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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kohlenwasserstoffadsorptionsmittel,
die in der Lage sind, wirksam Kohlenwasserstoff (HC) in Abgasen,
die von Benzinmotoren oder dergleichen emittiert werden, zu adsorbieren.
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Beschreibung des verwandten
Stands der Technik
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Zeolithe,
die auch als Molekularsiebe bezeichnet werden, weisen Poren auf,
deren Abmessungen nahezu gleich denen von Molekülen sind und welche demgemäß als Adsorptionsmittel
und Katalysatoren in vielen Umsetzungen verwendet wurden. Zeolithe
enthalten Kationen, die angepasst sind, um negative Ladungen des
Aluminiumoxids zu neutralisieren, welche bereitwillig mit anderen
Kationen in wässrigen
Lösungen
davon ausgetauscht werden, um so auch als Kationenaustauscher verwendet
zu werden.
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Kürzlich wurden
Anwendungen von Zeolithen, welche die oben beschriebenen Eigenschaften
aufweisen, als Katalysatoren zur Reinigung von Abgasen von Kraftfahrzeugen
untersucht. In der offengelegten
japanischen
Patentanmeldung Nr. Heisei 3-232533 ist
beispielsweise ein Katalysator zur Reinigung von Abgasen offenbart,
der aus Zeolith besteht, das Edelmetalle wie Platin oder Palladium
trägt.
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Zeolith
selbst besitzt jedoch geringe Eigenschaften zum Tragen von solchen
Edelmetallen, und die Menge an getragenen Edelmetallen ist somit
zu gering, um eine ausreichende Oxidationsfähigkeit aufzuweisen. Da der
Katalysator bei 300 °C
oder geringer nicht aktiviert ist, kann HC in den Abgasen in dem
Fall, dass die Abgastemperatur gering ist wie zum Zeitpunkt des
Motorstarts, nicht ausreichend gereinigt werden. Wenn sich der Motor
im kalten Zustand befindet, wo eine Luft-Kraftstoff-Mischung zugeführt wird,
die eine höhere Kraftstoffkonzentration
als beim normalen Motorbetrieb aufweist, ist die Menge an in den
Abgasen enthaltenem Kohlenwasserstoff groß. Folg lich ist es wünschenswert,
Kohlenwasserstoff insbesondere zum Zeitpunkt des Starts des Motors
oder in kaltem Zustand wirksam zu reinigen.
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Zu
diesem Zweck wurden kürzlich
Zeolithe als ein HC-Adsorptionsmittel verwendet. In der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. Heisei
5-317701 ist beispielsweise offenbart, dass Zeolith als
ein HC-Adsorptionsmittel, welches einen vorbestimmten Bereich des
Molverhältnisses
SiO
2/Al
2O
3 besitzt, zusammen mit einem Oxidationskatalysator
verwendet wird, wodurch die Reinigungsleistung für HC verbessert wird, wenn
der Motor im kaltem Zustand gestartet wird.
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Durch
Verwenden des Oxidationskatalysators und des Adsorptionsmittels
zusammen im niedrigen Temperaturbereich wird HC durch das Adsorptionsmittel
zeitweilig adsorbiert, um dessen Emission zu unterdrücken. Wenn
die Temperatur des Adsorptionsmittels auf eine vorbestimmte Temperatur
oder höher
ansteigt, wird das adsorbierte HC emittiert und durch den Oxidationskatalysator,
der nahe dem Adsorptionsmittel vorhanden ist, oxidiert und gereinigt.
Somit kann HC stabil von dem unteren Temperaturbereich bis zum höheren Temperaturbereich
gereinigt werden.
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Darüber hinaus
wird in der offengelegten
japanischen
Patentanmeldung Nr. Heisei 6-154538 ein Verfahren zum Anordnen
von Zeolith stromabwärts
eines Dreiwegekatalysators in einem Abgasstrom offenbart, um HC
in den Abgasen im niedrigen Temperaturbereich zu adsorbieren und
das adsorbierte HC im erhöhten Temperaturbereich
abzugeben, wodurch die Abgase gereinigt werden. Mit diesem Verfahren
kann HC, das beim Starten des Motors im kalten Zustand emittiert
wurde, wirksam mit dem Dreiwegekatalysator gereinigt werden.
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Darüber hinaus
offenbart die offengelegte
japanische
Patentanmeldung Nr. Heisei 7-96178 die Verwendung von Zeolith,
der aus zumindest einem von ZSM-5, Mordenit, Zeolith vom Y-Typ und
Zeolith vom X-Typ besteht, als ein HC-Adsorptionsmittel und dass
der bevorzugte Bereich des Molverhältnisses SiO
2/Al
2O
3 von 15 bis 250
reicht.
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Das
HC-Adsorptionsmittel, welches Zeolith verwendet, besitzt jedoch
das Problem, dass die Adsorptionseffizienz in großem Maße von der
Art des HC abhängt.
Höhere
HC, deren Anzahl an Kohlenstoffen 4 oder mehr beträgt, werden
mit einer relativ hohen Rate adsorbiert. Im Gegensatz dazu werden
niedere HC, deren Anzahl an Kohlenstoffen 3 oder weniger beträgt, schwierig
adsorbiert. Ferner ist es notwendig, dass das HC-Adsorptionsmittel,
das zum Einbau in ein Abgassystem eines Motors ausgelegt ist, auch
eine Dauerhaftigkeit bei erhöhten
Temperaturen von bis zu ungefähr
800 °C aufzeigt.
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Die
DE 42 39 875 A1 betrifft
ein Abgasreinigungssystem zur Verringerung von Kohlenwasserstoffemissionen
während
des Kaltstarts von Brennkraftmaschinen, wobei das System einen Kohlenwasserstoffabsorber und
einen stromabwärts
liegenden Katalysator umfasst. Es ist offenbart, dass der Kohlenwasserstoffabsorber zumindest
einen hydrophoben, temperatur- und säurestabilen Zeolith mit einem
Si/Al-Verhältnis
von mehr als 20 enthält.
