DE102018107376A1 - Drei Schichten umfassender NOx-Adsorberkatalysator - Google Patents

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Guy Richard Chandler
Paul Richard Phillips
Stuart David Reid
Byron Truscott
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Johnson Matthey PLC
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Abstract

Beschrieben ist ein Mager-NO-Fallen-Katalysator und dessen Verwendung in einem Emissionsbehandlungssystem für Verbrennungsmotoren. Der Mager-NO-Fallen-Katalysator umfasst eine erste Schicht, eine zweite Schicht und eine dritte Schicht.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mager-NOX-Fallen-Katalysator, ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases aus einem Verbrennungsmotor und Emissionssysteme für Verbrennungsmotoren, die den Mager-NOX-Fallen-Katalysator umfassen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Verbrennungsmotoren produzieren Abgase, die eine Vielzahl von Schadstoffen, einschließlich Stickstoffoxide („NOX“), Kohlenstoffmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, enthalten, die der staatlichen Gesetzgebung unterworfen sind. Die zunehmend strenge nationale und regionale Gesetzgebung hat die Menge der Schadstoffe, die aus solchen Diesel- oder Benzinmotoren emittiert werden kann, herabgesetzt. Emissionssteuerungssysteme werden weithin verwendet, um die Menge dieser in die Atmosphäre emittierten Schadstoffe zu verringern, und sie erreichen typischerweise sehr hohe Wirksamkeiten, sobald sie ihre Betriebstemperatur (typischerweise 200 °C und höher) erreichen. Diese Systeme sind jedoch unterhalb ihrer Betriebstemperatur („Kaltstart“-Periode) relativ ineffizient.
  • Eine Abgasbehandlungskomponente, die zum Reinigen von Abgas verwendet wird, ist der NOX-Adsorberkatalysator (oder „NOX-Falle“). NOX-Adsorberkatalysatoren sind Vorrichtungen, die NOX unter mageren Abgasbedingungen adsorbieren, das adsorbierte NOX unter fetten Bedingungen freisetzen und das freigesetzte NOX unter Bildung von N2 reduzieren. Ein NOX-Adsorberkatalysator umfasst typischerweise ein NOX-Adsorptionsmittel für die Speicherung von NOX und einen Oxidations-/Reduktionskatalysator.
  • Die NOX-Adsorptionsmittelkomponente ist typischerweise ein Erdalkalimetall, ein Alkalimetall, ein Seltenerdmetall oder Kombinationen hiervon. Diese Metalle liegen typischerweise in Form von Oxiden vor. Bei dem Oxidations-/Reduktionskatalysator handelt es sich typischerweise um ein oder mehrere Edelmetalle, vorzugsweise Platin, Palladium und/oder Rhodium. Typischerweise ist Platin enthalten, um die Oxidationsfunktion auszuführen, und Rhodium ist enthalten, um die Reduktionsfunktion auszuführen. Der Oxidations-/Reduktionskatalysator und das NOX-Adsorptionsmittel sind typischerweise auf ein Trägermaterial, wie z.B. ein anorganisches Oxid, zur Verwendung in dem Abgassystem geladen.
  • Der NOX-Adsorberkatalysator führt drei Funktionen aus. Erstens wird Stickstoffmonoxid mit Sauerstoff unter Bildung von NO2 in Gegenwart des Oxidationskatalysators umgesetzt. Zweitens wird das NO2 durch das NOX-Adsorptionsmittel in Form eines anorganischen Nitrats adsorbiert (beispielsweise wird BaO oder BaCO3 zu Ba(NO3)2 auf dem NOX-Adsorptionsmittel umgewandelt). Schließlich, wenn der Motor unter fetten Bedingungen läuft, zersetzen sich die gespeicherten anorganischen Nitrate unter Bildung von NO oder NO2, die dann durch Umsetzung mit Kohlenstoffmonoxid, Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffen (oder über NHX- oder NCO-Zwischenprodukte) in Gegenwart des Reduktionskatalysators reduziert werden, wobei N2 gebildet wird. Typischerweise werden die Stickstoffoxide zu Stickstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasser in Gegenwart von Wärme, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffen in dem Abgasstrom umgewandelt.
  • Die Internationale PCT-Anmeldung WO 2004/076829 A offenbart ein Abgasreinigungssystem, das einen stromauf eines SCR-Katalysators angeordneten NOX-Speicherkatalysator umfasst. Der NOx-Speicherkatalysator umfasst mindestens ein Alkali-, Erdalkali- oder Seltenerdmetall, das mit mindestens einem Platingruppenmetall (Pt, Pd, Rh oder Ir) beschichtet oder aktiviert ist. Es wird gelehrt, dass ein besonders bevorzugter NOx-Speicherkatalysator mit Platin beschichtetes Ceroxid und zusätzlich Platin als einen Oxidationskatalysator auf einem Träger auf Aluminiumoxidbasis umfasst. Die EP 1 027 919 A offenbart ein NOx-adsorbierendes Material, das ein poröses Trägermaterial, wie Aluminiumoxid, Zeolith, Zirconiumoxid, Titanoxid und/oder Lanthanoxid, und mindestens 0,1 Gew.-% Edelmetall (Pt, Pd und/oder Rh) umfasst. Platin, das auf Aluminiumoxid geträgert ist, ist als Beispiel genannt.
  • Zusätzlich beschreiben die US-Patente 5 656 244 und 5 800 793 Systeme, die einen NOX-Speicher-/Freisetzungskatalysator mit einem Drei-Wege-Katalysator kombinieren. Es wird gelehrt, dass das NOX-Adsorptionsmittel Oxide von Chrom, Kupfer, Nickel, Mangan, Molybdän oder Cobalt zusätzlich zu weiteren Metallen umfasst, die auf Aluminiumoxid, Mullit, Cordierit oder Siliciumcarbid geträgert sind.
  • Die Internationale PCT-Anmeldung WO 2009/158453 beschreibt einen Mager-NOX-Fallen-Katalysator, der mindestens eine Schicht, die NOX einfangende Komponenten, wie z.B. Erdalkalielemente, umfasst, und eine weitere Schicht, die Cerdioxid enthält und im Wesentlichen frei von Erdalkalielementen ist, umfasst. Diese Konfiguration soll die Niedertemperaturleistungsfähigkeit der LNT, z.B. bei einer Temperatur von weniger als etwa 250 °C, verbessern.
  • US 2015/0336085 beschreibt einen Stickstoffoxidspeicherkatalysator, der aus mindestens zwei katalytisch aktiven Beschichtungen auf einem Trägerkörper zusammengesetzt ist. Die untere Beschichtung enthält Ceroxid und Platin und/oder Palladium. Die obere Beschichtung, die über der unteren Beschichtung angeordnet ist, enthält eine Erdalkalimetallverbindung, ein Mischoxid und Platin und Palladium. Es wird angegeben, dass der Stickstoffoxidspeicherkatalysator für die Umwandlung von NOX in Abgasen aus einem Magergemischmotor, z.B. einem Dieselmotor, bei Temperaturen von zwischen 200 und 500 °C besonders geeignet ist.
  • Herkömmliche Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren weisen häufig signifikant unterschiedliche Aktivitätsniveaus zwischen aktivierten und deaktivierten Zuständen auf. Dies kann zu einer uneinheitlichen Leistungsfähigkeit des Katalysators sowohl über die Lebensdauer des Katalysators hinweg als auch in Reaktion auf kurzzeitige Veränderungen der Abgaszusammensetzung führen. Dies stellt die Motorkalibrierung vor Herausforderungen und kann zu schlechteren Emissionsprofilen als Folge der wechselnden Leistungsfähigkeit des Katalysators führen.
  • Wie bei jedem Fahrzeugsystem und -verfahren ist es wünschenswert, noch weitere Verbesserungen bei Abgasbehandlungssystemen zu erreichen. Wir haben eine neue NOX-Adsorberkatalysatorzusammensetzung mit verbesserten NOX-Speicherungs- und -Umwandlungseigenschaften sowie einer verbesserten CO-Umwandlung ermittelt. Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass diese verbesserten Katalysatoreigenschaften sowohl in den aktiven als auch deaktivierten Zuständen beobachtet werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Mager-NOX-Fallen-Katalysator bereitgestellt, umfassend:
    1. i) eine erste Schicht, wobei die erste Schicht ein oder mehrere Platingruppenmetalle, ein erstes, Cerdioxid enthaltendes Material, ein Alkali- oder Erdalkalimetall und ein erstes anorganisches Oxid umfasst;
    2. ii) eine zweite Schicht, wobei die zweite Schicht ein oder mehrere Edelmetalle, ein zweites, Cerdioxid enthaltendes Material und ein zweites anorganisches Oxid umfasst; und
    3. iii) eine dritte Schicht, wobei die dritte Schicht ein oder mehrere Edelmetalle mit reduzierender Aktivität und ein drittes anorganisches Oxid umfasst.
  • In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Emissionsbehandlungssystem zum Behandeln eines Stroms eines Verbrennungsabgases bereitgestellt, das den Mager-NOX-Fallen-Katalysator gemäß obiger Definition umfasst.
  • In einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases aus einem Verbrennungsmotor bereitgestellt, das ein In-Kontakt-bringen des Abgases mit dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator gemäß obiger Definition umfasst.
  • DEFINITIONEN
  • Der Begriff „Washcoat“ ist auf dem einschlägigen Fachgebiet gut bekannt und bezieht sich auf eine anhaftende Beschichtung, die auf ein Substrat üblicherweise während der Produktion eines Katalysators appliziert wird.
  • Das Akronym „PGM“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf „Platingruppenmetall“. Der Begriff „Platingruppenmetall“ bezieht sich im Allgemeinen auf ein Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin besteht, vorzugsweise auf ein Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Iridium und Platin besteht. Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff „PGM“ vorzugsweise auf ein Metall, das aus der aus Rhodium, Platin und Palladium bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  • Der Begriff „Edelmetall“, wie hier verwendet, bezieht sich im Allgemeinen auf ein Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Osmium, Iridium, Platin und Gold besteht. Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff „Edelmetall“ vorzugsweise auf ein Metall, das aus der aus Rhodium, Platin, Palladium und Gold bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  • Der Begriff „Edelmetall mit reduzierender Aktivität“, wie hier verwendet, bezieht sich auf ein Metall, das aus der aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Osmium, Iridium, Platin und Gold bestehenden Gruppe ausgewählt ist, von dem bekannt ist, dass es eine katalytische Aktivität in Reduktionsreaktionen, z.B. der Reduktion von NOX-Gasen zu NH3 oder N2 oder von CO2 oder CO zu Kohlenwasserstoffen, aufweist. Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff „Edelmetall mit reduzierender Aktivität“ vorzugsweise auf ein Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ruthenium, Rhodium, Iridium, Platin und Palladium besteht.
  • Der Begriff „Mischoxid“, wie hier verwendet, bezieht sich im Allgemeinen auf ein Gemisch von Oxiden in einer einzelnen Phase, wie herkömmlich auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt ist. Der Begriff „Verbundoxid“, wie hier verwendet, bezieht sich im Allgemeinen auf eine Zusammensetzung von Oxiden, die mehr als eine Phase aufweisen, wie herkömmlich auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt ist.
  • Der Ausdruck „im Wesentlichen frei von“, wie er hier unter Bezugnahme auf ein Material verwendet wird, bedeutet, dass das Material in einer geringfügen Menge, wie beispielsweise ≤ 5 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 2 Gew.-%, bevorzugter ≤ 1 Gew.-%, vorhanden sein kann. Der Ausdruck „im Wesentlichen frei von“ umfasst den Ausdruck „umfasst nicht“.
  • Der Begriff „Beladung“, wie hier verwendet, bezieht sich auf eine Messung in Einheiten von g/ft3 auf einer Metallgewichtsbasis.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Der Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung umfasst:
    1. i) eine erste Schicht, wobei die erste Schicht ein oder mehrere Platingruppenmetalle, ein erstes, Cerdioxid enthaltendes Material, ein Alkali- oder Erdalkalimetall und ein erstes anorganisches Oxid umfasst;
    2. ii) eine zweite Schicht, wobei die zweite Schicht ein oder mehrere Edelmetalle, ein zweites anorganisches Oxid und ein zweites, Cerdioxid enthaltendes Material umfasst; und
    3. iii) eine dritte Schicht, wobei die dritte Schicht ein oder mehrere Edelmetalle mit reduzierender Aktivität und ein drittes anorganisches Oxid umfasst.
  • Das eine oder die mehreren Platingruppenmetall(e) ist (sind) vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Palladium, Platin, Rhodium und Gemischen hiervon besteht. Besonders bevorzugt ist das eine oder sind die mehreren Platingruppenmetall(e) ein Gemisch oder eine Legierung von Platin und Palladium, wobei vorzugsweise das Verhältnis von Platin zu Palladium von 2:1 bis 12:1 auf einer Gew./Gew.-Basis, insbesondere bevorzugt etwa 5:1 auf einer Gew./Gew.-Basis, beträgt.
