WO2008000399A1 - Katalysator zur oxidation von kohlenwasserstoffen, kohlenmonoxid und russ - Google Patents

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WO2008000399A1
WO2008000399A1 PCT/EP2007/005540 EP2007005540W WO2008000399A1 WO 2008000399 A1 WO2008000399 A1 WO 2008000399A1 EP 2007005540 W EP2007005540 W EP 2007005540W WO 2008000399 A1 WO2008000399 A1 WO 2008000399A1
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catalytically active
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catalyst
washcoat
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PCT/EP2007/005540
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Volker Kurth
Arno Tissler
Hans-Christoph Schwarzer
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Süd Chemie Ag
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    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the present invention relates to a catalyst, in particular for use in the oxidation of hydrocarbons and for the oxidation of carbon monoxide and deposited organic particles (carbon black), and a method for producing a catalyst according to the invention.
  • Particle filters for example, are able to filter out soot particles from the exhaust gas of internal combustion engines, especially diesel engines, and thus to reduce their emission into the atmosphere.
  • Carbon black burns spontaneously, depending on the operational composition of the particles only at temperatures between 500 0 C and 700 0 C. These temperatures are but z. B. of modern diesel engines generally achieved only at full load.
  • the catalytically active coating oxidizes the nitrogen monoxide contained in the exhaust gas to nitrogen dioxide.
  • the resulting nitrogen dioxide then improves the oxidation of the deposited particles.
  • catalytically active materials carriers for exhaust gas filters and catalytic converters are also known.
  • the catalytically active layers of such supported catalysts based on aluminum cerium, tungsten, titanium oxide or zirconium oxide, which additionally catalytically active precious metals for the oxidation of hydrocarbons, for the oxidation of CO and deposited organic particles, such. Soot and the like.
  • Catalytically active metal oxides or their hydroxides are substantially water-insoluble. It is therefore customary in the prior art z.
  • aluminum oxides as aqueous slurry with water-soluble salts of oxides, in particular nitrates, chlorides, hydroxides, sulfites, acetates or complex compounds of the catalytically active metals on substrates or to impregnate them and then decompose these salts at high temperatures.
  • One of the objectives of the prior art to be achieved is a continuous regeneration of the particulate filter without z.
  • B. a periodic post-injection of fuel to increase the exhaust gas temperature is required.
  • a large surface must be provided so that the catalytically active centers can come into contact with the soot particles.
  • the thereby necessary large surface is characterized, for example J._ 3 RoxJ -_> UD- ''Wl->
  • catalyst support such as high surface area gamma alumina or titania deposited on a filter material and a metal, particularly a platinum group metal known as active species for the oxidation of particulate matter, by means of a metal salt solution Metal complex compound is integrated into the filter.
  • U.S. Patents 3,894,965, 4,900,712 and 4,003,976 disclose a variety of known washcoats having a variety of potential oxides that are catalytically active, such as La 2 O 3 , Co 2 O 3 , Nd 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , CeO 2 etc.
  • US 2004/0192546 A1 discloses a catalyst for the low temperature oxidation of hydrocarbons in the presence of oxygen and water vapor.
  • This catalyst comprises a high surface area alumina, further tin oxide, and at least one noble metal selected from the group consisting of palladium, platinum, rhodium or a combination thereof, which is applied to a monolithic carrier by means of a washcoat.
  • US 6,887,815 further discloses a porous material for the catalytic conversion of exhaust gases comprising a catalyst containing as active species iron and silver.
  • the coating used is generally generally aluminum oxide-based washcoats, which are characterized by their large surface area.
  • the platinum group, z. B. by total absorption or by impregnation with precious metal-containing solutions or by incorporation into the washcoat prior to coating integrated.
  • washcoats often have stabilizing elements, such as e.g. As cerium or lanthanum, can be added.
  • the catalysts known from the prior art have the problem that after a certain period of aging, a significant decrease in catalytic activity was observed. In particular, this applies to long-term use at elevated temperatures, as they occur for example in internal combustion engines.