Bevorzugt ist eine Kombination aus zwei Zeolithen, wobei der erste
Zeolith eine größere Absorptionskapazität bei Temperaturen
unterhalb von 100 °C
als der zweite Zeolith aufweist und der zweite Zeolith eine größere Absorptionskapazität bei Temperaturen
oberhalb 100 °C
als der erste Zeolith aufweist. Zu diesem Zweck werden ein Zeolith
vom Y-Typ mit einem Si/Al-Verhältnis
von mehr als 40 und ein ZSM-5-Zeolith mit einem Si/Al-Verhältnis von
mehr als 20 in einem Gewichtsverhältnis von 1:10 bis 10:1 verwendet.
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In
der
EP 0 583 594 A1 werden
ein System und ein Verfahren zur Entfernung von Kohlenwasserstoffen aus
gasförmigen
Mischungen unter Verwendung mehrerer Absorptionsmittel offenbart.
Die Absorptionsmittel werden basierend auf ihren maximalen Adsorptionsraten
bei den Temperaturbereichen, denen die kohlenwasserstoffhaltige
Mischung ausgesetzt ist, gewählt.
Bevorzugte Absorptionsmittel sind Zeolithe vom ZSM-5-Typ, ultrastabile
vom Y-Typ und Mordenit-Typ, wobei die SiO
2/Al2O
3-Molverhältnisse
der getesteten Zeolithe von 26–280
für den
ZSM-5-Typ, 12,5–200
für ultrastabile
vom Y-Typ und 20 für
den Mordenit-Typ reichen.
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Die
EP 0 800 856 A2 offenbart
einen Katalysator zur Reinigung von Abgasen von Dieselmotoren. Der Katalysator
enthält
eine Zeolithmischung aus mehreren Zeolithen, ferner Metalloxide
wie Aluminiumsilikat, Aluminiumoxid und Titanoxid und Platingruppenmetalle,
wobei die Platingruppenmetalle auf lediglich den weiteren Metalloxiden
abgeschieden sind. Als geeignete Zeolithe werden zum Beispiel ZSM-5,
Mordenit und entaluminisiertes Y-Zeolith (DAY) genannt, wobei die
SiO
2/Al
2O
3-Molverhältnisse
der verwendeten Zeolithe 20 für
Mordenit, 200 für
DAY und 40 bis > 1000
für ZSM-5
betragen. Die Platingruppenmetalle werden auf lediglich den weiteren
Metalloxiden abgeschieden, da eine Abscheidung von Platingruppenmetallen
auf den Zeolithen zu weniger aktiven Katalysatoren führt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein HC-Adsorptionsmittel
zur Verfügung
zu stellen, das in der Lage ist, verschiedene Arten an HC mit einer
hohen Adsorptionsmenge pro Volumeneinheit zu adsorbieren und ausgezeichnete
Dauerhaftigkeit bei erhöhten
Temperaturen aufzuzeigt.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Kohlenwasserstoffadsorptionsmittel
einen ersten Zeolith, der aus ZSM-5 mit einem Molverhältnis Siliciumoxid/Aluminiumoxid
(SiO2/Al2O3) von 500 oder mehr besteht; und einen zweiten
Zeolith, der aus einem Zeolith vom Y-Typ mit einem Molverhältnis Siliciumoxid/Aluminiumoxid
(SiO2/Al2O3) von 200 oder mehr besteht, und wobei mindestens
einer des ersten Zeoliths und des zweiten Zeoliths zumindest eines
von Silber (Ag) und Palladium (Pd) trägt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Kohlenwasserstoffadsorptionsmittel
einen ersten Zeolith, der aus ZSM-5 mit einem Molverhältnis Siliciumoxid/Aluminiumoxid
(SiO2/Al2O3) von 500 oder mehr besteht; und einen zweiten
Zeolith, der aus Mordenit mit einem Molverhältnis Siliciumoxid/Aluminiumoxid
(SiO2/Al2O3 von 200 oder mehr besteht, und wobei mindestens
einer des ersten Zeoliths und des zweiten Zeoliths zumindest eines
von Silber (Ag) und Palladium (Pd) trägt.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Kohlenwasserstoffadsorptionsmittel
einen ersten Zeolith, der aus Mordenit mit einem Molverhältnis Siliciumoxid/Aluminiumoxid
(SiO2/Al2O3) von 200 oder mehr besteht; und einen zweiten
Zeolith, der aus einem Zeolith vom Y-Typ mit einem Molverhältnis Siliciumoxid/Aluminiumoxid
(SiO2/Al2O3) von 200 oder mehr besteht, und wobei mindestens
einer des ersten Zeoliths und des zweiten Zeoliths zumindest eines
von Silber (Ag) und Palladium (Pd) trägt.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Kohlenwasserstoffadsorptionsmittel
ferner ein Gewichtsverhältnis
des ersten Zeoliths zu dem zweiten Zeolith (erster Zeolith/zweiter
Zeolith) in einem Bereich von 50/50 bis 85/15 aufweisen.
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Ein
fünfter
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Kohlenwasserstoffadsorptionsmittels
gemäß einem
der ersten bis fünften
Aspekte zur Adsorption von Kohlenwasserstoffen in einem Abgas, das
H2O einschließt.
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Aus
chemischer Sicht ist Zeolith ein Salz von Aluminosilikat, und es
sind verschiedene Arten an Zeolithen mit verschiedenen Molverhältnissen
SiO2/Al2O3 bekannt. Man hat erkannt, dass die Katalysatoreigenschaften
von Zeolith sich in großem
Maße mit
dem Molverhältnis
SiO2/Al2O3 ändern.
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Ein
Zeolith, dessen Molverhältnis
SiO2/Al2O3 gering ist, besitzt eine große Anzahl
von Säurezentren, ein
hohes Krackvermögen
und ein hohes HC-Adsorptionsvermögen.
Zeolithe mit einer großen
Anzahl an Säurezentren
besitzen jedoch den Fehler, dass in den Poren adsorbierte HC karbonisiert
werden, um Ablagerungen auszubilden und die Poren zu verstopfen,
wodurch das HC-Adsorptionsvermögen
mit der Zeit verschlechtert wird.