  • Der Mager-NOX-Fallen-Katalysator umfasst vorzugsweise 0,1 bis 10 Gewichtsprozent PGM, bevorzugter 0,5 bis 5 Gewichtsprozent PGM und am stärksten bevorzugt 1 bis 3 Gewichtsprozent PGM. Das PGM ist vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 100 g/ft3, bevorzugter 10 bis 80 g/ft3, am stärksten bevorzugt 20 bis 60 g/ft3 vorhanden.
  • Vorzugsweise umfasst das eine oder die mehreren Platingruppenmetall(e) Rhodium nicht oder besteht (bestehen) nicht daraus. Mit anderen Worten ist die erste Schicht vorzugsweise im Wesentlichen frei von Rhodium.
  • Das eine oder die mehreren Platingruppenmetall(e) befinden sich im Allgemeinen in Kontakt mit dem ersten, Cerdioxid enthaltenden Material. Vorzugsweise ist (sind) das eine oder die mehreren Platingruppenmetall(e) auf dem ersten, Cerdioxid enthaltenden Material geträgert. Alternativ oder zusätzlich ist (sind) das eine oder die mehreren Platingruppenmetall(e) auf dem ersten anorganischen Oxid geträgert.
  • Das erste, Cerdioxid enthaltende Material ist vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Ceroxid, einem Cerdioxid-Zirconiumoxid-Mischoxid und einem Aluminiumoxid-Cerdioxid-Zirconiumoxid-Mischoxid besteht. Vorzugsweise umfasst das erste, Cerdioxid enthaltende Material schüttfähiges Cerdioxid (bulk ceria). Das erste Cerdioxid enthaltende Material kann als ein Sauerstoffspeichermaterial fungieren. Alternativ oder zusätzlich kann das erste, Cerdioxid enthaltende Material als ein NOX-Speichermaterial und/oder als ein Trägermaterial für das eine oder die mehreren Platingruppenmetall(e) und/oder das Alkali- oder Erdalkalimetall fungieren.
  • Das Alkali- oder Erdalkalimetall kann auf dem ersten, Cerdioxid enthaltenden Material abgelagert sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Alkali- oder Erdalkalimetall auf dem ersten anorganischen Oxid abgelagert sein. Das heißt, in einigen Ausführungsformen kann das Alkali- oder Erdalkalimetall sowohl auf dem ersten, Cerdioxid enthaltenden Material als auch auf dem ersten anorganischen Oxid abgelagert sein, d.h. darauf vorhanden sein.
  • Das Alkali- oder Erdalkalimetall befindet sich im Allgemeinen in Kontakt mit dem ersten anorganischen Oxid. Vorzugsweise ist das Alkali- oder Erdalkalimetall auf dem ersten anorganischen Oxid geträgert. Zusätzlich oder alternativ zu einem In-Kontakt-Stehen mit dem ersten anorganischen Oxid kann das Alkali- oder Erdalkalimetall sich in Kontakt mit dem ersten, Cerdioxid enthaltenden Material befinden.
  • Das Alkali- oder Erdalkalimetall ist vorzugsweise Barium. Barium, wo vorhanden, ist als ein NOX-Speichermaterial enthalten, d.h. die erste Schicht kann eine NOX-Speicherschicht sein. Vorzugsweise ist das Barium, wo vorhanden, in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% und bevorzugter 0,5 bis 5 Gew.-% Barium, z.B. etwa 4,5 Gew.-% Barium, ausgedrückt als Gew.-% der Zusammensetzung, vorhanden.
  • Vorzugsweise ist das Barium in Form eines CeO2-BaCO3-Verbundmaterials vorhanden. Ein solches Material kann durch ein beliebiges, auf dem einschlägigen Fachgebiet bekanntes Verfahren, beispielsweise durch Trockenimprägnierung oder Sprühtrocknung, vorgefertigt werden.
  • Das erste anorganische Oxid ist vorzugsweise ein Oxid der 2., 3., 4., 5., 13. und 14. Gruppe der Elemente. Das erste anorganische Oxid ist vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Aluminiumoxid, Cerdioxid, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Nioboxid, Tantaloxiden, Molybdänoxiden, Wolframoxiden und Mischoxiden oder Verbundoxiden hiervon besteht. Besonders bevorzugt ist das erste anorganische Oxid Aluminiumoxid, Cerdioxid oder ein Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxid. Ein besonders bevorzugtes anorganisches Oxid ist ein Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxid.
  • Das erste anorganische Oxid kann ein Trägermaterial für das eine oder die mehreren Platingruppenmetall(e) und/oder für das Alkali- oder Erdalkalimetall sein.
  • Bevorzugte erste anorganische Oxide weisen vorzugsweise eine Oberfläche in dem Bereich von 10 bis 1500 m2/g, Porenvolumina in dem Bereich von 0,1 bis 4 mL/g und Porendurchmesser von etwa 10 bis 1000 Ångström auf. Eine hohe Oberfläche aufweisende anorganische Oxide mit einer Oberfläche von mehr als 80 m2/g sind besonders bevorzugt, z.B. eine hohe Oberfläche aufweisendes Cerdioxid oder Aluminiumoxid. Weitere bevorzugte erste anorganische Oxide umfassen Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxide, die optional des Weiteren eine Cer enthaltende Komponente, z.B. Cerdioxid, umfassen. In solchen Fällen kann das Cerdioxid auf der Oberfläche des Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxids, z.B. in Form einer Beschichtung, vorhanden sein.
  • Das eine oder die mehreren Edelmetall(e) ist (sind) vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Palladium, Platin, Rhodium, Silber, Gold und Gemischen hiervon besteht. Besonders bevorzugt ist das eine oder sind die mehreren Edelmetall(e) ein Gemisch oder eine Legierung von Platin und Palladium, wobei vorzugsweise das Verhältnis von Platin zu Palladium von 2:1 bis 10:1 auf einer Gew./Gew.-Basis, besonders bevorzugt etwa 5:1 auf einer Gew./Gew.-Basis, beträgt.
  • Vorzugsweise umfasst (umfassen) das eine oder die mehreren Edelmetall(e) Rhodium nicht oder bestehen nicht daraus. Mit anderen Worten ist die zweite Schicht vorzugsweise im Wesentlichen frei von Rhodium. In einigen Ausführungsformen sind daher die erste Schicht und die zweite Schicht vorzugsweise im Wesentlichen frei von Rhodium. Dies kann vorteilhaft sein, da Rhodium die katalytische Aktivität von anderen katalytischen Metallen, wie z.B. von Platin, Palladium oder Gemischen und/oder Legierungen hiervon, negativ beeinflussen kann.
  • Das eine oder die mehreren Edelmetall(e) ist (sind) im Allgemeinen in Kontakt mit dem zweiten, Cerdioxid enthaltenden Material. Vorzugsweise ist (sind) das eine oder die mehreren Edelmetall(e) auf dem zweiten, Cerdioxid enthaltenden Material geträgert. Zusätzlich oder alternativ zu einem In-Kontakt-Stehen mit dem zweiten, Cerdioxid enthaltenden Material, kann (können) das eine oder die mehreren Edelmetall(e) sich in Kontakt mit dem zweiten anorganischen Oxid befinden.
  • Das zweite anorganische Oxid ist vorzugsweise ein Oxid der 2., 3., 4., 5., 13. und 14. Gruppe der Elemente. Das zweite anorganische Oxid ist vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Aluminiumoxid, Cerdioxid, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Nioboxid, Tantaloxiden, Molybdänoxiden, Wolframoxiden und Mischoxiden oder Verbundoxiden hiervon besteht. Besonders bevorzugt ist das zweite anorganische Oxid Aluminiumoxid, Cerdioxid oder ein Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxid. Ein besonders bevorzugtes anorganisches Oxid ist Aluminiumoxid.
  • Das zweite anorganische Oxid kann ein Trägermaterial für das eine oder die mehreren Edelmetall(e) sein.
  • Bevorzugte zweite anorganische Oxide weisen vorzugsweise eine Oberfläche in dem Bereich 10 bis 1500 m2/g, Porenvolumina in dem Bereich 0,1 bis 4 mL/g und Porendurchmesser von etwa 10 bis 1000 Ångström auf. Eine hohe Oberfläche aufweisende anorganisehe Oxide mit einer Oberfläche von mehr als 80 m2/g sind besonders bevorzugt, z.B. eine hohe Oberfläche aufweisendes Cerdioxid oder Aluminiumoxid. Weitere bevorzugte zweite anorganische Oxide umfassen Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxide, die optional des Weiteren eine Cer enthaltende Komponente, z.B. Cerdioxid, umfassen. In solchen Fällen kann das Cerdioxid auf der Oberfläche des Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxids, z.B. in Form einer Beschichtung, vorhanden sein.
  • Das zweite, Cerdioxid enthaltende Material ist vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Ceroxid, einem Cerdioxid-Zirconiumoxid-Mischoxid und einem Aluminiumoxid-Cerdioxid-Zirconiumoxid-Mischoxid besteht. Vorzugsweise umfasst das zweite, Cerdioxid enthaltende Material schüttfähiges Cerdioxid. Das zweite, Cerdioxid enthaltende Material kann als ein Sauerstoffspeichermaterial fungieren. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite, Cerdioxid enthaltende Material als ein NOX-Speichermaterial und/oder als ein Trägermaterial für das eine oder die mehreren Edelmetall(e) fungieren.
  • Die zweite Schicht kann als eine Oxidationsschicht, z.B. eine Dieseloxidationskatalysatorschicht, die für die Oxidation von Kohlenwasserstoffen zu CO2 und/oder CO geeignet ist und/oder für die Oxidation von NO zu NO2 geeignet ist, fungieren.
  • In einigen bevorzugten Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren der Erfindung ist die Gesamtbeladung des einen oder der mehreren Platingruppenmetall(e) in der ersten Schicht geringer als die Gesamtbeladung des einen oder der mehreren Edelmetall(e) in der zweiten Schicht. In solchen Katalysatoren beträgt das Verhältnis der Gesamtbeladung des einen oder der mehreren Edelmetall(e) in der zweiten Schicht zu der Gesamtbeladung des einen oder der mehreren Platingruppenmetall(e) in der ersten Schicht vorzugsweise mindestens 2:1 auf einer Gew./Gew.-Basis.
  • In weiteren bevorzugten Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren der Erfindung ist die Gesamtbeladung des ersten, Cerdioxid enthaltenden Materials größer als die Gesamtbeladung des zweiten, Cerdioxid enthaltenden Materials. In solchen Katalysatoren ist vorzugsweise das Verhältnis der Gesamtbeladung des ersten, Cerdioxid enthaltenden Materials um mindestens 2:1 auf einer Gew./Gew.-Basis, vorzugsweise mindestens 3:1 auf einer Gew./Gew.-Basis, bevorzugter mindestens 5:1 auf einer Gew./Gew.-Basis, besonders bevorzugt mindestens 7:1 auf einer Gew./Gew.-Basis größer als die Gesamtbeladung des zweiten, Cerdioxid enthaltenden Materials.
  • Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren, bei denen die Gesamtbeladung des einen oder der mehreren Platingruppenmetall(e) in der ersten Schicht geringer als die Gesamtbeladung des einen oder der mehreren Edelmetall(e) in der zweiten Schicht ist und/oder die Gesamtbeladung des ersten, Cerdioxid enthaltenden Materials größer als die Gesamtbeladung des zweiten, Cerdioxid enthaltenden Materials ist, eine verbesserte katalytische Leistungsfähigkeit aufweisen. Es wurde festgestellt, dass solche Katalysatoren bessere NOX-Speichereigenschaften und eine höhere CO-Oxidationsaktivität im Vergleich zu Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren des Standes der Technik zeigen.
  • Es wurde des Weiteren überraschenderweise festgestellt, dass die hier beschriebenen Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren, bei denen ein Cerdioxid enthaltendes Material, z.B. Cerdioxid, in der zweiten Schicht vorhanden ist, eine verbesserte Leistungsfähigkeit relativ zu einem äquivalenten Katalysator, der kein Cerdioxid enthaltendes Material in der zweiten Schicht enthält, aufweisen. Dieser Befund ist insbesondere dahingehend überraschend, dass erwartet wird, dass die Anwesenheit eines Cerdioxid enthaltenden Materials, z.B. von Cerdioxid, in der zweiten Schicht zu einer Abnahme der Oxidation von NO zu NO2 führen würde, da erwartet würde, dass Cerdioxid die umgekehrte Reaktion katalysieren würde, d.h. NO2 reduzieren würde. Die Erfinder stellten jedoch überraschenderweise fest, dass im Gegensatz zu dieser Erwartung die Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren gemäß Beschreibung hierin diese verbesserte Leistungsfähigkeit unter sowohl mageren als auch fetten Bedingungen zeigen.
  • Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass die oben beschriebene Anordnung, in der die relative Beladung des einen oder der mehreren Platingruppenmetall(e) in der ersten Schicht geringer ist als die des einen oder der mehreren Edelmetall(e) in der zweiten Schicht und/oder in der die relative Beladung des ersten, Cerdioxid enthaltenden Materials (d.h. in der ersten Schicht) höher ist als die des zweiten, Cerdioxid enthaltenden Materials (d.h. in der zweiten Schicht), zu einer Trennung der NOX-Speicherungs- und der Oxidationsfunktion des Mager-NOX-Fallen-Katalysators in zwei getrennte Schichten führt. Bei einem solchen Vorgehen gibt es einen synergistischen Vorteil, wobei die getrennten Funktionen jeweils einzeln eine höhere Leistungsfähigkeit relativ zu einem äquivalenten Katalysator aufweisen, bei dem sich die Oxidations- und die NOX-Speicherfunktion in der gleichen Schicht befinden.
  • Das eine oder die mehreren Edelmetall(e) mit reduzierender Aktivität ist (sind) vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Palladium, Platin, Rhodium, Silber, Gold und Gemischen hiervon besteht. Besonders bevorzugt umfasst (umfassen) das eine oder die mehreren Edelmetall(e) mit reduzierender Aktivität Rhodium, besteht (bestehen) im Wesentlichen daraus oder besteht (bestehen) daraus. Ein besonders bevorzugtes Edelmetall mit reduzierender Aktivität ist ein Gemisch oder eine Legierung von Rhodium und Platin, wobei vorzugsweise das Verhältnis von Rhodium zu Platin von 1:2 bis 2:1 auf einer Gew./Gew.-Basis beträgt und wobei insbesondere bevorzugt das Verhältnis von Rhodium zu Platin etwa 1:1 auf einer Gew./Gew.-Basis beträgt. Mit anderen Worten ist ein besonders bevorzugtes Edelmetall mit reduzierender Aktivität ein 1:1-Gemisch oder eine 1:1-Legierung von Rhodium und Platin.
  • Das eine oder die mehreren Edelmetall(e) mit reduzierender Aktivität befindet (befinden) sich im Allgemeinen in Kontakt mit dem dritten anorganischen Oxid. Das eine oder die mehreren Edelmetall(e) mit reduzierender Aktivität ist (sind) vorzugsweise auf dem dritten anorganischen Oxid geträgert.
  • Das dritte anorganische Oxid ist vorzugsweise ein Oxid der 2., 3., 4., 5., 13. und 14. Gruppe der Elemente. Das dritte anorganische Oxid ist vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Aluminiumoxid, Cerdioxid, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid, Nioboxid, Tantaloxiden, Molybdänoxiden, Wolframoxiden und Mischoxiden oder Verbundoxiden hiervon besteht. Besonders bevorzugt ist das dritte anorganische Oxid Aluminiumoxid, Cerdioxid oder ein Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxid. Ein besonders bevorzugtes drittes anorganisches Oxid ist Cerdioxid.
  • Bevorzugte dritte anorganische Oxide weisen vorzugsweise eine Oberfläche in dem Bereich von 10 bis 1500 m2/g, Porenvolumina in dem Bereich von 0,1 bis 4 mL/g und Porendurchmesser von etwa 10 bis 1000 Ångström auf. Eine hohe Oberfläche aufweisende anorganische Oxide mit einer Oberfläche von mehr als 80 m2/g sind besonders bevorzugt, z.B. eine hohe Oberfläche aufweisendes Cerdioxid oder Aluminiumoxid. Weitere bevorzugte dritte anorganische Oxide umfassen Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxide, die optional des Weiteren eine Cer enthaltende Komponente, z.B. Cerdioxid, umfassen. In solchen Fällen kann das Cerdioxid auf der Oberfläche des Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxids, z.B. in Form einer Beschichtung, vorhanden sein.
  • Die Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren der Erfindung können weitere Komponenten umfassen, die dem sachkundigen Fachmann bekannt sind. Beispielsweise können die Zusammensetzungen der Erfindung ferner mindestens ein Bindemittel und/oder mindestens ein grenzflächenaktives Mittel umfassen. Falls ein Bindemittel vorhanden ist, sind dispergierbare Aluminiumoxidbindemittel bevorzugt.
  • Die Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren der Erfindung können vorzugsweise des Weiteren ein metallisches oder keramisches Substrat mit einer axialen Länge L umfassen. Vorzugsweise ist das Substrat ein Durchflussmonolith oder ein Filtermonolith, ist jedoch vorzugsweise ein Durchflussmonolithsubstrat.
  • Das Durchflussmonolithsubstrat weist eine erste Fläche und eine zweite Fläche auf, die eine Längsrichtung zwischen diesen definieren. Das Durchflussmonolithsubstrat weist eine Vielzahl von Kanälen auf, die sich zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche erstrecken. Die Vielzahl von Kanälen erstreckt sich in der Längsrichtung und liefert eine Vielzahl von inneren Oberflächen (z.B. die Oberflächen der jeden Kanal definierenden Wände). Jeder (Kanal) aus der Vielzahl der Kanäle weist eine Öffnung an der ersten Fläche und eine Öffnung an der zweiten Fläche auf. Zur Vermeidung von Missverständnissen sei angemerkt, dass das Durchflussmonolithsubstrat kein Wandstromfilter ist.
  • Die erste Fläche ist typischerweise an einem Einlassende des Substrats und die zweite Fläche ist an einem Auslassende des Substrats.
  • Die Kanäle können eine konstante Breite aufweisen und jede Vielzahl von Kanälen kann eine gleichförmige Kanalbreite aufweisen.
  • Vorzugsweise weist das Monolithsubstrat in einer zur Längsrichtung orthogonalen Ebene 100 bis 500 Kanäle pro Quadratzoll, vorzugsweise 200 bis 400 Kanäle pro Quadratzoll auf. Beispielsweise beträgt auf der ersten Fläche die Dichte der offenen ersten Kanäle und der geschlossenen zweiten Kanäle 200 bis 400 Kanäle pro Quadratzoll. Die Kanäle können Querschnitte aufweisen, die rechteckig, quadratisch, rund, oval, dreieckig, sechseckig sind oder andere polygonalen Formen aufweisen.
  • Das Monolithsubstrat wirkt als Träger zum Halten des katalytischen Materials. Geeignete Materialien zur Bildung des Monolithsubstrats umfassen keramikartige Materialien, wie z.B. Cordierit, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Zirconiumoxid, Mullit, Spodumen, Aluminiumoxid-Siliciumdioxid Magnesiumoxid oder Zirconiumsilicat oder sind aus einem porösen hitzebeständigen Metall. Solche Materialien und deren Verwendung bei der Herstellung von porösen Monolithsubstraten sind auf dem einschlägigen Fachgebiet gut bekannt.
  • Es sollte festgehalten werden, dass das hierin beschriebene Durchflussmonolithsubstrat eine einzelne Komponente (d.h. ein einzelner Ziegel) ist. Nichtsdestotrotz kann beim Herstellen eines Emissionsbehandlungsystems der verwendete Monolith durch Zusammenfügen einer Vielzahl von Kanälen oder durch Zusammenfügen einer Vielzahl von kleineren Monolithen gemäß Beschreibung hierin gebildet werden. Solche Techniken sowie geeignete Behältnisse und Konfigurationen des Emissionsbehandlungssystems sind auf dem einschlägigen Fachgebiet gut bekannt.
  • In Ausführungsformen, worin der Mager-NOX-Fallen-Katalysator ein keramisches Substrat umfasst, kann das keramische Substrat aus einem beliebigen geeigneten hitzebeständigen Material, z.B. Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Cerdioxid, Zirconiumoxid, Magnesiumoxid, Zeolithen, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Zirconiumsilicaten, Magnesiumsilicaten, Alumosilicaten und Metalloalumosilicaten (wie z.B. Cordierit und Spodumen) oder einem Gemisch oder einem Mischoxid von beliebigen zwei oder mehr hiervon hergestellt werden. Cordierit, ein Magnesiumalumosilicat und Siliciumcarbid sind besonders bevorzugt.
  • In Ausführungsformen, worin der Mager-NOX-Fallen-Katalysator ein metallisches Substrat umfasst, kann das metallische Substrat aus einem beliebigen geeigneten Metall und insbesondere hitzebeständigen Metallen und Metalllegierungen, wie z.B. Titan und nicht rostendem Stahl sowie ferritischen Legierungen, die Eisen, Nickel, Chrom und/oder Aluminium zusätzlich zu weiteren Spurenmetallen enthalten, hergestellt werden.
  • Die Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren der Erfindung können mittels beliebiger geeigneter Maßnahmen hergestellt werden. Beispielsweise kann die erste Schicht durch Vermischen des einen oder der mehreren Platingruppenmetall(e), eines ersten, Cerdioxid enthaltenden Materials, eines Alkali- oder Erdalkalimetalls und eines ersten anorganischen Oxids in einer beliebigen Reihenfolge hergestellt werden. Die Art und Weise und die Reihenfolge der Zugabe werden nicht als besonders kritisch erachtet. Beispielsweise kann jede der Komponenten der ersten Schicht zu (einer) beliebigen anderen Komponente oder Komponenten gleichzeitig zugegeben werden oder kann nacheinander in einer beliebigen Reihenfolge zugegeben werden. Jede der Komponenten der ersten Schicht kann zu einer beliebigen anderen Komponente der ersten Schicht durch Imprägnierung, Adsorption, lonenaustausch, Trockenimprägnierung, Präzipitation oder dergleichen oder mittels beliebiger anderer Maßnahmen, die allgemein auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt sind, zugegeben werden.
  • Die zweite Schicht kann durch Vermischen des einen oder der mehreren Edelmetall(e), eines zweiten, Cerdioxid enthaltenden Materials und eines zweiten anorganischen Oxids in einer beliebigen Reihenfolge hergestellt werden. Die Art und Weise und die Reihenfolge der Zugabe werden nicht als besonders kritisch erachtet. Beispielsweise kann jede der Komponenten der zweiten Schicht zu (einer) beliebigen anderen Komponente oder Komponenten gleichzeitig zugegeben werden oder kann nacheinander in einer beliebigen Reihenfolge zugegeben werden. Jede der Komponenten der zweiten Schicht kann zu einer beliebigen anderen Komponente der zweiten Schicht durch Imprägnierung, Adsorption, lonenaustausch, Trockenimprägnierung, Präzipitation oder dergleichen oder mittels beliebiger anderer Maßnahmen, die allgemein auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt sind, zugegeben werden.
  • Die dritte Schicht kann durch Vermischen des einen oder der mehreren Edelmetall(e) mit reduzierender Aktivität und eines dritten anorganischen Oxids hergestellt werden. Die Art und Weise und die Reihenfolge der Zugabe werden nicht als besonders kritisch erachtet. Beispielsweise kann jede der Komponenten der dritten Schicht zu (einer) beliebigen anderen Komponente oder Komponenten gleichzeitig zugegeben werden oder kann nacheinander in einer beliebigen Reihenfolge zugegeben werden. Jede der Komponenten der dritten Schicht kann zu einer beliebigen anderen Komponente der dritten Schicht durch Imprägnierung, Adsorption, lonenaustausch, Trockenimprägnierung, Präzipitation oder dergleichen oder mittels beliebiger anderer Maßnahmen, die allgemein auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt sind, zugegeben werden.
  • Vorzugsweise wird der hier beschriebene Mager-NOX-Fallen-Katalysator durch Ablagern des Mager-NOX-Fallen-Katalysators auf dem Substrat unter Verwendung von Washcoatverfahren hergestellt. Ein repräsentatives Verfahren zur Herstellung des Mager-NOX-Fallen-Katalysators unter Verwendung eines Washcoatverfahrens ist nachfolgend dargelegt. Es versteht sich, dass das nachfolgende Verfahren gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verändert werden kann.
  • Das Auftragen in Form eines Washcoats (Washcoating) wird vorzugsweise durchgeführt, indem zuerst feinteilige Partikel der Komponenten des Mager-NOX-Fallen-Katalysators gemäß obiger Definition in einem geeigneten Lösemittel, vorzugsweise Wasser, zur Bildung einer Aufschlämmung aufgeschlämmt werden. Die Aufschlämmung enthält vorzugsweise 5 bis 70 Gewichtsprozent Feststoffe, bevorzugter 10 bis 50 Gewichtsprozent (Feststoffe). Vorzugsweise werden die Partikel vermahlen oder einem anderen Zerkleinerungsverfahren unterworfen, um sicherzustellen, dass im Wesentlichen alle festen Partikel vor der Bildung der Aufschlämmung eine Partikelgröße von weniger als 20 µm im mittleren Durchmesser aufweisen. Zusätzliche Komponenten, wie z.B. Stabilisatoren, Bindemittel, grenzflächenaktive Mittel oder Promotoren, können auch in die Aufschlämmung in Form eines Gemisches von wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren Verbindungen oder Komplexen eingearbeitet werden.
