DE69003001T2

DE69003001T2 - Katalysator für die Reinigung von Abgasen.

Info

Publication number: DE69003001T2
Application number: DE90108236T
Authority: DE
Inventors: Mareo Kimura; Shinichi Matsumoto; Yoshihide Watanabe
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1989-05-01
Filing date: 1990-04-30
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JP2533371B2; JPH02293049A; US5112790A; DE69003001D1; EP0396085A3; EP0396085A2; EP0396085B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Katalysator zur Reinigung von Abgasen. Insbesondere betrifft sie einen Katalysator, der zur Reinigung von Abgasen geeignet ist, die aus einem Verbrennungsmotor oder ähnlichem mit hoher Temperatur ausgestoßen werden, und die aus der Verbrennung einer Kraftstoff-Luft-Mischung, die einen Sauerstoffüberschuß enthält, stammen.
Vom Standpunkt des Energieeinsparens ist es wichtig, den Kraftstoffverbrauch in Verbrennungsmotoren von Automobilen und ähnlichem zu verringern. Dies wurde zum Beispiel bislang durch die Verbrennung einer mageren Kraftstoff-Luft-Mischung die während der Fahrt einen Sauerstoffüberschuß enthält, erreicht. Es wurde jedoch gefunden, daß die Verwendung eines mageren Kraftstoff-Luft-Gemisches ein ernstes, mit seinem Verbrennungsprodukt im Zusammenhang stehendes Problem mit sich bringt. Sein Verbrennungsprodukt enthält verschiedene schädliche Substanzen, wie HC, CO und NOx. Obwohl HC und CO mittels Oxidation entfernt werden können, ist die Entfernung des NOx, die durch Reduktion geschehen muß, schwierig, da der Kontakt des NOx mit einem katalytisch aktiven Element für die Reinigung von Abgasen in großen Ausmaß durch den Sauerstoff behindert wird, der in dem Katalysatorbett adsorbiert wurde. Sogar wenn das NOx mit dem katalytisch aktiven Element in zufriedenstellender Weise in Kontakt tritt und zu Stickstoff reduziert wird, vereinigt sich der Stickstoff sofort mit dem Sauerstoff in dem Katalysatorbett. So war es bislang lediglich möglich, was die Entfernung des NOx angeht, einen sehr geringen Wirkungsgrad bei der katalytischen Reinigung von Abgasen zu erzielen.
US-Patentschrift Nr. 4.297.328 beschreibt einen Katalysator, der entwickelt wurde, um das vorstehend herausgearbeitete Problem zu lösen. Er umfaßt einen Träger aus Zeolith, der in den zahlreichen Poren auf seiner Oberfläche Kupfer trägt, und der zur Entfernung von NOx mittels Reduktion in einer oxidierenden Atmosphäre verwendet wird. Dieser Katalysator ist wegen der geringen Hitzebeständigkeit und Haltbarkeit des Zeoliths für eine praktische Anwendung jedoch nicht akzeptabel.
Unter diesen Umständen ist es eine Aufgabe der Erfindung einen Katalysator für die Reinigung von Abgasen zur Verfügung zu stellen, der, sogar wenn er dem Produkt einer Verbrennung eines mageren Kraftstoff-Luft-Gemisches, das einen Sauerstoffüberschuß enthält, ausgesetzt bleibt, ein hohes Maß an Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit aufweist, und der ebenfalls sehr wirksam bei der Entfernung des NOx ist.
Diese Aufgabe wird mittels eines Katalysators für die Reinigung von Abgasen gelöst, der folgendes umfaßt:
ein poröses Trägermaterial, das katalytisch aktive Elemente in katalytisch aktiven Mengen trägt, und ein Silicoaluminophosphat-Gerüst mit einer chemischen Zusammensetzung aufweist, dargestellt durch die Formel:
(SixAlyPz )O&sub2;
(wobei x + y + z = 1, 0,01 ≤ x < 0,8, und 0,01 ≤ z, wenn es sich um eine wasserfreie Verbindung handelt),
wobei das Gerüst Poren mit einem nominellen bzw. Nenndurchmesser zwischen 0,5 und 1 nm aufweist, und
wobei die katalytisch aktiven Elemente, die auf dem Trägermaterial getragen werden, mindestens ein Nichtedelmetall (base metal), ausgewählt aus der Gruppe der 3d-Übergangselemente und mindestens ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe der Metalle der Platinreihe, umfassen.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung deutlich.
