DE69823710T2

DE69823710T2 - Legierter Edelmetallabgaskatalysator

Info

Publication number: DE69823710T2
Application number: DE69823710T
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Toyota-shi Aichi-ken Miyake; Naoto Toyota-shi Aichi-ken Miyoshi; Shinji Toyota-shi Aichi-ken Tsuji
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2018-07-29
Also published as: DE69823710D1; EP0904835A2; CA2246862A1; CA2246862C; JPH11156193A; EP0904835B1; US6147027A; EP1205240B1; DE69818777D1; EP1205240A1; EP0904835A3; DE69818777T2; JP3903598B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Legierungskatalysators zum Reinigen von Abgas und insbesondere auf einen Legierungskatalysator mit herausragenden Stickoxid-Reinigungseigenschaften in der Mageratmosphäre, welcher eine verbesserte katalytische Aktivität besitzt, da erste katalytische Metallteilchen mit einer zweiten metallischen koagulierten Phase beschichtet sind.
Edelmetalle, wie etwa Pt, Pd und Rh sind bisher entweder allein oder in Kombination als eine Katalysatorkomponente für Katalysatoren zum Reinigen von Abgasen von Automobilen etc. verwendet worden. Die Edelmetalle werden im allgemeinen auf einen katalytischen Träger geträgert. Das Problem der Entfernung von Stickoxid aus einer sauerstoffreichen Atmosphäre in einem Dieselmotorabgas ist in letzter Zeit wichtig geworden. Jedoch ist bei herkömmlichen Abgasreinigungskatalysatoren deren Reinigungskapazität begrenzt. Daher ist es als geeignet in Betracht gezogen worden, einen Legierungskatalysator als einen Katalysator zum Entfernen von Stickoxid (NO_x) aus einer sauerstoffreichen Atmosphäre zu verwenden. Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 60-184922 offenbart z. B. als eine bekannte Technologie auf diesem Gebiet ein Verfahren, in dem eine Oxidschicht als ein Katalysator zum Reinigen eines Abgases eines Dieselmotors gebildet wird, und die Oxidschicht in eine Lösung eingetaucht wird, so dass wenigstens zwei Arten von Katalysatoren gleichzeitig geträgert werden. Darüber hinaus offenbart die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 4-284824 ein Verfahren zum Reinigen von Stickoxid, in dem Pt und eine zweite Komponente Sr für ein sauerstoffüberschüssiges Abgas auf γ-Al₂O₃ geträgert wird. Darüber hinaus offenbart die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 9-103679 einen Reinigungskatalysator für diese Motoren, welcher an Stromaufwärts- und Stromabwärtspositionen eines Abgasweges verwendet wird und welcher feine Teilchen stromaufwärts und grobe Teilchen stromabwärts umfasst.
Jedoch besitzen herkömmliche Legierungskatalysatoren als Katalysatoren zum Reinigen von No_x in einer Sauerstoffüberschüssigen Atmosphäre Probleme, wie etwa die vorstehend Beschriebenen.

(1) Da die herkömmlichen Legierungskatalysatoren solche vom festen Lösungstyp sind, ist die Kombination von Elementen beschränkt.
(2) Wenn wenigstens zwei Edelmetalle auf einem katalytischen Träger durch Adsorption, Copräzipitation oder ein ähnliches Verfahren geträgert werden, kann keine Legierung aus denjenigen Elementen gebildet werden, welche mit Schwierigkeit eine feste Lösung bilden.

Demgemäß besteht Bedarf nach Entwicklung einer Technologie, durch welche ein Legierungskatalysator als ein Katalysator zum Reinigen von Stickoxiden in einer sauerstoffreichen Atmosphäre relativ einfach hergestellt werden kann, und welche die katalytische Aktivität verbessert.
Die vorliegende Erfindung ist auf einen Legierungskatalysator bereitzustellen, in welchem Elemente, welche eine feste Lösung mit Schwierigkeit bilden, und welcher eine verbesserte katalytische Aktivität zeigt, und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Legierungskatalysator herzustellen, welcher eine optimale Zusammensetzung als ein Legierungskatalysator für Stickoxid in einer sauerstoffreichen Atmosphäre besitzt, und welcher zusammengesetzte metallische koagulierte Phasen in dessen Struktur umfasst, um so die Haltbarkeit des Katalysators sicherzustellen.
Die vorliegende Erfindung wird wie folgt beschrieben.
Legierungskatalysator zum Reinigen eines Abgases, das eine Struktur aufweist, in welcher metallkoagulierte Phasen auf ein Metall aufgetragen und durch dieses geträgert sind, und der erste katalytische Metallteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von bis zu 30 nm, und wenigstens eines von einem zweiten Metall umfasst, welches sich von dem Metall der katalytischen Metallteilchen unterscheidet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die ersten katalytischen Metallteilchen wenigstens ein Metall umfassen, das aus der aus Pt und Pd bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und
die zweite metallkoagulierte Phase wenigstens ein Metall umfasst, das aus der aus Pt, Pd und Au bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und darin, dass
das zweite Metall eine koagulierte Phase bildet, die bei pH 6 bis 9 durch Reduktionsausfällung erhalten wurde, die auf die ersten katalytischen Metallteilchen bei einem Beschichtungsverhältnis (θ) von wenigstens 45% angewendet wird, wobei das Beschichtungsverhältnis θ durch die folgende Formel berechnet wird:
θ = (Zahl der ersten Metallatome auf der Oberfläche vor der Reduktionsausfällung – Zahl der ersten Metallatome auf der Oberfläche, folgend auf die Reduktionsausfällung)/(Zahl der ersten Metallatome vor der Reduktionsausfällung des zweiten Metalls) × 100, wobei die Zahl der Oberflächen ausgesetzten ersten Metallatome durch die Adsorptionsmenge von CO bei 50°C bestimmt wird, wobei die ersten Metallteilchen und die zweite metallkoagulierte Phase die Relation 0.001 ≤ M ≤ 0,15 und Θ/M ≥ 300 erfüllt, wobei M als das Gewichtsverhältnis der zweiten metallkoagulierten Phase zu den ersten katalytischen Metallteilchen definiert ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Da eine metallische koagulierte Phase auf Metallteilchen der vorliegenden Erfindung vorhanden ist, variiert die metallische koagulierte Phase, die sich von dem Metallteilchen unterscheidet, eine Differenz zwischen dem elektronischen Zustand der Metallteilchen der ersten Phase und derjenigen der zweiten metallischen koagulierten Phase den elektronischen Zustand der Metallteilchen und die Oberfläche des Zweiten. Folglich wird der Katalysator aktiv, und dessen Reinigungsleistung wird verbessert. Darüber hinaus wird in der vorliegenden Erfindung die zweite metallische koagulierte Phase auf den ersten Metallteilchen mit einem kleinen Radius einer Krümmung ausgefällt, so dass die zweite metallische koagulierte Phase leicht darauf gebildet werden kann. In dem technischen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird die zweite Phase dispergiert und gleichförmig auf dem Basisoxid als Nukleus-Bildungsstellen aus der Lösung ausgefällt (kristallisiert) und es wird ermöglicht, auf die gesamte Oberfläche anzuhaften. Es gibt einen optimalen Bereich der Größe der Metallteilchen der ersten Phase. Wie vorstehend beschrieben, wenn eine metallische koagulierte Phase auf Metallteilchen vorhanden ist (bzw. aufgetragen wurde), wird angenommen, dass die metallische koagulierte Phase, die sich von den Metallteilchen unterscheidet, die Reinigungsleistung des Katalysators aufgrund der Änderungen des elektronischen Zustands der Metallteilchen und der Oberfläche der vorstehend beschriebenen Phase verbessert.
