WO2009049795A2 - Beschichtung von substraten unter gewährleistung einer hohen porosität bei gleichzeitig hoher abriebbeständigkeit der beschichtung - Google Patents
Beschichtung von substraten unter gewährleistung einer hohen porosität bei gleichzeitig hoher abriebbeständigkeit der beschichtung Download PDFInfo
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- B01D53/9422—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by NOx storage or reduction by cyclic switching between lean and rich exhaust gases (LNT, NSC, NSR)
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- B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
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- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/58—Platinum group metals with alkali- or alkaline earth metals
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- B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0215—Coating
- B01J37/0225—Coating of metal substrates
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- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0246—Coatings comprising a zeolite
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- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/34—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation
- B01J37/341—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation making use of electric or magnetic fields, wave energy or particle radiation
- B01J37/343—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation making use of electric or magnetic fields, wave energy or particle radiation of ultrasonic wave energy
Definitions
- the present invention relates to coating suspensions for coating catalyst substrates, to a process for coating catalyst substrates and to a catalyst comprising the catalyst substrates coated according to the invention.
- the object of vehicle catalysts is the chemical conversion of the combustion pollutants hydrocarbons, carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NO x ) to carbon dioxide (CO 2 ), water (H 2 O) and nitrogen (N 2 ) by oxidation or reduction.
- hydrocarbons carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NO x )
- NO x nitrogen oxides
- CO 2 carbon dioxide
- H 2 O water
- N 2 nitrogen
- the three-way catalytic converter can only be used on vehicles with gasoline engine and lambda control.
- the oxygen surplus in the exhaust gas prevents the reduction of NO x and therefore requires special catalysts.
- NO x storage catalyst Another type of catalyst is the NO x storage catalyst. Because modern engines use an excess of oxygen to increase engine efficiency, conventional catalysts can not be used. The oxidation of CO and hydrocarbons is analogous to the conventional three-way catalyst, but nitrogen oxides have to be temporarily stored. Their catalytic reduction succeeds intermittently with a rich exhaust gas mixture. If the absorption capacity of the catalyst is exhausted with nitrogen oxides, a rich, ie reducing, exhaust gas mixture is temporarily set, so that the nitrogen oxides cached in the catalyst are reduced to nitrogen. This prepares the catalyst for the next storage cycle.
- SCR Selective Catalytic Reduction
- the vehicle catalytic converter consists of several components.
- the catalyst substrate is a temperature-stable honeycomb body made of a ceramic or a metal, usually called monoliths, or from the metal carrier metallite, which is traversed with a plurality of thin-walled channels.
- the catalyst substrate also foam structures made of ceramic or metal.
- a catalytically active coating is applied to the catalyst substrate.
- This coating is a porous oxide layer that gives the catalyst a larger surface area and a specific structure.
- the catalytically active precious metals are incorporated, which accelerate the desired reaction. In modern catalytic converters, these are often the precious metals platinum, rhodium and palladium.
- a coating suspension which is also known to the person skilled in the art as a washcoat.
- This contains inorganic support materials which have a large surface area, usually with a BET surface area of more than 8 m 2 / g.
- the catalytically active noble metals deposit on the surface of the inorganic support materials.
- Known coating suspensions contain as inorganic support materials, for example, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or titanium dioxide (TiO 2 ).
- coating suspensions typically contain further metal oxides as promoters or oxygen storage, which may also be coated with platinum group metals, as well as inert, thermally stable filler material.
- the promoter used oxide for example, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or titanium dioxide (TiO 2 ).
- the accessibility of gases to be converted to the catalytically active centers is improved by increasing the porosity. Therefore, one goal is to increase the porosity of the coated catalyst substrate.
- organic burnout materials such as cellulose or polyvinyl alcohol are included in the coating suspension. During calcination of the coated catalyst substrate, these burnt-out materials are removed from the coating leaving pores, which increases the surface area but reduces the abrasion resistance.
- a process for shaping powders into moldings having a large pore volume is disclosed in DE-A-10 2005 052 016.
- a catalytically active powder consisting of particles with a defined internal porosity is mixed with an inelastic pore former, then shaped and calcined. Due to the quenching, the inelastic pore-forming agent is removed and a porous shaped body is formed.
- Organic aggregates often have the disadvantage that they do not always burn residue-free, in particular when using amorphous hydrocarbons. len so that the calcination followed by a complex post-treatment step to remove the residues of the organic aggregates after calcination.
- a coating suspension for coating catalyst substrates which contains a) an inorganic carrier material and b) a polymeric pore-forming agent, wherein the polymeric pore-forming agent is composed of agglomerated polymeric primary particles.
- the polymeric pore-forming agent contained in the coating suspension applied to the catalyst substrate burns without residue during the calcination. In the process, pores or open spaces are left behind so that the surface of the coating is larger than the surface of coatings which do not contain pore formers.
- polymeric pore formers for catalysts is known from DE 10 2005 052 016. There, moldings are produced which contain polymeric pore formers.
- polymeric pore formers can also be present in coating suspensions can and adhere to the coatings produced thereon after burning out of the pore-forming agent on the catalyst substrate and not delaminate.
- the coating suspension according to the invention has the advantage that the polymeric pore-forming agent can be mixed into the coating suspension without damaging the primary particles, since the coating suspensions have a lower viscosity compared to extruding masses of unsupported catalysts. so that the primary particles are not mechanically stressed excessively.
- the polymeric pore-forming agent comprises a polymer or
- any copolymers of the abovementioned polymers are used.
- polypropylene-polyethylene copolymers are used for the coating suspension.
- mixtures, i. Blends of the above polymers are used.
- the polymers mentioned are inexpensive representatives of emulsion polymers. Furthermore, the abovementioned polymers or their copolymer burns without residue.
- the polymeric pore-forming agent further comprises a synthetic resin.
- This synthetic resin is, for example, a polystyrene resin, polypropylene resin, or polypropylene-polyethylene resin.
- Synthetic resins are to be understood in the context of this invention as synthetic resins according to DIN 55958 (December 1988), which are produced by polymerization, polyaddition or polycondensation reactions. be shared. They may be modified by natural substances, for example vegetable or animal oils or natural resins, or be prepared by esterification or saponification of natural resins.
- the synthetic resins are largely amorphous polymeric products without a sharp softening or melting point.