Silicoaluminophosphat weist ein Gerüst auf, das selbst bei einer so hohen Temperatur wie bei 900 bis 1000ºC nicht zerstört wird. Die Poren, die es auf seiner Oberfläche trägt, gehen nicht kaputt und werden auch nicht in ihrer Größe vermindert, sogar wenn es solch einer hohen Temperatur ausgesetzt bleibt. Deshalb ist der erfindungsgemäße Träger für den Katalysator dem Zeolith und ähnlichem in der Wärmebeständigkeit und der Haltbarkeit weit überlegen.
Die zahlreichen Poren, die auf der Oberfläche des porösen Trägers auftreten sind im Durchmesser etwas größer als die NOx-Moleküle. Er trägt eine weitaus größere Menge an katalytisch aktiven Elementen in seinen Poren als auf seiner Oberfläche. Die polaren NOx-Moleküle werden selektiv in die Poren gezogen und dort findet die Reduktion hauptsächlich als Ergebnis ihres Kontakts mit den katalytisch aktiven Elementen in den Poren, in Gegenwart von Kohlenwasserstoffen, statt. Deshalb wird die Reduktion des NOx kaum durch den Sauerstoff behindert, sondern kann zur wirkungsvollen Entfernung des NOx sogar in einer Atmosphäre mit einem Sauerstoffüberschuß verwendet werden.
Der erfindungsgemäße Katalysator trägt sowohl ein Nichtedelmetall (z.B. Cu) und ein Metall aus der Platingruppe (z.B. Pd) auf seinem porösen Träger. Die gleichzeitige Verwendung dieser beiden Metallarten ermöglicht einen höheren Wirkungsgrad bei der NOx-Entfernung, als wenn Kupfer oder ein ähnliches Metall alleine verwendet würde. Dies ist wahrscheinlich, obwohl nicht gesichert, auf die Tatsache zurückzuführen, daß Palladium (oder ein ähnliches Metall) die Bildung von Cu&spplus;¹ fördert, das eine wichtige Rolle bei der Zerlegung des NOx spielt, was, wie aus der nachstehenden Gleichung ersichtlich, durch eine Reaktion erreicht werden kann, bei der ein Kupferkatalysator in einer Atmosphäre mit Sauerstoffüberschuß verwendet wird:
Cu¹&spplus; - NO --> Cu²&spplus; - NO&supmin;
2 (Cu²&spplus; - NO&supmin;) --> 2Cu¹&spplus; + N&sub2; + O&sub2;
Wenn ebenfalls palladium verwendet wird, was zum gemeinsamen Vorhandensein von Cu²&spplus; und Pd²&spplus; führt, wird der Kohlenwasserstoff in dem Abgas an dem Pd²&spplus; unter Bildung von Pd&sup0; oxidiert, wobei das Pd&sup0; dann durch das Cu²&spplus; unter Bildung von Cu&spplus;¹ oxidiert wird, das bei der Zerlegung des NOx eine wichtige Rolle spielt.
Erfindungsgemäß umfaßt der poröse Träger ein kristallines Silicoaluminophosphat mit einheitlicher Porengröße mit einem Nenndurchmesser zwischen 0,5 und 1 nm, das, wie experimentell bestimmt wurde, wenn es sich um eine wasserfreie Verbindung handelt, durch die folgende Formel dargestellt wird:
(SixAlyPz )O&sub2;
wobei x + y + z = 1, 0,01 ≤ x < 0,8, und 0,01 ≤ z.
Die Poren weisen einen Nenndurchmesser zwischen 0,5 und 1 nm (5 und 10 Å) auf, der etwas größer ist als der Durchmesser der NOx-Moleküle. Der Wert von x, der den Anteil an Silizium in der Verbindung darstellt, liegt bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 0,25. Wenn x kleiner als 0,05 ist, ist es möglich, daß sich die Eigenschaft der Verbindung, eine feste Säure zu sein, verringert und es nicht gelingt, einen vollständigen Ionenaustausch herbeizuführen, wodurch ein Katalysator mit niedriger Aktivität entsteht. Wenn auf der anderen Seite x größer als 0,25 ist, kann sich die Hitzebeständigkeit und somit die Haltbarkeit der Verbindung verringern.
Das Nichtedelmetall ist aus den 3d-Übergangsmetallen, wie Cu, Co, Cr, Fe, Mn und ähnlichem ausgewählt. Kupfer ist, unter anderem, bevorzugt. Das Metall aus der Platingruppe ist bevorzugt aus Pd, Pt, Rh, Ir und Ru ausgewählt. Palladium ist, unter anderen, bevorzugt.