Die sogenannten "Ensemble-Effekte" werden genau beobachtet, wenn die durchschnittliche Teilchengröße der Metallteilchen bis zu 30 nm beträgt. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße andererseits 30 nm übersteigt, wird der Einfluß des elektronischen Zustands der Metallteilchen signifikant und folglich wird der Einfluß von derjenigen der metallischen koagulierten Phase relativ insignifikant. Als eine Konsequenz werden die elektronischen Zustände der Metallteilchen und die Phasenoberfläche nicht variiert, und die "Ensemble-Effekte" können nicht gezeigt werden.
Darüber hinaus beträgt das Beschichtungsverhältnis der zweiten metallischen koagulierten Phase, basierend auf den ersten Metallteilchen, wenigstens 45%, da die Effekte des Anwendens der metallischen koagulierten Phase insignifikant werden, wenn das Beschichtungsverhältnis weniger als 45% beträgt.
Darüber hinaus sind die als die Metallteilchen der ersten Phase verwendeten Elemente und die zweite metallische koagulierte Phase sind jeweils ausgewählt aus: Pt und Pd, und Pt, Pd und Au. Zudem ist es ein Erfordernis der vorliegenden Erfindung, dass die Metalle in den ersten Metallteilchen sich von denjenigen der zweiten metallischen koagulierten Phase unterscheiden. Synergistische Effekte der Elemente können nicht erhalten werden, wenn die Elemente die selben sind. Die vorstehend erwähnten Metalle sind selbst katalytisch aktiv, und folglich zeigt ein Legierungskatalysator, der derartige Elemente enthält, eine herausragende Gasreinigungsleistung. Das Vorhandensein von Edelmetallteilchen, die wenigstens zwei der vorstehend erwähnten Elemente enthalten, setzt die Effekte des Anwendens der metallischen koagulierten Phase herab, da die metallische koagulierte Phase mehr angewendet wird, bezogen auf die Menge, auf eines der wenigstens zwei Elemente.
Die Erfinder haben die folgende neue Tatsache aus vielen Experimenten erhalten.
Zunächst ist gefunden worden, dass der Reinigungs-Leistungs-Effekt des Beschichtens der zweiten metallischen koagulierten Phase auf die ersten metallischen Teilchen verringert wird, wenn der spezifische Zusammenhang zwischen dem Beschichtungsverhältnis θ der metallischen koagulierten Phase zu den Metallteilchen und das Gewichtsverhältnis M der metallischen koagulierten Phase zu den katalytischen Metallteilchen nicht erfüllt ist.
Das heißt, wenn weder das Beschichtungsverhältnis θ oder das Gewichtsverhältnis M ausreichend groß oder klein ist, wird der Reinigungs-Leistungs-Effekt der Beschichtung der zweiten metallischen koagulierten Phase auf den ersten Metallteilchen herabgesetzt. Der Grund, warum der Reinigungs-Leistungs-Effekt herabgesetzt wird, ist, dass der Einfluß der Metallteilchen auf der Oberfläche der metallischen koagulierten Phase gering wird, wenn entweder θ oder M exzessiv groß ist.
Im Gegensatz dazu, wenn entweder θ oder M exzessiv klein sind, wird die Variation des elektronischen Zustands der Oberfläche klein, und daher wird der Reinigungs-Leistungs-Effekt herabgesetzt, da der Einfluß der Metallteilchen auf die metallische koagulierte Phase zu groß wird. In diesem Fall ist die Bedingung, in welcher der Reinigungs-Lei stungs-Effekt am meisten gezeigt wird, nicht weniger als ein Beschichtungsverhältnis θ/Gewichtsverhältnis M von 300.
Weiter ist es im Hinblick auf die thermische Stabilität des Legierungskatalysators gemäß der vorliegenden Erfindung wahrscheinlich, wenn der Katalysator einer Hochtemperaturatmosphäre ausgesetzt wird, dass die Metallteilchen und die metallische koagulierte Phase sich separieren, da die Grenze zwischen den katalytischen Metallteilchen und der metallischen koagulierten Phase thermisch nicht stabil ist. Folglich wird die metallische koagulierte Phase grobkörnig, und daher wird die Reinigungsleistung verschlechtert.
Darüber hinaus hat sich aus Experimenten herausgestellt, dass die Tendenz der Separierung zwischen den Metallteilchen und der metallischen koagulierten Phase erheblich durch das Gewichtsverhältnis der metallischen koagulierten Phase/Katalysator-Metallteilchen beeinflusst wird.
