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DE102016102121A1 - Abgassystem für einen Kompressionszündungsmotor, das einen Einfangbereich für verflüchtigtes Platin aufweist - Google Patents

Abgassystem für einen Kompressionszündungsmotor, das einen Einfangbereich für verflüchtigtes Platin aufweist Download PDF

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DE102016102121A1
DE102016102121A1 DE102016102121.0A DE102016102121A DE102016102121A1 DE 102016102121 A1 DE102016102121 A1 DE 102016102121A1 DE 102016102121 A DE102016102121 A DE 102016102121A DE 102016102121 A1 DE102016102121 A1 DE 102016102121A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oxidation catalyst
capture
substrate
alumina
catalytic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102016102121.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Andrew Francis Chiffey
Christopher Daly
Daniel HATCHER
James Leeland
Francois Moreau
Paul Richard Phillips
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Matthey PLC
Original Assignee
Johnson Matthey PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB1502465.6A external-priority patent/GB201502465D0/en
Priority claimed from GBGB1504663.4A external-priority patent/GB201504663D0/en
Application filed by Johnson Matthey PLC filed Critical Johnson Matthey PLC
Publication of DE102016102121A1 publication Critical patent/DE102016102121A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Abstract

Beschrieben ist ein Oxidationskatalysator zum Behandeln eines Abgases, das von einem Kompressionszündungsmotor produziert wird, wobei der Oxidationskatalysator Folgendes umfasst: ein Substrat, ein auf dem Substrat angeordnetes katalytisches Material, wobei das katalytische Material Platin (Pt) umfasst; und einen ein Einfangmaterial umfassenden Bereich, wobei der Bereich so angeordnet ist, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas mit dem katalytischen Material in Berührung gelangt ist oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Oxidationskatalysator und ein Abgassystem zum Behandeln eines von einem Kompressionszündungsmotor produzierten Abgases. Die Erfindung betrifft ferner Verfahren und Verwendungen des Oxidationskatalysators, des Abgassystems und des Bereichs zum Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt). Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug, das den Oxidationskatalysator oder das Abgassystem umfasst.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Kompressionszündungsmotoren produzieren ein Abgas, das eine Vielzahl von Schadstoffen enthält, die weltweit Gegenstand der Umweltgesetzgebung sind. Diese Schadstoffe umfassen Kohlenstoffmonoxid (CO), nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe (HCs), Stickstoffoxide (NOX) und partikelförmiges Material (PM).
  • Um den von der Gesetzgebung festgelegten zulässigen Niveaus von Schadstoffen, die in die Atmosphäre emittiert werden können, zu entsprechen, enthalten Abgassysteme zum Behandeln des durch einen Kompressionszündungs(motor) produzierten Abgases im Allgemeinen mehrere Emissionssteuerungsvorrichtungen. In solchen Abgassystemen wird das Abgas üblicherweise zu einer ersten Emissionssteuerungsvorrichtung geführt, die in der Lage ist, Kohlenstoffmonoxid (CO) und die nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe (HCs), die in dem Gas vorhanden sind, zu oxidieren. Die erste Emissionssteuerungsvorrichtung kann beispielsweise ein Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein katalysiertes Rußfilter (CSF), ein NOX-Speicherkatalysator (NSC), ein passiver NOX-Adsorber (PNA), ein exothermer Dieselkatalysator (DEC) oder ein Kaltstartkonzept(CSCTM)-Katalysator sein.
  • Für NOX-Emissionen können Abgassysteme für Kompressionszündungsmotoren einen Katalysator für die selektive katalytische Reduktion von NOX, wie einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator oder einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRFTM)-Katalysator, enthalten. Die selektive katalytische Reduktion (SCR) von NOX erfolgt in erster Linie über die folgenden drei Reaktionen: 4 NH3 + 4 NO + O2 → 4 N2 + 6 H2O (1); 4 NH3 + 2 NO + 2 NO2 → 4 N2 + 6 H2O (2); und 8 NH3 + 6 NO → 7 N2 + 12 H2O (3).
  • Das Verhältnis von NO2:NO in dem Abgas, das in einen SCR-Katalysator oder einen SCRFTM-Katalysator eintritt, kann dessen Leistungsfähigkeit beeinflussen. Im Allgemeinen zeigen SCR-Katalysatoren oder SCRFTM-Katalysatoren eine optimale Leistungsfähigkeit, wenn das Verhältnis von NO2:NO etwa 1:1 beträgt. Dies kann problematisch sein, da das Abgas, das von einem Kompressionszündungsmotor während der normalen Verwendung produziert wird, typischerweise zu wenig NO2 (d.h. das Verhältnis von NO2:NO ist viel kleiner als 1:1) für eine optimale Leistungsfähigkeit des SCR-Katalysators oder des SCRFTM-Katalysators enthält. Zur Kompensierung solcher niedrigen NO2-Niveaus enthält die erste Emissionssteuerungsvorrichtung häufig ein katalytisches Material, das zum Oxidieren von Stickstoffmonoxid (NO) zu Stickstoffdioxid (NO2) formuliert ist, wodurch das Verhältnis von NO2:NO in dem Abgas erhöht wird. Der SCR-Katalysator oder SCRFTM-Katalysator ist üblicherweise stromab der ersten Emissionssteuerungsvorrichtung in einem Abgassystem angeordnet, so dass das Abgas durch die erste Emissionssteuerungsvorrichtung hindurchtritt, bevor es durch den SCR-Katalysator oder den SCRFTM-Katalysator hindurchtritt.
  • Das katalytische Material zum Oxidieren von NO zu NO2 umfasst typischerweise Platin (Pt). Wenn die erste Emissionssteuerungsvorrichtung relativ hohen Temperaturen über einen ausreichenden Zeitraum hinweg ausgesetzt ist, können sich geringe Mengen an Platin (Pt) aus dem katalytischen Material verflüchtigen und können auf dem SCR/SCRFTM-Katalysator eingefangen werden. Solche relativ hohen Temperaturen können während des normalen Gebrauchs auftreten, insbesondere bei Schwerlastdieselanwendungen, oder während der Filterregeneration, wenn beispielsweise die erste Emissionssteuerungsvorrichtung ein CSF ist oder wenn ein stromaufseitiger Dieselpartikelfilter (DPF) vorhanden ist. Das auf dem SCR-Katalysator oder auf dem SCRFTM-Katalysator eingefangene Pt kann eine in hohem Maße schädliche Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit des Katalysators haben, da es Ammoniak (NH3) oxidieren kann. Das eingefangene Pt kann das NH3, das für die selektive katalytische Reduktion von NOX vorgesehen ist, aufbrauchen (und dadurch die NOX-Umwandlung verringern) und unerwünschte Sekundäremissionen können gebildet werden.
  • Das Problem einer Pt-Verflüchtigung wird in unseren Veröffentlichungen WO 2013/088133 , WO 2013/088132 , WO 2013/088128 und WO 2013/050784 erörtert.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung liefert einen Oxidationskatalysator zum Behandeln eines von einem Kompressionszündungsmotor produzierten Abgases, der Folgendes umfasst: ein Substrat; ein auf dem Substrat angeordnetes katalytisches Material, wobei das katalytische Material Platin (Pt) umfasst; und einen Bereich, der ein Einfangmaterial umfasst, wobei der Bereich so angeordnet ist, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Ab- gas mit dem katalytischen Material in Berührung gelangt und/oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist.
  • Der ein Einfangmaterial umfassende Bereich ist ein Bereich zum Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt). Nachdem ein Abgas mit dem katalytischen Material in Berührung gebracht wurde und/oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist, kann das Abgas verflüchtigtes Pt enthalten, insbesondere wenn das Abgas relativ heiß ist, beispielsweise wenn der Motor über einen längeren Zeitraum hinweg unter einer schweren Last betrieben wurde oder wenn der Motor ein Schwerlastmotor ist. Der Bereich ist so angeordnet, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas mit dem katalytischen Material in Berührung gelangt ist oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist.
  • Materialien des einschlägigen Fachgebiets, die als wirksam beim Einfangen von verflüchtigtem Pt ermittelt wurden, können die Menge an NO2 senken (und auch das Verhältnis von NO2:NO), insbesondere in dem Temperaturbereich der stromab angeordneten Emissionssteuerungsvorrichtung, die für das Verhältnis von NO2:NO empfindlich ist, was zu einer möglichen Verringerung der Leistungsfähigkeit der stromabseitigen Vorrichtung führt, insbesondere wenn diese ein SCR-Katalysator oder einen SCRFTM-Katalysator ist. Bestehende Einfangmaterialien können den Vorteil eines jeglichen Pt, das in dem katalytischen Material einer Emissionssteuerungsvorrichtung zur Erzeugung von NO2 inkludiert ist, zunichtemachen.
  • Die Erfinder entwickelten ein Einfangmaterial zum Einfangen von verflüchtigtem Pt, das nicht die Menge an NO2 (z.B. das Verhältnis von NO2:NO) in einem Abgas beeinflusst (d.h. verringert). Das Einfangmaterial verringert nicht die Menge von beliebigem NO2, das durch Oxidation von NO mittels Pt im katalytischen Material des Oxidationskatalysators gebildet wird. Abgas, das sowohl durch das katalytische Material des Oxidationskatalysators als auch durch das Einfangmaterial hindurchgetreten ist, enthält folglich ein höheres Verhältnis von NO2:NO im Vergleich zu dem Abgas, das anfänglich durch den Kompressionszündungsmotor produziert wurde, so dass eine optimale Leistungsfähigkeit eines stromabseitigen SCR/SCRFTM-Katalysators erhalten werden kann.
  • Die Erfindung liefert des Weiteren einen für das Einfangen vorgesehenen Baustein bzw. Ziegel (capture brick; hier auch: Einfangbaustein). Der Einfangbaustein eignet sich für das Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt) aus einem Platin (Pt) umfassenden katalytischen Material in einem Abgassystem für einen Kompressionszündungsmotor. Der Einfangbaustein umfasst: ein Substrat und ein auf dem Substrat angeordnetes Einfangmaterial.
  • Die Erfindung liefert des Weiteren ein Abgassystem zum Behandeln eines von einem Kompressionszündungsmotor produzierten Abgases. Das Abgassystem umfasst:
    • (i) einen Oxidationskatalysator zum Behandeln des Abgases, wobei der Oxidationskatalysator ein Substrat und ein katalytisches Material, das auf dem Substrat angeordnet ist, umfasst, wobei das katalytische Material Platin (Pt) umfasst; und
    • (ii) einen Bereich, der ein Einfangmaterial umfasst; wobei der Bereich so angeordnet ist, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas mit dem katalytischen Material in Berührung gelangt ist und/oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist.
  • Der das Einfangmaterial umfassende Bereich ist so angeordnet, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas mit dem katalytischen Material in Berührung gelangt ist und/oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist. Der Bereich zum Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt) kann ein integraler Teil des Oxidationskatalysators sein.
  • Zusätzlich oder alternativ kann der Bereich für ein Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt) Teil eines Einfangbausteins sein. Der das Einfangmaterial umfassende Bereich wird durch den Einfangbaustein bereitgestellt, der so angeordnet ist, dass er mit Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas mit dem katalytischen Material in Berührung gelangt ist und/oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist, wenn das Abgas durch den Oxidationskatalysator hindurchgetreten ist.
  • Das Abgassystem der Erfindung kann Folgendes umfassen:
    • (i) einen Oxidationskatalysator zum Behandeln des Abgases, wobei der Oxidationskatalysator ein erstes Substrat und ein auf dem ersten Substrat angeordnetes katalytisches Material umfasst, wobei das katalytische Material Platin (Pt) umfasst; und
    • (ii) einen Einfangbaustein zum Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt), aus dem katalytischen Material, wobei der Einfangbaustein ein zweites Substrat und ein auf dem zweiten Substrat angeordnetes Einfangmaterial umfasst; wobei der Einfangbaustein so angeordnet ist, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas durch den Oxidationskatalysator hindurchgetreten ist.
  • Das "erste" Substrat ist von dem "zweiten" Substrat getrennt (z.B. ist das "erste" Substrat von dem "zweiten" Substrat räumlich getrennt. Die Begriffe "erstes" und "zweites" in diesem Zusammenhang sind lediglich Bezeichnungen zur Identifizierung jedes Substrats und schränken den Umfang der Erfindung nicht ein.
  • In dem obigen Abgassystem kann der Oxidationskatalysator ein Oxidationskatalysator der Erfindung sein oder kann kein erfindungsgemäßer Oxidationskatalysator sein.
  • Die Erfindung liefert des Weiteren ein Fahrzeug. Das Fahrzeug umfasst einen Kompressionszündungsmotor und entweder einen Oxidationskatalysator, ein Abgassystem oder ein Einfangbaustein gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Bereichs für das Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt) in einem Abgassystem zum Behandeln eines von einem Kompressionszündungsmotor produzierten Abgases. Das Abgassystem umfasst einen Oxidationskatalysator zum Behandeln des Abgases, wobei der Oxidationskatalysator ein Substrat und ein auf dem Substrat angeordnetes katalytisches Material umfasst, wobei das katalytische Material Platin (Pt) umfasst, und wobei der Bereich zum Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt) ein Einfangmaterial umfasst, wobei der Bereich so angeordnet ist, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas mit dem katalytischen Material und/oder dem Oxidationskatalysator in Berührung gelangt ist oder durch das katalytische Material und/oder den Oxidationskatalysator hindurchgetreten ist. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt) aus einem katalytischen Material in einem Abgassystem für einen Kompressionszündungsmotor.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases, das durch einen Kompressionszündungsmotor produziert wird.
  • Jedes der obigen Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst die Stufe des Führens eines von einem Kompressionszündungsmotor produzierten Abgases durch ein Abgassystem, das Folgendes umfasst:
    • (i) einen Oxidationskatalysator zum Behandeln des Abgases, wobei der Oxidationskatalysator ein Substrat und ein auf dem Substrat angeordnetes katalytisches Material umfasst, wobei das katalytische Material Platin (Pt) umfasst; und
    • (ii) einen Bereich, der ein Einfangmaterial umfasst; wobei der Bereich so angeordnet ist, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt,
    nachdem das Abgas mit dem katalytischen Material in Berührung gelangt ist oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist.
  • Allgemein kann verflüchtigtes Platin in einem Abgas (d.h. in einem Abgassystem) vorhanden sein, wenn die Temperatur des Abgases ≥ 700 °C, wie z.B. ≥ 800 °C, vorzugsweise ≥ 900 °C beträgt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Zeichnung eines Laborreaktors, der für das Testen einer Platinkontamination auf einem SCR-Cu/CHA-Zeolithkatalysator verwendet wird.
  • 2 ist eine schematische Zeichnung, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgassystems zeigt. Das Abgas (20) tritt durch einen erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator (1), der eine Einfangzone (3) aufweist. Nachdem das Abgas (20) durch den Oxidationskatalysator (1) hindurchgetreten ist, tritt es durch eine zweite Emissionssteuerungsvorrichtung (10), wie einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator oder einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRFTM)-Katalysator. Wenn die SCR aktiv durchgeführt werden soll, kann eine Quelle für Ammoniak (30) in das Abgassystem eingeführt werden. Bei einer passiven SCR kann die Ammoniakquelle (30) nicht vorhanden sein.
  • 3 ist eine schematische Zeichnung eines erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators. Der Oxidationskatalysator besitzt eine(n) auf einem Substrat (1) angeordnete(n) Bereich oder Zone (2), der bzw. die ein Pt enthaltendes, katalytisches Material umfasst. An oder nahe an dem Auslassende des Oxidationskatalysators befindet sich eine Einfangzone (3), die ein Einfangmaterial zum Einfangen von verflüchtigtem Pt umfasst.
  • 4 ist eine schematische Zeichnung eines erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators. Der Oxidationskatalysator besitzt eine Schicht (2), die auf einem Substrat (1) angeordnet ist, wobei die Schicht ein Pt enthaltendes katalytisches Material umfasst. An oder nahe an dem Auslassende des Oxidationskatalysators befindet sich eine Einfangzone (3), die auf der Schicht (2) des katalytischen Materials angeordnet ist. Die Einfangzone (3) umfasst ein Einfangmaterial zum Einfangen von verflüchtigtem Pt.
  • 5 ist eine schematische Zeichnung eines erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators. Der Oxidationskatalysator besitzt einen Bereich oder eine Zone (2), der bzw. die auf einem Substrat angeordnet ist, wobei der Bereich oder die Zone ein Pt enthaltendes katalytisches Material umfasst. An oder nahe an dem Auslassende des Oxidationskatalysators befindet sich ein Einfangbereich (3). Der Einfangbereich (3) überlappt den Bereich oder die Zone (2), der bzw. die das katalytische Material enthält. Der Einfangbereich (3) umfasst ein Einfangmaterial zum Einfangen von verflüchtigtem Pt.