Es existiert keine bestimmte Einschränkung in Bezug auf die Anteile des zu verwendenden Nichtedelmetalls und des zu verwendenden Metalls der Platingruppe. Wenn zum Beispiel Kupfer oder Palladium verwendet werden, ist es jedoch bevorzugt 10 bis 50 Gewichts-% Palladium, basierend auf dem Gewicht des Kupfers, zu verwenden. Wenn weniger als 10 Gewichts-% Palladium verwendet werden, wird wahrscheinlich keine zufriedenstellende Cu¹&spplus;-Bildung, die für die Bildung der aktiven Stellen zur Zerlegung des NOx verantwortlich gemacht wird, erreicht. Wenn andererseits 50 Gewichts-% Palladium verwendet werden, ist es wahrscheinlich, daß eine aktivere Oxidationsreaktion als eine Reduktionsreaktion stattfindet. In keinem der Fälle wird eine hohe NOx-Umwandlung erreicht.
Die katalytischen Elemente können mittels Ionenaustausch, Imprägnierung und ähnlichem dazu veranlaßt werden, an dem porösen Träger zu haften. Ionenaustausch ist besonders bevorzugt, da er es dem Metall ermöglicht, stark an dem Träger zu haften. Er kann entweder durch ein Simultanverfahren unter Verwendung einer Lösung einer Mischung der Metalle oder mittels eines Mehrstufenverfahrens unter Verwendung von Lösungen der einzelnen Metalle durchgeführt werden.
Die beiden Metallarten können zusammen in einer Vielzahl an Mustern auf dem porösen Träger auftreten. Zum Beispiel können sie alternierend in einem Zufallsmuster auftreten, oder sie können ein Zwei-Schichtenmuster bilden, in dem die Teilchen der einen Metallart die Oberflächen der Teilchen der anderen Art bedecken. Es kann natürlich jedes andere Muster verwendet werden, wenn die die beiden Metallarten relativ so zueinander angeordnet sind, daß sie in der Lage sind, ihre kooperative Wirkung für die wie vorstehend beschriebene Zerlegung des NOx zu entfalten.
Es wird nun eine Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung des Katalysators, Silicoaluminophosphat einschließend, gegeben. Das Silicoaluminiumphosphat kann auf herkömmliche Weise synthetisiert werden. Zum Beispiel wird eine organische Substanz in eine einheitliche Mischung aus Phosphat, hydratisiertem Aliminiumoxid und Kieselsol und ähnlichem zur Bildung einer porösen Struktur eingearbeitet, und nachdem das Ganze unter Herstellung einer einheitlichen Mischung gerührt wurde, wird es veranlaßt, sich einer hydrothermischen Reaktion zur Synthetisierung eines Pulvers aus kristallinem Silicoaluminophosphat zu unterziehen.
Dann wird in das Pulver ein Nichtedelmetall und ein Metall der Platingruppe eingebracht. Dies kann mittels Imprägnierung oder mittels Ionenaustauschs erfolgen. Wenn das erstere Verfahren angewandt wird, wird das Pulver in eine wäßrige Lösung eines Salzes der Elemente getaucht und wird nach einer Dauer von ein oder zwei Stunden daraus entnommen und an der freien Luft getrocknet. Wenn das letztere Verfahren angewandt wird, wird das Pulver in einer wäßrigen Salzlösung der Elemente einen Tag und eine Nacht belassen, dann daraus entnommen und mit Wasser gewaschen, und nachdem das Waschverfahren gegebenenfalls bis zu sieben Mal wiederholt wurde, wird das Pulver bei einer Temperatur von 500 bis 700ºC einige Stunden calziniert. In jedem Fall wird ein pulverförmiger Katalysator erhalten.
Obwohl der Katalysator natürlich für die sofortige Verwendung bereit ist, ist es alternativ dazu möglich dem Pulver ein Bindemittel, wie ein Aluminiumoxid- oder Kieselsol, hinzuzufügen und es in eine gewünschte Gestalt zu formen. Es ist ebenfalls möglich, eine wäßrige Aufschlämmung des Pulvers herzustellen und sie auf eine aus einem feuerfesten Material, wie Aluminiumoxid, gebildeten Unterlage mit einer Waben- oder einer anderen Konstruktion aufzubringen.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf einige spezielle Beispiele weiter im Detail beschrieben.

