DE2425343C3

DE2425343C3 -

Info

Publication number: DE2425343C3
Application number: DE2425343A
Authority: DE
Inventors: Joseph Peter Warren Remeika; Rudolph Johannes H. Summit Voorhoeve
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1973-05-29
Filing date: 1974-05-25
Publication date: 1979-06-13
Also published as: DE2425343B2; FR2231424A1; GB1473951A; FR2231424B1; JPS5027793A; JPS5439277B2; IT1014234B; NL7407129A; DE2425343A1; SE7406976L

Description

25

Beschreibung

Dae Erfindung betrifft einen Katalysator, dessen aktiver Bestandteil aus einem Manganit von La, Pr und/oder Nd besteht, wobei die Seltenen Erdmetalle durch 5 bis 70 /..omprozent Ca, Sr, Ba und/oder Pb ersetzt sind. Ferner betriff' die Er^f;ndung die Verwendung eines solchen Katalysators.

Katalysatoren dieser Art sind bek.'^nt; beispielsweise aus »Thermochimica« Acta 7, 303 — 309, (1973) oder »Science« 177. 353 (1972) oder »Science« 180,62(1973). Die bekannten Katalysatoren sind u. a. für Oxidationsreaktionen eingesetzt worden, beispielsweise für die Luftoxidation von Hexan oder Kohlenmonoxid. w

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Katalysatoren mit dem Ziel zu verbessern, daß sie die katalytische Umsetzung der in Abgasen vor. Verbrennungsmotoren enthaltenen Stickoxide zu harmlosen Produkten wie N2O und/oder N₂ bei tieferen Temperaturen, beispielsweise bei Temperaturen unterhalb von 350⁰C zu katalysieren vermögen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß zwei verschiedene Modifizierungen des bekannten Katalysators vorgesehen, wobei die eine Modifizierung. oder die andere Modifizierung oder beide Modifizierungen gemeinsam vorgenommen werden können.

Ausgehend von einem Katalysator, dessen aktiver Bestandteil aus einem Manganit von La, Pr und/oder Nd besteht, wobei die Seltenen Erdmetalle durch 5 bis 70 Atomprozent Ca, Sr, Ba und/oder Pb ersetzt sind, und dessen perowskitartige Struktur Kationenfehlstellen bis zu 15 Atomprozent aufweisen kann, sind die erfindungsgemäß vorgesehenen Modifizierungen durch die nachfolgenden Maßnahmen gekennzeichnet, nämlich:

(a) man ersetzt Ca, Sr, Ba und/oder Pb völlig bis zu einem Anteil von maximal 50Atom-% der Seltenen Erdmetalle durch Na, K und/oder Rb; oder

(b) man ersetzt Mn in einem Anteil von 0,5 bis 15 Atom-% durch Ru ünd/oder Ni; oder

(c) man führt diese beiden Maßnahmen gemeinsam durch.

In jedem Falle werden zur Herstellung der erfindungsgemäß modifizierten Katalysatoren die erforderlichen Ausgangskomponenten in feingemahlener Form in stöchiometrischen Anteilen an Luft calciniert.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der nach diesen Modifizierungen erhaltenen Katalysatoren als katalytisch aktive Substanz bei der katalytischen Nachbehandlung der Abgase von Verbrennungsmotoren.

Wird allein die Modifizierung (a) durchgeführt, so werden Katalysatoren erhalten, deren Zusammensetzungdernachfolgenden Formel entspricht

RE, .,M₁MnO₃

wobei RE steht für La, Pr und/oder Nd;
M steht für Na, K, Rb;
χ hat einen Wert von 0,05 bis 0,5.

