WO2014086699A1 - Zonierter dieseloxidationskatalysator - Google Patents

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WO2014086699A1
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Frank-Walter Schuetze
Michael Schiffer
Christoph Hengst
Katja Adelmann
Gerald Jeske
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    • F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs

Definitions

  • the present invention relates to a zoned oxidation catalyst for purifying the exhaust gases of diesel engines.
  • the raw exhaust gas of diesel engines contains a relatively high oxygen content of up to 15% by volume.
  • particulate emissions are contained, which consist predominantly of soot residues and optionally organic agglomerates and result from a partially incomplete fuel combustion in the cylinder.
  • diesel particle filters with and without catalytically active coating are suitable for removing particulate emissions and nitrogen oxides can be converted to nitrogen by selective catalytic reduction (SCR) on a so-called SCR catalyst, for example, carbon monoxide and hydrocarbons are rendered harmless by oxidation to a suitable oxidation catalyst made.
  • Oxidation catalysts are extensively described in the literature. These are, for example, so-called flow-through substrates made of ceramic or metal, which, as essential catalytically active constituents, carry noble metals, such as platinum and palladium, on high-surface-area, porous, high-melting oxides, for example aluminum oxide.
  • Zoned oxidation catalysts are also described which, in the flow direction of the exhaust gas, have material zones of different composition with which the exhaust gas comes into contact one after the other.
  • US2010 / 257843 describes a zoned oxidation catalyst containing platinum and palladium, wherein at least 50% of the total palladium content in the first zone and at least 50% of the total platinum content in the second zone.
  • the first zone is the one with which the exhaust gas first comes in contact, that starts at the input side of the substrate.
  • US2011 / 099975 and WO2012 / 079598 Al also describe a zoned oxidation catalyst containing platinum and palladium.
  • the total amount of platinum and palladium in the first zone is high compared to the second zone and the platinum to palladium ratio is relatively low in the first zone and relatively high in the second zone.
  • the first zone is the one with which the exhaust first comes into contact.
  • WO 2011/057649 describes oxidation catalysts which can be used in linearized and zoned embodiments.
  • the second zone i. the zone with which the effluent exhaust gas is in direct contact has a higher noble metal content than the front zone, which is in direct contact with the incoming exhaust gas.
  • the oxidation catalysts according to WO2011 / 057649 have the particular task for a
  • downstream SCR catalyst to set an optimal ratio of NO to NO2.
  • Zoned platinum and palladium-containing oxidation catalysts are also described in US2011 / 206584.
  • the present invention relates to a diesel oxidation catalyst comprising a support body of length L extending between a first end face and a second end face and one on the support body
  • catalytically active coating comprising a first catalytically active zone and a second catalytically active zone, wherein
  • the support body is a ceramic or metallic
  • the first catalytically active zone and the second catalytically active zone have the same thermal masses
  • the first catalytically active zone and the second catalytically active zone contain as the catalytically active constituents in each case platinum and palladium,
  • the weight ratio of platinum to palladium in the first catalytically active zone and the second catalytically active zone is the same and is 1: 1, and
  • the catalytically active zone is greater than in the second catalytically active zone.
  • the length E of the first catalytically active zone is 20 to 70%, 40 to 60% or 45 to 50% of the total length L.
  • the length Z of the second catalytically active zone is 20 to 70% in embodiments of the present invention. , 40 to 60% or 45 to 50% of the total length L.
  • the lengths E and Z are both 50% of
  • the sum of the length E of the first catalytically active zone and the length Z of the second catalytically active zone can correspond exactly to the total length L. In particular, for production reasons, however, it may be smaller than the total length L in embodiments of the present invention. In these cases, a certain length is the
  • Total length L between the coated lengths E and Z uncoated For example, the sum of the length E of the first catalytically active zone and the length Z of the second catalytically active zone L x 0.8 to L x 0.999.
  • the first end face of the support body is hereinafter also referred to as the entry end face, the second end face also as the exit end face.
  • the first catalytically active zone and the second catalytically active zone have the same thermal masses.
  • thermal mass is known in the art as heat capacity and can according to known in the
  • Washcoat loading of the first and second catalytically active zone is the same. It can vary within wide limits depending on the application and is for example 50 to 400 g / l. Alternatively, the same thermal masses of the first and second catalytically active zones can be achieved at different washcoat loadings by the use of compacted washcoat constituents. In particular, carrier materials such as compacted alumina are suitable for this purpose.
