EP3442686A1 - Katalysator mit scr-aktiver beschichtung - Google Patents

Katalysator mit scr-aktiver beschichtung

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EP3442686A1
EP3442686A1 EP17716275.7A EP17716275A EP3442686A1 EP 3442686 A1 EP3442686 A1 EP 3442686A1 EP 17716275 A EP17716275 A EP 17716275A EP 3442686 A1 EP3442686 A1 EP 3442686A1
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EP
European Patent Office
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catalyst
scr
catalytically active
zeolite
catalyst substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17716275.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Welsch
Stephan Eckhoff
Michael Seyler
Anke Schuler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Umicore AG and Co KG
Original Assignee
Umicore AG and Co KG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01N2370/04—Zeolitic material
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a catalyst with SCR active
  • Exhaust gases from motor vehicles with a predominantly lean-burn internal combustion engine contain, in addition to particulate emissions, in particular the primary emissions carbon monoxide CO, hydrocarbons HC and
  • Nitrogen oxides NOx Due to the relatively high oxygen content of up to 15% by volume, carbon monoxide and hydrocarbons can be rendered relatively harmless by oxidation. The reduction of nitrogen oxides to nitrogen, however, is much more difficult.
  • the presence of oxygen is the selective catalytic reduction (SCR process) by means of ammonia on a suitable catalyst.
  • SCR process selective catalytic reduction
  • the nitrogen oxides to be removed from the exhaust gas are reacted with ammonia to nitrogen and water.
  • ammonia used as reducing agent can be prepared by metering in an ammonia precursor compound, such as, for example, urea,
  • Ammonium carbamate or ammonium formate are made available in the exhaust line and subsequent hydrolysis. Particles can be removed very effectively with the help of particle filters from the exhaust gas. Wall flow filters made of ceramic materials have proven particularly useful. These are from a variety of parallel
  • the channels Built up channels formed by porous walls.
  • the channels are mutually gastight at one of the two ends of the filter
  • first channels are formed, which are open on the first side of the filter and closed on the second side of the filter
  • second channels which are closed on the first side of the filter and open on the second side of the filter.
  • first Inlet exhaust gas can only leave the filter through the second channels, and must flow through the porous walls between the first and second channels for this purpose. As the exhaust passes through the wall, the particles are retained.
  • JPHOl-151706 and WO2005 / 016497 propose coating a wall-flow filter with an SCR catalyst in such a way that the latter penetrates the porous walls (so-called in-wall coating).
  • N 2 0 nitrous oxide
  • WO2015 / 145113 Al discloses a method for reducing N2O emissions in the exhaust gas, which comprises using a small pore zeolite having an SAR of about 3 to about 15, which is about 1 to 5 wt% of an exchanged transition metal having.
  • the present invention relates to a catalyst comprising a catalyst substrate of length L and two different SCR catalytically active materials A and B, wherein the SCR catalytically active material A comprises a Levyne-type zeolite containing ion-exchanged iron and / or copper, and the SCR-catalytically active material B contains a chalcazite-type zeolite containing ion-exchanged iron and / or copper
  • the SCR catalytically active materials A and B are in the form of two material zones A and B, with material zone A extending from the first end of the catalyst substrate over at least part of the length L and material zone B extending from the second end of the catalyst substrate extends over at least part of the length L, or where
  • the catalyst substrate is formed from the SCR catalytically active material A and a matrix component and the SCR catalytically active material B extends in the form of a material zone B over at least part of the length L of the catalyst substrate,
  • the catalyst substrate is formed from the SCR catalytically active material B and a matrix component and the SCR catalytically active material A extends in the form of a material zone A over at least part of the length L of the catalyst substrate.
  • the chalcazite-type zeolite has an SAR (silica to alumina) ratio of 6 to 40, preferably 12 to 40, and more preferably 25 to 40.
  • the Levyne-type zeolite has a SAR value greater than 15, preferably greater than 30, for example from 30 to 50.
  • Candidate zeolites of the chabazite structure type are, for example, the products known under the names chabazite and SSZ-13.
  • Candidate zeolites of the Levyne structure type are, for example, Nu-3, ZK-20 and LZ-132.
  • the term zeolite includes not only aluminosilicates, but also silicoaluminophosphates and
  • Aluminophosphates sometimes referred to as zeolite-like compounds.
  • SAPO-34 and AIPO-34 structure type CHA
  • SAPO-35 and AIPO-35 structure type LEV
  • both the chabazite-type zeolite and the Levyne-type zeolite contain ion-exchanged copper.
  • the amounts of copper are independent of each other in the zeolite of the chabazite structure type and in the zeolite of the Levyne structure type
  • the atomic ratio of copper exchanged in the zeolite to framework aluminum in the zeolite is particularly 0.25 to 0.6 for the zeolite of the chabazite type and the zeolite of the Levyne type.
  • Cu / Al values 0.35-0.5, which corresponds to a theoretical Cu exchange degree of 70-100%.
  • the amounts of iron in the zeolite of the chabazite structure type and in the zeolite of the Levyne structure type are independent of each other
  • the atomic ratio of iron exchanged in the zeolite to framework aluminum in the zeolite is in particular 0.25 to 3 for the zeolite of the chabazite structure type and for the zeolite of the Levyne structure type.
  • the material zone A includes, for example, except the copper or iron exchanged zeolites of Levyne structure type no catalytically active components. However, it may optionally contain auxiliaries, such as binders. Suitable binders are, for example, alumina, titania and zirconia, with alumina being preferred. In
  • Embodiments of the present invention consists of material zone A of Levyne-type zeolites exchanged with copper or iron and of binder.
  • Alumina is preferred as the binder.
  • the material zone B includes, for example, except the exchanged with copper or iron zeolites of chabazite structure type no catalytically active components. However, it may optionally contain auxiliaries, such as binders. Suitable binders are, for example
  • material zone A consists of copper-iron exchanged chabazite-type zeolites, as well as binder. Alumina is preferred as the binder.
  • 20 to 80% by weight of the catalytically active material accounts for material zone B, preferably 40 to 80% by weight, particularly preferably 50 to 70% by weight.