BEISPIEL 1

Es wurden einige Katalysatoren als Ausführungsbeispiele der Erfindung hergestellt und in einem Modellgas erhitzt, das durch Verbrennen eines mageren Kraftstoff-Luft- Gemisches mit einem Sauerstoffüberschuß hergestellt wurde. Dann wurde bei jedem Katalysator der Prozentsatz an NOx- Umwandlung als Maß für seine Reinigungsaktivität bestimmt. Es wurde auch ein Vergleichskatalysator hergestellt und auf die gleiche Weise getestet.

Herstellung der Katalysatoren Nr. 1 bis 5 als erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele

Katalysator Nr. 1:

Durch Mischen von 10,4 g 85 gew.-%-iger Orthophorsäure (H&sub3;PO&sub4;) und von 26.0 g Wasser, Zugabe von 6,0 g hydratisiertem Aluminiumoxid in Form von Pseudoboehmit und Rühren des Ganzen wurde eine homogene Mischung hergestellt. Sie wurde unter Rühren mit 3 g eines 20 gew.-%-igen kolloidalen Siliziumdioxids (SiO&sub2;) und dann mit 8,4 ml n-Triethylamin unter Bildung einer homogenen Mischung gemischt. Die Mischung wurde in einem aus korrosionsbeständigem Stahl hergestellten und mit Polytetrafluorethylen ausgekleideten Druckbehälter eingebracht und bei 180ºC unter Herbeiführeung einer Umsetzung 72 Stunden lang erhitzt. Nachdem die Reaktionsmischung aus dem Behälter entfernt worden war, wurde aus ihr mittels Filtration ein festes Reaktionsprodukt gewonnen, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Festprodukt wurde bei 600ºC eine Stunde lang calziniert, um mittels Zersetzung jedwedes organisches Material zu entfernen, wodurch ein kristallines Silicoaluminophosphat erhalten wurde. Es wies eine durch (Si0,05Al0,50P0,45)O&sub2; dargestellte chemische Zusammensetzung auf und besaß einen Porendurchmesser von ungefähr 0,8 nm (8 Å).
Das Silicoaluminophosphat wurde in eine gemischte wäßrige Lösung aus Kupferacetat und Paladiumacetat mit Konzentrationen von 0,1 beziehungsweise 0,03 M getaucht. Nach 24 Stunden wurde es mittels Filtration gewonnen und mit Wasser gewaschen. Dann wurde es bei 600ºC 2 Stunden lang calziniert, wodurch ein kristalliner Silicoaluminophosphat-Katalysator, der als Ergebnis eines Ionenaustauschs Kupfer und Palladium trug, als Katalysator Nr. 1 hergestellt wurde. Es wurde gefunden, daß dieser Katalysator ungefähr 2,0 Gew.-% Kupfer und ungefähr 0,5 Gew.-% Palladium trug.