  • Precious metal content because negligible, is not included.
  • the noble metal loading in the first and second catalytically active zones may each be 10 g / ft 3 (0.35315 g / L) to 220 g / ft 3 (7.76923 g / L). In other embodiments, the noble metal loading may also be at 15 g / ft 3 (0.52972 g / L) to 70 g / ft 3 (2.47203 g / L).
  • the first catalytically active zone contains 1, 2 to 4 times as much platinum and palladium as the second catalytically active zone.
  • the absolute noble metal content of the inventive diesel oxidation catalyst is, for example, 10 to 200 g / ft 3 (0.35315 to 7.063 g / L), 10 to 100 g / ft 3 (0.35315 to 3.5315 g / L) or at 15 to 50 g / ft 3 (0.52973 to 1.76575 g / L).
  • platinum and palladium in both zones are on one or more
  • Suitable carrier oxides are, for example, aluminum oxides, silicon oxides, zirconium oxide- and / or titanium-oxide-doped aluminum oxides and aluminum-silicon mixed oxides.
  • the selected carrier oxides are suspended in water.
  • Platinum and palladium are added with stirring in the form of suitable, water-soluble
  • Precursor compounds such as palladium nitrate or hexa-hydroxoplatinic acid added to the suspension and optionally fixed by adjusting the pH and / or by adding an auxiliary reagent on the support material.
  • the noble metal can also be applied to the substrate in analogy to the method described in EP 1 101 528 A2.
  • the coated part is dried in a stream of hot air and optionally calcined.
  • the diesel oxidation catalysts according to the invention are suitable for cleaning the exhaust gases of diesel engines, in particular with regard to
  • the present invention thus also relates to a process for the treatment of diesel exhaust gases, characterized in that the diesel exhaust gas is passed over a diesel oxidation catalyst as described above and defined.
  • diesel oxidation catalysts according to the invention are used in particular as constituents of exhaust gas purification systems.
  • Corresponding emission control systems comprise, in addition to an inventive
  • Diesel oxidation catalyst for example a diesel particulate filter and / or a catalyst for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, diesel particulate filter and SCR catalyst usually being connected downstream of the diesel oxidation catalyst according to the invention, So are arranged downstream.
  • Diesel oxidation catalyst for example a diesel particulate filter and / or a catalyst for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, diesel particulate filter and SCR catalyst usually being connected downstream of the diesel oxidation catalyst according to the invention, So are arranged downstream.
  • the SCR catalyst is disposed on the diesel particulate filter.
  • the initial zone was carried out with a washcoat, which was prepared analogously to the process described under a), with the difference that the total concentration of the noble metals used (on the porous aluminum-silicon mixed oxide and on the platinum-coated zeolites) 2.6- was higher.
  • a cordierite ceramic honeycomb was coated to 50% of its length as described in Example 1b). For coating the
  • the exit zone was a washcoat made the same
  • the diesel oxidation catalyst thus obtained is hereinafter called K3.
  • the total noble metal loading is 22.5 g / ft 3 , with the
  • Weight ratio of platinum and palladium in both zones is equal and each 1: 1.
  • the thermal masses are the same in both zones. c)
  • steps a) and b) were repeated, with the difference that in the entry zone 20 g / ft 3 Pt + 10 g / ft 3 Pd and in the exit zone 10 g / ft 3 Pt + 5 g / ft 3 Pd were used.
  • the diesel oxidation catalyst thus obtained is hereinafter called VK2.
  • the total noble metal loading is again 22.5 g / ft 3
  • the weight ratio of platinum and palladium is again the same in both zones, but is in each case 2: 1.
  • the thermal masses are the same in both zones. d)

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen zonierten Dieseloxidationskatalysator, wobei die erste katalytisch aktive Zone und die zweite katalytisch aktive Zone gleiche thermische Massen aufweisen, die erste katalytisch aktive Zone und die zweite katalytisch aktive Zone als katalytisch aktive Bestandteile jeweils Platin und Palladium enthalten, das Gewichtsverhältnis von Platin zu Palladium in der ersten katalytisch aktiven Zone und der zweiten katalytisch aktive Zone jeweils gleich ist oder in der ersten katalytisch aktiven Zone größer ist als in der zweiten katalytisch aktiven Zone, und die Gesamtkonzentration von Platin und Palladium in der ersten katalytisch aktiven Zone größer ist als in der zweiten katalytisch aktiven Zone.