Wird allein die Modifizierung (b) durchgerührt, so werden Katalysatoren erhalten, deren Zusammensetzung der nachfolgenden Formel entspricht

REi -, M₁ Ru, NU Mn, -_y ., O₃

wobei RE steht für La, Pr und/oder Nd;

M steht für Ca, Sr, Ba und/oder Pb;
χ hat einen Wert von 0,05 bis 0,7;
y hat einen Wert von 0 bis 0,15,
ζ hat einen Wert von 0 bis 0,15;

wobei jedoch /oder ζ wenigstens einen Mindest

wert von 0,005 haben muß.

Werden die Modifizierungen (a) und (b) gemeinsam vorgenommen, so werden Katalysatoren erhalten, deren Zusammensetzung der nachfolgenden Formel entspricht

RE, -,M₁Ru, Ni, Mn_{1 y} ,O₃

wobei RE steht für La, Pr und/oder Nd;
M steht für Na, K und/oder Rb;
Ar hat einen Wert von 0,05bL 0,5;
y hat einen Wert von 0 bis 0,15;
ζ hat einen Wert von 0 bis 0.15;

wobei jedoch y y oder ζ wenigstens einen

Mindestwert von 0,005 haben muß.

Die erfindungsgemäß erzielbare Verbesserung resultiert somit aus dem Einschluß eines monovalenten Ions (Na, K und/oder Rb) das, wie angegeben, in einer Menge von mindestens « = 005 vorhanden ist, und/oder von Ru und/oder von Ni, die, falls sie vorhanden sind, immer in einer Menge von mindestens 0,005 vorliegen und deren maximaler Anteil jeweils 0,15 beträgt. Bekanntlich entspricht ein Anteil von 0,005 bis 0,15 einem entsprechenden Gehalt von 0,5 bis 15 Atom-%.

Wird lediglich die Modifizierung (a) vorgenommen, so besetzen die eintretenden einwertigen Ionen die Dodecaederplätze der perowskitartigen Struktur. Beispiele für einwertige M-Ionen sind Na, K und Rb. Cs ist zwar als einwertiges M-lon nicht ausgeschlossen, seine Größe macht jedoch die Herstellung schwierig, mindestens, wenn es das einzige M=Ion ist und wenn κ groß ist. Die schwereren Atome der erfindungsgemäß zulässigen Melonen werden bevorzugt eingesetzt, Was auf experimentellen Ergebnissen beruht Und nur die katalytische Aktivität berücksichtigt, Vom Kostenstand^ punkt aus gesehen werden Natrium oder Kalium und Rubidium in der angegebenen Reihenfolge vorzugsweise eingesetzt

Zusammensetzungen, in denen Lithium als M-Ion verwendet wird, sind ebenfalls hergestellt und untersucht worden. Es hat sich gezeigt, daß solche Zusammensetzungen die verbesserten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Katalysatoren nicht aufweisen. Es muß angenommen werden, daß das Lithiumion wegen seiner Größe einen octaedrischen Platz (der von Mangan besetzt ist) einnimmt Dies wurde in der Tat durch Röntgenanalyse bestätigt Andererseits treten die Atomionen νοκ Kalium ab in Dodecaederplätze (die von RE besetzt sind) ein. Natriumionen können in jede Stelle eintreten; die Röntgenanalyse zeigt jedoch, daß der größte Teil oder der gesamte Anteil an Natriumionen ebenfalls in Dodecaederplätze eintritt Mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Eintritt der einwertigen Ionen soll die Wertigkeit von Mangan von Mn^{3 +} auf Mn⁴⁺ verändert werden, wobei möglicherweise zwei Wertigkeitsänderungen des Mangans pro M-Ion auftreten. Die stetige Bildung von N2O bei verhältnismäßig hohen Temperaturen, ein charakteristisches Merkmal der erfindungsgemäßen Katalysatoren, läßt eine Gas-Kaiaiysaior-Binuung vermuten, die eher elektronischer Art ist, als daß sie auf van der Waals'schen Kräften beruht Vermutlich beruht die Wirkung auf der relativen Beweglichkeit der Elektronen zwischen Mn-Ionen, wobei die Kompensation nicht über den nächsten Nachbarn, sondern über verschiedene kristallographische Zentren erfolgt Der Anteil der einwertigen Kationen soll 5 bis 50 Atom-%, vorzugsweise 10 bis 40 Alom-% betragen.