Der thermisch stabile Bereich des Gewichtsverhältnisses der zweiten Metallphase zu den ersten Katalysator-Metallteilchen M beträgt 0,001 ≦ M ≦ 0,05. Wenn das Gewichtsverhältnis 0,15 übersteigt, können die Metallteilchen und die metallische koagulierte Phase, wie zuvor erwähnt, separiert werden, folglich bildet die Metallphase grobe Körner und daher wird ihre Reinigungsleistung herabgesetzt.
Wenn darüber hinaus wenigstens zwei koagulierte Phasen aufgetragen werden, ist es zufriedenstellend, wenigstens zwei Phasen gleichzeitig oder aufeinanderfolgend in Übereinstimmung mit einer gewünschten Reinigungsleistung aufzutragen.
Es besteht keine Begrenzung in Bezug auf den Typ des Verfahrens zum Synthetisieren der Metallteilchen in der vorliegenden Erfindung, so lange, wie das Verfahren Metallteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von bis zu 30 nm ergibt. Das Verfahren kann angewendet werden, wenn die Metallteilchen gleichförmig dispergiert werden können. Zum Beispiel sind Adsorption der Zusammensetzung der zweiten Phase an die sauren Punkte und basischen Punkte auf dem katalytischen Träger (Metalloxid, ein Ionaustauschverfahren des metallischen Ions in der Lösung und Reduktionsausfällung in der Lösung bevorzugte Verfahren.
Reduktionsausfällung in einer Lösung ist das Verfahren zum Auftragen der metallischen koagulierten Phasen am meisten bevorzugt. Die metallischen Ionen in der Lösung werden anstelle mit einer kleinen Krümmung reduktionsausgefällt, d. h. an Vorsprüngen etc. der metallischen Teilchen und katalytischem Träger als Nukleationsstellen. Als Konsequenz kann ein Beschichtungsverhältnis der metallischen koagulierten Phase von wenigstens 45% leicht erhalten werden. Ein Beschichtungsverhältnis von wenigstens 45% ist schwierig durch herkömmliche Syntheseverfahren herzustellen, bei denen Copräzipitation etc. durchgeführt wird, und dann eine Wärmebehandlung ausgeführt wird.
Darüber hinaus wird die Reduktionsausfällung der vorliegenden Erfindung bei einem pH von 6 bis 9 ausgeführt. Wenn der pH außerhalb des Bereichs liegt, wird die Zahl der Metallionen, welche an den sauren Punkten und basischen Punkten des katalytischen Trägers adsorbiert werden, oder neutralisiert und ausgefällt werden, erhöht. Folglich wird die Menge der metallischen koagulierten Phase, die auf die Metallteilchen angewendet wird, verringert, und die Reinigungsleistung des Legierungskatalysators, der so erhalten wird, wird insignifikant.
Zudem sind die Arten von Reduktionsmitteln und Reagenzien zum Einstellen des pHs einer Lösung zufriedenstellend, solange wie diese die herkömmlicherweise Verwendeten sind. Jedoch ist es bevorzugt, eine Kombination eines Reduktionsmittels und eines Reagenz zum Einstellen des pHs zu vermeiden, welche wechselseitig in der Lösung reagieren, um die angewendete Menge der metallischen koagulierten Phasen zu verringern. Darüber hinaus ist es bevorzugt, kein Reagenz zu verwenden, welches mit Ionen reagiert, die metallische koagulierte Phasenelemente enthalten, um unlösliche Verbindungen zu bilden.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Detail anhand von Beispielen beschrieben werden.
Beispiele
Beispiel 1
Ein γ-Al₂O₃-Pulver wurde zu einer wässrigen Lösung zugegeben, die Pt(NO₂)₂(NH₃)₂ (9,76 × 10^–2 Gew.-%) enthält, und die Mischung wurde 3 Stunden gerührt, gefolgt vom Trocknen der Mischung in Luft bei 120°C für 24 Stunden. Das getrocknete Produkt wurde dann in Luft bei 300°C für 2 Stunden wärmebehandelt, um 1 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver I zu ergeben.
Das gleiche Verfahren wurde wiederholt, bis darauf, dass die Konzentration von Pt(NO₂)₂(NH₃)₂ variiert wurde, um die folgenden Produkte zu ergeben: ein 1,8 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver II, ein 1,4 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver III und ein 0,61 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver IV.
Alle Pulver I, II, III und IV besaßen eine Teilchengröße von bis zu 10 nm.
Als nächstes wurden HAuCl₄·4H₂O (2,16 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (1,04 × 10^–1 Gew.-%), Na₂SO₃ (2,64 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆·H₂O (1,15 Gew.-%) zu einem Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C gegeben, das das 1,01 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver I (1,03 Gew.-%) enthielt, um eine wässrige Lösung zu ergeben. Die wässrige Lösung wurde für 24 Stunden gerührt, während der pH auf 6,21 eingestellt wurde, um Au reduktionsauszufällen. Die Mischung wurde dann gefiltert, und der Rest wurde mit Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C gewaschen. Der gewaschene Rest wurde dann in Luft bei 120°C für 2 Stunden getrocknet. Der getrocknete Rest wurde dann in Luft bei 500°C für 2 Stunden wärmebehandelt, um einen 2 Gew.-%igen (Pt-Au)/Al₂O₃-Legierungskatalysator A mit einem Pt/Au-Gewichtsverhältnis von 5/5 und einem Gesamtgehalt von Pt und Au von 2 Gew.-% zu ergeben.
Ein 2 Gew.-%iger (Pt-Au)/Al₂O₃-Legierungskatalysator B mit einem Pt/Au-Gewichtsverhältnis von 5/5 wurde auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung des Katalysators A erhalten, bis darauf, dass HAuCl₄·4H₂O (2,19 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (1,05 × 10^–1 Gew.-%), Na₂SO₃ (2,67 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆·H₂O (1,05 Gew.-%) zu Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C gegeben wurde, das 1,01 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver (1,03 Gew.-%) enthielt, und, dass der pH auf 8,29 eingestellt wurde.