Description

Zonierter Dieseloxidationskatalysator
Die vorliegende Erfindung betrifft einen zonierten Oxidationskatalysator zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren.
Das Rohabgas von Dieselmotoren enthält neben Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffen HC und Stickoxiden NOx einen relativ hohen Sauerstoffgehalt von bis zu 15 Vol.-%. Außerdem sind Partikelemissionen enthalten, die überwiegend aus Rußrückständen und gegebenenfalls organischen Agglomeraten bestehen und aus einer partiell unvollständigen Kraftstoffverbrennung im Zylinder herrühren. Während zur Entfernung der Partikelemissionen Dieselpartikelfilter mit und ohne katalytisch aktive Beschichtung geeignet sind und Stickoxide beispielsweise durch selektive katalytische Reduktion (Selective Catalytic Reduction SCR) an einem sogenannten SCR-Katalysator zu Stickstoff umgesetzt werden können, werden Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe durch Oxidation an einem geeigneten Oxidationskatalysator unschädlich gemacht.
Oxidationskatalysatoren sind in der Literatur umfangreich beschrieben. Es handelt sich dabei beispielsweise um sogenannte Durchflusssubstrate aus Keramik oder Metall, die als wesentliche katalytisch aktive Bestandteile Edelmetalle, wie Platin und Palladium, auf hochoberflächigen, porösen, hochschmelzenden Oxiden, beispielsweise Aluminiumoxid, tragen.
Es sind auch bereits zonierte Oxidationskatalysatoren beschrieben, die in Fließrichtung des Abgases Materialzonen unterschiedlicher Zusammensetzung aufweisen, mit denen das Abgas nacheinander in Kontakt tritt. So beschreibt die US2010/257843 einen zonierten Oxidationskatalysator, der Platin und Palladium enthält, wobei sich mindestens 50% des gesamten Palladiumgehaltes in der ersten Zone und mindestens 50% des gesamten Platingehaltes in der zweiten Zone befinden. Die erste Zone ist diejenige, mit der das Abgas zuerst in Kontakt kommt, die also an der Eingangsseite des Substrates beginnt.
Auch die US2011/099975 und die WO2012/079598 AI beschreiben einen zonierten Oxidationskatalysator, der Platin und Palladium enthält. Die Gesamtmenge an Platin und Palladium ist in der ersten Zone hoch verglichen zur zweiten Zone und das Verhältnis von Platin zu Palladium ist in der ersten Zone relativ niedrig und in der zweiten Zone relativ hoch. Auch hier ist die erste Zone diejenige, mit der das Abgas zuerst in Kontakt kommt. Die WO 2011/057649 beschreibt Oxidationskatalysatoren, die in gelayerten und gezonten Ausführungsformen verwendet werden können. Im Falle der gezonten Ausführungsformen weist die zweite Zone, d .h. die Zone mit denen das abströmende Abgas in direktem Kontakt steht, einen höheren Edelmetallgehalt auf, als die vordere Zone, die mit dem einströmenden Abgas in direktem Kontakt steht. Die Oxidationskatalysatoren gemäß WO2011/057649 haben insbesondere die Aufgabe, für einen
abströmseitigen SCR-Katalysator ein optimales Verhältnis von NO zu NO2 einzustellen.
Auch im Oxidationskatalysator gemäß US2011/286900 ist die
Edelmetallbeladung in der Auslasszone größer als in der Einlasszone.
Die DE 102010063714 AI beschreibt zonierte Katalysatoren für ein
Fahrzeug mit einem sogenannten Motor-„Stop-Start"-System, bei denen sich die thermischen Massen beider Zonen unterscheiden.
Zonierte Platin und Palladium enthaltende Oxidationskatalysatoren sind auch in der US2011/206584 beschrieben.
Die Abgastemperaturen gegenwärtiger und zukünftiger Dieselmotoren der Abgasgesetzgebung 5, 6 und 6+ werden durch Kraftstoffeinsparungen zur Senkung des C02-Ausstosses immer kälter. Umso wichtiger ist es,
Dieseloxidationskatalysatoren zur Verfügung zu haben, die bei den niedrigen Abgastemperaturen einen ausreichenden CO-Light Off aufweisen. Die bisher bekannten Dieseloxidationskatalysatoren erfüllen diese
Bedingung nicht in ausreichendem Maße, so dass Bedarf nach
entsprechender Weiterentwicklung besteht.
