DE2454846C3 - Keramischer Katalysatorträger mit Wabenstruktur und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Keramischer Katalysatorträger mit Wabenstruktur und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number
DE2454846C3
DE2454846C3 DE2454846A DE2454846A DE2454846C3 DE 2454846 C3 DE2454846 C3 DE 2454846C3 DE 2454846 A DE2454846 A DE 2454846A DE 2454846 A DE2454846 A DE 2454846A DE 2454846 C3 DE2454846 C3 DE 2454846C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ceramic
layer
catalyst
honeycomb structure
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2454846A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2454846B2 (de
DE2454846A1 (de
Inventor
Shigeo Soejima
Noboru Yamamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Publication of DE2454846A1 publication Critical patent/DE2454846A1/de
Publication of DE2454846B2 publication Critical patent/DE2454846B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2454846C3 publication Critical patent/DE2454846C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/615—100-500 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/63—Pore volume
    • B01J35/633—Pore volume less than 0.5 ml/g
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/34—Honeycomb supports characterised by their structural details with flow channels of polygonal cross section
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24149—Honeycomb-like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24149—Honeycomb-like
    • Y10T428/24165—Hexagonally shaped cavities

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen keramischen Katalysatorträger mit Wabenstruktur mit einer Vielzahl γ, von parallelen, durch dünne Wände voneinander getrennten Kanälen und einer Schicht aus aktivem Material und einer Katalysatorschicht.
Der Katalysatorträger, der z. B. zur Reinigung von Auspuffgasen von Verbrennungsmotoren verwendet bo wird und der an dem Fahrzeug befestigt ist, muß nicht nur eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, sondern auch eine ausreichende Katalysatortragfähigkeit, von der die Dauerhaftigkeit des Katalysators stark abhängt. Es ist jedoch schwierig, einen solchen μ Katalysator, der hohe mechanische Festigkeit und ausreichende Katalysatortragfähigkeit aufweist, zu erhalten, da ein Katalysatorträger, der hohe Dichte aufweist, um die mechanische Festigkeit zu erhöhen, aufgrund der glatten Oberfläche nur geringe Katalysatortragfähigkeit aufweist Andererseits zeigt ein Katalysatorträger, der niedrige Dichte hat, um die Katalysatortragfähigkeit zu erhöhen, im allgemeinen nur geringe mechanische Festigkeit Insbesondere zeigt ein Katalysatorträger, der durch Extrudieren hergestellt ist, was für die Herstellung von keramischen Wabensirukturen eine geeignete Arbeitsweise darstellt, auf der Oberfläche eine Kornorientierung parallel zur Extrudierrichtung, was eine glatte Oberfläche und damit verbundener geringer Katalysatortragfähigkeit ergibt
Der eingangs genannte, aus der US-PS 35 54 929 bekannte Katalysatorträger besteht aus drei Schichten, nämlich dem Träger in Honigwabenstruktur, einer darauf befindlichen Schicht aus aktivem Material und einer auf dieser Schicht aufgebrachten Katalysatorschicht Im besonderen erfolgt eine Beschichtung des Katalysatorträgers mit einer Aluminiumschicht hohen Flächeninhalts, wobei auf diese Beschichtung das katalytische Materiai aufgetragen wird. Dies bedeutet, daß die das Katalysatormaterial tragende Schicht hohen Flächeninhalts unmittelbar auf das Trägermaterial, welches auch eine Wabenstruktur aufweisen kann, aufgebracht wird. Eine derartige Schicht aus aktivem Material vermittelt jedoch keine ausreichende Tragfähigkeit und trägt insofern nicht zur Dauerhaftigkeit des Katalysators bei.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Katalysatorträger der eingangs genannten Art hinsichtlich einer verbesserten mechanischen Festigkeit und einer besseren Katalysatortragfähigkeit weiterzuentwickeln. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens die Wände mit einer integrierten körnigen Keramikschicht versehen sind, die zur Aufnahme der die Katalysatorschicht tragenden Schicht aus aktivem Material Poren mit einem Mindestdurchmesser von 5 Mikron aufweist, deren Gesamtvolumen wenigstens 0,1 cmVg bis 0,6 cmVg ausmacht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines derartigen Katalysatorträgers ergibt sich aus dem Patentanspruch 7.
Entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung befindet sich zwischen der Schicht aus aktivem Material die körnige Keramikschicht mit einem ganz bestimmten Flächeninhalt. Diese Schicht hat eine gute Tragfähigkeit, um die darauf aufgebrachte Schicht aus aktivem Material festzuhalten. Ebenso haftet diese Schicht fest auf der eine hohe Festigkeit aufweisenden Wabenstruktur, so daß durch diese Ausbildung des Katalysatorträgers die Dauerhaftigkeit des Katalysators wesentlich verbessert wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. IA einen Querschnitt einer Ausführungsform einer keramischen Wabenstruktur als Katalysatorträger gemäß der Erfindung,
F i g. 1B eine graphische, vergrößerte Teilansicht der Struktur der F i g. IA,
F i g. 2 Bereiche der Korngrößenverteilung mit einer logarithmischen Abszisse, die für das keramische Schichtmaterial gemäß der Erfindung geeignet sind,
F i g. 3A eine Rasterelektronenmikroskopfotografie der Oberfläche einer Wabenstruktur mit keramischen Schichten gemäß der Erfindung,
F i g. 3B eine Rasterelektronenmikroskopfotografie
einer Oberfläche einer Wabenstruktur ohne keramische Schichten,
F i g. 4A eine graphische Darstellung unter Verwendung einer logarithmischen Abszisse, die die Beziehung zwischen der Verteilung des Durchmessers der Poren und der Summe der Volumina der Poren der nachstehend beschriebenen Prober ieigt,
Fig.4B eine Darstellung unter Verwendung einer logarithmischen Abszisse, die die Beziehung entsprechend F i g. 4A zeigt, jedoch als Summenkurve,
Fig.*> die Haltbarkeit der Katalysatoren gemäß nachstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Aus F i g. 1A und 1B ist ersichtlich, daß die keramische Wabenverbundstruktur aus einer Wabenstruktur 2 und damit verbundenen keramischen Schichten 3 besteht
Die Wabenstruktur 2 wird durch Extrusion bei Verwendung eines Werkzeugs gebildet, durch das gleichförmig gemischtes, extrudierbares, keramisches Material mit einem Gehalt eines organischen Bindemittels und/oder Wasser extrudiert wird. Die Wabenstruktür 2 weist dünne Wände 5 mit einer Vielzahl von zwischen diesen verlaufenden parallelen Kanälen 4 auf. Die Wabenstruktur 2 kann aus Oxydkeramiken, Carbidkeramiken oder Nitridkeramiken bestehen. Typische Beispiele von Oxydkeramiken sind Kordierit, Mullit und Aluminiumoxydmateriaüen oder übliche keramische Materialien, wie Ton oder dergleichen. Beispiele von Carbid- und Nitridkeramiken sind Silikoncarbidmaterialien und Silikonnitridmaterialien. Ein Material, aus dem diese Materialien beim Brennen jo gebildet werden, kann selbstverständlich auch als Ausgangsmaterial verwendet werden. Ferner kann die Form der Kanäle 4 im Querschnitt anstelle von hexagonal, wie es in der Zeichnung dargeiHlt ist, auch quadratisch, viereckig, rechteckig oder anders geformt sein, wie kreisförmig. Die Formen der Kanäle der Wabenstruktur 2 können untereinander verschieden sein. Die dünnen Wände 5 sind in Fig. IB mit gleichförmiger Dicke gezeigt. Dies muß jedoch nicht immer der Fail sein. Die gesamte Form der Wabenstruk- w tür 2 kann in Abhängigkeit vom praktischen Einsatz sich von der in F i g. IA gezeigten Form unterscheiden.
Die keramischen Schichten 3, die mit der Wabenstruktur 2 verbunden sind, haben eine rauhe, poröse Oberfläche mit zahlreichen mikroskopischen Poren. Wenn die Verbundstruktur 1 gemäß der Erfindung als Katalysatorträger verwendet wird, ist es wesentlich, daß die Schicht 3 eine gute Tragfähigkeit aufweist und in der Lage ist, eine auf der Schicht 3 aufgebrachte Schicht aus aktivem Material festzuhalten. Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, daß eine solche Schicht vorgesehen wird, die in der Lage ist, die katalytische Aktivität zu erhöhen und zusammen mit der Wabenstruktur 2 den Katalysator zu tragen, um sicherzustellen, daß die Dauerhaftigkeit des Katalysators erhöht wird. Es wurde gefunden, daß die Verbesserung der Katalysatoreigenschaften und der Tragfähigkeit der Wabenstruktur 2 durch die Schichten 3 erreicht wird, die rauhe Oberflächen aufweisen, wobei die Oberfläche der Schicht unzählige feine Löcher enthält und die Summe bo der Volumina der Poren mit einem Durchmesser von nicht weniger als 5 **:!·· wenigstens 0,1 cmVg beträgt. Der maximale Wert der Summe der Volumina der Löcher mit einem Durchmesser von nicht weniger als 5 Mikron beträgt vorzugsweise 0,6 cmVg. br>
Um die Schichten 3 mit der Wabenstruktur 2 zu verbinden, wird vorzugsweise eine ungebrannte oder gebrannte Wabenstruktur 2 wenigstens einmal in eine keramische Aufschlämmung eingetaucht und anschließend getrocknet und gesintert Um dies zu erreichen, können jedoch auch andere Verfahren angewandt werden, z. B. Aufsprühen von keramischem Pulver auf die Wabenstruktur 2. Ob eine, ungebrannte oder eine calcinierte Wabenstruktur eingetaucht wird, hängt oftmals von dem für die Struktur 2 verwendeten Bindemittel ab.