Darüber hinaus wurde ein 2 Gew.-%iger (Pt-Au)/Al₂O₃-Legierungskatalysator C mit einem Pt/Au-Gewichtsverhältnis von 9/1 auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung des Katalysators A erhalten, bis darauf, dass HAuCl₄·4H₂O (2,04 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (9,40 × 10^–2 Gew.-%), Na₂SO₃ (2,41 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆·H₂O (9,45 Gew.-%) zu dem Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C zugegeben wurden, das 1,80 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver II (4,69 Gew.-%) enthielt, und, dass der pH auf 7,78 eingestellt wurde.
Darüber hinaus wurde ein 2 Gew.-%iger (Pt-Au)Al₂O₃-Legierungskatalysator D mit einem Pt/Au-Gewichtsverhältnis von 7/3 auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung des Katalysators A erhalten, bis darauf, dass HAuCl₄·4H₂O (2,17 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (1,03 × 10^–1 Gew.-%), Na₂SO₃ (2,63 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆·H₂O (1,03 Gew.-%) zu dem Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C zugegeben wurden, das 1,41 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver III (1,70 Gew.-%) enthielt, und, dass der pH auf 8,20 eingestellt wurde.
Darüber hinaus wurde ein 2 Gew.-%iger (Pt-Au)/Al₂O₃-Legierungskatalysator E mit einem Pt/Au-Gewichtsverhältnis von 3/7 auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung des Katalysators A erhalten, bis darauf, dass HAuCl₄·4H₂O (2,15 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (1,03 × 10^–1 Gew.-%), Na₂SO₃ (2,63 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆·H₂O (1,03 Gew.-%) zu dem Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C zugegeben wurden, das das 0,61 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver IV (7,24 × 10^–1 Gew.-%) enthielt, und, dass der pH auf 8,33 eingestellt wurde.
Darüber hinaus wurden Pt(NO₃)₂ (2,28 × 10^–2 Gew.-%), Na₂SO₃ (1,12 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆·H₂O (3,89 × 10^–1 Gew.-%) zu dem Ionenaustauscher-Wasser bei 40°C zugegeben, das das 1,01 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver I (1,06 Gew.-%) enthielt, um eine wässrige Lösung zu ergeben. Die wässrige Lösung wurde für 24 Stunden gerührt, während der pH auf 8,01 eingestellt wurde, um Pd-Reduktion auszufällen. die Mischung wurde dann filtriert, und der Rückstand wurde mit Ionenaustauscher-Wasser bei 40°C gewaschen. Das gewaschene Pulver wurde dann in Luft bei 120°C für 2 Stunden getrocknet. Der Rest wurde dann in Luft bei 500°C für 2 Stunden wärmebehandelt, um einen 2 Gew.-%ige (Pt-Pd)/Al₂O₃-Legierungskatalysator F mit einem Pt/Pd-Gewichtsverhältnis von 5/5 zu erhalten, und einen Gesamtgehalt von Pt und Pd von 2 Gew.-%.
Alle Katalysatoren A, B, C, D, E und F besaßen eine Legierungsteilchengröße von bis zu 10 nm.
Beispiel 2
Ein γ-Al₂O₃-Pulver wurde zu einer wässrigen Lösung gegeben, die Pd(NO₃)₂ (1,28 × 10^–1 Gew.-%) enthielt, und die Mischung wurde für 3 Stunden gerührt, gefolgt vom Trocknen der Mischung in Luft bei 120°C für 24 Stunden. Das getrocknete Produkt wurde in Luft bei 300°C für 2 Stunden wärmebehandelt, um ein 1,01 Gew.-% Pd/Al₂O₃-Pulver V zu ergeben. Das Pulver V besaß eine Pd-Teilchengröße von bis zu 10 nm.
HPtCl₆·6H₂O (2,79 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (1,05 × 10^–1 Gew.-%), Na₂SO₃ (2,67 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆ (1,05 Gew.-%) wurden zu einer wässrigen Lösung bei 60°C gegeben, die 1,01 Gew.-% Pd/Al₂O₃-Pulver V (1,03 Gew.-%) enthielt, um eine wässrige Lösung zu ergeben. Die wässrige Lösung wurde für 24 Stunden gerührt, während der pH auf 7,81 eingestellt wurde, um Pt reduktionsauszufällen. Die Mischung wurde dann filtriert, und der Rückstand wurde mit Ionenaustausch-Wasser bei 60°C gewaschen. Das gewaschene Pulver wurde dann in Luft bei 120°C für 2 Stunden getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde dann in Luft bei 500°C für 2 Stunden wärmebehandelt, um einen 2 Gew.-%igen (Pd-Pt)/Al₂O₃-Legierungskatalysator G mit einem Pd/Pt-Gewichtsverhältnis von 5/5 und einem Gesamtgehalt von Pd und Pt von 2 Gew.-% zu ergeben. Der Katalysator G besaß eine Legierungsteilchengröße von bis zu 10 nm.
Beispiel 3
Das 1,80 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver II wurde in Luft bei 800°C für 5 Stunden wärmebehandelt, um ein 1,80 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver VI mit einer Pt-Teilchengröße von 25 nm zu ergeben.
Ein 2 Gew.-%iger (Pt-Au)/Al₂O₃-Legierungs-Vergleichs-Katalysator H mit einem Pt/Au-Gewichtsverhältnis von 9/1 wurde auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung des Katalysators A erhalten, bis darauf, dass HAuCl₄·4H₂O (2,04 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (9,40 × 10^–2 Gew.-%), Na₂SO₃ (2,41 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆ (9,45 × 10^–2 Gew.-%) zu dem Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C zugegeben wurden, das 1,80 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver VI (4,69 Gew.-%) enthielt, und dass der pH auf 7,91 eingestellt wurde. Der Katalysator H besaß eine Legierungsteilchengröße von 27 nm.