Katalysator Nr. 2:

Das Verfahren, das zur Herstellung des Katalysators Nr. 1 angewandt worden war, wurde zur Herstellung des Katalysators Nr. 2 angewandt, außer daß die Mengen an Orthophosphorsäure und kolloidalem Siliziumdioxid auf 9,2 bzw. 6,0 g verändert wurden. Das resultierende Silicoaluminophosphat wies die Formel (Si0,1Al0,5P0,4)O&sub2; auf. Katalysator Nr. 2 trug die gleichen Mengen an Kupfer und Palladium wie Katalysator Nr. 1.

Katalysator Nr. 3:

Das Verfahren, das zur Herstellung des Katalysators Nr. 1 angewandt worden war, wurde zur Herstellung des Katalysators Nr. 3 angewandt, außer daß die Mengen an Orthophosphorsäure und kolloidalem Siliziumdioxid auf 5,8 bzw. 15,0 g verändert wurden. Das resultierende Silicoaluminophosphat wies die Formel (Si0,25Al0,5P0,25)O&sub2; auf. Katalysator Nr. 3 trug die gleichen Mengen an Kupfer und Palladium wie Katalysator Nr. 1.

Katalysator Nr. 4:

Das Verfahren, das zur Herstellung des Katalysators Nr. 2 angewandt worden war, wurde zur Herstellung eines kristallinen Silicoaluminophosphats mit der Formel (Si0,1Al0,5P0,4)O&sub2; wiederholt. Es wurde in eine gemischte wäßrige Lösung aus Kupferacetat und Palladiumacetat mit Konzentrationen von 0,1 beziehungsweise 0,01 M getaucht und nach 24 Stunden wurden die Filtrations-, Wasch- und Calzinierungsschritte des Verfahrens, das zur Herstellung des Katalysators Nr. 1 angewandt worden war, für die Herstellung eines kristallinen Silicoaluminophosphat-Katalysators, des Katalysator Nr.4, der Kupfer und Palladium trug, wiederholt. Es wurde gefunden, daß er ungefähr 2,4 Gew.-% Kupfer und ungefähr 0,15 Gew.-% Palladium trug.

Katalysator Nr. 5:

Das Verfahren, das zur Herstellung des Katalysators Nr. 4 angewandt worden war, wurde zur Herstellung des Katalysators Nr. 5 wiederholt, außer daß das Silicoaluminophosphat in eine gemischte wäßrige Lösung aus Kupferacetat und Palladiumacetat mit Konzentrationen von 0,04 beziehungsweise 0,06 M getaucht wurde. Es wurde gefunden, daß Katalysator Nr. 5 ungefähr 1,2 Gew.-% Kupfer und ungefähr 1,1 Gew.-% Palladium trug.

Herstellung des Vergleichskatalysators Nr. C1:

Zeolith mit einem Si/Al-Verhältnis von 40 wurde in eine 0,1 M wäßrige Lösung aus Kupferacetat getaucht und nach 24 Stunden mittels Filtration abgetrennt, gewaschen und zwei Stunden lang bei 600ºC calciniert. Dieses Ionenaustauschverfahren ergab als Vergleichskatalysator Nr. C1 einen Zeolith-Katalysator, der Kupfer trug. Es wurde gefunden, daß er 3 Gew.-% Kupfer trug.