- the polymeric pore former is usually composed of agglomerated polymeric primary particles, which may preferably be spherical or spherical. Of course, other geometrical shapes can also be used within the scope of the invention, but these are difficult to produce in terms of production technology. Preference is given to using polymeric pore formers which have primary particles with an average diameter of 0.5 to 2 ⁇ m, more preferably from 0.7 to 1.5 ⁇ m, very particularly preferably have an average diameter of about 1 ⁇ m.
- the primary particles form substantially spherically shaped agglomerates.
- the agglomerated polymeric primary particles have a diameter of 10 to 100 ⁇ m in the arithmetic mean.
- the spherical or spherical primary particles form more or less regular substructures in this agglomerate.
- the term "spherical” is understood topologically here and includes bodies that can be defined by means of spherical coordinates in space, ie, for example, cube-shaped objects, distorted spheres, egg-shaped body, etc.
- the agglomerated polymeric primary particles can be deagglomerated, especially under the influence of ultrasound ,
- the polymeric pore-forming agent is particularly preferably, based on the solids content of the suspension, in an amount of from 0.5 to 8% by weight, more preferably in an amount of from 0.5 to 4% by weight. and most preferably in an amount of 2% by weight in the coating suspension. Larger amounts reduce the abrasion resistance, smaller amounts cause too little porosity.
- the inorganic support material On the surface of the inorganic support material is catalytically active material which accelerates the desired reaction in the catalyst.
- Preferred inorganic support materials are metal or semimetal oxides.
- the inorganic carrier material is preferably selected from the group consisting of aluminum oxide, silicon dioxide, silicon-aluminum oxide, zirconium dioxide, titanium dioxide, cerium oxide, cerium-zirconium oxide and a zeolite. Very particular preference is given to aluminum oxide, cerium-zirconium oxide or cerium oxide.
- the preferred inorganic support materials are temperature resistant and are particularly cost effective among the temperature resistant materials.
- the coating suspension further contains a promoter.
- a promoter are added to a catalyst in order to improve the effect of the actual catalyst.
- the composition according to the invention may contain an inorganic carrier material, a polymeric pore-forming agent and a promoter.
- the promoter simultaneously acts as an oxygen reservoir. The skilled worker knows that not every promoter is also an oxygen storage at the same time.
- an oxygen storage is to be understood as meaning a substance in which monoatomic oxygen can be transported and can be taken up by the oxygen and released from the oxygen.
- Other promoters improve the dispersion or reduction of noble metals.
- the promoter comprises tin oxide or a lanthanoid oxide, in particular a cerium oxide or the praseodymium oxide Pr 6 O 1I or the neodymium oxide Nd 2 O 3 . These act simultaneously as oxygen storage.
- the promoters can be added to the coating suspension in order to increase the action of the catalytically active noble metals.
- the coating suspension further contains a stabilizer.
- the composition according to the invention may contain an inorganic carrier material, a polymeric pore-forming agent and a stabilizer and optionally a promoter.
- a stabilizer those skilled in the art will understand a substance that reduces the amount of phase transitions at high temperatures. For example, at high temperatures, the surface of alumina is changed in structure (see "Catalysis from A to Z" edited by B. Cornils, WA Herrmann, M.
- stabilizers are added Preferred stabilizers are selected from the group consisting of tungsten oxide, lanthanum oxide, zirconium dioxide, silicon dioxide, yttrium oxide, cerium oxide, Iron oxide or tin oxide, the stabilizers being able to be homogeneously mixed with the carrier material
- the stabilizer materials can be stabilized to different degrees, although not every stabilizer stabilizes equally effectively Aluminum oxide is stabilized particularly well by lanthanum oxide, cerium oxide as inorganic carrier material becomes particularly good of zirconium di oxide stabilized.
- a particularly preferred coating suspension further contains e) a storage material.
- the coating suspension according to the invention may contain an inorganic carrier material, a polymeric pore-forming agent and a storage material and may optionally contain a stabilizer or a promoter, wherein the latter may also be an oxygen storage.
- Storage materials are, for example, zeolites or alkaline earth metal oxides.
- Zeolites are particularly preferably used as storage material for unburned hydrocarbons.
- the zeolite is more preferably in the H form or is a metal (ion) exchanged zeolite.
- the storage of unburned hydrocarbons is important in the phase after starting the engine. The person skilled in the art knows which zeolite type can be used as the storage material and which type of zeolite can be used as the inorganic carrier material.
- an alkaline earth metal oxide such as CaOBaO or SrO is used as a storage material for the storage of NO x .
- the coating suspension may preferably also contain f) metals of the VIII or I. subgroup.
- the metals are particularly preferably selected from the group consisting of palladium, platinum, rhodium, silver, gold, iridium and ruthenium.
- the metals are the catalytically active ingredients that accelerate the desired reaction in the catalyst. Alternatively, the metals may be applied after coating the catalyst substrate.
- the coating suspension also contains g) a filler. This is particularly preferably selected from the group consisting of cordierite, mullite, magnesium aluminum titanate and mixtures thereof.
- the object underlying the invention is further achieved by a method for coating catalyst substrates, in which
- a) a coating suspension and a catalyst substrate are provided, b) the coating suspension is applied to the catalyst substrate so that a coating is formed, c) the coating is dried and calcined,
- the coating suspension contains a polymeric pore-forming agent which is removed without residue in step c).
- residue-free is understood as meaning that, after removal of the pore-forming agent, less than 200 ppm by weight of residues from the pore-forming agent remain in the coating.
- the polymeric pore-forming agent contained in the coating suspension according to the invention is burnt out.
- a coated catalyst substrate is obtained which increasingly has pores in the order of magnitude of 1 ⁇ m.
- the surface of the coating is increased and, surprisingly, it has been found that the coating is particularly resistant to abrasion.
- polymeric pore formers are all materials mentioned above (see the above description of the coating suspension according to the invention).
- the coating suspension contains the polymeric pore-forming agent which is deagglomerated by ultrasonic treatment.
- This ultrasonic treatment is carried out before or after the addition of the polymeric pore-forming agent to the coating suspension.
- the primary particles can be separated.
- the separation of the primary particles is also achieved in part by the mixing in of the polymeric pore-forming agent. Due to the ultrasonic treatment, the separation takes place increasingly.
- the calcination in step c) takes place at a temperature between 450 0 C and 600 0 C, more preferably between 500 0 C and 600 0 C.
- a temperature between 450 0 C and 600 0 C is quite possible, if necessary, still burn out last residues completely.
- temperatures should not act C in the temperature range between 600 to 700 0 too long to the inventive coated catalyst substrate in order to avoid thermally induced damage and hence a deteriorated catalytic activity from the outset.