Wird die Modifizierung (b) durchgeführt, so wird Mn durch Ru und/oder Ni ersetzt In diesem Falle beträgt der Anteil an den zweiwertigen Kationen Ca, Sr, Ba, und/oder Pb bis zu 70 Atom-%, vorzugsweise bis zu 60 Atom-%. In vielen Versuchen ist als zweiwertiges, die Seltenen Erdmetalle ersetzendes Kation Blei verwendet worden, weil die Bleiverbindungen durch übliche Schmelzverfahren am leichtesten herzustellen sind. Mittels keramischer Verfahren können mit gleicher Leichtigkeit Calcium, Strontium und Barium enthaltende Verbindungen hergestellt werden, wobei unter bestimmten Umständen Katalysatoren mit mindestens gleicher Aktivität erhalten werden. Calcium ist das billigste der vier möglichen, zweiwertigen Kationen, und da es nicht toxisch ist, brauchen keine Vorsichtsmaßnahmen ergriffen zu werden, um die Arbeitskräfte zu schützen.

Das eintretende Ru und/oder Ni besetzt Octaederplätze. Die zulässige Rutheniumsubstitution sowie die zulässige Nickelsubstitution beträgt bis zu 15 Atom-%, wobei entweder eines oder beide Elemente Mangan ersetzen und beide Mengen durch die oben angegebene Formel ausgedrückt sind. Ruthenium und Nickel fördern in wirksamer Weise Reduktionsreaktionen, bei denen NO auftritt Da dies«; Substitutionen selektiv sind, wobei Nickel besonders gut geeignet ist für die Förderung de-(N2O + N2)-Bildung bei tiefer Temperatur, und Ruthenium besonders wirksam ist in bezug auf die Förderung der N2-Bildung bei hoher Temperatur, kann die eine oder die andere Substitution vorgenommen werden, oder es können beide Substitutionen zum Ersatz von Mn vorgenommen werden. Wenn Nickel vorhanden ist, soll es hauptsächlich als zweiwertiges lon Vorliegen; Ruthenium, das in einer stabilen dreiwertigen Form existieren kann, bringt den zusätzlichen Vorteil, daß ein Übergang vom dreiwertigen in deri Vierwertigen Zustand möglich ist. Die Fähigkeit von Ruthenium, steinen Valenzzustand zwischen dem dreiwertigen und dem vierwertigen Zustand in der Art des Mangans zu ändern, übt vermutlich einen zusätzlichen Einfluß aus, der zu einer verbesserten Aktivität der durch Ruthenium substituierten Materialien führt
Es ist bekannt daß Perowskite oder perowskitartige Materialien dieser allgemeinen Zusammensetzung manchmal Fehlstellen bzw. Leerstellen (Gitterlücken) aufweisen. Die Zusammensetzung muß dementsprechend so sein, daß die Menge irgendeines Kations um bis zu 15 Atom-% im Verhältnis zur nominellen Atomformel reduziert sein kann, um diesen Fehlstellen Rechnung zu tragen.

Die Modifizierungen (a) und (b) können auch gemeinsam vorgenommen werden, so daß Katalysatoren erhalten wurden, bei denen sowohl ein Teil der Seltenen Erdmetalle durch die einwertigen Kationen Na, K und/oder Rb ersetzt ist wie ein Teil des Mangans durch Ru und/oder Ni ersetzt ist Solche Modifizierungen bei denen ein Teil des Mangans durch Ru und/oder Ni ersetzt is*., werden erfindungsgemäß bevorzugt.