Es wird bevorzugt, daß die keramischen Körner einer solchen Aufschlämmung oder eines solchen Pulvers eine Korngrößenverteilung innerhalb des durch Linien A-B-C-D-E-F in F i g. 2 gezeigten Bereiches aufweisen. Beispiele von Korngrößenverteilungen sind in den Kurven 1 -4 in F i g. 2 gezeigt Geeignete Korngrößenverteilungen des keramischen Materials zur Bildung der Schicht 3 liegen in dem durch Linien A-B-C-DE-F begrenzten Bereich, wobei die gröbsten nur Körner mit 150 Mikron, wie durch Linie E-Fgezeigt aufweisen und die feinsten, wie durch Linien A-B-C-D angegeben, Körner umfassen, wobei ungefähr 10 Gew.-% 1 Mikron oder weniger, 27 Gew.-% 2 Mikron oder weniger, 37 Gew.-% 3 Mikron oder weniger, 44 Gew.-% 4 Mikron oder weniger und 100 Gew.-% 5 Mikron oder weniger, wobei Körner mit 5 Mikron 50 Gew.-% ausmachen, aufweisen.
Gewünschtenfalls kann die Viskosität der Aufschlämmung eingestellt werden und/oder die Aufschlämmung gerührt werden, um die Körner in der Aufschlämmung ausreichend zu suspendieren. Es wird bevorzugt, das Eintauchen dei Struktur mehrmals zu wiederholen, um die keramischen Körner auf der Oberfläche der Struktur 2 gleichmäßig und ausreichend abzulagern. Oftmals kann jedoch ein einmaliges Eintauchen ausreichen.
Die mit einer ausreichenden Menge an keramischen Körnern aus einer Aufschlämmung oder einem Pulver aus Körnern mit der vorstehend beschriebenen Korngrößenverteilung versehene Struktur 2 wird anschließend getrocknet und bei einer Temperatur zwischen 800 und 20000C, vorzugsweise 1200—15000C, oder, wenn die Struktur oder die keramische Schicht aus Kordierit bestehen, bei vorzugsweise 1300— 14000C gesintert. Auf diese Weise wird eine Wabenverbundstruktur erhalten, deren rauhe Oberfläche unzählige feine Poren aufweist und bei der die Summa der Volumina der Poren mit 5 Mikron oder mehr wenigstens 0,1 cmVg beträgt. Durch geeignete Auswahl oder Kontrolle der Korngrößen für die Schicht 3 innerhalb des durch Linien A-B-C-D-E-F in Fig.2 gezeigten Bereichs können Verbundstrukturen 1 erhalten werden, die Oberflächen verschiedener Rauhigkeit aufweisen, wobei die Bedingung von wenigstens 0,1 cmVg Summe der Volumina der Löcher mit 5 Mikron oder mehr eingehalten wird.
Aus dem Vergleich der Elektronenmikroskopfotografien der Fig. 3A und 3B ist ersichtlich, daß die Oberflächen der Verbundstrukturen gemäß der Erfindung bedeutend rauher und poröser sind als bei jenen Strukturen, die keine keramische Schicht aufweisen. Die keramischen Schichten und die Wabenstruktur der Fig. 3A und 3B bestehen aus Kordierit mit einer Korngrößenverteilung wie sie in Kurve 3 der Fig.2 gezeigt ist und sind bei 1340° C gesintert.
Die Schicht 3 kann auf der gesamten Oberfläche der Wabenstruktur 2 vorgesehen sein, sie kann jedoch auch wenigstens auf den dünnen Wänden, die die Kanäle 4 umgeben, aufgebracht sein. Die Schicht 3 kann aus dem die Wabenstruktur 2 bildenden Material bestehen. Es
wird vorgezogen, die Schicht 3 und die Wabenstruktur 2 aus dem gleichen Material, z. B. Kordierit zu machen, obwohl dies nicht immer notwendig ist. Ein Material, das beim Brennen in diese Materialien übergeht, kann selbstverständlich auch als Ausgangsmaterial verwendet werden.