Es wurde nun festgestellt, dass die nachstehend beschriebenen und definierten Dieseloxidationskatalysatoren, diese Bedingungen erfüllen.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dieseloxidationskatalysator, der einen Tragkörper der Länge L, die sich zwischen einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche erstreckt und eine auf dem Tragkörper
angeordnete katalytisch aktive Beschichtung aus einer ersten katalytisch aktiven Zone und einer zweiten katalytisch aktiven Zone umfasst, wobei
• der Tragkörper ein keramischer oder metallischer
Durchflußwabenkörper ist,
• sich die erste katalytisch aktive Zone ausgehend von der ersten
Stirnfläche auf einer Länge E, die 5 bis 95% der Gesamtlänge L beträgt, erstreckt,
• sich die zweite katalytisch aktive Zone ausgehend von der zweiten
Stirnfläche auf einer Länge Z, die 5 bis 95% der Gesamtlänge L beträgt, erstreckt,
• E + Z < L ist,
· die erste katalytisch aktive Zone und die zweite katalytisch aktive Zone gleiche thermische Massen aufweisen,
• die erste katalytisch aktive Zone und die zweite katalytisch aktive Zone als katalytisch aktive Bestandteile jeweils Platin und Palladium enthalten,
· das Gewichtsverhältnis von Platin zu Palladium in der ersten katalytisch aktiven Zone und der zweiten katalytisch aktive Zone gleich ist und 1 : 1 beträgt, und
• die Gesamtkonzentration von Platin und Palladium in der ersten
katalytisch aktiven Zone größer ist als in der zweiten katalytisch aktiven Zone. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beträgt die Länge E der ersten katalytisch aktiven Zone 20 bis 70%, 40 bis 60% oder 45 bis 50% der Gesamtlänge L. Die Länge Z der zweiten katalytisch aktiven Zone beträgt in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung 20 bis 70% , 40 bis 60% oder 45 bis 50% der Gesamtlänge L. In bevorzugten
Ausführungsformen betragen die Längen E und Z beide 50% der
Gesamtlänge L.
Die Summe der Länge E der ersten katalytisch aktiven Zone und der Länge Z der zweiten katalytisch aktiven Zone kann genau der Gesamtlänge L entsprechen. Insbesondere aus produktionstechnischen Gründen kann sie aber in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kleiner als die Gesamtlänge L sein. In diesen Fällen ist eine bestimmte Länge der
Gesamtlänge L zwischen den beschichteten Längen E und Z unbeschichtet. Beispielsweise beträgt die Summe der Länge E der ersten katalytisch aktiven Zone und der Länge Z der zweiten katalytisch aktiven Zone L x 0,8 bis L x 0,999.
Die erste Stirnfläche des Tragkörpers wird nachfolgend auch als Eintritts- Stirnfläche bezeichnet, die zweite Stirnfläche auch als Austrittsstirnfläche.
Im erfindungsgemäßen Dieseloxidationskatalysator weisen die erste katalytisch aktive Zone und die zweite katalytisch aktive Zone gleiche thermische Massen auf. Der Begriff„thermische Masse" ist dem Fachmann auch als Wärmekapazität bekannt und kann nach bekannten, in der
Literatur beschriebenen Verfahren bestimmt werden. Im Übrigen ist er im hier maßgeblichen Fachgebiet gebräuchlich, siehe beispielsweise DE 102010063714 AI .
Gleiche thermische Masse bedeutet beispielsweise, dass die
Washcoatbeladung der ersten und zweiten katalytisch aktiven Zone gleich ist. Sie kann je nach Anwendung in weiten Grenzen variieren und liegt beispielsweise bei 50 bis 400 g/l. Alternativ können gleiche thermische Massen der ersten und zweiten katalytisch aktive Zone bei verschiedener Washcoatbeladung auch durch die Verwendung verdichteter Washcoat-Bestandteile erreicht werden. In Frage kommen dafür insbesondere Trägermaterialien wie etwa verdichtetes Aluminiumoxid.
Zur Vermeidung von Missverständen wird darauf hingewiesen, dass bei der Berechnung der thermischen Massen, die thermische Masse des
Edelmetallgehaltes, weil vernachlässigbar klein, nicht mitgerechnet wird.