Vergleichsbeispiel 1
Ein γ-Al₂O₃-Pulver wurde zu einer wässrigen Lösung gegeben, die Pt(NO₂)₂(NH₃)₂ (8,10 × 10^–2 Gew.-%) und HAuCl₄·4H₂O (1,03 × 10^–1 Gew.-%) enthielt, und die Mischung wurde für 3 Stunden gerührt, gefolgt vom Trocknen der Mischung in Luft bei 120°C für 24 Stunden. Das getrocknete Produkt wurde dann bei 300°C für 2 Stunden gebrannt, um einen 2 Gew.-%igen (Pt-Au)/Al₂O₃-Vergleichskatalysator I mit einem Pt/Au-Verhältnis von 5/5 und einem Gesamtgehalt von Pt und Au von 2 Gew.-% zu ergeben. Zusätzlich wurde der pH der wässrigen Lösung auf 2,04 während Rühren eingestellt. Der Katalysator I enthielt Pt-Teilchen mit einer Teilchengröße von bis zu 10 nm und Au-Teilchen mit einer Teilchengröße von 21 nm.
Vergleichsbeispiel 2
Ein 2 Gew.-%iger (Pt-Au)/Al₂O₃-Legierungs-Vergleichs-Katalysator J mit einem Pt/Au-Gewichtsverhältnis von 5/5 wurde durch das gleiche Verfahren wie bei der Herstellung des Katalysators A erhalten, bis darauf, dass HAuCl₄·4H₂O (2,21 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (1,06 × 10^–1 Gew.-%), Na₂SO₃ (3,51 × 10^–2 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆ (5,30 × 10^–2 Gew.-%) zu dem Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C zugegeben wurden, das 1,01 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver I (1,04 Gew.-%) enthielt, und dass der pH der wässrigen Lösung auf 5,72 eingestellt wurde. Der Katalysator J enthielt Legierungsteilchen mit einer Teilchengröße von bis zu 10 nm und Goldteilchen mit einer Teilchengröße von 26 nm.
Ein 2 Gew.-%iger (Pt-Au)/Al₂O₃-Legierungs-Vergleichs-Katalysator K mit einem Pt/Au-Gewichtsverhältnis von 5/5 wurde auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung des Katalysators A erhalten, bis darauf, dass HAuCl₄·4H₂O (2,19 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (1,05 × 10^–1 Gew.-%), Na₂SO₃ (3,48 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆ (1,05 Gew.-%) zu Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C zugegeben wurden, das 1,01 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver I (1,03 Gew.-%) enthielt, und, dass der pH der wässrigen Lösung auf 9,81 eingestellt wurde. Der Katalysator enthielt Legierungsteilchen mit einer Teilchengröße von 10 nm und Au-Teilchen mit einer Teilchengröße von 64 nm.
Vergleichsbeispiel 3
Das 1,01 Gew.-%ige Pt/Al₂O₃-Pulver I wurde in Luft auf 1.000°C für 5 Stunden erhitzt, um 1,01 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver VII mit einer Pt-Teilchengröße von 43 nm zu ergeben.
Ein 2 Gew.-%iger (Pt-Au)/Al₂O₃-Legierungs-Vergleichs-Katalysator L mit einem Pt/Au-Gewichtsverhältnis von 5/5 wurde auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung des Katalysators A erhalten, bis darauf, dass HAuCl₄·4H₂O (2,19 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (1,05 × 10^–1 Gew.-%), Na₂SO₃ (2,67 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆ (1,05 Gew.-%) zu Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C zugegeben wurden, das 1,01 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver II (1,03 Gew.-%) enthielt, und, dass der pH der wässrigen Lösung auf 8,17 eingestellt wurde. Der Katalysator L enthielt Legierungsteilchen mit einer Teilchengröße von 47 nm.
In den Beispielen wurde die Legierungsteilchengröße durch Röntgenstrahl-Defraktion gemessen, und die Zusammensetzungsanalyse wurde mit Fluoreszenz-Röntgenstrahlen durchgeführt. Zudem bedeutet die Beschreibung einer "Anfang-Teilchengröße von bis zu 10 nm", dass die Legierungsteilchen nicht größer als die Messgrenze des Röntgenstrahl-Defraktionsgeräts sind.
Bewertungstests der Abgas-Reinigungsleistung der Katalysatoren in den vorliegenden Beispielen wurden aufeinanderfolgend ausgeführt, und die Ergebnisse werden erläutert.
Die Bewertung der Abgas-Reinigungsleistung wurde in Bezug auf Katalysatoren ausgeführt, die den vorstehend erwähnten Katalysator-Bezeichnungen jeweils entsprachen, und mit den Merkmalen, wie in Tabellen 1 uns 2 gezeigt, unter den folgenden Bedingungen:
Gaszusammensetzung: 1,000 ppm CO + 667 ppm C₃H₆ + 250 ppm NO + 7,3% O₂ + 6,7% CO₂ + 5% H₂O,
Gasraumgeschwindigkeit: 150.000 h^–1, und
Temperatur-Absenkungsrate von 500 bis 100°C:
Bewertung während der Absenkung der Temperatur bei einer Rate von 10°C/min.
Die Temperatur, bei welcher das Reinigungsverhältnis von C₃H₆, das durch die Formel (1) definiert ist, die nachstehend erwähnt wird, und das maximale Reinigungsverhältnis von NO wurde als eine Gasreinigungsleistung gemessen, und die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt. Katalytische Umwandlungseffizienz = {(Einlaß-Gas-Konzentration – Auslaß-Gas-Konzentration)/(Einlaß-Gas-Konzentration)} × 100 (1)
Tabelle 2 Fortsetzung von Tabelle 1
Es kann aus Tabellen 1 und 2 entnommen werden, dass Schlüsse, wie nachstehend beschrieben, gezogen werden können. Die Proben Nrn. 1 bis 8 der vorliegenden Erfindung zeigen eine herausragende katalytische Umwandlungseffizienz. Andererseits besitzt die Probe Nr. 9 des Vergleichsbeispiels keine angewendete metallische koagulierte Phase, und zeigt folglich eine verschlechterte katalytische Umwandlungseffizienz, verglichen mit der vorliegenden Erfindung.