  • the present invention relates to a catalyst comprising a catalyst substrate of length L and two distinct SCR catalytically active materials A and B, wherein the SCR catalytically active material A is a zeolite of the Levyne structure type, the ion-exchanged iron and / or contains copper, and
  • the SCR catalytically active material B comprises a chalcazite-type zeolite containing ion-exchanged iron and / or copper, wherein the SCR catalytically active materials A and B in the form of two
  • Material zones A and B are present, wherein material zone A, starting from the first end of the catalyst substrate at least over a portion of the length L extends and extends from the second end of the catalyst substrate at least over a portion of the length L of material zone B.
  • the exhaust gas preferably flows into the catalyst at the first end of the catalyst substrate and out of the catalyst at the second end of the catalyst substrate.
  • the two material zones A and B can be arranged in various ways on the catalyst substrate, wherein as catalyst substrates, for example so-called flow-through substrates or wall-flow filters can be used.
  • a wall-flow filter is a catalyst substrate comprising channels of length L extending in parallel between first and second ends of the wall-flow filter, which are alternately gas-tight at either the first or second end and which are separated by porous walls.
  • a flow-through substrate is different from one
  • the catalyst substrate may be a wall-flow filter or a flow-through substrate.
  • material zone A extends over the entire length L of the catalyst substrate, while material zone B extends from the second end of the catalyst substrate over 10 to 80% of its length L.
  • material zone B is preferably arranged on material zone A.
  • material zone A extends from the first end of the catalyst substrate over 20 to 90% of its length L, while material zone B extends from the second end over 10 to 70%. its length L extends.
  • material zone A extends from the first end of the catalyst substrate over 20 to 100% of its length L, while material zone B extends over its entire length L.
  • material zone A is preferably arranged on material zone B.
  • the catalyst substrate is designed as a wall-flow filter.
  • the channels, which are open at the first end of the wall-flow filter and closed at the second end, are coated with material zone A, while the channels, which are closed at the first end of the wall-flow filter and open at the second end, are coated with material zone B.
  • Flow-through substrates and wall-flow filters that can be used in accordance with the present invention are known and available on the market. They consist for example of silicon carbide, aluminum titanate or cordierite.
  • the pores of the wall-flow filter are so-called open pores, that is to say they have a connection to the channels. Furthermore, the pores are usually interconnected. This allows, on the one hand, the slight coating of the inner pore surfaces and, on the other hand, an easy passage of the exhaust gas through the porous walls of the wall-flow filter.
  • the preparation of the catalyst according to the invention can according to the
  • the average particle size of the SCR catalytically active materials is preferably selected such that both the material zone A and the material zone B are located in the porous walls which form the channels of the wall-flow filter, ie a coating of the internal pore surfaces takes place (in -Wand coating). In this case, the middle one must be selected such that both the material zone A and the material zone B are located in the porous walls which form the channels of the wall-flow filter, ie a coating of the internal pore surfaces takes place (in -Wand coating). In this case, the middle one must be selected such that both the material zone A and the material zone B are located in the porous walls which form the channels of the wall-flow filter, ie a coating of the internal pore surfaces takes place (in -Wand coating). In this case, the middle one must be selected such that both the material zone A and the material zone B are located in the porous walls which form the channels of the wall-flow filter, ie a coating of the internal pore surfaces takes place (in -Wand
  • Particle size of the SCR catalytically active materials be small enough to penetrate into the pores of the wall flow filter.
  • the present invention also includes embodiments in which one of the material zones A and B in-wall and the other is coated on-wall.
  • the present invention also relates to embodiments in which the catalyst substrate is formed from an inert matrix component and the SCR catalytically active material A or B and the other SCR catalytically active material, ie. Material B or A, in the form of a material zone B or A at least over a part of the length L of
  • Catalyst substrate extends.
  • Catalyst substrates, flow-through substrates as well as wall-flow filters which not only consist of inert material, such as cordierite, for example, but which also contain a catalytically active material, are known to the person skilled in the art.
  • inert material such as cordierite, for example
  • catalytically active material for their preparation, a mixture of, for example, 10 to 95% by weight of inert matrix component and 5 to 90% by weight of catalytically active material is extruded by processes known per se.
  • matrix components all else can be used for
  • catalyst substrates used inert materials can be used. These are, for example, silicates, oxides, Nitrides or carbides, with particular preference being given to magnesium-aluminum silicates.
  • extruded catalyst substrates comprising SCR catalytically active material A or B, as inert catalyst substrates can also be coated by conventional methods.
  • a catalyst substrate comprising SCR catalytically active material B can be coated over its entire length or a part thereof with a washcoat containing the SCR catalytically active
  • Material A contains.
  • a catalyst substrate comprising SCR catalytically active material A can be coated over its entire length or a part thereof with a washcoat which contains the SCR catalytically active material B.
  • the SCR-active coating catalysts according to the invention can advantageously be used for purifying exhaust gas from lean-burn internal combustion engines, in particular from diesel engines. They are to be arranged in the exhaust gas stream in such a way that material zone A comes into contact with the exhaust gas to be cleaned upstream of material zone B. In the exhaust gas contained nitrogen oxides are thereby converted into the harmless compounds nitrogen and water.
  • the present invention accordingly also relates to a method for
  • the reducing agent used in the process according to the invention is preferably ammonia.
  • the required ammonia can be formed, for example, in the exhaust system upstream of the catalyst according to the invention, for example by means of an upstream nitrogen oxide storage catalytic converter (lean NOx trap - LNT). This method is known as "passive SCR".
  • ammonia can also be carried in the form of an aqueous urea solution on board a vehicle, which is metered in as required via an injector upstream of the catalyst according to the invention.
  • the present invention thus also relates to a system for purifying exhaust gas from lean-burn internal combustion engines, which is characterized in that it comprises an SCR-active coating catalyst according to the invention, and an aqueous urea solution injector, wherein the injector prevails before the first end of the Catalyst substrate is located.
  • the inventive system for purifying exhaust gas of lean-burn internal combustion engines it thus comprises in the flow direction of the exhaust gas, an oxidation catalyst, an injector for aqueous urea solution and a novel
  • platinum on a support material is used as the oxidation catalyst.
  • Suitable carrier material for the platinum are all those skilled in the art for this purpose materials into consideration. They have a BET surface area of from 30 to 250 m 2 / g, preferably from 100 to 200 m 2 / g (determined to DIN 66132) and are in particular aluminum oxide, silicon oxide, Magnesium oxide, titanium oxide, zirconium oxide, cerium oxide and mixtures or mixed oxides of at least two of these oxides.