  • the loss of catalytic activity is generally caused by sintering the resulting noble metal clusters and lowering the BET surface area of the washcoat. Especially with metal substrates, the deactivation or loss of catalytic activity takes place by migration of metals from the substrate into the washcoat layer. This is especially true for transition metals that are catalytically inactive, for example, on the surface of the alumina-based washcoats. can form, for example, spinels which greatly reduce the catalytic activity of the catalytically active layer.
  • the object of the present invention was therefore to provide a catalyst which prevents the migration of metals, in particular catalytically active metals, and in particular the formation of catalytically inactive phases and thus increases the long-term stability of the catalyst.
  • this object is achieved by providing a catalyst comprising:
  • a substrate having an inner surface; ii) a first layer disposed on the outer and inner surface of the substrate, containing a
  • alkaline earth metal iii) a second layer, which is catalytically active, and at least partially covering the first layer.
  • alkaline earth metal ions preferably calcium, barium or strontium, most preferably calcium
  • metals in particular of catalytically active transition metals, such as nickel, chromium, iron, etc., from the substrate into the washcoat layer by forming corresponding metal / alkaline earth metal compounds avoided.
  • inner surface means that the substrate molding has openings or recesses whose “outer wall” can be coated. Below are e.g. Pores, channels, etc. understood in the interior of the molding.
  • the substrate is preferably porous or at least partially penetrated by channels.
  • the substrate is preferably made of metal, for which metal foams or metal monoliths are exemplified here.
  • the alkaline earth metal compound preferably comprises the easily accessible compounds of the metals calcium, barium and strontium, the z. B. in the form of their nitrates, citrates, acetates, hydroxides, etc. can be applied in solution or suspension.
  • the thickness of the first layer is ⁇ 500 .mu.m, preferably ⁇ 100 .mu.m, particularly preferably ⁇ 20 .mu.m
  • the catalytically active layer contains metal oxides which are selected from Al 2 O 3 , CeO 2 , La 2 O 3 , ZnO, ZrO 2 , SnO 2 , Y 2 O 3 , WO 3 , TiO 2 .
  • the catalytically active layer preferably contains a further catalytically active metal selected from the group consisting of tungsten, iron, vanadium, platinum, silver, gold, palladium, ruthenium, rhodium.
  • the layer thickness of the catalytically active layer is ⁇ 500 .mu.m, preferably ⁇ 100 .mu.m, particularly preferably ⁇ 20 .mu.m. 32993
  • the substrate is porous or at least partially has continuous channels.
  • the step of applying a layer containing alkaline earth ions is preferably carried out in a simple manner by impregnating the substrate in a suspension or solution containing an alkaline earth ion.
  • the catalytically active layer is preferably applied in the form of a washcoat by impregnation, spraying or by suction, which preferably contains metal compounds of the above-described catalytically active metals as catalytically active substances.
  • metal compounds are, for example, nitrates, chlorides, sulfates, sulfites, acetates, etc., or complex compounds of these metals.
  • a drying or calcining step is typically carried out, whereupon additionally a metal or noble metal doping of the washcoat is carried out.
  • a metal or noble metal doping of the washcoat is carried out.
  • Surface with correspondingly catalytically active metals or their compounds can be made.
  • the catalyst according to the invention is used for the oxidation of hydrocarbons or for the oxidation of CO and of deposited organic particles, in particular carbon black.
  • the particular preferred use depends in particular on the type of metals and metal oxides.
  • a nickel-containing porous metal foam body of the following alloy composition was used as a catalyst support for all of the following embodiments: 55.90 wt% Ni, 0.23 wt%, Co, 4.84 wt% Fe, 22.49 wt % Cr, 10.79 wt% Mo, 3.83 wt% Nb, 0.20 wt% Al, 1.71 wt% Si
  • the washcoat used in the present exemplary embodiments is described in detail in Example 3 of US Pat. No. 4,900,712.
  • the washcoat had a density of 1.45 kg / l and a solids content of 45.26%.
  • washcoat was stirred up by conventional means, and the calcined, calcium carbonate-coated metal foam strips were successively dipped in this washcoat and then blown out by air pressure. After coating, a drying step at 12O 0 C followed by a calcination at 550 0 C.
  • the loading after calcination with washcoat was 50 g based on 1 1 foam volume.