- the object underlying the invention is further achieved by a catalyst having a coating, wherein the catalyst has a coating produced according to the invention.
- the catalytically active coating has an increased porosity in the range of pore diameters in the range from 0.5 ⁇ m to 2 ⁇ m, preferably from 0.7 to 1.5 ⁇ m, and most preferably about 1 ⁇ m.
- the catalyst according to the invention is used as a diesel particulate filter, diesel oxidation catalyst, NO x storage catalyst or for selective catalytic reduction.
- metal sheets measuring 25 ⁇ 90 mm were coated with a washcoat.
- the washcoat was composed as follows: 200 g lanthanum stabilized alumina (Sasol's Puralox SCF a 140L), 250 g water, 3.5 g acetic acid, 1.56 g colloidal alumina (Al 20 from Nyacol).
- the composition was 1% polyvinyl alcohol added based on the solids content.
- the coated sheets were calcined at 550 ° C. for 3 hours. As a result, the organic aggregate is burned out to form additional pores.
- the coated panels (coating size: 80 mg) were then subjected to abrasion testing using compressed air.
- the coated sheet with a width of 25 mm was clamped in a holder.
- the compressed air nozzle has an inside diameter of 4 mm and was arranged at a distance of 9 mm in front of the sheet metal.
- the pressure on the manometer was set to 6 bar.
- the sharp stream of compressed air was directed at the coating for 15 seconds. It was found that the coating was removed to 75% of the original coating.
- a second metal sheet was coated with a washcoat, wherein the addition of polyvinyl alcohol was omitted, then dried and calcined.
- the abrasion test on the coated metal sheets (coating composition: 70 mg) resulted in a detachment of the washcoat to 50% of the coated area.
- the coating has pores in the range of pore diameters between 7.5 and 40 nm. The pore diameters were determined by means of mercury porosimetry according to DIN 66133 at a maximum pressure of 2000 bar .
- Metal sheets measuring 25 ⁇ 90 mm were coated with a washcoat having the same composition as in Example 1. However, in place of the polyvinyl alcohol, based on the solids content, 2% of polymer resin (Almatex Muticle PP600) as pore former was added to this composition. This is a polymeric pore-forming agent composed of spheres having a diameter of about 1 ⁇ m (arithmetic mean). By applying ultrasound, the polymeric pore former was deagglomerated prior to coating. After coating and drying at 120 0 C, the coated sheets were calcined at 550 0 C, wherein the organic aggregate is burned out to form the pores. The coated sheets (coating weight: 50 mg) were subjected to the abrading test described above with compressed air.
- the coating was removed to 50% of the coated area.
- the coating also has pores with pore diameters of about 1 ⁇ m.
- the pore diameter was determined by means of mercury porosimetry according to DIN 66133 at a maximum pressure of 2000 bar.
- the abrasion resistance of the coating has been improved by the Addition of pore-forming agent Almatex Muticle not decreased. Both in the coating without pore-forming agent and in the coating according to the invention, ie the organic additive with 2%, only 50% of the coated surface was removed by the abrasion test. In contrast, 75% of the coated area was removed in a coating with a pore former according to the prior art.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungssuspension für die Beschichtung von Katalysatorsubstraten, die einen polymeren Porenbildner umfasst. Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Beschichtung von Katalysatorsubstraten, indem a) eine Beschichtungssuspension und ein Katalysatorsubstrat bereitgestellt werden b) die Beschichtungssuspension auf das Katalysatorsubstrat aufgetragen wird, c) die aufgetragene Beschichtung getrocknet und kalziniert wird, wobei die Beschichtungssuspension einen polymeren Porenbildner enthält, der in Schritt c) rückstandsfrei entfernt wird. Ferner betrifft die Erfindung einen Katalysator, der erfindungsgemäß beschichtete Katalysatorsubstrate umfaßt.
Description
Beschichtung von Substraten unter Gewährleistung einer hohen Porosität bei gleichzeitig hoher Abriebbeständigkeit der Beschichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft Beschichtungssuspensionen zur Beschichtung von Katalysatorsubstraten, ein Verfahren zur Beschichtung von Katalysatorsubstraten und einen Katalysator, der die erfindungsgemäß beschichteten Katalysatorsubstrate umfaßt.
In den letzten Jahren sind die gesetzlichen Abgasnormen von Brennkraftmaschinen stetig verschärft worden. Innermotorische Maßnahmen reichen nicht mehr aus, um den gesetzlichen Anforderungen zu genügen. Daher sind moderne Fahrzeugkatalysatoren für die Abgas -Nachbehandlung notwendig, um die Abgasgrenzwerte einzuhalten.
Die Aufgabe von Fahrzeugkatalysatoren besteht in der chemischen Umsetzung der Verbrennungsschadstoffe Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxide (NOx) zu Kohlendioxid (CO2) , Wasser (H2O) und Stickstoff (N2) durch Oxidation oder Reduktion. Je nach Aufgabe gibt es unterschiedliche Arten von Katalysatoren. Bei einem Drei-Wege-Katalysator finden die Oxidation von CO und Kohlenwasserstoffen sowie die Reduktion von NOx parallel zueinander statt. Der Dreiwegekatalysator kann nur bei Fahrzeugen mit Otto-Motor und Lambda-Regelung eingesetzt werden. Bei einem Dieselmotor verhindert der Sauerstoffüber- schuss im Abgas die Reduktion des NOx und macht daher spezielle Katalysatoren erforderlich.
Um in Dieselmotoren den Gehalt an NOx im Abgas zu verringern, können zum einen innermotorische Maßnahmen vorgenommen werden, durch die die Verbrennung gezielt beeinflußt wird. Nachteil bei diesen Maßnahmen sind jedoch eine erhöhte Russ -Emission und ein Sinken der Motorleistung. Aufgrund von deutlich nied- rigeren Abgastemperaturen im Vergleich zum Otto-Motor sind Katalysatoren bei Dieselmotoren oft nahe am Abgaskrümmer verbaut. Ziel der Katalysatoren bei Dieselmotoren ist nicht nur die NOx-Minimierung, sondern auch die Oxidation der Rußpartikel und unverbrannten Kohlenwasserstoffen, um die Feinstaubemissi- on zu verringern. Bei dieser Art der Katalysatoren handelt es sich um die bekannten Diesel -Oxidationskatalysatoren. Diese Katalysatoren sind gewöhnlich mit einer katalytisch aktiven Beschichtung ausgestattet, die Platin und/oder Palladium enthält.