  • the oxidation catalyst is usually on a
  • Flow-through substrate in particular a flow-through substrate made of cordierite.
  • a conventional cordierite wall-flow filter was made from one end to 50% of its length by means of a conventional
  • the SAR value of the zeolite was 30.
  • the filter was dried at 120 ° C.
  • the wall-flow filter obtained in step a) was coated in a second step from its other end also to 50% of its length by means of a conventional dipping process with a washcoat containing a zeolite exchanged with 3.5 wt .-% Cu from Levyne Structure type contained.
  • the SAR value of the zeolite was 31.
  • Example 1 was repeated with the difference that instead of a conventional wall flow filter made of cordierite a conventional
  • Example 2 was repeated with the difference that in step a) 250 g / l of substrate of the 4.0 wt .-% Cu exchanged chabazite-type zeolite and in step b) already used in step a) with 4.0 Wt .-% Cu exchanged zeolite of chabazite structure type in an amount of 150 g / l substrate was applied.
  • Test procedure area 2c determined. For each temperature point above 500 ° C (space velocity 100k h -1 ), the equilibrium conversion was determined in the test procedure area 2c The N 2 O concentration was determined at all temperature points by FT-IR From the plot of NOx conversion and N 2 O concentration for the different temperature points, a plot results as shown in FIG.
  • Example 2 The catalyst according to Example 2 was once tested so that the model gas came into contact first with the Cu-Levyne and then with the Cu-chabazite. This measurement is designated as an example 2/1 in FIG. In addition, the catalyst according to Example 2 was also tested "reversed" so that the model gas came into contact first with the Cu chabazite and then with the Cu levyne, this measurement being designated in Figure 1 as Example 2/2.

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Abstract

Katalysator mit SCR-aktiver Beschichtung Die Erfindung betrifft einen Katalysator, der ein Katalysatorsubstrat der Länge L und zwei SCR-katalytisch aktive Materialien A und B umfasst, wobei das SCR-katalytisch aktive Material A einen Zeolithen vom LevyneStrukturtyp, der ionenausgetauschtes Eisen und/oder Kupfer enthält, und das SCR-katalytisch aktive Material B einen Zeolithen vom Chabazit- Strukturtyp der ionenausgetauschtes Eisen und/oder Kupfer enthält, umfasst, wobei (i) die SCR-katalytisch aktiven Materialien A und B in Form von zwei Materialzonen A und B vorliegen, wobei sich Materialzone A ausgehend vom ersten Ende des Katalysatorsubstrats mindestens über einen Teil der Länge L erstreckt und sich Materialzone B ausgehend vom zweiten Ende des Katalysatorsubstrats mindestens über einen Teil der Länge L erstreckt, oder wobei (ii) das Katalysatorsubstrat aus dem SCR-katalytisch aktiven Material A oder B und einer Matrixkomponente gebildet ist und sich das SCR- katalytisch aktive Material B oder A in Form einer Materialzone B oder A mindestens über einen Teil der Länge L des Katalysatorsubstrats erstreckt.

Description

Katalysator mit SCR-aktiver Beschichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator mit SCR-aktiver
Beschichtung zur Verminderung von Stickoxiden im Abgas von
Verbrennungsmotoren.
Abgase von Kraftfahrzeugen mit einem überwiegend mager betriebenen Verbrennungsmotor enthalten neben Partikelemissionen insbesondere die Primäremissionen Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffe HC und
Stickoxide NOx. Aufgrund des relativ hohen Sauerstoffgehaltes von bis zu 15 Vol.-% können Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe durch Oxidation relativ leicht unschädlich gemacht werden. Die Reduktion der Stickoxide zu Stickstoff gestaltet sich jedoch wesentlich schwieriger. Ein bekanntes Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus Abgasen in
Gegenwart von Sauerstoff ist die selektive katalytische Reduktion (SCR-Ver- fahren) mittels Ammoniak an einem geeigneten Katalysator. Bei diesem Verfahren werden die aus dem Abgas zu entfernenden Stickoxide mit Ammoniak zu Stickstoff und Wasser umgesetzt.
Das als Reduktionsmittel verwendete Ammoniak kann durch Eindosierung einer Ammoniakvorläuferverbindung, wie beispielsweise Harnstoff,
Ammoniumcarbamat oder Ammoniumformiat, in den Abgasstrang und anschließende Hydrolyse verfügbar gemacht werden. Partikel können sehr effektiv mit Hilfe von Partikelfiltern aus dem Abgas entfernt werden. Besonders bewährt haben sich Wandflussfilter aus keramischen Materialien. Diese sind aus einer Vielzahl von parallelen
Kanälen aufgebaut, die durch poröse Wände gebildet werden. Die Kanäle sind wechselseitig an einem der beiden Enden des Filters gasdicht
verschlossen, so dass erste Kanäle gebildet werden, die an der ersten Seite des Filters offen und auf der zweiten Seite des Filters verschlossen sind, sowie zweite Kanäle, die an der ersten Seite des Filters verschlossen und auf der zweiten Seite des Filters offen sind. Das beispielsweise in die ersten Kanäle einströmende Abgas kann den Filter nur über die zweiten Kanäle wieder verlassen, und muss zu diesem Zweck durch die porösen Wände zwischen den ersten und zweiten Kanälen durchfließen. Beim Durchtritt des Abgases durch die Wand werden die Partikel zurückgehalten.
Es ist auch bereits bekannt, Wandflussfilter mit SCR-aktivem Material zu beschichten und so Partikel und Stickoxide gleichzeitig aus dem Abgas zu entfernen. Solche Produkte werden üblicherweise als SDPF bezeichnet. Sofern die erforderliche Menge an SCR-aktivem Material auf die porösen Wände zwischen den Kanälen aufgebracht wird (sogenannte auf-Wand- Beschichtung), kann dies allerdings zu einer inakzeptablen Erhöhung des Gegendrucks des Filters führen.
Vor diesem Hintergrund schlagen beispielsweise die JPHOl-151706 und die WO2005/016497 vor, einen Wandflussfilter dergestalt mit einem SCR- Katalysator zu beschichten, dass letzterer die porösen Wände durchdringt (sogenannte in-Wand-Beschichtung).