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1, except that for the preparation of the calcium solution 2.52g calcium hydroxide in 1000g of water at 2O 0 C with further addition of 2.0 g Ca (OH) 2 was prepared after stirring for one hour.
  • the foams obtained in working examples 1 and 2 were placed in a noble metal salt solution by total absorption for 10 hours.
  • the metal used was platinum, in each case 2.5 g of platinum, based on 1 l foam volume, being applied.
  • the foams obtained in Working Examples 1 and 2 were aged after being metallized at 800 ° C. for 48 hours, and then a catalytic reaction was carried out and the reaction of CO, hydrocarbons and NO with the oxidation products was monitored.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator umfassend ein Substrat, das eine innere Oberfläche aufweist, eine erste Schicht, die auf der äußeren und inneren Oberfläche des Substrats angeordnet ist, enthaltend eine Erdalkalimetallverbindung, eine zweite Schicht, die katalytisch aktiv ist, und die zumindest bereichsweise die erste Schicht bedeckt. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Katalysators sowie die Verwendung des Katalysators zur Oxidation von Kohlenwasserstoffen und zur Oxidation von CO und von abgelagerten organischen Partikeln, insbesondere Ruß.

Description

KATALYSATOR ZUR OXIDATION VON KOHLENWASSERSTOFFEN, KOHLENMONOXID UND RUSS
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator, insbesondere zur Verwendung bei der Oxidation von Kohlenwasserstof- fen und zur Oxidation von Kohlenmonoxid und von abgelagerten organischen Partikeln (Ruß) , sowie ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Katalysators.
Die Anwendung von Filtern im Abgasstrang von Verbrennungsma- schinen ist bekannt. Partikelfilter sind beispielsweise in der Lage, Rußpartikel aus dem Abgas von Verbrennungsmotoren, speziell Dieselmotoren, herauszufiltern und so deren Ausstoß in die Atmosphäre zu vermindern.
Dabei finden verschiedene Filterkonzepte Einsatz, wie z. B. so genannte „Wall-flow-Filter" oder Filter aus keramischen oder metallischen Schäumen. Die eigentliche Schwierigkeit besteht aber nicht in der Filtration der Rußpartikel, sondern in der Regeneration der eingesetzten Filter.
Kohlenstoffruß verbrennt spontan, je nach betriebsbedingter Zusammensetzung der Partikel erst bei Temperaturen zwischen 5000C und 7000C. Diese Temperaturen werden aber z. B. von modernen Dieselmotoren im Allgemeinen nur bei Volllast erreicht.
Daher sind zusätzliche unterstützende Maßnahmen, beispielsweise zur Oxidation der aus dem Abgas abgetrennten Rußpartikel, notwendig. Dies kann durch Zusatz von Additiven oder durch ka- talytische Beschichtung der Filter oder Katalysatoren gesche- hen. Aus dem Stand der Technik sind Abgasreinigungskatalysatoren mit einer hohen Oxidationswirkung bekannt, so dass die Partikel bei einer tiefen Temperatur verbrannt werden können. Die Oberfläche der Filterkammer weist deshalb oft eine kataly- tisch aktive Beschichtung zur Beschleunigung der Verbrennung J-iS SJ -bUD- f- WU
2 der auf dem Filter gesammelten Rußpartikel auf. Die kataly- tisch aktive Beschichtung oxidiert das im Abgas enthaltende Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid. Das entstandene Stickstoffdioxid verbessert dann die Oxidation der abgelagerten Partikel.
Aus dem Stand der Technik sind weiter eine Vielzahl von mit katalytisch aktiven Materialien beschichteten Trägern für Abgasfilter bzw. Abgaskatalysatoren bekannt. Typischerweise basieren die katalytisch aktiven Schichten derartiger geträger- ter Katalysatoren auf Aluminium- Cer-, Wolfram-, Titanoxid bzw. Zirkonoxid, die noch zusätzlich katalytisch aktive Edelmetalle zur Oxidation von Kohlenwasserstoffen, zur Oxidation von CO und von abgelagerten organischen Partikeln, wie z.B. Ruß und dergleichen katalysieren.