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Darüber hinaus
haben Zeolithe mit einer großen
Anzahl an Säurezentren
einen weiteren Fehler dahingehend, dass bei der Durchführung eines
hydrothermalen Dauerhaftigkeitstests eine Absonderung von Aluminium
stattfindet (die Koordinationszahl in der Zeolithstruktur ändert sich
von 4 zu 6), so dass die Säurezentren verschwinden,
wodurch das Krackvermögen
abnimmt. Im Gegensatz dazu besitzen Zeolithe, deren Molverhältnis SiO2/Al2O3 groß ist, eine
geringe Anzahl an Säurezentren,
so dass das Krackvermögen
gering ist, diese jedoch den Vorteil aufweisen, dass das HC-Adsorptionsvermögen sich
mit der Zeit nicht ändert,
da keine Ablagerung in den Poren stattfindet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird als jeder des ersten Zeoliths und des zweiten Zeoliths
Mordenit mit einem Molverhältnis
SiO2/Al2O3 von 200 oder mehr, Zeolith vom Y-Typ mit
einem Molverhältnis SiO2/Al2O3 von
200 oder mehr oder ZSM-5 mit einem Molverhältnis SiO2/Al2O3 von 500 oder
mehr verwendet.
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Es
wurde darüber
hinaus erkannt, dass eine Korrelation zwischen dem Porendurchmesser
eines Zeoliths und der Anzahl an Kohlenstoffen (Molekülvolumen)
der in den Poren adsorbierten HC besteht. Zum Beispiel beträgt der Moleküldurchmesser
von Ethan (C2H6),
dessen Anzahl an Kohlenstoffen 2 beträgt, ungefähr 4 Å, der von Propan (C3H8) beträgt ungefähr 4,89 Å und der
von Toluol (C7H8)
beträgt
ungefähr
6,89 Å.
Im Gegensatz dazu beträgt
der Porendurchmesser von ZSM-5 5,5A, der von Mordenit beträgt 7 Å und der
des Zeoliths vom Y-Typ beträgt
8 Å.
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Im
Speziellen kann Toluol in den Poren von Mordenit und des Zeoliths
vom Y-Typ adsorbiert werden, kann jedoch nicht in den Poren von
ZSM-5 adsorbiert werden. Propan und Ethan können in den Poren aller Arten
an Zeolithen adsorbiert werden, jedoch besteht eine Möglichkeit,
dass adsorbierte Moleküle
durch die Poren des Zeoliths vom Y-Typ entweichen können, da
der Porendurchmesser des Zeoliths vom Y-Typ im Vergleich zu dem
Moleküldurchmesser
von Propan und Ethan zu groß ist.
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Demgemäß werden
HC, deren Anzahl an Kohlenstoffen geringer und deren Molekülvolumen
geringer ist, hauptsächlich
in den Poren mit geringeren Durchmessern adsorbiert, während HC,
deren Anzahl an Kohlenstoffen größer und
deren Molekülvolumen
größer ist,
hauptsächlich
in den Poren mit größeren Durchmessern
adsorbiert werden. Das heißt,
dass HC, deren Anzahl an Kohlenstoffen geringer und deren Molekülvolumen
geringer ist, dazu neigen, von ZSM-5 adsorbiert zu werden, während HC,
deren Anzahl an Kohlenstoffen größer und
deren Molekülvolumen
größer ist,
dazu neigen, von Zeolith vom Y-Typ adsorbiert zu werden. Darüber hinaus
neigt Mordenit dazu, HC zu adsorbieren, deren Molekülvolumen
im mittleren Bereich liegt.
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Folglich
besteht das HC-Adsorptionsmittel des ersten Aspekts der vorliegenden
Erfindung aus einem ersten Zeolith vom Typ ZSM-5 und einem zweiten
Zeolith vom Y-Typ. Demgemäß werden
HC, deren Anzahl an Kohlenstoffen geringer und deren Molekülvolumen
geringer ist, hauptsächlich
von ZSM-5 adsorbiert, während
HC, deren Anzahl an Kohlenstoffen größer und deren Molekülvolumen
größer ist,
hauptsächlich
von Zeolith vom Y-Typ adsorbiert werden.
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Das
HC-Adsorptionsmittel des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung
besteht aus einem ersten Zeolith vom Typ ZSM-5 und einem zweiten
Zeolith vom Typ Mordenit. Mit dieser Anordnung werden HC, deren Anzahl
an Kohlenstoffen geringer und deren Molekülvolumen geringer ist, hauptsächlich von
ZSM-5 adsorbiert, während
HC, deren Anzahl an Kohlenstoffen im mittleren Bereich liegt und
deren Molekülvolumen
im mittleren Bereich liegt, hauptsächlich von Mordenit adsorbiert
werden.
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Das
HC-Adsorptionsmittel des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung
besteht aus einem ersten Zeolith vom Typ Mordenit und einem zweiten
Zeolith vom Y-Typ. Mit dieser Anordnung werden HC, deren Anzahl
an Kohlenstoffen im mittleren Bereich liegt und deren Molekülvolumen
im mittleren Bereich liegt, hauptsächlich von Mordenit adsorbiert,
während
HC, deren Anzahl an Kohlenstoffen größer und deren Molekülvolumen
größer ist,
hauptsächlich
von Zeolith vom Y-Typ adsorbiert werden.
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Wie
oben beschrieben, können
durch variierende Kombination von Zeolithen der Typen ZSM-5, Mordenit
und Y-Typ verschiedene Arten an HC, deren Molekülvolumenbereiche von einem
größeren Volumen
bis zu einem kleineren Volumen reichen, wirksam adsorbiert werden.
In den vorherigen Beispielen werden zwei Typen an Zeolith von ZSM-5,
Mordenit und Y-Typ miteinander kombiniert. Alternativ können drei
Typen an Zeolith von ZSM-5, Mordenit und Y-Typ miteinander kombiniert
werden.
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In
dem Fall, dass das Molverhältnis
SiO2/Al2O3 von ZSM-5 geringer als 500 ist, das Molverhältnis SiO2/Al2O3 von
Mordenit geringer als 200 ist und das Molverhältnis SiO2/Al2O3 von Zeolith vom
Y-Typ geringer als 200 ist, nimmt die hydrophile Eigenschaft eines
jeden Zeoliths zu, so dass zuerst H2O-Moleküle in den
Abgasen adsorbiert werden, was die Adsorption von HC verschlechtert.
