[发明专利]催化剂和用于制备催化剂的方法

说明书

具有多孔陶瓷载体(4)的催化剂(2)，所述多孔陶瓷载体(4)具有孔隙度，所述孔隙度是由所述陶瓷载体(4)的至少一部分中的孔隙形成，和所述催化剂(2)还具有施加至所述陶瓷载体(4)的催化活性载体涂层(10)，所述催化活性载体涂层具有层厚度(d1)，所述载体包含持久的催化非活性浸渍(12)，所述持久的催化非活性浸渍(12)包含至少一种催化非活性无机组分，和其中所述持久的非活性浸渍(12)：a)具有层厚度(d2)并且至少部分地存在于所述多孔陶瓷载体(4)的表面与所述催化活性载体涂层(10)之间；和/或存在于所述陶瓷载体(10)的表面之下的孔隙度降低的区域中的所述陶瓷载体(10)的孔隙中。

技术领域

本发明涉及具有多孔陶瓷载体和施加于其的催化活性载体涂层(washcoatcoating)的催化剂，该陶瓷载体具有孔隙。本发明还涉及用于制备这种催化剂的方法。

背景技术

该催化剂在此情况下被特别设计用于废气处理，具体而言是在汽车领域，并且特别是用于通过所谓的SCR方法(选择性催化还原)来还原氮氧化物。在SCR方法中，使用含氮还原剂，通常为氨，将废气中存在的氮氧化物还原为例如尿素水溶液。

为了处理废气，原则上可用各种催化剂类型。相对于所用的催化活性组分，各种催化剂类型首先是在其设计上且其次在其催化活性上有所不同。

为了处理废气，特别是在机动车辆中，经常使用陶瓷蜂窝催化剂，废气在操作下流动通过所述陶瓷蜂窝催化剂。这些催化剂常常采用挤出陶瓷体的形式。它们通常具有圆形截面。操作中的催化剂通常暴露于200至700℃范围内的温度。

除SCR催化剂以外，其他催化剂已知用于将一氧化碳氧化为二氧化碳，用于将未燃烃氧化为水(蒸汽)和一氧化碳，或甚至用于循环吸附来自贫燃发动机的废气的氮氧化物(NOx)，随后解吸并且还原富烃废气中的NOx。如果车辆发动机被控制成至少近似化学计量操作，则可能通过所谓的三元催化转换器进行一氧化碳和未燃烃的同时催化氧化以及氮氧化物的还原。

除这些常规催化剂以外，还存在组合的催化剂，其中过滤作用与催化作用相结合。为此目的，使用所谓的壁流式过滤器，例如，其被催化活化。壁流式过滤器是具有蜂窝体的蜂窝过滤器，所述蜂窝体具有相交多孔壁的阵列，所述壁限定在纵向方向上延伸的平行的第一和第二通道的阵列。第一通道在蜂窝体的第一端被密封，并且第二通道在蜂窝体的第二端被密封。本文使用的具体领域是催化烟灰过滤器(CSF)(其尤其是用于汽车部门)的领域。

特定用于SCR催化剂的已建立类别的催化剂是基于特别的氧化的钛-钒体系(例如V₂O₅/TiO₂或V₂O₅/WO₃/TiO₂)，其中氧化钒在氧化钛载体材料上用作催化活性组分。该钛-钒体系可以一般指定给基于在金属氧化物载体中的贱金属(在此情况下贱金属为钒)的催化剂类别。

另外，存在基于贵金属的催化剂体系，以及基于催化活性或活化分子筛、特别是沸石的其他催化剂体系。

机动车辆中现今所用的催化剂主要是基于陶瓷蜂窝催化剂。操作中，例如，待清洁废气流过挤出催化剂体的通道。在本文所谓的全活性挤出物与经涂覆的载体(称为涂成体(washcoats))之间存在基本区别。在全活性挤出物中，催化活性催化剂组合物形成挤出体，意味着催化剂的通道壁完全由催化活性材料形成。在涂成体中，用实际上催化活性催化剂材料来涂覆催化惰性挤出载体。这是例如通过将挤出载体浸入含有催化剂材料的悬浮液中来实现。

为了制备全活性挤出物催化剂或惰性载体，通常呈粉末形式的陶瓷起始组分彼此混合并且被加工成陶瓷材料。在挤出体情况下，随后挤出这种通常糊状的组合物以用于制备(例如)蜂窝体。因此获得的所谓“生胚(green)”体随后经受温度处理以形成陶瓷完成体。