WO2012156503A1 - Niedertemperatur-oxidationskatalysator mit besonders ausgeprägten hydrophoben eigenschaften für die oxidation organischer schadstoffe - Google Patents

Niedertemperatur-oxidationskatalysator mit besonders ausgeprägten hydrophoben eigenschaften für die oxidation organischer schadstoffe Download PDF

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Frank Klose
Roderik Althoff
Mika ENDLER
Patrick Müller
Grigory Reznikov
Margit Schuschke
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Süd-Chemie AG
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    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • 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
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
    • B01J2229/186—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself not in framework positions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
    • B01J2229/42—Addition of matrix or binder particles
    • 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
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/82—Phosphates
    • B01J29/84—Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
    • B01J29/85—Silicoaluminophosphates [SAPO compounds]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/87—Gallosilicates; Aluminogallosilicates; Galloborosilicates
    • 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
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/89—Silicates, aluminosilicates or borosilicates of titanium, zirconium or hafnium

Definitions

  • the present invention relates to a catalyst comprising a microporous noble metal-containing zeolite material and a porous SiC> 2-containing binder, wherein the catalyst has a proportion of micropores of more than 70%, based on the
  • the invention also relates to a process for the preparation of the catalyst and the use of the catalyst as
  • TWC three-way catalysts
  • the exhaust gases of diesel engines are treated with catalysts.
  • Hydrocarbons to be catalytically treated include paraffins, olefins, aldehydes and aromatics.
  • Contaminants are generally sensitive to water vapor. Water vapor blocks the active sites on the catalyst surface so that their activity decreases. This is usually due to higher precious metal doping levels
  • the object of the present invention was therefore to provide a catalyst which has a high activity in the oxidation of organic pollutants at low temperatures, for example below 300 ° C., has high activity in the oxidation of organic pollutants, in particular solvent-type pollutants, even under high water vapor concentrations, which also shows a low tendency to thermal sintering and beyond manages with significantly lower Edelmetalldot michsgrade.
  • the object of the present invention was therefore to provide a catalyst which has a high activity in the oxidation of organic pollutants at low
  • the object is achieved by a catalyst comprising a microporous noble metal-containing zeolite material and a porous SiC> 2-containing binder, wherein the catalyst has a proportion of micropores of more than 70%, based on the
  • catalysts which comprise a microporous precious metal-containing zeolite material and a pure SiC> 2 binder which has little meso and macropores have significantly higher activity, in particular in the oxidation of solvent-like air pollutants.
  • the catalyst preferably has a content of micropores of more than 70%, more preferably more than 80%, most preferably more than 90%, based on the total pore volume of the catalyst.
  • Catalyst is the proportion of micropores> 72%, more preferably> 76%, based on the total pore volume of
  • the catalyst characterized by a microporous content> 70% and a meso and macroporous fraction between 20 and 30%.
  • the proportion of the micropores is preferably ⁇ 100%, more preferably ⁇ 95%.
  • the catalyst according to the invention is therefore a catalyst having a polymodal pore distribution, that is to say it contains both micropores, mesopores and macropores.
  • pores are to be understood as meaning micropores, mesopores and macropores
  • the determination of the micro and meso / macroporous fraction is carried out by means of the so-called T-plot method according to ASTM D-4365-85.
  • the integral pore volume of the catalyst is more than 100 mm 3 / g, more preferably more than 180 mm 3 / g.
  • the determination of the integral pore volume is preferably carried out in accordance with DIN ISO 9277 by means of nitrogen porosimetry or alternatively with noble gas porosimetry. It is preferred according to an embodiment of the catalyst that the zeolite material has an aluminum content of ⁇ 2 mol .-%, more preferably ⁇ 1 mol .-%, based on the
  • Binder component contains no significant amounts of aluminum.
  • the binder contains less than 0.04 wt%, more preferably less than 0.02 wt%, of aluminum, based on the amount of binder.
  • Suitable binders are, for example, Ludox AS 40 or tetraethoxysilane having an Al 2 O 3 content of ⁇ 0.04 wt .-%.
  • the zeolite material is 0.5 to 6.0 wt%, more preferably 0.6 to 5.0 wt%, even more preferably 0.7 to 4.0 wt%. % and particularly preferably 0.5 to ⁇ 3.0 wt.% Precious metal, based on the amount of zeolite material.
  • the washcoat has a noble metal loading of 0.1 to 2.0 g / l, more preferably 0.4 to 1.5 g / l, even more
  • the noble metal is preferably selected from the group
  • the precious metals can be present both in the form of noble metal particles and in the form of noble metal oxide particles.
  • the following is mainly spoken of noble metal particles, which, however, also includes Edelmetalloxidp micro, unless expressly stated otherwise.
  • the particle size of the noble metal particles preferably has an average diameter of 0.5 to 5 nanometers, more preferably a mean diameter of 0.5 to 3 nanometers, and particularly preferably a mean diameter of 0.5 to 2 nanometers.
  • the determination of the particle size can
  • the noble metal particles of the loaded zeolite material are as small as possible, since the particles then have a very high degree of dispersion.
  • the degree of dispersion the ratio of the number of metal atoms, which is the surface of the metal particles form, understood to the total number of metal atoms of the metal particles.
  • a favorable average particle diameter also depends on the application in which the catalyst is to be used and on the nature of the noble metal of the noble metal particles, the pore distribution and in particular the pore radii and channel radii of the zeolite material.
  • the noble metal particles are preferably located in the inner pore system of the zeolite. These are understood according to the invention as the micropores, meso- and macropores of the zeolite. Preferably, the noble metal particles are (im
  • Zeolite material can be both a zeolite and a
  • Zeolite materials are silicates, aluminosilicates,
  • zeolite material is used, on the one hand, depends on the nature of the precious metal, which
  • zeolite materials such as structural type, pore diameter, channel diameter, chemical composition, ion exchange capability, and activation properties to a particular application.
  • zeolite materials which are one of the
  • the zeolite materials mentioned can be present both in the sodium form and in the ammonium form or in the H form. Also preferred according to the invention are those
  • Zeolite materials prepared using amphiphilic compounds are mentioned in US 5,250,282 and are incorporated by reference into the present invention.