Darüber
hinaus findet unter erhöhten Temperaturbedingungen
(800 °C
oder höher)
eine Absonderung von Aluminium statt, so dass die Kristallstruktur
zu einem Aufbrechen neigt, wodurch das HC-Adsorptionsvermögen verschlechtert wird.
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Für den Fall,
dass zwei Typen an Zeolith von ZSM-5, Mordenit und Y-Typ miteinander
kombiniert werden, reicht das bevorzugte Gewichtsverhältnis des
ersten Zeoliths mit einem kleineren Porendurchmesser zu dem zweiten
Zeolith mit einem größeren Porendurchmesser
von 50/50 bis 85/15, wie dies im vierten Aspekt der vorliegenden
Erfindung offenbart ist. Wenn der erste Zeolith geringer als der
obige Bereich ist, nimmt die HC-Adsorptionsrate ab. Durch Erhöhen der
Menge des ersten Zeoliths, im Vergleich zu dem zweiten Zeolith, wird
die HC-Adsorptionsrate merklich verbessert. Wenn der erste Zeolith
mehr als 85 Gew.-% an gesamtem Zeolith beträgt, wird die Adsorption von
HC mit einer größeren Anzahl
an Kohlenstoffen und einem größeren Molekülvolumen
schwierig, wodurch die HC-Adsorptionsrate abnimmt.
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Das
HC-Adsorptionsmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung kann verwendet werden durch Mischen des ersten Zeolithpulvers
und des zweiten Zeolithpulvers in den oben beschriebenen Zusammensetzungsverhältnissen
und Beschichten der Oberfläche
eines monolithischen Trägers
oder eines Metallträgers
mit der erhaltenen Mischung. Alternativ dazu können eine Beschichtungsschicht
des ersten Zeolithpulvers und eine Beschichtungsschicht des zweiten
Zeolithpulvers in dieser Ordnung oder in umgekehrter Ordnung auf
der Oberfläche
des monolithischen Trägers
oder des Metallträgers übereinandergelegt
werden.
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Ferner
trägt das
HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Erfindung mindestens eines
von Ag und Pd. Mit dieser Anordnung wird die Adsorptionsrate von
HC mit einer kleineren Anzahl an Kohlenstoffen weiter verbessert,
wodurch nahezu alle Arten an HC in Abgasen adsorbiert werden können. Es
werden nämlich
niedere HC mit einer Anzahl an Kohlenstoffen von 3 oder weniger,
welche schwierig von Zeolith adsorbiert werden können, chemisch durch Ag und/oder
Pd adsorbiert, wodurch die HC-Adsorptionsrate deutlich verbessert
wird.
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Die
bevorzugte Menge von jedem des getragenen Ag und Pd reicht von 5
bis 10 g pro Liter an HC-okkludierendem Material. Wenn weniger als
der obige Bereich verwendet wird, kann der durch Ag und Pd bewirkte
gewünschte
Effekt nicht erhalten werden. Wenn mehr als der obige Bereich verwendet
wird, ist der durch Ag und Pd bewirkte Effekt gesättigt und
steigen die Herstellungskosten. Wenn sowohl Ag als auch Pd getragen werden,
reicht die bevorzugte Gesamtmenge an Ag und Pd von 5 bis 10 g pro
Liter an HC-okkludierendem Material.
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Mit
dem HC-Adsorptionsmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei dem Ag oder Pd getragen werden, ist die HC-Adsorptionsrate
verbessert und kann, da es eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist, eine hohe
HC-Adsorptionsrate nach einem Dauerhaftigkeitstest sichergestellt
werden.
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung
werden bei Berücksichtigung
der folgenden Beschreibung und der anhängenden Ansprüche unter
Bezug auf die beiliegende Zeichnung, welche alle Teil dieser Beschreibung
sind, offensichtlich erscheinen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Vorrichtung zur Reinigung von
Abgasen veranschaulicht, in welcher ein HC-Adsorptionsmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung angeordnet ist.
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Ausführliche Beschreibung der derzeit
beforzugten beispielhaften Ausführungsformen
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Nachfolgend
wird die folgende Erfindung basierend auf mehreren Ausführungsformen,
vergleichenden Ausführungsformen
und Vergleichsbeispielen ausführlich
erläutert,
wobei die Kohlenwasserstoffadsorptionsmittel der vergleichenden
Ausführungsformen
1 bis 8 und 15 bis 24, welche nicht von der vorliegenden Erfindung
umfasst werden, sich von den Kohlenwasserstoffadsorptionsmitteln
gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie sie in den Ausführungsformen
9 bis 14 beschrieben werden, lediglich dadurch unterscheiden, dass sie
kein Silber oder Palladium tragen.
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1 veranschaulicht
eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen mit einem HC-Adsorptionsmittel der
vorliegenden Erfindung. In dieser Vorrichtung besitzt ein Motor 1 mit
einem Hubraum von 2 l eine Abgasleitung 2, in welcher ein
mit einem Dreiwegekatalysator 30 bereitgestellter katalytischer
Umwandler 3 angeordnet ist, und es ist stromabwärts des
katalytischen Umwandlers 3 eine HC-Adsorptionsvorrichtung 4 angeordnet.
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Die
HC-Adsorptionsvorrichtung 4 weist zwei Abgasleitungen auf.
In einer Abgasleitung 40 ist ein HC-Adsorptionsmittel 5 angeordnet,
und die andere Abgasleitung 41 fungiert als eine Bypassleitung.
An der stromabwärts
liegenden Seite der HC-Adsorptionsvorrichtung 4 ist ein
Umschaltventil 42 bereitgestellt, das zum Umschalten der
Leitungen 40 und 41 ausgelegt ist. Stromabwärts des
HC-Adsorptionsmittels 5 ist ferner eine Rohrleitung 6 bereitgestellt,
so dass eine Verbindung mit der stromaufwärts liegenden Seite des katalytischen
Umwandlers 3 zur Verfügung
steht.