Ein weiterer Typ Katalysator ist der NOx-Speicherkatalysator . Da moderne Motoren mit einem Sauerstoffüberschuss zur Erhöhung des Motorwirkungsgrades arbeiten, können herkömmliche Katalysatoren nicht eingesetzt werden. Die Oxidation von CO und Koh- lenwasserstoffen geht analog zum herkömmlichen Dreiwegekatalysator vonstatten, jedoch müssen Stickoxide zwischengespeichert werden. Deren katalytische Reduktion gelingt intermittierend mit einem fetten Abgasgemisch. Ist die Aufnahmekapazität des Katalysators mit Stickoxiden erschöpft, wird kurzzeitig ein fettes, d.h. reduzierendes Abgasgemisch eingestellt, so dass die im Katalysator zwischengespeicherten Stickoxide zu Stickstoff reduziert werden. Damit wird der Katalysator für den nächsten Speicherzyklus vorbereitet.
Ein weiteres mittlerweile marktreifes Verfahren zur Reduktion der Stickoxide ist die so genannte Selektive Katalytische Reduktion (SCR) . Hierbei wird kontinuierlich eine wässrige Harnstofflösung, z.B. mittels einer Dosierpumpe, in den Abgasstrom
eingespritzt. Dabei entsteht durch Hydrolyse Wasser und Ammoniak, wobei der Ammoniak in der Lage ist, die Stickoxide im Abgas zu Stickstoff zu reduzieren.
Der Fahrzeugkatalysator besteht aus mehreren Komponenten. Als Katalysatorsubstrat dient ein temperaturstabiler Wabenkörper aus einer Keramik oder einem Metall, in der Regel so genannte Monolithe, oder aus dem Metallträger Metallit, der mit einer Vielzahl dünnwandiger Kanäle durchzogen ist. Als Katalysatorsubstrat dienen auch Schaumstrukturen aus Keramik oder Metall.
Auf das Katalysatorsubstrat wird eine katalytisch aktive Be- schichtung aufgetragen. Bei dieser Beschichtung handelt es sich um eine poröse Oxidschicht, durch die der Katalysator eine größere Oberfläche und eine spezifische Struktur erhält. In dieser Katalysatorbeschichtung sind die katalytisch aktiven Edelmetalle eingelagert, die die gewünschte Umsetzung beschleunigen. Bei modernen Abgaskatalysatoren sind dies oft die Edelmetalle Platin, Rhodium und Palladium.
Zur Herstellung des beschichteten Katalysatorsubstrates wird dieses mit einer Beschichtungssuspension kontaktiert, die dem Fachmann auch als Washcoat bekannt ist. Diese enthält anorganische Trägermaterialien, die über eine große Oberfläche verfügen, meistens mit einer BET-Oberflache von mehr als 8 m2/g. Auf der Oberfläche der anorganischen Trägermaterialien lagern sich die katalytisch aktiven Edelmetalle ab. Bekannte Be- schichtungssuspensionen enthalten als anorganische Trägermaterialien beispielsweise Aluminiumoxid (Al2O3) oder Titandioxid (TiO2) . Neben den Trägermaterialien enthalten Beschich- tungssuspensionen typischerweise weitere Metalloxide als Promotoren oder SauerstoffSpeicher, die ebenfalls mit Metallen der Platingruppe belegt sein können, sowie inertes, thermisch stabiles Füllmaterial. Als Promotor wird beispielsweise Zirko-
niumoxid verwendet
Die Zugänglichkeit von umzusetzenden Gasen zu den katalytisch aktiven Zentren wird durch Erhöhung der Porosität verbessert. Daher ist ein Ziel die Erhöhung der Porosität des beschichte- ten Katalysatorsubstrates.
Ferner ist eine hohe Abriebbeständigkeit erforderlich. Während des Katalysatorbetriebs soll sowenig Beschichtungsmaterial wie möglich abgetragen werden. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die beiden Eigenschaften hohe Porosität und Abriebbeständigkeit sich gegenläufig verhalten. Eine Beschichtung mit einer hohen Porosität zeigt eine geringe Abriebbeständigkeit. Daher wird in der Praxis ein Kompromiß hinsichtlich der beiden Größen eingegangen.
Um eine Erhöhung der Porosität der Beschichtung zu erreichen, sind organische Ausbrennstoffe, wie beispielsweise Zellulose oder Polyvinylalkohol , in der Beschichtungssuspension enthalten. Während der Kalzination des beschichteten Katalysator- Substrats werden diese Ausbrennstoffe aus der Beschichtung entfernt und hinterlassen Poren, wodurch die Oberfläche zwar erhöht wird, die Abriebbeständigkeit jedoch verringert wird.
Ein Verfahren zur Formgebung von Pulvern zu Formkörpern, die über ein großes Porenvolumen verfügen, ist in der DE-A-10 2005 052 016 offenbart. Bei diesem Verfahren wird ein katalytisch aktives Pulver bestehend aus Partikeln mit definierter innerer Porosität mit einem unelastischen Porenbildner vermischt, anschließend geformt und kalziniert. Durch die KaI- zination wird der unelastische Porenbildner entfernt und es entsteht ein poröser Formkörper. Organische Zuschlagsstoffe weisen oft den Nachteil auf, daß sie nicht immer rückstands- frei verbrennen, insbesondere bei Verwendung von amorphen Koh-
lenstoff, so daß sich der Kalzination ein aufwendiger Nachbehandlungsschritt anschließt, um die Rückstände der organischen Zuschlagsstoffe nach der Kalzination zu entfernen.
Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, eine Beschich- tungssuspension und ein Verfahren bereitzustellen, mit der bzw. dem ein beschichtetes Katalysatorsubstrat erhalten wird, das eine hohe Porosität und eine hohe Abriebbeständigkeit aufweist. Ferner lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator bereitzustellen, der ein Katalysatorsubstrat mit Beschichtung umfaßt, wobei die Beschichtung eine hohe Porosität und eine hohe Abriebbeständigkeit aufweist. Eine weitere Aufgabe bestand darin, eine Nachbehandlung der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Katalysatoren zu vermeiden.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Beschichtungssuspension zur Beschichtung von Katalysatorsubstraten, die a) ein anorganisches Trägermaterial und b) einen polymeren Porenbildner enthält, wobei der polymere Porenbildner aus agglomerierten polymeren Primärpartikeln zusammengesetzt ist.