Die Edelmetallbeladung kann in der ersten und zweiten katalytisch aktiven Zone jeweils 10 g/ft3 (0,35315 g/L) bis 220 g/ft3 (7,76923 g/L) betragen. In anderen Ausführungsformen kann die Edelmetallbeladung auch bei 15 g/ft3 (0,52972 g/L) bis 70 g/ft3 (2,47203 g/L) liegen.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßem Dieseloxidations- katalysators enthält die erste katalytisch aktive Zone 1, 2 bis 4 mal soviel Platin und Palladium wie die zweite katalytisch aktive Zone. Beispielsweise liegen 55 bis 80 Gew.-%, 55 bis 70 Gew.-% oder 57 bis 60 Gew.-% der insgesamt im Katalysator enthaltenen Mengen an Platin und Palladium in der ersten katalytisch aktiven Zone vor.
Der absolute Edelmetallgehalt des erfindungsgemäßem Dieseloxidations- katalysators liegt beispielsweise bei 10 bis 200 g/ft3 (0,35315 bis 7,063 g/L), 10 bis 100 g/ft3 (0,35315 bis 3,5315 g/L) oder bei 15 bis 50 g/ft3 (0,52973 bis 1,76575 g/L).
In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators sind Platin und Palladium in beiden Zonen auf einem oder mehreren
hochschmelzenden, hochoberflächigen Trägeroxiden aufgebracht. Geeignete Trägeroxide sind beispielsweise Aluminiumoxide, Siliziumoxide, Zirkonoxid- und/oder Titanoxid-dotierten Aluminiumoxide und Aluminium-Silizium- Mischoxide. Zur Herstellung einer geeigneten Beschichtungssuspension werden die ausgewählten Trägeroxide in Wasser suspendiert. Platin und Palladium werden unter Rühren in Form von geeigneten, wasserlöslichen
Vorläuferverbindungen wie beispielsweise Palladiumnitrat oder Hexa- hydroxoplatinsäure zur Suspension hinzugegeben und gegebenenfalls durch Stellung des pH-Wertes und/oder durch Zugabe eines Hilfsreagenzes auf dem Trägermaterial fixiert.
Alternativ dazu kann das Edelmetall auch in Analogie zu dem in der EP 1 101 528 A2 beschriebenen Verfahren auf das Trägermaterial appliziert werden.
Die oben genannten Vorläuferverbindungen und Hilfsreagenzien sind dem Fachmann geläufig. Die so erhaltenen Suspensionen werden dann
vermählen und nach einem der herkömmlichen Beschichtungsverfahren auf einen inerten Tragkörper aufgebracht. Nach jedem Beschichtungsschritt erfolgt die Trocknung des beschichteten Teils im heißen Luftstrom und gegebenenfalls eine Kalzinierung .
Die erfindungsgemäßen Dieseloxidationskatalysatoren eignen sich zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren, insbesondere hinsichtlich
Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit auch ein Verfahren zur Behandlung von Dieselabgasen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Dieselabgas über einen Dieseloxidationskatalysator wie oben beschrieben und definiert geleitet wird .
Die erfindungsgemäßen Dieseloxidationskatalysatoren werden insbesondere als Bestandteile von Abgasreinigungssystemen verwendet. Entsprechende Abgasreinigungssysteme umfassen neben einem erfindungsgemäßen
Dieseloxidationskatalysator beispielsweise einen Dieselpartikelfilter und/oder einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden, wobei Dieselpartikelfilter und SCR-Katalysator üblicherweise dem erfindungsgemäßen Dieseloxidationskatalysator nachgeschaltet sind, also abströmseitig angeordnet sind. In einer Ausgestaltung des
Abgasreinigungssystems ist der SCR-Katalysator auf dem Dieselpartikelfilter angeordnet. Beispiel 1
a) Ein handelsübliches, poröses Aluminium-Silizium Mischoxid wurde mit Pt- sowie Pd-Salzen über eine Porenvolumenimprägnierung vorbelegt.
Anschließend erfolgte die Trocknung des Pulvers sowie eine anschließende Temperung . Dieses mit Edelmetall beschichtete Material wurde anschließend in eine Suspension aus mit Platin belegtem handelsüblichen Zeolith eingebracht. Anschließend wurde gemahlen und der erhaltene Washcoat auf einen keramischen Wabenkörper aus Cordierit bis auf 50% der
Substratlänge aufgebracht und getrocknet. Die so erhaltene Zone des Substrates stellt bei der Verwendung des Dieseloxidationskatalysators die abgasseitige Auslasszone dar. b) Die Beschichtung der zweiten 50% des keramischen Wabenkörpers, welche bei der Verwendung des Dieseloxidationskatalysators die
Eingangszone darstellt, erfolgte mit einem Washcoat, der analog zu dem unter a) beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, mit dem Unterschied, dass die Gesamtkonzentration der eingesetzten Edelmetalle (auf dem porösen Aluminium-Silizium Mischoxid sowie auf dem mit Platin belegten Zeolithen) 2,6-fach höher war.