  • Das Substrat kann anschließend einmal oder mehrere Male mit der Aufschlämmung so beschichtet werden, dass die gewünschte Beladung des Mager-NOX-Fallen-Katalysators auf dem Substrat abgelagert wird.
  • Vorzugsweise ist die erste Schicht direkt auf dem metallischen oder keramischen Substrat geträgert/abgelagert. Mit „direkt auf‟ ist gemeint, dass keine dazwischenliegenden oder darunterliegenden Schichten zwischen der ersten Schicht und dem metallischen oder keramischen Substrat vorhanden sind.
  • Vorzugsweise ist die zweite Schicht auf der ersten Schicht abgelagert. Besonders bevorzugt ist die zweite Schicht direkt auf der ersten Schicht abgelagert. Mit „direkt auf‟ ist gemeint, dass keine dazwischenliegenden oder darunterliegenden Schichten zwischen der zweiten Schicht und der ersten Schicht vorhanden sind.
  • Vorzugsweise ist die dritte Schicht auf der zweiten Schicht abgelagert. Besonders bevorzugt ist die dritte Schicht direkt auf der zweiten Schicht abgelagert. Mit „direkt auf‟ ist gemeint, dass keine dazwischenliegenden oder darunterliegenden Schichten zwischen der dritten Schicht und der zweiten Schicht vorhanden sind.
  • Somit ist in einem bevorzugten Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung die erste Schicht direkt auf einem metallischen oder keramischen Substrat abgelagert, die zweite Schicht ist auf der ersten Schicht abgelagert und die dritte Schicht ist auf der zweiten Schicht abgelagert. Solche Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren können als eine drei Schichten umfassende Mager-NOX-Falle angesehen werden.
  • Vorzugsweise sind die erste Schicht, die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht auf mindestens 60 % der axialen Länge L des Substrats, bevorzugter auf mindestens 70 % der axialen Länge L des Substrats und besonders bevorzugt auf mindestens 80 % der axialen Länge L des Substrats abgelagert.
  • In besonders bevorzugten Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren der Erfindung sind die erste Schicht und die zweite Schicht auf mindestens 80 %, vorzugsweise mindestens 95 % der axialen Länge L des Substrats abgelagert. In einigen bevorzugten Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren der Erfindung ist die dritte Schicht auf weniger als 100 % der axialen Länge L des Substrats abgelagert, beispielsweise ist die dritte Schicht auf 80-95 % der axialen Länge L des Substrats, wie z.B. 80 %, 85 %, 90 % oder 95 % der axialen Länge L des Substrats, abgelagert. Somit sind in einigen besonders bevorzugten Mager-NOX-Fallen-Katalysatoren der Erfindung die erste Schicht und die zweite Schicht auf mindestens 95 % der axialen Länge L des Substrats abgelagert und die dritte Schicht ist auf 80-95 % der axialen Länge L des Substrats, wie z.B. 80 %, 85 %, 90 % oder 95 % der axialen Länge L des Substrats, abgelagert.
  • Vorzugsweise umfasst der Mager-NOX-Fallen-Katalysator ein Substrat und mindestens eine Schicht auf dem Substrat. Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Schicht die erste Schicht gemäß obiger Beschreibung. Diese kann durch das oben beschriebene Washcoatverfahren hergestellt werden. Eine oder mehrere zusätzliche Schichten können zu der einen Schicht der NOX-Adsorberkatalysatorzusammensetzung hinzugefügt werden, wie beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, die oben beschriebene zweite Schicht und die oben beschriebene dritte Schicht.
  • In Ausführungsformen, worin eine oder mehrere zusätzliche Schicht(en) zusätzlich zu der oben beschriebenen ersten Schicht, der oben beschriebenen zweiten Schicht und der oben beschriebenen dritten Schicht vorhanden ist (sind), weist (weisen) die eine oder die mehreren zusätzlichen Schicht(en) eine unterschiedliche Zusammensetzung zu der oben beschriebenen ersten Schicht, der oben beschriebenen zweiten Schicht und der oben beschriebenen dritten Schicht auf.
  • Die eine oder die mehreren zusätzlichen Schicht(en) können eine Zone oder eine Vielzahl von Zonen, z.B. zwei oder mehr Zonen, umfassen. Wenn die eine oder die mehreren zusätzlichen Schicht(en) eine Vielzahl von Zonen umfasst (umfassen), sind die Zonen vorzugsweise längsgerichtete Zonen. Die Vielzahl von Zonen oder jede einzelne Zone, können ferner in Form eines Gradienten vorhanden sein, d.h., eine Zone kann eine nicht gleichförmige Dicke entlang ihrer gesamten Länge aufweisen, um einen Gradienten auszubilden. Alternativ kann eine Zone eine gleichförmige Dicke entlang ihrer gesamten Länge aufweisen.
  • In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist eine zusätzliche Schicht, d.h. eine erste zusätzliche Schicht, vorhanden.
  • Typischerweise umfasst die erste zusätzliche Schicht ein Platingruppenmetall (PGM) (das nachfolgend als das „zweite Platingruppenmetall“ bezeichnet wird). Es ist im Allgemeinen bevorzugt, dass die erste zusätzliche Schicht das zweite Platingruppenmetall (PGM) als das alleinige Platingruppenmetall umfasst (d.h. es sind keine weiteren PGM-Komponenten in dem katalytischen Material vorhanden außer denjenigen, die angegeben sind).
  • Das zweite PGM kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Platin, Palladium und einer Kombination oder einem Gemisch von Platin (Pt) und Palladium (Pd) besteht. Vorzugsweise ist das Platingruppenmetall aus der Gruppe ausgewählt, die aus Palladium (Pd) und einer Kombination oder einem Gemisch von Platin (Pt) und Palladium (Pd) besteht. Bevorzugter ist das Platingruppenmetall aus der Gruppe ausgewählt, die aus einer Kombination oder einem Gemisch von Platin (Pt) und Palladium (Pd) besteht.
  • Es ist im Allgemeinen bevorzugt, dass die erste zusätzliche Schicht für die Oxidation von Kohlenstoffmonoxid (CO) und/oder Kohlenwasserstoffen (HCs) vorgesehen ist (d.h. formuliert ist).
  • Vorzugsweise umfasst die erste zusätzliche Schicht Palladium (Pd) und optional Platin (Pt) in einem Gewichtsverhältnis von 1:0 (z.B. lediglich Pd) zu 1:4 (dies ist äquivalent zu einem Gewichtsverhältnis Pt:Pd von 4:1 bis 0:1). Bevorzugter umfasst die zweite Schicht Platin (Pt) und Palladium (Pd) in einem Gewichtsverhältnis von < 4:1, wie z.B. ≤ 3,5:1.
  • Wenn das Platingruppenmetall eine Kombination oder ein Gemisch von Platin und Palladium ist, umfasst die erste zusätzliche Schicht Platin (Pt) und Palladium (Pd) in einem Gewichtsverhältnis von 5:1 bis 3,5:1, vorzugsweise 2,5:1 bis 1:2,5, bevorzugter 1:1 bis 2:1.
  • Die erste zusätzliche Schicht umfasst typischerweise des Weiteren ein Trägermaterial (hier nachfolgend als das „zweite Trägermaterial“ bezeichnet). Das zweite PGM ist im Allgemeinen auf dem zweiten Trägermaterial angeordnet oder geträgert.
  • Das zweite Trägermaterial ist vorzugsweise ein hitzebeständiges Oxid. Es ist bevorzugt, dass das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Cerdioxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Cerdioxid-Aluminiumoxid, Cerdioxid-Zirconiumoxid und Aluminiumoxid-Magnesiumoxid besteht. Bevorzugter ist das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt, die aus Aluminiumoxid, Cerdioxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid und Cerdioxid-Zirconiumoxid besteht. Noch bevorzugter ist das hitzebeständige Oxid Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, insbesondere Siliciumdioxid-Aluminiumoxid.
  • Eine besonders bevorzugte erste zusätzliche Schicht umfasst einen Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Träger, Platin, Palladium, Barium, ein Molekularsieb und ein Platingruppenmetall (PGM) auf einem Aluminiumoxidträger, z.B. einem Seltenerden-stabilisierten Aluminiumoxid. Insbesondere bevorzugt umfasst diese bevorzugte erste zusätzliche Schicht eine erste Zone, die einen Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Träger, Platin, Palladium, Barium, ein Molekularsieb umfasst, und eine zweite Zone, die ein Platingruppenmetall (PGM) auf einem Aluminiumoxidträger, z.B. einem Seltenerden-stabilisierten Aluminiumoxid, umfasst. Diese bevorzugte erste zusätzliche Schicht kann eine Aktivität als Oxidationskatalysator, z.B. als Dieseloxidationskatalysator (DOC) aufweisen.
  • Eine weitere bevorzugte erste zusätzliche Schicht umfasst ein Platingruppenmetall auf Aluminiumoxid, besteht daraus oder besteht im Wesentlichen daraus. Diese bevorzugte zweite Schicht kann eine Aktivität als Oxidationskatalysator, z.B. als ein NO2-herstellender Katalysator, aufweisen.
  • Eine weitere bevorzugte erste zusätzliche Schicht umfasst ein Platingruppenmetall, Rhodium und eine Cer enthaltende Komponente.
  • In weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind mehr als eine der oben beschriebenen bevorzugten ersten zusätzlichen Schichten zusätzlich zu dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator vorhanden. In solchen Ausführungsformen kann die eine oder können die mehreren zusätzlichen Schicht(en) in einer beliebigen Konfiguration, einschließlich in zonierten Konfigurationen, vorhanden sein.
  • Vorzugsweise ist die erste zusätzliche Schicht auf dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator angeordnet oder geträgert.
  • Die erste zusätzliche Schicht kann, zusätzlich oder alternativ, auf dem Substrat (z.B. der Vielzahl von inneren Oberflächen des Durchflussmonolithsubstrats) angeordnet oder geträgert sein.
  • Die erste zusätzliche Schicht kann auf der gesamten Länge des Substrats oder des Mager-NOX-Fallen-Katalysators angeordnet oder geträgert sein. Alternativ kann die erste zusätzliche Schicht auf einem Bereich, z.B. 5 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % oder 95 % des Substrats oder des Mager-NOX-Fallen-Katalysators angeordnet oder geträgert sein.
  • Alternativ kann die erste Schicht, die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht zur Bildung eines Durchfluss- oder Filtersubstrats extrudiert werden. In solchen Fällen ist der Mager-NOX-Fallen-Katalysator ein extrudierter Mager-NOX-Fallen-Katalysator, der die oben beschriebene erste Schicht, die oben beschriebene zweite Schicht und/oder die oben beschriebene dritte Schicht umfasst.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Emissionsbehandlungssystem zum Behandeln eines Verbrennungsabgasstroms, das den Mager-NOX-Fallen-Katalysator gemäß obiger Definition umfasst. In bevorzugten Systemen ist der Verbrennungsmotor ein Dieselmotor, vorzugsweise ein Leichtlastdieselmotor. Der Mager-NOX-Fallen-Katalysator kann in einer eng-gekoppelten bzw. motornahen Position oder in der Unterbodenposition platziert sein.
  • Das Emissionsbehandlungssystem umfasst ferner typischerweise eine Emissionssteuerungsvorrichtung.
  • Die Emissionssteuerungsvorrichtung befindet sich vorzugsweise stromab des Mager-NOX-Fallen-Katalysators.
  • Beispiele für eine Emissionssteuerungsvorrichtung umfassen ein Dieselpartikelfilter (DPF), eine Mager-NOX-Falle (LNT), einen Mager-NOX-Katalysator (LNC), einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator, einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein katalysiertes Rußfilter (CSF), einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator, einen Ammoniak-Sperrkatalysator bzw. Ammoniak-Slip-Katalysator (ASC), einen Kaltstartkatalysator (dCSC™) und Kombinationen von zwei oder mehr hiervon. Solche Emissionssteuerungsvorrichtungen sind alle auf dem einschlägigen Fachgebiet gut bekannt.
  • Einige der zuvor genannten Emissionssteuerungsvorrichtungen weisen Filtersubstrate auf. Eine Emissionssteuerungsvorrichtung, die ein Filtersubstrat aufweist, kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus einem Dieselpartikelfilter (DPF), einem katalysierten Rußfilter (CSF) und einem selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator besteht.