Katalytisch aktive Metalloxide oder ihre Hydroxide, einschließlich diejenigen, die insbesondere für die Zwecke der vorliegenden Erfindung benutzt werden, sind im Wesentlichen wasserunlöslich. Üblich ist es daher im dem Stand der Technik z. B. Aluminiumoxide als wässrige Aufschlämmung mit wasserlöslichen Salzen der Oxide, insbesondere Nitrate, Chloride, Hydroxide, Sulfite, Acetate oder Komplexverbindungen der katalytisch aktiven Metalle auf Substrate aufzubringen bzw. diese damit zu imprägnieren und diese Salze anschließend bei hohen Temperaturen zu zersetzen.
Eines der zu erreichenden Ziele des Standes der Technik ist eine kontinuierliche Regeneration des Partikelfilters, ohne dass z. B. eine periodische Nacheinspritzung von Kraftstoff zur Erhöhung der Abgastemperatur erforderlich ist. Um die Effizienz des Katalysators zu erhöhen, muss daher eine große O- berfläche bereitgestellt werden, damit die katalytisch aktiven Zentren mit den Rußpartikeln in Berührung kommen können. Die dabei notwendige große Oberfläche wird beispielsweise dadurch J._ 3».J -_>UD- -'-Wl->
3 erzeugt, dass eine Schicht eines Katalysatorträgers, wie beispielsweise oberflächenreiches Gamma-Aluminiumoxid oder Titanoxid auf einem Filtermaterial abgelagert wird und ein Metall, insbesondere ein Metall der Platingruppe, das als aktive Spezies für die Oxidation von Partikelmaterial bekannt ist, mit- tels einer Metallsalzlösung oder Metallkomplexverbindung in den Filter integriert wird.
Für die katalytische Beschichtung von derartigen Substraten, insbesondere mit innerer Oberfläche, d. h. also poröse Sub- sträte bzw. Metallmonolithe mit im Wesentlichen durchgehenden Kanälen, werden wie vorstehend schon ausgeführt unterschiedliche Beschichtungsverfahren und Beschichtungsstoffe verwendet.
So offenbaren die US-Patente 3,894,965, 4,900,712 und 4,003,976 eine Vielzahl von bekannten Washcoats mit einer Vielzahl von möglichen Oxiden, die katalytisch aktiv sind, wie beispielsweise La2O3, Co2O3, Nd2O3, TiO2, ZrO2, CeO2 etc.
Die US 2004/0192546 Al offenbart einen Katalysator für die Niedertemperaturoxidation von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Sauerstoff und Wasserdampf. Dieser Katalysator umfasst ein Aluminiumoxid mit hoher Oberfläche, des Weiteren Zinnoxid und wenigstens ein Edelmetall aus der Gruppe bestehend aus Palladium, Platin, Rhodium oder einer Kombination davon, der auf einem monolithischen Träger mittels eines Washcoats aufgebracht wird.
Die US 6,887,815 offenbart weiter ein poröses Material zur ka- talytischen Umwandlung von Abgasen, umfassend einen Katalysa- tor, der als aktive Spezies Eisen und Silber enthält.
Weitere einfache Verfahren, wie das Eintauchen des Katalysatorträgers in einen Washcoat und das Entfernen von überschüssigem Washcoat durch Ausblasen mit Luft, sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt, wie auch Beschichtungsprozesse unter Einsatz von Zentrifugen. Ebenso ist auch die Möglichkeit des Besprühens poröser Formkörper mit einem Washcoat vorgeschlagen worden. Als Beschichtung werden zumeist in der Regel auf Aluminiumoxid basierende Washcoats eingesetzt, die durch ihre große Oberfläche charakterisiert sind.
Dabei werden in dem auf beispielsweise Aluminiumoxid basierenden Washcoat Metalle beispielsweise der Platingruppe, z. B. durch Totalabsorption oder durch Tränken mit Edelmetall- haltigen Lösungen oder durch Einarbeiten in den Washcoat vor der Beschichtung, integriert.