Die erfindungsgemäßen Katal· .-itoren werden zweckmäßig mittels keramischer Formve' fahren hergestellt. Zur Herstellung erfindungsgemäßer Katalysatoren werden die Ausgangskomponenten wie z. B. KajOj, K2CO3, Mn2Üj in stöchiometrischen Anteilen abgewogen und verwendet. Die Atomabsorptionsanalyse hat gezeigt daß alle eingeführten Komponenten im wesentlichen im fertigen Katalysator enthalten sind. Die abgewogenen Materialien werden in Äthylalkohol (der in einem Polyäthylengefäß aufbewahrt wird) I6Std. lang in einer Kugelmühle behandelt. Die dabei erhaltene Aufschlämmung wird unter Vakuum filtriert und an der Luft getrocknet. Das zurückbleibende Gemenge wird in einem Platintiegel 15Std. lang an Luft auf eine Temperatur erhitzt die im allgemeinen zwischen 900 und HOO⁰C liegt. Das dabei erhaltene Material stellt eine einzige Phase dar. was durch Röntgcnpulververbeugung unter Anwendung einer langen Belichtung (8 Stunden) in einer üblichen Vorrichtung festgestellt worden ist. Diese lange Belichtung reicht aus. um neben den perowskitartigen Verbindungen die den anderen Verbindungen oder Elementen entsprechenden Linien sichtbar zu machen. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren kann durch eine Vorbehandlung beschleunigt werden, die zu einer sehr feinen Verteilung der Ausgangskomponenten führt, wie z. B. durch gemeinsame Ausfällung, durch Gefriertrocknen, durch Trocknen mit der Flamme u. dgl.

Die erhaltene Katalysatoren weisen eine katalytisch^ aktive Oberfläche auf. Sofern die Struktur homogen ist. kann die gesamte Katalysatorzubereitung katalytisch aktiv sein. Unter anderen Umständen kann nur die Zusammensetzung an der Oberfläche mit abnehmendem ^riu!henium- und/oder Nickelgehalt nach dem Inneren des Körpers zu katalytisch aktiv sein. Eine solche abgestufte Zusammensetzung erhält man bei Diffusionsverfahren, beispielsweise bei der Flüssigkeit-Feststoff· Diffusion, oder bei der Feststoff-Feststoff-Diffusion, wobei die Diffusionsquelle reich an Ruthenium und/oder Nickel ist.

Verunreinigungen der Ausgangskomponente oder Fremdstofie, die bei der Herstellung in den Katalysator gelangen, können dessen Aktivität nachteilig beeinflussen. Insbesondere soll der Kupfergehalt unter 0,1 Gew,-% gehalten werden, da Kupfer die Bildung von NH3 Zu katalysieren vermag.

Die effindungsgemäßen Katalysatoren können nach einem einfachen Verfahren aus preiswerten Ausgangs-

stoffen hergestellt werden und sind verhältnismäßig billig. Es können deshalb leichte Katalysatorkörper einer homogenen Zusammensetzung verwendet werden, die innerhalb der oben angegebenen Grenzen liegt. Im Interesse einer weiteren Kostenersparnis und zur Verbesserung der Wärmeleitung können Trägerkatalysätofen vorgesehen werden, die mit derfi effindüngsgemäßen, katalytisch aktiven Material beschichtet sind. Übliche Trägermatefialien sind Aluminiumoxid (AI2O3) und andere inerte Materialien mit einer großen freien Oberfläche. Zur Herstellung der tatsächlichen Katalysatorkörper kann eine Reihe üblicher Maßnahmen vorgesehen werden, beispielsweise die Imprägnierung von porösen Trägerkörpern durch gemeinsame Ausfällung oder sonstige Kristallisation oder durch Abscheidung von Metallschichten, die dann zu der gewünschten Verbindung oxidiert werden.

