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DE102015224370B4 - Katalysator sowie Verfahren zur Herstellung eines Katalysators - Google Patents

Katalysator sowie Verfahren zur Herstellung eines Katalysators Download PDF

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DE102015224370B4
DE102015224370B4 DE102015224370.2A DE102015224370A DE102015224370B4 DE 102015224370 B4 DE102015224370 B4 DE 102015224370B4 DE 102015224370 A DE102015224370 A DE 102015224370A DE 102015224370 B4 DE102015224370 B4 DE 102015224370B4
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Jörg Werner Münch
Dominic Santi
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Johnson Matthey Catalysts Germany GmbH
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Abstract

Katalysator (2) mit einem porösen keramischen Trägerkörper (4), der eine Porosität aufweist, die zumindest in einem Teil des keramischen Trägerkörpers (4) durch Poren gebildet ist, und der weiterhin eine auf dem keramischen Trägerkörper (4) angebrachte katalytisch aktive Washcoat-Beschichtung (10) mit einer Schichtdicke (d1) aufweist, wobei der Trägerkörper (4) eine dauerhafte katalytisch inaktive Imprägnierung (12) aufweist, die zumindest eine katalytisch inaktive anorganische Komponente aufweist, wobei die dauerhafte inaktive Imprägnierung (12) a) eine Schichtdicke (d2) aufweist und zumindest teilweise zwischen einer Oberfläche des porösen keramischen Trägerkörpers (4) und der katalytisch aktiven Washcoat-Beschichtung (10) vorliegt und/oder b) in den Poren des keramischen Trägerkörpers (4) vorliegt in einem Bereich mit reduzierter Porosität unterhalb der Oberfläche des keramischen Trägerkörpers (4), wobei der Trägerkörper (4) aus einem katalytisch aktiven Material besteht, und wobei der Trägerkörper (4) ein monolithisches Bauteil ist und nur ein Teilbereich mit der Imprägnierung (12) versehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Katalysator, welcher einen porösen, Poren aufweisenden keramischen Trägerkörper und eine darauf aufgebrachte katalytisch aktive Washcoat-Beschichtung aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Katalysators.
  • Der Katalysator ist dabei insbesondere zur Abgasreinigung, speziell im Kraftfahrzeugbereich und dort insbesondere zur Stickoxid-Reduzierung nach dem sogenannten SCR-Verfahren (Selective catalytic reduction) ausgelegt. Bei dem SCR-Verfahren werden im Abgas enthaltene Stickoxide unter Verwendung eines stickstoffhaltigen Reduktionsmittels, typischerweise Ammoniak beispielsweise als wässrige Harnstofflösung reduziert. Ein SCR-System ist beispielsweise in US 7 188 469 B2 beschrieben.
  • Für die Abgasbehandlung stehen dabei grundsätzlich verschiedene Katalysatortypen zur Verfügung. Die unterschiedlichen Katalysatortypen unterscheiden sich zum einen hinsichtlich ihrer Bauart und zum anderen hinsichtlich ihrer katalytischen Aktivitäten im Hinblick auf die eingesetzten katalytisch aktiven Komponenten.
  • Zur Abgasreinigung insbesondere bei Kraftfahrzeugen werden häufig keramische Wabenkatalysatoren eingesetzt, welche im Betrieb vom Abgas durchströmt werden. Bei diesen Katalysatoren handelt es sich häufig um extrudierte keramische Körper. Sie weisen üblicherweise einen kreisrunden Querschnitt auf. Die Katalysatoren sind im Betrieb typischerweise Temperaturen im Bereich von 200-700 Grad Celsius ausgesetzt.