  • 6 ist eine schematische Zeichnung, die eine Ausführungsform des Abgassystems der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Abgas (20) tritt durch einen erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator (1), der ein Einfangmaterial (3) aufweist, das auf einer Oberfläche eines Auslassendes des Substrats angeordnet ist. Nachdem das Abgas (20) durch den Oxidationskatalysator (1) getreten ist, tritt es durch eine zweite Emissionssteuerungsvorrichtung (10), wie z.B. einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator oder einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRFTM)-Katalysator. Wenn die SCR aktiv durchgeführt werden soll, kann eine Ammoniakquelle (30) in das Abgas eingeführt werden. Bei einer passiven SCR kann die Ammoniakquelle (30) nicht vorhanden sein.
  • 7 ist eine schematische Zeichnung eines erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators. Der Oxidationskatalysator weist ein katalytisches Material (2) auf, das auf einem Substrat (1) angeordnet ist. Ein Einfangmaterial (3) ist auf einer Oberfläche eines Auslassendes des Substrats angeordnet oder geträgert.
  • 8 ist eine schematische Zeichnung eines erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators. Der Oxidationskatalysator weist ein katalytisches Material (2) auf, das auf einem Substrat (1) angeordnet ist. Ein Einfangmaterial (3), das das katalytische Material (2) teilweise überlagert, ist auf einer Oberfläche eines Auslassendes des Substrats angeordnet oder geträgert.
  • 9 ist eine schematische Zeichnung, die eine Ausführungsform des Abgassystems der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Abgas (20) tritt durch einen Oxidationskatalysator (1), bei dem es sich um einen Oxidationskatalysator der vorliegenden Erfindung handeln kann oder nicht handeln kann. Nachdem das Abgas (20) durch den Oxidationskatalysator (1) getreten ist, tritt es durch einen Einfangbaustein (4), der ein Substrat und einen Bereich (3) zum Einfangen von verflüchtigtem Pt umfasst. Das Abgas (20) strömt anschließend auf eine zweite Emissionssteuerungsvorrichtung (10), wie z.B. einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator oder einen selektiven katalytischen Reduktionsfilter(SCRFTM)-Katalysator. Wenn die SCR aktiv durchgeführt werden soll, kann eine Ammoniakquelle (30) in das Abgas eingeführt werden, nachdem es durch den Einfangbaustein (4) getreten ist. Bei einer passiven SCR kann die Ammoniakquelle (30) nicht vorhanden sein.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bereich zum Einfangen von verflüchtigtem bzw. flüchtig gewordenem Platin (Pt), der ein Einfangmaterial umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht. Der Bereich kann in einer Vielzahl von Weisen angeordnet sein, um verflüchtigtes Pt in einem Abgas abzufangen oder einzufangen, das durch ein stromaufseitiges katalytisches Material, typischerweise eines Oxidationskatalysators, hindurchgetreten ist. Der Bereich ist so angeordnet, dass die Kondensation des verflüchtigten Pt auf einer zweiten, stromabseitigen Emissionssteuerungsvorrichtung, wie einem SCR-Katalysator oder einem SCRFTM-Katalysator, verhindert wird.
  • Das Einfangmaterial umfasst oder besteht im Wesentlichen aus:
    • (a) Partikeln eines hitzbeständigen Oxids, die eine mittlere spezifische Oberfläche von ≤ etwa 50 m2/g aufweisen, und/oder
    • (b) Partikeln eines Pt legierenden Metalls, die eine mittlere Partikelgröße von ≥ etwa 10 nm und/oder eine Dispersion von ≤ etwa 10 % aufweisen.
  • Die Erfinder stellten fest, dass die Verwendung eines Einfangmaterials gemäß Erfindung einschränken oder verhindern kann, dass verflüchtigtes Pt auf einem stromabseitigen SCR-Katalysator oder SCRFTM-Katalysator abgeschieden wird, wenn das Einfangmaterial in einer geeigneten Art und Weise in dem Abgassystem angeordnet ist. Das Einfangmaterial der Erfindung weist eine geringe katalytische Aktivität, insbesondere in Richtung auf eine Oxidation von CO und/oder nicht verbrannten HCs, und insbesondere in Richtung auf die Oxidation von NOX auf. Im Allgemeinen ist das Einfangmaterial auch im Wesentlichen katalytisch inaktiv in Richtung auf den Abbau oder die Reduktion von NO2, insbesondere unter den Bedingungen, bei denen ein Verflüchtigen von Pt auftritt, und/oder in dem Temperaturbereich, bei dem ein stromab befindlicher SCR-Katalysator oder SCRFTM-Katalysator empfindlich für das Verhältnis von NO2:NO ist.
  • Allgemein ist es bevorzugt, dass das Einfangmaterial (d.h., wenn es neu oder ungebraucht ist) im Wesentlichen frei von Platin ist oder das Einfangmaterial kein Platin umfasst. Es kann ferner bevorzugt sein, dass das Einfangmaterial im Allgemeinen kein unedles Metall, wie Barium oder Vanadium, umfasst.
  • Typischerweise umfasst der Bereich zum Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt) oder das Einfangmaterial hiervon eine Beladung des hitzebeständigen Oxids von 0,1 bis 3,5 g·Zoll–3, vorzugsweise von 0,2 bis 2,5 g·Zoll–3, noch stärker bevorzugt 0,3 bis 2,0 g·Zoll–3 und noch stärker bevorzugt von 0,5 bis 1,75 g·Zoll–3 (z.B. 0,75 bis 1,5 g·Zoll–3).
  • Das Einfangmaterial kann Partikel eines hitzebeständigen Oxids umfassen oder im Wesentlichen daraus bestehen, die eine mittlere spezifische Oberfläche von ≤ etwa 50 m2/g (< etwa 50 m2/g), wie z.B. ≤ etwa 40 m2/g (< etwa 40 m2/g), vorzugsweise ≤ etwa 30 m2/g (< etwa 30 m2/g), stärker bevorzugt ≤ etwa 20 m2/g (< etwa 20 m2/g), noch stärker bevorzugt ≤ etwa 10 m2/g (< etwa 10 m2/g) aufweisen.
  • Die mittlere spezifische Oberfläche (SSA) der Partikel des hitzebeständigen Oxids kann durch Stickstoffphysisorption bei –196 °C unter Verwendung des volumetrischen Verfahrens bestimmt werden. Die mittlere SSA wird unter Verwendung der BET-Adsorptionsisothermengleichung bestimmt.
  • Das hitzebeständige Oxid kann eine d90 von < 100 µm (Mikrometer) aufweisen. Das hitzebeständige Oxid kann vorzugsweise eine d90 von < 75 µm, wie < 50 µm (z.B. < 30 µm) und stärker bevorzugt < 20 µm aufweisen. Es wurde festgestellt, dass, wenn das hitzebeständige Oxid eine kleinere d90 aufweist, eine bessere Packung und Adhäsion erhalten werden können. Zur Klarstellung ist anzufügen, dass die d90-Messungen durch Partikelgrößenbestimmung mit Laserbeugung unter Verwendung eines Malvern-Mastersizer-2000-Geräts erhalten wurden, wobei es sich um eine auf dem Volumen basierende Technik handelt (d.h. D90 kann auch als Dv90 (oder D(v, 0,90)) bezeichnet werden) und wobei ein mathematisches Mie-Theorie-Modell zur Bestimmung der Teilchengrößenverteilung angewendet wird.
  • Typischerweise weist das hitzebeständige Oxid eine d90 von > 0,1 µm auf. Es ist bevorzugt, dass das hitzebeständige Oxid eine d90 von > 1,0 µm, wie z.B. > 5,0 µm, aufweist.
  • Die Partikel eines hitzebeständigen Oxids zur Verwendung gemäß der Erfindung besitzen eine relativ geringe mittlere spezifische Oberfläche im Vergleich zu der mittleren spezifischen Oberfläche von Partikeln des gleichen hitzebeständigen Oxids, die als ein Trägermaterial (z.B. für ein katalytisch aktives Metall, wie ein Platingruppenmetall) bei Emissionssteuerungsvorrichtungen des Standes der Technik (z.B. DOC, CSF oder NSC) verwendet werden. Im Allgemeinen werden kleine Partikel des hitzebeständigen Oxids mit einer großen mittleren spezifischen Oberfläche zur Maximierung der katalytischen Aktivität verwendet. Im Gegensatz dazu sind die Partikel des hitzebeständigen Oxids, die gemäß der Erfindung verwendet werden, relativ groß (d.h. im Allgemeinen viel größer als bei einer Verwendung als ein Trägermaterial in Emissionssteuerungsvorrichtungen des Standes der Technik).
  • Hitzebeständige Oxide mit einer mittleren spezifischen Oberfläche von ≤ etwa 50 m2/g sind auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt und können im Handel erhältlich sein. Es ist auch möglich, ein solches hitzebeständiges Oxid durch Erhitzen eines hitzebeständigen Oxids mit einer mittleren spezifischen Oberfläche von > 50 m2/g auf eine hohe Temperatur, üblicherweise eine Temperatur (z.B. 1200 °C oder mehr), die signifikant höher ist als die Temperatur, der das hitzebeständige Oxid in einem Abgassystem eines Fahrzeugs während einer normalen Verwendung begegnen würde, hergestellt werden. Daher wird das hitzebeständige Oxid (d.h. das eine geringe Oberfläche aufweist) nicht in situ während der Verwendung des Oxidationskatalysators gebildet.
  • Das hitzebeständige Oxid kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Ceroxid und einem Misch- oder Verbundoxid hiervon, wie z.B. einem Misch- oder Verbundoxid von zwei oder mehr hiervon, besteht. Beispielsweise kann das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Ceroxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Aluminiumoxid, Zirconiumoxid-Aluminiumoxid, Ceroxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Titanoxid, Ceroxid-Zirconiumoxid und Aluminiumoxid-Magnesiumoxid besteht.
  • Das hitzebeständige Oxid kann optional dotiert sein (z.B. mit einem Dotiermittel). Das Dotiermittel kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Zirconium (Zr), Titan (Ti), Silicium (Si), Yttrium (Y), Lanthan (La), Praseodym (Pr), Samarium (Sm), Neodym (Nd) und einem Oxid hiervon besteht. Der Einschluss eines Dotiermittels kann das hitzebeständige Oxid thermisch stabilisieren. Es versteht sich, dass jegliche Bezugnahme auf "dotiert" in diesem Zusammenhang sich auf ein Material bezieht, bei dem das Volumen- oder Wirtsgitter des hitzebeständigen Oxids mit einem Dotiermittel substitutionsdotiert oder interstitiell dotiert ist. In manchen Fällen können kleine Mengen des Dotiermittels an einer Oberfläche des hitzebeständigen Oxids vorhanden sein. Jedoch ist im Allgemeinen der Hauptteil des Dotiermittels in dem Körper des hitzebeständigen Oxids vorhanden.
  • Wenn das hitzebeständige Oxid dotiert ist, beträgt die Gesamtmenge des Dotiermittels 0,25 bis 5 Gewichtsprozent (Gew.-%), vorzugsweise 0,5 bis 3 Gew.-% (z.B. etwa 1 Gew.-%) des hitzebeständigen Oxids.
  • Wenn das hitzebeständige Oxid Ceroxid-Zirconiumoxid umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht, kann das Ceroxid-Zirconiumoxid im Wesentlichen aus 20 bis 95 Gew.-% Ceroxid und 5 bis 80 Gew.-% Zirconiumoxid (z.B. 50 bis 95 Gew.-% Ceroxid und 5 bis 50 Gew.-% Zirconiumoxid), vorzugsweise 35 bis 80 Gew.-% Ceroxid und 20 bis 65 Gew.-% Zirconiumoxid (z.B. 55 bis 80 Gew.-% Ceroxid und 20 bis 45 Gew.-% Zirconiumoxid), noch stärker bevorzugt 45 bis 75 Gew.-% Ceroxid und 25 bis 55 Gew.-% Zirconiumoxid bestehen.
  • Es ist bevorzugt, dass das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Ceroxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Ceroxid-Aluminiumoxid, Ceroxid-Zirconiumoxid und Aluminiumoxid-Magnesiumoxid besteht. Stärker bevorzugt ist das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt, die aus Aluminiumoxid, Ceroxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid und Ceroxid-Zirconiumoxid besteht. Das hitzebeständige Oxid kann Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid-Aluminiumoxid sein.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Einfangmaterial kein Pt legierendes Material (PAM), insbesondere wenn das Pt legierende Material Palladium umfasst. Diese Ausführungsform wird hierin als die "PAM-freie Ausführungsform" bezeichnet. Stärker bevorzugt umfasst das Einfangmaterial kein Palladium und Platin. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass das Einfangmaterial nicht ein oder mehrere Platingruppenmetalle (PGM) und/oder ein oder mehrere der Münzmetalle Gold (Au) und/oder Silber (Ag) umfasst. Noch stärker bevorzugt umfasst das Einfangmaterial nicht ein oder mehrere Übergangsmetalle (d.h. mit Ausnahme beliebiger Übergangsmetalle, die Teil des hitzebeständigen Oxids sein können, wie z.B. Zirconiumoxid). Unter solchen Umständen können die Partikel eines hitzebeständigen Oxids, die eine mittlere spezifische Oberfläche von ≤ 50 m2/g aufweisen, vorwiegend oder alleinig als das Einfangmaterial verwendet werden.
  • In der PAM-freien Ausführungsform ist das hitzebeständige Oxid vorzugsweise Ceroxid, Ceroxid-Aluminiumoxid oder Ceroxid-Zirconiumoxid. Stärker bevorzugt umfasst das hitzebeständige Oxid Ceroxid oder besteht im Wesentlichen daraus. Noch stärker bevorzugt besteht das hitzebeständige Oxid im Wesentlichen aus Ceroxid.
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Einfangmaterial Partikel eines Pt legierenden Materials (PAM), wie Palladium (Pd), umfassen oder im Wesentlichen daraus bestehen. Die Ausführungsformen der Erfindung, bei denen das Pt legierende Material in das Einfangmaterial inkludiert ist, werden hierin als eine "PAM enthaltende Ausführungsform" bezeichnet.
  • Es wurde festgestellt, dass die Einbeziehung eines Pt legierenden Materials (PAM) in das Einfangmaterial vorteilhaft ist, da es mit dem verflüchtigten Pt leicht eine Legierung bilden kann. Die Bildung einer Legierung zwischen Pt und dem Pt legierenden Material (z.B. einer Pt-Pd-Legierung) in dem Einfangmaterial fängt das verflüchtigte Pt aufgrund der Stabilität der Legierung in wirksamer Weise ein.
  • Typischerweise umfasst das Pt legierende Material ein Metall und/oder ein Oxid hiervon oder besteht im Wesentlichen daraus. Das Metall ist vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Palladium (Pd), Gold (Au), Kupfer (Cu), einem Gemisch von Pd und Au, einem Gemisch von Pd und Cu, einem Gemisch von Au und Cu, einem Gemisch von Pd, Au und Cu, einer bimetallischen Legierung von Pd und Au, einer bimetallischen Legierung von Pd und Cu, einer bimetallischen Legierung von Au und Cu und einer trimetallischen Legierung von Pd, Au und Cu besteht. Es ist bevorzugt, dass das Metall aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Palladium (Pd), einem Gemisch von Pd und Au und einer bimetallischen Legierung von Pd und Au besteht. Stärker bevorzugt ist das Metall Palladium (Pd).
  • Zur Klarstellung sei gesagt, dass das Pt legierende Material kein Platin umfasst (z.B. wenn es neu oder ungebraucht ist).
  • Es ist bevorzugt, dass die Partikel des Pt legierenden Materials eine mittlere Partikelgröße von ≥ etwa 10 nm, wie z.B. eine mittlere Partikelgröße > etwa 10 nm aufweisen. Stärker bevorzugt besitzen die Partikel des Pt legierenden Materials eine mittlere Partikelgröße von ≥ etwa 15 nm, wie z.B. ≥ etwa 20 nm, noch stärker bevorzugt ≥ etwa 50 nm, wie ≥ etwa 75 nm.
  • Allgemein ist ein Metall, das als ein Pt legierendes Material wirken kann, aufgrund seiner katalytischen Aktivität in einen Oxidationskatalysator inkludiert. Die mittlere Partikelgröße solcher Metalle (z.B. Palladium) in herkömmlichen Emissionssteuerungsvorrichtungen ist viel kleiner als 10 nm. Die Partikel des Pt legierenden Materials zur Verwendung in dem Einfangmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung sind relativ groß. Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass solche großen Partikel des Pt legierenden Materials in der Lage sind, verflüchtigtes Pt abzufangen oder einzufangen, während sie (gleichzeitig) relativ katalytisch inaktiv sind.
  • Typischerweise weist das Pt legierende Material eine mittlere Partikelgröße von 10 nm bis 1000 µm auf. Es ist bevorzugt, dass das Pt legierende Material eine mittlere Partikelgröße von 15 nm bis 100 µm, stärker bevorzugt von 20 nm bis 20 µm, insbesondere von 50 nm bis 5 µm, wie z.B. 75 nm bis 3 µm aufweist.