Sofern die Katalysalorzusammensetzung homogen ist und in erster Linie oder ausschließlich aus dem erfindungsgemäßen aktiven Material besteht, kann es zweckmäßig sein, die freie spezifische Oberfläche möglichst groß zu machen. Dies kann durch Mahlen in einer Kugelmühle, durch ein anderes Mahlverfahren oder durch Herstellung von porösen Körpern durch Gefriertrocknen oder auch nach sonstigen Methoden erfolgen. Solche homogenen Zusammensetzungen weisen zweckmäßig ein Verhältnis von freier Oberfläche zu dem Gewicht in der Größenordnung von mindestens 0,5 m²/g, vorzugsweise von mindestens 1 mVg auf. Die Messung dieses Parameters erfolgt zweckmäßig durch den üblichen Stickstoff- oder Kryptonabsorptionswert (vgl. »J. of the Am. Chem. Soc. 60,309 [1938]).

Eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der katalytischen Aktivität ist die Säureätzung, beispielsweise eine Ätzung innerhalb des pH-Bereiches von 0,5 bis 6,0, für eine solche Zeitdauer um mindestens 1 Gew.-% des Katalysators zu entfernen. Beispielhafte Ätzmittel sind HCI, HNO3 und CHjCOOH.

Nachfolgend werden die Auswirkungen der erfindungsgemäß vorgesehenen Modifizierungen auf die katalytische Umsetzung von Stickoxiden erläutert.

Bei den einzelnen Versuchen wird in einem Rohr mit einem Durchmesser von 1 cm etwa 1 g Katalysator untergebracht. Die Länge der Katalysatorbeschichtung beträgt etwa 03 cm. Der Katalysator liegt im wesentlichen in der Form zerstoßener Kristalle vor; seine freie Oberfläche beträgt etwa 3 mVg. Durch das Rohr wird ein Gas geführt, dessen aktive Komponenten dem Abgas eines Verbrennungsmotors entsprechen sollen. Der Gasdurchsatz beträgt 15 l/h, was einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 150 m/h entspricht. Ein bedeutsames Maß für die Beurteilung der Katalysatoraktivität ist ml/Gas/m² Katalysatoroberfläche in dem Reaktor/Std. Aus obigen Angaben resultiert für diesen Parameter ein Wert von 16 000 ml/m² χ h, was einer Strömungsgeschwindigkeit entspricht, die in modernen Automobilauspuffanlagen zu erwarten ist

Die Ergebnisse dieser Versuche sind mit den F i g. 1 bis 10 dargestellt und werden nachfolgend erläutert

Zur Ermittlung der mit den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ergebnisse ist ein Gas aus 13% CO, 0,13% NO, 0,4% H2, Rest He verwendet worden. Die Strömungsgeschwindigkeit wird bei Raumtemperatur an der Einlaßöffnung der Vorrichtung bestimmt

in jeder Figur stellen die mit NO, N₂ und N₂O bezeichneten Kurven die drei Hauptabgasbestandteile NO, N₂ und N₂O, ausgedrückt in MoI-% der Menge des eingeführten NO dar. Der Anteil an NH₃ wird in keinem

Versuch direkt gemessen. Da NH₃ die einzige andere Stickstoff enthaltende Verbindung darstellt, die in signifikanter Menge während der Umsetzung entstehen kann, ergibt sich der NH₃-Anteil als die Differenz zwischen den oben angegebenen drei Bestandteilen und der Gesamtmenge von 100%.

Die Katalysatoren haben die nachfolgende Zusammensetzung:

Fig. 1: Lao.7 PbOjMnO₃

(dieser Katalysator wird zu Vcrgleichszwecken herangezogenen und ist aus »Science« 180,62, (1973) bekannt);

F i g. 2: Lao.7 PbojMno.q5Ruo.05O3

(d. h. Mangan ist teilweise durch 5 Atom-% Ru ersetzt);

Fig. 3: La₀.7PbojMn₀.q8NipT>Oi

^u. 11. iviangaii tat icirwciac uuii.ii L·

Atom-% Ni ersetzt).