  • the catalyst as
  • An unsupported catalyst may be, for example
  • molded body for example, a monolith.
  • shaped bodies are, for example, spheres, rings, cylinders, perforated cylinders, trilobes or cones, particular preference being given to a monolith, for example a monolithic honeycomb body.
  • Catalyst is applied to a support body, that is present as a coating catalyst.
  • a support body that is present as a coating catalyst.
  • it may be in the support body, for example, an open-cell foam structure, for example, a metal foam, a metal alloy foam, a silicon carbide foam, an Al20 3 foam, a
  • Mullite foam an Al titanate foam, as well as a
  • monolithic support structure for example, has parallel aligned channels, which may be interconnected with each other or may contain certain installations for gas turbulence.
  • supporting bodies are formed, for example, from a metal sheet, from any desired metal or metal alloy, which comprises a metal foil or sintered metal foil or a metal foil Metal fabric and are produced for example by extrusion, winding or stacking.
  • support bodies of ceramic material can be used.
  • the ceramic material is an inert, low surface material such as cordierite, mullite, alpha-alumina, silicon carbide or aluminum titanate.
  • the inserted support body also made
  • the weight ratio is zeolite material / binder 80/20 to 60/40, more preferably 75/25 to 65/35, and most preferably about 70/30.
  • the BET surface area of the catalyst of the present invention is preferably in the range of 10 to 600 m 2 / g, more preferably 50 to 500 m 2 / g, and most preferably 100 to 450 m 2 / g.
  • the BET surface area is determined by adsorption of nitrogen in accordance with DIN 66132.
  • the invention further provides a method for
  • Preparation of the catalyst according to the invention comprising the following steps: a) introducing a noble metal precursor compound into a micropore zeolite material; b) calcining the zeolite material loaded with the noble metal precursor compound; c) mixing the loaded with the noble metal compound
  • Zeolite material with a porous Si0 2 ⁇ containing binder and a solvent d) drying and calcining the mixture comprising the noble metal compound-loaded zeolite material and the binder.
  • the washcoat obtained in step c) can be applied to a carrier body before drying and calcination to form a coating catalyst.
  • the precious metal of the zeolite is either as
  • Precious metal in metallic form or as Edelmetalloxid ago If a metallic form of the noble metal is necessary, as a further method step, the conversion of the metal of the noble metal compound, with which the zeolite material is loaded, in its metallic form.
  • the conversion of the noble metal compound into the corresponding noble metal is usually carried out by thermal decomposition or by reduction by means of hydrogen, carbon monoxide or wet chemical
  • Reducing agent The reduction can also be done in situ when starting a catalytic reaction in a reactor.
  • the introduction of the noble metal compound is carried out by
  • Zeolite material with the noble metal precursor compound forms the basis for that in the following
  • Precious metal precursor compound leads, or at
  • Precious metal particles is loaded.
  • the impregnation of the zeolite material is carried out according to the incipient wetness method known to the person skilled in the art.
  • Precious metal precursor compound for example, nitrates, acetates, oxalates, tartrates, formates, amines, sulfides,
  • Precious metals are used.
  • Precious metal precursor compound is subjected to calcination, preferably at a temperature of 200 to 800 ° C, more preferably 300 to 700 ° C, most preferably 500 to 600 ° C.
  • the calcination is inventively preferred
  • Protective gas for example nitrogen or argon, preferably carried out argon.
  • the invention further relates to the use of the catalyst of the invention as an oxidation catalyst, in particular as a catalyst for the oxidation of organic
  • FIG. 1 shows the performance of the invention
  • the ratio of zeolite to binder was 70/30.
  • a BEA-150 is thus impregnated with 1.85% Pt.
  • the Pt (NO 3 ) 2 solution has to be diluted once more with 1008, 65 g of water.
  • Washcoat type Pt-BEA-150
  • Carrier material ceramic substrates, lOOcpsi
  • the particle size distribution of the zeolite powder was measured in the physical analysis.
  • the experiment was carried out according to a standard procedure.
  • Batch tank was a 5 liter beaker.
  • the zeolite powder was suspended in deionized water and the pH was measured. (pH: 2.62).
  • the Bindzil was added to the suspension and the pH was measured. (pH: 2.41).
  • the suspension was then with an Ultra-Turax stirrer for about 10 min. dispersed. From the suspension, a sample was taken and the
  • the washcoat was further stirred on a magnetic stirrer and used for coating.
  • the washcoat was diluted with 15% deionized water. The solids content after dilution was 13.62%. For the coating, the washcoat was stirred until no sediment was present and measured. For this, the carrier was completely immersed in the washcoat container and moved until no more bubbles formed (time: about 30 seconds). Subsequently, the carrier was taken out and blown with a compressed air nozzle from both sides evenly to about half of the target load. The carrier became at 150 ° C overnight
  • Washcoat type Pt-BEA-150
  • Table 1 Coating results The catalysts according to the invention were examined by means of the T-plot method for their micro- and meso / macropores content and the values were evaluated in m 2 / g (see Table 2).
  • a ceramic honeycomb was coated with 50 g / l of a washcoat consisting of 80% by weight of T1O 2 and 20% by weight of Al 2 O 3 .
  • the aqueous TiO 2 / Al 2 C> 3 suspension was initially stirred up vigorously.
  • the ceramic honeycomb was then immersed in the washcoat suspension.
  • Non-adherent washcoat was removed after dipping by blowing out the honeycomb channels.
  • the honeycomb body was dried at 120 ° C and calcined at 550 ° C for 3 h.
  • the noble metal deposition was accomplished by immersing the washcoat-coated catalyst honeycomb in a solution of Pt and Pd nitrate. After impregnation, the honeycomb was again blown out, dried at 120 ° C for 2 h and calcined at 550 ° C for 3 h.
  • a ceramic honeycomb was coated with 100 g / l of a washcoat consisting of Al 2 O 3 .
  • a washcoat consisting of Al 2 O 3 .
  • the aqueous Al 2 ⁇ 0 3 suspension was initially stirred up vigorously.
  • the ceramic honeycomb was then immersed in the washcoat suspension.