Der polymere Porenbildner, der in der auf das Katalysatorsubstrat aufgetragenen Beschichtungssuspension enthalten ist, verbrennt während der Kalzination rückstandsfrei. Dabei werden Poren bzw. Freiräume hinterlassen, so dass die Oberfläche der Beschichtung größer ist als die Oberfläche von Beschichtungen, die keinen Porenbildner enthalten. Wie oben bereits erwähnt ist die Verwendung von polymeren Porenbildnern für Katalysatoren aus der DE 10 2005 052 016 bekannt. Dort werden Formkörper hergestellt, die polymere Porenbildner enthalten.
Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, dass polymere Porenbildner auch in Beschichtungssuspensionen enthalten sein
können und die damit hergestellten Beschichtungen nach dem Ausbrennen der Porenbildner auf dem Katalysatorsubstrat haften bleiben und nicht delaminieren. Die Erwartung, dass die Poren die Beschichtung mechanisch so destabilisieren, dass die Beschichtungen delaminieren, hat sich nicht bestätigt.
Im Vergleich zu den Festkatalysatoren der DE 10 2005 052 016 hat die erfindungsgemäße Beschichtungssuspension den Vorteil, dass sich der polymere Porenbildner in die Beschichtungssuspension einmischen lässt, ohne dass die Primärpartikel Schaden nehmen, da die Beschichtungssuspensionen im Vergleich zu Extrudiermassen von Vollkatalysatoren eine geringere Viskosität besitzen, so daß die Primärpartikel mechanisch nicht übermäßig beansprucht werden.
Bevorzugt umfaßt der polymere Porenbildner ein Polymer oder
Copolymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyurethanen, Polyacrylnitrilen, Polyacrylat, Polyvinylacetat , Polystyrol und Mischungen davon. Erfindungs- gemäß kommen beliebige Copolymere der oben genannten Polymere zum Einsatz. Beispielsweise werden Polypropylen-Polyethylen- Copolymere für die Beschichtungssuspension verwendet. Ferner können auch Mischungen, d.h. Blends der oben genannten Polymere eingesetzt werden. Bei den genannten Polymeren handelt es sich um kostengünstige Vertreter von Emulsionspolymerisaten. Ferner verbrennen die oben genannten Polymere bzw. deren Copolymer rückstandsfrei.
Bevorzugt umfaßt der polymere Porenbildner ferner ein Kunstharz. Dieses Kunstharz ist z.B. ein Polystyrolharz, Polypropy- lenharz, oder Polypropylen-Polyethylen-Harz . Kunstharze sollen im Rahmen dieser Erfindung verstanden werden als synthetische Harze gemäß DIN 55958 (Dezember 1988) , die durch Polymerisations-, Polyadditions- oder Polykondensationsreaktionen herges-
teilt werden. Sie können durch Naturstoffe, zum Beispiel pflanzliche oder tierische Öle beziehungsweise natürliche Harze, modifiziert sein oder durch Veresterung oder Verseifung natürlicher Harze hergestellt sein. Es handelt sich bei den Kunstharzen um weitgehend amorphe polymere Produkte ohne scharfen Erweichungs- oder Schmelzpunkt.
Der polymere Porenbildner ist gewöhnlich aus agglomerierten polymeren Primärpartikeln zusammengesetzt, die bevorzugt kugelförmig oder sphärisch sein können. Andere geometrische For- men sind natürlich ebenfalls im Rahmen der Erfindung einsetz - bar, doch sind diese fertigungstechnisch schwerer herzustellen. In bevorzugter Weise kommen polymere Porenbildner zur Anwendung, die Primärpartikel mit einem mittleren Durchmesser von 0,5 bis 2 μm, besonders bevorzugt von 0,7 bis 1,5 μm auf- weisen, ganz besonders bevorzugt einen mittleren Durchmesser von etwa 1 μm haben.
In einer besonders bevorzugten weiteren Ausführungsform bilden die Primärpartikel im Wesentlichen sphärisch geformte Agglo- merate . Die agglomerierten polymeren Primärpartikel haben im arithmetischen Mittel einen Durchmesser von 10 bis 100 μm. Die kugelförmigen bzw. sphärischen Primärpartikel bilden in diesem Agglomerat mehr oder minder regelmäßige Unterstrukturen aus . Der Begriff „sphärisch" wird vorliegend topologisch verstanden und umfaßt dabei Körper, die mittels Kugelkoordinaten im Raum definiert werden können, also z.B. auch würfelförmige Objekte, verzerrte Kugeln, eiförmige Körper etc. Die agglomerierten polymeren Primärpartikel lassen sich deagglomerieren, insbesondere unter dem Einfluß von Ultraschall.
Besonders bevorzugt ist der polymere Porenbildner bezogen auf den Feststoffgehalt der Suspension in einer Menge von 0,5 bis 8 Gew.-%, noch bevorzugter in einer Menge von 0,5 bis 4 Gew.-%
und am meisten bevorzugt in einer Menge von 2 Gew.-% in der Beschichtungssuspension enthalten. Größere Mengen verringern die Abriebsbeständigkeit, geringere Mengen bewirken eine zu geringe Porosität.
An der Oberfläche des anorganischen Trägermaterials befindet sich katalytisch aktives Material, das die gewünschte Umsetzung in dem Katalysator beschleunigt. Als bevorzugte anorganische Trägermaterialien dienen Metall- oder Halbmetalloxide. Bevorzugt ist das anorganische Trägermaterial ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Silizium-Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Titandioxid, Ceroxid, Cer-Zirkonoxid und einem Zeolithen. Ganz besonders bevorzugt sind Aluminiumoxid, Cer-Zirkonoxid oder Ceroxid. Die bevorzugten anorganischen Trägermaterialien sind temperaturbeständig und sind besonders unter den temperaturbeständigen Materialen kostengünstig .
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Beschichtungssuspension ferner einen Promoter. Diese werden einem Ka- talysator zugefügt, um die Wirkung des eigentlichen Katalysators zu verbessern. Damit kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung ein anorganisches Trägermaterial, einen polymeren Porenbildner und einen Promotor enthalten. In bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung wirkt der Promoter gleichzeitig als SauerstoffSpeicher. Der Fachmann weiß, daß nicht jeder Promotor auch gleichzeitig ein SauerstoffSpeicher ist.