  • Die Partikel der Partikel des Pt legierenden Materials weisen typischerweise eine Dispersion von ≤ etwa 10 % (z.B. < etwa 10 %), vorzugsweise ≤ etwa 7,5 %, wie ≤ etwa 5 %, stärker bevorzugt ≤ etwa 2,5 % auf. Die Messung der Dispersion bezieht sich auf ungebrauchte Partikel des Pt legierenden Materials (d.h. frische Partikel, die nicht einer wiederholten oder längeren Verwendung unterworfen waren).
  • Die "mittlere Partikelgröße" und die "Dispersion", wie hier unter Bezugnahme auf das Pt legierende Material verwendet, wurden, insbesondere wenn das Pt legierende Material Palladium ist, mittels CO-Chemisorption wie folgt bestimmt. Der Gehalt an Pt legierendem Material wurde mittels optischer Emissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) gemessen. Die CO-Aufnahme der Probe wurde unter Verwendung eines Micromeritics-Autochem-2920-Instruments gemessen. Die Probe wurde mit Wasserstoffgas bei 300 °C vorbehandelt. Die Aufnahme von Kohlenstoffmonoxid wurde mittels Puls-Chemisorption bei 50 °C gemessen. Die Dispersion und die Partikelgröße des Pt legierenden Materials wurden anschließend unter Verwendung der Autochem-2920-Software, bezogen auf die CO-Aufnahme und den Gehalt an Pt legierendem Material für die Probe berechnet. Ein Chemisorptionsverhältnis für CO:Pd von 1:1 wurde bei der Berechnung verwendet.
  • Die Dispersion des Pt legierenden Materials ist eine Messung der Partikelgröße des Pt legierenden Materials. Große Partikel mit einer kleinen Oberfläche weisen eine geringe Dispersion auf. Wenn Materialien, wie Palladium oder Gold, aufgrund ihrer katalytischen Aktivität in einer Zusammensetzung inkludiert sind, weisen die Partikel eine hohe Dispersion auf, da eine hohe Oberfläche wünschenswert ist. Die Dispersion von Palladium oder anderen derartigen Materialien in katalytischen Zusammensetzungen ist im Allgemeinen viel größer als 10 %.
  • Allgemein weist das Einfangmaterial oder der Einfangbereich eine Gesamtbeladung von Pt legierendem Material (z.B. Metallgehalt des Pt legierenden Materials) von 1 g·ft–3 bis 50 g·ft–2, vorzugsweise 4 g·ft–3 bis 40 g·ft–3, noch stärker bevorzugt 8 g·ft–3 bis 30 g·ft–3 auf.
  • Das Pt legierende Material, wie Palladium, kann auf einem Substrat, wie dem Substrat des Oxidationskatalysators oder des Einfangbausteins, angeordnet oder geträgert sein (z.B. ist das Pt legierende Material direkt auf das Substrat aufgetragen). Es ist bevorzugt, dass das Pt legierende Material auf einem Trägermaterial (z.B. einem partikelförmigen Trägermaterial) angeordnet oder geträgert ist. Das Pt legierende Material kann direkt auf dem Trägermaterial angeordnet sein oder wird direkt durch das Trägermaterial geträgert (z.B. gibt es kein dazwischenliegendes Trägermaterial zwischen dem Pt legierenden Material und dem Trägermaterial). Beispielsweise kann das Pt legierende Material, wie Palladium, auf einer Oberfläche des Trägermaterials verteilt und/oder in das Trägermaterial imprägniert sein.
  • Allgemein umfasst das Trägermaterial ein hitzebeständiges Oxid oder besteht im Wesentlichen daraus. Typischerweise ist das hitzebeständige Oxid nicht ein Material, das die katalytische Aktivität des Pt legierenden Materials fördert, insbesondere wenn das Pt legierende Material Palladium umfasst (z.B. die katalytische Aktivität des Palladiums bei der Oxidation von CO und/oder von nicht verbrannten HCs).
  • Mindestens ein Partikel des Pt legierenden Materials kann auf mindestens einem Partikel des hitzebeständigen Oxids angeordnet oder geträgert sein. Vorzugsweise sind eine Mehrzahl von Partikeln des Pt legierenden Materials auf mindestens einem Partikel des hitzebeständigen Oxids angeordnet oder geträgert. Stärker bevorzugt gibt es eine Mehrzahl von Partikeln des hitzebeständigen Oxids, wobei eine Mehrzahl von Partikeln des Pt legierenden Materials auf jedem Partikel des hitzebeständigen Oxids angeordnet oder geträgert ist.
  • Das hitzebeständige Oxid kann der obigen Definition entsprechen. Somit kann das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Ceroxid und einem Misch- oder Verbundoxid hiervon, sowie einem Misch- oder Verbundoxid von zwei oder mehr hiervon besteht.
  • Beispielsweise kann das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Ceroxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Aluminiumoxid, Zirconiumoxid-Aluminiumoxid, Ceroxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Titanoxid, Ceroxid-Zirconiumoxid und Aluminiumoxid-Magnesiumoxid besteht.
  • Das hitzebeständige Oxid kann optional dotiert sein (z.B. mit einem Dotiermittel). Das Dotiermittel kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Zirconium (Zr), Titan (Ti), Silicium (Si), Yttrium (Y), Lanthan (La), Praseodym (Pr), Samarium (Sm), Neodym (Nd) und einem Oxid hiervon besteht.
  • Wenn das hitzebeständige Oxid dotiert ist, beträgt die Gesamtmenge des Dotiermittels 0,25 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 3 Gew.-% (z.B. etwa 1 Gew.-%) des hitzebeständigen Oxids.
  • Wenn das hitzebeständige Oxid Ceroxid-Zirconiumoxid umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht, dann kann das Ceroxid-Zirconiumoxid im Wesentlichen aus 20 bis 95 Gew.-% Ceroxid und 5 bis 80 Gew.-% Zirconiumoxid (z.B. 50 bis 95 Gew.-% Ceroxid und 5 bis 50 Gew.-% Zirconiumoxid), vorzugsweise 35 bis 80 Gew.-% Ceroxid und 20 bis 65 Gew.-% Zirconiumoxid (z.B. 55 bis 80 Gew.-% Ceroxid und 20 bis 45 Gew.-% Zirconiumoxid), noch stärker bevorzugt 45 bis 75 Gew.-% Ceroxid und 25 bis 55 Gew.-% Zirconiumoxid bestehen.
  • Es ist bevorzugt, dass das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Ceroxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Ceroxid-Aluminiumoxid, Ceroxid-Zirconiumoxid und Aluminiumoxid-Magnesiumoxid besteht. Stärker bevorzugt ist das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt, die aus Aluminiumoxid, Ceroxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid und Ceroxid-Zirconiumoxid besteht. Noch stärker bevorzugt ist das hitzebeständige Oxid Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, insbesondere Siliciumdioxid-Aluminiumoxid.
  • In einer ersten PAM enthaltenden Ausführungsform sind die Partikel des hitzebeständigen Oxids von dem Typ, der als ein Trägermaterial für ein katalytisches Material verwendet werden würde (beispielsweise sind sie (die Partikel) relativ klein und besitzen eine hohe Oberfläche).
  • In der ersten PAM enthaltenden Ausführungsform weisen die Partikel des hitzebeständigen Oxids typischerweise eine mittlere spezifische Oberfläche von > etwa 50 m2/g, vorzugsweise ≥ etwa 60 m2/g, wie von ≥ etwa 100 m2/g, auf.
  • In der ersten PAM enthaltenden Ausführungsform ist es bevorzugt, dass das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Aluminiumoxid, Zirconiumoxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Titanoxid und Aluminiumoxid-Magnesiumoxid besteht. Stärker bevorzugt ist das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid und Aluminiumoxid-Magnesiumoxid besteht.
  • In einer zweiten PAM enthaltenden Ausführungsform ist das hitzebeständige Oxid vom oben definierten Typ, der eine relativ kleine mittlere spezifische Oberfläche besitzt und Partikel umfasst, die relativ groß sind.
  • Die zweite PAM enthaltende Ausführungsform betrifft ein Einfangmaterial, das Folgendes umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht:
    • (a) Partikel eines hitzebeständigen Oxids mit einer mittleren spezifischen Oberfläche von ≤ etwa 50 m2/g gemäß einer anderen obigen Definition, und
    • (b) Partikel eines Pt legierenden Materials gemäß obiger Definition.
  • Wie hier weiter oben beschrieben, ist das Pt legierende Material typischerweise auf einem Trägermaterial angeordnet oder geträgert (z.B. einem partikelförmigen Trägermaterial), wobei das Trägermaterial das hitzebeständige Oxid mit einer mittleren spezifischen Oberfläche von ≤ etwa 50 m2/g oder wie oben definiert, umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht. Das Pt legierende Material kann direkt auf dem Trägermaterial angeordnet sein oder wird direkt von dem Trägermaterial geträgert (z.B. gibt es kein dazwischenliegendes Trägermaterial zwischen dem Pt legierenden Material und dem Trägermaterial). Beispielsweise kann das Pt legierende Material, wie Palladium, auf einer Oberfläche des Trägermaterials verteilt und/oder in das Trägermaterial imprägniert sein.
  • Mindestens ein Partikel des Pt legierenden Materials kann auf mindestens einem Partikel des hitzebeständigen Oxids angeordnet oder geträgert sein. Vorzugsweise sind eine Mehrzahl von Partikeln des Pt legierenden Materials auf mindestens einem Partikel des hitzebeständigen Oxids angeordnet oder geträgert. Stärker bevorzugt gibt es eine Mehrzahl von Partikeln des hitzebeständigen Oxids, wobei eine Mehrzahl von Partikeln des Pt legierenden Materials auf jedem Partikel des hitzebeständigen Oxids angeordnet oder geträgert ist.
  • Die Erfindung umfasst verschiedene Anordnungen des Einfangmaterials im Verhältnis zu dem (Pt) umfassenden katalytischen Material, das Teil eines Oxidationskatalysators ist. Im Prinzip kann das Einfangmaterial bei einem Oxidationskatalysator, der solch ein katalytisches Material umfasst, verwendet werden.
  • Wenn der Oxidationskatalysator selbst das Einfangmaterial umfasst (d.h. das Einfangmaterial ist auf dem gleichen Substrat wie das katalytische Material angeordnet oder geträgert), dann ist der Oxidationskatalysator ein erfindungsgemäßer Oxidationskatalysator.
  • Wenn das Einfangmaterial Teil eines Einfangbausteins ist, kann der Oxidationskatalysator ein erfindungsgemäßer Oxidationskatalysator oder ein Oxidationskatalysator ohne einen ein Einfangmaterial umfassenden Bereich sein.
  • Wenn der Oxidationskatalysator ein erfindungsgemäßer Oxidationskatalysator ist, kann er einen Bereich umfassen, der ein erstes Einfangmaterial umfasst, und der Einfangbaustein kann ein zweites Einfangmaterial umfassen. Das erste Einfangmaterial kann eine Zusammensetzung aufweisen, die gleich zu oder verschieden von der Zusammensetzung des zweiten Einfangmaterials ist. Wenn die Zusammensetzungen des ersten Einfangmaterials und des zweiten Einfangmaterials verschieden sind, kann jedes Einfangmaterial unabhängig eine Zusammensetzung gemäß obiger Definition aufweisen.
  • Wenn es sich bei dem Oxidationskatalysator um einen Oxidationskatalysator ohne einen ein Einfangmaterial umfassenden Bereich handelt, umfasst der Oxidationskatalysator ein auf dem Substrat angeordnetes katalytisches Material oder besteht im Wesentlichen daraus, wobei das katalytische Material Platin (Pt) umfasst.
  • Die nachfolgend in Bezug auf den Oxidationskatalysator beschriebenen Merkmale beziehen sich auf den erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator und/oder oder auf den Oxidationskatalysator ohne einen ein Einfangmaterial umfassenden Bereich, wenn es nicht im Zusammenhang anders angegeben ist.
  • Der Oxidationskatalysator kann ein Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein katalysiertes Rußfilter (CSF), ein NOX-Speicherkatalysator (NSC), ein passiver NOX-Adsorber (PNA), ein exothermer Dieselkatalysator (DEC), ein Kaltstartkonzept(CSCTM)-Katalysator [siehe WO 2012/166868 und die Internationale Patentanmeldung Nr. PCT/US 14/69079 , die jeweils hier durch Bezugnahme aufgenommen sind] oder einen Ammoniak-Sperrkatalysator bzw. Ammoniak-Slip-Katalysator (ASC) sein. Es ist bevorzugt, dass der Oxidationskatalysator ein DOC, ein CSF, ein NSC, ein PNA oder ein DEC ist. Stärker bevorzugt ist der Oxidationskatalysator eine DOC oder ein CSF.
  • Zur Klarstellung sei gesagt, dass das Einfahrmaterial und das katalytische Material verschiedene Zusammensetzungen aufweisen.
  • Allgemein umfasst das katalytische Material Platin (Pt), das auf einem Trägermaterial angeordnet oder geträgert ist (welches hierin als das Trägermaterial des katalytischen Materials oder als "CM-Trägermaterial" bezeichnet wird). Das Platin kann direkt auf dem Trägermaterial angeordnet sein oder wird direkt durch das Trägermaterial geträgert (z.B. gibt es kein dazwischenliegendes Trägermaterial zwischen dem Platin und dem Trägermaterial). Beispielsweise kann das Platin über einer Oberfläche des Trägermaterials verteilt und/oder in dem Trägermaterial imprägniert sein.
  • Das CM-Trägermaterial umfasst ein hitzebeständiges Oxid oder besteht im Wesentlichen daraus (welches hierin als das hitzebeständige Oxid des katalytischen Materials bezeichnet wird). Partikel des hitzebeständigen Oxids besitzen typischerweise eine mittlere spezifische Oberfläche von ≥ 75 m2/g, wie von ≥ 100 m2/g und vorzugsweise ≥ 100 m2/g.
  • Das hitzebeständige Oxid des CM-Trägermaterials ist typischerweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Ceroxid und einem Misch- oder Verbundoxid hiervon, wie einem Misch- oder Verbundoxid von zwei oder mehr hiervon, besteht. Beispielsweise kann das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Ceroxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Aluminiumoxid, Zirconiumoxid-Aluminiumoxid, Ceroxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Titanoxid, Ceroxid-Zirconiumoxid und Aluminiumoxid-Magnesiumoxid besteht.
  • Wenn das CM-Trägermaterial oder das hitzebeständige Oxid hiervon ein Misch- oder Verbundoxid von Aluminiumoxid (z.B. Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Magnesiumoxid oder ein Gemisch von Aluminiumoxid und Ceroxid) umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht, dann umfasst das Misch- oder Verbundoxid von Aluminiumoxid vorzugsweise mindestens 50 bis 99 Gew.-% Aluminiumoxid, stärker bevorzugt 70 bis 95 Gew.-% Aluminiumoxid, noch stärker bevorzugt 75 bis 90 Gew.-% Aluminiumoxid.
  • Wenn das CM-Trägermaterial oder das hitzebeständige Oxid hiervon Ceroxid-Zirconiumoxid umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht, dann besteht das Ceroxid-Zirconiumoxid im Wesentlichen aus 20 bis 95 Gew.-% Ceroxid und 5 bis 80 Gew.-% Zirconiumoxid (z.B. 50 bis 95 Gew.-% Ceroxid und 5 bis 50 Gew.-% Zirconiumoxid), vorzugsweise 35 bis 80 Gew.-% Ceroxid und 20 bis 65 Gew.-% Zirconiumoxid (z.B. 55 bis 80 Gew.-% Ceroxid und 20 bis 45 Gew.-% Zirconiumoxid), noch stärker bevorzugt 45 bis 75 Gew.-% Ceroxid und 25 bis 55 Gew.-% Zirconiumoxid.
  • Das CM-Trägermaterial oder das hitzebeständige Oxid hiervon kann optional dotiert sein (z.B. mit einem Dotiermittel). Das Dotiermittel kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Zirconium (Zr), Titan (Ti), Silicium (Si), Yttrium (Y), Lanthan (La), Praseodym (Pr), Samarium (Sm), Neodym (Nd) und Oxiden hiervon besteht.
  • Wenn das CM-Trägermaterial oder das hitzebeständige Oxid hiervon dotiert ist, beträgt die Gesamtmenge des Dotiermittels 0,25 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 3 Gew.-% (z.B. etwa 1 Gew.-%).
  • Das CM-Trägermaterial oder das hitzebeständige Oxid hiervon kann Aluminiumoxid, das mit einem Dotiermittel dotiert ist, umfassen oder im Wesentlichen daraus bestehen. Es ist besonders bevorzugt, dass das CM-Trägermaterial oder das hitzebeständige Oxid hiervon mit einem Dotiermittel dotiertes Aluminiumoxid umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht, wenn das katalytische Material ein Erdalkalimetall umfasst, vorzugsweise wenn der Oxidationskatalysator ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) oder ein katalysiertes Rußfilter (CSF) ist.
