrn. 1 bis 3 waren.

Claims

1. Katalysator zur Abgasreinigung, umfassend

amorphe und homogene Kompositoxidteilchen, welche eine Trägerkomponente und ein NOx-Speicherelement einschließen,

wobei die Trägerkomponente ein Oxid eines Metalls einschließt, das mindestens ein Element ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus den Elementen der Gruppe 3B, den Elementen der Gruppe 4A und den Elementen der Gruppe 4B im Periodensystem der Elemente,

das NOx-Speicherelement mindestens ein Element einschließt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und Seltenerdelementen;

ein katalytisches Edelmetallelement, das sich in zumindest einem Zustand befindet, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem homogenen Verbund mit den Kompositoxidteilchen und einem auf die Kompositoxidteilchen aufgebracht sein; und

Metalloxidteilchen, welche mindestens ein Oxid einschließen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Oxiden von Aluminium (Al), Oxiden von Silicium (Si) und Oxiden von Zirkonium (Zr), und welche zwischen den Kompositoxidteilchen liegen, um die Kompositoxidteilchen zumindest miteinander zu verbinden.

2. Katalysator nach Anspruch 1, wobei in den amorphen und homogenen Kompositoxidteilchen ein Zusammensetzungsverhältnis der Trägerkomponente in Bezug auf die NOx-Speicherkomponente in einen Bereich von 1/3 > (die Trägerkomponente/die NOx-Speicherkomponente) > 1/90 des Molverhältnisses, das durch die Anzahl an Molen ihrer Oxide ausgedrückt wird, fällt.

3. Katalysator nach Anspruch 1, wobei das von der Trägerkomponente umfaßte Metalloxid Aluminiumoxid ist.

4. Katalysator nach Anspruch 1, wobei das von dem NOx- Speicherelement umfaßte Element Cäsium (Cs) ist.

5. Katalysator nach Anspruch 1, wobei das von der Trägerkomponente umfaßte Metalloxid Aluminiumoxid ist, und das von dem NOx-Speicherelement umfaßte Element Cäsium (Cs) ist.

6. Katalysator nach Anspruch 1, wobei das katalytische Edelmetallelement mindestens ein Element ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Platin (Pt), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Silber (Ag), Gold (Au) und Iridium (Ir).

7. Katalysator nach Anspruch 1, der die amorphen und homogenen Kompositoxidteilchen in einer Menge von 70 bis 99,8 Gew.-% umfaßt.

8. Katalysator nach Anspruch 1, der das katalytische Edelmetallelement in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% umfaßt.

9. Katalysator nach Anspruch 1, der die Metalloxidteilchen in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-% umfaßt.

10. Verfahren zur Herstellung eines Katalysator zur Abgasreinigung, umfassend die Schritte:

Herstellen einer Suspension durch Dispergieren eines Vorläuferpulvers in einem Lösungsmittel,

wobei das Vorläuferpulver amorphe und homogene Kompositoxidteilchen und ein katalytisches Edelmetallelement einschließt,

wobei die Kompositoxidteilchen eine Trägerkomponente und ein NOx-Speicherelement einschließen,

wobei die Trägerkomponente ein Oxid eines Metalls einschließt, das mindestens ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Elementen der Gruppe 3B, den Elementen der Gruppe 4A und den Elementen der Gruppe 4B im Periodensystem der Elemente,

das katalytische Edelmetallelement sich in zumindest einem Zustand befindet, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem homogenen Verbund mit den Kompositoxidteilchen und einem auf die Kompositoxidteilchen aufgebracht sein,

das Lösungsmittel frei von einem Eluieren des NOx- Speicherelements ist;

Herstellen einer Aufschlämmung durch Vermischen eines Organosols mit der Suspension,

wobei das Organosol ein organisches Lösungsmittel und ein Oxidsol, das mindestens ein Oxid einschließt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Oxiden von Aluminium (Al), Oxiden von Silicium (Si) und Oxiden von Zirkonium (Zr), und in dem organischen Lösungsmittel dispergiert ist, einschließt; und

Abscheiden der Aufschlämmung auf einem Trägersubstrat und Trocknen und thermisches Behandeln des Trägersubstrats, wodurch eine Überzugsschicht auf dem Trägersubstrat ausgebildet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, welches ferner einen Schritt des Herstellens der Kompositoxidteilchen umfaßt, wobei der Schritt folgendes einschließt:

Herstellen einer ersten Lösung mit einem Sol, das ein die Trägerkomponente bildendes Oxid einschließt;

Mischen der ersten Lösung mit einer zweiten Lösung einer Verbindung, die das NOx-Speicherelement einschließt;

Umwandeln der vermischten Lösung in ein Gel; und

thermisches Behandeln des resultierenden Gels.