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Wenn
der Motor gestartet wird oder sich im kalten Zustand befindet, wird
bei dieser Vorrichtung das Umschaltventil 42 so angesteuert,
dass die Leitung 41 geschlossen ist. Dies führt dazu,
dass die Abgase durch die Leitung 40 abgeleitet werden
und HC, die nicht durch den Dreiwegekatalysator 30 gereinigt
wurden, von dem HC-Adsorptionsmittel 5 adsorbiert werden.
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Wenn
die Temperatur des Abgases ausreichend erhöht ist, wird das Umschaltventil 42 so
angesteuert, dass die Leitung 40 geschlossen ist. Dies
führt dazu,
dass die Abgase durch die Leitung 41 abgeleitet werden, ohne
dass sie das HC-Adsorptionsmittel 5 passieren. Von dem
HC-Adsorptionsmittel adsorbierte HC werden davon desorbiert. Durch Öffnen eines
Ventils 61 werden desorbierte HC mittels der Rohrleitung 6 den
Abgasen stromaufwärts
des Dreiwegekatalysators 30 zugeführt und durch den Dreiwegekatalysator 30 gereinigt.
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Vergleichende Ausführungsform 1
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Zur
Herstellung einer Aufschlämmung
wurden 360 g an ZSM-5-Pulver (Porendurchmesser: 5,5 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 =
1900), 40 g an Zeolithpulver vom Y-Typ (Porendurchmesser: 8 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 =
400), 140 g an Silicasol und 360 g an reinem Wasser miteinander
gemischt.
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Ein
monolithischer Träger
aus Cordierit (Volumen: 1 l, Anzahl an Zellen: 400 Zellen/in2) wurde vollständig und gleichmäßig mit
dieser Aufschlämmung
beschichtet, während
1 Stunde bei 250 °C
getrocknet und während
1 Stunde bei 500 °C
gebrannt, um ein HC-Adsorptionsmittel der vergleichenden Ausführungsform
1 herzustellen. Das Gewichtsverhältnis
an Zeolith vom Typ ZSM-5 zum Y-Typ (ZSM-5/Zeolith vom Y-Typ) in
einer resultierenden Beschichtungsschicht beträgt 90/10, und die Menge der
Beschichtungsschicht beträgt
ungefähr 200
g pro Liter des monolithischen Trägers.
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Vergleichende Ausführungsform 2
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Auf
vergleichbare Weise wie bei der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis an
Zeolith vom Typ ZSM-5 zum Y-Typ (ZSM-5/Zeolith vom Y-Typ) in einer
resultierenden Beschichtungsschicht 85/15 betrug.
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Vergleichende Ausführungsform 3
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Auf
vergleichbare Weise wie bei der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis an
Zeolith vom Typ ZSM-5 zum Y-Typ (ZSM-5/Zeolith vom Y-Typ) in einer
resultierenden Beschichtungsschicht 75/25 betrug.
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Vergleichende Ausführungsform 4
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Auf
vergleichbare Weise wie bei der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis an
Zeolith vom Typ ZSM-5 zum Y-Typ (ZSM-5/Zeolith vom Y-Typ) in einer
resultierenden Beschichtungsschicht 50/50 betrug.
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Vergleichende Ausführungsform 5
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Auf
vergleichbare Weise wie bei der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis an
Zeolith vom Typ ZSM-5 zum Y-Typ (ZSM-5/Zeolith vom Y-Typ) in einer
resultierenden Beschichtungsschicht 25/75 betrug.
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Vergleichsbeispiel 1
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Auf
vergleichbare Weise wie bei der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis an
Zeolith vom Typ ZSM-5 zum Y-Typ (ZSM-5/Zeolith vom Y-Typ) in einer
resultierenden Beschichtungsschicht 100/0 betrug.
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Vergleichsbeispiel 2
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Auf
vergleichbare Weise wie bei der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis an
Zeolith vom Typ ZSM-5 zum Y-Typ (ZSM-5/Zeolith vom Y-Typ) in einer
resultierenden Beschichtungsschicht 0/100 betrug.
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Vergleichende Ausführungsform 6
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Zur
Herstellung einer Aufschlämmung
wurden 300 g an ZSM-5-Pulver (Porendurchmesser: 5,5 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 =
500), 100 g an Zeolithpulver vom Y-Typ (Porendurchmesser: 8 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 =
200), 140 g an Silicasol und 360 g an reinem Wasser miteinander
gemischt.
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Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde mit dieser Aufschlämmung
eine Beschichtungsschicht ausgebildet, um ein HC-Adsorptionsmittel
der vergleichenden Ausführungsform
6 herzustellen. Das Gewichtsverhältnis
an Zeolith vom Typ ZSM-5 zum Y-Typ in der resultierenden Beschichtungsschicht
beträgt
75/25, und es wurden ungefähr
200 g der Beschichtungsschicht pro Liter des monolithischen Trägers ausgebildet.
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Vergleichsbeispiel 3
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Zur
Herstellung einer Aufschlämmung
wurden 300 g an ZSM-5-Pulver (Porendurchmesser: 5,5 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 =
100), 100 g an Zeolithpulver vom Y-Typ (Porendurchmesser: 8 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 =
20), 140 g an Silicasol und 360 g an reinem Wasser miteinander gemischt.
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Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde mit dieser Aufschlämmung
eine Beschichtungsschicht ausgebildet, um ein HC-Adsorptionsmittel
des Vergleichsbeispiels 3 herzustellen. Das Gewichtsverhältnis an
Zeolith vom Typ ZSM-5 zum Y-Typ in der resultierenden Beschichtungsschicht
beträgt 75/25,
und es wurden ungefähr
200 g der Beschichtungsschicht pro Liter des monolithischen Trägers ausgebildet.
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Vergleichende Ausführungsform 7
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Zur
Herstellung einer Aufschlämmung
wurden 200 g an Zeolithpulver vom Y-Typ (Porendurchmesser: 8 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 =
400), 70 g an Silicasol und 180 g an reinem Wasser miteinander gemischt.
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Unter
Verwendung dieser Aufschlämmung
wurde gleichermaßen
wie in der vergleichenden Ausführungsform
1 eine untere Beschichtungsschicht ausgebildet. Die Menge der unteren
Beschichtungsschicht beträgt
ungefähr
100 g pro Liter des monolithischen Trägers.