  • Non-adherent washcoat was removed after dipping by blowing out the honeycomb channels.
  • the honeycomb body was dried at 120 ° C and calcined at 550 ° C for 3 h.
  • the noble metal was applied by two impregnation steps with intermediate drying and calcination. In the first step, the washcoated honeycomb was impregnated by immersion in a solution of Pt sulphite.
  • the honeycomb was blown out, dried at 120 ° C for 2 h and calcined at 550 ° C for 3 h.
  • the honeycomb was impregnated by immersion with a solution of tetramine-Pd nitrate. It was then blown out again, dried at 120 ° C for 2 h and calcined at 550 ° C for 3 h.
  • Comparative Example 3 A dried H-BEA-35 with an acidic Pt (NC> 3) 2 _ solution by means of "Incipent wetness” method applied. To this was added 48.5 g of H-BEA-35 with 47.1 g of a 3.2 wt .-% Pt-containing Pt (NO 3 ) 2 solution impregnated
  • Impregnation the material was dried at 120 ° C overnight and then calcined under argon. The calcination was carried out at 550 ° C for 5 hours, the heating rate before was 2 K / min.
  • the final Pt-BEA-35 powder contained 3 wt% Pt.
  • the powdered Pt-BEA material was then coated with a corderite catalyst honeycomb.
  • a corderite catalyst honeycomb 33.3 g of Pt-BEA material, 57 g of H-BEA 35 and 29.4 g of binder (binder material, 34 wt .-% S1O 2 containing) dispersed in 300 g of water and then in a planetary ball mill at 350 U / min for 30 min in 5-minute intervals to a washcoat milled.
  • the suspension was transferred in each case to a plastic bottle in order to use the corderite honeycomb (200 cpsi) to coat.
  • the coating amount achieved was 100 g / 1 W / C.
  • the honeycomb was calcined for 5 hours at 550 ° C.
  • the performance of the catalyst of the invention was determined in the oxidation of 180 ppmv of ethyl acetate in air at a GHSV of 40,000 h _1 and compared to the conventional reference materials. The results are shown in FIG. 1 (data in Tables 4 to 7). In the case of Comparative Example 3, the performance data were scaled to a comparable effective honeycomb surface, the points> 90% conversion being omitted.
  • Figure 2 shows the sales comparison at a temperature of 225 ° C, plotted against the

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator umfassend ein mikroporöses edelmetallhaltiges Zeolithmaterial und einen porösen SiO2-haltigen Binder, wobei der Katalysator einen Anteil von Mikroporen von mehr als 70 %, bezogen auf das Gesamtporenvolumen des Katalysators, aufweist. Die Erfindung ist zudem auf ein Verfahren zur Herstellung des Katalysators sowie die Verwendung des Katalysators als Oxidationskatalysator gerichtet.

Description

Niedertemperatur-Oxidationskatalysator mit besonders ausgeprägten hydrophoben Eigenschaften für die Oxidation organischer Schadstoffe
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator umfassend ein mikroporöses edelmetallhaltiges Zeolithmaterial und einen porösen SiC>2-haltigen Binder, wobei der Katalysator einen Anteil an Mikroporen von mehr als 70 %, bezogen auf das
Gesamtporenvolumen des Katalysators, aufweist. Die Erfindung ist zudem auf ein Verfahren zur Herstellung des Katalysators sowie die Verwendung des Katalysators als
Oxidationskatalysator gerichtet.
Die Reinigung von Abgasen mittels Katalysatoren ist seit
Langem bekannt. Beispielsweise werden die Abgase von
Verbrennungsmotoren mit sogenannten Dreiwege-Katalysatoren (TWC) gereinigt. Dabei werden die Stickoxide mit reduzierenden Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxid (CO) reduziert .
Ebenso werden die Abgase von Dieselmotoren mit Katalysatoren nachbehandelt. Hierbei wird das Abgas von beispielsweise
Kohlenmonoxid, unverbrannten Kohlenwasserstoffen, Stickoxiden und Rußpartikeln befreit. Unter den unverbrannten
Kohlenwasserstoffen, die katalytisch zu behandeln sind, finden sich unter anderem Paraffine, Olefine, Aldehyde und Aromaten.
Ebenso werden auch Abgase von Kraftwerksanlagen sowie Abgase, die bei industriellen Herstellungsprozessen entstehen, mit Katalysatoren gereinigt. Katalysatoren zur Reinigung von Abgasen, die organische
Schadstoffe enthalten, sind im Allgemeinen empfindlich gegen Wasserdampf. Wasserdampf blockiert die aktiven Zentren auf der Katalysatoroberfläche, so dass deren Aktivität sinkt. Dies wird gewöhnlich durch höhere Edelmetalldotierungsgrade
kompensiert, was einerseits die Kosten für die Katalysatoren erhöht und andererseits bei den bekannten Systemen gemäß Stand der Technik die Neigung zur Sinterung erhöht.
Ferner können hohe Wasserdampfpartialdrücke bei niedrigen Abgastemperaturen durch Kapillarkondensation zur Bildung eines Wasserfilms in den Poren des Katalysators führen, was
ebenfalls zu einer Desaktivierung führt, die jedoch auch reversibel sein kann. Oft ist eine zusätzliche
Abgastemperaturerhöhung zur Vermeidung der
Kapillarkondensation aus ökonomischen Gründen nicht
praktikabel .
Bei vielen Anwendungen sind in der Regel zudem
Wärmerückgewinnungssysteme eingebaut, die die zur Verfügung stehende Energie zur Erwärmung der eintretenden Gase
beschränken.
Gewünscht wäre somit ein Katalysator, der auch unter hohen Wasserdampfkonzentrationen bereits bei geringen Temperaturen, beispielsweise unterhalb von 300 °C, eine hohe Aktivität in der Oxidation organischer Schadstoffe, insbesondere von lösungsmittelartigen Schadstoffen aufweist, der zudem eine geringe Neigung zur thermischen Sinterung zeigt und darüber hinaus mit deutlich geringeren Edelmetalldotierungsgraden auskommt . Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand deshalb in der Bereitstellung eines Katalysators, der eine hohe Aktivität in der Oxidation organischer Schadstoffe bei geringen
Temperaturen aufweist, eine geringe Neigung zur thermischen Sinterung zeigt und einen geringeren Edelmetallanteil
benötigt .