  • Das Aluminiumoxid kann mit einem Dotiermittel, das Silicium (Si), Magnesium (Mg), Barium (Ba), Lanthan (La), Cer (Ce), Titan (Ti) oder Zirconium (Zr) oder eine Kombination von zwei oder mehr hiervon umfasst, dotiert sein. Das Dotiermittel kann ein Oxid von Silicium, ein Oxid von Magnesium, ein Oxid von Barium, ein Oxid von Lanthan, ein Oxid von Cer, ein Oxid von Titan oder ein Oxid von Zirconium umfassen oder im Wesentlichen daraus bestehen. Vorzugsweise umfasst das Dotiermittel Silicium, Magnesium, Barium, Cer oder ein Oxid hiervon, insbesondere Silicium oder Cer oder ein Oxid hiervon, oder besteht im Wesentlichen daraus. Stärker bevorzugt umfasst das Dotiermittel Silicium, Magnesium, Barium oder ein Oxid hiervon, insbesondere Silicium, Magnesium oder ein Oxid hiervon, speziell Silicium oder ein Oxid hiervon, oder besteht im Wesentlichen daraus.
  • Beispiele für mit einem Dotiermittel dotiertes Aluminiumoxid umfassen mit Siliciumdioxid dotiertes Aluminiumoxid, mit Magnesiumoxid dotiertes Aluminiumoxid, mit Barium oder Bariumoxid dotiertes Aluminiumoxid, mit Lanthanoxid dotiertes Aluminiumoxid oder mit Ceroxid dotiertes Aluminiumoxid, insbesondere mit Siliciumdioxid dotiertes Aluminiumoxid, mit Lanthanoxid dotiertes Aluminiumoxid oder mit Ceroxid dotiertes Aluminiumoxid. Es ist bevorzugt, dass das mit einem Dotiermittel dotierte Aluminiumoxid mit Siliciumdioxid dotiertes Aluminiumoxid, mit Barium oder Bariumoxid dotiertes Aluminiumoxid oder mit Magnesiumoxid dotiertes Aluminiumoxid ist. Stärker bevorzugt ist das mit einem Dotiermittel dotierte Aluminiumoxid mit Siliciumdioxid dotiertes Aluminiumoxid oder mit Magnesiumoxid dotiertes Aluminiumoxid. Noch stärker bevorzugt ist das mit einem Dotiermittel dotierte Aluminiumoxid mit Siliciumdioxid dotiertes Aluminiumoxid.
  • Wenn das Aluminiumoxid mit Siliciumdioxid dotiertes Aluminiumoxid ist, ist das Aluminiumoxid mit Siliciumdioxid in einer Gesamtmenge von 0,5 bis 45 Gew.-% (d.h. %, bezogen auf das Gewicht des Aluminiumoxids), vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-%, stärker bevorzugt 1,5 bis 30 Gew.-% (z.B. 1,5 bis 10 Gew.-%), insbesondere 2,5 bis 25 Gew.-%, stärker bevorzugt 3,5 bis 20 Gew.-% (z.B. 5 bis 20 Gew.-%), noch stärker bevorzugt 4,5 bis 15 Gew.-% dotiert.
  • Wenn das Aluminiumoxid mit Magnesiumoxid dotiertes Aluminiumoxid ist, ist das Aluminiumoxid mit Magnesiumoxid in einer Menge gemäß obiger Definition oder einer Menge von 1 bis 40 Gew.-% (d.h. %, bezogen auf das Gewicht des Aluminiumoxids), wie 5 bis 28 Gew.-%, dotiert. Stärker bevorzugt ist das Aluminiumoxid mit Magnesiumoxid in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-% dotiert.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das CM-Trägermaterial oder das hitzebeständige Oxid hiervon ein Erdalkalimetallaluminat umfassen oder im Wesentlichen daraus bestehen. Der Begriff "Erdalkalimetallaluminat" bezieht sich allgemein auf eine Verbindung der Formel MAI2O4, wobei "M" für das Erdalkalimetall, wie z.B. Mg, Ca, Sr oder Ba, steht. Solche Verbindungen können eine Spinellstruktur umfassen.
  • Typischerweise ist das Erdalkalimetallaluminat Magnesiumaluminat (MgAl2O4), Calciumaluminat (CaAl2O4), Strontiumaluminat (SrAl2O4), Bariumaluminat (BaAl2O4) oder ein Gemisch von zwei oder mehr hiervon. Vorzugsweise ist das Erdalkalimetallaluminat Magnesiumaluminat (MgAl2O4).
  • In dem Oxidationskatalysator kann das katalytische Material ein einzelnes Platingruppenmetall (PGM) umfassen, bei dem es sich um Platin handelt (z.B. umfasst das katalytische Material Platin als alleiniges Platingruppenmetall).
  • Alternativ kann das katalytische Material in Abhängigkeit von der Anwendung des Oxidationskatalysators (i) Platin (Pt) und (ii) Palladium (Pd) und/oder Rhodium (Rh) umfassen.
  • Wenn das katalytische Material Palladium (Pd) umfasst, dann umfasst das katalytische Material typischerweise Partikel von Palladium (Pd), die eine mittlere Partikelgröße von <10 nm, vorzugsweise ≤ 8 nm aufweisen.
  • Wenn das katalytische Material Palladium (Pd) umfasst, dann umfasst das katalytische Material typischerweise Partikel von Palladium (Pd), die eine Dispersion von > 10 %, vorzugsweise ≥ 15 % (z.B. 15 bis 35 %), wie ≥ 20 % (z.B. 20 bis 30 %) aufweisen.
  • Wenn allgemein der katalytische Bereich oder das katalytische Material hiervon Pt und Pd (und optional Rh) umfasst, dann beträgt das Massenverhältnis von Pt zu Pd typischerweise ≥ 1:1. Das katalytische Material kann Pt und optional Pd in einer solchen Weise umfassen, dass das Massenverhältnis von Pt zu Pd von 1:0 bis 1:1 beträgt. Es wurde festgestellt, dass eine Verflüchtigung von Platin auftritt, wenn das katalytische Material relativ reich an Pt ist.
  • Es ist bevorzugt, dass, wenn das katalytische Material Pt und Pd (und optional Rh) umfasst, das Massenverhältnis von Pt zu Pd ≥ 1,5:1, stärker bevorzugt ≥ 2:1 (z.B. ≥ 3:1), noch stärker bevorzugt ≥ 4:1, wie ≥ 10:1 beträgt. Das Massenverhältnis (d.h. das Verhältnis, bezogen auf die Masse) von Pt zu Pd beträgt vorzugsweise 50:1 bis 1:1, stärker bevorzugt 30:1 bis 2:1 (z.B. 25:1 bis 4:1), noch stärker bevorzugt 20:1 bis 5:1, wie 15:1 bis 7,5:1.
  • Wenn allgemein das katalytische Material Pt und Rh (und optional Pd) umfasst, beträgt das Massenverhältnis von Pt zu Rh typischerweise ≥ 1:1. Das katalytische Material kann Pt und optional Rh so umfassen, dass das Massenverhältnis von Pt zu Rh 1:0 bis 1:1 beträgt. Wenn das katalytische Material Pt und Rh (und optional Pd) umfasst, beträgt vorzugsweise das Massenverhältnis von Pt zu Rh ≥ 1,5:1, stärker bevorzugt ≥ 2:1 (z.B. ≥ 3:1), noch stärker bevorzugt ≥ 4:1, wie ≥ 10:1. Das Massenverhältnis (d.h. das Verhältnis, bezogen auf die Masse) von Pt zu Rh beträgt vorzugsweise 50:1 bis 1:1, stärker bevorzugt 30:1 bis 2:1 (z.B. 25:1 bis 4:1), noch stärker bevorzugt 20:1 bis 5:1, wie 15:1 bis 7,5:1.
  • Wenn das katalytische Material Pd (und optional Rh) umfasst, kann das katalytische Material Pd, angeordnet oder geträgert auf dem CM-Trägermaterial, umfassen. Wenn Rh ebenfalls anwesend ist, kann das katalytische Material Pd und Rh, angeordnet oder geträgert auf dem CM-Trägermaterial, umfassen.
  • Typischerweise weist der Oxidationskatalysator eine Gesamtbeladung von PGM von 5 bis 500 g·ft–3 auf. Vorzugsweise beträgt die Gesamtbeladung von PGM 10 bis 400 g·ft–3, stärker bevorzugt 20 bis 300 g·ft–3, noch stärker bevorzugt 25 bis 250 g·ft–3 und noch stärker bevorzugt 30 bis 200 g·ft–3.
  • In einer ersten Ausführungsform des Oxidationskatalysators (mit oder ohne Einfangmaterial) ist der Oxidationskatalysator ein Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein exothermer Dieselkatalysator (DEC) oder ein passiver NOX-Adsorber (PNA).
  • Wenn der Oxidationskatalysator ein Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein exothermer Dieselkatalysator (DEC), ein passiver NOX-Adsorber (PNA), ein Kaltstartkonzept(CSCTM)-Katalysator oder ein Ammoniak-Sperrkatalysator (ASC) ist, besitzt der Oxidationskatalysator oder das katalytische Material hiervon eine Gesamtbeladung an PGM von 20 bis 200 g·ft–3, stärker bevorzugt 40 bis 160 g·ft–3.
  • In einer zweiten Ausführungsform des Oxidationskatalysators (mit oder ohne Einfangmaterial) ist der Oxidationskatalysator ein katalysiertes Rußfilter (CSF).
  • Wenn der Oxidationskatalysator ein katalysiertes Rußfilter (CSF) ist, besitzt der Oxidationskatalysator oder das katalytische Material hiervon eine Gesamtbeladung an PGM von 1 bis 100 g·ft–3, stärker bevorzugt 5 bis 50 g·ft–3.
  • Wenn der Oxidationskatalysator ein Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein exothermer Dieselkatalysator (DEC), ein passiver NOX-Adsorber (PNA), ein Kaltstartkonzept (CSCTM)-Katalysator, ein Ammoniak-Sperrkatalysator (ASC) oder ein katalysiertes Rußfilter (CSF) ist, dann umfasst vorzugsweise der Oxidationskatalysator oder das katalytische Material hiervon kein Rhodium (Rh). Das katalytische Material kann Platin (Pt) oder Platin (Pt) und Palladium (Pd), typischerweise als die alleinigen Platingruppenmetalle (PGMs) umfassen.
  • Wenn der Oxidationskatalysator ein Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein exothermer Dieselkatalysator (DEC) oder ein katalysiertes Rußfilter (CSF) ist, ist es bevorzugt, dass das hitzebeständige Oxid ein Aluminiumoxid, wie z.B. Aluminiumoxid, das optional mit einem Dotiermittel dotiert ist (z.B. wobei das Dotiermittel Silicium oder ein Oxid hiervon umfasst oder das Dotiermittel Siliciumdioxid ist), oder ein Misch- oder Verbundoxid von Aluminiumoxid (z.B. Siliciumdioxid-Aluminiumoxid) umfasst. Alternativ kann das hitzebeständige Oxid im Wesentlichen aus Aluminiumoxid bestehen.
  • Das katalytische Material in der ersten und der zweiten Oxidationskatalysator-Ausführungsform kann des Weiteren einen Katalysatorpromotor umfassen. Der Katalysatorpromotor kann ein Erdalkalimetall umfassen oder im Wesentlichen daraus bestehen. Das Erdalkalimetall kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba) und einer Kombination von zwei oder mehr hiervon besteht. Es ist bevorzugt, dass das Erdalkalimetall Calcium (Ca), Strontium (Sr) oder Barium (Ba), stärker bevorzugt Strontium (Sr) oder Barium (Ba) ist, und am stärksten bevorzugt ist das Erdalkalimetall Barium (Ba).
  • Allgemein umfasst das katalytische Material eine Gesamtmenge des Erdalkalimetalls von 10 bis 500 g·ft–3 (z.B. 60 bis 400 g·ft–3 oder 10 bis 450 g·ft–3), insbesondere 20 bis 400 g·ft–3, stärker bevorzugt 35 bis 350 g·ft–3, wie 50 bis 300 g·ft–3, insbesondere 75 bis 250 g·ft–3.
  • Typischerweise sind der Katalysatorpromotor (z.B. ein Erdalkalimetall) und das Platin (und optional Palladium) auf dem CM-Trägermaterial geträgert.
  • In einer dritten Oxidationskatalysator-Ausführungsform (mit oder ohne das Einfangmaterial) ist der Oxidationskatalysator ein NOX-Speicherkatalysator (NSC).
  • Wenn der Oxidationskatalysator ein NOX-Speicherkatalysator (NSC) ist, kann der Oxidationskatalysator oder das katalytische Material hiervon vorzugsweise Folgendes umfassen:
    • (a) Platin (Pt) und Palladium (Pd), vorzugsweise Pt und Pd als die alleinigen PGMs; oder
    • (b) Platin (Pt) und Rhodium (Rh), vorzugsweise Pt und Rh als die alleinigen PGMs; oder
    • (c) Platin (Pt), Palladium (Pd) und Rhodium (Rh), vorzugsweise Pt, Pd und Rh als die alleinigen PGMs.
  • Wenn der Oxidationskatalysator ein NOX-Speicherkatalysator (NSC) ist, weist der Oxidationskatalysator oder das katalytische Material hiervon vorzugsweise eine Gesamtbeladung von PGM von 20 bis 200 g·ft–3, stärker bevorzugt 40 bis 160 g·ft–3 auf.
  • Wenn das katalytische Material Pd umfasst, kann das Pd auf dem CM-Trägermaterial angeordnet oder geträgert sein.
  • Wenn das katalytische Material Pd umfasst, kann das Pd auf dem CM-Trägermaterial angeordnet oder geträgert sein.
  • In der dritten Ausführungsform des Oxidationskatalysators ist es bevorzugt, dass der CM-Träger ein hitzebeständiges Oxid umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid-Magnesiumoxid (z.B. einem Misch- oder Verbundoxid hiervon), Aluminiumoxid, dotiert mit Magnesiumoxid und Magnesiumaluminat (MgAl2O4) besteht. Stärker bevorzugt ist das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt, die aus Aluminiumoxid-Magnesiumoxid (z.B. einem Misch- oder Verbundoxid hiervon) und mit Magnesiumoxid dotiertem Aluminiumoxid besteht. Das Aluminiumoxid-Magnesiumoxid oder das mit Magnesiumoxid dotierte Aluminiumoxid umfassen Magnesiumoxid in einer Menge von 1 bis 40 Gew.-% (d.h. % bezogen auf das Gewicht des Aluminiumoxids), wie 5 bis 28 Gew.-%. Stärker bevorzugt ist das Aluminiumoxid mit Magnesiumoxid in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-% dotiert.
  • Wenn der Oxidationskatalysator ein NOX-Speicherkatalysator (NSC) ist, umfasst typischerweise der Oxidationskatalysator oder das katalytische Material hiervon eine NOX-Speicherkomponente.
  • Die NOX-Speicherkomponente umfasst ein Erdalkalimetall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba) und einer Kombination von zwei oder mehr hiervon besteht. Es ist bevorzugt, dass das Erdalkalimetall Calcium (Ca), Strontium (Sr) oder Barium (Ba), stärker bevorzugt Strontium (Sr) oder Barium (Ba) ist, und am stärksten bevorzugt ist das Erdalkalimetall Barium (Ba).
  • Typischerweise besteht die NOX-Speicherkomponente aus einem Oxid, einem Carbonat oder einem Hydroxid des Erdalkalimetalls.
  • Wenn der Oxidationskatalysator ein NOX-Speicherkatalysator (NSC) ist, umfasst typischerweise der Oxidationskatalysator oder das katalytische Material hiervon eine Gesamtmenge der NOX-Speicherkomponente (z.B. des Erdalkalimetalls) von 100 bis 6000 g·ft–3, vorzugsweise 250 bis 900 g·ft–3 (z.B. 250 bis 500 g·ft–3), insbesondere 300 bis 850 g·ft–3 (z.B. 300 bis 450 g·ft–3), stärker bevorzugt 400 bis 800 g·ft–3, wie 450 bis 600 g·ft–3. Unter bestimmten Umständen kann das CM-Trägermaterial und/oder das NSC-Trägermaterial eine gewisse NOX-Speicheraktivität liefern, beispielsweise wenn das Trägermaterial Ceroxid umfasst. Zur Klarstellung sei angemerkt, dass die Gesamtmenge der NOX-Speicherkomponente typischerweise nicht die Menge des CM-Trägermaterials und/oder die Menge des NSC-Trägermaterials umfasst.
  • Die NOX-Speicherkomponente kann auf dem CM-Trägermaterial angeordnet oder geträgert sein.