Die keramische Wabenverbundstruktur wird einer weiteren Behandlung zur Bildung eines Katalysators unterworfen. Die Katalysatoren gemäß der Erfindung weisen Schichten aus aktivem Material (nicht gezeigt) auf, die auf der Verbundstruktur 1 vorgesehen sind und eine katalytische Komponente (nicht gezeigt), die auf die Schicht aus aktivem Material aufgebracht oder damit verbunden werden. Die Schicht aus aktivem Material kann z. B. aus Aluminiumoxyd und/oder Magnesiumoxyd bestehen, das beispielsweise auf die Schichten in Form einer Aufschlämmung aufgebracht wird, und anschließend getrocknet und calciniert wird. Die Verwendung von Aluminiumoxyd wird bevorzugt, wobei insbesondere Gamma-Aluminiumoxyd geeignet ist. Das aktive Material weist im allgemeinen eine sehr große wirksame Oberfläche je Gewichtseinheit auf, und zwar in der Größenordnung von 20—300 mVg, d. h. um das 200- bis 300fache derjenigen der Schicht 3, die im allgemeinen in der Größenordnung von 0,1 m2/g liegt. Beispiele an katalytischem Material, das auf die Schichten aus aktivem Material unter Bildung einer einheitlichen Struktur aufgebracht oder imprägniert wird, sind Kupfer, Nickel, Kobalt, Metalle der Platingruppe, Eisen, Mangan, Rhenium, Chrom, Molybdän, Wolfram, Vanadium, Niob und dergleichen, wobei Kupfer, Nickel, Eisen, Chrom und die Metalle der Platingruppe besonders bevorzugt werden. Diese katalytischen Bestandteile werden auf die Schichten aus aktivem Material in üblicher Weise aufgebracht. Es können verschiedene Salze oder Kombinationen von Salzen als katalytischer Bestandteil verwendet werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel
Es wurde eine Mischung aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
Kordierit1) 100 Gewichtsteile
Wasser 5 Gewichtsteile
Stärke2) 20 Gewichtsteile
') Mit einer Korngrößenverteilung entsprechend Kurve 3 der F i g. 2 und einer mittleren Korngröße von etwa 25 Mikron.
2) Papierklebstoff mit einem Gehalt von 80% Wasser (Fueki-Nori).
Die Mischung wurde in einem Kneter ausreichend geknetet und durch ein auf einem entlüfteten Extruder befestigtes Werkzeug unter Bildung einer Wabenstruktur mit hexagonalen Kanälen wie in F i g. 1A extrudiert Die Struktur wurde in Stücke von 76,2 mm Länge unterteilt, die getrocknet und anschließend 2 Stunden bei 10000C calciniert wurden. Die calcinierte Wabenstruktur wurde einmal in eine Aufschlämmung eingetaucht, die aus 100 Gewichtsteilen Kordierit mit einer Korngrößenverteilung, wie sie bei Versuchen 1—4 in der Tabelle angegeben ist, 100 Gewichtsteilen Wasser und 3 Gewichtsteilen Carboxymethylcellulose bestand, um die Kordieritkörner auf der gesamten Oberfläche der Struktur abzulagern. Die aus der Aufschlämmung genommene Struktur wurde getrocknet und dann 3 Stunden bei 14000C gesintert, um eine Verbundstruktur gemäß der Erfindung zu geben. In der Tabelle sind bei Versuchen 1—4 die durchschnittlichen Durchmesser der feinen Poren in der Oberfläche der dünnen Wände, die Summe der Volumina aller Poren, die Summe der Volumina von Poren mit 5 Mikron oder mehr und die Druckfestigkeit der Verbundstruktur angegeben.