Darüber hinaus werden grobe Au-Teilchen in der Probe Nr. 10 des Vergleichsbeispiels wegen dem pH von weniger als 6 gebildet, und als Konsequenz wird die Menge der angewendeten Au-Phase verringert. Folglich wird der Effekt für Probe Nr. 10 verringert, und die katalytische Umwandlungseffizienz wird, verglichen mit den Proben der vorliegenden Erfindung, verschlechtert.
Weiter werden grobe Au-Teilchen in der Probe Nr. 11 wegen dem pH, der 9 übersteigt, gebildet, und als Konsequenz wird die Menge der angewendeten Au-Phase verringert. Folglich wird der Effekt der Probe Nr. 11 verringert, und die katalytische Umwandlungseffizienz wird, verglichen mit den Proben der vorliegenden Erfindung, verschlechtert. Die Teilchengröße der Metallteilchen (Pt) der Probe Nr. 12 des Vergleichsbeispiels übersteigt 30 nm, und der Effekt des Anwendens der metallischen koagulierten Phase wird nicht manifestiert. Folglich wird die katalytische Umwandlungseffizienz der Probe Nr. 12, verglichen mit den Proben der vorliegenden Erfindung, verschlechtert.
Als nächstes wurde bei der Messung des Beschichtungsverhältnisses der zweiten Phase in den Beispielen das Beschichtungsverhältnis der metallischen koagulierten Phase aus der Zahl der Oberflächen ausgesetzten Pt-Atome, die durch die Absorptionsmenge von CO bei 50°C bestimmt wurde, berechnet.
Da CO zudem nicht auf die Au-Atome in den Pt-Au-Katalysatoren absorbiert wird, wurde das Beschichtungsverhältnis durch die Formel (2), die nachstehend erwähnt wird, berechnet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
Bemerkung
Die Pt-Teilchen waren so groß, dass CO nicht absorbiert wurde und das Beschichtungsverhältnis konnte nicht berechnet werden. Beschichtungsverhältnis = (Zahl von Pt-Atomen auf der Oberfläche vor der Reduktionsausfällung – Zahl der Pt-Atome auf der Oberfläche nachfolgend zur Reduktionsausfällung)/(Zahl von Pt-Atomen vor der Reduktionsausfällung von Au) × 100 (2)
Das Beschichtungsverhältnis der Pt-Pd-Katalysatoren wurde unter Verwendung der Formel (2) berechnet. Jedoch adsorbierten die Pd-Atome einiges an CO, und folglich senkten die berechneten Werte die tatsächlichen Beschichtungsverhältnisse herab.
Es kann aus diesen Tabellen geschlossen werden, dass die Katalysatoren gemäß der vorliegenden Erfindung ein Beschichtungsverhältnis von wenigstens 45% einer metallischen koagulierten Phase besitzen, und eine herausragende Reinigungsleistung zeigen.
Beispiel 4
Ein γ-Al₂O₃-Pulver wurde zu einer wässrigen Lösung gegeben, die Pt(NO₂)₂(NH₃)₂ (9,98 × 10^–2 Gew.-%) enthielt, und die Mischung wurde für 3 Stunden gerührt, gefolgt vom Trocknen der Mischung in Luft bei 120°C für 24 Stunden. Das getrocknete Produkt wurde dann in Luft bei 300°C für 2 Stunden wärmebehandelt, um ein 1,80 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver zu ergeben.
Als nächstes wurden HAuCl₄·4H₂O (2,04 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (9,40 × 10^–2 Gew.-%), Na₂SO₃ (2,41 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆ (9,45 × 10^–1 Gew.-%) zu Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C gegeben, das 1,80 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver (4,69 Gew.-%) enthielt, um eine wässrige Lösung zu ergeben. Die wässrige Lösung wurde für 24 Stunden gerührt, während der pH auf 7,78 eingestellt wurde, um Au-Reduktion auszufällen. Die Mischung wurde dann gefiltert, und der Rückstand wurde mit Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C gewaschen. Der gewaschene Rückstand wurde dann in Luft bei 120°C für 2 Stunden getrocknet. Der getrocknete Rückstand wurde dann in Luft bei 500°C für 2 Stunden wärmebehandelt, um einen 2 Gew.-% (Pt-Au)/Al₂O₃-Legierungskatalysator A2 mit einem Gewichtsverhältnis von 0,13 einer zweiten metallischen koagulierten Phase (Au)/ersten katalytischen Metallteilchen (Pt) zu erhalten, und in welchem ein Beschichtungsverhältnis θ einer zweiten metallischen koagulierten Phase zu ersten katalytischen Metallteilchen 62% beträgt.
Unter den gleichen Bedingungen bis auf unterschiedliche Konzentration als das Beispiel 4 wurden die Legierungskatalysatoren, die in Tabellen 4 und 5 gezeigt waren, erhalten. Tabelle 4

θ: Beschichtungsverhältnis der zweiten metallischen koagulierten Phase zu ersten katalytischen Metallteilchen
M: Gewichtsverhältnis der zweiten metallischen koagulierten Phase/ersten katalytischen Metallteilchen

Tabelle 5 Fortsetzung von Tabelle 4
Alle Katalysatoren umfassen Pt der ersten metallischen Teilchen und Au der zweiten koagulierten Phase.
In den Beispielen wurde die Legierungs-Teilchengröße durch Röntgenstrahl-Diffraktion gemessen, und die Zusammensetzungsanalyse wurde mit Fluoreszenz-Röntgenstrahlen durchgeführt. Die Legierungsteilchen sind nicht größer als 10 nm der Messgrenze des Röntgenstrahl-Diffraktionsgeräts.