  • Der Oxidationskatalysator oder das katalytische Material hiervon kann des Weiteren ein NOX-Speicherkomponententrägermaterial (das hierin als "NSC-Trägermaterial" bezeichnet wird) umfassen. Zusätzlich oder als Alternative zu einem Anordnen oder Trägern der NOX-Speicherkomponente auf dem CM-Trägermaterial kann die NOX-Speicherkomponente auf dem NSC-Trägermaterial angeordnet oder geträgert sein.
  • Das NSC-Trägermaterial umfasst ein hitzebeständiges Oxid, wie z.B. ein hitzebeständiges Oxid, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ceroxid und einem Misch- oder Verbundoxid hiervon besteht, oder besteht im Wesentlichen daraus. Das Misch- oder Verbundoxid von Ceroxid kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Ceroxid-Aluminiumoxid und Ceroxid-Zirconiumoxid besteht. Es ist bevorzugt, dass das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ceroxid und Ceroxid-Zirconiumoxid besteht.
  • Wenn das NSC-Trägermaterial oder das hitzebeständige Oxid hiervon Ceroxid-Zirconiumoxid umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht, kann das Ceroxid-Zirconiumoxid im Wesentlichen aus 20 bis 95 Gew.-% Ceroxid und 5 bis 80 Gew.-% Zirconiumoxid (z.B. 50 bis 95 Gew.-% Ceroxid und 5 bis 50 Gew.-% Zirconiumoxid), vorzugsweise 35 bis 80 Gew.-% Ceroxid und 20 bis 65 Gew.-% Zirconiumoxid (z.B. 55 bis 80 Gew.-% Ceroxid und 20 bis 45 Gew.-% Zirconiumoxid), noch stärker bevorzugt 45 bis 75 Gew.-% Ceroxid und 25 bis 55 Gew.-% Zirconiumoxid, bestehen.
  • Der Oxidationskatalysator (einschließlich der ersten bis dritten Oxidationskatalysator-Ausführungsformen) oder das katalytische Material hiervon kann des Weiteren einen Zeolith umfassen. Es ist bevorzugt, dass der Zeolith ein mittelporiger Zeolith ist (z.B. ein Zeolith mit einer maximalen Ringgröße von zehn tetraedrischen Atomen) oder ein großporiger Zeolith (z.B. ein Zeolith mit einer maximalen Ringgröße von 12 tetraedrischen Atomen) ist. Beispiele für geeignete Zeolithe oder Typen von Zeolithen umfassen Faujasit, Clinoptilolit, Mordenit, Silicalit, Ferrierit, Zeolith X, Zeolith Y, ultrastabilen Zeolith Y, AEI-Zeolith, ZSM-5-Zeolith, ZSM-12-Zeolith, ZSM-20-Zeolith, ZSM-34-Zeolith, CHA-Zeolith, SSZ-3-Zeolith, SAPO-5-Zeolith, Offretit, einen Beta-Zeolith oder einen Kupfer-CHA-Zeolith. Der Zeolith ist vorzugsweise ZSM-5, ein Beta-Zeolith oder ein Y-Zeolith.
  • Typischerweise weist der Zeolith ein molares Verhältnis von Siliciumdioxid zu Aluminiumoxid von mindestens 25:11, vorzugsweise mindestens 25:1, mit geeigneten Bereichen von 25:1 bis 1000:1, 50:1 bis 500:1, sowie 25:1 bis 100:1, 25:1 bis 300:1, von 100:1 bis 250:1, auf.
  • Wenn der Oxidationskatalysator oder das katalytische Material hiervon einen Zeolith umfasst, beträgt die Gesamtbeladung des Zeoliths typischerweise 0,05 bis 3,00 g·Zoll–3, insbesondere 0,10 bis 2,00 g·Zoll–3, stärker bevorzugt 0,2 bis 0,8 g·Zoll–3.
  • Allgemein umfasst der Oxidationskatalysator einen Bereich, der das katalytische Material umfasst. Der das katalytische Material umfassende Bereich wird hierin als der "katalytische Bereich" bezeichnet. Der katalytische Bereich ist typischerweise auf dem Substrat angeordnet oder geträgert. Der katalytische Bereich kann direkt auf dem Substrat angeordnet sein (d.h. der katalytische Bereich befindet sich in Kontakt mit einer Oberfläche des Substrats).
  • Der Einfangbereich kann:
    • (a) auf dem katalytischen Bereich angeordnet oder geträgert sein; und/oder
    • (b) direkt auf dem Substrat angeordnet sein [d.h., der Einfangbereich befindet sich in Kontakt mit einer Oberfläche des Substrats]; und/oder
    • (c) sich in Kontakt mit dem katalytischen Bereich befinden [d.h. der Einfangbereich ist benachbart zu dem katalytischen Bereich oder stößt an den katalytischen Bereich an].
  • Im Allgemeinen ist der Einfangbereich auf einer Mehrzahl von Kanalwänden des Substrats (d.h. jeder Kanalwand in dem Substrat) angeordnet oder geträgert.
  • Der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator umfasst des Weiteren einen das Einfangmaterial umfassenden Bereich, der so angeordnet ist, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas mit dem katalytischen Material in Berührung gelangt ist oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist. Der das Einfangmaterial umfassende Bereich wird hierin als "Einfangbereich" bezeichnet.
  • Allgemein ist der Einfangbereich so angeordnet, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, wenn es den Oxidationskatalysator verlässt. Der katalytische Bereich kann so angeordnet oder ausgerichtet sein, dass er vor dem Einfangbereich mit dem Abgas in Berührung gelangt. In der ersten bis dritten Anordnung des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators ist der Einfangbereich so angeordnet, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, wenn es den Oxidationskatalysator verlässt, und optional ist der katalytische Bereich so angeordnet oder ausgerichtet, dass er vor dem Einfangbereich mit dem Abgas in Berührung gelangt.
  • Es ist bevorzugt, dass der Einfangbereich eine Einfangzone ist. Stärker bevorzugt ist die Einfangzone an oder nahe an dem Auslassende des Substrats angeordnet oder geträgert.
  • Im Allgemeinen weist die Einfangzone eine Länge von ≥ 1 Zoll (≥ 25,4 mm) auf. Diese Länge der Einfangzone ist von der Länge des Substrats unabhängig.
  • Die Einfangzone weist typischerweise eine Länge von 2,5 bis 50 % der Länge des Substrats (z.B. 5 bis 45 %), vorzugsweise 10 bis 40 % der Länge des Substrats (z.B. 15 bis 35 %), stärker bevorzugt 15 bis 30 % der Länge des Substrats auf.
  • In einer ersten Anordnung des Oxidationskatalysators der Erfindung (die die erste bis dritte Oxidationskatalysatorausführungsform umfasst) ist der katalytische Bereich stromauf der Einfangzone angeordnet oder geträgert. Vorzugsweise ist der katalytische Bereich eine katalytische Zone. Stärker bevorzugt ist die katalytische Zone an oder nahe an dem Einlassende des Substrats angeordnet oder geträgert.
  • Typischerweise besitzt die katalytische Zone eine Länge von 10 bis 90 % der Länge des Substrats (z.B. 50 bis 90 %), vorzugsweise 15 bis 80 % der Länge des Substrats (z.B. 55 bis 80 %), stärker bevorzugt 20 bis 75 % (z.B. 30 bis 65 %) der Länge des Substrats, noch stärker bevorzugt 30 bis 65 %.
  • Die katalytische Zone kann an die Einfangzone angrenzen. Vorzugsweise befindet sich die katalytische Zone in Kontakt mit der Einfangzone. Wenn die katalytische Zone an die Einfangzone angrenzt oder die katalytische Zone sich in Kontakt mit der Einfangzone befindet, können die katalytische Zone und die Einfangzone auf dem Substrat in Form einer Schicht (z.B. in Form einer einzelnen Schicht) angeordnet oder geträgert sein. Somit kann eine Schicht (z.B. eine einzelne Schicht) auf dem Substrat gebildet werden, wenn die katalytische Zone und die Einfangzone aneinander angrenzen oder sich in Kontakt miteinander befinden. Eine solche Anordnung kann Probleme mit dem Rückdruck vermeiden.
  • Die katalytische Zone kann von der Einfangzone getrennt sein. Es kann eine Lücke (z.B. ein Abstand) zwischen der katalytischen Zone und der Einfangzone vorhanden sein.
  • Die Einfangzone kann die katalytische Zone überlappen. Ein Endabschnitt oder ein Teil der Einfangzone kann auf der katalytischen Zone angeordnet oder geträgert sein. Die Einfangzone überlappt allgemein lediglich teilweise die katalytische Zone.
  • In einer zweiten Oxidationskatalysatoranordnung der Erfindung (die die erste bis dritte Oxidationskatalysatorausführungsform umfasst) ist der katalytische Bereich eine katalytische Schicht. Es ist bevorzugt, dass sich die katalytische Schicht über im Wesentlichen eine gesamte Länge des Substrats, insbesondere die gesamte Länge der Kanäle eines Monolithsubstrats, erstreckt.
  • Die Einfangzone ist typischerweise auf der katalytischen Schicht angeordnet oder geträgert. Vorzugsweise ist die Einfangzone direkt auf der katalytischen Schicht angeordnet (d.h., die Einfangzone befindet sich in Kontakt mit einer Oberfläche der katalytischen Schicht).
  • Wenn die Einfangzone auf der katalytischen Schicht angeordnet oder geträgert ist, ist es bevorzugt, dass die gesamte Länge der Einfangzone auf der katalytischen Schicht angeordnet oder geträgert ist. Die Länge der Einfangzone ist kleiner als die Länge der katalytischen Schicht.
  • In einer dritten Oxidationskatalysatoranordnung (die die erste bis dritte Oxidationskatalysatorausführungsform umfasst) ist der Einfangbereich, der so angeordnet ist, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas mit dem katalytischen Material in Berührung gelangt ist und/oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist, ein Einfangmaterial, das auf der Oberfläche des Auslassendes (d.h. des Substrats) angeordnet oder geträgert ist. Somit umfasst der Oxidationskatalysator: ein Substrat, das eine Oberfläche eines Einlassendes und eine Oberfläche eines Auslassendes aufweist; das auf dem Substrat angeordnete katalytische Material; und ein Einfangmaterial, wobei das Einfangmaterial auf der Oberfläche des Auslassendes (d.h. des Substrats) angeordnet oder geträgert ist.
  • Die dritte Oxidationskatalysatoranordnung liefert eine kostengünstige Lösung zum Vermindern oder Verhindern, dass verflüchtigtes Platin aus einem Platin enthaltenden Oxidationskatalysator entkommt (wodurch des Weiteren ein Verringern der Menge von NO2, die durch den Katalysator erzeugt wurde, vermieden wird), da diese (Oxidationskatalysatoranordnung) nicht die Verwendung großer Mengen an teuren Materialien, wie Edelmetallen oder Seltenerdmetallen, erfordert.
  • Das Einfangmaterial kann direkt auf der Oberfläche des Auslassendes des Substrats angeordnet oder geträgert sein (z.B. befindet sich das Einfangmaterial in Kontakt mit der Oberfläche des Auslassendes des Substrats).
  • In der dritten Oxidationskatalysatoranordnung (die die erste bis dritte Oxidationskatalysatorausführungsform umfasst) weist vorzugsweise der Oxidationskatalysator, wenn das Einfangmaterial ein Pt legierendes Material umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht, eine Gesamtbeladung des Pt legierenden Materials (z.B. Metallgehalt des Pt legierenden Materials) von 1 g·ft–3 bis 500 g·ft–3 (z.B. 50 bis 400 g·ft–3), vorzugsweise 4 g·ft–3 bis 250 g·ft–3 (z.B. 75 bis 250 g·ft–3), stärker bevorzugt 8 g·ft–3 bis 150 g·ft–3 (z.B. 100 bis 150 g·ft–3) auf. Das Einfangmaterial kann ein relativ kleines Volumen des Substrats besetzen und es kann erforderlich sein, dass eine hohe Beladung des Pt legierenden Materials vorhanden ist.
  • Das Pt legierende Material, wie Palladium, kann auf einer Oberfläche des Auslassendes des Substrats angeordnet oder geträgert sein (z.B. ist das Pt legierende Material direkt auf der Oberfläche des Auslassendes des Substrats aufgetragen).
  • Das Einfangmaterial ist auf einer Oberfläche des Auslassendes des Substrats (d.h. auf der stromabseitigen Endfläche des Substrats) angeordnet oder geträgert. Die Oberfläche des Auslassendes eines Substrats umfasst typischerweise eine Mehrzahl von Kanalwandkanten bzw. -rändern.
  • Die Oberfläche des Auslassendes des Substrats kann planar (z.B. wie bei herkömmlichen Wabensubstraten) oder nicht planar sein. Wenn die Oberfläche des Auslassendes des Substrats nicht planar ist, kann die Oberfläche des Auslassendes eine dreidimensionale topografische Konfiguration aufweisen. Beispiele für Substrate mit nicht planarer Endoberfläche sind in US 8 257 659 beschrieben. Substrate mit nicht planaren Endoberflächen können für das Einfangmaterial einen größeren Oberflächenbereich zum Einfangen von verflüchtigtem Platin liefern als Substrate, die planare Endoberflächen aufweisen.
  • Im Allgemeinen ist es bevorzugt, dass die Oberfläche des Auslassendes des Substrats planar ist.
  • Zusätzlich zu einem Anordnen oder Trägern auf einer Oberfläche des Auslassendes des Substrats kann das Einfangmaterial auf einer Mehrzahl von Kanalwänden in dem Substrat angeordnet oder geträgert sein. Während der Applikation des Einfangmaterials kann ein gewisser Teil des Einfangmaterials in die Kanäle des Substrats eintreten und dadurch teilweise die Kanalwände in dem Substrat beschichten.
  • Wenn das Einfangmaterial auf einer Mehrzahl von Kanalwänden in dem Substrat angeordnet oder geträgert ist, umfasst der Oxidationskatalysator eine Einfangzone, wobei die Einfangzone das Einfangmaterial umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht.
  • Die Einfangzone weist typischerweise eine mittlere Länge (z.B. von der Oberfläche des Auslassendes des Substrats) vor ≤ 25 mm, vorzugsweise ≤ 20 mm, wie ≤ 15 mm, stärker bevorzugt ≤ 10 mm (z.B. ≤5 mm) und noch stärker bevorzugt ≤ 3 mm (z.B. < 3 mm) auf. Zur Klarstellung ist anzumerken, dass die mittlere Länge sich auf eine Länge in der axialen Richtung des Substrats bezieht.
  • Im Allgemeinen umfasst der Oxidationskatalysator ein katalytisches Material, das auf dem Substrat angeordnet ist. Das katalytische Material ist auf einer Mehrzahl von Kanalwänden in dem Substrat angeordnet oder geträgert.
  • In der dritten Oxidationskatalysatoranordnung (die die erste bis dritte Oxidationskatalysatorausführungsform umfasst) kann das katalytische Material, wenn das Substrat ein Filtermonolithsubstrat ist, auf einem verstopften oder verschlossenen Ende eines Einlasskanals angeordnet oder geträgert sein. Es ist bevorzugt, dass das katalytische Material auf den verstopften oder verschlossenen Enden einer Mehrzahl von Einlasskanälen angeordnet oder geträgert ist. Jedes verstopfte oder verschlossene Ende eines Einlasskanals befindet sich an einem stromabseitigen Ende (d.h. an der Abgasauslassseite) des Substrats.
  • Wenn der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator ein Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein exothermer Dieselkatalysator (DEC), ein passiver NOX-Adsorber (PNA), ein NOX-Speicherkatalysator (NSC), ein CSCTM-Katalysator, ein ASC oder ein katalysiertes Rußfilter (CSF) ist, kann der Oxidationskatalysator die oben beschriebene erste, zweite oder dritte Oxidationskatalysatoranordnung aufweisen.
  • Wenn der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator ein katalysiertes Rußfilter (CSF) ist, kann sowohl der katalytische Bereich (oder die katalytische Schicht oder die katalytische Zone) als auch der Einfangbereich (oder die Einfangzone) auf (i) einer Mehrzahl von Einlasskanalwänden des Substrats und/oder (ii) einer Mehrzahl von Auslasskanalwänden des Substrats angeordnet oder geträgert sein.
  • Alternativ ist es bevorzugt, dass, wenn der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator ein katalysiertes Rußfilter (CSF) ist, der katalytische Bereich (oder die katalytische Schicht oder die katalytische Zone) auf einer Mehrzahl von Einlasskanalwänden des Substrats angeordnet oder geträgert ist und der Einfangbereich (oder die Einfangzone) auf einer Mehrzahl von Auslasskanalwänden des Substrats angeordnet oder geträgert ist.
  • Substrate zum Trägern von Oxidationskatalysatoren sind auf dem einschlägigen Fachgebiet wohlbekannt. Verfahren zur Herstellung von Washcoats zum Applizieren des katalytischen Materials oder des Einfangmaterials auf ein Substrat und Verfahren zum Applizieren von Washcoats auf ein Substrat sind ebenfalls auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt (siehe z.B. unsere WO 99/47260 , WO 2007/077462 und WO 2011/080525 ).