Die Versuche 5—7 in der Tabelle zeigen andere Wabenstrukturen, die nach Eintauchen in eine Aufschlämmung 3 Stunden bei 14000C gesintert wurden. In
ίο F i g. 4A ist die Beziehung zwischen der Verteilung der Durchmesser der Poren und der Summe der Volumina der Poren im Endprodukt, wie sie bei Versuchen 3,6 und 7 erhalten wurden, gezeigt. Die Kurven 3, 6 und 7 in F i g. 4A entsprechen den Versuchen 3,6 bzw. 7. Der von den jeweiligen Kurven umgebene Bereich und die Abszisse in F i g. 4A geben die Summe der Volumina an Poren jeder Versuchsprobe an. Bei der Probe des Versuchs Nr. 6 beträgt die Summe der Volumina der Poren z. B. 0,20 cmVg, wie in der Tabelle angegeben, so daß die durch Kurve 6 definierte Fläche und die Abszisse in Fig.4A 0,20cmVg angeben. Wenn die Fläche durch eine Linie, die durch den Punkt bei 5 Mikron führt, senkrecht zur Abszisse in 2 Bereiche rechts und links von der vertikalen Linie geteilt wird, ist die rechte Fläche etwas kleiner als die Fläche auf der linken Seite der Linie. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Fläche auf der rechten Seite, die der Summe der Volumina von Poren 5 Mikron oder mehr entspricht, gemäß der Tabelle 0,08 cmVg beträgt Die Fläche auf
jo der linken Seite, die der Summe der Volumina der Poren mit 5 Mikron oder weniger entspricht, beträgt daher 0,12 cm Vg. Aus der Betrachtung der Lage der Spitze der Kurve 6 in F i g. 4A ist ersichtlich, daß die Poren in der Größenordnung von 4 Mikron den größten Teii der anderen Poren der Probe von Versuch 6 darstellen. In Fig.4B ist der Sachverhalt der Fig.4A in anderer Weise gezeigt, aus der die Summe der Volumina an Poren mit einem bestimmten Durchmesser oder weniger deutlich ersichtlich sind.
Diese Produkte 1—6 wurden in Aufschlämmungen getaucht, die 5 Gewichtsteile kolloidales Aluminiumhydroxyd, 95 Gewichtsteile Aluminiumhydroxyd und 300 Gewichtsteile Wasser enthielten, und getrocknet und 2 Stunden bei 500° C gehalten, um Schichten aus aktivem Material aus Gamma-Aluminiumoxyd, die darauf calciniert wurden, zu bilden. Die wirksame Oberfläche je Gewichtseinheit der Gamma-Aluminiumschicht betrug 120m2/g. Die Gamma-Aluminiumoxydschichten wurden mit Chlorplatinsäure imprägniert und anschließend getrocknet. Anschließend wurden die Produkte einer Wärmebehandlung bei 500—6000C unterworfen, um ufäüCuuärc KäiäiySätöfcn Zu erhalten.
Mit diesen auf diese Weise erhaltenen Katalysatoren wurden Versuche mit Auspuffgasen von Verbrennungsmotoren durchgeführt Bei diesen Versuchen wird das Prozentverhältnis der verringerten Menge der Kohlenwasserstoffe im Auspuffgas, das durch den Katalysator strömte, zur Menge an Kohlenwasserstoffen im gleichen Gas, das nicht durch den Katalysator strömte, als »Reinigungsprozentsatz« bezeichnet Die Werte dieses gemessenen Reinigungsprozentsatzes sind in der Tabelle angegeben und die Werte der Versuche 3 und 6 in den Kurven 3 und 6 der Fig.5. Aus der Tabelle und F i g. 5 ist ersichtlich, daß die von den Wabenstrukturen 2 mit den damit verbundenen Schichten 3 getragenen Katalysatoren einen im wesentlichen 10% höheren anfänglichen Reinigungsprozentsatz ergeben als Katalysatoren, die von aktiven Materialschichten aus
Gamma-Aluminium von Strukturen getragen werden, wobei die Schichten 3 zwischen der Wabenstruktur und den Schichten aus aktivem Material nicht vorgesehen sind. Die Versuche 3 und 6 wurden Stunden durchgeführt Die Ergebnisse sind in Kurven und 6 der F i g. 5 gezeigt Es wurde ferner gefunden, daß der Katalysator gemäß der Erfindung, wie dies aus Kurve 3 ersichtlich ist, selbst nach 300 Stunden einen höheren Reinigungsprozentsatz aufweist als der anfängliche Reinigungsprozentsatz des Katalysators des Versuchs 6. Die bei diesen Versuchen verwendeten Körper hatten einen Gesamtdurchmesser von 118,4 mm, eine Länge jeder Seite einer hexagonalen Einheit von 1 mm, eine Wandstärke von 0,3 mm, etwa 70% offene Frontfläche im Querschnitt und eine geometrische wirksame Oberfläche von 20 cm2/cm3.
Versuch Nr. Korngröße des Durchschnittl. Summe (1) d. Summe (1) d. Druckfestig Reinigungs
aufgebrachten Durchmesser Volumina Volumina d. keit (2) d. prozentsatz (3)
Pulvers der Löcher aller Löcher Löcher mit Wabenkörpers für Kohlen
5 Mikron wasserstoffe
oder mehr
(Mikron) (Mikron) (cm3/g) (cmVg) (kg/cm*) (%)
5(4) 10(5) 25(6) 40(7)
8 12 20
3,5
0,26 0,28 0,30 0,32 0,22 0,20 0,30 0,12
0,20
0,28
0,30
0,08
0,08
0,02
500
500
500
500
500
350
250
90 93 95 95 82 83 80
Gemessen mit CARLO ELBA Quecksilberdruckporosimeter, Modell 70 H.