  • Es ist bevorzugt, dass das Emissionsbehandlungssystem eine Emissionssteuerungsvorrichtung umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Mager-NOX-Falle (LNT), einem Ammoniak-Slip-Katalysator (ASC), einem Dieselpartikelfilter (DPF), einem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator, einem katalysierten Rußfilter (CSF), einem selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator und Kombinationen von zwei oder mehr hiervon besteht. Bevorzugter ist die Emissionssteuerungsvorrichtung aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem Dieselpartikelfilter (DPF), einem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator, einem katalysierten Rußfilter (CSF), einem selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator und Kombinationen von zwei oder mehr hiervon besteht. Noch bevorzugter ist die Emissionssteuerungsvorrichtung ein selektiver katalytischer Reduktions(SCR)-Katalysator oder ein selektiver katalytischer Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator.
  • Wenn das Emissionsbehandlungssystem der Erfindung einen SCR-Katalysator oder einen SCRF™-Katalysator umfasst, kann das Emissionsbehandlungssystem ferner einen Injektor zum Injizieren eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels, wie beispielsweise Ammoniak, oder eines Ammoniakvorläufers, wie beispielsweise Harnstoff oder Ammoniumformiat, vorzugsweise Harnstoff, in das Abgas stromab des Mager-NOX-Fallen-Katalysators und stromauf des SCR-Katalysators oder des SCRF™-Katalysators umfassen.
  • Ein solcher Injektor kann fluidisch mit einer Quelle (z.B. einem Tank) eines Vorläufers eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels verbunden sein. Ein ventilgesteuertes Zudosieren des Vorläufers in das Abgas kann durch geeignet programmierte Motormanagementmittel und eine einen geschlossenen Kreislauf oder offenen Kreislauf umfassende Rückkopplung, die durch Sensoren geliefert wird, die die Zusammensetzung des Abgases überwachen, gesteuert werden.
  • Ammoniak kann auch durch Erwärmen von Ammoniumcarbamat (ein Feststoff) erzeugt werden und das erzeugte Ammoniak kann in das Abgas injiziert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem Injektor kann Ammoniak in situ erzeugt werden (z.B. während einer fetten Regeneration einer stromauf des SCR-Katalysators oder des SCRF™-Katalysators angeordneten LNT, beispielsweise eines Mager-NOX-Fallen-Katalysators der Erfindung). Somit kann das Emissionsbehandlungssystem des Weiteren ein Motormanagementmittel zum Anreichern bzw. Anfetten des Abgases mit Kohlenwasserstoffen umfassen.
  • Der SCR-Katalysator oder der SCRF™-Katalysator kann ein Metall umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus mindestens einem von Cu, Hf, La, Au, In, V, Lanthaniden sowie Übergangsmetallen der Gruppe VIII (z.B. Fe) besteht, wobei das Metall auf einem hitzebeständigen Oxid oder einem Molekularsieb geträgert ist. Das Metall ist vorzugsweise aus Ce, Fe, Cu und Kombinationen von beliebigen zwei oder mehr hiervon ausgewählt, bevorzugter ist das Metall Fe oder Cu.
  • Das hitzebeständige Oxid für den SCR-Katalysator oder den SCRF™-Katalysator kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Al2O3, TiO2, CeO2, SiO2, ZrO2 und Mischoxiden, die zwei oder mehr hiervon enthalten, besteht. Der Nicht-Zeolith-Katalysator kann ferner Wolframoxid (z.B. V2O5/WO3/TiO2, WOX/CeZrO2, WOX/ZrO2 oder Fe/WOX/ZrO2) umfassen.
  • Es ist besonders bevorzugt, wenn ein SCR-Katalysator, ein SCRF™-Katalysator oder ein Washcoat hiervon mindestens ein Molekularsieb, wie beispielsweise einen Alumosilicatzeolith oder ein SAPO, umfasst. Das mindestens eine Molekularsieb kann ein kleinporiges, ein mittelporiges oder ein großporiges Molekularsieb sein. Mit „kleinporigem Molekularsieb“ meinen wir hierin Molekularsiebe, die eine maximale Ringgröße von 8 enthalten, wie beispielsweise CHA; mit „mittelporigem Molekularsieb“ meinen wir hierin ein Molekularsieb, das eine maximale Ringgröße von 10 enthält, wie beispielsweise ZSM-5; und mit „großporigem Molekularsieb“ meinen wir hierin ein Molekularsieb, das eine maximale Ringgröße von 12 aufweist, wie beispielsweise Beta. Kleinporige Molekularsiebe sind potenziell vorteilhaft für eine Verwendung in SCR-Katalysatoren.
  • In dem Emissionsbehandlungssystem der Erfindung sind bevorzugte Molekularsiebe für einen SCR-Katalysator oder einen SCRF™-Katalysator synthetische Alumosilicatzeolith-Molekularsiebe, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus AEI, ZSM-5, ZSM-20, ERI einschließlich ZSM-34, Mordenit, Ferrierit, BEA einschließlich Beta, Y, CHA, LEV einschließlich Nu-3, MCM-22 und EU-1, vorzugsweise AEI oder CHA, besteht, und die ein Siliciumdioxid-zu-Aluminiumoxid-Verhältnis von etwa 10 bis etwa 50, wie z.B. von etwa 15 bis etwa 40, aufweisen.
  • In einer ersten Ausführungsform des Emissionsbehandlungssystems umfasst das Emissionsbehandlungssystem den Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung und ein katalysiertes Rußfilter (CSF). Dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator folgt typischerweise das katalysierte Rußfilter (CSF) (z.B. befindet sich der Mager-NOX-Fallen-Katalysator stromauf des katalysierten Rußfilters). Somit ist beispielsweise ein Auslass des Mager-NOX-Fallen-Katalysators mit einem Einlass des katalysierten Rußfilters verbunden.
  • Eine zweite Emissionsbehandlungssystem-Ausführungsform betrifft ein Emissionsbehandlungssystem, das den Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung, ein katalysiertes Rußfilter (CSF) und einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator umfasst.
  • Dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator folgt typischerweise das katalysierte Rußfilter (CSF) (z.B. befindet sich der Mager-NOX-Fallen-Katalysator stromauf des katalysierten Rußfilters (CSF)). Dem katalysierten Rußfilter folgt typischerweise der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator (z.B. ist das katalysierte Rußfilter stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators angeordnet). Ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann zwischen dem katalysierten Rußfilter (CSF) und dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator angeordnet sein. Somit kann dem katalysierten Rußfilter (CSF) ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels folgen (z.B. befindet sich das katalysierte Rußfilter (CSF) stromauf des Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels) und dem Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator folgen (z.B. befindet sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators).
  • In einer dritten Emissionsbehandlungssystem-Ausführungsform umfasst das Emissionsbehandlungssystem den Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung, einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator und entweder ein katalysiertes Rußfilter (CSF) oder ein Dieselpartikelfilter (DPF).
  • In der dritten Emissionsbehandlungssystem-Ausführungsform folgt dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung typischerweise der selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Katalysator (z.B. befindet sich der Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators). Ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann zwischen dem Oxidationskatalysator und dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator angeordnet sein. Somit kann dem katalysierten Monolithsubstrat ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels folgen (z.B. ist das katalysierte Monolithsubstrat stromauf des Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels angeordnet) und dem Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator folgen (z.B. befindet sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktions-(SCR)-Katalysators). Dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator folgt das katalysierte Rußfilter (CSF) oder das Dieselpartikelfilter (DPF) (z.B. befindet sich der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator stromauf des katalysierten Rußfilters (CSF) oder des Dieselpartikelfilters (DPF)).
  • Eine vierte Ausführungsform des Emissionsbehandlungssystems umfasst den Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung und einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter-(SCRF™)-Katalysator. Dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung folgt typischerweise der selektive katalytische Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator (z.B. befindet sich der Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung stromauf des selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysators).
  • Ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann zwischen dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator und dem selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator angeordnet sein. Somit kann dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels folgen (z.B. befindet sich der Mager-NOX-Fallen-Katalysator stromauf eines Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels) und dem Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions-Filter-(SCRF™)-Katalysator folgen (z.B. befindet sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysators).
  • Wenn das Emissionsbehandlungssystem einen selektiven katalytischen Reduktions-(SCR)-Katalysator oder einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator umfasst, wie z.B. in den hier oben beschriebenen zweiten bis vierten Abgassystemausführungsformen, kann ein ASC stromab des SCR-Katalysators oder des SCRF™-Katalysators (d.h. in Form eines gesonderten Monolithsubstrats) angeordnet sein oder bevorzugter kann eine Zone auf einem stromabseitigen oder hinteren Ende des den SCR-Katalysator umfassenden Monolithsubstrats als Träger für den ASC verwendet werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug. Das Fahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor, vorzugsweise einen Dieselmotor. Der Verbrennungsmotor, vorzugsweise der Dieselmotor, ist mit einem Emissionsbehandlungssystem der Erfindung gekoppelt.
  • Es ist bevorzugt, dass der Dieselmotor so konfiguriert oder angepasst ist, dass er mit Kraftstoff, vorzugsweise Dieselkraftstoff, welcher ≤ 50 ppm Schwefel, bevorzugter ≤ 15 ppm Schwefel, wie z.B. ≤ 10 ppm Schwefel und noch bevorzugter ≤ 5 ppm Schwefel umfasst, betrieben wird.
  • Das Fahrzeug kann ein Leichtlastdieselfahrzeug (LDV) sein, wie es beispielsweise in der US-Gesetzgebung oder in der europäischen Gesetzgebung definiert ist. Ein Leichtlastdieselfahrzeug weist typischerweise ein Gewicht von < 2840 kg, bevorzugter ein Gewicht von < 2610 kg auf. In den USA bezeichnet ein Leichtlastdieselfahrzeug (LDV) ein Dieselfahrzeug mit einem Bruttogewicht von ≤ 8500 Pounds (US Ibs). In Europa bezeichnet der Begriff Leichtlastdieselfahrzeug (LDV) (i) Personenfahrzeuge, die nicht mehr als acht Sitze zusätzlich zum Fahrersitz umfassen und eine maximale Masse von nicht mehr als 5 Tonnen aufweisen, und (ii) Fahrzeuge zur Beförderung von Gütern mit einer maximalen Masse von nicht mehr als 12 Tonnen.
  • Alternativ kann das Fahrzeug ein Schwerlastdieselfahrzeug (HDV), wie z.B. ein Dieselfahrzeug mit einem Bruttogewicht von > 8500 pounds (US lbs), gemäß Definition in der US-Gesetzgebung, sein.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases aus einem Verbrennungsmotor, wobei das Verfahren ein In-Kontakt-bringen des Abgases mit dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator gemäß obiger Beschreibung umfasst. In bevorzugten Verfahren ist das Abgas ein fettes Gasgemisch. In weiteren bevorzugten Verfahren zykliert bzw. wechselt das Abgas zwischen einem fetten Gasgemisch und einem mageren Gasgemisch.
  • In einigen bevorzugten Verfahren zum Behandeln eines Abgases aus einem Verbrennungsmotor befindet sich das Abgas bei einer Temperatur von etwa 150 °C bis 300 °C.
  • In weiteren bevorzugten Verfahren zur Behandlung eines Abgases aus einem Verbrennungsmotor wird das Abgas mit einer oder mehreren weiteren Emissionssteuerungsvorrichtungen, zusätzlich zu dem hier zuvor beschriebenen Mager-NOX-Fallen-Katalysator in Kontakt gebracht. Die Emissionssteuerungsvorrichtung oder -vorrichtungen befinden sich vorzugsweise stromab des Mager-NOX-Fallen-Katalysators.
  • Beispiele für eine weitere Emissionssteuerungsvorrichtung umfassen ein Dieselpartikelfilter (DPF), eine Mager-NOX-Falle (LNT), einen Mager-NOX-Katalysator (LNC), einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator, einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein katalysiertes Rußfilter (CSF), einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter-(SCRF™)-Katalysator, einen Ammoniak-Slip-Katalysator (ASC), einen Kaltstart-Katalysator (dCSC™) und Kombinationen von zwei oder mehr hiervon. Solche Emissionssteuerungsvorrichtungen sind alle auf dem einschlägigen Fachgebiet gut bekannt.
  • Einige der zuvor genannten Emissionssteuerungsvorrichtungen weisen Filtersubstrate auf. Eine ein Filtersubstrat aufweisende Emissionssteuerungsvorrichtung kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus einem Dieselpartikelfilter (DPF), einem katalysierten Rußfilter (CSF) und einem selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator besteht.