  • Neben SCR-Katalysatoren sind weiterhin Katalysatoren bekannt zur Oxidation von Kohlenstoffmonoxid zu Kohlenstoffdioxid, zur Oxidation von unverbrannten Kohlenwasserstoffen zu Wasser (Dampf) und Kohlenstoffmonoxid oder auch für die zyklische Adsorption von Stickoxiden (NOx) aus einem Abgas eines Magergemischmotors, gefolgt von einer Desorption und Reduktion von NOx in einem kohlenwasserstoffreichen Abgas. Wird der Kraftfahrzeugmotor auf einen zumindest etwa stöchiometrischen Betrieb gesteuert, so ist eine simultane katalytische Oxidation von Kohlenmonoxiden und unverbrannten Kohlenwasserstoffen sowie die Reduktion von Stickoxiden möglich, durch den sogenannten Dreiwege-Katalysator.
  • Neben diesen klassischen Katalysatoren gibt es auch kombinierte Katalysatoren, bei denen eine Filterwirkung mit einer Katalysatorwirkung kombiniert ist. Hierzu werden beispielsweise sogenannte Wandstromfilter eingesetzt, die katalytisch aktiviert sind. Wandstromfilter sind Wabenfilter, welche einen wabenförmigen Körper mit einer Anordnung von sich kreuzenden porösen Wänden aufweisen, wobei die Wände ein Array von sich in Längsrichtung erstreckenden, parallelen ersten und zweiten Kanälen definieren. Die ersten Kanäle sind dabei an einem ersten Ende des wabenförmigen Körpers verschlossen und die zweiten Kanäle sind an einem zweiten Ende des wabenförmigen Körpers verschlossen. Ein spezielles Anwendungsgebiet sind hierbei die katalysierten Rußfilter (catalysted soot filter (CSF)), die insbesondere für den Automobilbereich eingesetzt werden.
  • Eine etablierte Katalysator-Klasse speziell für einen SCR-Katalysator beruht auf einem insbesondere oxidischem Titan-Vanadium-System (z. B. V2O5/TiO2 oder V2O5/WO3/TiO2), mit Vanadiumoxid als katalytisch aktive Komponente auf einem Titanoxid-Trägermaterial. Dieses Titan-Vanadium-System lässt sich allgemein einer Katalysatorklasse basierend auf einem unedlen Metall, hier Vanadium, in einem Metalloxid-Träger zuordnen.
  • Daneben gibt es Katalysatorsysteme basierend auf Edelmetallen sowie weiterhin Katalysatorsysteme basierend auf katalytisch aktiven oder aktivierten Molekularsieben, insbesondere Zeolithe.
  • Die heutzutage in Kraftfahrzeugen eingesetzten Katalysatoren basieren überwiegend auf keramischen Wabenkatalysatoren. Im Betrieb durchströmt das zu reinigende Abgas Kanäle eines beispielsweise extrudierten Katalysatorkörpers. Grundsätzlich wird hierbei zwischen sogenannten Vollextrudaten und beschichteten Trägern, sogenannten „Washcoats“ unterschieden. Bei den Vollextrudaten bildet eine katalytisch aktive Katalysatormasse den extrudierten Körper, das heißt die Kanalwände des Katalysators sind vollständig aus einem katalytisch aktiven Material gebildet. Bei den Washcoats wird ein katalytisch inerter extrudierter Tragkörper mit dem eigentlichen katalytisch aktiven Katalysatormaterial beschichtet. Dies erfolgt beispielsweise durch Eintauchen des extrudierten Tragkörpers in eine das Katalysatormaterial enthaltende Suspension.
  • Zur Herstellung sowohl eines Vollextrudat-Katalysators als auch eines inerten Tragkörpers werden keramische Ausgangskomponenten, die üblicherweise in Pulverform vorliegen, miteinander vermengt und zu einer keramischen Masse aufbereitet. Im Falle von extrudierten Körpern wird diese dann üblicherweise pastöse Masse zur Herstellung beispielsweise eines Wabenkörpers extrudiert. Der so erhaltene Grünkörper wird anschließend einer Temperaturbehandlung zur Ausbildung des keramischen Endkörpers unterzogen.