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Katalysator umfassend ein mikroporöses edelmetallhalt iges Zeolithmaterial und einen porösen SiC>2-halt igen Binder, wobei der Katalysator einen Anteil an Mikroporen von mehr als 70 %, bezogen auf das
Gesamtporenvolumen des Katalysators, aufweist.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass Katalysatoren, die ein mikroporöses edelmetallhalt iges Zeolithmaterial und einem reinen SiC>2-Binder, der wenig Meso- und Makroporen aufweist, umfassen, eine deutlich höhere Aktivität, insbesondere bei der Oxidation von lösemittelartigen Luft Schadstoffen, aufweisen.
Der Katalysator weist bevorzugt einen Anteil an Mikroporen von mehr als 70 %, mehr bevorzugt mehr als 80 %, am meisten bevorzugt mehr als 90 %, bezogen auf das Gesamtporenvolumen des Katalysators auf.
In weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Katalysators beträgt der Anteil von Mikroporen > 72 %, mehr bevorzugt > 76 %, bezogen auf das Gesamtporenvolumen des
Katalysators . In den Mikroporen kann die Kapillarkondensation aus sterischen Gründen nicht stattfinden und die Diffusionswege zu den katalyt ischen Zentren sind somit nicht blockiert. Andererseits sind die Transportporen so groß, dass die Kapillarkondensation nicht wesentlich eintritt. Insgesamt ist der Katalysator gekennzeichnet durch einen Mikroporenanteil > 70 % sowie einen Meso- und Makroporenanteil zwischen 20 und 30 %. Der Anteil der Mikroporen ist bevorzugt < 100 %, mehr bevorzugt < 95 %.
Bei dem erfindungsgemäßen Katalysator handelt es sich somit um einen Katalysator mit polymodaler Porenverteilung, das heißt, er enthält sowohl Mikroporen, Mesoporen als auch Makroporen. Dabei sollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriffen Mikroporen, Mesoporen und Makroporen Poren
verstanden werden, die einen Durchmesser von < 1 Nanometer (Mikroporen) , einen Druchmesser von 1 bis 50 Nanometer
(Mesoporen) , beziehungsweise einen Durchmesser von > 50
Nanometer (Makroporen) aufweisen. Die Bestimmung des Mikro- und Meso-/Makroporenanteils wird mittels der sogenannten T- Plot Methode gemäß ASTM D-4365-85 durchgeführt. Bevorzugt beträgt das integrale Porenvolumen des Katalysators mehr als 100 mm3/g, mehr bevorzugt mehr als 180 mm3/g. Die Bestimmung des integralen Porenvolumens erfolgt vorzugsweise gemäß DIN ISO 9277 mittels St ickstoff-Porosimetrie oder alternativ mit Edelgasporosimetrie . Dabei ist es gemäß einer Ausführungsform des Katalysators bevorzugt, dass das Zeolithmaterial einen Aluminiumanteil von < 2 Mol.-%, mehr bevorzugt < 1 Mol.-%, bezogen auf das
Zeolithmaterial, aufweist.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass auch die
Binderkomponente keine signifikanten Aluminiummengen enthält. Bevorzugt enthält der Binder weniger als 0,04 Gew.-%, mehr bevorzugt weniger als 0,02 Gew.-% Aluminium, bezogen auf die Bindermenge. Geeignete Binder sind beispielsweise Ludox AS 40 oder Tetraethoxysilan mit einem AI2O3 Anteil von < 0,04 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass das Zeolithmaterial 0,5 bis 6,0 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,6 bis 5,0 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 0,7 bis 4,0 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 0,5 bis < 3,0 Gew.% Edelmetall, bezogen auf die Menge des Zeolithmaterials enthält.
In Verbindung mit einem Washcoat ist es darüber hinaus
bevorzugt, wenn der Washcoat eine Edelmetallbeladung von 0,1 bis 2,0 g/1, mehr bevorzugt 0,4 bis 1,5 g/1, noch mehr
bevorzugt 0,45 bis 1,0 g/1 und am meisten bevorzugt 0,45 bis 0,55 g/1, bezogen auf das Volumen des Washcoats enthält.
Das Edelmetall ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus Rhodium, Iridium, Palladium, Platin, Ruthenium, Osmium, Gold und Silber oder Kombinationen der genannten
Metalle sowie auch Legierungen aus den genannten Edelmetallen Die Edelmetalle können sowohl in Form von Edelmetallpartikeln als auch in Form von Edelmetalloxidpartikeln vorliegen. Im Folgenden wird vornehmlich von Edelmetallpartikeln gesprochen, was jedoch ebenfalls Edelmetalloxidpartikel mit umfasst, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes erwähnt wird. Die Partikelgröße der Edelmetallpartikel weist bevorzugt einen mittleren Durchmesser von 0,5 bis 5 Nanometer, mehr bevorzugt einen mittleren Durchmesser von 0,5 bis 3 Nanometer und besonders bevorzugt einen mittleren Durchmesser von 0,5 bis 2 Nanometer auf. Die Bestimmung der Partikelgröße kann
beispielsweise mittels TEM erfolgen.
Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Edelmetallpartikel des beladenen Zeolithmaterials so klein wie möglich sind, da die Partikel dann einen sehr hohen Dispersionsgrad aufweisen. Dabei wird unter dem Dispersionsgrad das Verhältnis der Anzahl der Metallatome, welche die Oberfläche der Metallpartikel bilden, zu der Gesamtzahl der Metallatome der Metallpartikel verstanden. Ein günstiger mittlerer Partikeldurchmesser hängt aber auch von der Anwendung ab, in welcher der Katalysator eingesetzt werden soll sowie von der Natur des Edelmetalls der Edelmetallpartikel, der Porenverteilung und insbesondere der Porenradien und Kanalradien des Zeolithmaterials .