Unter einem SauerstoffSpeicher soll im Rahmen dieser Erfindung ein Stoff verstanden werden, in dem monoatomarer Sauerstoff transportiert werden kann und von dem Sauerstoff aufgenommen und aus dem Sauerstoff freigesetzt werden kann. Andere Promotoren verbessern die Dispersion oder Reduktion von Edelmetallen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Promotor Zinnoxid oder ein Lanthanoidenoxid, insbesondere ein Ceroxid oder das Praseodymoxid Pr6O1I oder das Neodymoxid Nd2O3. Diese wirken gleichzeitig als SauerstoffSpeicher . Die Promoto- ren können erfindungsgemäß der Beschichtungssuspension zugesetzt werden, um die Wirkung der katalytisch aktiven Edelmetalle zu erhöhen.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Beschich- tungssuspension ferner einen Stabilisator. Damit kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung ein anorganisches Trägermaterial, einen polymeren Porenbildner und einen Stabilisator sowie gegebenenfalls einen Promotor enthalten.
Unter einem Stabilisator versteht der Fachmann einen Stoff, der das Ausmaß an Phasenübergängen bei hohen Temperaturen reduziert. Beispielsweise wird bei hohen Temperaturen die Oberfläche von Aluminiumoxid in ihrer Struktur geändert (siehe „Catalysis from A to Z", herausgegeben von B. Cornils, W. A. Herrmann, M. Muhler, C-H. Wong, Wiley-VCH, 2007, Band III, Seite 1323) . Die Änderung geht einher mit einem Verlust der spezifischen Oberfläche. Um diesen Verlust der spezifischen Oberfläche zu verringern, werden Stabilisatoren hinzugegeben. Bevorzugte Stabilisatoren sind ausgewählt aus der Gruppe be- stehend aus Wolframoxid, Lanthanoxid, Zirkoniumdioxid, Siliziumdioxid, Yttriumoxid, Ceroxid, Eisenoxid oder Zinnoxid, wobei die Stabilisatoren homogen mit dem Trägermaterial vermischt vorliegen können. Die Trägermaterialien können unterschiedlich stark von den Stabilisatoren stabilisiert werden. Dabei stabilisiert nicht jeder Stabilisator jedes Trägermaterial gleich wirksam. Aluminiumoxid wird besonders gut von Lanthanoxid stabilisiert, Ceroxid als anorganisches Trägermaterial wird besonders gut von Zirkoniumdioxid stabilisiert.
Eine besonders bevorzugte Beschichtungssuspension enthält ferner e) ein Speichermaterial. Damit kann die erfindungsgemäße Beschichtungssuspension ein anorganisches Trägermaterial, einen polymeren Porenbildner und ein Speichermaterial enthalten sowie ggf. einen Stabilisator oder einen Promotor enthalten, wobei letzterer auch ein SauerstoffSpeicher sein kann. Dieser unterscheidet sich grundlegend von dem Speichermaterial, das zugegeben werden kann, um beispielsweise unverbrannte Kohlenwasserstoffe speichern zu können. Speichermaterialien sind beispielsweise Zeolithe oder Erdalkalimetalloxide.
Besonders bevorzugt werden Zeolithe als Speichermaterial für unverbrannte Kohlenwasserstoffe verwendet. Zu diesem Zweck liegt der Zeolith besonders bevorzugt in der H- Form vor oder ist ein Metall (ionen) ausgetauschter Zeolith. Die Speicherung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen ist in der Phase nach dem Starten des Motors von Bedeutung. Der Fachmann weiß, welcher Zeolithtyp als Speichermaterial verwendet werden kann und welcher Zeolithtyp als anorganisches Trägermaterial zum Ein- satz kommen kann.
Besonders bevorzugt wird ein Erdalkalimetalloxid wie CaOBaO oder SrO als Speichermaterial für die Speicherung von NOx verwendet .
Bevorzugt kann die Beschichtungssuspension ferner f) Metalle der VIII. oder I. Nebengruppe enthalten. Besonders bevorzugt sind die Metalle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Palladium, Platin, Rhodium, Silber, Gold, Iridium und Ruthenium. Bei den Metallen handelt es sich um die katalytisch aktiven Bestandteile, die die gewünschte Reaktion im Katalysator beschleunigt. Alternativ können die Metalle nach dem Beschichten des Katalysatorsubstrates aufgebracht werden.
In einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung enthält die Beschichtungssuspension ferner g) einen Füllstoff. Dieser ist besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cordierit, Mullit, Magnesium-Aluminiumtitanat und Mischungen davon. Durch Verwendung von Füllstoffen wird ein Kostenvorteil erzielt. Die Füllstoffe sind inert und beeinflussen die Funktion weiterer Komponenten nicht negativ.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Beschichtung von Katalysatorsubstraten, bei dem
a) eine Beschichtungssuspension und ein Katalysatorsubstrat bereitgestellt werden, b) die Beschichtungssuspension auf das Katalysator- substrat aufgetragen wird, so dass eine Beschichtung entsteht, c) die Beschichtung getrocknet und kalziniert wird,
wobei die Beschichtungssuspension einen polymeren Porenbildner enthält, der in Schritt c) rückstandsfrei entfernt wird.
Unter „rückstandsfrei" wird im Rahmen der Erfindung verstanden, dass nach der Entfernung des Porenbildners weniger als 200 Gew.-ppm Rückstände aus dem Porenbildner in der Beschichtung verbleiben.
Durch das Kalzinieren wird der in der erfindungsgemäßen Beschichtungssuspension enthaltene polymere Porenbildner ausgebrannt. Dadurch wird ein beschichtetes Katalysatorsubstrat erhalten, dass verstärkt Poren in der Größenordnung um 1 μm auf- weist. Die Oberfläche der Beschichtung wird erhöht und überraschenderweise ist gefunden worden, dass die Beschichtung besonders abriebfest ist. Als polymere Porenbildner kommen alle
oben genannte Materialien zum Einsatz (siehe die vorstehende Beschreibung der erfindungsgemäßen Beschichtungssuspension) .
Überraschenderweise wurde ferner gefunden, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aufwendige Nachbehandlungsschritte des mit der erfindungsgemäßen Beschichtungssuspension erhaltenen Katalysatorsubstrates vermieden werden. Dies führt weiterhin dazu, dass das mit der erfindungsgemäßen Beschichtungssuspension beschichtete Katalysatorsubstrat während des Einsatzes in einem katalytischen Prozess weniger verkokt als herkömmliche beschichtete Katalysatorsubstrate, die durch den Einsatz organischer Porenbildner erhalten werden, so daß die Standzeit in den katalytischen Zyklen höher ist verglichen mit Beschichtun- gen, die aus herkömmlichen Beschichtungssuspensionen gewonnen werden .