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, siehe US 2011/274601, einen ersten SCR-Katalysator in die poröse Wand einzubringen, d .h. die inneren Oberflächen der Poren zu beschichten und einen zweiten SCR-Katalysator auf der Oberfläche der porösen Wand zu platzieren. Dabei ist die mittlere Partikelgröße des ersten SCR-Katalysators kleiner als die des zweiten SCR- Katalysators. Des Weiteren ist in WO2013/014467 AI vorgeschlagen worden, auf einem Partikelfilter zwei oder mehr SCR-aktive Zonen hintereinander anzuordnen. Dabei können die Zonen gleiches SCR-aktives Material in unterschiedlichen Konzentrationen oder verschiedene SCR-aktive Materialien enthalten. In jedem Fall wird das thermisch stabilere SCR-aktive Material bevorzugt am Filtereingang angeordnet. Partikelfilter müssen in bestimmten zeitlichen Abständen regeneriert werden, das heißt die angesammelten Rußpartikel müssen abgebrannt werden, um den Abgasgegendruck in einem akzeptablen Bereich zu halten. Zur Filterregeneration und der Initiierung des Rußabbrandes werden
Abgastemperaturen von ca. 600°C benötigt. Bei dem Abbrand können sehr hohe Temperaturen auftreten, die bei >800°C liegen können.
Heute übliche Nhb-SCR-Katalysatoren können im Wege einer
unerwünschten Nebenreaktion zur Bildung von Distickstoffmonoxid (N20) führen. Dies gilt auch für Kombinationen von Partikelfiltern und N H3-SCR- Katalysatoren beispielsweise bei der Filterregeneration . Da N2O als
Treibhausgas bekannt ist, sollte seine Bildung so weit wie möglich
verhindert werden.
Die WO2015/145113 AI offenbart eine Methode zur Verminderung von N2O- Emissionen im Abgas, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man einen kleinporigen Zeolithen mit einem SAR von ungefähr 3 bis ungefähr 15 einsetzt, der ungefähr 1 bis 5 Gew.-% eines ausgetauschten Übergangsmetalls aufweist. Es besteht weiter Bedarf nach Nhb-SCR-Katalysatoren und insbesondere nach Kombinationen aus Partikelfiltern und Nhb-SCR-Katalysatoren, die möglichst wenig N2O bilden.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass mit einer SCR-Funktion versehene Katalysatoren, die weniger N2O bilden, erhalten werden, wenn verschiedene Zeolith-Strukturtypen, nämlich solche vom CHA- und vom LEV- Strukturtypen in bestimmter Weise auf dem Katalysator angeordnet werden. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator, der ein Katalysatorsubstrat der Länge L und zwei voneinander verschiedene SCR-katalytisch aktive Materialien A und B umfasst, wobei das SCR-katalytisch aktive Material A einen Zeolithen vom Levyne- Strukturtyp, der ionenausgetauschtes Eisen und/oder Kupfer enthält, und das SCR-katalytisch aktive Material B einen Zeolithen vom Chabazit- Strukturtyp der ionenausgetauschtes Eisen und/oder Kupfer enthält, umfasst, wobei
(i) die SCR-katalytisch aktiven Materialien A und B in Form von zwei Materialzonen A und B vorliegen, wobei sich Materialzone A ausgehend vom ersten Ende des Katalysatorsubstrats mindestens über einen Teil der Länge L erstreckt und sich Materialzone B ausgehend vom zweiten Ende des Katalysatorsubstrats mindestens über einen Teil der Länge L erstreckt, oder wobei
(ii) das Katalysatorsubstrat aus dem SCR-katalytisch aktiven Material A und einer Matrixkomponente gebildet ist und sich das SCR-katalytisch aktive Material B in Form einer Materialzone B mindestens über einen Teil der Länge L des Katalysatorsubstrats erstreckt,
oder wobei
(iii) das Katalysatorsubstrat aus dem SCR-katalytisch aktiven Material B und einer Matrixkomponente gebildet ist und sich das SCR-katalytisch aktive Material A in Form einer Materialzone A mindestens über einen Teil der Länge L des Katalysatorsubstrats erstreckt.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist der Zeolith vom Chabazit-Strukturtyp einen SAR-Wert (Verhältnis von Siliziumdioxid zu Aluminiumoxid) von 6 bis 40, bevorzugt 12 bis 40 und besonders bevorzugt 25 bis 40 auf.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist der Zeolith vom Levyne-Strukturtyp einen SAR-Wert größer 15, bevorzugt größer 30, beispielsweise von 30 bis 50 auf. In Frage kommende Zeolithe vom Chabazit-Strukturtyp sind beispielsweise die unter den Namen Chabazit und SSZ-13 bekannten Produkte. In Frage kommende Zeolithe vom Levyne-Strukturtyp sind beispielsweise Nu-3, ZK- 20 und LZ-132. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen unter den Begriff Zeolith nicht nur Aluminosilikate, sondern auch Silicoaluminophosphate und
Aluminophosphate, die gelegentlich auch als Zeolith-ähnliche Verbindungen bezeichnet werden. Beispiele sind insbesondere SAPO-34 und AIPO-34 (Strukturtyp CHA) und SAPO-35 und AIPO-35 (Strukturtyp LEV).
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält sowohl der Zeolith vom Chabazit-Strukturtyp, als auch der Zeolith vom Levyne- Strukturtyp ionenausgetauschtes Kupfer.
Die Kupfermengen betragen beim Zeolithen vom Chabazit-Strukturtyp und beim Zeolithen vom Levyne-Strukturtyp unabhängig voneinander
insbesondere 0,2 bis 6 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 5 Gew.-%, berechnet als CuO und bezogen auf das Gesamtgewicht des ausgetauschten Zeolithen. Das Atomverhältnis von im Zeolithen eingetauschtem Kupfer zu Gerüst- Aluminium im Zeolithen, nachfolgend als Cu/Al-Verhältnis bezeichnet, liegt beim Zeolithen vom Chabazit-Strukturtyp und beim Zeolithen vom Levyne- Strukturtyp unabhängig voneinander insbesondere bei 0,25 bis 0,6.
Dies entspricht einem theoretischen Austauschgrad des Kupfers mit dem Zeolithen von 50% bis 120%, ausgehend von einem vollständigen
Ladungsausgleich im Zeolithen durch zweiwertige Cu-Ionen bei einem Eintauschgrad von 100%. Besonders bevorzugt sind Cu/Al-Werte von 0,35- 0,5, was einem theoretischen Cu-Austauschgrad von 70-100% entspricht.