Die Edelmetallpartikel befinden sich bevorzugt im inneren Porensystem des Zeolithen. Hierunter werden erfindungsgemäß die Mikro-, Meso- und Makroporen des Zeolithen verstanden. Bevorzugt befinden sich die Edelmetallpartikel (im
Wesentlichen) in den Mikroporen des Zeolithen.
Das in dem erfindungsgemäßen Katalysator enthaltene
Zeolithmaterial kann sowohl ein Zeolith als auch ein
zeolithähnliches Material sein. Beispiele für bevorzugte
Zeolithmaterialien sind Silicate, Alumosilicate,
Gallosilicate, Germanosilicate, Alumophosphate,
Silicoalumophosphate, Metallalumophosphate,
Metallalumophosphosilicate, Titanosilicate oder Titano- Alumosilicate . Welches Zeolithmaterial eingesetzt wird, hängt zum Einen von der Natur des Edelmetalls ab, das auf
beziehungsweise in dem Zeolithmaterial eingesetzt wird, zum Anderen von der Anwendung, in welcher der Katalysator
eingesetzt werden soll.
Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Methoden bekannt, um die Eigenschaften von Zeolithmaterialien, beispielsweise den Strukturtyp, den Porendurchmesser, den Kanaldurchmesser, die chemische Zusammensetzung, die Ionenaustauschfähigkeit sowie Aktivierungseigenschaften, auf einen entsprechenden Anwendungszweck maßzuschneidern . Allgemein erfindungsgemäß bevorzugt sind aber Zeolithmaterialien, die einem der
nachstehenden Strukturtypen entsprechen: AFI, AEL, BEA, CHA, EUO, FAU, FER, KFI , LTL , MAZ , MOR, MEL, MTW, OFF, TON und MFI .
Die genannten Zeolithmaterialien können dabei sowohl in der Natriumform als auch in der Ammoniumform oder in der H-Form vorliegen. Erfindungsgemäß bevorzugt sind auch solche
Zeolithmaterialien, welche unter Verwendung von amphiphilen Verbindungen hergestellt werden. Bevorzugte Beispiel solcher Materialien sind in der US 5,250,282 genannt und werden durch Referenz in die vorliegende Erfindung mit einbezogen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katalysators ist es bevorzugt, dass der Katalysator als
Pulver, als Vollkatalysator oder als Beschichtungskatalysator vorliegt. Ein Vollkatalysator kann beispielsweise ein
extrudierter Formkörper, beispielsweise ein Monolith sein.
Weiterhin bevorzugte Formkörper sind beispielsweise Kugeln, Ringe, Zylinder, Lochzylinder, Triloben oder Kegel, wobei besonders bevorzugt ein Monolith ist, beispielsweise ein monolithischer Wabenkörper.
Ferner kann es bevorzugt sein, dass der erfindungsgemäße
Katalysator auf einen Tragkörper aufgetragen ist, also als Beschichtungskatalysator vorliegt. Dabei kann es sich bei dem Tragkörper beispielsweise um eine offenporige Schaumstruktur, zum Beispiel einen Metallschaum, einen Metalllegierungsschaum, einen Siliciumcarbidschaum, einen Al203-Schaum, einen
Mullit schäum, einen Al-Titanat schäum als auch um eine
monolithische Trägerstruktur handeln, die beispielsweise parallel zueinander ausgerichtete Kanäle aufweist, welche untereinander leitungsverbunden sein oder bestimmte Einbauten zur Gasverwirbelung enthalten können.
Ebenfalls bevorzugte Tragkörper sind beispielsweise aus einem Blech, aus einem beliebigen Metall oder einer Metalllegierung gebildet, die eine Metallfolie oder Sintermetallfolie oder ein Metallgewebe aufweisen und zum Beispiel durch Extrusion, Aufwickeln oder Stapeln hergestellt werden. In gleicher Weise können Tragkörper aus keramischem Material Verwendung finden. Häufig handelt es sich bei dem keramischen Material um ein intertes Niedrigoberflächenmaterial wie Cordierit, Mullit, alpha-Aluminiumoxid, Siliciumcarbid oder Aluminiumt itanat . Jedoch kann der eingesetzte Tragkörper auch aus
hochoberflächigem Material wie gamma-Aluminiumoxid oder T1O2 bestehen . Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katalysators beträgt das Gewichtsverhältnis Zeolithmaterial/Binder 80/20 bis 60/40, mehr bevorzugt 75/25 bis 65/35 und am meisten bevorzugt etwa 70/30.
Die BET-Oberfläche des erfindungsgemäßen Katalysators liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 600 m2/g, mehr bevorzugt 50 bis 500 m2/g und am meisten bevorzugt 100 bis 450 m2/g. Die Bestimmung der BET-Oberfläche erfolgt durch Adsorption von Stickstoff gemäß DIN 66132.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur
Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators umfassend die folgenden Schritte: a) Einbringen einer Edelmetall-Vorläuferverbindung in ein mikorporöses Zeolithmaterial ; b) Kalzinieren des mit der Edelmetall-Vorläuferverbindung beladenen Zeolithmaterials; c) Vermischen des mit der Edelmetallverbindung beladenen
Zeolithmaterials mit einem porösen Si02~haltigen Binder und einem Lösungsmittel; d) Trocknen und Kalzinieren des Gemisches umfassend das mit der Edelmetallverbindung beladene Zeolithmaterial und den Binder .
Die in Schritt c) erhaltene Mischung (Washcoat) kann vor dem Trocknen und Kalzinieren auf einen Tragkörper aufgebracht werden, wobei ein Beschichtungskatalysator entsteht.