  • Es ist bevorzugt, dass das Verfahren ein In-Kontakt-bringen des Abgases mit einer Emissionssteuerungsvorrichtung, die aus der aus einer Mager-NOX-Falle (LNT), einem Ammoniak-Slip-Katalysator (ASC), einem Dieselpartikelfilter (DPF), einem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator, einem katalysierten Rußfilter (CSF), einem selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator und Kombinationen von zwei oder mehr hiervon bestehenden Gruppe ausgewählt ist, umfasst. Bevorzugter ist die Emissionssteuerungsvorrichtung aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem Dieselpartikelfilter (DPF), einem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator, einem katalysierten Rußfilter (CSF), einem selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator und Kombinationen von zwei oder mehr hiervor besteht. Noch bevorzugter ist die Emissionssteuerungsvorrichtung ein selektiver katalytischer Reduktions- (SCR)-Katalysator oder ein selektiver katalytischer Reduktions-Filter (SCRF™)-Katalysator.
  • Wenn das Verfahren der Erfindung ein In-Kontakt-bringen des Abgases mit einem SCR-Katalysator oder einem SCRF™-Katalysator umfasst, kann das Verfahren des Weiteren die Injektion eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels, wie z.B. Ammoniak, oder eines Ammoniakvorläufers, wie z.B. Harnstoff oder Ammoniumformiat, vorzugweise Harnstoff, in das Abgas stromab des Mager-NOX-Fallen-Katalysators und stromauf des SCR-Katalysators oder des SCRF™-Katalysators umfassen.
  • Eine solche Injektion kann von einem Injektor durchgeführt werden. Der Injektor kann fluidisch mit einer Quelle (z.B. einem Tank) eines Vorläufers eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels verbunden sein. Ein ventilgesteuertes Zudosieren des Vorläufers in das Abgas kann durch geeignet programmierte Motormanagementmittel und eine einen geschlossenen Kreislauf oder offenen Kreislauf umfassende Rückkopplung, die durch Sensoren geliefert wird, die die Zusammensetzung des Abgases überwachen, gesteuert werden.
  • Ammoniak kann auch durch Erwärmen von Ammoniumcarbamat (ein Feststoff) erzeugt werden und das erzeugte Ammoniak kann in das Abgas injiziert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem Injektor kann Ammoniak in situ erzeugt werden (z.B. während einer fetten Regeneration einer stromauf des SCR-Katalysators oder des SCRF™-Katalysators angeordneten LNT). Somit kann das Verfahren des Weiteren ein Anreichern bzw. Anfetten des Abgases mit Kohlenwasserstoffen umfassen.
  • Der SCR-Katalysator oder der SCRF™-Katalysator kann ein Metall umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus mindestens einem von Cu, Hf, La, Au, In, V, Lanthaniden und Übergangsmetallen der Gruppe VIII (z.B. Fe) besteht, wobei das Metall auf einem hitzebeständigen Oxid oder einem Molekularsieb geträgert ist. Das Metall ist vorzugsweise aus Ce, Fe, Cu und Kombinationen von beliebigen zwei oder mehr hiervon ausgewählt, bevorzugter ist das Metall Fe oder Cu.
  • Das hitzebeständige Oxid für den SCR-Katalysator oder den SCRF™-Katalysator kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Al2O3, TiO2, CeO2, SiO2, ZrO2 und Mischoxiden, die zwei oder mehr hiervon enthalten, besteht. Der Nicht-Zeolith-Katalysator kann ferner Wolframoxid (z.B. V2O5/WO3/TiO2, WOX/CeZrO2, WOX/ZrO2 oder Fe/WOX/ZrO2) umfassen.
  • Es ist besonders bevorzugt, wenn ein SCR-Katalysator, ein SCRF™-Katalysator oder ein Washcoat hiervon mindestens ein Molekularsieb, wie z.B. einen Alumosilicatzeolith oder ein SAPO, umfasst. Das mindestens eine Molekularsieb kann ein kleinporiges, ein mittelporiges oder ein großporiges Molekularsieb sein. Mit „kleinporigem Molekularsieb“ meinen wir hierin Molekularsiebe, die eine maximale Ringgröße von 8 enthalten, wie z.B. CHA; mit „mittelporigem Molekularsieb“ meinen wir hierin ein Molekularsieb, das eine maximale Ringgröße von 10 enthält, wie z.B. ZSM-5; und mit „großporigem Molekularsieb“ meinen wir hierin ein Molekularsieb, das eine maximale Ringgröße von 12 aufweist, wie beispielsweise Beta. Kleinporige Molekularsiebe sind potenziell vorteilhaft für eine Verwendung in SCR-Katalysatoren.
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Behandeln eines Abgases sind bevorzugte Molekularsiebe für einen SCR-Katalysator oder einen SCRF™-Katalysator synthetische Alumosilicatzeolith-Molekularsiebe, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus AEI, ZSM-5, ZSM-20, ERI einschließlich ZSM-34, Mordenit, Ferrierit, BEA einschließlich Beta, Y, CHA, LEV einschließlich Nu-3, MCM-22 und EU-1, vorzugsweise AEI oder CHA, besteht, und die ein Siliciumdioxid-zu-Aluminiumoxid-Verhältnis von etwa 10 bis etwa 50, wie z.B. von etwa 15 bis etwa 40, aufweisen.
  • In einer ersten Ausführungsform umfasst das Verfahren ein In-Kontakt-bringen des Abgases mit dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung und einem katalysierten Rußfilter (CSF). Dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator folgt typischerweise das katalysierte Rußfilter (CSF) (z.B. befindet sich der Mager-NOX-Fallen-Katalysator stromauf des katalysierten Rußfilters (CSF)). Somit ist beispielsweise ein Auslass des Mager-NOX-Fallen-Katalysators mit einem Einlass des katalysierten Rußfilters verbunden.
  • Eine zweite Ausführungsform des Verfahrens zum Behandeln eines Abgases betrifft ein Verfahren, das ein In-Kontakt-bringen des Abgases mit dem erfindungsgemäßen Mager-NOX-Fallen-Katalysator, einem katalysierten Rußfilter (CSF) und einem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator umfasst.
  • Dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator folgt typischerweise das katalysierte Rußfilter (CSF) (z.B. befindet sich der Mager-NOX-Fallen-Katalysator stromauf des katalysierten Rußfilters (CSF)). Dem katalysierten Rußfilter folgt typischerweise der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator (z.B. befindet sich das katalysierte Rußfilter stromauf der selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators). Ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann zwischen dem katalysierten Rußfilter (CSF) und dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator angeordnet sein. Somit kann dem katalysierten Rußfilter (CSF) ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels folgen (z.B. befindet sich das katalysierte Rußfilter (CSF) stromauf eines Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels) und dem Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator folgen (z.B. befindet sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators).
  • In einer dritten Ausführungsform des Verfahrens zum Behandeln eines Abgases umfasst das Verfahren ein In-Kontakt-bringen des Abgases mit dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung, einem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator und entweder einem katalysierten Rußfilter (CSF) oder einem Dieselpartikelfilter (DPF).
  • In der dritten Ausführungsform des Verfahrens zum Behandeln eines Abgases folgt dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung typischerweise der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator (z.B. befindet sich der Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators). Ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann zwischen dem Oxidationskatalysator und dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator angeordnet sein. Somit kann dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels folgen (z.B. befindet sich der Mager-NOX-Fallen-Katalysator stromauf eines Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels) und dem Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator folgen (z.B. befindet sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators). Dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator folgt das katalysierte Rußfilter (CSF) oder das Dieselpartikelfilter (DPF) (z.B. befindet sich der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator stromauf des katalysierten Rußfilters (CSF) oder des Dieselpartikelfilters (DPF)).
  • Eine vierte Ausführungsform des Verfahrens zum Behandeln eines Abgases umfasst den Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung und einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator. Dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung folgt typischerweise der selektive katalytische Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator (z.B. befindet sich der Mager-NOX-Fallen-Katalysator der Erfindung stromauf des selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysators).
  • Ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann zwischen dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator und dem selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator angeordnet sein. Somit kann dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels folgen (z.B. befindet sich der Mager-NOX-Fallen-Katalysator stromauf eines Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels) und dem Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions-Filter-(SCRF™)-Katalysator folgen (z.B. befindet sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysators).
  • Wenn das Emissionsbehandlungssystem einen selektiven katalytischen Reduktions-(SCR)-Katalysator oder einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRF™)-Katalysator umfasst, wie z.B. in den hier zuvor beschriebenen zweiten bis vierten Verfahrensausführungsformen, kann ein ASC stromab des SCR-Katalysators oder des SCRF™-Katalysators angeordnet sein (d.h. in Form eines gesonderten Monolithsubstrats) oder bevorzugter kann eine Zone auf einem stromabseitigen oder hinteren Ende des Monolithsubstrats, das den SCR-Katalysator umfasst, als Träger für den ASC verwendet werden.
  • BEISPIELE
  • Die Erfindung wird nun durch die nachfolgenden nicht einschränkenden Beispiele veranschaulicht.
  • Materialien
  • Alle Materialien sind im Handel erhältlich und wurden von bekannten Zulieferern erhalten, wenn nicht anders angegeben.
  • Allgemeine Herstellung
  • Al2O3.CeO2.MgO-BaCO3-Verbundmaterial wurde durch Imprägnieren von Al2O3(56,14%).CeO2(6,52%).MgO(14,04%) mit Bariumacetat und Sprühtrocknen der erhaltenen Aufschlämmung hergestellt. Darauf folgte eine 1-stündige Calcinierung bei 650 °C. Die BaCO3-Zielkonzentration beträgt 23,3 Gew.-%.
  • Herstellung der Beispiele
  • Herstellung von [Al2O3.CeO2-MgO.Ba].Pt.Pd.CeO2- Zusammensetzung A
  • 2,07 g/Zoll3 [Al2O3.CeO2.MgO.BaCO3] (hergestellt gemäß der obigen allgemeinen Herstellung) wurden mit destilliertem Wasser zu einer Aufschlämmung verarbeitet und anschließend zur Verringerung der durchschnittlichen Partikelgröße vermahlen (d90 = 13-15 µm). Die Aufschlämmung wurde mit 30 g/ft3 Pt-Malonat- und 6 g/ft3 Pd-Nitrat-Lösung versetzt und zur Homogenität verrührt. Das Pt/Pd wurde 1 Stunde auf den Träger adsorbieren gelassen. Diese Aufschlämmung wurde mit 2,1 g/Zoll3 vorcalciniertem CeO2, gefolgt von 0,2 g/Zoll3 Aluminiumoxidbindemittel versetzt und bis zur Homogenität verrührt, um einen Washcoat auszubilden.
  • Herstellung von [Al2O3.LaO].Pt.Pd.CeO2- Zusammensetzung B
  • Pt-Malonat (65 g.ft-3) und Pd-Nitrat (13 g.ft-3) wurden zu einer Aufschlämmung von [Al2O3(90,0%).LaO(4%)] (1,2 g-Zoll-3) in Wasser zugegeben. Das Pt und das Pd wurden 1 Stunde an den Aluminiumoxidträger adsorbieren gelassen, bevor CeO2 (0,3 g-Zoll-3) zugegeben wurde. Die erhaltene Aufschlämmung wurde zu einem Washcoat verarbeitet und mit natürlichem Dickungsmittel (Hydroxyethylcellulose) eingedickt.
  • Herstellung von [Al2O3.LaO].Pt.Pd- Zusammensetzung C
  • Pt-Malonat (65 g.ft-3) und Pd-Nitrat (13 g.ft-3) wurden zu einer Aufschlämmung von [Al2O3(90,0%).LaO(4%)] (1,2 g-Zoll-3) in Wasser zugegeben. Das Pt und das Pd wurden 1 Stunde an den Aluminiumoxidträger adsorbieren gelassen. Die erhaltene Aufschlämmung wurde zu einem Washcoat verarbeitet und mit natürlichem Dickungsmittel (Hydroxyethylcellulose) eingedickt.
  • Herstellung von [CeO2].Rh.Pt.Al2O3 - Zusammensetzung D
  • Rh-Nitrat (5 g.ft-3) wurde zu einer Aufschlämmung von CeO2 (0,4 g-Zoll-3) in Wasser zugegeben. Wässriges NH3 wurde bis zu einem pH-Wert von 6,8 zugegeben, um die Rh-Adsorption zu fördern. Im Anschluss daran wurde Pt-Malonat (5 g.ft-3) zu der Aufschlämmung zugegeben und 1 Stunde an den Träger adsorbieren gelassen, bevor Aluminiumoxid (Boehmit, 0,2 g-Zoll-3) und Bindemittel (Aluminiumoxid, 0,1 g-Zoll-3) zugegeben wurden. Die erhaltene Aufschlämmung wurde zu einem Washcoat verarbeitet.
  • Katalysator 1
  • Jeder der Washcoats A, C und D wurde nacheinander auf einen keramischen oder einen metallischen Monolith unter Verwendung von Standardbeschichtungstechniken aufgetragen, bei 100 °C getrocknet und 45 Minuten bei 500 °C calciniert.