  • Bei dem SCR-Verfahren wird häufig das erforderliche Reduktionsmittel im Überschuss zudosiert. Bei derartigen Verfahren besteht daher regelmäßig die Gefahr, dass das Reduktionsmittel unverbraucht an die Umgebung abgegeben wird und diese belastet. Um diesen sogenannten Schlupf zu vermeiden sind sogenannten ASC-Katalysatoren (ammonia slip catalyst) bekannt, welche typischerweise in Strömungsrichtung des Abgases nachfolgend zu einem SCR-Katalysator angeordnet sind und überschüssiges Reduktionsmittel, insbesondere Ammoniak (NH3) oxidieren.
  • Aus der DE 10 2014 110 811 A1 ist ein ASC-Katalysator zu entnehmen. Dabei ist bei der darin beschriebenen Ausführungsvariante nach 1C auf einen katalytisch inaktiven Träger eine Schichtfolge von katalytisch unterschiedlichen Schichten als Washcoat-Beschichtung aufgebracht. Eine erste (untere) Oxidationsschicht ist stromab auf den Träger zur Oxidation von NH3 aufgebracht und wird von einer SCR-Schicht überdeckt, die ergänzend auch stromauf der ersten Oxidationsschicht direkt auf den Träger angebracht ist. Die SCR-Schicht ist wiederum von einer zweiten Oxidationsschicht überdeckt, um sogenannte sekundäre Stickoxide selektiv zu reduzieren. Als Trägermaterial für Washcoat-Beschichtungen wird häufig Cordierit verwendet.
  • Aus der DE 10 2012 213 639 A1 ist weiterhin ein extrudierter Wabenkatalysator mit einer katalytisch aktiven extrudierten Trägermasse bekannt. Aus diesem Dokument ist zudem eine Kombination des hochporösen, aktiven Wabenkörpers mit einer Washcoat-Beschichtung beschrieben. Unter anderem ist hierbei in einem hinteren Teilbereich des extrudierten Wabenkörpers zur Ausbildung eines ASC-Teilbereichs eine Edelmetallbeschichtung aufgebracht.
  • In der EP 1 663 515 B1 wird als Problem beim Aufbringen der Washcoat-Beschichtungen auf einem porösen Trägerkörper beschrieben, dass beim Aufbringen der Suspension für die Washcoat-Beschichtung diese in unerwünschter Weise in Mikrorisse des Trägerkörpers eindringt und dann dessen mechanische Eigenschaften negativ beeinflusst. Zur Verringerung dieses Problems ist bspw. die Verwendung einer organischen Vorbeschichtung zu entnehmen, welche vor dem Aufbringen des eigentlichen katalytisch aktiven Washcoats aufgebracht wird. Durch diese organische Vorbeschichtung wird verhindert, dass die Komponenten der Washcoat-Beschichtung in die Mikrorisse eindringen. Gleichzeitig wird wegen der geringen Temperaturbeständigkeit der organischen Vorbeschichtung gewährleistet, dass diese beim nachfolgenden Sinterprozess wieder thermisch entfernt wird, sodass die gewünschte und erforderliche Porosität für die katalytische Funktion des Katalysators erhalten bleibt.
  • Bei dem direkten Aufbringen einer Washcoat-Beschichtung auf einen katalytisch aktiven Trägerkörper kann es weiterhin in der Grenzschicht bspw. durch Ionenwanderung zu einem Austausch von Komponenten zwischen den beiden katalytisch unterschiedlich aktiven Materialien kommen. Dies führt unter Umständen zur Beeinträchtigung der katalytischen Aktivität des jeweils katalytisch aktiven Materials.
  • Weitere Katalysatoren oder Filter mit auf einem Tragkörper aufgebrachten Schichten sind beispielsweise zu entnehmen aus DE 10 2007 016 480 A1 , DE 10 2007 023 120 A1 , DE 10 2007 021 471 A1 oder DE 10 2006 014 999 A1 .