Gemessen in paralleler Richtung zu den Kanälen der Waben.
Anfängliche Werte.
Gezeigt in Kurve 1 der F i g.
Gezeigt in Kurve 2 der F i g.
Gezeigt in Kurve 3 der F i g.
Gezeigt in Kurve 4 der F i g.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Keramischer Katalysatorträger mit Wabenstruktur mit einer Vielzahl von parallelen, durch dünne Wände voneinander getrennten Kanälen und einer Schicht aus aktivem Material und einer Katalysatorschicht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Wände (5) mit einer integrierten, körnigen Keramikschicht (3) versehen sind, die zur Aufnahme der die Katalysatorschicht tragenden Schicht aus aktivem Material Poren mit einem Mindestdurchmesser von 5 Mikron aufweist, deren Gesamtvolumen wenigstens 0,1 cm3/g bis 0,6 cmVg ausmacht 1 "5
2. Keramischer Katalysatorträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (5) und die Keramikschicht (3) aus der gleichen Art Keramikmaterial bestehen.
3. Keramischer Katalysatorträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (5) und die Keramikschicht (3) aus Kordieritkeramik bestehen.
4. Keramischer Katalysatorträger nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Material aus Aluminiumoxyd oder Magnesiumoxyd besteht.
5. Keramischer Katalysatorträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxyd aus gamma-Aluminiumoxyd besteht.
6. Verfahren zur Herstellung eines keramischen jo Katalysatorträgers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, indem man ein extrudierbares keramisches Material mit Hilfe eines Werkzeuges extrudiert, um einen Wabenstrukturkörper mit einer Vielzahl von parallelen und von dünnen Wänden j5 unterteilten Kanälen zu schaffen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf den Träger ein keramisches Material entsprechend Anspruch 1 aufbringt, den Träger mit dem keramischen Material trocknet, und den Träger und das keramische Material bis zur Vereinigung zu einer Gesamtstruktur sintert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wabenstrukturkörper in eine Aufschlämmung des keramischen Materials eintaucht. 4*5
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sintern des Körpers des keramischen Materials bei einer Temperatur zwischen 800 und 2000° C durchführt.
1SO
DE2454846A 1974-10-03 1974-11-19 Keramischer Katalysatorträger mit Wabenstruktur und Verfahren zu dessen Herstellung Expired DE2454846C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP49113304A JPS5144913B2 (de) 1974-10-03 1974-10-03

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2454846A1 DE2454846A1 (de) 1976-04-08
DE2454846B2 DE2454846B2 (de) 1980-03-27
DE2454846C3 true DE2454846C3 (de) 1980-11-20

Family

ID=14608821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2454846A Expired DE2454846C3 (de) 1974-10-03 1974-11-19 Keramischer Katalysatorträger mit Wabenstruktur und Verfahren zu dessen Herstellung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4253992A (de)
JP (1) JPS5144913B2 (de)
DE (1) DE2454846C3 (de)
GB (1) GB1485640A (de)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5438185Y2 (de) * 1974-10-24 1979-11-14
JPS6034510B2 (ja) * 1976-06-10 1985-08-09 日本碍子株式会社 セラミツクハニカム構造体の押出製造法
JPS55104244A (en) * 1979-02-02 1980-08-09 Asahi Chem Ind Co Ltd Separation and incineration of crude olefinic unsaturated acetonitrile
DE2946799C2 (de) * 1979-11-20 1981-11-26 SIEMENS AG AAAAA, 1000 Berlin und 8000 München Heizelement aus einem wabenförmigen Körper aus Kaltleitermaterial auf der Basis von durch Dotierung halbleitender Titanatkeramik
JPS56129043A (en) * 1980-03-14 1981-10-08 Ngk Insulators Ltd Honeycomb structure of ceramic
US4460704A (en) * 1980-06-15 1984-07-17 Imperial Chemical Industries Plc Catalyst for the production of hydrogen
EP0045126B1 (de) * 1980-06-25 1984-12-05 Imperial Chemical Industries Plc Katalytisches Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff
JPS5810550A (ja) * 1981-07-09 1983-01-21 Asahi Chem Ind Co Ltd 不飽和ニトリルの製造法