Nach Fig. 1 tritt eine charakteristische N₂O-Bildung im Niedrigtemperaturbereich um etwa 240⁰C herum auf, einschl. einer gewissen gleichzeitigen Bildung von N₂. Die N₂-Bildung nimmt ziemlich steil zu, beginnend bei etwa 300⁰C, und flacht bei etwa 330⁰C bei einem Wert von etwa 18% ab. Die in dem Abgas gemessene NO-Menge nimmt nach Beginn der Reaktion kontinuierlich ab und erreicht schließlich bei 600⁰C einen Wert von etwa 0.

Die partielle Substitution durch Ruthenium führt, wie die F i g. 2 zeigt, zu einer ausgeprägten Änderung der Form sämtlicher Kurven. Am wenigsten beeinflußt wird die N₂O-Kurve; es scheint, daß die Rutheniummodifizierung einen geringen praktischen Effekt auf die prozentuale Umwandlung von NO im Temperaturbereich von bis 300⁰C hat. Selbst innerhalb dieses Temperaturbereiches wird die N₂-Bildung durch die Ru-Modifizierung gefördert Bei höheren Temperaturen steigt die N₂-Bildung scharf an, so daß die NO-Menge in dem Abgas abfällt. Nach den üblichen Standards kann man davon ausgehen, daß der Anteil in dem Abgas bei etwa 450⁰C einen unschädlichen Wert erreicht hat Bei etwa 525° C erfolgt die Umwandlung von NO in N₂ praktisch zu 100%.

Nach F i g. 3 tritt der Haupteffekt der Nickelmodifizierung am unteren Ende des Temperaturbereiches auf. Hier ist ein scharf ausgeprägtes Minimum des NO-Gehaltes im Abgas bei etwa 300⁰C und etwas darunter bei einem gleichzeitigen Spitzenwert für N₂O und N₂ zu erkennen.

Eine physikalische Mischung der Katalysatoren, deren Wirksamkeit mit den F i g. 2 und 3 dargestellt ist führt zu einer arithmetischen Mittelwertbildung der dargestellten Wirkungen.

Die Fig.4, 5 und 6 betreffen die Substitution des Seltenen Erdmetalls (La) durch Na, K bzw. Rb. Die einzelnen Katalysatoren haben die nachfolgende Zusammensetzung:

F i g. 4:
F i g. 5:

F i g. 6:

Das verwendete Gas hat die oben angegebene Zusammensetzung. Aus den Kurven (N2O+N2) ist zu ersehen, daß die prozentuale Umwandlung in die Summe (N₂+ N₂O) bei höheren Temperaturen (T> 500° C) in der Reihenfolge Rb K Na ansteigt Für

die Gesamtumwandlung des NO sind die drei M-Ionen einander äquivalent. Aus einem Vergleich mit Fig. 1 ist zu ersehen, daß mit dem bekannten Katalysator für eine NOUmwandlung von >9O°/o eine etwas höhere Betriebstemperatur erforderlich ist als für jeden erfindungsgemäßen Katalysator. Von größerer Bedeutung ist die Tatsache, daß die Umwandlung in (N₂+ Ni^i) innerhalb des Bereiches von 300 bis 500°C beträchtlich verbessert ist, was hauptsächlich zu einer Erhöhung der NjOBüdung führt.

Die Fig. 7 bis IO zeigen den Einfluß bei der Änderung des M-Ionengehaltes, in diesem Falle von Kalium. Die einzelnen Katalysatoren haben die nachfolgende Zusammensetzung:

Fig. 7:

Fig. 8:

Fig. 9: La₀.7KojMnOj

Fig. 10: LaoiKcuMnOj

Ersichtlich tritt für die extremen Zusammensetzungen, d. h. für A = O₁I und 0,4 eine gewisse Abnahme der Aktivität hinsichtlich der Bildung von (N2O + N2) auf. Alle Zusammensetzungen haben jedoch eine beträchtliche Aktivität zur Umwandlung Von NO.