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator mit porösem Trägerkörper und einer darauf angebrachten Washcoat-Beschichtung anzugeben, welcher gute mechanische Eigenschaften sowie eine dauerhaft gute katalytische Aktivität zeigt. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Katalysators anzugeben.
  • Die Aufgabe wird gemäß Erfindung gelöst durch einen Katalysator mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Katalysator umfasst zunächst einen porösen keramischen Trägerkörper, der zumindest in einem Teilbereich eine Porosität aufweist, welche durch Poren gebildet ist, und der eine katalytische aktive Washcoat-Beschichtung mit einer vorgegebenen Schichtdicke aufweist. Weiterhin ist der Trägerkörper mit einer dauerhaften, katalytisch inaktiven Imprägnierung versehen, die zumindest eine anorganische Komponente erhält. Zur Ausbildung dieser dauerhaften Imprägnierung wird zumindest eine der beiden nachfolgenden Maßnahmen ergriffen: In den Trägerkörper ist oberflächennah die zumindest eine anorganische Komponente eingebracht, wodurch die Porosität des Trägerkörpers im Bereich der Oberfläche zumindest reduziert ist. Die Imprägnierung liegt daher in einem oberflächennahen Bereich mit einer reduzierten Porosität in den Poren vor. Alternativ oder ergänzend weist die Imprägnierung eine Schichtdicke auf, ist daher als eine zusätzliche anorganische Zwischenschicht ausgebildet, die die zumindest eine anorganische Komponente enthält. Diese Zwischenschicht ist dabei insbesondere nach Art einer Washcoat-Beschichtung zumindest in einem Teilbereich zwischen einer Oberfläche des keramischen Trägerkörpers und der eigentlichen katalytisch aktiven Washcoat-Beschichtung angebracht. Die dauerhafte Imprägnierung sowie die zumindest eine anorganische Komponente sind dabei katalytisch inaktiv, weisen daher im Hinblick auf die Abgasreinigung keine katalytische Aktivität auf.
  • Vorliegend wird unter „Katalysator“ jeweils die gegenständliche Form eines Bauteils mit katalytischer Wirkung verstanden, welches katalytisch aktive Komponenten enthält.
  • Durch die Anbringung der dauerhaften Imprägnierung vor dem Aufbringen der eigentlichen Washcoat-Beschichtung werden wahlweise oder in Kombination zwei vorteilhafte Effekte erzielt. Zum einen wird durch die Aufbringung der Imprägnierung das Eindringen von Wasser in den keramischen Trägerkörper beim Aufbringen der Washcoat-Suspension zumindest reduziert. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei hochporösen Trägerkörpern, wie sie bspw. bei extrudierten Wabenkatalysatoren verwendet werden, beim Aufbringen der Suspension Wasser aus der Washcoat-Suspension in den porösen Körper eindringt, was in nachteiliger Weise zu einer unerwünschten ungleichmäßigen Schichtdicke und Beschichtungstiefe der katalytisch aktiven Washcoat-Beschichtung führt. Weiterhin kann es zu einer vollkommenen Verstopfung von Kanälen kommen.
  • Durch die Ausbildung als dauerhafte Imprägnierung wird zudem der besondere Vorteil erzielt, dass im Betrieb die Migration von Bestandteilen in oder aus dem Trägerkörper, also zwischen Trägerkörper und Washcoat und die damit einhergehende Beeinträchtigung der katalytischen Wirksamkeit zumindest reduziert wird. Durch die Reduzierung oder Vermeidung einer solchen Migration werden daher die unterschiedlichen katalytischen Aktivitäten des Trägersubstrats einerseits und der Washcoat-Beschichtung andererseits dauerhaft aufrechterhalten. Durch diese Maßnahme werden daher altersbedingte Reduzierungen der katalytischen Aktivität verringert, d.h. eine hohe katalytische Aktivität wird aufrechterhalten. Bei einem ASC-Katalysator wird daher eine hohe NH3-Konversionsrate aufrechterhalten.