Wärmebeständigkeits- und Haltbarkeitstests

Katalysatoren Nr. 1 - 5 und Vergleichskatalysator Nr. C1, die alle in Pulverform vorlagen, wurden jeweils 5 Stunden lang bei Temperaturen von 500ºC, 600ºC, 700ºC und 800ºC in einer Modellgasatmosphäre erhitzt, die durch Verbrennen einer mageren Kraftstoff-Luftmischung mit einem Verhältnis von Luft zu Kraftstoff von ungefähr 22 erzeugt wurde und die einen Sauerstoffüberschuß aufwies. Das Modellgas enthielt 0,47% CO, 8,4% O&sub2;, 0,16% H&sub2;, 9,0% CO&sub2;, 0,1% C&sub3;H&sub6; (Gesamtkohlenwasserstoff ausgedrückt in C1 (THC) 3000 ppm) und 1000 ppm NO.

Beurteilung der Katalysatoren mit Reinigungswirkung

Jeder Katalysator wurde dann, wie in nachstehender TABELLE 1 gezeigt, bei Raumtemperatur und bei erhöhten Temperaturen, bis zu 800ºC, in Bezug auf auf seine NO- Umwandlung beurteit. Die Beurteilung wurde durch Formung der Katalysatorpulver unter Druck zu Pellets mit einem Durchmesser von ungefähr 2 mm, durch Einbringen in einen experimentellen katalytischen Konverter und Einleiten eines Modellabgases durchgeführt. Das Gas enthielt 0,10% CO, 4,0% O&sub2;, 0,03% H&sub2;, 0,04% C&sub3;H&sub6; (0,12% als THC), 10,0% CO&sub2; und 670 ppm NO, und wurde mit einer stündlichen Gasraumgeschwindigkeit (GHSV) von ungefähr 30.000 pro Stunde eingeleitet. TABELLE 1 zeigt die maximale Umwandlung, die für jeden Katalysator bei jeder der für die Auswertung angewandten Temperaturen erreicht wurde. TABELLE 1 bestätigt die Überlegenheit aller erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele gegenüber den Vergleichskatalysatoren in Bezug auf die Wärmebeständigkeit und die Haltbarkeit. TABELLE 1 - NO-Umwandlung (%) Katalysator Nr.

BEISPIEL 2

Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel wurde in Bezug auf seine Hitzebeständigkeit und Haltbarkeit in einer Situation getestet, bei der seine Verwendung für die Reinigung von Abgas, ausgestoßen vom Motor eines Automobils, das durch ein Stadtgebiet fährt, simuliert wurde. Es wurde auch ein Vergleichskatalysator hergestellt und getestet.

Herstellung des Katalysators Nr. 6 als erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel:

Katalysator Nr. 2, der in BEISPIEL 1 hergestellt worden war, wurde in einer Kugelmühle unter Bildung eines Pulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 Mikrometern pulverisiert. Eine Aufschlämmung mit einer Viskosität von 200 bis 300 (mPa s) (cps) wurde durch Mischen von 100 Gewichtsteilen Pulver, 20 Gewichtsteilen Kieselsol mit einem Festgehalt von 10%, und 50 Gewichtsteilen Wasser hergestellt. Die Aufschlämmung wurde auf eine im Handel erhältliche, aus Cordierit gebildete, Waben-Unterlage mit 400 Zellen, ein Volumen von 1,7 Litern definierend, aufgebracht. Nachdem ein Luftstrom gegen die Unterlage geblasen worden war, um überschüßige Aufschlämmung von ihrer Oberfläche zu entfernen, wurde die Aufschlämmung getrocknet und calciniert, wodurch Katalysator Nr. 6 hergestellt wurde. Es wurde gefunden, daß er pro Liter des Volumens der Unterlage 140 g kristallines Silicoaluminophosphat enthielt, das Kupfer und Palladium trug.

Herstellung des Vergleichskatalysators Nr. C2:

Das Verfahren, das zur Herstellung des Katalysators Nr. 6 verwendet worden war, wurde zur Herstellung des Vergleichskatalysators Nr. C2 aus dem Vergleichskatalysator Nr. C1 befolgt.