Nach erfolgter Beschichtung der zweiten Zone wurde der erneut getrocknete Katalysator getempert und anschließend reduziert. c) Die Anwendung des gemäß a) und b) erhaltenen Dieseloxidationskatalysators (nachstehend Kl genannt), der in Summe ein Edelmetallgehalt von 0,99163 g/L mit einem Verhältnis von Pt/Pd = 1/1 aufwies, erfolgte in der Abgasströmungsrichtung wie oben beschrieben. Seine Performance hinsichtlich Kohlenmonoxid (CO)-Umsatz sowie Kohlenwasserstoff (HC)- Umsatz im frischen als auch gealterten Zustand war signifikant verbessert als ein Vergleichskatalysator (nachstehend VK1 genannt), der mit gleichen Einsatzstoffen, mit gleichem Edelmetallgehalt und Verhältnis von Pt zu Pd homogen beschichtet worden war.
Dies ergibt sich aus den nachstehenden Light-Off Temperaturen, die unter jeweils identischen Testbedingungen an einer Modellgasanlage erhalten wurden. Die Alterung erfolgte jeweils durch hydrothermale Behandlung bei 750°C für 16 Stunden.
Figure imgf000009_0001
Beispiel 2
Ein keramischer Wabenkörper aus Cordierit wurde auf 50% seiner Länge wie in Beispiel lb) beschrieben beschichtet. Zur Beschichtung der
Ausgangszone wurde ein Washcoat hergestellt, der die gleiche
Zeolithkomponente und das gleiche Aluminium-Silizium Mischoxid wie in Beispiel la) beschrieben enthält, wobei jedoch Pt und Pd mit den gleichen Massen via wässriger Injektion der Edelmetallsalze aufgebracht wurde. Nach der Beschichtung erfolgte eine Trocknung, Temperung und Reduktion. Der Katalysator (nachstehend K2 genannt) mit einem Gesamt Pt/Pd
Edelmetallverhältnis von 1 zu 1, sowie einem Edelmetallgehalt von 0,99163 g/L wurde wie in Beispiel 1 beschrieben mit dem Vergleichskatalysator VK 1 mit folgenden Ergebnissen verglichen.
Light-Off Temperatur (T50 CO bzw. T50 THC) [°C]
CO frisch CO gealtert HC frisch HC gealtert
K2 120 145 137 158
VK1 130 158 143 171 Beispiel 3
a) Ein keramischer Wabenkörper aus Cordierit mit einer Länge von 4" wurde auf 50% seiner Länge mit einem Washcoat beladen, der 15 g/ft3 Pt + 15 g/ft3 Pd enthielt. Anschließend wurde bei 110°C getrocknet und bei 450°C kalziniert. Die so erhaltene Zone stellt bei der Verwendung des
Dieseloxidationskatalysators die Eingangszone dar. b) Die zweiten 50% des Wabenkörpers wurden mit einem Washcoat beschichtet, der 7,5 g/ft3 Pt + 7,5 g/ft3 Pd enthielt und ansonsten mit dem in Schritt a) verwendeten Washcoat identisch war. Wieder wurde bei 110°C getrocknet und bei 450°C kalziniert. Die so erhaltene Zone stellt bei der Verwendung des Dieseloxidationskatalysators die Ausgangszone dar.
Der so erhaltene Dieseloxidationskatalysator wird nachstehend K3 genannt. Die Gesamt-Edelmetallbeladung beträgt 22,5 g/ft3, wobei das
Gewichtsverhältnis von Platin und Palladium in beiden Zonen gleich ist und jeweils 1 : 1 beträgt. Die thermischen Massen sind in beiden Zonen gleich. c) Zum Vergleich wurden die oben beschriebenen Schritte a) und b) wiederholt, mit dem Unterschied, dass in der Eingangszone 20 g/ft3 Pt + 10 g/ft3 Pd und in der Ausgangszone 10 g/ft3 Pt + 5 g/ft3 Pd verwendet wurden.