In den Tabellen wird das Gewichtsverhältnis M aus dem Ergebnis der Fluoreszenz-Röntgenstrahl-Analyse berechnet, und eine Menge der CO-Adsorption ist durch Au-Koagulation verringert, da Au-Atom CO bei 50°C nicht adsorbiert. Daher wird das Beschichtungsverhältnis θ durch Berechnung aus der Gleichung (2) mit der Zahl von Pt-Atomen, welche aus einer Menge der CO-Absorption vor und nach der Au-Koagulation geschätzt wurden, geschätzt. Beschichtungsverhältnis = (Zahl von Pt-Atomen auf der Oberfläche vor der Reduktionsausfällung – Zahl von Pt-Atomen auf der Oberfläche nachfolgend zur Reduktionsausfällung)/(Zahl von Pt-Atomen vor der Reduktionsausfällung von Au) × 100 (2)
Bewertungstests der Abgas-Reinigungs-Leistung des Katalysators, die anschließend durchgeführt wird.
Bewertung der Abgas-Reinigungs-Leistung wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Gaszusammensetzung: 1.000 ppm CO + 670 ppm C₃H₆ + 250 ppm
NO + 7,3% O₂ + 6,7% CO₂ + 5% H₂O,
Gasraumgeschwindigkeit: 150.000 h^–1, und
Temperatur-Absenkungsrate von 500 bis 100°C:
Bewertung während der Absenkung der Temperatur bei einer Rate von 10°C/min.
Die Temperatur, bei welcher die katalytische Umwandlungseffizienz von C₃H₆, die durch die Formel (1) definiert ist, die nachstehend erwähnt wird, betrug 50%, und die maximale katalytische Umwandlungseffizienz von NO wurde als eine Gasreinigungs-Leistung gemessen, und die Ergebnisse werden zusammenfassend in den Tabellen 4 und 5 gezeigt. Katalytische Umwandlungseffizienz = {(Einlass-Gas-Konzentration – Auslass-Gas-Konzentration)/(Einlass-Gas-Konzentration)} × 100 (1)
Alle Katalysatoren zeigen die herausragende Reinigungsleistung durch den Effekt der zweiten metallischen koagulierten Phase, und Nrn. 13 bis 23 der vorliegenden Erfindung zeigen die am meisten bevorzugte Reinigungsleistung durch Erfüllen des Beschichtungsverhältnis θ/Gewichtsverhältnis M ≧ 300.
Beispiel 5
Ein γ-Al₂O₃-Pulver wurde zu einer wässrigen Lösung gegeben, die Pt(NO₂)₂(NH₃)₂ (9,98 × 10^–2 Gew.-%) enthielt, und die Mischung wurde für 3 Stunden gerührt, gefolgt vom Trocknen der Mischung in Luft bei 120°C für 24 Stunden. Das getrocknete Produkt wurde dann in Luft bei 300°C für 2 Stunden wärmebehandelt, um ein 1,80 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver zu ergeben.
Als nächstes wurden HAuCl₄·4H₂O (2,04 × 10^–2 Gew.-%), Na₂S₂O₃·5H₂O (9,40 × 10^–2 Gew.-%), Na₂SO₃ (2,41 × 10^–1 Gew.-%) und C₆H₇NaO₆ (9,45 × 10^–1 Gew.-%) zu Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C gegeben, das 1,80 Gew.-% Pt/Al₂O₃-Pulver (4,69 Gew.-%) enthielt, um eine wässrige Lösung zu ergeben. Die wässrige Lösung wurde für 24 Stunden gerührt, während der pH auf 7,78 eingestellt wurde, um Au-Reduktion auszufällen. Die Mischung wurde dann filtriert, und der Rest wurde mit Ionenaustauscher-Wasser bei 60°C gewaschen. Der gewaschene Rest wurde dann in Luft bei 120°C für 2 Stunden getrocknet. Der getrocknete Rest wurde dann in Luft bei 500°C für 2 Stunden wärmebehandelt, um einen 2 Gew.-% (Pt-Au)/Al₂O₃-Legierungskatalysator A3 mit einer zweiten metallischen koagulierten Phase (Au) erste katalytische Metallteilchen (Pt) Gewichtsverhältnis von 0,13 zu ergeben.
Unter den gleichen Bedingungen, bis auf unterschiedliche Konzentration, wie das Beispiel 5, wurden die Legierungskatalysatoren, die in Tabellen 6 und 7 gezeigt werden, erhalten.
Tabelle 6
Tabelle 7 Fortsetzung von Tabelle 6
Alle Katalysatoren umfassen Pt der ersten metallischen Teilchen und Au der zweiten koagulierten Phase, in welcher das Au-Gewichtsverhältnis 50 bis 70% beträgt.
In den Beispielen wurde die Legierungs-Teilchengröße durch Röntgenstrahl-Diffraktion gemessen, und die Zusammensetzungsanalyse wurde mit Fluoreszenz-Röntgenstrahlen durchgeführt. Die Legierungsteilchen sind nicht größer als 10 nm der Messgrenze des Röntgenstrahl-Diffraktionsgeräts.
In den Tabellen wird das Gewichtsverhältnis M aus dem Ergebnis der Fluoreszenz-Röntgenstrahlanalyse berechnet.
Bewertungstests der Abgas-Reinigungsleistung der Katalysatoren werden aufeinanderfolgend in neuen Katalysatoren und nach Dauerbehandlung bzw. Dauerleistungsbehandlung durchgeführt.
Die Bewertung der Abgas-Reinigungsleistung wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Dauerleistungs-Betriebsbedingungen

Gaszusammensetzung: 1.000 ppm CO + 670 ppm C₃H₆ + 500 ppm
NO + 6,5% O₂ + 10% CO₂ + 10H₂O
Temperatur: 700, 800°C
Zeit: 5 Stunden

Abgas-Reinigungsleistung

Gas-Zusammensetzung: 1.000 ppm CO + 670 ppm
C₃H₆ + 250 ppm NO + 7,3% O₂ + 6,7% CO₂ + 5% H₂O,
Gas-Raumgeschwindigkeit: 150.000 h^–1, und
Temperatur-Absenkungsrate von 500 bis 100°C:
Bewertung während der Absenkung der Temperatur bei einer Rate von 10°C/min.