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Als
Nächstes
wurden zur Herstellung einer weiteren Aufschlämmung 200 g an ZSM-5-Pulver
(Porendurchmesser: 5,5 Å,
Molverhältnis
SiO2/Al2O3 = 1900), 70 g an Silicasol und 180 g an
reinem Wasser miteinander gemischt.
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Unter
Verwendung der weiteren Aufschlämmung
wurden eine obere Beschichtungsschicht auf der Oberfläche der
unteren Beschichtungsschicht ausgebildet. Die Menge der oberen Beschichtungsschicht
beträgt
ungefähr
100 g pro Liter des monolithischen Trägers.
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Vergleichende Ausführungsform 8
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Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
7 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass die untere Beschichtungsschicht
und die obere Beschichtungsschicht umgekehrt zusammengesetzt waren
im Vergleich zu denen der vergleichenden Ausführungsform 7, so dass zuerst
eine untere Beschichtungsschicht aus ZSM-5 auf dem monolithischen
Träger ausgebildet
wird und dann eine obere Beschichtungsschicht aus Zeolith vom Y-Typ auf der unteren
Beschichtungsschicht ausgebildet wird.
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Ausführungsform
9
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Das
in der vergleichenden Ausführungsform
3 hergestellte HC-Adsorptionsmittel wurde während 1 Stunde in eine wässrige Pd-aminhydroxid-Lösung, die
eine vorbestimmte Konzentration besaß, eingetaucht und dann während 1
Stunde bei 250 °C
getrocknet, so dass eine resultierende Beschichtungsschicht ungefähr 10 g
an Pd trug.
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Ausführungsform
10
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Das
in der vergleichenden Ausführungsform
3 hergestellte HC-Adsorptionsmittel wurde während 1 Stunde in eine wässrige Pd-aminhydroxid-Lösung, die
eine vorbestimmte Konzentration besaß, eingetaucht und dann während 1
Stunde bei 250 °C
getrocknet, so dass eine resultierende Beschichtungsschicht ungefähr 5 g an
Pd trug.
-
Ausführungsform
11
-
Das
in der vergleichenden Ausführungsform
3 hergestellte HC-Adsorptionsmittel wurde während 1 Stunde in eine wässrige Pd-aminhydroxid-Lösung, die
eine vorbe stimmte Konzentration besaß, eingetaucht und dann während 1
Stunde bei 250 °C
getrocknet, so dass eine resultierende Beschichtungsschicht ungefähr 1 g an
Pd trug.
-
Ausführungsform
12
-
Das
in der vergleichenden Ausführungsform
3 hergestellte HC-Adsorptionsmittel wurde während 1 Stunde in eine wässrige Silbernitrat-Lösung, die
eine vorbestimmte Konzentration besaß, eingetaucht und dann während 1
Stunde bei 250 °C
getrocknet, so dass eine resultierende Beschichtungsschicht ungefähr 10 g
an Ag trug.
-
Ausführungsform
13
-
Das
in der vergleichenden Ausführungsform
3 hergestellte HC-Adsorptionsmittel wurde während 1 Stunde in eine wässrige Silbernitrat-Lösung, die
eine vorbestimmte Konzentration besaß, eingetaucht und dann während 1
Stunde bei 250 °C
getrocknet, so dass eine resultierende Beschichtungsschicht ungefähr 5 g an
Ag trug.
-
Ausführungsform
14
-
Das
in der vergleichenden Ausführungsform
3 hergestellte HC-Adsorptionsmittel wurde während 1 Stunde in eine wässrige Silbernitrat-Lösung, die
eine vorbestimmte Konzentration besaß, eingetaucht und dann während 1
Stunde bei 250 °C
getrocknet, so dass eine resultierende Beschichtungsschicht ungefähr 1 g an
Ag trug.
-
Vergleichende Ausführungsform 15
-
Zur
Herstellung einer Aufschlämmung
wurden 360 g an ZSM-5-Pulver (Porendurchmesser: 5,5 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 =
1900), 40 g an Mordenitpulver (Porendurchmesser: 7 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 = 200),
140 g an Silicasol und 360 g an reinem Wasser miteinander gemischt.
-
Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde zur Herstellung eines HC-Adsorptionsmittels der vergleichenden
Ausführungsform
15 unter Verwendung dieser Aufschlämmung eine Beschichtungsschicht
ausgebildet. Das Ge wichtsverhältnis
von ZSM-5 zu Mordenit (ZSM-5/Mordenit) in der resultierenden Beschichtungsschicht
beträgt
90/10 und die Menge der Beschichtungsschicht beträgt ungefähr 200 g
pro Liter des monolithischen Trägers.
-
Vergleichende Ausführungsform 16
-
Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
15 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis von
ZSM-5 zu Mordenit (ZSM-5/Mordenit) in der resultierenden Beschichtungsschicht
85/15 betrug.
-
Vergleichende
Ausführungsform
17 Gleichermaßen
wie in der vergleichenden Ausführungsform
15 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis von
ZSM-5 zu Mordenit (ZSM-5/Mordenit) in der resultierenden Beschichtungsschicht 75/25
betrug.
-
Vergleichende Ausführungsform 18
-
Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
15 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis von
ZSM-5 zu Mordenit (ZSM-5/Mordenit) in der resultierenden Beschichtungsschicht
50/50 betrug.
-
Vergleichende Ausführungsform 19
-
Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
15 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis von
ZSM-5 zu Mordenit (ZSM-5/Mordenit) in der resultierenden Beschichtungsschicht
25/75 betrug.
-
Vergleichende Ausführungsform 20
-
Zur
Herstellung einer Aufschlämmung
wurden 360 g an Mordenitpulver. (Porendurchmesser: 7 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 =
200), 40 g an Zeolith vom Y-Typ (Porendurchmesser: 8 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 = 400),
140 g an Silicasol und 360 g an reinem Wasser miteinander gemischt.
