202425. lajstromszámú szabadalom • Eljárás belsőégésű motorok kipufogógázaiban lévő szén-monoxid, szénhidrogének és nitrogén-oxid egyidejű átalakítására alkalmas ródiummentes katalizátorok előállítására
5 HU 202425 B 6 Az 1-4. példák szerint előállított katalizátorokból a sejtekkel párhuzamosan 38 mm átmérőjű hengeres próbatesteket fúrunk ki, ezeket egy többkamrás vizsgálóreaktorba építjük be, és egy Otto-motor kipufogógáz-áramában háromfunkciós katalizátorként megvizsgáljuk őket. Tesztmotorként egy 1781 cm3 lökettérfogatú, a Bosch cég K-JETRONIC-jával ellátott, négyhengeres befecskendezéses motor szolgál. A katalizátor alacsony hőmérsékletű aktivitásának elbírálására azt a hőmérsékletet határoztuk meg, amelynél a=0,995 esetében a kipufogógázban lévő szén-monoxid, szénhidrogének és nitrogén-oxidok 50X-a átalakul. Emellett mérjük a katalitikus hatást 450 °C-on egy dinamikus vizsgálatban 1 Hz vibrációs frekvenciánál (Wobbelfrequenz) és 0,034 A-sávszélességnél (A-Schwankungsbreite). A térsebesség ennek 6orán 64 000 h'1. Katalizátor előtt a kipufogógáz összetétele a következőképp változik: 5. példa co 2,4-1,4 térfX HC 450-350 ppm NO* 2500-2000 ppm 02 1,0 térfX C02 13-14 térfX. A tartós üzemelés közbeni szilárdság megállapítása céljából a katalizátorokat 100 óra hosszat üzemeltetjük a motoron 450 és 850 °C közötti kipufogógáz-hőmérsékleteknél. A találmány szerinti katalizátorokkal végzett ezen vizsgálatok eredményeit az öszszehasonlitó katalizátorokéival együtt az 1. táblázat tartalmazza. Amint a mérési eredmények mutatják, a jelen találmány 1. és 2. példái szerinti Pt/Pd-katalizátorok a 3. összehasonlító példa szerinti Pt/Rh-katalizátorral a különösen fontos dinamikus konvertálásban friss állapotban és 100 óra motoröregedés után teljesen egyenértékűek. Csupán az indulási viselkedésnél (Anspringverhalten) jelentkeznek mind friss állapotban mind öregítés után hátrányok a Pt/Rh-háromfunkciós katalizátorral szemben. Ezek a hátrányok azonban különösen a dinamikus konvertálásban adott nagyon jó eredményekre való tekintettel - nem olyan súlyosak, hogy a találmány szerinti Pt/Pd-kataüzátorok háromfunkciós katalizátorként való alkalmazásának a gyakorlatban útját állnák. A 4. összehasonlító példa a katalizátorkészítésben egy alacsony cérium-dioxid-tartalmú kereskedelmi Pt/Pd-oxidációs katalizátornak felel meg, és a találmány szerinti háromfunkciós katalizátortól felhasználási céljában és a hordozóanyagban lévő erősen megváltoztatott cérium-dioxid koncentrációban különbözik. Egy ilyen kereskedelmi oxidációs katalizátornak a katalitikus aktivitása az itt alkalmazott háromfunkciós katalizátortesztben lényegesen alacsonyabb, főként a NOx-átalakítás vonatkozásában, mint a jelen találmány 1. és 2. példái szerinti magas cériumtartalmú Pt/Pd-katalizátoroké. Ezen eredmények alapján ilyen kizárólag oxidációs célokra szánt alacsony cérium-dioxid-tartalmú Pt/Pd-katalizátorok a gyakorlatban háromfunkciós katalizátorként való alkalmazásra nem megfelelők, míg ilyen alkalmazás esetében a jelen találmány 1. és 2. példái szerinti katalizátorok még kielégítő katalitikus aktivitást mutatnak. A következő 6-8. példák azt hivatottak bemutatni, hogy a találmány szerinti Pt/Pd-háromfunkciós katalizátorok még magasabb katalitikus aktivitást mutatnak, mint a kereskedelmi Pt/Rh-háromfunkciós katalizátorok ahogy ezeket például a 29 07 106 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásban közük. 6. példa Egy 62 sejt/cm2 lyuksűrűségű, 102 mm átmérőjű és 152 mm hosszú kerámiamonolitot bemártással bevonunk egy olyan szuszpenzióval, amely gamma-aluminium-oxidot (150 m2/g), cérium-acetátot és cirkónium-nitrátot tartalmaz az Al203:Ce0z:Zr02=65:28:7 oxidaránynak megfelelő megoszlásban. A fölösleges szuszpenzió kifújása után a bevonatos méhsejttestet 120 °C-on megszóritjuk, és 1 óra hosszat 900 °C-on aktiváljuk. A rétegbevonat 145 g alumínium-oxidból, 62 g cérium-oxidból és 15,5 g cirkónium-oxidból áll. Erre a hordozóanyaggal ellátott monolitra azután vizes oldatból palládium-klorid formájában 0,69 g palládiumot és dihidrogén-(hexakloro-platinát) formájában 1,39 g platinát viszünk fel impregnálással. Végül az impregnált formatest 150 °C-on végzett szárítása után kétórás redukció következik 500 °C-on hidrogénáramban. 7. példa (Összehasonlitó példa) Az összehasonlító katalizátor méreteiben és előállítási körülményeiben a 6. példában leírt katalizátormintának felel meg. Attól azonban eltér a hordozóanyag összetételében (139 g alumínium-oxid, 10 g cérium-dioxid, 12 g cirkónium-dioxid és 6 g vas(III)-oxid, amelyet gamma-alumínium-oxidból (150 m2/g), cérium-acetátból, cirkónium-acetátból és vas(Ill)-oxidból álló vizes szuszpenzióból viszünk fel) valamint abban, hogy irapregnálással csupán 1,47 g platinát viszünk fel di-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