  • Zur Aufbringung der Washcoat-Beschichtung wird allgemein üblicherweise zunächst eine wässrige Suspension enthaltend katalytisch aktive Komponenten auf den Trägerkörper aufgebracht und anschließend thermisch behandelt, sodass sich eine keramische Beschichtung als Washcoat-Beschichtung ausbildet.
  • Insgesamt ist daher durch das Aufbringen der dauerhaften Imprägnierung zum einen die Ausbildung einer definierten Washcoat-Beschichtung mit vorzugsweise sehr homogener Schichtdicke und Beschichtungstiefe gewährleistet und zum anderen ist die Migration von Ionen zwischen den katalytisch aktiven Schichten vermieden. Dies führt in Summe zu einem Katalysator mit guten katalytischen Eigenschaften, die dauerhaft und langfristig erhalten bleiben.
  • Bei dem Trägerkörper handelt es sich dabei um ein monolithisches Bauteil, bei dem nur ein Teilbereich mit der Imprägnierung versehen ist. Die Imprägnierung ist dabei zweckdienlicherweise nur in einem Teilbereich aufgebracht, auf dem auch die Washcoat-Beschichtung aufgebracht ist. Im übrigen unbeschichteten Teilbereich bildet der Trägerkörper selbst einen katalytisch aktiven Bereich aus, der Trägerkörper selbst besteht daher aus einem katalytisch aktiven Material.
  • Insbesondere ist weiterhin in zweckdienlicher Ausgestaltung vorgesehen, dass der monolithische Trägerkörper dabei in einem vorderen Bereich als SCR-Teilbereich und in einem hinteren Bereich mit der Washcoat-Beschichtung versehen und als ASC-Teilbereich ausgebildet ist. Der Katalysator weist also einen vorderen SCR-Teilbereich und einen hinteren ASC-Teilbereich auf. Hierunter wird jeweils verstanden, dass die Teilbereiche eine katalytische Wirkung für die SCR-Reaktion sowie für die Oxidation für NH3 aufweisen. Die Begriffe „vorne“ und „hinten“ beziehen sich dabei auf die Strömungsrichtung eines Abgases im bestimmungsmäßen Einsatz, die den Katalysator in einer Strömungsrichtung durchströmen. Der ASC-Teilbereich ist daher in Strömungsrichtung nachfolgend zum SCR-Teilbereich ausgebildet. Dadurch ist zuverlässig ein sogenannter Ammoniakschlupf bei der Verwendung von Ammoniak als Reduktionsmittel für die SCR-Katalyse vermieden.
  • Bspw. sind 10-30 % der Länge des Trägerkörpers mit der Imprägnierung und der Washcoat-Beschichtungsausbildung des ASC-Teilbereichs versehen.
  • Zur Ausbildung der Imprägnierung auf den Trägerkörper wird bei der Herstellung zunächst ein Imprägniermittel auf den Trägerkörper aufgebracht. Als Imprägniermittel werden dabei wahlweise oder in Kombination verwendet Sole, insbesondere Titan-Sole oder Silizium-Sole, Wasserglas, Silane, insbesondere Alkyl-Silane, Siloxane oder Phosphate, insbesondere Aluminium-Phosphate. Diese Imprägniermittel enthalten die zumindest eine dauerhafte anorganische Komponente. Das Imprägniermittel wird daher allgemein als Fluid im flüssigen oder auch pastösen Zustand, beispielsweise als wässrige Lösung, als Suspension oder auch Dispersion aufgebracht. Dies erfolgt bspw. durch Eintauchen des Trägerkörpers in das Imprägniermittel oder auch durch Aufsprühen desselben etc.