Der so erhaltene Dieseloxidationskatalysator wird nachstehend VK2 genannt. Die Gesamt-Edelmetallbeladung beträgt wiederum 22,5 g/ft3, das Gewichtsverhältnis von Platin und Palladium ist in beiden Zonen wiederum gleich, beträgt aber jeweils 2 : 1. Die thermischen Massen sind in beiden Zonen gleich. d) Die Performance hinsichtlich Kohlenmonoxid- und Kohlenwasserstoff- Umsatz der Katalysatoren K3 und VK2 in frischem und gealterten Zustand
(a) 16 Stunden hydrothermale Ofenalterung bei 750°C; b) 16 Stunden hydrothermale Ofenalterung bei 800°C) wurde in üblicher Weise in einer Modellgasanlage bestimmt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten : Light-Off Temperatur (T50 CO bzw. T50 THC) [°C]
CO CO CO HC HC HC
frisch gealtert a) gealtert b) frisch gealtert a) gealtert b)
K3 132 137 144 160 154 161
VK2 149 142 150 167 157 165

Claims

Patentansprüche
1. Dieseloxidationskatalysator, der einen Tragkörper der Länge L, die sich zwischen einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche erstreckt und eine auf dem Tragkörper angeordnete katalytisch aktive Beschichtung aus einer ersten katalytisch aktiven Zone und einer zweiten katalytisch aktiven Zone umfasst, wobei
• der Tragkörper ein keramischer oder metallischer
Durchflußwabenkörper ist,
• sich die erste katalytisch aktive Zone ausgehend von der ersten
Stirnfläche auf einer Länge E, die 5 bis 95% der Gesamtlänge L beträgt, erstreckt,
• sich die zweite katalytisch aktive Zone ausgehend von der zweiten
Stirnfläche auf einer Länge Z, die 5 bis 95% der Gesamtlänge L beträgt, erstreckt,
· E + Z < L ist,
• die erste katalytisch aktive Zone und die zweite katalytisch aktive Zone gleiche thermische Massen aufweisen,
• die erste katalytisch aktive Zone und die zweite katalytisch aktive Zone als katalytisch aktive Bestandteile jeweils Platin und Palladium enthalten,
• das Gewichtsverhältnis von Platin zu Palladium in der ersten katalytisch aktiven Zone und der zweiten katalytisch aktive Zone gleich ist und 1 : 1 beträgt, und
• die Gesamtkonzentration von Platin und Palladium in der ersten
katalytisch aktiven Zone größer ist als in der zweiten katalytisch aktiven Zone.
2. Dieseloxidationskatalysator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge E der ersten katalytisch aktiven Zone 20 bis 70%, 40 bis 60% oder 45 bis 50% der Gesamtlänge L beträgt.
3. Dieseloxidationskatalysator gemäß Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge Z der zweiten katalytisch aktiven Zone 20 bis 70% , 40 bis 60% oder 40 bis 50% der Gesamtlänge L beträgt.
4. Dieseloxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Länge E der ersten katalytisch aktiven Zone und der Länge Z der zweiten katalytisch aktiven Zone L x 0,8 bis L x 0,99 beträgt.
5. Dieseloxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetallbeladung in der ersten und zweiten katalytisch aktiven Zone jeweils 10 g/ft3 (0,35315 g/L) bis 220 g/ft3 (7,76923 g/L) beträgt.
6. Dieseloxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetallbeladung in der ersten und zweiten katalytisch aktiven Zone jeweils 15 g/ft3 (0,52972 g/L) bis 70 g/ft3 (2,47203 g/L) beträgt.
7. Dieseloxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste katalytisch aktive Zone 1,2 bis 4 mal soviel Platin und Palladium wie die zweite katalytisch aktive Zone enthält.
8. Dieseloxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sein absoluter Edelmetallgehalt bei 10 bis 200 g/ft3 (0,35315 bis 7,063 g/L), 10 bis 100 g/ft3 (0,35315 bis 3,5315 g/L) oder bei 15 bis 50 g/ft3 (0,52973 bis 1,76575 g/L) liegt.
9. Verfahren zur Behandlung von Dieselabgasen, dadurch gekennzeichnet, dass das Dieselabgas über einen Dieseloxidationskatalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 geleitet wird .
10. Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren, die einen Dieseloxidationskatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, d ass d er Dieseloxidationskatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 8 einem Dieselpartikelfilter und/oder einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden vorgeschaltet ist.
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