Beurteilung der Katalysatoren mit Reinigungswirkung

Sowohl das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel des Katalysators Nr. 6 als auch Vergleichskatalysator Nr. C2 wurden in Bezug auf ihre Hitzebestäbdigkeit und Haltbarkeit in einer Situation getestet, bei der ihre Verwendung für die Reinigung von Abgas, ausgestoßen vom Motor eines Automobils, das durch ein Stadtgebiet fährt, simuliert wurde. Der Test wurde durchgeführt, indem jeder Katalysator in einen Konverter eingebracht wurde und jeder Konverter in ein Abgassystem eines 1,6 Liter-Verbrennungsmotors für mageren Kraftstoff montiert wurde. Die Umwandlung des NOx durch jeden Katalysator wurde alle 200 Stunden gemesssen. Der Test wurde 600 Stunden bei einer Maximaltemperatur von 750ºC durchgeführt, während der Motor mit einem mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch mit einem durchschnittlichen Verhältnis an Luft-Kraftstoff von 22 gemischt wurde. Die Ergebnisse sind in TABELLE 2 gezeigt.
Wie aus TABELLE 2 hervorgeht, zeigte das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel, der Katalysator Nr. 6, während des Tests, der durch Simulation seiner tatsächlichen Verwendung in einem Automobil, das durch einen Stadtbereich fährt, erfolgte, ein weitaus höheres Niveau der NOx-Umwandlung als es der Vergleichskatalysator Nr. C2 zeigte. Es wurde gefunden, daß er ein praktisch zufriedenstellendes Niveau der NOx-Umwandlung, sogar nach 600 Stunden, beibehielt. TABELLE 2 - NOx-Umwandlung (%) Katalysator Nr. Verstrichene Zeit, Std.
Der erfindungsgemäße Katalysator zeigte über lange Zeit hinweg, sogar bei einer hohen Temperatur, ein hohes Niveau der NOx-Umwandlug, aufgrund der großen Hitzebeständigkeit und Haltbarkeit des Trägermaterials und der kooperativen Wirkung der beiden Metallarten, d. h. der Förderung der katalytischen Wirkung des Nichtedelmetalls (z.B. Kupfer) durch das als Cokatalysator dienende Metall der Platingruppe (z.B. Palladium).

Claims

1. Katalysator für die Reinigung von Abgasen, umfassend:

ein poröses Trägermaterial, das katalytisch aktive Elemente in katalytisch aktiven Mengen trägt, und ein Silicoaluminophosphat-Gerüst mit einer chemischen Zusammensetzung aufweist, dargestellt durch die Formel:

(SixAlyPz)O&sub2;

(wobei x + y + z = 1, 0,01 ≤ x < 0,8, und 0,01 ≤ z, wenn es sich um eine wasserfreie Verbindung handelt),

wobei das Gerüst Poren mit einem Nenndurchmesser zwischen 0,5 und 1 nm aufweist, und

wobei die katalytisch aktiven Elemente, die auf dem Trägermaterial getragen werden, mindestens ein Nichtedelmetall, ausgewählt aus der Gruppe der 3d- Übergangselemente und mindestens ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe der Metalle der Platinreihe, umfassen.

2. Katalysator nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Metall aus der Platinreihe aus der Gruppe bestehend aus Pd, Pt, Rh, Ir und Ru ausgewählt ist.

3. Katalysator nach Anspruch 1, wobei das Nichtedelmetall Kupfer ist, während das Metall aus der Platinreihe Palladium ist.

4. Katalysator nach Anspruch 3, wobei das Trägermaterial das Palladium in einer Menge von 10 bis 50 Gewichts-% des Kupfers trägt.

5. Katalysator nach Anspruch 1, wobei das Nichtedelmetall und das Metall aus der Platinreihe eine Zweischichten-Struktur bilden, in der Teilchen des einen Metalls die Oberflächen der Teilchen des anderen Metalls bedecken.