-
Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde zur Herstellung eines HC-Adsorptionsmittels der vergleichenden
Ausführungsform
20 unter Verwendung dieser Aufschlämmung eine Beschichtungsschicht
ausgebildet. Das Gewichtsverhältnis
von Mordenit zu Zeolith vom Y-Typ (Mordenit/Zeolith vom Y-Typ) in
der resultierenden Beschichtungsschicht beträgt 90/10 und die Menge der
Beschichtungsschicht beträgt
ungefähr
200 g pro Liter des monolithischen Trägers.
-
Vergleichende Ausführungsform 21
-
Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
20 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis von
Mordenit zu Zeolith vom Y-Typ (Mordenit/Zeolith vom Y-Typ) in der
resultierenden Beschichtungsschicht 85/15 betrug.
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Vergleichende Ausführungsform 22
-
Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
20 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis von
Mordenit zu Zeolith vom Y-Typ (Mordenit/Zeolith vom Y-Typ) in der
resultierenden Beschichtungsschicht 75/25 betrug.
-
Vergleichende Ausführungsform 23
-
Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
20 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis von
Mordenit zu Zeolith vom Y-Typ (Mordenit/Zeolith vom Y-Typ) in der
resultierenden Beschichtungsschicht 50/50 betrug.
-
Vergleichende Ausführungsform 24
-
sGleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
20 wurde ein HC-Adsorptionsmittel der vorliegenden Ausführungsform
hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis von
Mordenit zu Zeolith vom Y-Typ (Mordenit/Zeolith vom Y-Typ) in der
resultierenden Beschichtungsschicht 25/75 betrug.
-
Vergleichsbeispiel 4
-
Zur
Herstellung einer Aufschlämmung
wurden 400 g an Mordenitpulver (Porendurchmesser: 7 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 =
200), 140 g an Silicasol und 360 g an reinem Wasser miteinander
gemischt.
-
Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde zur Herstellung eines HC-Adsorptionsmittels des Vergleichsbeispiels
4 unter Verwendung dieser Aufschlämmung eine Beschichtungsschicht
ausgebildet. Die Menge der Beschichtungsschicht beträgt ungefähr 200 g
pro Liter des monolithischen Trägers.
-
Vergleichsbeispiel 5
-
Zur
Herstellung einer Aufschlämmung
wurden 300 g an Mordenitpulver (Porendurchmesser: 7 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 =
30), 100 g an Zeolith vom Y-Typ (Porendurchmesser: 7 Å, Molverhältnis SiO2/Al2O3 = 400),
140 g an Silicasol und 360 g an reinem Wasser miteinander gemischt.
-
Gleichermaßen wie
in der vergleichenden Ausführungsform
1 wurde zur Herstellung eines HC-Adsorptionsmittels des Vergleichsbeispiels
5 unter Verwendung dieser Aufschlämmung eine Beschichtungsschicht
ausgebildet. Das Gewichtsverhältnis
von Mordenit zu Zeolith vom Y-Typ (Mordenit/Zeolith vom Y-Typ) in
der Beschichtungsschicht beträgt
75/25 und die Menge der Beschichtungsschicht beträgt ungefähr 200 g pro
Liter des monolithischen Trägers.
-
Experiment und Bewertung
-
Die
auf diese Weise hergestellten HC-Adsorptionsmittel wurden entsprechend
an einem Abgassystem eines tatsächlichen
Benzinmotors befestigt, und es wurde ein Dauerhaftigkeitstest durchgeführt, indem
der Benzinmotor während
100 Stunden bei einer Abgastemperatur von 800 °C betrieben wurde. Die HC-Adsorptionsmittel
wurden nach dem Dauerhaftigkeitstest entsprechend in der in 1 aufgezeigten
HC-Adsorptionsvorrichtung 4 angeordnet und wurde die HC-Adsorptionsrate
eines jeden HC-Adsorptionsmittels gemessen. Die Messergebnisse sind
in den Tabellen 1 und 2 aufgezeigt.
-
Innerhalb
des katalytischen Umwandlers
3 ist der Dreiwegekatalysator
30 mit
einem Volumen von 1 l, der katalytische Edelmetalle in dem Pt/Rh-Verhältnis von
1,5/0,3 (g/l) trägt,
angeordnet. Der Motor
1 wurde mit 1000 bis 1100 Upm gestartet,
während
die Leitung
41 mit dem Umschaltventil
42 geschlossen
war, und es wurden während
60 Sekunden die HC-Konzentrationen stromaufwärts und stromabwärts des
HC-Adsorptionsmittels
5 gemessen, um HC-Adsorptionsraten
zu erhalten. Tabelle 1
| Erster Zeolith | Zweiter
Zeolith | Zusammensetzungsverhältnis |
Typ | SiO2/Al2O3 | Typ | SiO2/Al2O3 |
Vergleichende
Ausführungsform | 1 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 90/10 |
| 2 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 85/15 |
| 3 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 75/25 |
| 4 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 50/50 |
| 5 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 25/75 |
Vergleichsbeispiel | 1 | ZSM-5 | 1900 | – | – | 100/0 |
| 2 | – | – | Y-Typ | 400 | 0/100 |
Vergleichende
Ausführungsform | 6 | ZSM-5 | 500 | Y-Typ | 200 | 75/25 |
Vergleichsbeispiel | 3 | ZSM-5 | 100 | Y-Typ | 20 | 75/25 |
| Zeolith
der oberen Schicht | Zeolith
der unteren Schicht | |
Vergleichende
Ausführungsform | 7 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 50/50 |
| 8 | Y-Typ | 400 | ZSM-5 | 1900 | 50/50 |
| Erster Zeolith | Zweiter
Zeolith | |
Ausführungsform | 9 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 75/25 |
| 10 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 75/25 |
| 11 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 75/25 |
| 12 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 75/25 |
| 13 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 75/25 |
| 14 | ZSM-5 | 1900 | Y-Typ | 400 | 75/25 |
Tabelle 1 (fortgeführt)
| Getragenens
Metall | HC-Adsorptionsrate |
Art | Menge | (%) |
Vergleichende Ausführungsform | 1 | – | – | 77 |
| 2 | – | – | 80 |
| 3 | – | – | 82 |
| 4 | – | – | 80 |
| 5 | – | – | 76 |
Vergleichsbeispiel | 1 | – | – | 70 |
| 2 | – | – | 75 |
Vergleichende Ausführungsform | 6 | – | – | 80 |
Vergleichsbeispiel | 3 | – | – | 68 |
Vergleichende Ausführungsform | 7 | – | – | 81 |
| 8 | – | – | 80 |
Ausführungsform | 9 | Pd | 10
g | 86 |
| 10 | Pd | 5
g | 86 |
| 11 | Pd | 1
g | 83 |
| 12 | Ag | 10
g | 88 |
| 13 | Ag | 5
g | 87 |
| 14 | Ag | 1
g | 81 |
-
Wie
aus dem Vergleich zwischen den vergleichenden Ausführungsformen
1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 ersichtlich ist, war
die HC-Adsorptionsrate durch Miteinandervermischen der Zeolithe ZSM-5
und Y-Typ verbessert gegenüber
dem Fall, wo lediglich ein Zeolith vom Typ ZSM-5 oder Y-Typ verwendet
wurde, und die am meisten bevorzugten Zusammensetzungsverhältnisse
(ZSM-5/Zeolith vom Y-Typ) reichten von 50/50 bis 85/15. Niedere
HC mit einer geringen Anzahl an Kohlenstoffen sind nämlich schwierig zu
adsorbieren, und es ist folglich effektiv, eine größere Menge
an ZSM-5 zu verwenden, welcher hier höhere Adsorptionseigenschaften
im Vergleich zu dem Zeolith vom Y-Typ aufzeigt.