EP0054393B1 (de) * 1980-12-11 1985-09-18 Exxon Research And Engineering Company Feinverteiltes Metall auf einem Graphitträger enthaltende Zusammensetzungen
JPS5870814A (ja) * 1981-10-20 1983-04-27 Nippon Soken Inc 排気ガス浄化用構造物
US4448833A (en) * 1981-06-16 1984-05-15 Nippondenso Co., Ltd. Porous ceramic body and a method of manufacturing the same
JPS5814950A (ja) * 1981-07-18 1983-01-28 Nippon Soken Inc 活性アルミナコ−テイングハニカム構造触媒担体
HU191810B (en) * 1981-09-21 1987-04-28 Mta Mueszaki Kemiai Kutato Int Bifunctional catalyzer containing gamma-alumina and nickelic oxide for autothermic splitting fuels
US4483940A (en) * 1981-11-24 1984-11-20 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Method for manufacture of honeycomb catalyst
US4591383A (en) * 1982-09-30 1986-05-27 Corning Glass Works Apparatus and method of filtering molten metal using honeycomb structure of sintered alumina as filter element
JPS59186621A (ja) * 1983-04-05 1984-10-23 Ngk Insulators Ltd 多孔体
USRE33013E (en) * 1983-04-05 1989-08-08 Ngk Insulators, Ltd. Multi-channel body
JPS61129015A (ja) * 1984-11-24 1986-06-17 Nippon Denso Co Ltd 排出ガス浄化用フイルタおよびその製造方法
US4637995A (en) * 1985-03-18 1987-01-20 Corning Glass Works Preparation of monolithic catalyst supports having an integrated high surface area phase
DE3521766A1 (de) * 1985-06-19 1987-01-02 Basf Ag Wabenfoermiger katalysator, seiner herstellung und seine verwendung
GB8528031D0 (en) * 1985-11-13 1985-12-18 Ici Plc Ceramic structures
US4772580A (en) * 1985-12-27 1988-09-20 Ngk Insulators, Ltd. Catalyst carrier of cordierite honeycomb structure and method of producing the same
US4877670A (en) * 1985-12-27 1989-10-31 Ngk Insulators, Ltd. Cordierite honeycomb structural body and method of producing the same
DE3632322A1 (de) * 1986-09-19 1988-03-24 Otto Feuerfest Gmbh Katalysatorformkoerper sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung
JPS644249A (en) * 1987-02-12 1989-01-09 Ngk Insulators Ltd Cordierite honeycomb construction catalyst support and its production
US4895824A (en) * 1987-09-08 1990-01-23 W. R. Grace & Co.-Conn. Add-on hydrogen sulfide trap
US5053092A (en) * 1988-03-21 1991-10-01 Corning Incorporated Method for producing a sinterable extruded laminated article
JPH0243955A (ja) * 1988-08-02 1990-02-14 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体およびその製造法
US4956329A (en) * 1988-11-28 1990-09-11 Allied-Signal Inc. High surface area cordierite catalyst support structures
JP2736099B2 (ja) * 1989-02-06 1998-04-02 株式会社日本触媒 ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒
JPH02274864A (ja) * 1989-04-17 1990-11-09 Nippon Yakin Kogyo Co Ltd ブレード状酸化物を有するフェライトステンレス鋼及びその製造方法
US5737918A (en) * 1994-01-17 1998-04-14 Joint Stock Commercial Bank "Petrovsky" Apparatus for cleaning exhaust gases of solid particles, design of a unit for neutralizing harmful gaseous emissions and a method for the manufacture of this unit
US5851326A (en) * 1995-10-25 1998-12-22 Hexcel Corpation Method for making ceramic honeycomb
US6047544A (en) * 1997-08-20 2000-04-11 Nissan Motor Co., Ltd. Engine exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purifier
JP3772583B2 (ja) * 1998-06-01 2006-05-10 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4453117B2 (ja) * 1998-09-29 2010-04-21 株式会社デンソー 六角ハニカム構造体の製造方法
US6713429B1 (en) * 1998-12-21 2004-03-30 Denso Corporation Purification catalyst for internal combustion engine exhaust gas
US6698715B2 (en) 1999-12-15 2004-03-02 University Of Alabama Valve having ceramic components and associated fabrication method
US6460559B2 (en) 1999-12-15 2002-10-08 University Of Alabama In Huntsville Valve having ceramic components and associated fabrication method
EP1265706A2 (de) * 2000-02-18 2002-12-18 Conoco Inc. Vernetzte keramische schaumkatalysatoren für die herstellung von synthesegas
US20030036477A1 (en) * 2001-04-20 2003-02-20 Nordquist Andrew Francis Coated monolith substrate and monolith catalysts
JP4082559B2 (ja) * 2001-11-22 2008-04-30 日本碍子株式会社 触媒体及びその製造方法