Je nach Anwendungszweck, also zu katalysierender Reaktion, liegt das Edelmetall des Zeolithmaterials entweder als
Edelmetall in metallischer Form oder als Edelmetalloxid vor. Falls eine metallische Form des Edelmetalls notwendig ist, erfolgt als weiterer Verfahrensschritt das Überführen des Metalls der Edelmetallverbindung, mit der das Zeolithmaterial beladen ist, in seine metallische Form. Die Umwandlung der Edelmetallverbindung in das entsprechende Edelmetall erfolgt üblicherweise durch thermische Zersetzung oder durch Reduktion mittels Wasserstoff, Kohlenmonoxid oder nasschemischer
Reduktionsmittel. Die Reduktion kann auch in situ beim Starten einer katalytischen Reaktion in einem Reaktor erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Einbringen der Edelmetallverbindung durch
Imprägnieren des Zeolithmaterials mit einer Lösung einer
Edelmetallvorläuferverbindung, beispielsweise durch Aufsprühen einer Lösung auf das Zeolithmaterial. Dadurch wird
gewährleistet, dass die Oberfläche des Zeolithmaterials weitgehend gleichmäßig mit der Edelmetallvorläuferverbindung belegt wird. Die wesentlich gleichmäßige Belegung des
Zeolithmaterials mit der Edelmetallvorläuferverbindung bildet die Grundlage dafür, dass bei dem nachfolgenden
Kai z iniersehritt , der zur Zersetzung der
Edelmetallvorläuferverbindung führt, beziehungsweise bei
Überführung der Metallverbindung in das entsprechende Metall, das Zeolithmaterial weitgehend gleichmäßig mit den
Edelmetallpartikeln beladen wird. Insbesondere bevorzugt erfolgt die Imprägnierung des Zeolithmaterials gemäß der dem Fachmann bekannten Incipient-Wetness-Methode . Als
Edelmetallvorläuferverbindung können beispielsweise Nitrate, Acetate, Oxalate, Tartrate, Formiate, Amine, Sulfide,
Carbonate, Halogenide oder Hydroxide der entsprechenden
Edelmetalle eingesetzt werden.
Nach der Imprägnierung des Zeolithmaterials mit der
Edelmetallvorläuferverbindung erfolgt eine Kalzinierung, vorzugsweise bei einer Temperatur von 200 bis 800 °C, mehr bevorzugt 300 bis 700 °C, am meisten bevorzugt 500 bis 600 °C. Die Kalzinierung wird erfindungsgemäß vorzugsweise unter
Schutzgas, beispielsweise Stickstoff oder Argon, bevorzugt Argon durchgeführt .
Ansonsten gelten für das Verfahren die selben Bevorzugungen wie bei dem oben genannten Katalysator.
Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus die Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysators als Oxidationskatalysator , insbesondere als Katalysator zur Oxidation organischer
Schadstoffe und insbesondere von lösungsmittelartigen
organischen Schadstoffen.
Die Erfindung soll nun anhand einiger nicht als beschränkend auf den Umfang der Erfindung zu verstehenden
Ausführungsbeispiele erläutert werden. Dabei wird zusätzlich auf die Figuren Bezug genommen.
Figur 1 zeigt die Performance des erfindungsgemäßen
Katalysators in der Oxidation von 180 ppmv Ethylacetat in Luft bei einer GHSV von 40000 h_1 im Vergleich mit konventionellen Referenzmaterialien. Figur 2 zeigt den Umsatzvergleich bei einer Temperatur von 225 °C, aufgetragen über die Edelmetalldotierung.
Ausführungsbeispiel 1:
Ein H-BEA-150 Zeolith wurde über Nacht ca. 16 h bei 120 °C getrocknet um später bei der Wasseraufnahme ein
aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten. Anschließend wurde mittels „Incipent Wetness"-Methode die Wasseraufnahme des Zeolithen bestimmt. Hierfür wurden ca. 50 g des zu
imprägnierenden Zeolithen in einen Beutel gegeben, ein
Behälter mit Wasser tariert und solange Wasser hinzugegeben und eingeknetet bis der Zeolith das Wasser gerade noch
aufnimmt (Aufnahme: 38,68g = 77,36%) . Für die Pt-Imprägnierung wurde eine saure Pt- (NO3 ) 2-Lösung verwendet (15,14 Gew.-% Pt) . Da in diesem Fall die Pt-Beladung mit der Beladung Feststoff in der Wabe vorgegeben ist, muss die Soll-Beladung mit der zu dotierenden Pt-Menge
zurückgerechnet werden. Zielbeladung der Wabe sind 30 g/1. Bei 3,375 1 pro Wabe entspricht dies einer Sollbeladung von 101,25 g Washcoat mit einer Edelmetallbeladung von 0,5g/l (m Soll (bei 3,375 i> = 1,68 g) . Das Verhältnis Zeolith zu Bindzil betrug 70/30.
Fest stoffanteil (Bindzil, Gew.-% SiC>2 = 34 %) ; m ( Sollbeladung ohne Bindzil) = 90,92 g Pt-BEA-150.
Bei einem Pt-Anteil von 1,68 g ist ein BEA-150 somit mit 1,85 % Pt zu Imprägnieren. Für 1500 g Pt-BEA-150 entspricht dies einer Pt-Beladung von 27 g und somit einer Menge an Pt-(NC>3)2 _ Lösung (Gew.-% Pt = 15,14) von 183,88 g. Bei einer Aufnahme von 77, 36 % muss die Pt- (NO3 ) 2-Lösung mit 1008, 65 g Wasser ein weiteres Mal verdünnt werden.
Die Imprägnierung erfolgte in einem Mischer der Firma Netzsch mit Butterflyrührer . Hierfür wurde die Menge Zeolith in einer Behälter (Dose) vorgewogen (1 Dose = 102,77 g entsprechend 15 Dosen bei 1500 g) . Die Gesamtmenge der Lösung wurde auf die Anzahl der Dosen hochgerechnet, (bei 102,77 g Zeolith -> 79,50 g Pt- (N03) 2-Lösung welche aus 12,26 g Pt-(N03)2 und 67, 24 g VE- Wasser besteht) . Der Mischer wurde bei 250 U/min gestartet und die Lösung langsam zudosiert. Während der Zugabe wurde die
Drehzahl erhöht. Nach Zugabe der Lösung wurde die Drehzahl auf 500 U/min erhöht und ca. 0,5 min gerührt. Anschließend wurde das Pulver in eine Keramikschale überführt und bei 120 °C ca. 6 h getrocknet. Danach wurde der Pt-Zeolith bei 550 °C/5 h (Aufheizrate 60 °C/h) unter Argon (Durchfluss 50 1/h)
kalziniert. Das Edelmetall verbleibt dabei nahezu
ausschließlich in den Mikroporen des Katalysators, wodurch eine sehr hohe oxidative Aktivität und Stabilität bei hohen Wasserdampfkonzentrat ion resultiert .