Sofern die verwendeten Zeolithe ionenausgetauschtes Eisen enthalten, so betragen die Eisenmengen beim Zeolithen vom Chabazit-Strukturtyp und beim Zeolithen vom Levyne-Strukturtyp unabhängig voneinander
insbesondere 0,5 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 5 Gew.-%, berechnet als Fe203 und bezogen auf das Gesamtgewicht des ausgetauschten Zeolithen. Das Atomverhältnis von im Zeolithen eingetauschtem Eisen zu Gerüst- Aluminium im Zeolithen, im Folgenden als Fe/Al-Verhältnis bezeichnet, liegt beim Zeolithen vom Chabazit-Strukturtyp und beim Zeolithen vom Levyne- Strukturtyp unabhängig voneinander insbesondere bei 0,25 bis 3.
Besonders bevorzugt sind Fe/Al-Werte von 0,4 bis 1,5. Die Materialzone A umfasst beispielsweise außer den mit Kupfer bzw. Eisen ausgetauschten Zeolithen vom Levyne-Strukturtyp keine katalytisch aktiven Komponenten. Sie kann aber gegebenenfalls Hilfsstoffe, wie zum Beispiel Binder enthalten. Geeignete Binder sind zum Beispiel Aluminiumoxid, Titanoxid und Zirkoniumoxid, wobei Aluminiumoxid bevorzugt ist. In
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht Materialzone A aus mit Kupfer bzw. Eisen ausgetauschten Zeolithen vom Levyne-Strukturtyp, sowie aus Binder. Als Binder ist Aluminiumoxid bevorzugt.
Auch die Materialzone B umfasst beispielsweise außer den mit Kupfer bzw. Eisen ausgetauschten Zeolithen vom Chabazit-Strukturtyp keine katalytisch aktiven Komponenten. Sie kann aber gegebenenfalls Hilfsstoffe, wie zum Beispiel Binder enthalten. Geeignete Binder sind zum Beispiel
Aluminiumoxid, Titanoxid und Zirkoniumoxid . In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht Materialzone A aus mit Kupfer bzw. Eisen ausgetauschten Zeolithen vom Chabazit-Strukturtyp, sowie aus Binder. Als Binder ist Aluminiumoxid bevorzugt. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung entfallen 20 bis 80 Gew.- % des katalytisch aktiven Materials auf Materialzone B, bevorzugt 40 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 70 Gew.-%.
In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Katalysator, der ein Katalysatorsubstrat der Länge L und zwei voneinander verschiedene SCR-katalytisch aktive Materialien A und B umfasst, wobei das SCR-katalytisch aktive Material A einen Zeolithen vom Levyne-Strukturtyp, der ionenausgetauschtes Eisen und/oder Kupfer enthält, und
das SCR-katalytisch aktive Material B einen Zeolithen vom Chabazit- Strukturtyp der ionenausgetauschtes Eisen und/oder Kupfer enthält, umfasst, wobei die SCR-katalytisch aktiven Materialien A und B in Form von zwei
Materialzonen A und B vorliegen, wobei sich Materialzone A ausgehend vom ersten Ende des Katalysatorsubstrats mindestens über einen Teil der Länge L erstreckt und sich Materialzone B ausgehend vom zweiten Ende des Katalysatorsubstrats mindestens über einen Teil der Länge L erstreckt.
In dieser Ausführungsform fließt das Abgas bevorzugt am ersten Ende des Katalysatorsubstrates in den Katalysator ein und am zweiten Ende des Katalysatorsubstrates aus dem Katalysator aus.
Des Weiteren können in dieser Ausführungsform die beiden Materialzonen A und B in verschiedener Weise auf dem Katalysatorsubstrat angeordnet sein, wobei als Katalysatorsubstrate zum Beispiel sogenannte Durchflusssubstrate oder Wandflussfilter verwendet werden können.
Ein Wandflussfilter ist ein Katalysatorsubstrat, das Kanäle der Länge L umfasst, die sich parallel zwischen einem ersten und einem zweiten Ende des Wandflussfilters erstrecken, die abwechselnd entweder am ersten oder am zweiten Ende gasdicht verschlossen sind und die durch poröse Wände getrennt sind . Ein Durchflusssubstrat unterscheidet sich von einem
Wandflussfilter insbesondere darin, dass die Kanäle der Länge L an seinen beiden Enden offen sind.
Bei den nachstehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Katalysatorsubstrat ein Wandflussfilter oder ein Durchflusssubstrat sein.
In einer ersten Ausführungsform erstreckt sich Materialzone A über die gesamte Länge L des Katalysatorsubstrats, während sich Materialzone B ausgehend vom zweiten Ende des Katalysatorsubstrats über 10 bis 80% seiner Länge L erstreckt. In diesem Fall ist Materialzone B bevorzugt auf Materialzone A angeordnet.
In einer zweiten Ausführungsform erstreckt sich Materialzone A ausgehend vom ersten Ende des Katalysatorsubstrats über 20 bis 90 % seiner Länge L, während sich Materialzone B ausgehend vom zweiten Ende über 10 bis 70% seiner Länge L erstreckt. Sofern sich bei dieser Ausführungsform die
Materialzonen A und B überschneiden, ist bevorzugt Materialzone A auf Materialzone B angeordnet.
In einer dritten Ausführungsform erstreckt sich Materialzone A ausgehend vom ersten Ende des Katalysatorsubstrats über 20 bis 100 % seiner Länge L, während sich Materialzone B über seine gesamte Länge L erstreckt. In diesem Fall ist Materialzone A bevorzugt auf Materialzone B angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katalysators ist das Katalysatorsubstrat als Wandflussfilter ausgeführt. Die Kanäle, die am ersten Ende des Wandflussfilters offen und am zweiten Ende geschlossen sind, sind mit Materialzone A beschichtet, während die Kanäle, die am ersten Ende des Wandflussfilters geschlossen und am zweiten Ende offen sind, mit Materialzone B beschichtet sind .
Durchflusssubstrate und Wandflussfilter, die gemäß vorliegender Erfindung verwendet werden können, sind bekannt und am Markt erhältlich. Sie bestehen beispielsweise aus Silicium-Carbid, Aluminium-Titanat oder Cordierit.