  • Bei den bezeichneten Solen handelt es sich allgemein um kolloidale Lösungen, bzw. Dispersionen, in denen nanoskalige Partikel, also beispielsweise Titanoxid-(TiO2) oder Siliziumoxidpartikel (SiO2), teils auch unter Zuhilfenahme von Stabilisatoren (z.B. Acetate), in Lösung gehalten werden.
  • Als Wasserglas werden allgemein amorphe, wasserlösliche Natrium-, Kalium- sowie Lithium-Silicate verstanden. Bevorzugt werden Natriumwassergläser verwendet.
  • Die Silane bestehen aus einem Siliziumgrundgerüst und Wasserstoff. Bei dem Siliziumgrundgerüst kann es sich um eine unverzweigte (lineare) oder auch um eine verzweigte Silizium-Kette handeln.
  • Bevorzugt werden sogenannte Alkyl-Silane eingesetzt, also Silane, bei denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch Alkylgruppen auch unterschiedlicher Größe ausgetauscht sind. Als Alkyl-Silan wird insbesondere ein Propyltriethoxysilan eingesetzt, wie es beispielsweise unter dem Markennamen Dynasylan, speziell Dynasylan PTEO der Evonik Industries AG erhältlich ist.
  • Alternativ zu den Silanen oder ergänzend werden Siloxane eingesetzt, bei denen im Grundgerüst die Siliziumatome über Sauerstoffatome miteinander verbunden sind. Bspw. wird als Siloxane ein Alkylsiloxan eingesetzt, wie es beispielsweise unter der Markenbezeichnung Dynasylan 9896 der Evonik Industries AG erhältlich ist.
  • Weiterhin haben sich als geeignet Phosphate und hierbei insbesondere Aluminium-Phosphate erwiesen. Insbesondere wird eine Monoaluminium-Phosphat-Lösung verwendet, wie sie bspw. unter dem Handelsnamen LITHOPIX P1 der Firma Zschimmer & Schwarz GmbH & Co. KG Chemische Fabriken erhältlich ist. Bevorzugt wird dabei eine zumindest 25%ige Aluminium-Phosphat und weiter vorzugsweise eine zumindest 50%ige Aluminium-Phosphat-Lösung, eingesetzt, also Lösungen, insbesondere wässrige Lösungen mit einem Feststoffanteil von zumindest 25% bzw. von zumindest 50%. Der Feststoffanteil besteht dabei zumindest zum größten Teil (>80%, speziell >90%) aus dem Aluminium-Phosphat (Monoaluminium-Phosphat bzw. Aluminiummetaphosphat). Die Anteile des Aluminiums und des Phosphats im Aluminium-Phosphat entsprechen dabei einem Mischungsverhältnis von Al2O3 zu P2O3 von etwa 1:3 bis 1: 20, speziell von etwa 1:3 bis 1:5. LITHOPIX P1 weist ein Verhältnis von etwa 1:4 auf.
  • Der Anteil und / oder die Partikelgröße der anorganischen Komponenten innerhalb der in der Regel wässrigen Lösung des Imprägniermittels hängt dabei vom jeweiligen Anwendungszweck ab, insbesondere ob das Eindringen in einen oberflächennahen Bereich des Trägerkörpers gewünscht ist oder ob die Ausbildung einer anorganischen Zwischenschicht gewünscht ist.
  • In zweckdienlicher Ausgestaltung sind durch die dauerhafte Imprägnierung, also durch die in dieser enthaltenen anorganischen Komponenten, die Poren des porösen Trägerkörpers verschlossen. Es ist also insgesamt mit Hilfe der Imprägnierung eine nicht poröse, dichte Oberfläche geschaffen, sodass bei der nachfolgenden Aufbringung der Washcoat-Suspension kein Wasser in den porösen Trägerkörper gelangen kann. Die in der Imprägnierung enthaltenen anorganischen Partikel verschließen daher die einzelnen Poren. Dies bietet sich insbesondere bei dem bevorzugten Anwendungsgebiet der Ausbildung eines ASC-Teilbereichs auf einem katalytisch aktiven Vollextrudat nachfolgend zu einem SCR-aktiven Teilbereich an. In diesem hinteren ASC-aktiven Teilbereich ist die Porosität des Trägerkörpers für die im vorderen Bereich gewünschte SCR-Aktivität nicht mehr zwingend erforderlich.