Keramikwaben Beschichtung:
Washcoat-Typ : Pt-BEA-150
Sollbeladung [g/1] : 30,00
Sollbeladung [g] : 101,25
Trägermaterial: Keramik Substrate, lOOcpsi
Abmessung :
Länge : [dm] : 1,500
Breite : [dm] : 1,500
Höhe : [dm] : 1,500
Volumen: [1] : 3,3750 Washcoat-Herstellung :
Einsatzmengen :
VE-Wasser 2052,0 g Leitfähigkeit: 1,0 pS
Pt-BEA-150 1359,30 g LOI [%] 1,50 1380, 0 g
Bindzil 2034 DI 377, 40 g FS [%] 34,00 691, 90 g
Vor dem Ansetzen wurde die Korngrößenverteilung vom Zeolith- Pulver in der physikalischen Analytik gemessen.
Ergebnis: D10 = 3,977pm; D50 = 10,401 pm; D90 = 24,449 pm
Der Versuch wurde nach einem Standardverfahren durchgeführt. Ansatzbehälter war ein 5 1 Becherglas. Das Zeolith-Pulver wurde im VE-Wasser suspendiert und der pH-Wert gemessen. (pH- Wert: 2,62) . Das Bindzil wurde in die Suspension gegeben und der pH-Wert gemessen. (pH-Wert: 2,41). Die Suspension wurde nun mit einem Ultra-Turax-Rührer ca. 10 min. dispergiert. Von der Suspension wurde eine Probe genommen und die
Partikelverteilung bestimmt.
Ergebnis nach Ultra-Turrax : D10 = 2,669pm; D50 = 6,971pm; D90 = 18,575 pm
Der Washcoat wurde auf einem Magnetrüher weitergerührt und zum Beschichten verwendet.
Feststoffgehalt [%] : 40, 10
pH-Wert : 2, 41
Beschichtung : Der Washcoat wurde mit 15 % VE-Wasser verdünnt. Der Fest Stoffgehalt nach der Verdünnung betrug 13,62 %. Für die Beschichtung wurde der Washcoat aufgerührt bis kein Bodensatz mehr vorhanden war und vermessen. Dazu wurde der Träger in den Washcoat-Behälter komplett eingetaucht und solange bewegt bis sich keine Blasen mehr bildeten (Zeit: ca. 30s) . Anschließend wurde der Träger herausgeholt und mit einer Druckluftdüse von beiden Seiten gleichmäßig auf etwa die Hälfte der Sollbeladung ausgeblasen. Der Träger wurde bei 150 °C über Nacht
getrocknet. Zum Trocknen wurde ein Umlufttrockenschrank verwendet . Nach dem Trocknen wurde der Träger abgekühlt und gewogen. Falls die Soll-Beladung nicht erreicht war, wurde der Träger weiter bis zum Erreichen des Soll-Wertes beschichtet. Die beschichteten Waben wurden zwischen den Beschichtungen getrocknet. Anschließend wurde unter Standardbedingung im Umluftofen kalziniert.
Aufheizen Zeit [h] 4 Temperatur [ °C] von 40 auf 550
Halten Zeit [h] 3 Temperatur [ °C] bei 550
Abkühlen Zeit [h] 4 Temperatur [ °C] von 550 auf 80
Washcoat-Typ : Pt-BEA-150
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0002
Tabelle 1: Beschichtungsergebnisse Die erfindungsgemäßen Katalysatoren wurden mittels der T-Plot Methode auf ihren Micro- und Meso/Macroporenanteil untersucht und die Werte in m2/g ausgewertet (siehe Tabelle 2) .
Figure imgf000018_0001
Tabelle 2: Porenanteil Vergleichsbeispiel 1
Eine Keramikwabe wurde mit 50 g/1 eines aus 80 Gew.-% T1O2 und 20 Gew.-% AI2O3 bestehenden Washcoats beschichtet. Dazu wurde die wässrige Ti02/Al2C>3-Suspension zunächst intensiv aufgerührt. Die Keramikwabe wurde anschließend in die Washcoat-Suspension eingetaucht. Nichtanhaftender Washcoat wurde nach dem Tauchen durch Ausblasen der Wabenkanäle entfernt. Anschließend wurde der Wabenkörper bei 120 °C getrocknet und bei 550 °C für 3 h kalziniert. Die Edelmetallaufbringung erfolgte durch Eintauchen der mit Washcoat beschichteten Katalysatorwabe in eine Lösung von Pt- und Pd-Nitrat . Nach der Imprägnierung wurde die Wabe wiederum ausgeblasen, bei 120 °C für 2 h getrocknet und bei 550 °C für 3 h kalziniert.
Vergleichsbeispiel 2
Eine Keramikwabe wurde mit 100 g/1 eines aus AI2O3 bestehenden Washcoats beschichtet. Dazu wurde die wässrige Al2<03-Suspension zunächst intensiv aufgerührt. Die Keramikwabe wurde anschließend in die Washcoat-Suspension eingetaucht. Nichtanhaftender Washcoat wurde nach dem Tauchen durch Ausblasen der Wabenkanäle entfernt. Anschließend wurde der Wabenkörper bei 120 °C getrocknet und bei 550 °C für 3 h kalziniert. Die Edelmetallaufbringung erfolgte durch zwei Imprägnierungsschritte mit Zwischentrocknung und Kalzinierung. Im ersten Teilschritt wurde die mit Washcoat beschichtete Wabe durch Eintauchen in eine Lösung von Pt-Sulfit imprägniert. Nach der Imprägnierung wurde die Wabe ausgeblasen, bei 120 °C für 2 h getrocknet und bei 550 °C für 3 h kalziniert. In einem zweiten Teilschritt wurde die Wabe durch Eintauchen mit einer Lösung von Tetramin-Pd-Nitrat imprägniert. Anschließend wurde erneut ausgeblasen, bei 120 °C für 2 h getrocknet und bei 550 °C für 3 h kalziniert.