Wandflussfilter weisen in unbeschichtetem Zustand beispielsweise
Porositäten von 30 bis 80, insbesondere 50 bis 75% auf. Ihre
durchschnittliche Porengröße beträgt in unbeschichtetem Zustand
beispielsweise 5 bis 30 Mikrometer.
In der Regel sind die Poren des Wandflussfilters sogenannte offene Poren, das heißt sie haben eine Verbindung zur den Kanälen. Des Weiteren sind die Poren in der Regel untereinander verbunden. Dies ermöglicht einerseits die leichte Beschichtung der inneren Porenoberflächen und andererseits eine leichte Passage des Abgases durch die porösen Wände des Wandflussfilters.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators kann nach dem
Fachmann geläufigen Methoden erfolgen, so etwa nach den üblichen
Tauchbeschichtungsverfahren bzw. Pump- und Saug-Beschichtungs- verfahren mit sich anschließender thermischer Nachbehandlung (Kalzi- nation). Dem Fachmann ist bekannt, dass im Falle von Wandflussfiltern deren durchschnittliche Porengröße und die mittlere Teilchengröße der SCR- katalytisch aktiven Materialien so aufeinander abgestimmt werden können, dass die Materialzonen A und/oder B auf den porösen Wänden, die die Kanäle des Wandflussfilters bilden, liegen (auf-Wand-Beschichtung).
Bevorzugt werden aber mittlere Teilchengröße der SCR-katalytisch aktiven Materialien so gewählt, dass sich sowohl die Materialzone A, als auch die Materialzone B in den porösen Wänden, die die Kanäle des Wandflussfilters bilden, befinden, dass also eine Beschichtung der inneren Porenoberflächen erfolgt (in-Wand-Beschichtung). In diesem Fall muss die mittlere
Teilchengröße der SCR-katalytisch aktiven Materialien klein genug sein, um in die Poren des Wandflussfilters einzudringen.
Die vorliegende Erfindung umfasst aber auch Ausführungsformen, bei denen eine der Materialzonen A und B in-Wand und die andere auf-Wand beschichtet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Ausführungsformen, in denen das Katalysatorsubstrat aus einer inerten Matrixkomponente und dem SCR- katalytisch aktiven Material A bzw. B gebildet ist und das andere SCR- katalytisch aktive Material, d .h. Material B bzw. A, sich in Form einer Materialzone B bzw. A mindestens über einen Teil der Länge L des
Katalysatorsubstrats erstreckt.
Katalysatorsubstrate, Durchflusssubstrate ebenso wie Wandflussfilter, die nicht nur aus inertem Material, wie beispielsweise Cordierit bestehen, sondern die daneben auch ein katalytisch aktives Material enthalten, sind dem Fachmann bekannt. Zu ihrer Herstellung wird eine Mischung aus beispielsweise 10 bis 95 Gew.-% inerter Matrixkomponente und 5 bis 90 Gew.-% katalytisch aktiven Materials nach an sich bekannten Verfahren extrudiert. Als Matrixkomponenten können dabei alle auch sonst zur
Herstellung von Katalysatorsubstraten verwendeten inerten Materialien verwendet werden. Es handelt sich dabei beispielsweise um Silikate, Oxide, Nitride oder Carbide, wobei insbesondere Magnesium-Aluminium-Silikate bevorzugt sind .
Die extrudierten Katalysatorsubstrate, die SCR-katalytisch aktives Material A oder B umfassen, können wie inerte Katalysatorsubstrate auch nach üblichen Verfahren beschichtet werden.
So kann zum Beispiel ein Katalysatorsubstrat, das SCR-katalytisch aktives Material B umfasst, über seine ganze Länge oder einem Teil davon mit einem Washcoat beschichtet werden, der das SCR-katalytisch aktive
Material A enthält.
Ebenso kann zum Beispiel ein Katalysatorsubstrat, das SCR-katalytisch aktives Material A umfasst, über seine ganze Länge oder einem Teil davon mit einem Washcoat beschichtet werden, der das SCR-katalytisch aktive Material B enthält. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren mit SCR-aktiver Beschichtung können mit Vorteil zur Reinigung von Abgas von mager betriebenen Verbrennungsmotoren, insbesondere von Dieselmotoren, verwendet werden. Sie sind dabei so im Abgasstrom anzuordnen, dass Materialzone A vor Materialzone B mit dem zu reinigenden Abgas in Kontakt tritt. Im Abgas enthaltene Stickoxide werden dabei in die unschädlichen Verbindungen Stickstoff und Wasser umgesetzt.
Die vorliegende Erfindung betrifft demnach auch ein Verfahren zur
Reinigung von Abgas von mager betriebenen Verbrennungsmotoren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Abgas über einen erfindungsgemäßen Katalysator geleitet wird, wobei Materialzone A vor Materialzone B mit dem zu reinigenden Abgas in Kontakt tritt.
Als Reduktionsmittel wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt Ammoniak verwendet. Der benötigte Ammoniak kann beispielsweise im Abgassystem anströmseitig zum erfindungsgemäßen Katalysator etwa mittels eines anströmseitigen Stickoxidspeicherkatalysators („lean NOx trap - LNT) gebildet werden. Dieses Verfahren ist als„passive SCR" bekannt. Ammoniak kann aber auch in Form einer wässrigen Harnstofflösung an Bord eines Fahrzeuges mitgeführt werden, die bedarfsgerecht über einen Injektor anströmseitig zum erfindungsgemäßen Katalysator eindosiert wird . Die vorliegende Erfindung betrifft somit auch ein System zur Reinigung von Abgas von mager betriebenen Verbrennungsmotoren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen erfindungsgemäßen Katalysator mit SCR- aktiver Beschichtung, sowie einen Injektor für wässrige Harnstofflösung umfasst, wobei sich der Injektor vor dem ersten Ende des Katalysator- Substrats befindet.