Die für die Partikeloxidation zur Verfügung stehende Oberfläche hat einen erheblichen Einfluss auf den katalytischen Um- satz und insbesondere auf die Langzeitstabilität des Katalysators. Es ist bekannt, dass zur Erhöhung der Stabilität der A- luminiumoxidoberflache den Washcoats oft stabilisierende Elemente, wie z. B. Cer oder Lanthan, beigemischt werden können.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Katalysatoren weisen jedoch das Problem auf, dass nach einer gewissen Zeit der Alterung ein signifikanter Rückgang an katalytischer Aktivität beobachtet wurde. Insbesondere trifft dies bei Langzeiteinsätzen bei erhöhten Temperaturen zu, wie sie beispielsweise in Verbrennungsmotoren auftreten.
Der Verlust an katalytischer Aktivität wird allgemein durch Sintern der entstandenen Edelmetallcluster und Erniedrigung der BET-Oberflache des Washcoats hervorgerufen. Insbesondere bei Metallsubstraten erfolgt die Deaktivierung bzw. Verlust an katalytischer Aktivität durch Migration von Metallen aus dem Substrat in die Washcoatschicht . Dies trifft insbesondere bei Übergangsmetallen zu, die beispielsweise auf der Oberfläche der auf Aluminiumoxid basierenden Washcoats katalytisch inak- tive Phase, wie z.B. Spinelle bilden können, die die katalyti- sche Aktivität der katalytisch aktiven Schicht dadurch in großem Ausmaß herabsetzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, einen Kataly- sator bereitzustellen der die Migration von Metallen, insbesondere katalytisch aktiver Metalle und insbesondere die Bildung katalytisch inaktiver Phasen verhindert und damit die Langzeitstabilität des Katalysators erhöht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Bereitstellung eines Katalysators gelöst, der Folgendes umfasst:
i) ein Substrat, das eine innere Oberfläche aufweist; ii) eine erste Schicht, die auf der äußeren und inneren 0- berflache des Substrats angeordnet ist, enthaltend eine
Erdalkalimetallverbindung; iii) eine zweite Schicht, die katalytisch aktiv ist, und die zumindest bereichsweise die erste Schicht bedeckt.
Durch das Aufbringen einer ersten Schicht auf das vorzugsweise poröse Katalysatorsubstrat, die Erdalkalimetallionen, vorzugsweise Calcium, Barium oder Strontium, ganz besonders bevorzugt Calcium enthält, wird die Wanderung von Metallen, insbesondere von katalytisch aktiven Übergangsmetallen, wie beispielsweise Nickel, Chrom, Eisen etc., vom Substrat in die Washcoatschicht durch Bildung entsprechender Metall-/ Erdalkalimetallverbindungen vermieden.
Ein erfindungsgemäßer Katalysator mit Calcium als Erdalkalime- tall wie es ohne als einschränkend verstanden zu werden in den Beispielen 1 und 2 genauer ausgeführt ist wies überraschenderweise auch bei einer Alterung bei 8000C über 48h nur einen Abfall von katalytischer Aktivität von weniger als 5% auf, ge- messen als Oxidationswirkung von Kohlenwasserstoffen und Koh- lenmonoxid.
Der Begriff „innere Oberfläche" bedeutet, dass der Substratformkörper Öffnungen bzw. Ausnehmungen aufweist, deren „Außen- wand" beschichtet werden kann. Darunter werden z.B. Poren, Kanäle etc. im Inneren des Formkörpers verstanden.
Das Substrat ist bevorzugt porös oder von Kanälen zumindest bereichsweise vollständig durchzogen.
Das Substrat besteht bevorzugt aus Metall, wofür hier Metallschäume bzw. Metallmonolithe beispielhaft stehen.
Die Erdalkalimetallverbindung umfasst bevorzugt die einfach zugänglichen Verbindungen der Metalle Calcium, Barium und Strontium, die z. B. in Form ihrer Nitrate, Citräte, Acetate, Hydroxide etc. in Lösung oder Suspension aufgebracht werden können.
Die Dicke der ersten Schicht beträgt < 500μm, bevorzugt < 100 μm, besonders bevorzugt < 20 μm
In vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung enthält die katalytisch aktive Schicht Metalloxide, die ausgewählt sind aus Al2O3, CeO2, La2O3, ZnO, ZrO2, SnO2, Y2O3, WO3, TiO2.
Die katalytisch aktive Schicht enthält bevorzugt ein weiteres katalytisch aktives Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Eisen, Vanadium, Platin, Silber, Gold, PaI- ladium, Ruthenium, Rhodium.