US20030194363A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-16 Koripella Chowdary Ramesh Chemical reactor and fuel processor utilizing ceramic technology
DE102004038717A1 (de) * 2004-08-10 2006-02-23 Joint Solar Silicon Gmbh & Co. Kg Herstellungsverfahren für Reaktor zur Zersetzung von Gasen
CN101827638B (zh) 2007-08-03 2016-07-13 埃尔西韦公司 多孔体和方法
JP2010167366A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Ngk Insulators Ltd ハニカム触媒体
US8277743B1 (en) 2009-04-08 2012-10-02 Errcive, Inc. Substrate fabrication
US8359829B1 (en) 2009-06-25 2013-01-29 Ramberg Charles E Powertrain controls
EP2483218B1 (de) 2009-09-28 2016-03-16 Corning Inc. Verfahren zur herstellung eines membran-filters
US9833932B1 (en) 2010-06-30 2017-12-05 Charles E. Ramberg Layered structures
US11673362B2 (en) 2020-01-02 2023-06-13 The Boeing Company Composite structural panels and methods of forming thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE535265A (de) * 1954-07-19
US3255027A (en) * 1962-09-07 1966-06-07 Du Pont Refractory product and process
US3397154A (en) * 1963-07-09 1968-08-13 Du Pont Preparation of alumina-supported catalyst compositions and the products thereof
US3554929A (en) * 1967-06-08 1971-01-12 Du Pont High surface area alumina coatings on catalyst supports
US3518206A (en) * 1968-05-17 1970-06-30 Du Pont Supported catalysts composed of substrate coated with colloidal silica and catalyst
US3799796A (en) * 1970-10-06 1974-03-26 Matthey Bishop Inc Preparation of structures with a coating of al2o3/sio2 fibers bonded to al2o3 for use as catalyst substrates
US3755204A (en) * 1970-10-22 1973-08-28 Grace W R & Co Porous ceramic-exhaust oxidation catalyst
JPS5338714B2 (de) * 1971-10-04 1978-10-17
JPS5120358B2 (de) * 1972-08-10 1976-06-24

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5140388A (de) 1976-04-05
GB1485640A (en) 1977-09-14
US4253992A (en) 1981-03-03
JPS5144913B2 (de) 1976-12-01
DE2454846B2 (de) 1980-03-27
DE2454846A1 (de) 1976-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2454846C3 (de) Keramischer Katalysatorträger mit Wabenstruktur und Verfahren zu dessen Herstellung
DE2222468C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorträgers
EP0556554B1 (de) Beschichtungsdispersion für Abgaskatalysatoren
DE102017002530B4 (de) Wabenstruktur
DE69927052T2 (de) Herstellung von codierit-strukturen mit sehr kleinem thermischen expansionskoeffizienten
DE19925391B4 (de) Wabenstrukturkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69223270T2 (de) Katalysatorvorrichtung zur Verbrennung von Abgasen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3141942C2 (de)
DE60030127T2 (de) Hochfester, stark poröser cordierit körper mit niedriger ausdehnung und verfahren
DE69707281T2 (de) Katalysatorträger
DE3220671A1 (de) Hydrierungskatalysator fuer die entschwefelung und entfernung von schwermetallen
DE60111441T2 (de) Keramische Wabenstruktur
DE102017202877B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur
DE10335635A1 (de) Keramischer Katalysatorkörper
DE19957311B4 (de) Wabenartiger Strukturkörper
DE69932634T2 (de) Verfahren zur herstellung von gesintertem aluminiumoxidkeramik von hoher festigkeit und mit grosser oberfläche
DE102017002579A1 (de) Poröser keramischer Strukturkörper
DE69310942T2 (de) Katalysator zur Entfernung von NOx der anorganische Fasern enthält
DE19756517A1 (de) Kordierit-Honigwabenstrukturkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
DE10256996A1 (de) Keramischer Katalysatorkörper
DE102009013568B4 (de) Cordierit-Keramik und Verfahren zu deren Herstellung
DE60118337T2 (de) Keramischer katalysatorträger mit wabenstruktur und verfahren zu seiner herstellung
DE2930000A1 (de) Verfahren zur herstellung eines monolithischen traegers fuer katalysatoren
DE69203769T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Cordierit-Honigwabenstrukturen.
DE112005000172B4 (de) Wabenstruktur und Verfahren zu ihrer Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)