Beispielsweise aus SAE-2001-01-3625 ist bekannt, dass die SCR-Reaktion mit Ammoniak schneller verläuft, wenn die Stickoxide in einer 1 : 1 Mischung aus Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid vorliegen oder jedenfalls diesem Verhältnis nahekommen. Da das Abgas von mager betriebenen
Verbrennungsmotoren in der Regel einen Überschuss von Stickstoffmonoxid gegenüber Stickstoffdioxid aufweist, schlägt das Dokument vor, den Anteil an Stickstoffdioxid mit Hilfe eines Oxidationskatalysators zu erhöhen, der anströmseitig zum SCR-Katalysator angeordnet ist.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zur Reinigung von Abgas von mager betriebenen Verbrennungsmotoren umfasst es somit in Strömungsrichtung des Abgases einen Oxidationskatalysator, einen Injektor für wässrige Harnstofflösung und einen erfindungsgemäßen
Katalysator mit SCR-aktiver Beschichtung, wobei sich der Injektor vor dem ersten Ende des Katalysatorsubstrats befindet.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird als Oxidationskatalysator Platin auf einem Trägermaterial verwendet.
Als Trägermaterial für das Platin kommen alle dem Fachmann für diesen Zweck geläufigen Materialien in Betracht. Sie weisen eine BET-Oberfläche von 30 bis 250 m2/g, bevorzugt von 100 bis 200 m2/g auf (bestimmt nach DIN 66132) und sind insbesondere Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Magnesiumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Ceroxid sowie Mischungen oder Mischoxide aus mindestens zwei dieser Oxide.
Bevorzugt sind Aluminiumoxid und Aluminium/Silizium-Mischoxide. Sofern Aluminiumoxid verwendet wird, so ist es besonders bevorzugt stabilisiert, beispielsweise mit Lanthanoxid.
Der Oxidationskatalysator befindet sich üblicherweise auf einem
Durchflussubstrat, insbesondere einem Durchflussubstrat aus Cordierit.
Beispiel 1
a) Ein konventionelles Wandflussfilter aus Cordierit wurde ausgehend von einem Ende auf 50% seiner Länge mittels eines konventionellen
Tauchverfahrens mit einem Washcoat beschichtet, der einen mit 4,0 Gew.- % Cu ausgetauschten Zeolithen vom Chabazit-Strukturtyp enthielt. Der SAR-Wert des Zeolithen betrug 30. Anschließend wurde das Filter bei 120°C getrocknet. b) Das in Schritt a) erhaltene Wandflussfilter wurde in einem zweiten Schritt ausgehend von seinem anderen Ende auf ebenfalls 50% seiner Länge mittels eines konventionellen Tauchverfahrens mit einem Washcoat beschichtet, der einen mit 3,5 Gew.-% Cu ausgetauschten Zeolithen vom Levyne-Strukturtyp enthielt. Der SAR-Wert des Zeolithen betrug 31.
Anschließend wurde getrocknet und für 2 Stunden bei 500°C kalziniert. c) Das so erhaltene Wandflussfilter zeigt in einem dynamischen SCR-Test an einer Modellgasanlage, wobei das Modellgas zuerst mit dem Cu-Levyne und dann mit dem Cu-Chabaziten in Berührung kommt, einen sehr guten NOx- Umsatz und zwar in einem Bereich von 250 bis über 550°C. Dabei bleibt die Bildung von N20 im gesamten Temperaturbereich in einem tolerierbaren Rahmen.
Beispiel 2
Beispiel 1 wurde wiederholt mit dem Unterschied, dass an Stelle eines konventionellen Wandflussfilters aus Cordierit ein konventionelles
Durchflusssubstrat aus Cordierit verwendet wurde. Sowohl der mit 4,0 Gew.-% Cu ausgetauschte Zeolith vom Chabazit-Strukturtyp, als auch der mit 3,5 Gew.-% Cu ausgetauschte Zeolith vom Levyne-Strukturtyp wurde in einer Menge von 200 g/l Substrat appliziert. Der Zeolith vom Levyne- Strukturtyp wies im Unterschied von Beispiel 1 einen SAR-Wert von 30 auf. Vergleichsbeispiel 1
Beispiel 2 wurde wiederholt mit dem Unterschied, dass in Schritt a) 250 g/l Substrat des mit 4,0 Gew.-% Cu ausgetauschten Zeolithen vom Chabazit- Strukturtyp und in Schritt b) der bereits in Schritt a) verwendete mit 4,0 Gew.-% Cu ausgetauschte Zeolith vom Chabazit-Strukturtyp in einer Menge von 150 g/l Substrat appliziert wurde.
NOx-Umsatztest
a) Die Katalysatoren gemäß Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 1 wurden 16 Stunden bei 800°C hydrothermal gealtert.
b) Die NOx-Konvertierung der gealterten Katalysatoren, sowie die Bildung von N20 in Abhängigkeit von der Temperatur vor dem Katalysator wurden in einem Modellgasreaktor im sog . NOx-Umsatztest bestimmt. Dieser besteht aus einer Testprozedur, die eine Vorbehandlung und einem Testzyklus umfasst, der für verschiedene Zieltemperaturen durchlaufen wird. Die applizierten Gasmischungen sind in der nachfolgenden Tabelle vermerkt.
Testprozedur:
1. Vorkonditionierung bei 600°C unter N2 für 10min
2. Testzyklus, der für die Zieltemperaturen wiederholt wird
a. Anfahren der Zieltemperatur unter Gasmischung 1
b. Zuschalten von NOx (Gasmischung 2)
c. Zuschalten von N H3 (Gasmischung 3), warten bis N H3-Durchbruch > 20ppm, bzw. maximal 30min Dauer
d . Temperatur-Programmierte Desorption bis 500°C (Gasmischung 3)
Tabelle: Gasmischungen des NOx-Umsatztests.
Gasmischung 1 2 3
N2 Balance Balance Balance
Für jeden Temperaturpunkt unter 500°C (Raumgeschwindigkeit jeweils 60k h"1) wurde der Umsatz bei einem N H3 Schlupf von 20 ppm für den
Testprozedur-Bereich 2c bestimmt. Für jeden Temperaturpunkt über 500°C (Raumgeschwindigkeit 100k h"1) wurde der Umsatz im Gleichgewichtszustand in dem Testprozedur-Bereich 2c bestimmt. Die N2O Konzentration wurde bei allen Temperaturpunkten mittels FT-IR bestimmt Aus der Auftragung des NOx-Umsatzes sowie der N2O Konzentration für die verschiedenen Temperaturpunkte ergibt sich eine Auftragung wie in Figur 1 gezeigt.