12. Verfahren nach Anspruch 10, welches ferner einen Schritt des Herstellens der Kompositoxidteilchen umfaßt, wobei der Schritt durch ein Sol-Gel-Verfahren durchgeführt wird, indem sowohl die Trägerkomponente als auch das NOx-Speicherelement als deren Metallalkoxide bereitgestellt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei in dem Schritt des Herstellens einer Aufschlämmung eine Konzentration des Vorläuferpulvers in der Aufschlämmung in einen Bereich von 30 bis 70% fällt.

14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei in dem Schritt des Herstellens einer Aufschlämmung das Organosol in einer solchen Menge zu der Suspension gegeben wird, daß das Element, welches das Organosol bildet, in der resultierenden Überzugsschicht, die auf dem Trägersubstrat ausgebildet ist, einen Anteil im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-% beansprucht, wobei der Bereich durch eine Menge an Oxid des Elements darin ausgedrückt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Herstellens einer Aufschlämmung einen Schritt des Auswählens von mindestens einem Organosol aus der Gruppe, bestehend aus einem Organoaluminiumoxidsol, einem Organosiliciumdioxidsol und einem Organozirkoniumdioxidsol, einschließt.

16. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Herstellens einer Aufschlämmung einen Schritt des Auswählens des Organosols mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 100 nm oder weniger einschließt.

17. Verfahren zur Herstellung eines Katalysator zur Abgasreinigung, umfassend die Schritte:

das Lösungsmittel frei von einem Eluieren des NOx- Speicherelements ist;

Herstellen einer Aufschlämmung durch Vermischen einer Lösung mit der Suspension,

wobei die Lösung ein organisches Lösungsmittel und eine metallorganische Verbindung, die mindestens ein Element einschließt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Aluminium (Al), Silicium (Si) und Zirkonium (Zr), und in dem Lösungsmittel gelöst ist, einschließt; und

18. Verfahren nach Anspruch 17, welches ferner einen Schritt des Herstellens der Kompositoxidteilchen umfaßt, wobei der Schritt folgendes einschließt:

Umwandeln der vermischten Lösung in ein Gel; und

thermisches Behandeln des resultierenden Gels.

19. Verfahren nach Anspruch 17, welches ferner einen Schritt des Herstellens der Kompositoxidteilchen umfaßt, wobei der Schritt durch ein Sol-Gel-Verfahren durchgeführt wird, indem sowohl die Trägerkomponente als auch das NOx-Speicherelement als deren Metallalkoxide bereitgestellt werden.

20. Verfahren nach Anspruch 17, wobei in dem Schritt des Herstellens einer Aufschlämmung eine Konzentration des Vorläuferpulvers in der Aufschlämmung in einen Bereich von 30 bis 70% fällt.

21. Verfahren nach Anspruch 17, wobei in dem Schritt des Herstellens einer Aufschlämmung das Organosol in einer solchen Menge zu der Suspension gegeben wird, daß das Element, welches die metallorganische Verbindung bildet, in der resultierenden Überzugsschicht, die auf dem Trägersubstrat ausgebildet ist, einen Anteil im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-% beansprucht, wobei der Bereich durch eine Menge an Oxid des Elements darin ausgedrückt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Herstellens einer Aufschlämmung einen Schritt des Auswählens von mindestens einer metallorganischen Verbindung aus der Gruppe, bestehend aus Aluminiumalkoxiden, Alkoxysilanen, Zirkoniumalkoxiden, Acetyl- acetonat-Komplexen, welche mindestens ein aus der aus Al, Si und Zr bestehenden Gruppe ausgewähltes Element einschließen, und Chelatverbindungen, welche mindestens ein aus der aus Al, Si und Zr bestehenden Gruppe ausgewähltes Element einschließen, einschließt.