In einem weiteren bevorzugten Verfahren zur Beschichtung eines Katalysatorsubstrats enthält die Beschichtungssuspension den polymeren Porenbildner, der durch eine Ultraschallbehandlung deagglomeriert wird. Diese Ultraschallbehandlung wird vor oder nach der Zugabe des polymeren Porenbildners zur Beschichtungssuspension durchgeführt. Durch diesen Verfahrensschritt können die Primärpartikel vereinzelt werden. Die Vereinzelung der Primärpartikel wird auch zum Teil durch das Einmischen des polymeren Porenbildners erreicht. Durch die Ultraschallbehand- lung findet die Vereinzelung verstärkt statt.
In einem bevorzugten Verfahren zur Beschichtung von Katalysatorsubstraten erfolgt die Kalzination in Schritt c) bei einer Temperatur zwischen 450 0C und 600 0C, besonders bevorzugt zwischen 500 0C und 600 0C. Unterhalb von 400 bis ca. 4500C werden das polymere Material und die Zuschlagsstoffe im Allgemeinen nicht vollständig ausgebrannt bzw. umgewandelt, oberhalb von ca. 6000C besteht die Gefahr, daß der Katalysator
durch thermische Beanspruchung geschädigt wird. Damit sinkt die Katalyseleistung des beschichteten Katalysatorsubstrates ab. Es wird jedoch festgehalten, daß kurzfristig eine Temperatur von mehr als 6000C durchaus auch möglich ist, um gegebenenfalls letzte Rückstände noch vollständig auszubrennen. Je- doch sollten Temperaturen im Temperaturbereich zwischen 600 bis 7000C nicht allzu lange auf das erfindungsgemäße beschichtete Katalysatorsubstrat einwirken, um thermisch induzierte Schädigungen und damit eine verschlechterte katalytische Aktivität von vornherein auszuschließen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Katalysator mit einer Beschichtung, wobei der Katalysator eine erfindungsgemäß hergestellte Beschichtung aufweist. Die katalytisch aktive Beschichtung weist verstärkt ei- ne Porosität im Bereich von Porendurchmessern im Bereich von 0,5 μm bis 2 μm, bevorzugt von 0,7 bis 1,5 μm und am meisten bevorzugt von etwa 1 μm aufweisen.
Der erfindungsgemäße Katalysator wird verwendet als Diesel - partikelfilter, Dieseloxidationskatalysator, NOx-Speicher- katalysator oder zur Selektiven Katalytischen Reduktion.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne dass dieses als einschränkend verstanden werden soll.
Ausführungsbeispiel
1. Erhöhung der Porosität einer Beschichtung gemäß Stand der Technik:
Zu diesem Zweck wurden Metallbleche mit dem Ausmaß 25 x 90 mm mit einem Washcoat beschichtet. Der Washcoat setzte sich wie folgt zusammen: 200 g Lanthan stabilisiertes Aluminiumoxid (Puralox SCF a 140L von Sasol) , 250 g Wasser, 3,5 g Essigsäure, 1,56 g colloidales Alumina (Al 20 von Nyacol) . Der Zusam- mensetzung wurde bezogen auf den Feststoffgehalt noch 1 % Po- lyvinylalkohol zugesetzt. Nach Trocknung bei 120 0C wurden die beschichteten Bleche bei 550 0C für 3 Stunden kalziniert. Dadurch wird der organische Zuschlagsstoff unter Ausbildung von zusätzlichen Poren ausgebrannt. Die beschichteten Bleche (Be- Schichtungsmasse: 80 mg) wurden anschließend einem Abriebstest unter Verwendung von Druckluft unterzogen. Für den Test wurde das beschichtete Blech in der Breite von 25 mm in eine Halte- rung eingespannt. Die Druckluftdüse hat einen Innendurchmesser von 4 mm und wurde in einem Abstand von 9 mm vor dem Blech an- geordnet. Der Vordruck am Manometer wurde auf 6 bar eingestellt. Der scharfe Druckluftstrahl wurde für 15 s auf die Beschichtung gerichtet. Dabei zeigte sich, daß die Beschichtung auf 75% der ursprünglichen Beschichtung abgetragen wurde.
Entsprechend wurde ein zweites Metallblech mit einem Washcoat beschichtet, wobei auf die Zugabe von Polyvinylalkohol verzichtet wurde, anschließend getrocknet und kalziniert. Der Abriebstest an den beschichteten Blechen (Beschichtungsmasse : 70 mg) führte zu einer Ablösung des Washcoats auf 50 % der be- schichteten Fläche. Die Beschichtung weist vor allem Poren im Bereich von Porendurchmessern zwischen 7,5 und 40 nm auf. Die Bestimmung der Porendurchmesser erfolgte mittels Quecksilber- Porosimetrie nach DIN 66133 bei einem maximalen Druck von 2000
bar .
Ein Vergleich zwischen beschichteten Blechen mit bzw. ohne Porenbildner zeigt, daß die Abriebsbeständigkeit durch die Zugabe von organischen Zuschlagsstoffen signifikant verringert wird.
2. Erhöhung der Porosität einer erfindungsgemäßen Beschich- tung:
Metallbleche mit dem Ausmaß 25 x 90 mm wurden mit einem Wash- coat mit derselben Zusammensetzung wie in Beispiel 1 beschichtet. Dieser Zusammensetzung wurde jedoch anstelle des Polyvi- nylalkohols bezogen auf den Feststoffgehalt 2 % Polymerharz (Almatex Muticle PP600) als Porenbildner zugesetzt. Hierbei handelt es sich um einen polymeren Porenbildner, der sich aus Kugeln zusammensetzt, die einen Durchmesser um etwa 1 μm (arithmetisches Mittel) aufweisen. Durch Anwendung von Ultraschall wurde vor der Beschichtung der polymere Porenbildner deagglomeriert. Nach der Beschichtung und Trocknung bei 120 0C wurden die beschichteten Bleche bei 550 0C kalziniert, wobei der organische Zuschlagsstoff unter Ausbildung der Poren ausgebrannt ist. Die beschichteten Bleche (Beschichtungsmasse : 50 mg) wurden im Anschluß dem oben beschriebenen Abriebstest mit Druckluft unterzogen. Dabei zeigte sich, daß die Beschichtung auf 50% der beschichteten Fläche abgetragen wurde. Die Beschichtung weist neben Poren mit Porendurchmessern zwischen 7,5 und 40 nm auch Poren mit Porendurchmessern von etwa 1 μm auf . Die Bestimmung der Porendurchmesser erfolgte mittels Quecksilber-Porosimetrie nach DIN 66133 bei einem maximalen Druck von 2000 bar.