Der Katalysator gemäß Beispiel 2 wurde einmal so getestet, dass das Modellgas zuerst mit dem Cu-Levyne und dann mit dem Cu-Chabaziten in Berührung kam. Diese Messung ist in Figur 1 als Beispiel 2/1 bezeichnet. Außerdem wurde der Katalysator gemäß Beispiel 2 auch„umgekehrt" getestet, so dass das Modellgas zuerst mit dem Cu-Chabaziten und dann mit dem Cu-Levyne in Berührung kam. Diese Messung ist in Figur 1 als Beispiel 2/2 bezeichnet.
Ebenso wurde mit dem Katalysator gemäß Vergleichsbeispiel 1 verfahren. In Figur 1 ist die Messung, bei der die Beladung mit Cu-Chabazit von 250 g/l zuerst mit dem Modellgas in Berührung kam, mit Vergleichsbeispiel 1/1 und die Messung, bei der die Beladung mit Cu-Chabazit von 150 g/l zuerst mit dem Modellgas in Berührung kam, mit Vergleichsbeispiel 1/2
bezeichnet.
Aus Figur 1 ist ersichtlich, dass sich die NOx-Umsätze der Katalysatoren gemäß Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 1 (siehe die durchgezogenen
Linien) nicht sehr unterscheiden und zwar unabhängig von der Seite, an der das Modellgas in den jeweiligen Katalysator eintrat. Es ist allerdings überdeutlich, dass der Katalysator gemäß Beispiel 2 und zwar dann, wenn das Modellgas zuerst mit dem Cu-Levyne und dann mit dem Cu-Chabaziten in Berührung kommt (Beispiel 2/1), über den gesamten Temperaturbereich deutlich weniger Distickstoffmonoxid bildet (siehe gestrichelte Linien).

Claims

Patentansprüche
1. Katalysator, der ein Katalysatorsubstrat der Länge L und zwei
voneinander verschiedene SCR-katalytisch aktive Materialien A und B umfasst,
wobei das SCR-katalytisch aktive Material A einen Zeolithen vom Levyne- Strukturtyp, der ionenausgetauschtes Eisen und/oder Kupfer enthält, und das SCR-katalytisch aktive Material B einen Zeolithen vom Chabazit- Strukturtyp der ionenausgetauschtes Eisen und/oder Kupfer enthält, umfasst, wobei
(i) die SCR-katalytisch aktiven Materialien A und B in Form von zwei Materialzonen A und B vorliegen, wobei sich Materialzone A ausgehend vom ersten Ende des Katalysatorsubstrats mindestens über einen Teil der Länge L erstreckt und sich Materialzone B ausgehend vom zweiten Ende des Katalysatorsubstrats mindestens über einen Teil der Länge L erstreckt, oder wobei
(ii) das Katalysatorsubstrat aus dem SCR-katalytisch aktiven Material A und einer Matrixkomponente gebildet ist und sich das SCR-katalytisch aktive Material B in Form einer Materialzone B mindestens über einen Teil der Länge L des Katalysatorsubstrats erstreckt,
oder wobei
(iii) das Katalysatorsubstrat aus dem SCR-katalytisch aktiven Material B und einer Matrixkomponente gebildet ist und sich das SCR-katalytisch aktive Material A in Form einer Materialzone A mindestens über einen Teil der Länge L des Katalysatorsubstrats erstreckt.
2. Katalysator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeolith vom Chabazit-Strukturtyp einen SAR-Wert von 6 bis 40 aufweist.
3. Katalysator gemäß Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeolith vom Levyne-Strukturtyp einen SAR-Wert größer 15 aufweist.
4. Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Zeolith vom Chabazit-Strukturtyp, als auch der Zeolith vom Levyne-Strukturtyp ionenausgetauschtes Kupfer enthalten.
5. Katalysator gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupfer beim Zeolithen vom Chabazit- Strukturtyp und beim Zeolithen vom Levyne- Strukturtyp unabhängig voneinander jeweils in Mengen von 0,2 bis 6 Gew.- %, berechnet als CuO und bezogen auf das Gesamtgewicht des
ausgetauschten Zeolithen, vorliegt.
6. Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Atomverhältnis von Kupfer zu Aluminium beim Zeolithen vom Chabazit-Strukturtyp und beim Zeolithen vom Levyne- Strukturtyp unabhängig voneinander bei 0,25 bis 0,6 liegt.
7. Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass 20 bis 80 Gew.-% des katalytisch aktiven Materials auf Materialzone B entfallen.
8. Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich Materialzone A über die gesamte Länge des Katalysatorsubstrats und Materialzone B sich ausgehend vom zweiten Ende des Katalysatorsubstrats über 10 bis 80% seiner Länge L erstreckt.
9. Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich Materialzone A ausgehend vom ersten Ende des Katalysatorsubstrats über 20 bis 90 % seiner Länge L und Materialzone B sich ausgehend vom zweiten Ende des Katalysatorsubstrats über 10 bis 70% seiner Länge L erstreckt.
10. Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich Materialzone A ausgehend vom ersten Ende des Katalysatorsubstrats über 20 bis 100 % seiner Länge L und Materialzone B sich über die gesamte Länge L des Katalysatorsubstrats erstreckt.
11. Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorsubstrat ein Wandflussfilter ist und die Kanäle, die am ersten Ende des Wandflussfilters offen und am zweiten Ende geschlossen sind, mit Materialzone A beschichtet und die Kanäle, die am ersten Ende des Wandflussfilters geschlossen und am zweiten Ende offen sind, mit Materialzone B beschichtet sind.
12. Verfahren zur Reinigung von Abgas von mager betriebenen
Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas über einen Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 geleitet wird, wobei Materialzone A vor Materialzone B mit dem zu reinigenden Abgas in Kontakt tritt.
13. System zur Reinigung von Abgas von mager betriebenen
Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, sowie einen Injektor für wässrige Harnstofflösung umfasst, wobei sich der Injektor vor dem ersten Ende des Katalysatorsubstrats befindet.
14. System gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es in Strömungsrichtung des Abgases einen Oxidationskatalysator, einen Injektor für wässrige Harnstofflösung und einen Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, wobei sich der Injektor vor dem ersten Ende des Katalysatorsubstrats befindet.
15. System gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als
Oxidationskatalysator Platin auf einem Trägermaterial verwendet wird.
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