Die erfindungsgemäßen Katalysatoren sind besonders vorteilhaft als aktive Materialien bei der katalytischen Nachbehandlung der Abgase von Verbrennungsmotoren geeignet, insbesondere in einem nicht-cyclisch arbeitenden Gasdurchlauf-System. Die erfindungsgemäßen iCatalysatoren haben insbesondere eine erhöhte katalytische Aktivität für die Umwandlung von Stickoxiden in harmlosere Produkte. Dank dieser katalytischen Aktivität kann eine entsprechende Gasfeinigungsanlage bei tieferen Temperaturen betrieben werden.

Die erfindungsgemäßen neuen Katalysatoren besitzen eine beträchtliche Aktivität bei tiefer Temperatur, so daß bis zu etwa 525°C diese Aktivität Zum Teil zur Bildung von N2O, einem die Umwelt nicht belastenden

S Stickstoffoxid ausgenutzt werden kann. Eine weitere charakteristische Eigenschaft ist die kontinuierliche katalytische Umsetzung von NO₁ in Gegenwart von freiem Sauerstoff. Da die Entfernung von NO_r die Anwendung einer oder mehrerer Reduktiofisreaktionen erfordert, beweist dies eine katalytische Aktivität von beträchtlicher Größenordnung.

Die effektive Umwandlung von NO_V in einem Temperaturbereich von der Temperatur, wie sie kurz nach dem Start des Motors erreicht wird, bis zu den Extremwerten während des Betriebs, ermöglicht die Entwicklung einer katalytischen Abgasreinigung ohne Gasrückführung. Beispielsweise können in einer einzigen Katalysatorkammer, die mit einem Lufteinlaß

"7!*J CiflCil GinZigCi» urtiiiuuicgugw

Katalysator oder möglicherweise ein Katalysatorgettiisch mit zusätzlichen bekannten Materialien enthält, sowohl Oxidations- als auch Reduktionsreduktionen gleichzeitig katalysiert werden. Damit kann dieses 1-Kammer-System zur Entfernung aller drei üblichen Umweltschadstoffe, die in Automobilabgasen auftreten, wie Kohlenmonoxid, nichtverbrannte Kohlenwasserstoffe und NO₁ herangezogen werden.

Weiterhin fördern die erfindungsgemäßen Katalysatoren auch andere Reduktions- oder Oxidationsreaktionen, beispielsweise die Umsetzung von Äthylen mit Sauerstoff zur Herstellung von Äthylenoxid, einem üblichen Polymerenvorläufer, oder die Oxidation der in Automobilabgasen vorkommenden unvollständig oxidierten Produkte wie CO oder unverbrannte Kohlen-Wasserstoffe.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

•09 624/209

Claims

Patentansprüche:

1. Katalysator, dessen aktiver Bestandteil aus einem Manganit von La, Pr und/oder Nd besteht, wobei die Seltenen Erdmetalle durch 5 bis 70 Atomprozent Ca, Sr, Ba und/oder Pb ersetzt sind, und dessen perowskitartige Struktur Kationenfehlstellen bis zu 15 Atomprozent aufweisen kann,
dadurch gekennzeichnet, daß

man Ca, Sr, Ba und/oder Pb völlig bis zu einem ι ο Anteil von maximal 50 Atomprozent der Seltenen Erdmetalle durch Na, K und/oder Rb ersetzt;

oder Mn in einem Anteil von 0,5 bis 15 Atomprozent durch Ru und/oder Ni ersetzt;

oder diese beiden Maßnahmen gemeinsam vorsieht; wobei die feingemahlenen Ausgangskomponenten in stöchiometrischen Anteilen an der luft calciniert werden.

2. Verwendung eines Katalysators nach Anspruch

1, als katalytisch aktive Substanz bei der katalytisehen Nachbehandlung der Abgase von Verbrennungsmotoren.