Die Schichtdicke der katalytisch aktiven Schicht beträgt dabei < 500 μm, bevorzugt < 100 μm, besonders bevorzugt < 20 μm. 32993
7 Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiter durch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Katalysators gelöst, umfassend die Schritte:
i) des Bereitsteilens eines Substrats, das eine innere 0- berfläche aufweist; ii) des Aufbringens einer ein Erdalkali-Ionen enthaltenden
Schicht; iii) des anschließenden Aufbringens einer Washcoat- Zusammensetzung enthaltend katalytisch aktive Substan- zen.
Wie vorstehend schon ausgeführt ist das Substrat porös oder weist zumindest bereichsweise durchgehende Kanäle auf.
Der Schritt des Aufbringens einer Erdalkali-Ionen enthaltenden Schicht erfolgt in einfacher Weise bevorzugt durch das Tränken des Substrats in einer Suspension oder Lösung enthaltend ein Erdalkali-Ion.
Zwischen den Schritten b) und c) erfolgt ein Trocknungs- und/oder Kalzinierungsschritt .
Die katalytisch aktive Schicht wird bevorzugt in Form eines Washcoats durch Tränken, Aufsprühen oder Durchsaugen aufge- bracht, der als katalytisch aktive Substanzen bevorzugt Me- tallverbindungen der vorstehend beschriebenen katalytisch aktiven Metalle enthält. Derartige Metallverbindungen sind beispielsweise Nitrate, Chloride, Sulfate, Sulfite, Acetate etc. oder Komplexverbindungen dieser Metalle.
Nach dem Aufbringen des Washcoats erfolgt typischerweise ein Trocknungs- oder Kalzinierungsschritt, worauf zusätzlich abschließend eine Metall- bzw. Edelmetalldotierung der Washcoat- Oberfläche mit entsprechend katalytisch aktiven Metallen bzw. deren Verbindungen erfolgen kann.
Verwendung findet der erfindungsgemäße Katalysator zur Oxida- tion von Kohlenwasserstoffen oder zur Oxidation von CO und von abgelagerten organischen Partikeln, insbesondere Ruß. Der jeweils bevorzugte Verwendungszweck hängt jedoch insbesondere von der Art der Metalle und Metalloxide ab.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen im Detail beschrieben, wobei die nachfolgenden Beispiele jedoch nicht als beschränkend für den Umfang der Erfindung verstanden werden sollen.
Ein nickelhaltiger, poröser Metallschaumkörper folgender Le- gierungszusammensetzung wurde für sämtliche nachstehenden Ausführungsbeispiele als Katalysatorträger verwendet: 55,90 Gew.- % Ni, 0,23 Gew.-%, Co, 4,84 Gew.-% Fe, 22,49 Gew.-% Cr, 10,79 Gew.-% Mo, 3,83 Gew.-% Nb, 0,20 Gew.-% Al, 1,71 Gew. -% Si
Der im Rahmen der vorliegenden Ausführungsbeispiele verwendete Washcoat ist in Beispiel 3 der US 4,900,712 im Detail beschrieben. Der Washcoat wies eine Dichte von 1,45 kg/1 und einem Feststoffgehalt von 45,26% auf.
Ausführungsbeispiel 1
Zunächst wurde für die Vorbehandlung des porösen Metallschaums eine Lösung von 5g Calciumcarbonat in 500g Wasser hergestellt. Nach einer halben Stunde Rühren bei 800C wurde der Magnetrüh- rer und die Heizung ausgeschaltet und die klare, gesättigte Lösung in eine Plastikwanne vorgelegt. Anschließend wurden zwei Streifen des Metallschaumkörpers in die Lösung getaucht. Diese wurden nach circa einer halben Minute Eintauchzeit wieder aus der Lösung entnommen und bei 12O0C getrocknet. An- schließend wurden die getränkten Metallschäumstreifen bei 5500C kalziniert.