-
Aus
dem Vergleich zwischen den vergleichenden Ausführungsformen 3 und 6 und dem
Vergleichsbeispiel 3 wird ferner offensichtlich, dass das bevorzugte
Molverhältnis
SiO2/Al2O3 von ZSM-5 gleich 500 oder mehr ist und
das bevorzugte Molver hältnis
SiO2/Al2O3 von Zeolith vom Y-Typ gleich 200 oder mehr
ist. Es kann angenommen werden, dass, wenn das Molverhältnis SiO2/Al2O3 zunimmt,
H2O schwieriger zu adsorbieren ist und folglich
die HC-Adsorptionsrate ebenfalls zunimmt.
-
Darüber hinaus
ist aus dem Vergleich zwischen der vergleichenden Ausführungsform
4 und den vergleichenden Ausführungsformen
7 und 8 offensichtlich, dass gleichermaßen hohe HC-Adsorptionsraten
erhalten werden können
mit der Kombination von Zeolithen vom Typ ZSM-5 und Y-Typ in der
Form von übereinanderliegenden
Beschichtungsschichten wie auch in der Form von Pulvermischungen,
und es ist aus dem Vergleich zwischen der vergleichenden Ausführungsform
7 und der vergleichenden Ausführungsform
8 offensichtlich, dass derart hohe HC-Adsorptionsraten der übereinanderliegenden
Beschichtungsschichten der Zeolithe vom Typ ZSM-5 und Y-Typ nicht
von der Anordnung der übereinanderliegenden
ZSM-5-Schicht und Zeolithschicht vom Y-Typ abhängen.
-
Darüber ist
aus dem Vergleich zwischen der vergleichenden Ausführungsform
3 und den Ausführungsformen
9 bis 14 offensichtlich, dass die HC-Adsorptionsrate weiter verbessert
wird, wenn Pd oder Ag von der Zeolithbeschichtungsschicht getragen
wird, und es ist bevorzugt, dass eine größere Menge an Pd oder Ag innerhalb
des Bereichs von 1 bis 10 g/l getragen wird. Tabelle 2
| Erster Zeolith | Zweiter
Zeolith | Zusammensetzungsverhältnis |
Typ | SiO2/Al2O3 | Typ | SiO2/Al2O3 |
Vergleichende
Ausführungsform | 15 | ZSM-5 | 1900 | Mordenit | 200 | 90/10 |
| 16 | ZSM-5 | 1900 | Mordenit | 200 | 85/15 |
| 17 | ZSM-5 | 1900 | Mordenit | 200 | 75/25 |
| 18 | ZSM-5 | 1900 | Mordenit | 200 | 50/50 |
| 19 | ZSM-5 | 1900 | Mordenit | 200 | 25/75 |
| 20 | Mordenit | 200 | Y-Typ | 400 | 90/10 |
| 21 | Mordenit | 200 | Y-Typ | 400 | 85/15 |
| 22 | Mordenit | 200 | Y-Typ | 400 | 75/25 |
| 23 | Mordenit | 200 | Y-Typ | 400 | 50/50 |
| 24 | Mordenit | 200 | Y-Typ | 400 | 25/75 |
Vergleichsbeispiel | 4 | Mordenit | 200 | – | – | 100/0 |
| 5 | Mordenit | 30 | Y-Typ | 400 | 75/25 |
Tabelle 2 (fortgeführt)
| Getragenens
Metall | HC-Adsorptionsrate |
Art | Menge | (%) |
Vergleichende Ausführungsform | 15 | – | – | 74 |
| 16 | – | – | 78 |
| 17 | – | – | 81 |
| 18 | – | – | 79 |
| 19 | – | – | 73 |
| 20 | – | – | 75 |
| 21 | – | – | 78 |
| 22 | – | – | 80 |
| 23 | – | – | 81 |
| 24 | – | – | 74 |
Vergleichsbeispiel | 4 | – | – | 72 |
| 5 | – | – | 70 |
-
Die
Tabelle 2 zeigt, dass, wenn der erste Zeolith und der zweite Zeolith
aus einer Kombination von ZSM-5 und Mordenit oder Mordenit und Zeolith
vom Y-Typ bestehen, hohe HC-Adsorptionsraten, welche vergleichbar
zu denen der vorherigen Ausführungsformen
sind, erhalten werden können.
Das bevorzugte Zusammensetzungsverhältnis vom ersten Zeolith zum
zweiten Zeolith (erster Zeolith/zweiter Zeolith) reicht von 50/50 bis
85/15. Die Tabelle 2 zeigt darüber
hinaus, dass, wenn das Molverhältnis
SiO2/Al2O3 von Mordenit gleich 30 ist, die HC-Adsorptionsrate
gering ist.