  • Katalysator 2
  • Jeder der Washcoats A, B und D wurde nacheinander auf einen keramischen oder einen metallischen Monolith unter Verwendung von Standardbeschichtungstechniken aufgetragen, bei 100 °C getrocknet und 45 Minuten bei 500 °C calciniert.
  • Experimentelle Ergebnisse
  • Die Katalysatoren 1 und 2 wurden 16 h bei 800 °C in einem Gasstrom, der aus 10 % H2O, 20 % O2 und zum Rest N2 bestand, hydrothermal gealtert. Sie wurden hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit über einen Gleichgewichts(steady-state)-Emissionszyklus (drei Zyklen von 300 s mager und 10 s fett, mit einer NOX-Zielexposition von 1 g) unter Verwendung eines auf einen Prüfstand montierten 1,6-Liter-Dieselmotors getestet. Die Emissionen wurden vor und nach dem Katalysator gemessen.
  • Beispiel 1
  • Die NOX-Speicherungsleistungsfähigkeit der Katalysatoren wurde durch Messen der NOX-Speicherungseffizienz als Funktion des gespeicherten NOX bewertet. Die Ergebnisse aus einem repräsentativen Zyklus bei 150 °C im Anschluss an eine deaktivierende Vorkonditionierung sind in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
    gespeichertes NOX (g) NOX-Speicherungseffizienz (%)
    Katalysator 1 Katalysator 2
    0,1 92 96
    0,2 87 92
    0,3 79 84
    0,4 67 73
    0,5 53 58
    0,6 39 43
  • Aus den Ergebnissen in Tabelle 1 ist ersichtlich, dass Katalysator 2, der eine Ce enthaltende Mittelschicht umfasst, eine höhere NOX-Speicherungseffizienz aufweist als Katalysator 1, der eine Ce enthaltende Mittelschicht nicht umfasst.
  • Beispiel 2
  • Die NOX-Speicherungsleistungsfähigkeit der Katalysatoren wurde durch Messen der NOX-Speicherungseffizienz als Funktion des gespeicherten NOX bewertet. Die Ergebnisse aus einem repräsentativen Zyklus bei 150 °C im Anschluss an eine stärker aktivierende Vorkonditionierung als der von obigem Beispiel 1 sind in der nachfolgenden Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
    gespeichertes NOx (g) NOX-Speicherungseffizienz (%)
    Katalysator 1 Katalysator 2
    0,1 33 57
    0,2 18 34
    0,3 - 18
    0,4 - -
    0,5 - -
    0,6 - -
  • Aus den Ergebnissen in Tabelle 2 ist ersichtlich, dass ähnlich wie in dem obigen Beispiel 1, der Katalysator 2, der eine Ce enthaltende Mittelschicht umfasst, eine höhere NOX-Speicherungseffizienz aufweist als Katalysator 1, der eine Ce enthaltende Mittelschicht nicht umfasst.
  • Beispiel 3
  • Die NOX-Speicherungsleistungsfähigkeit der Katalysatoren wurde durch Messung der NOX-Speicherungseffizienz als Funktion des gespeicherten NOX bewertet. Die Ergebnisse aus einem repräsentativen Zyklus bei 200 °C im Anschluss an eine deaktivierende Vorkonditionierung sind in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 3
    gespeichertes NOx (g) NOX-Speicherungseffizienz (%)
    Katalysator 1 Katalysator 2
    0,1 94 95
    0,2 89 91
    0,3 85 89
    0,4 81 86
    0,5 77 83
    0,6 73 80
  • Aus den Ergebnissen in Tabelle 3 ist ersichtlich, dass Katalysator 2, der eine Ce enthaltende Mittelschicht umfasst, eine höhere NOX-Speicherungseffizienz aufweist als Katalysator 1, der eine Ce enthaltende Mittelschicht nicht umfasst.
  • Beispiel 4
  • Die NOX-Speicherungsleistungsfähigkeit der Katalysatoren wurde durch Messen der NOX-Speicherungseffizienz als Funktion des gespeicherten NOX bewertet. Die Ergebnisse aus einem repräsentativen Zyklus bei 200 °C im Anschluss an eine deaktivierende Vorkonditionierung sind in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 4
    gespeichertes NOx (g) NOX-Speicherungseffizienz (%)
    Katalysator 1 Katalysator 2
    0,1 72 85
    0,2 61 81
    0,3 45 69
    0,4 36 58
    0,5 30 47
    0,6 - 41
  • Aus den Ergebnissen in Tabelle 4 ist ersichtlich, dass Katalysator 2, der eine Ce enthaltende Mittelschicht umfasst, eine höhere NOX-Speicherungseffizienz aufweist als Katalysator 1, der eine Ce enthaltende Mittelschicht nicht umfasst.
  • Beispiel 5
  • Die CO-Oxidationsleistungsfähigkeit der Katalysatoren wurde durch Messen der CO-Umwandlung im Zeitverlauf beurteilt. Die Ergebnisse aus einem repräsentativen Zyklus bei 175 °C im Anschluss an eine aktivierende Gleichgewichts(steady state)-Testbedingung sind in der nachfolgenden Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5
    Zeit (s) CO-Umwandlungseffizienz (%)
    Katalysator 1 Katalysator 2
    75 12 17
    100 20 36
    125 70 90
    150 96 98
    175 99 99
  • Es ist aus den Ergebnissen in Tabelle 5 ersichtlich, dass Katalysator 2, der eine Ce enthaltende Mittelschicht umfasst, eine höhere CO-Umwandlungseffizienz als Katalysator 1, der eine Ce enthaltende Mittelschicht nicht umfasst, aufweist.
  • Dies wird des Weiteren durch die Zeit, die zum Erreichen von sowohl der 25%- als auch der 50%-CO-Umwandlungseffizienz bei 175 °C für jeden Katalysator erforderlich ist, belegt. Katalysator 1 erreichte eine 25%-CO-Umwandlungseffizienz nach 108 s und eine 50%-CO-Umwandlungseffizienz nach 121 s. Katalysator 2 erreichte eine 25%-CO-Umwandlungseffizienz nach 85 s und eine 50%-CO-Umwandlungseffizienz nach 110 s. Der Katalysator 2 erreicht daher ein Anspringen hinsichtlich CO früher als der Katalysator 1.
  • Beispiel 6
  • Die CO-Oxidationsleistungsfähigkeit der Katalysatoren wurde durch Messen der CO-Umwandlung im Zeitverlauf beurteilt. Die Ergebnisse aus einem repräsentativen Zyklus bei 200 °C im Anschluss an eine aktivierende Gleichgewichts(steady state)-Testbedingung sind in der nachfolgenden Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6
    Zeit (s) CO-Umwandlungseffizienz (%)
    Katalysator 1 Katalysator 2
    75 15 25
    100 26 51
    125 78 95
    150 97 99
    175 99 99
  • Es ist aus den Ergebnissen in Tabelle 4 ersichtlich, dass Katalysator 2, der eine Ce enthaltende Mittelschicht umfasst, eine höhere CO-Umwandlungseffizienz aufweist als Katalysator 1, der eine Ce enthaltende Mittelschicht nicht umfasst.
  • Dies wird des Weiteren durch die Zeit, die zum Erreichen von sowohl der 25%- als auch der 50%-CO-Umwandlungseffizienz bei 200 °C für jeden Katalysator erforderlich ist, belegt. Katalysator 1 erreichte eine 25%-CO-Umwandlungseffizienz nach 97 s und eine 50%-CO-Umwandlungseffizienz nach 118 s. Katalysator 2 erreichte eine 25%-CO-Umwandlungseffizienz nach 76 s und eine 50%-CO-Umwandlungseffizienz nach 99 s. Der Katalysator 2 erreicht daher ein Anspringen hinsichtlich CO früher als der Katalysator 1.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2004/076829 A [0006]
    • EP 1027919 A [0006]
    • US 5656244 [0007]
    • US 5800793 [0007]
    • WO 2009/158453 [0008]
    • US 2015/0336085 [0009]

Claims (50)

  1. Mager-NOx-Fallen-Katalysator, umfassend: i) eine erste Schicht, wobei die erste Schicht ein oder mehrere Platingruppenmetalle, ein erstes, Cerdioxid enthaltendes Material, ein Alkali- oder Erdalkalimetall und ein erstes anorganisches Oxid umfasst; ii) eine zweite Schicht, wobei die zweite Schicht ein oder mehrere Edelmetalle, ein zweites, Cerdioxid enthaltendes Material und ein zweites anorganisches Oxid umfasst; und iii) eine dritte Schicht, wobei die dritte Schicht ein oder mehrere Edelmetalle mit reduzierender Aktivität und ein drittes anorganisches Oxid umfasst.
  2. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach Anspruch 1, wobei die Gesamtbeladung des einen oder der mehreren Platingruppenmetall(e) in der ersten Schicht geringer als die Gesamtbeladung des einen oder der mehreren Edelmetall(e) in der zweiten Schicht ist.
  3. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Gesamtbeladung des einen oder der mehreren Edelmetall(e) in der zweiten Schicht zu der Gesamtbeladung des einen oder der mehreren Platingruppenmetall(e) in der ersten Schicht mindestens 2:1 auf einer Gew./Gew.-Basis beträgt.
  4. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gesamtbeladung des ersten, Cerdioxid enthaltenden Materials größer als die Gesamtbeladung des zweiten, Cerdioxid enthaltenden Materials ist.
  5. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Gesamtbeladung des ersten, Cerdioxid enthaltenden Materials größer als die Gesamtbeladung des zweiten, Cerdioxid enthaltenden Materials ist und mindestens 2:1 auf einer Gew./Gew.-Basis beträgt.
  6. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Gesamtbeladung des ersten, Cerdioxid enthaltenden Materials größer als die Gesamtbeladung des zweiten, Cerdioxid enthaltenden Materials ist und mindestens 7:1 auf einer Gew./Gew.-Basis beträgt.
  7. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Platingruppenmetall(e) aus der Gruppe ausgewählt ist (sind), die aus Palladium, Platin, Rhodium und Gemischen hiervon besteht.
  8. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Platingruppenmetall(e) ein Gemisch oder eine Legierung von Platin und Palladium ist (sind).
  9. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach Anspruch 8, wobei das Verhältnis von Platin zu Palladium von 2:1 bis 12:1 auf einer Gew./Gew.-Basis beträgt.
  10. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei das Verhältnis von Platin zu Palladium etwa 5:1 auf einer Gew./Gew.-Basis beträgt.
  11. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Platingruppenmetall(e) auf dem ersten, Cerdioxid enthaltenden Material geträgert ist (sind).
  12. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste, Cerdioxid enthaltende Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ceroxid, einem Cerdioxid-Zirconiumoxid-Mischoxid und einem Aluminiumoxid-Cerdioxid-Zirconiumoxid-Mischoxid besteht.
  13. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste, Cerdioxid enthaltende Material schüttfähiges Cerdioxid umfasst.
  14. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Alkali- oder Erdalkalimetall Barium ist.
  15. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach Anspruch 14, wobei das Barium in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% vorhanden ist.
  16. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste anorganische Oxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid, Cerdioxid, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Nioboxid, Tantaloxiden, Molybdänoxiden, Wolframoxiden und Mischoxiden oder Verbundoxiden hiervon besteht.
  17. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste anorganische Oxid Aluminiumoxid, Cerdioxid oder ein Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxid ist.
  18. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste anorganische Oxid ein Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxid ist.
  19. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Edelmetall(e) aus der Gruppe ausgewählt ist (sind), die aus Palladium, Platin, Rhodium, Silber, Gold und Gemischen hiervon besteht.
  20. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Edelmetall(e) ein Gemisch oder eine Legierung von Platin und Palladium ist (sind).
  21. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach Anspruch 20, wobei das Verhältnis von Platin zu Palladium von 2:1 bis 10:1 auf einer Gew./Gew.-Basis beträgt.
  22. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, wobei das Verhältnis von Platin zu Palladium etwa 5:1 auf einer Gew./Gew.-Basis beträgt.
  23. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Edelmetall(e) auf dem zweiten, Cerdioxid enthaltenden Material geträgert ist (sind).
  24. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite anorganische Oxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid, Cerdioxid, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Nioboxid, Tantaloxiden, Molybdänoxiden, Wolframoxiden und Mischoxiden oder Verbundoxiden hiervon besteht.
  25. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite anorganische Oxid Aluminiumoxid, Cerdioxid oder ein Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxid ist.
  26. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite anorganische Oxid Aluminiumoxid ist.
  27. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite, Cerdioxid enthaltende Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ceroxid, einem Cerdioxid-Zirconiumoxid-Mischoxid und einem Aluminiumoxid-Cerdioxid-Zirconiumoxid-Mischoxid besteht.