  • Das Substrat weist typischerweise eine Mehrzahl von Kanälen auf (z.B. durch die das Abgas hindurchströmen kann). Allgemein ist das Substrat ein keramisches Material oder ein metallisches Material.
  • Es ist bevorzugt, dass das Substrat aus Cordierit (SiO2-Al2O3-MgO), Siliciumcarbid (SiC), einer Fe-Cr-Al-Legierung, Ni-Cr-Al-Legierung oder einer Edelstahllegierung hergestellt ist oder zusammengesetzt ist.
  • Typischerweise ist das Substrat ein Monolith (das hierin auch als Monolithsubstrat bezeichnet wird). Solche Monolithsubstrate sind auf dem einschlägigen Fachgebiet wohlbekannt. Das Monolithsubstrat kann ein Durchflussmonolithsubstrat oder ein Filtermonolithsubstrat sein.
  • Ein Durchflussmonolithsubstrat umfasst typischerweise einen Wabenmonolith (z.B. einen Metall- oder einen keramischen Wabenmonolith), der eine Mehrzahl von Kanälen aufweist, die sich durch diesen hindurch erstrecken, wobei die Kanäle an beiden Enden offen sind. Wenn das Substrat ein Durchflussmonolithsubstrat ist, ist der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator typischerweise ein Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein NOX-Speicherkatalysator (NSC), ein passiver NOX-Adsorber (PNA), ein exothermer Dieselkatalysator (DEC), ein Kaltstartkonzept-(CSCTM)-Katalysator oder ein Ammoniak-Sperrkatalysator (ASC).
  • Ein Filtermonolithsubstrat umfasst allgemein eine Mehrzahl von Einlasskanälen und eine Mehrzahl von Auslasskanälen, wobei die Einlasskanäle an einem stromaufseitigen Ende (d.h. an der Abgaseinlassseite) offen sind und an einem stromabseitigen Ende (d.h. an der Abgasauslassseite) verstopft oder verschlossen sind, die Auslasskanäle an einem stromaufseitigen Ende verstopft oder verschlossen sind und an einem stromabseitigen Ende offen sind, und wobei jeder Einlasskanal durch eine poröse Struktur von einem Auslasskanal getrennt ist. Wenn das Substrat ein Filtermonolithsubstrat ist, ist der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator typischerweise ein katalysiertes Rußfilter (CSF) oder ein NOX-Speicherkatalysator (NSC) auf einem Filter, vorzugsweise ein katalysiertes Rußfilter.
  • Wenn das Monolithsubstrat ein Filtermonolithsubstrat ist, ist es bevorzugt, dass das Filtermonolithsubstrat ein Wandstromfilter ist. Bei einem Wandstromfilter ist jeder Einlasskanal abwechselnd von einem Auslasskanal durch eine Wand der porösen Struktur getrennt und umgekehrt. Es ist bevorzugt, dass die Einlasskanäle und die Auslasskanäle in einer Wabenanordnung angeordnet sind. Wenn eine Wabenanordnung vorliegt, ist es bevorzugt, dass die Kanäle, die vertikal und lateral zu einem Einlasskanal benachbart sind, an einem stromaufseitigen Ende verstopft sind und umgekehrt (d.h. die vertikal und lateral zu einem Auslasskanal benachbarten Kanäle sind an einem stromabseitigen Ende verstopft). Bei Betrachtung von einem der beiden Enden her haben die alternativ verschlossenen und offenen Enden der Kanäle das Aussehen eines Schachbretts.
  • Im Prinzip kann das Substrat eine beliebige Form oder Größe aufweisen. Jedoch sind die Form und die Größe des Substrats üblicherweise so ausgewählt, dass das Einwirken des katalytisch aktiven Materials in den Katalysator auf das Abgas optimiert ist. Das Substrat kann beispielsweise eine röhrenförmige, faserförmige oder partikelförmige Form aufweisen. Beispiele für geeignete Trägermaterialien umfassen ein Substrat vom monolithischen Cordierit-Wabentyp, ein Substrat des monolithischen SiC-Wabentyps, ein Substrat des Schichtfasertyps oder Gewirketyps, ein Substrat des Schaumtyps, ein Substrat des Querströmungstyps, ein Substrat des Metalldrahtmaschentyps, ein Substrat des porösen Metallkörpertyps und ein Substrat vom Typ keramischer Partikel.
  • Die Erfindung liefert des Weiteren einen Einfangbaustein, der ein Substrat und ein auf dem Substrat angeordnetes Einfangmaterial umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht. Das Einfangmaterial kann ein Einfangmaterial gemäß obiger Definition sein.
  • Typischerweise umfasst der Einfangbaustein eine Schicht, die das Einfangmaterial umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht. Die Schicht ist auf dem Substrat angeordnet oder geträgert. Es ist bevorzugt, dass sich die Schicht über im Wesentlichen eine gesamte Länge des Substrats, insbesondere die gesamte Länge der Kanäle des Substrats, erstreckt.
  • Der Einfangbaustein kann im Wesentlichen aus einem Substrat und einer Schicht bestehen, das bzw. die das Einfangmaterial umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht.
  • Wenn das Einfangmaterial Partikel eines hitzebeständigen Oxids umfasst, kann der Einfangbaustein eine Beladung des hitzebeständigen Oxids von 0,1 bis 3,5 g·Zoll–3, vorzugsweise 0,2 bis 2,5 g·Zoll–3, noch stärker bevorzugt 0,3 bis 2,0 g·Zoll–3, und noch stärker bevorzugt 0,5 bis 1,75 g·Zoll–3 (z.B. 0,75 bis 1,5 g·Zoll–3) aufweisen.
  • Das Substrat des Einfangbausteins ist allgemein ein Monolith (hierin auch als Monolithsubstrat bezeichnet) gemäß obiger Definition. Das Monolithsubstrat ist vorzugsweise ein Durchflussmonolithsubstrat.
  • Typischerweise besitzt das Substrat des Einfangbausteins eine axiale Länge von 30 mm bis 300 mm (z.B. 30 mm bis 100 mm), vorzugsweise 40 mm bis 200 mm, wie 50 mm bis 150 mm.
  • Die vorliegende Erfindung liefert des Weiteren ein Abgassystem zum Behandeln eines Abgases, das von einem Kompressionszündungsmotor produziert wird. Typischerweise umfasst das Abgassystem (i) einen erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator und/oder einen erfindungsgemäßen Einfangbaustein und (ii) eine Emissionssteuerungsvorrichtung.
  • Beispiele für eine Emissionssteuerungsvorrichtung umfassen einen Dieselpartikelfilter (DPF), einen NOX-Speicherkatalysator (NSC), einen Mager-NOX-Katalysator (LNC), einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator, einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein katalysiertes Rußfilter (CSF), einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRFTM)-Katalysator, einen Ammoniak-Sperrkatalysator bzw. Ammoniak-Slip-Katalysator (ASC) und Kombinationen von zwei oder mehr hiervon. Solche Emissionssteuerungsvorrichtungen sind auf dem einschlägigen Fachgebiet gut bekannt.
  • Es ist bevorzugt, dass das Abgassystem eine Emissionssteuerungsvorrichtung umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem NOX-Speicherkatalysator (NSC), einem Ammoniak-Sperrkatalysator (ASC), einem Dieselpartikelfilter (DPF), einem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator, einem katalysierten Rußfilter (CSF), einem selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRFTM)-Katalysator und Kombinationen von zwei oder mehr hiervon besteht. Stärker bevorzugt ist die Emissionssteuerungsvorrichtung aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem Dieselpartikelfilter (DPF), einem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator, einem katalysierten Rußfilter (CSF), einem selektiven katalytischen Reduktions-Filter-(SCRFTM)-Katalysator und Kombinationen von zwei oder mehr hiervon besteht. Noch stärker bevorzugt ist die Emissionssteuerungsvorrichtung ein selektiver katalytischer Reduktions(SCR)-Katalysator oder ein selektiver katalytischer Reduktions-Filter(SCRFTM)-Katalysator.
  • Wenn das erfindungsgemäße Abgassystem einen SCR-Katalysator oder einen SCRFTM-Katalysator umfasst, kann das Abgassystem des Weiteren einen Injektor zum Injizieren eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels, wie Ammoniak, oder eines Ammoniakvorläufers, wie Harnstoff oder Ammoniumformiat, vorzugsweise Harnstoff, in den Abgasstrom stromauf des SCR-Katalysators oder des SCRFTM-Katalysators umfassen. Typischerweise befindet sich der Injektor stromab des Oxidationskatalysators und/oder des Einfangbausteins. Ein derartiger Injektor kann fluidisch mit einer Quelle (z.B. einem Tank) eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittelvorläufers verbunden sein. Eine ventilgesteuerte Zudosierung des Vorläufers in das Abgas kann durch geeignet programmierte Motormanagementmittel und ein Feedback einer geschlossenen Schleife oder offenen Schleife, das von Sensoren geliefert wird, die die Zusammensetzung des Abgases überwachen, reguliert werden. Ammoniak kann auch durch Erwärmen von Ammoniumcarbamat (ein Feststoff) erzeugt werden und der erzeugte Ammoniak kann in das Abgas injiziert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem Injektor kann Ammoniak in situ erzeugt werden (z.B. während der fetten Regeneration eines NSC, der stromauf des SCR-Katalysators oder des SCRFTM-Katalysators angeordnet ist). Somit kann das Abgassystem des Weiteren ein Motormanagementmittel zum Anreichern des Abgases mit Kohlenwasserstoffen umfassen.
  • Der SCR-Katalysator oder der SCRFTM-Katalysator kann ein Metall umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus mindestens einem (Metall) unter Cu, Hf, La, Au, In, V, Lanthaniden und Übergangsmetallen der Gruppe VII (z.B. Fe) besteht, wobei das Metall auf einem hitzebeständigen Oxid oder Molekularsieb geträgert ist. Das Metall ist vorzugsweise aus Ce, Fe, Cu und Kombinationen von beliebigen zwei oder mehr hiervon ausgewählt, stärker bevorzugt ist das Metall Fe oder Cu.
  • Das hitzebeständige Oxid für den SCR-Katalysator oder den SCRFTM-Katalysator kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Al2O3, TiO2, CeO2, SiO2, ZrO2 und Mischoxiden, die zwei oder mehr hiervon enthalten, besteht. Der nicht-Zeolith-Katalysator kann des Weiteren Wolframoxid (z.B. V2O5/WO3/TiO2, WOX/CeZrO2, WOX/ZrO2 oder Fe/WOX/ZrO2) umfassen.
  • Es ist besonders bevorzugt, wenn ein SCR-Katalysator, ein SCRFTM-Katalysator oder ein Washcoat hiervon mindestens ein Molekularsieb, wie einen Alumosilicatzeolith oder ein SAPO, umfasst. Das mindestens eine Molekularsieb kann ein kleinporiges, ein mittelporiges oder ein großporiges Molekularsieb sein. Mit "kleinporiges Molekularsieb" meinen wir hierin Molekularsiebe, die eine maximale Ringgröße von 8 enthalten, wie CHA; mit "mittelporiges Molekularsieb" meinen wir hierin ein Molekularsieb, das eine maximale Ringgröße von 10 enthält, wie ZSM-5; und mit "großporiges Molekularsieb" meinen wir hierin ein Molekularsieb, das eine maximale Ringgröße von 12 aufweist, wie Beta. Kleinporige Molekularsiebe sind unter Umständen vorteilhaft für eine Verwendung in SCR-Katalysatoren.
  • In dem erfindungsgemäßen Abgassystem sind bevorzugte Molekularsiebe für einen SCR-Katalysator oder einen SCRFTM-Katalysator synthetische Alumosilicatzeolith-Molekularsiebe, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus AEI, ZSM-5, ZSM-20, ERI einschließlich ZSM-34, Mordenit, Ferrierit, BEA einschließlich Beta, Y, CHA, LEV einschließlich Nu-3, MCM-22 und EU-1, vorzugsweise AEI oder CHA besteht und die ein Siliciumdioxid-zu-Aluminiumoxid-Verhältnis von etwa 10 zu etwa 50, wie z.B. von etwa 15 zu etwa 40 aufweisen.
  • In einer ersten Abgassystemanordnung umfasst das Abgassystem einen erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator (z.B. umfasst der Oxidationskatalysator einen Bereich, der ein Einfangmaterial umfasst).
  • In einer ersten Ausführungsform der ersten Abgassystemanordnung umfasst das Abgassystem den erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator (z.B. in Form eines DOC, eines DEC, eines NSC, eines PNA, eines CSCTM-Katalysators oder eines ASC) und einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRFTM)-Katalysator. Dem erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator folgt typischerweise der selektive katalytische Reduktionsfilter(SCRFTM)-Katalysator (z.B. befindet sich der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators). Ein Injektor für stickstoffhaltiges Reduktionsmittel kann zwischen dem Oxidationskatalysator und dem selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRFTM)-Katalysator angeordnet sein. Somit kann auf den Oxidationskatalysator ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels folgen (z. B. ist der Oxidationskatalysator stromauf eines Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels angeordnet) und auf den Injektor eines stockstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions-Filter(SCRFTM)-Katalysator folgen (z.B. kann sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRFTM)-Katalysators befinden).
  • In einer zweiten Ausführungsform der ersten Abgassystemanordnung umfasst das Abgassystem den erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator (z.B. in Form eines CSF, DOC, eines DEC, eines NSC, eines PNA, eines CSCTM-Katalysators oder eines ASC) und einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator und optional entweder ein katalysiertes Rußfilter (CSF) oder einen Dieselpartikelfilter (DPF).
  • In der zweiten Ausführungsform der ersten Abgassystemanordnung folgt dem erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator typischerweise der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator (z.B. befindet sich der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators). Ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann zwischen dem Oxidationskatalysator und dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator angeordnet sein. Somit kann dem Oxidationskatalysator ein Injektor eines stickstoffhaltigen Injektionsmittels folgen (z.B. befindet sich der Oxidationskatalysator stromauf eines Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels) und dem Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator folgen (z.B. befindet sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators). Dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator kann das katalysierte Rußfilter (CSF) oder das Dieselpartikelfilter (DPF) folgen (z.B. kann der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator sich stromauf des katalysierten Rußfilters (CSF) oder des Dieselpartikelfilters (DPF) befinden).
  • Eine dritte Ausführungsform der ersten Abgas(system)anordnung betrifft ein Abgassystem, das einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), den erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator, vorzugsweise in Form eines katalysierten Rußfilters (CSF), und einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator umfasst. Dem Dieseloxidationskatalysator (DOC) folgt typischerweise der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator (z.B. befindet sich der Dieseloxidationskatalysator (DOC) stromauf des erfindungsgemäßen Oxidationskatalysators). Dem erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator folgt typischerweise der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator (z.B. befindet sich der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators). Ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann zwischen dem Oxidationskatalysator und dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator angeordnet sein. Somit kann dem Oxidationskatalysator ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels folgen (z.B. kann der Oxidationskatalysator sich stromauf eines Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels befinden) und dem Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator folgen (z.B. befindet sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators.
  • In einer zweiten Abgassystemanordnung umfasst das Abgassystem (i) einen Oxidationskatalysator zum Behandeln des Abgases, wobei der Oxidationskatalysator ein erstes Substrat und ein auf dem ersten Substrat angeordnetes katalytisches Material umfasst, wobei das katalytische Material Platin (Pt) umfasst, und (ii) einen erfindungsgemäßen Einfangbaustein, wobei der Einfangbaustein so angeordnet ist, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas durch den Oxidationskatalysator hindurchgetreten ist. Der Oxidationskatalysator kann ein erfindungsgemäßer Oxidationskatalysator sein oder kann kein erfindungsgemäßer Oxidationskatalysator sein.
  • In einer ersten Ausführungsform der zweiten Abgassystemanordnung umfasst das Abgassystem einen Oxidationskatalysator (z.B. in Form eines DOC, eines DEC, eines NSC, eines PNA, eines CSCTM-Katalysators oder eines ASC), wie z.B. einen Oxidationskatalysator gemäß obiger Definition oder einen erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator, den erfindungsgemäßen Einfangbaustein und einen selektiven katalytischen Reduktions-Filter-(SCRFTM)-Katalysator. Dem erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator folgt typischerweise der Einfangbaustein (z.B. befindet sich der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator stromauf des Einfangbausteins). Dem Einfangbaustein folgt typischerweise der selektive katalytische Reduktions-Filter-(SCRFTM)-Katalysator. Ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann zwischen dem Oxidationskatalysator und dem selektiven katalytischen Reduktions-Filter-(SCRFTM)-Katalysator, vorzugsweise zwischen dem Einfangbaustein und dem selektiven katalytischen Reduktions-Filter-(SCRFTM)-Katalysator angeordnet sein. Somit kann dem Oxidationskatalysator ein Einfangbaustein folgen (z.B. befindet sich der Oxidationskatalysator stromauf des Einfangbausteins), dem Einfangbaustein kann ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels folgen (z.B. befindet sich der Einfangbaustein stromauf eines Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels) und dem Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions-Filter-(SCRFTM)-Katalysator folgen (z.B. befindet sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktionsfilter-(SCRFTM)-Katalysators).