Die Temperatur, bei welcher die katalytische Umwandlungseffizienz von C₃H₆, die durch die Formel (1) definiert ist, die nachstehend erwähnt wird, betrug 50% und die maximale katalytische Umwandlungseffizienz von NO wurde als eine Gas-Reinigungsleistung gemessen, und die Ergebnisse werden in Tabellen 6 und 7 zusammenfassend gezeigt. Katalytische Umwandlungseffizienz = {(Einlaß-Gas-Konzentration – Auslaß-Gas-Konzentration)/(Einlaß-Gas-Konzentration)} × 100 (1)
Nrn. 25 bis 30 der vorliegenden Erfindung zeigen einen herausragenden Wärmewiderstandspunkt.
Darüber hinaus zeigen Nrn. 27 bis 30, welche in dem Bereich des Gewichtsverhältnisses M von 0,005 ≦ M ≦ 0,05 sind, eine herausragende Abgas-Reinigungsleistung nach Ausdauerbetrieb bei 800°C.
Nrn. 31 und 32 der Vergleichsbeispiele besitzen einen verflechteten Wärmewiderstand aufgrund der Bildung von groben Goldkörnern nach Ausdauerbetrieb.
Zudem werden in dem Katalysator der vorliegenden Erfindung Edelmetalle auf einem Pulver reduktionsausgefällt, um ein katalytischer Träger, wie etwa Al₂O₃, im vorhinein zu werden, und das Pulver wird monolithisch beschichtet. Die Ausbeute der Edelmetalle wird daher 100%. In dieser Hinsicht entsteht kein Problem aus der Ausbeute der Edelmetalle im Gegensatz zu herkömmlichen Automobil-Katalysatoren. Darüber hinaus werden in den Verfahren des Trägerns von Edelmetallen durch Adsorption etc., die Edelmetalle vorzugsweise an basische oder saure Punkte adsorbiert. Als Konsequenz können die Positionen von katalytischen aktiven Stellen nicht gesteuert werden. Jedoch werden in der vorliegenden Erfindung, wenn Gestalten, wie etwa Vorsprünge, mit einer kleinen Krümmung auf der katalytischen Trägeroberfläche gebildet werden, die Legierungsteilchen vorzugsweise in den Teilen gebildet. Katalytisch aktive Stellen können daher frei durch die katalytischen Trägeroberflächengestalten gesteuert werden.
Da darüber hinaus Metallelemente aufeinanderfolgend reduktionsausgefällt werden, können die Struktur der Legierungsteilchen, welche katalytisch aktive Stellen sind, d. h. die Dicke der metallischen koagulierten Phasen, die Größenordnung der Anwendung der Phasen, und dergleichen, leicht gesteuert werden. Das heißt, die Eigenschaften der katalytischen aktiven Stellen können variiert werden.
Es kann aus dem zuvor Beschriebenen entnommen werden, dass Katalysatoren mit verschiedenen Reinigungsleistungen erhalten werden können, indem mit der Steuerung der katalytischen Oberflächengestalt kombiniert wird und diese Katalysatoren können in verschiedenen Anwendungen verwendet werden.
In herkömmlichen Katalysatoren werden die Edelmetalle häufig durch Sintern oder mit Schwefel vergiftet, um Probleme zu verursachen. Jedoch ist es möglich geworden, das Vergiften durch Sintern oder mit Schwefel in der vorliegenden Erfindung zu verhindern, indem ein chemisch stabiles Element (wie etwa Au) als eine metallische koagulierte Phase auf den Legierungsteilchen verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung stellt die Anwendung der katalytischen metallischen koagulierten Phasen synergistische Effekte der katalytischen Aktivität von jeder Phase her, und die katalytische Umwandlungseffizienz von HC und NO_x und der Wärmewiderstand in dem Mager- und Hochtemperaturbereich bei der Reinigung eines Abgases werden verbessert. Darüber hinaus werden die ersten Metallteilchen mit der zweiten Phase durch Reduktionsausfällung in dem Herstellungsverfahren beschichtet. Ein Katalysator mit angewendeten verschiedenen metallischen koagulierten Phasen kann daher durch eine relativ einfache Einstellung einer Lösungskonzentration erhalten werden.

Claims

Legierungskatalysator zum Reinigen eines Abgases, das eine Struktur aufweist, in welcher metallkoagulierte Phasen auf ein Metall aufgetragen und durch dieses geträgert sind, und der erste katalytische Metallteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von bis zu 30 nm, und wenigstens eines von einem zweiten Metall umfasst, welches sich von dem Metall der katalytischen Metallteilchen unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten katalytischen Metallteilchen wenigstens ein Metall umfassen, das aus der aus Pt und Pd bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und die zweite metallkoagulierte Phase wenigstens ein Metall umfasst, das aus der aus Pt, Pd und Au bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und darin, dass das zweite Metall eine koagulierte Phase bildet, die bei pH 6 bis 9 durch Reduktionsausfällung erhalten wurde, die auf die ersten katalytischen Metallteilchen bei einem Beschichtungsverhältnis (θ) von wenigstens 45% angewendet wird, wobei das Beschichtungsverhältnis θ durch die folgende Formel berechnet wird: θ = (Zahl der ersten Metallatome auf der Oberfläche vor der Reduktionsausfällung – Zahl der ersten Metallatome auf der Oberfläche, folgend auf die Reduktionsausfällung)/(Zahl der ersten Metallatome vor der Reduktionsausfällung des zweiten Metalls) × 100, wobei die Zahl der Oberflächen ausgesetzten ersten Metallatome durch die Adsorptionsmenge von CO bei 50°C bestimmt wird, wobei die ersten Metallteilchen und die zweite metallkoagulierte Phase die Relation 0.001 ≤ M≤ 0,15 und Θ/M≥ 300 erfüllt, wobei M als das Gewichtsverhältnis der zweiten metallkoagulierten Phase zu den ersten katalytischen Metallteilchen definiert ist.
Legierungskatalysator gemäß Anspruch 1, wobei die ersten Metallteilchen und die zweite metallkoagulierte Phase die Relation M ≤ 0,05 erfüllen, wobei M das Gewichtsverhältnis der zweiten metallkoagulierten Phase zu den ersten katalytischen Metallteilchen ist.