  28. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite, Cerdioxid enthaltende Material schüttfähiges Cerdioxid umfasst.
  29. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Edelmetall(e) mit reduzierender Aktivität aus der Gruppe ausgewählt ist (sind), die aus Palladium, Platin, Rhodium, Silber, Gold und Gemischen hiervon besteht.
  30. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Edelmetall(e), die eine reduzierende Aktivität aufweisen, ein Gemisch oder eine Legierung von Rhodium und Platin ist (sind).
  31. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach Anspruch 30, wobei das Verhältnis von Rhodium zu Platin von 1:2 bis 2:1 auf einer Gew./Gew.-Basis beträgt.
  32. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach Anspruch 30 oder Anspruch 31, wobei das Verhältnis von Rhodium zu Platin etwa 1:1 auf einer Gew./Gew.-Basis beträgt.
  33. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Edelmetall(e), die eine reduzierende Aktivität aufweisen, auf dem dritten anorganischen Oxid geträgert ist (sind).
  34. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte anorganische Oxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid, Cerdioxid, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Nioboxid, Tantaloxiden, Molybdänoxiden, Wolframoxiden und Mischoxiden oder Verbundoxiden hiervon besteht.
  35. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte anorganische Oxid Aluminiumoxid, Cerdioxid oder ein Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-Verbundoxid ist.
  36. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte anorganische Oxid Cerdioxid ist.
  37. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der des Weiteren ein metallisches oder ein keramisches Substrat mit einer axialen Länge L umfasst.
  38. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach Anspruch 37, wobei das Substrat ein Durchflussmonolith oder ein Filtermonolith ist.
  39. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach Anspruch 37 oder Anspruch 38, wobei die erste Schicht direkt auf dem metallischen oder dem keramischen Substrat abgelagert ist.
  40. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schicht auf der ersten Schicht abgelagert ist.
  41. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dritte Schicht auf der zweiten Schicht abgelagert ist.
  42. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Schicht, die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht auf mindestens 60 % der axialen Länge L des Substrats abgelagert ist (sind).
  43. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Schicht, die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht auf mindestens 70 % der axialen Länge L des Substrats abgelagert ist (sind).
  44. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Schicht, die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht auf mindestens 80 % der axialen Länge L des Substrats abgelagert ist (sind).
  45. Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 36, wobei die erste Schicht, die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht zur Bildung eines Durchfluss- oder Filtersubstrats extrudiert ist (sind).
  46. Emissionsbehandlungssystem zum Behandeln eines Verbrennungsabgasstroms, das den Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 45 umfasst.
  47. Emissionsbehandlungssystem nach Anspruch 46, wobei der Verbrennungsmotor ein Dieselmotor ist.
  48. Emissionsbehandlungssystem nach Anspruch 46 oder Anspruch 47, das des Weiteren ein selektives katalytisches Reduktionskatalysatorsystem, ein Partikelfilter, ein selektives katalytisches Reduktionsfiltersystem, einen Passiv-NOx-Adsorber, ein Drei-Wege-Katalysatorsystem oder Kombinationen hiervon umfasst.
  49. Verfahren zum Behandeln eines Abgases aus einem Verbrennungsmotor, das ein In-Kontakt-bringen des Abgases mit dem Mager-NOX-Fallen-Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 45 oder dem Emissionsbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 46 bis 48 umfasst.
  50. Verfahren zum Behandeln eines Abgases aus einem Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 49, wobei das Abgas sich bei einer Temperatur von etwa 150 bis 300 °C befindet.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2560942A (en) * 2017-03-29 2018-10-03 Johnson Matthey Plc NOx Adsorber catalyst
WO2019109999A1 (zh) * 2017-12-08 2019-06-13 庄信万丰(上海)化工有限公司 用于汽油机废气处理的新型多区twc催化剂
US10953366B2 (en) 2018-04-20 2021-03-23 GM Global Technology Operations LLC Nitrogen oxides and hydrocarbon storage catalyst and methods of using the same
US10399037B1 (en) * 2018-04-20 2019-09-03 GM Global Technology Operations LLC Nitrogen oxides storage catalyst and methods of using the same
CN113164920A (zh) 2018-12-28 2021-07-23 罗地亚经营管理公司 氧化铈用于制备贫NOx捕集催化组合物的用途以及使用该组合物处理排气的方法
GB201903006D0 (en) * 2019-03-06 2019-04-17 Johnson Matthey Plc Lean nox trap catalyst
JP7344815B2 (ja) * 2020-02-28 2023-09-14 株式会社Subaru ガソリンリーンバーンエンジン用ｌｎｔ積層触媒、及びこれを用いた排ガス浄化装置
EP3889404A1 (de) * 2020-03-30 2021-10-06 Johnson Matthey Public Limited Company Mehrbereichs-twc-katalysatoren für die abgasbehandlung von benzinmotoren mit verbesserter h2s-dämpfung
EP4302862A1 (de) * 2022-07-06 2024-01-10 Johnson Matthey Public Limited Company Mager-nox-falle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656244A (en) 1995-11-02 1997-08-12 Energy And Environmental Research Corporation System for reducing NOx from mobile source engine exhaust
EP1027919A2 (de) 1999-02-09 2000-08-16 Ford Global Technologies, Inc. Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Abgasen eines Dieselmotors unter Verwendung eines Stickoxid-Absorptionmittels
WO2004076829A1 (en) 2003-02-26 2004-09-10 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust-gas purification system for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides in the lean exhaust gas of internal combustion engines and method of exhaust-gas purification
WO2009158453A1 (en) 2008-06-27 2009-12-30 Basf Catalyst Llc Nox adsorber catalyst with superior low temperature performance
US20150336085A1 (en) 2013-01-08 2015-11-26 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst for reducing nitrogen oxides

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6777370B2 (en) * 2001-04-13 2004-08-17 Engelhard Corporation SOx tolerant NOx trap catalysts and methods of making and using the same
US20050164879A1 (en) * 2004-01-28 2005-07-28 Engelhard Corporation Layered SOx tolerant NOx trap catalysts and methods of making and using the same
JP4240011B2 (ja) * 2005-06-20 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒
US7550124B2 (en) * 2006-08-21 2009-06-23 Basf Catalysts Llc Layered catalyst composite
US7758834B2 (en) * 2006-08-21 2010-07-20 Basf Corporation Layered catalyst composite
US20080044330A1 (en) * 2006-08-21 2008-02-21 Shau-Lin Franklin Chen Layered catalyst composite
CN101161337B (zh) * 2006-10-13 2010-09-29 比亚迪股份有限公司 一种三元催化剂及其制备方法
US20080120970A1 (en) * 2006-11-29 2008-05-29 Marcus Hilgendorff NOx Storage Materials and Traps Resistant to Thermal Aging
US7754171B2 (en) * 2007-02-02 2010-07-13 Basf Corporation Multilayered catalyst compositions
DE502007004776D1 (de) * 2007-03-19 2010-09-30 Umicore Ag & Co Kg Palladium-Rhodium Einfachschicht Katalysator
JP4751916B2 (ja) * 2008-06-30 2011-08-17 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用触媒
WO2010026814A1 (ja) * 2008-09-02 2010-03-11 日産自動車株式会社 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP5388052B2 (ja) * 2008-10-31 2014-01-15 独立行政法人産業技術総合研究所 排ガス処理触媒
US9440192B2 (en) * 2009-01-16 2016-09-13 Basf Corporation Diesel oxidation catalyst and use thereof in diesel and advanced combustion diesel engine systems
KR101712684B1 (ko) * 2009-05-04 2017-03-06 바스프 코포레이션 희박 연소 가솔린 엔진을 위한 ｔｗｃ의 개선된 희박 ｈｃ 전환
US8833064B2 (en) * 2009-11-06 2014-09-16 Basf Corporation Small engine layered catalyst article and method of making
HUE027335T2 (en) * 2010-02-01 2016-09-28 Johnson Matthey Plc Extruded solid body three-way catalyst
US8784759B2 (en) * 2010-06-10 2014-07-22 Basf Se NOx storage catalyst with reduced Rh loading
WO2011154913A1 (en) * 2010-06-10 2011-12-15 Basf Se Nox storage catalyst with improved hydrocarbon conversion activity
US8734743B2 (en) * 2010-06-10 2014-05-27 Basf Se NOx storage catalyst with improved hydrocarbon conversion activity
US8950174B2 (en) * 2010-09-02 2015-02-10 Basf Se Catalysts for gasoline lean burn engines with improved NH3-formation activity
US9242242B2 (en) * 2010-09-02 2016-01-26 Basf Se Catalyst for gasoline lean burn engines with improved NO oxidation activity
JP6030822B2 (ja) * 2010-09-28 2016-11-24 Ntn株式会社 斜板式コンプレッサの斜板および斜板式コンプレッサ
GB201021649D0 (en) * 2010-12-21 2011-02-02 Johnson Matthey Plc NOx Absorber catalyst
FR2972366B1 (fr) * 2011-03-08 2016-01-15 Rhodia Operations Procede de traitement d'un gaz contenant des oxydes d'azote (nox) utilisant comme catalyseur une composition a base de zirconium, de cerium et de niobium
EP2802408B1 (de) * 2011-12-22 2017-10-04 Johnson Matthey Public Limited Company Verbesserte nox falle
US9266092B2 (en) * 2013-01-24 2016-02-23 Basf Corporation Automotive catalyst composites having a two-metal layer
CN104968430B (zh) * 2013-01-31 2018-05-08 优美科触媒日本有限公司 废气净化用催化剂以及使用该催化剂的废气净化方法
WO2014192219A1 (ja) * 2013-05-27 2014-12-04 マツダ株式会社 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
WO2015005342A1 (ja) * 2013-07-08 2015-01-15 ユミコア日本触媒株式会社 窒素酸化物除去用触媒
EP3020474A4 (de) * 2013-07-10 2017-04-26 Cataler Corporation Abgasreinigungskatalysator
JP5870981B2 (ja) * 2013-10-09 2016-03-01 トヨタ自動車株式会社 触媒コンバーター
US9833771B2 (en) * 2013-11-28 2017-12-05 Cataler Corporation Exhaust gas purifying catalyst
JP6611611B2 (ja) * 2013-12-13 2019-11-27 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
GB201401115D0 (en) * 2014-01-23 2014-03-12 Johnson Matthey Plc Diesel oxidation catalyst and exhaust system
US9744529B2 (en) * 2014-03-21 2017-08-29 Basf Corporation Integrated LNT-TWC catalyst
WO2015182726A1 (ja) * 2014-05-28 2015-12-03 ユミコア日本触媒株式会社 内燃機関排ガス浄化用触媒およびそのシステム
CN106413858A (zh) * 2014-06-06 2017-02-15 克林迪塞尔技术公司 铑铁催化剂
US9828896B2 (en) * 2014-08-12 2017-11-28 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system with a modified lean NOx trap
JP6269823B2 (ja) * 2014-08-29 2018-01-31 マツダ株式会社 排気ガス浄化触媒装置及び排気ガス浄化方法
MY180110A (en) * 2014-12-12 2020-11-23 Honda Motor Co Ltd Exhaust gas purifying catalyst
US9616386B2 (en) * 2015-03-23 2017-04-11 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Catalyst for purification of exhaust gas, NOx storage-reduction catalyst, and method for purifying exhaust gas
JP6604815B2 (ja) * 2015-10-27 2019-11-13 株式会社キャタラー 排ガス浄化装置
JP2017200676A (ja) * 2016-05-02 2017-11-09 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排ガス浄化触媒
GB2553339A (en) * 2016-09-02 2018-03-07 Johnson Matthey Plc Improved NOx trap

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656244A (en) 1995-11-02 1997-08-12 Energy And Environmental Research Corporation System for reducing NOx from mobile source engine exhaust
US5800793A (en) 1995-11-02 1998-09-01 Energy And Environmental Research Corporation Process for reducing NOx from mobile source engine exhaust
EP1027919A2 (de) 1999-02-09 2000-08-16 Ford Global Technologies, Inc. Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Abgasen eines Dieselmotors unter Verwendung eines Stickoxid-Absorptionmittels
WO2004076829A1 (en) 2003-02-26 2004-09-10 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust-gas purification system for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides in the lean exhaust gas of internal combustion engines and method of exhaust-gas purification
WO2009158453A1 (en) 2008-06-27 2009-12-30 Basf Catalyst Llc Nox adsorber catalyst with superior low temperature performance
US20150336085A1 (en) 2013-01-08 2015-11-26 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst for reducing nitrogen oxides

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Publication number Publication date
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RU2756816C2 (ru) 2021-10-05
KR20190132670A (ko) 2019-11-28
GB2560940A (en) 2018-10-03
CN110461443A (zh) 2019-11-15

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