  • In einer zweiten Ausführungsform der zweiten Abgassystemanordnung umfasst das Abgassystem einen Oxidationskatalysator (z.B. in Form eines CSF, DOC, eines DEC, eines NSC, eines PNA, eines CSCTM-Katalysators oder eines ASC), wie z.B. einen Oxidationskatalysator gemäß obiger Definition oder einen erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator, den erfindungsgemäßen Einfangbaustein und einen selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator und optional entweder ein katalysiertes Rußfilter (CSF) oder ein Dieselpartikelfilter (DPF).
  • In der zweiten Ausführungsform der zweiten Abgassystemanordnung folgt dem Oxidationskatalysator typischerweise der Einfangbaustein (z.B. befindet sich der Oxidationskatalysator stromauf des Einfangbausteins) und dem Einfangbaustein folgt typischerweise der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator (z.B. befindet sich der Einfangbaustein stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators). Ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann zwischen dem Oxidationskatalysator und dem selektiven katalytischen (SCR)-Katalysator angeordnet sein, vorzugsweise ist der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels zwischen dem Einfangbaustein und dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator angeordnet. Somit kann dem Oxidationskatalysator der Einfangbaustein folgen (z.B. befindet sich der Oxidationskatalysator stromauf des Einfangbausteins) und dem Einfangbaustein kann ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels folgen (z.B. befindet sich der Einfangbaustein stromauf eines Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels) und dem Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator folgen (z.B. befindet sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators. Dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator kann das katalysierte Rußfilter (CSF) oder das Dieselpartikelfilter (DPF) folgen (z.B. befindet sich der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator stromauf des katalysierten Rußfilters (CSF) oder des Dieselpartikelfilters (DPF)).
  • Eine dritte Ausführungsform der zweiten Abgassystemanordnung betrifft ein Abgassystem, das einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), einen Oxidationskatalysator gemäß obiger Beschreibung oder einen erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator in Form eines katalysierten Rußfilters (CSF), einen Einfangbaustein und eine selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator umfasst. Dem Dieseloxidationskatalysator (DOC) folgt typischerweise der Oxidationskatalysator (z.B. CSF) (z.B. befindet sich der Dieseloxidationskatalysator (DOC) stromauf des Oxidationskatalysators (z.B. CSF)). Dem erfindungsgemäßen Oxidationskatalysator folgt typischerweise der Einfangbaustein (z.B. befindet sich der erfindungsgemäße Oxidationskatalysator stromauf des Einfangbausteins) und dem Einfangbaustein folgt typischerweise der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator (z.B. befindet sich der Einfangbaustein stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators. Ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann zwischen dem Oxidationskatalysator und dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator angeordnet sein, vorzugsweise ist der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels zwischen dem Einfangbaustein und dem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysator angeordnet. Somit kann dem Oxidationskatalysator der Einfangbaustein folgen (z.B. befindet sich der Oxidationskatalysator stromauf des Einfangbausteins), und dem Einfangbaustein kann ein Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels folgen (z.B. befindet sich der Einfangbaustein stromauf des Injektors eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels, und dem Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels kann der selektive katalytische Reduktions(SCR)-Katalysator folgen (z.B. befindet sich der Injektor eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels stromauf des selektiven katalytischen Reduktions(SCR)-Katalysators).
  • In einer beliebigen der hier weiter oben beschriebenen Ausführungsformen der ersten oder zweiten Abgassystemanordnungen kann ein ASC-Katalysator stromab des SCR-Katalysators oder des SCRFTM-Katalysators (z.B. in Form eines getrennten Substratmonoliths), oder stärker bevorzugt in Form einer Zone auf einem stromabseitigen oder nachlaufenden Ende des den SCR-Katalysator umfassenden Substratmonoliths, der als ein Träger für den ASC verwendet werden kann, angeordnet sein.
  • Die Erfindung liefert des Weiteren ein Fahrzeug. Das Fahrzeug umfasst einen Kompressionszündungsmotor und entweder einen Oxidationskatalysator, ein Abgassystem oder einen Einfangbaustein gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Kompressionszündungsmotor ist vorzugsweise ein Dieselmotor. Der Dieselmotor kann ein Motor mit homogener Kompressionszündung (HCCI), ein mit Vorgemisch betriebener Kompressionszündungs (premixed charge compression ignition, (PCCI))-Motor oder ein bei niedriger Temperatur verbrennender (LTC)-Motor sein. Es ist bevorzugt, dass der Dieselmotor ein herkömmlicher (d.h. traditioneller) Dieselmotor ist.
  • Das Fahrzeug kann ein Leichtlastdieselfahrzeug (LDV), beispielsweise gemäß Definition in der US-Gesetzgebung oder der europäischen Gesetzgebung sein. Ein Leichtlastdieselfahrzeug weist typischerweise ein Gewicht von < 2840 kg, stärker bevorzugt ein Gewicht von < 2610 kg auf.
  • In den USA bezeichnet ein Leichtlastdieselfahrzeug (LDV) ein Dieselfahrzeug mit einem Bruttogewicht von ≤ 8500 Pounds (US lbs). In Europa bezeichnet der Begriff Leichtlastdieselfahrzeug (LDV): (i) Personenfahrzeuge mit nicht mehr als acht Sitzen zusätzlich zum Fahrersitz und mit einer maximalen Masse von nicht mehr als 5 Tonnen, und (ii) Fahrzeuge zur Beförderung von Gütern mit einer maximalen Masse von nicht mehr als 12 Tonnen.
  • Alternativ kann das Fahrzeug ein Schwerlastdieselfahrzeug (HDV), wie beispielsweise ein Dieselfahrzeug mit einem Bruttogewicht von > 8500 Pounds (US lbs) gemäß Definition in der US-Gesetzgebung sein.
  • Die Emissionsteuerungsvorrichtung, die ein Filtersubstrat aufweist, kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus einem Dieselpartikelfilter (DPF), einen katalysierten Rußfilter (CSF), einem selektiven katalytischen Reduktions-Filter(SCRFTM)-Katalysator und einer Kombination von zwei oder mehr hiervon besteht.
  • DEFINITIONEN
  • Der Begriff "Mischoxid", wie hier verwendet, bezieht sich allgemein auf ein Gemisch von Oxiden in einer einzelnen Phase, wie es herkömmlich auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt ist. Der Begriff "Verbundoxid", wie hier verwendet, bezieht sich allgemein auf eine Zusammensetzung von Oxiden mit mehr als einer Phase, wie herkömmlich auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt ist.
  • Das Akronym "PGM", wie hierin verwendet, bezieht sich auf "Platingruppenmetall". Der Begriff "Platingruppenmetall" bezieht sich allgemein auf ein Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ru, Rh, Pd, Os, Ir und Pt besteht, vorzugsweise auf ein Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ru, Rh, Pd, Ir und Pt besteht. Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff "PGM" vorzugsweise auf ein Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Rh, Pt und Pd besteht.
  • Der Ausdruck "Münzmetall", wie hier verwendet, bezieht sich auf die Metalle Kupfer (Cu), Silber (Ag) und Gold (Au).
  • Der Begriff "Einfangbereich", wie hier verwendet, ist ein Synonym für den "Bereich zum Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt)".
  • Der Ausdruck "Oberfläche eines Endes", wie hier verwendet, insbesondere bei Bezugnahme auf eine "Oberfläche eines Einlassendes" oder eine "Oberfläche eines Auslassendes" ist synonym zu dem Ausdruck "Endfläche". Die Oberfläche eines Endes oder die Endfläche eines Substrats wird typischerweise durch die Kanten bzw. Enden der Wände gebildet (z.B. an einer äußeren Oberfläche des Substrats), die die Kanäle durch das Substrat definieren oder begrenzen.
  • Der Ausdruck "Pt legierendes Material", wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Material, das in der Lage ist, mit Platin (d.h. Platinmetall) eine Legierung zu bilden, vorzugsweise, wenn die Temperatur des Abgases < 900 °C, insbesondere < 800 °C, wie z.B. < 700 °C beträgt.
  • Der Ausdruck „besteht im Wesentlichen aus“, wie er hier verwendet wird, beschränkt den Umfang eines Merkmals dahingehend, dass die angegebenen Materialien und beliebige weitere Materialien oder Stufen, die die grundlegenden Eigenschaften dieses Merkmals nicht erheblich beeinflussen, wie beispielsweise geringfügige Verunreinigungen, umfasst sind. Der Ausdruck „besteht im Wesentlichen aus“ umfasst den Ausdruck „besteht aus“.
  • Der Ausdruck „im Wesentlichen frei von“, wie er hier unter Bezugnahme auf ein Material typischerweise in Zusammenhang mit dem Gehalt eines Washcoatbereichs, einer Washcoatschicht oder einer Washcoatzone verwendet wird, bedeutet, dass das Material in einer geringfügen Menge, wie beispielsweise von ≤ 5 Gew.-%, vorzugsweise von ≤ 2 Gew.-%, stärker bevorzugt von ≤ 1 Gew.-% vorhanden ist. Der Ausdruck „im Wesentlichen frei von“ umfasst den Ausdruck „umfasst nicht“.
  • Der Ausdruck "etwa", wie hierin unter Bezugnahme auf einen Endpunkt eines numerischen Bereichs verwendet, umfasst den exakten Endpunkt des spezifizierten numerischen Bereichs. Somit umfasst beispielsweise ein Ausdruck, der definiert, dass ein Parameter bis zu "etwa 0,2" beträgt, dass der Parameter bis zu und einschließlich 0,2 beträgt.
  • Der Begriff "selektiver katalytischer Reduktions-Filter-Katalysator", wie hierin verwendet, umfasst eine Formulierung zur selektiven katalytischen Reduktion, die auf ein Dieselpartikelfilter (SCR-DPF) aufgetragen wurde, was auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt ist.
  • BEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der folgenden nicht einschränkenden Beispiele veranschaulicht.
  • Beispiel 1
  • Geeignete Mengen von Pt- und Pd-Salzen wurden zu Washcoat-Aufschlämmungen zugegeben, die Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, das auf eine d90 von weniger als 20 µm vermahlen war, umfassten. Die Washcoats wurden auf ein keramisches 1,9-Liter-Durchflusssubstrat, das 600 Zellen pro Quadratzoll (cpsi) aufwies, unter Verwendung herkömmlicher Beschichtungstechniken appliziert. Das erhaltene beschichtete Teil wurde getrocknet und bei 500 °C calciniert, um einen Oxidationskatalysator herzustellen. Der erhaltene Oxidationskatalysator wies eine Gesamt-PGM-Beladung von 150 g·ft–3 und ein Pt:Pd-Gewichtsverhältnis von 3:1 auf.
  • Beispiel 2
  • Geeignete Mengen von Pt- und Pd-Salzen wurden zu Washcoat-Aufschlämmungen zugegeben, die Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, das auf eine d90 von weniger als 20 µm vermahlen war, umfassten. Die Washcoats wurden auf ein1,9-Liter-Durchflusssubstrat, das 600 Zellen pro Quadratzoll (cpsi) aufwies, unter Verwendung herkömmlicher Beschichtungstechniken appliziert. Das erhaltene beschichtete Teil wurde getrocknet und bei 500 °C calciniert, um einen Oxidationskatalysator herzustellen. Der erhaltene Oxidationskatalysator wies eine Gesamt-PGM-Beladung von 150 g·ft–3 und ein Pt:Pd-Gewichtsverhältnis von 3:1 auf.
  • Alpha-Aluminiumoxid mit einer spezifischen Oberfläche (SSA) < 10 m2/g wurde mit einem Pd-Salz und Ameisensäure imprägniert. Das Gemisch wurde getrocknet und bei 500 °C calciniert. Das erhaltene Pulver wies eine mittels CO-Chemisorption gemessene Pd-Dispersion von 1 % auf. Das Pulver wurde auf eine d90 von weniger als 20 µm vermahlen und bis zu einer Tiefe von 1" auf das Auslassende des Teils appliziert. Die Beschichtung wurde getrocknet und bei 500 °C calciniert. Die Pd-Beladung über die 1-Zoll-Tiefe betrug 20 g·ft–3.
  • Beispiel 3
  • Geeignete Mengen von Pt- und Pd-Salzen wurden zu Washcoat-Aufschlämmungen zugegeben, die Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, das auf eine d90 von weniger als 20 µm vermahlen war, umfassten. Die Washcoats wurden auf ein1,9-Liter-Durchflusssubstrat, das 600 cpsi aufwies, unter Verwendung herkömmlicher Beschichtungstechniken appliziert. Das erhaltene beschichtete Teil wurde getrocknet und bei 500 °C calciniert, um einen Oxidationskatalysator herzustellen. Der erhaltene Oxidationskatalysator wies eine Gesamt-PGM-Beladung von 150 g·ft–3 und ein Pt:Pd-Gewichtsverhältnis von 3:1 auf.
  • Alpha-Aluminiumoxid mit einer SSA < 10 m2/g wurde mit einem Pd-Salz ohne Ameisensäure imprägniert. Das Gemisch wurde getrocknet und bei 500 °C calciniert. Das erhaltene Pulver wies eine mittels CO-Chemisorption gemessene Pd-Dispersion von 13 % auf. Das Pulver wurde auf eine d90 von weniger als 20 µm vermahlen und bis zu einer Tiefe von 1" auf das Auslassende des Teils appliziert. Die Beschichtung wurde getrocknet und bei 500 °C calciniert. Die Pd-Beladung über die 1-Zoll-Tiefe betrug 20 g·ft–3.
  • Experimentelle Ergebnisse
  • Altern
  • Die Katalysatoren der Beispiele 1, 2 und 3 wurden jeweils mittels eines auf einem Prüfstand befindlichen 2,4-Liter-Motor unter Verwendung von Kraftstoff mit < 10 ppm Schwefel exotherm gealtert. Exotherme Zyklen wurden durch Nachinjizieren von Kraftstoff zur Herstellung einer Temperatur in dem Baustein von 750 °C während 20 min mit einer Abgasströmungsrate von 250 kg/Stunde laufen gelassen. Bei jedem Katalysator wurden 80 exotherme Zyklen abgeschlossen, was einer 1600-minütigen Alterung entspricht.
  • Bewertung
  • Die gealterten Katalysatoren der Beispiele 1, 2 und 3 wurden hinsichtlich der NO-Oxidationsleistung durch Testen des auf dem Prüfstand befindlichen 2,4-Liter-Motors, der bei einer Motorgeschwindigkeit von 1200 rpm lief, bewertet. Die Ergebnisse wurden bei einer Katalysatoreinlasstemperatur von 250 °C aufgezeichnet und sind in Tabelle 1 dargestellt. Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen die NO-Oxidationsleistung der Beispiele 1, 2 und 3 bei 250 °C. Tabelle 1
    Beispiel Nr. NO-Oxidation bei 250 °C (%)
    1 82
    2 80
    3 66
  • Die NO-Oxidationsleistungen bzw. -leistungsfähigkeiten der Beispiele 1 und 2 sind sehr ähnlich. Beispiel 1 ist ein Katalysator ohne ein Einfangmaterial. Beispiel 2 ist ein Katalysator mit einem Einfangmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung und weist eine Pd-Dispersion von < 10 % auf. Da die NO-Oxidationsleistungen der Beispiele 1 und 2 sehr ähnlich sind, beeinflusst das Einfangmaterial bei Beispiel 2 nicht in signifikanter Weise die NO-Oxidationsleistung der anderen Komponenten des Katalysators. Die NO-Oxidationsleistung von Beispiel 3 ist signifikant geringer als bei Beispiel 1 und Beispiel 2. Das in Beispiel 3 verwendete Einfangmaterial wies eine Pd-Dispersion von > 10 % auf. Das Ergebnis in Tabelle 1 zeigt, dass das Einfangmaterial von Beispiel 3 die NO-Oxidationsleistung der anderen Komponenten des Katalysators in signifikanter Weise beeinflusst.
  • Beispiel 4
  • Herstellung von mit 3 Gew.-% Cu/CHA-Zeolith beschichtetem Substrat
  • Im Handel erhältlicher Alumosilicat-CHA-Zeolith wurde zu einer wässrigen Lösung von Cu(NO3)2 unter Verrühren zugegeben. Die Aufschlämmung wurde filtriert, anschließend gewaschen und getrocknet. Das Verfahren kann wiederholt werden, um die gewünschte Metallbeladung zu erreichen. Das Endprodukt wurde calciniert. Nach einem Vermischen wurden Bindemittel und die Rheologie modifizierende Mittel zugegeben, um eine Washcoatzusammensetzung zu bilden.