Anschließend wurde der vorstehend erwähnte Washcoat mit üblichen Maßnahmen aufgerührt und in diesen Washcoat wurden nach- einander die kalzinierten, mit Calciumcarbonat beschichteten Metallschaumstreifen getaucht und dann mittels Luftdruck ausgeblasen. Nach dem Beschichten erfolgte ein Trocknungsschritt bei 12O0C, gefolgt von einer Kalzination bei 5500C. Die Beladung nach Kalzination mit Washcoat betrug 50 g bezogen auf 1 1 Schaumvolumen.
Ausführungsbeispiel 2
Das Verfahren wurde wie in Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt, wobei jedoch für die Herstellung der Calciumlösung 2,52g CaI- ciumhydroxid in 1.000g Wasser bei 2O0C mit weiterer Zugabe von 2,0 g Ca(OH)2 nach einer Stunde Rühren hergestellt wurde. Für eine weitere Edelmetalldotierung wurden die in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Schäume mittels Totalab- sorption für 10h in eine Edelmetallsalzlösung gelegt. Als Metall wurde Platin verwendet, wobei in beiden Fällen jeweils 2,5 g Platin bezogen auf 1 1 Schaumvolumen aufgebracht wurde. Die in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Schäume wurden nach ihrer Metallisierung bei 8000C für 48 Stunden ge- altert und anschließend wurde eine katalytische Reaktion durchgeführt und die Umsetzung von CO, Kohlenwasserstoffen und NO hin zu den Oxidationsprodukten verfolgt.
Ein Rückgang der katalytischen Aktivität der beschichteten Substrate gemäß den Ausführungsbeispielen 1 und 2 bei der Oxi- dation von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid wurde im Gegensatz zu Katalysatoren, die keine Erdalkalimetallionen enthaltende Schicht aufwiesen, nur zu einem Ausmaß von ca. 5 % beobachtet .

Claims

Patentansprüche
1. Katalysator umfassend
i) ein Substrat, das eine innere Oberfläche aufweist; ii) eine erste Schicht, die auf der äußeren und inneren Oberfläche des Substrats angeordnet ist, enthaltend eine Erdalkalimetallverbindung; iii) eine zweite Schicht, die katalytisch aktiv ist, und die zumindest bereichsweise die erste Schicht bedeckt.
2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat porös ist oder von Kanälen zumindest bereichsweise vollständig durchzogen ist.
3. Katalysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus Metall besteht.
4. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdalkalimetallverbindung ein oder mehrerer Erdalkalimetalle, ausgewählt aus Calcium, Barium und Strontium enthält.
5. Katalysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der ersten Schicht < 500 μm beträgt.
6. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytisch aktive Schicht Metalloxide enthält, die ausgewählt sind aus Al2O3, CeO2, La2O3, ZnO, ZrO2, SnO2, Y2O3, WO3, TiO2.
7. Katalysator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytisch aktive Schicht ein weiteres kata- j 3 j
11 lytisch aktives Metall enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Eisen, Vanadium, Platin, Silber, Gold, Palladium, Ruthenium und Rhodium.
8. Katalysator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der katalytisch aktiven Schicht <
500 μm beträgt.
9. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Schritte:
i) des Bereitsteilens eines Substrats, das eine innere Oberfläche aufweist; ii) des Aufbringens einer ein Erdalkali-Ionen enthaltenden Schicht; iii) des anschließenden Aubringens einer Washcoat-
Zusammensetzung enthaltend katalytisch aktive Substanzen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat porös ist oder zumindest bereichsweise durchgehende Kanäle aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt b) durch Tränken des Substrats in eine Suspension oder Lösung enthaltend ein Erdalkali-Ion erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schritten b) und c) ein Trocknungs- und/oder Kalzinierungsschritt erfolgt. J^ S SJ - bUD- f-WÜ
12 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytisch aktive Schicht in Form eines Wash- coats aufgebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Washcoat durch Tränken, Aufsprühen oder Durchsaugen aufgebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Washcoat weitere katalytisch aktive Metallver- bindungen enthält.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen des Washcoats ein Trocknungs- oder Kalzinierungsschritt erfolgt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass abschließend eine Metalldotierung der Washcoat- Oberfläche erfolgt.
18. Verwendung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Oxidation von Kohlenwasserstoffen.
19. Verwendung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Oxidation von Kohlenmonoxid und von abgela- gerten organischen Partikeln.
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