Die Abriebbeständigkeit der Beschichtung hat sich durch die
Zugabe des Porenbildners Almatex Muticle nicht verringert. Sowohl bei der Beschichtung ohne Porenbildner als auch bei der erfindungsgemäßen Beschichtung, d.h. der mit 2 % organischem Zuschlagsstoff, wurde durch den Abriebtest nur 50% der beschichteten Fläche abgetragen. Dagegen wurde 75% der beschich- teten Fläche abgetragen bei einer Beschichtung mit einem Porenbildner gemäß Stand der Technik.
Claims
1. Beschichtungssuspension zur Beschichtung von Katalysatorsubstraten,, die
a) ein anorganisches Trägermaterial und
b) einen polymeren Porenbildner
enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Porenbildner aus agglomerierten polymeren Primärpartikeln zusammengesetzt ist.
2. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Porenbildner ein Polymer oder Copolymer umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyurethane, Polyacrylnitrile, Polyacrylat, Polymethac- rylat, Polyvinylacetat , Polystyrol und Mischungen davon.
3. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Porenbildner ein Kunstharz umfaßt.
4. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärpar- tikeln einen Durchmesser im arithmetischen Mittel von 0,5 μm bis 2 μm aufweisen.
5. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die agglomerierten polymeren Primärpartikel einen Durchmesser im arithmeti- sehen Mittel von 10 μm bis 100 μm haben.
6. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die agglomerierten polymeren Primärpartikel deagglomerieren lassen.
7. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Porenbildner bezogen auf den Feststoffgehalt der Beschichtungsuspension in einer Menge von 0,5 bis 8 Gew.-% in der Beschichtungssuspension enthalten ist.
8. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Trägermaterial ein Metall- oder Halbmetalloxid ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Silizium-Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Ti- tandioxid, Ceroxid, Cerzirkonoxid und einem Zeolithen.
9. Beschichtungssuspension nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Trägermaterial insbesondere Aluminiumoxid, Cerzirkonoxid oder Ceroxid ist.
10. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungssuspension ferner
c) einen Promotor
enthält .
11. Beschichtungssuspension nach Anspruch 10, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Promotor Zinnoxid oder ein Lanthanoid- oxid, insbesondere ein Ceroxid oder das Praseodymoxid Pr6On oder das Neodymoxid Nd2O3 umfasst.
12. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungs- Suspension ferner
d) einen Stabilisator
enthält.
13. Beschichtungssuspension nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wolframoxid, Lanthanoxid, Zirkoniumdioxid, Siliziumdioxid, Yttriumoxid, Ceroxid, Eisenoxid und Zinnoxid.
14. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungssuspension ferner
e) ein Speichermaterial
enthält.
15. Beschichtungssuspension nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermaterial ein Zeolith ist, insbesondere ein Zeolith, der in der H-Form vorliegt oder ein Metallionen ausgetauschter Zeolith ist.
16. Beschichtungssuspension nach Anspruch 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Speichermaterial ein Erdalkalimetalloxid ist.
17. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungssuspension ferner
f) Metalle der VIII. oder I. Nebengruppe
enthält .
18. Beschichtungssuspension nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Palladium, Platin, Rhodium, Silber, Gold, Iridium und Ruthenium.
19. Beschichtungssuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschich- tungssuspension ferner
g) einen Füllstoff
enthält .
20. Beschichtungssuspension nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff ausgewählt ist aus der Grup- pe bestehend aus Cordierit, Mullit, Magnesium- Aluminiumtitanat und Mischungen davon.
21. Verfahren zur Beschichtung eines Katalysatorsubstrats, in dem
a) eine Beschichtungssuspension und ein Katalysator- substrat bereitgestellt werden, b) die Beschichtungssuspension auf das Katalysatorsubstrat aufgetragen wird, c) die aufgetragene Beschichtung getrocknet und kalziniert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungssuspension einen polymeren Porenbildner enthält, der in Schritt c) rückstandsfrei entfernt wird.
22. Verfahren zur Beschichtung eines Katalysatorsubstrats nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- Schichtungssuspension einen polymeren Porenbildner enthält, der ein Polymer oder Copolymer umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyurethane, Polyacrylnitrile, Polyacrylat, PoIy- methacrylat, Polyvinylacetat, Polyvinylacetat, Polystyrol und Mischungen davon.
23. Verfahren zur Beschichtung eines Katalysatorsubstrats nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Porenbildner ein Kunstharz umfaßt .
24. Verfahren zur Beschichtung eines Katalysatorsubstrats nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Porenbildner aus agglomerierten polymeren Primärpartikeln zusammengesetzt ist.
25. Verfahren zur Beschichtung eines Katalysatorsubstrats nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärpartikeln einen Durchmesser im arithmetischen Mittel von 0,5 μm bis 2 μm aufweisen.
26. Verfahren zur Beschichtung eines Katalysatorsubstrats nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekenn- zeichnet, daß die agglomerierten polymeren Primärpartikel einen Durchmesser im arithmetischen Mittel von 10 μm bis 100 μm haben.
27. Verfahren zur Beschichtung eines Katalysatorsubstrats nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeich- net, daß der polymere Porenbildner durch eine Ultraschallbehandlung deagglomeriert wird.
28. Verfahren zur Beschichtung eines Katalysatorsubstrats nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Porenbildner bezogen auf den Fest- stoffgehalt der Beschichtungsuspension in einer Menge von 0,5 bis 8 Gew.-% in der Beschichtungssuspension enthalten ist.
29. Verfahren zur Beschichtung eines Katalysatorsubstrats nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeich- net, daß die Kalzination in Schritt c) bei einer Temperatur zwischen 450 0C und 600 0C, besonders bevorzugt zwischen 500 0C und 600 0C erfolgt.
30. Katalysator umfassend ein Katalysatorsubstrat mit Beschichtung, wobei der Katalysator durch ein Verfahren ge- maß einem der Ansprüche 21 bis 29 erhalten wird.
31. Katalysator nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung des Katalysatorsubstrates Poren mit einem Porendurchmesser von 0,5 μm bis 2 μm, bevorzugter 0,7 bis 1,5 μm und am meisten bevorzugt etwa 1 μm aufweist.
32. Verwendung des Katalysators gemäß Anspruch 30 oder Ans- pruch 31 als Dieselpartikelfilter, Dieseloxidations- katalysator, NOx-Speicherkatalysator oder zur Selektiven Katalytischen Reduktion.
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