  • Ein 400 cpsi aufweisender Cordierit-Durchflusssubstratmonolith wurde mit einer wässrigen Aufschlämmung der 3 Gew.-% Cu/CHA-Zeolithprobe unter Verwendung des in der WO 99/47260 offenbarten Methode beschichtet. Dieses beschichtete Produkt (lediglich von einem Ende her beschichtet) wird getrocknet und anschließend calciniert und dieser Prozess wird von dem anderen Ende her wiederholt, so dass im Wesentlichen der gesamte Substratmonolith beschichtet ist, mit einer kleineren Überlappung in axialer Richtung an der Stelle des Zusammentreffens zwischen den zwei Beschichtungen. Der beschichtete Substratmonolith wurde in einem Ofen in Luft während 5 Stunden bei 500 °C gealtert. Eine Kernprobe, die einen Durchmesser von 1 Zoll (2,54 cm) aufwies und 3 Zoll (7,62 cm) lang war, wurde aus dem fertiggestellten Artikel geschnitten.
  • Beispiel 5
  • Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Pulver wurde in Wasser aufgeschlämmt und auf eine d90 < 20 µm vermahlen. Bariumacetat wurde zu der Aufschlämmung zugegeben, gefolgt von geeigneten Mengen von löslichen Platin- und Palladiumsalzen. Beta-Zeolith wurde so zugegeben, dass die Aufschlämmung 77 % Siliciumdioxid-Aluminiumoxid und 23 % Zeolith, bezogen auf die Masse, umfasste. Die Aufschlämmung wurde anschließend zur Homogenisierung verrührt. Der erhaltene Washcoat wurde auf die Einlasskanäle eines Cordierit-Durchflussmonoliths mit 400 cpsi unter Verwendung herkömmlicher Beschichtungstechniken appliziert. Das Teil wurde anschließend getrocknet.
  • Eine zweite Aufschlämmung von Siliciumdioxid-Aluminiumoxid wurde auf eine d90 < 20 µm vermahlen. Lösliches Platinsalz wurde zugegeben und das Gemisch wurde zum Homogenisieren verrührt. Die Aufschlämmung wurde auf das Auslassende des Substrats unter Verwendung etablierter Beschichtungstechniken appliziert. Das Teil wurde anschließend getrocknet und bei 500 °C calciniert. Der erhaltene Katalysator wies eine Gesamt-PGM-Beladung von 150 g·ft–3 und ein Pt:Pd-Gewichtsverhältnis von 3:1 auf.
  • Beispiel 6
  • Siliciumoxid-Aluminiumoxid-Pulver mit einer Oberfläche von etwa 150 m2/g wurde in Wasser aufgeschlämmt und auf eine d90 < 20 µm vermahlen. Lösliche Palladiumsalze wurden zugegeben und das Gemisch wurde zum Homogenisieren verrührt. Die Aufschlämmung wurde auf das Auslassende eines Katalysators, der gemäß Beispiel 5 hergestellt worden war, unter Verwendung von herkömmlichen Beschichtungstechniken auf eine Beschichtungstiefe von 1 Zoll appliziert. Die Pd-Beladung dieser 1-Zoll-Einfangbeschichtung betrug 20 g·ft–3.
  • Beispiel 7
  • Alpha-Aluminiumoxid mit einer spezifischen Oberfläche (SSA) < 10 m2/g wurde mit einem Pd-Salz und Ameisensäure imprägniert. Das Gemisch wurde getrocknet und bei 500 °C calciniert. Das erhaltene Pulver wies eine mittels CO-Chemisorption gemessene Pd-Dispersion von 1 % auf. Das Pulver wurde auf eine d90 von weniger als 20 µm vermahlen und auf das Auslassende eines Katalysators, der gemäß Beispiel 5 hergestellt worden war, unter Verwendung herkömmlicher Beschichtungstechniken bis zu einer Beschichtungstiefe von 1 Zoll appliziert. Die Beschichtung wurde getrocknet und bei 500 °C calciniert. Die Pd-Beladung über die 1-Zoll-Tiefe betrug 20 g·ft–3.
  • Experimentelle Ergebnisse
  • Systemtests
  • Die Tests wurden an einem ersten synthetischen Katalysatoraktivitätstest(SCAT)-Laborreaktor, der in 1 dargestellt ist, durchgeführt, bei dem ein gealterter Kern des beschichteten Cu/CHA-Zeolith-SCR-Katalysators von Beispiel 4 in einem Kreislauf stromab eines Katalysatorkerns von entweder Beispiel 5, 6 oder 7 angeordnet war. Ein synthetisches Gasgemisch wurde durch den Kreislauf bei einer Strömungsrate von 6 Litern pro Minute geführt. Ein Ofen wurde zum Erwärmen (oder "Altern") der Oxidationskatalysatorproben bei Gleichgewichts(steady-state)-Temperatur auf eine Katalysatorauslasstemperatur von 900 °C über (einen Zeitraum von) 2 Stunden verwendet. Der SCR-Katalysator war stromab der Oxidationskatalysatorprobe angeordnet und wurde während des Alterungsprozesses bei einer Katalysatortemperatur von 300 °C gehalten, indem die Länge des Rohrs zwischen dem Auslass des Ofens und dem SCR-Einlass angepasst wurde, obwohl gegebenenfalls auch ein wassergekühlter Wärmeaustauschermantel verwendet werden könnte. Die Temperaturen wurden unter Verwendung geeignet positionierter Thermoelemente (T1 und T2) bestimmt. Das während der Alterung verwendete Gasgemisch umfasste 40 % Luft, 50 % N2, 10 % H2O.
  • Nach dem Altern der Oxidationskatalysatoren wurden die SCR-Katalysatoren von dem ersten SCAT-Reaktor entfernt und in einen zweiten SCAT-Reaktor eingesetzt, um speziell die NH3-SCR-Aktivität der gealterten Proben zu testen. Die SCR-Katalysatoren wurden anschließend hinsichtlich der SCR-Aktivität (NOX-Umwandlung) bei 500 °C unter Verwendung eines synthetischen Gasgemischs (O2 = 10 %; H2O = 5 %, CO2 = 330 ppm; NH3 = 400 ppm; NO = 500 ppm; NO2 = 0 ppm; N2 = zum Rest, d.h. ein Alpha-Wert von 0,8 wurde verwendet (Verhältnis von NH3:NOX), so dass die maximal mögliche NOX-Umwandlung, die verfügbar war, 80 % betrug) getestet und die erhaltene NOX-Umwandlung ist in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
    Beispiel Nr. (gealterter stromaufseitiger Oxidationskatalysator) NOX-Umwandlung (%)
    leer 60
    5 13
    6 60
    7 59
  • Tabelle 2 zeigt die Aktivität bzgl. NOX-Umwandlung von gealterten SCR-Katalysatorkernen, die von Beispiel 4 nach 2-stündiger Alterung bei 900 °C bei stromaufseitiger (Anordnung der) Oxidationskatalysatorkerne entnommen wurden. Die "leere" Probe ist eine Vergleichsprobe, bei der kein Platin enthaltender Oxidationskatalysator stromauf des SCR-Kerns in der Alterungsapparatur platziert war. Das bedeutet, dass die Alterung der Leerprobe in Abwesenheit eines Platin enthaltenen Katalysators durchgeführt wurde und somit eine Verflüchtigung von Platin nicht auftreten konnte. Die NOX-Umwandlung bei 500 °C betrug 60 % und stellt die Basislinie der Umwandlung dar, die nach einem Altern ohne eine Verflüchtigung von Platin erreicht wird.
  • Die SCR-Probe, die mit einem Kern von Beispiel 5 in der stromaufseitigen Position gealtert wurde, zeigt eine signifikante Verringerung bezüglich der NOX-Umwandlung. Der Katalysator von Beispiel 5 besitzt kein Einfangmaterial für Platin. Die SCR-Probe, die bei einem Kern aus Beispiel 6 in der stromaufseitigen Position gealtert wurde, zeigt eine ähnliche NOX-Umwandlungsleistung wie der Leerprobenlauf. Beispiel 6 umfasst ein Einfangmaterial, das einen eine hohe Oberfläche aufweisenden Oxidträger verwendet. Die SCR-Probe, die bei einem Kern aus Beispiel 7 in der stromaufseitigen Position gealtert wurde, zeigt eine ähnliche NOX-Umwandlungsleistung wie der Durchgang mit Leer- bzw. Vergleichsprobe. Beispiel 7 umfasst ein Einfangmaterial, das einen eine geringe Oberfläche aufweisenden Oxidträger und eine Pd-Dispersion von < 1 % verwendet. Die Verwendung von Palladium mit einem eine geringe Oberfläche aufweisenden Träger ist immer noch als Einfangmaterial zum Einfangen von verflüchtigtem Platin wirksam.
  • Zur Vermeidung eines jeglichen Zweifels wird der gesamte Inhalt beliebiger und aller hier zitierten Dokumente durch Bezugnahme in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2013/088133 [0007]
    • WO 2013/088132 [0007]
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Claims (32)

  1. Oxidationskatalysator zum Behandeln eines von einem Kompressionszündungsmotor produzierten Abgases, der Folgendes umfasst: ein Substrat, ein auf dem Substrat angeordnetes katalytisches Material, wobei das katalytische Material Platin (Pt) umfasst, und einen ein einfangendes Material umfassenden Bereich, wobei der Bereich so angeordnet ist, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas mit dem katalytischen Material in Berührung gelangt ist und/oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist.
  2. Oxidationskatalysator nach Anspruch 1, wobei das einfangende Material Partikel eines Pt legierenden Metalls mit einer mittleren Partikelgröße ≥ etwa 10 nm umfasst.
  3. Oxidationskatalysator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das einfangende Material Partikel eines Pt legierenden Metalls, die eine Dispersion von ≤ etwa 10% aufweisen, umfasst.
  4. Oxidationskatalysator nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei das Pt legierende Material ein Metall und/oder ein Oxid hiervon umfasst, wobei das Metall aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Palladium (Pd), Gold (Au), Kupfer (Cu), einem Gemisch von Pd und Au, einem Gemisch von Pd und Cu, einem Gemisch von Au und Cu, einem Gemisch von Pd, Au und Cu, einer bimetallischen Legierung von Pd und Au, einer bimetallischen Legierung von Pd und Cu, einer bimetallischen Legierung von Au und Cu und einer trimetallischen Legierung von Pd, Au und Cu besteht.
  5. Oxidationskatalysator nach Anspruch 4, wobei das Metall aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Palladium (Pd), einem Gemisch von Pd und Au, und einer bimetallischen Legierung von Pd und Au besteht.
  6. Oxidationskatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das einfangende Material Partikel eines hitzebeständigen Oxids, das eine mittlere spezifische Oberfläche ≤ etwa 50 m2/g aufweist, umfasst.
  7. Oxidationskatalysator nach Anspruch 6, wobei das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Ceroxid und einem Misch- oder Verbundoxid hiervon besteht, wobei das Misch- oder Verbundoxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Ceroxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Aluminiumoxid, Zirconiumoxid-Aluminiumoxid, Ceroxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Titanoxid, Ceroxid-Zirconiumoxid und Aluminiumoxid-Magnesiumoxid besteht.
  8. Oxidationskatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das katalytische Material Platin (Pt), das auf einem Trägermaterial angeordnet oder geträgert ist, umfasst.
  9. Oxidationskatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das katalytische Material (i) Platin (Pt) und (ii) Palladium (Pd) und/oder Rhodium (Rh) umfasst.
  10. Oxidationskatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das katalytische Material Pt und Pd in einem Massenverhältnis von Pt zu Pd von ≥ 1:1 umfasst.
  11. Oxidationskatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das katalytische Material Pt und Rh in einem Massenverhältnis von Pt zu Rh von ≥ 1:1 umfasst.
  12. Oxidationskatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Einfangbereich auf dem katalytischen Bereich angeordnet oder geträgert ist.
  13. Oxidationskatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Einfangbereich direkt auf dem Substrat angeordnet ist.
  14. Oxidationskatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Einfangbereich sich in Kontakt mit dem katalytischen Bereich befindet.
  15. Oxidationskatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Einfangbereich eine Einfangzone ist und der katalytische Bereich stromauf der Einfangzone angeordnet oder geträgert ist.
  16. Oxidationskatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der katalytische Bereich eine katalytische Schicht ist und der Einfangbereich eine Einfangzone ist und wobei die Einfangzone auf der katalytischen Schicht angeordnet oder geträgert ist.
  17. Oxidationskatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Substrat eine Oberfläche eines Einlassendes und eine Oberfläche eines Auslassendes aufweist und wobei der Bereich, der ein Einfangmaterial umfasst, das so angeordnet ist, dass es mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas mit dem katalytischen Material in Berührung gelangt ist oder durch das katalytische Material hindurchgetreten ist, ein Einfangmaterial ist, das auf der Oberfläche des Auslassendes des Substrats angerordnet ist.
  18. Oxidationskatalysator nach Anspruch 17, der des Weiteren eine Einfangzone umfasst, wobei die Einfangzone das Einfangmaterial, das auf einer Mehrzahl von Kanalwänden in dem Substrat angeordnet oder geträgert ist, umfasst und wobei die Einfangzone eine mittlere Länge von ≤ 25 mm aufweist.
  19. Oxidationskatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat ein Durchflussmonolithsubstrat ist.
  20. Oxidationskatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Substrat ein Filtermonolithsubstrat ist.
  21. Oxidationskatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es sich um einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), ein katalysiertes Rußfilter (CSF), einen NOx-Speicherkatalysator (NSC), einen passiven NOx-Adsorber (PNA) oder einen exothermen Dieselkatalysator (DEC) handelt.
  22. Abgassystem zum Behandeln eines Abgases, das von einem Kompressionszündungsmotor produziert wird, wobei das Abgassystem einen Oxidationskatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 21 und eine Emissionsteuerungsvorrichtung umfasst.
  23. Einfangbaustein zum Einfangen von verflüchtigtem Platin (Pt) aus einem Platin (Pt) umfassenden katalytischen Material in einem Abgassystem eines Kompressionszündungsmotors, wobei der Einfangbaustein: ein Substrat und ein auf dem Substrat angeordnetes Einfangmaterial umfasst.
  24. Einfangbaustein nach Anspruch 23, wobei das Einfangmaterial Partikel eines Pt legierenden Metalls mit einer mittleren Partikelgröße ≥ etwa 10 nm umfasst.
  25. Einfangbaustein nach Anspruch 23 oder Anspruch 24, wobei das Einfangmaterial Partikel eines Pt legierenden Metalls, die eine Dispersion von ≤ etwa 10% aufweisen, umfasst.
  26. Einfangbaustein nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, wobei das Pt legierende Material eine Metall und/oder Oxid hiervon umfasst, wobei das Metall aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Palladium (Pd), Gold (Au), Kupfer (Cu), einem Gemisch von Pd und Au, einem Gemisch von Pd und Cu, einem Gemisch von Au und Cu, einem Gemisch von Pd, Au und Cu, einer bimetallischen Legierung von Pd und Au, einer bimetallischen Legierung von Pd und Cu, einer bimetallischen Legierung von Au und Cu und einer trimetallischen Legierung von Pd, Au und Cu besteht.
  27. Einfangbaustein nach Anspruch 26, wobei das Metall aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Palladium (Pd), einem Gemisch von Pd und Au und einer bimetallischen Legierung von Pd und Au besteht.
  28. Einfangbaustein nach einem der Ansprüche 23 bis 27, wobei das Einfangmaterial Partikel eines hitzebeständigen Oxids mit einer mittleren spezifischen Oberfläche ≤ etwa 50 m2/g umfasst.
  29. Einfangbaustein nach Anspruch 28, wobei das hitzebeständige Oxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Ceroxid und einem Misch- oder Verbundoxid hiervon besteht, wobei das Misch- oder Verbundoxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Ceroxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Aluminiumoxid, Zirconiumoxid-Aluminiumoxid, Ceroxid-Aluminiumoxid, Titanoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Siliciumdioxid, Zirconiumoxid-Titanoxid, Ceroxid-Zirconiumoxid und Aluminiumoxid-Magnesiumoxid besteht.
  30. Einfangbaustein nach einem der Ansprüche 23 bis 29, wobei das Substrat ein Durchflussmonolithsubstrat ist.
  31. Abgassystem zum Behandeln eines Abgases, das von einem Kompressionszündungsmotor produziert wird, wobei das Abgassystem Folgendes umfasst: (i) einen Oxidationskatalysator zum Behandeln des Abgases, wobei der Oxidationskatalysator ein erstes Substrat und ein katalytisches Material, das auf dem ersten Substrat angeordnet ist, umfasst, wobei das katalytische Material Platin (Pt) umfasst; und (ii) einen Einfangbaustein nach einem der Ansprüche 23 bis 30; wobei der Einfangbaustein so angeordnet ist, dass er mit dem Abgas in Berührung gelangt, nachdem das Abgas durch den Oxidationskatalysator hindurchgetreten ist.
  32. Abgassystem nach Anspruch 31, wobei der Oxidationskatalysator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 definiert ist.
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