  • Zweckdienlicherweise weist die zumindest eine anorganische Komponente anorganische Partikel mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von etwa 1-100 nm auf. Durch diese Partikelgröße ist ein effektives Zusetzen der Poren gewährleistet. Die Poren im Trägerkörper weisen dabei typischerweise eine Größe von größer 10 nm und insbesondere größer 50-100 nm auf.
  • Diese mittlere Partikelgröße ist insbesondere für die Ausführungsvariante von Bedeutung, bei der die anorganische Komponente in den Oberflächenbereich des Trägerkörpers eindringt. Unter mittlerer Partikelgröße wird hierbei die mittlere Größe der Partikel (bei nicht kugelsymmetrischen Partikeln entspricht die Partikelgröße der maximalen Länge des Partikels) einer Partikel-Verteilung bspw. einer Gaußverteilung verstanden.
  • Im Falle der Ausbildung der Zwischenschicht können auch größere Partikel verwendet werden, da in diesem Fall nicht zwingend ein Eindringen in die Poren erforderlich ist.
  • Im Falle der Ausbildung der anorganischen Zwischenschicht ist diese wie bereits erwähnt in bevorzugter Ausgestaltung als eine dichte, keramische Beschichtung aufgebracht. Neben den zuvor genannten anorganischen Komponenten enthält die Zwischenschicht daher auch Binderanteile. Bei diesen Binderanteilen handelt es sich üblicherweise um Aluminiumoxide, Siliziumoxide und/oder Zirkonoxide, deren Anteil bspw. im Bereich von 10-30 Vol. % liegt.
  • Die Zwischenschicht weist allgemein eine Schichtdicke im Bereich von vorzugsweise 1-50 µm auf. Die Schichtdicke der Zwischenschicht ist dabei vorzugsweise geringer als die Schichtdicke der darüber angeordneten Washcoat-Beschichtung. Diese weist typischerweise eine Schichtdicke im Bereich von 30 bis 150 µm auf.
  • Die endgefertigte Zwischenschicht, also nach der Temperaturbehandlung (Sintern) weist zweckdienlicherweise als Hauptbestandteil ein Aluminiumoxid und / oder ein Siliziumoxid auf. Der Anteil dieser Oxide in der Zwischenschicht liegt dabei insbesondere im Bereich von 50-100 Vol. %. Insgesamt ist durch eine derartige Zwischenschicht eine stabile, langlebige und dichte keramische Zwischenschicht ausgebildet, welche zuverlässig eine Ionenmigration zwischen dem Trägerkörper und der aufgebrachten Washcoat-Beschichtung verhindert.
  • Wie bereits erwähnt besteht der Trägerkörper aus einem katalytisch aktiven Material. Insbesondere ist der Trägerkörper dabei als ein extrudierter Trägerkörper als sogenanntes Vollextrudat ausgebildet. Alternativ zu der Ausgestaltung als extrudierter Vollextrudat-Körper aus katalytisch aktivem Material kann auch ein nicht extrudierter Trägerkörper und / oder ein innerer Trägerkörper aus katalytisch inaktivem Material verwendet werden.
  • Der Trägerkörper ist weiterhin vorzugsweise als Wabenkörper mit Strömungskanälen ausgebildet, sodass der Trägerkörper im Betrieb von dem Abgas durchströmt ist.
  • Für das katalytisch aktive Material werden dabei in verschiedenen Ausführungsvarianten unterschiedliche Materialien verwendet.
