200710. lajstromszámú szabadalom • Eljárás belső égésű motorok kipufogógázaiban lévő szén-monoxid, szénhidrogének és nitrogén-oxid egyidejű átalakítására alkalmas platina-mentes, háromfunkciós katalizátor előállítására
HU 200710 B azzaz az eltéréssel, hogy ezúttal a szuszpenzióban nincs cirkónium-acetát. 5. példa Egy 2. példa szerinti kerámia méhsejttestet olyan 40 t%-os vizes szuszpenzióval vonunk be, amely 39-61 tömegarányban cérium-dioxidot és gammaalumínium-oxidot (120 m2/g) tartalmaz. Hőkezelés után 134,5 g alumínium-oxid és 85 g cérium-dioxid alkotja a bevonatot. Az egyéb előállítási körülmények a 2. példában leírtaknak megfelelőek. 6. példa Az 1-5. példák szerint előállított katalizátorokból a sejtekkel párhuzamosan 38 mm átmérőjű hengeres mintatesteket fúrunk ki, beépítjük egy többkamrás vizsgáló reaktorba, és egy Otto-motor kipufogó gázáramában háromfunkciós katalizátorként való működésre megvizsgáljuk. Tesztmotorként egy 1781 cm3 lökettérfogatú, a Bosch cég K-JETRONIC-jával ellátott, négyhengeres befecskendéses motor szolgál. A katalizátor alacsonyhőmérsékletű aktivitásának elbírálására azt a hőmérsékletet határozzuk meg, amelynél a kipufogó gázáramban lévő szénmonoxid és a szénhirdogének (X = 1,02), valamint a nitrogén-oxidok (X = 0,985) 50%-a átalakítódig Emellett mérjük a katalitikus aktivitást 450 °C- on egy dinamikus tesztben 1Hz vibrációs frekveniánál (Wobbelfrequenz) és 0,034-es X-sávszélességnél (X-Schwankungsbreite). A térsebesség ennek során 64000 h'1. Katalizátor előtt a kipufogó gázösszetétel a következőképp változik: CO 2,4-1,4 térf% HC 450-350 ppm NO* 2500-2000 ppm O2 1,0 térf% C02 13-14 térf% A tartós üzemelés közbeni szilárdság megállapítása céljából a katalizátorokat 200 órán át üzemeltetjük a motoron 450 és 850 °C közötti kipufogó gázhőmérsékleteknél. A találmány szerinti katalizátorokkal végzett ezen vizsgálatok eredményeit az összehasonlító katalizátorokéival együtt az 1. táblázat tartalmazza. Amint a mérési eredmények mutatják, a jelen találmány 1., 2., 4. és 5. példái szerinti Pd/Rh-katalizátorok a 3. összehasonlító példa Pt/Rh-katalizátorával friss állapotban és 200 órás motoröregítés után egyenértékűek. A következő 7-9. példák azt hivatottak bemutatni, hogy a jelen találmány szerinti Pd/Rh-háromfunkciós katalizátorok még magasabb katalitikus aktivitást mutatnak, mint a kereskedelmi forgalomban lévő háromfunkciós Pt/Rh-katalizátorok, ahogy ezeket például a 29 07 106 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásban közük. 7. példa Egy 62 sejt/cm2 lyuksűrűségű, 102 mm átmérőjű é? 152 mm hosszú kerámia monolitot bemártással 5 bevonunk egy olyan szuszpenzióval, amely gammaalumínium-oxidot (150 m2/g), cérium-acetátot és cirkónium-acetátot tartalmaz az Al203:Ce02:Zr02 = 65:28:7 tömegaránynak megfelelő megoszlásban. A fölösleges szuszpenzió kifúvatása után a bevonatos méhsejttestet 120 °C-on megszárítjuk, és 1 óra hosszat 900 °Con aktiváljuk. A rétegbevonat 135 g alumínium-oxidból, 58 g cérium-dioxidból és 143 g cirkónium-oxidból áll. Erre a hordozóanyaggal bevont monolitra azután vizes oldatból palládium(II)-klorid formájában 1,47 g palládiumot és ródium(III)-klorid formájában 0,28 g r ódiumot viszünk fel impregnál ássál. Végezetük az impregnált formatest 150 eC-on való szárítása után kétórás redukció következik 500 °C- on hidrogénáramban. 8. j?élda (Összehasonlító példa) Az összehasonlító katalizátor méreteiben és előállítási körülményeiben a 7. példában leírt katalizátornak felel meg. Attól azonban különbözik a hordozóanyag összetételében (139 g alumíniumoxid, 10 g cérium-dioxid, 12 g cirkónium-dioxid és 6 g vas(III)-oxid), amelyet gamma-alumíniumoxidból (150 m2/g), cérium-acetátból, cirkóniumacetátból és vas(III)-oxidből álló vizes szuszpenzióból viszünk fel, valamint abban, hogy palládium helyett impregnálással ugyanolyan mennyiségű platinát viszünk fel dihidrogén-(hexakloro-platinát) formájában. 9. példa A 7. és 8. példák szerint előállított katalizátorokat egymás után levizsgáljuk egy Otto-motor kipufogó gázáramában háromfunkciós katalizátor hatásukra. A vizsgálati körülmények a 6. példában vázoltaknak megfelelők, azzal a kivétellel, hogy a dinamikus konvertálás meghatározására 0,068-as X- sávszélességet (X-Schwankungsbreite) és 73000 h*1 térsebességet veszünk alapul. Ennek során a következő kipufogó gázösszetétel fordul elő: CO 3,3-2,2 térf% HC 510-420 ppm NOx 1500-2100 ppm O2 1,65 térf% CO2 12-13 térf%. A katalizátorok káros anyagokat konvertáló hatását friss állapotban, levegőn 24 óra hosszat 950 °C-on végzett hőkezelés után és további 100 órás motoröregítés után méljük (erre vonatkozólag lásd a 2. táblázatot). Friss állapotban a találmány szerinti Pd/Rh-kataüzátor a Pt/Rh-összehasonlító katalizátorhoz képest dinamikus vizsgálatban összehasonlíthatóan magas konverzós arányokat mutat, az 50%-os konvertálásnál azonban magasabb a hőmérséklet és ezáltal enyhe hátrányai vannak. Egy katalizátor megítélésére azonban még fontosabbnak látszanak az öregített állapotban mért eredmények. Ezért először egy 24 órás termikus 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