Vergleichsbeispiel 3 Es wurde ein getrockneter H-BEA-35 mit einer sauren Pt-(NC>3)2 _ Lösung mittels „Incipent Wetness"-Methode beaufschlagt. Dazu wurden 48,5 g H-BEA-35 mit 47,1 g einer 3,2 Gew.-% Pt enthaltenen Pt- (NO3 ) 2-Lösung imprägniert. Nach der
Imprägnierung wurde das Material bei 120 °C über Nacht getrocknet und anschließend unter Argon kalziniert. Die Kalzinierung wurde 5 h bei 550 °C durchgeführt, die Aufheizrate davor betrug 2 K/min. Das fertige Pt-BEA-35-Pulver enthielt 3 Gew.-% Pt .
Mit dem pulverförmigen Pt-BEA-Material wurde anschließend eine Katalysatorwabe aus Corderit beschichtet. Dazu wurden 33,3 g Pt-BEA-Material, 57 g H-BEA 35 und 29,4 g Bindzil (Bindermaterial, 34 Gew.-% S1O2 enthaltend) in 300 g Wasser dispergiert und anschließend in einer Planetenkugelmühle bei 350 U/min für 30 min in 5-Minuten-Intervallen zu einem Washcoat vermählen. Anschließend wurde jeweils die Suspension in eine Plastikflasche überführt, um damit die Corderitwabe (200 cpsi) zu beschichten. Die erreichte Beschichtungsmenge betrug 100 g/1 W/C. Nach der Beschichtung wurde die Wabe für 5 h bei 550 °C kalziniert.
Die Edelmetalldotierungen aller Katalysatorwaben sind in der nachstehenden Tabelle 3 zusammengefasst .
Figure imgf000020_0001
Tabelle 3: Edelmetallgehalte
Katalytische Tests
Die Performance des erfindungsgemäßen Katalysators wurde in der Oxidation von 180 ppmv Ethylacetat in Luft bei einer GHSV von 40000 h_1 bestimmt und mit der von konventionellen Referenzmaterialien verglichen. Die Ergebnisse sind in der Figur 1 (Daten in Tabellen 4 bis 7) enthalten. Die Performancedaten wurden dabei im Falle des Vergleichsbeispiels 3 auf eine vergleichbare wirksame Wabenoberfläche skaliert, wobei die Punkte > 90 % Umsatz weggelassen wurden. Figur 2 (Daten in Tabelle 8) zeigt den Umsatzvergleich bei einer Temperatur von 225 °C, aufgetragen über die
Edelmetalldotierung, so dass die Performanceverbesserung des erfindungsgemäßen Katalysators deutlicher wird. BEA150/550 °C
Erfindungsgemäßer
Katalysator
Ethylacetat
T avr .
T Kat in °C X (EA)
[°C]
350 358 0,85829088
300 308 0,8241848
250 257 0, 74022719
225 230 0, 49238606
200 203 0,14086464
175 177 0, 01479201
150 151,5 0,0213844
125 126,5 0,01206789
100 101 0
Tabelle 4
Figure imgf000021_0001
Tabelle 5 Vergleichsbeispiel 2
Ethylacetat
T avr .
T Kat in °C X (EA)
[°C]
350 357, 5 0, 79291201
300 306,5 0, 59849077
250 253, 5 0, 15655572
225 227,5 0, 03657189
200 202,5 0, 04578898
175 177 0
150 151, 5 0, 03026546
125 126, 5 0
100 101 0
Tabelle 6
Figure imgf000022_0001
Tabelle 7 ZellWC
dichte WC Beladung Pt Pd Summe PM X (EA) g/1 g/1 g/1 225°C
Erfindungsgemäßer Pt- Kat 100 BEA150 30 0,54 0,54 0, 492
Vergleichsbeispiel
1 100 D530 50 0,66 0, 13 0, 79 0, 143
Vergleichsbeispiel SCFa 140
2 100 (PT1358) 100 1,32 0,26 1,58 0, 037
Vergleichsbeispiel
3 200 Pt-BEA35 97, 10 0,97 0,97 0, 482
Tabelle 8

Claims

Patentansprüche
Katalysator umfassend ein mikroporöses edelmetallhaltiges Zeolithmaterial und einen porösen SiC>2-haltigen Binder, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator einen Anteil an Mikroporen von mehr als 70 %, bezogen auf das Gesamtporenvolumen des Katalysators, aufweist.
Katalysator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeolithmaterial einen Aluminiumanteil von weniger als 2 Mol-% aufweist.
Katalysator gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeolithmaterial 0,5 bis 6,0 Gew.-% Edelmetall enthält.
Katalysator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis
Zeolithmaterial/Binder 80:20 bis 60:40 beträgt.
Katalysator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeolithmaterial ein Material ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus AFI, AEL, BEA, CHA, EUO, FAU, FER, KFI, LTL, MAZ, MOR, MEL, MTW, OFF, TON und MFI .
Katalysator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die BET-Oberfläche des Katalysators 10 bis 800 m2/g beträgt. Katalysator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das integrale Porenvolumen des Katalysators größer als 100 mm3/g ist.
Katalysator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelmetall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Rhodium, Iridium, Palladium, Platin, Ruthenium, Osmium, Gold und Silber oder Kombinationen der genannten Edelmetalle.
Katalysator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Edelmetallpartikel im inneren Porensystem des Zeolithen befinden.
Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfassend die nachfolgenden Schritte : a) Einbringen einer Edelmetall-Vorläuferverbindung in ein mikroporöses Zeolithmaterial;
b) Kalzinieren des mit der Edelmetall- Vorläuferverbindung beladenen Zeolithmaterials;
c) Vermischen des mit der Edelmetallverbindung
beladenen Zeolithmaterials mit einem porösen S1O2- haltigen Binder und einem Lösungsmittel;
d) Trocknen und Kalzinieren des Gemisches umfassend das mit der Edelmetallverbindung beladene
Zeolithmaterial und den Binder.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt c) erhaltene Mischung auf einen Tragkörper aufgebracht wird. Verwendung eines Katalysators nach einem der Ansprüche bis 9 oder eines Katalysators hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11 als Oxidationskatalysator .
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