  • In bevorzugter Ausgestaltung wird als katalytisch aktives Material Vanadium, insbesondere ein Vanadiumoxid verwendet, welches zur Ausbildung des Trägerkörpers in einem Trägermaterial aus einem Metalloxid gebettet ist. Insbesondere handelt es sich hierbei um ein Vanadium-Titan-System vorzugsweise ergänzt mit Wolframoxid. (V2O5/TiO2 bzw. V2O5/WO3/TiO2). Der Anteil des Vanadiumoxids liegt hierbei typischerweise im Bereich zwischen 1-5 Gew. %. Das Vanadium-Titan-System kann optional auch ein Molybdänoxid umfassen. Alternative Trägermaterialien zu Titanoxid umfassen feuerfeste Metalloxide, wie bspw.
  • Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Zirkoniumoxid, Ceroxid sowie physikalische Gemische oder Verbundstoffe hiervon.
  • Bei dem bevorzugten Vanadiumoxid/Metalloxid-System beträgt der katalytisch aktive Anteil, also der Anteil des Vanadiumoxid/Metalloxid-Systems üblicherweise 70 bis 90 Gew.%. Die restlichen Anteile werden von Binderanteilen, wie beispielsweise Tonen, anorganische Stützfasern beispielsweise Glasfasern sowie Stabilisatoren eingenommen.
  • Der Trägerkörper weist bevorzugt folgende Zusammensetzung auf: 80 bis 90 Gew% eines Vanadium-Titansystems, insbesondere 84,5 Gew%, 6 bis 10 Gew% Tone, insbesondere 7,5 Gew% sowie weiterhin vorzugsweise einen Faseranteil, insbesondere Glasfaseranteil im Bereich zwischen 5 und 7 Gew%, insbesondere von 8,0 Gew%. Bei dem Vanadium-Titansystem handelt es sich insbesondere um ein System Vanadiumpentoxid / Titandioxid / Wolframtrioxid. Das in diesem Vanadium-Titansystem enthaltene Titandioxid weist einen Gewichtsanteil typischerweise von etwa 70 bis 80 Gew% und insbesondere von 74 Gew% auf. Das Wolframtrioxid weist einen Anteil von etwa 5-12 Gew%, bevorzugt von etwa 8% und das Vanadiumpentoxid einen Gewichtsanteil von etwa 1 bis 5 und vorzugsweise von etwa 1,7 Gew% auf. Die Gewichtsangaben sind jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht aller Komponenten für den Katalysator im trockenen Ausgangszustand, also vor der Aufbereitung der Katalysatormasse.
  • Die hier genannten Anteile beziehen sich jeweils auf Gewichtsanteile bezogen auf eine trockene keramische Masse aus der dann der keramische Körper beispielsweise durch Extrusionen und nachfolgendem Sintern hergestellt wird. Unter trockene keramische Masse werden dabei die Gewichtsanteile der einzelnen Komponenten im pulverförmigen Ausgangszustand verstanden.
  • Alternativ zu der Verwendung eines Vanadiumoxids können als katalytisch aktive Komponente beispielsweise auch Vanadium-Eisenverbindungen eingesetzt werden, insbesondere Eisenvanadat (FeVO4) und / oder Eisenaluminiumvanadat (Fe0,8Al0,2VO4).
  • Weiterhin können alternativ zu den bereits beschriebenen Titan-Vanadium-Wolfram-Systemen als weitere oxidische Systeme Titan-Vanadium-Wolfram-Silizium-Systeme oder Titan-Vanadium-Silizium-Systeme sowie Mischungen hiervon eingesetzt werden.
  • Alternativ werden als Trägerkörper Molekularsiebe verwendet werden, insbesondere Zeolithe oder SAPOs. Bei diesen Molekularsieben handelt es sich bevorzugt um ionengetauschte Molekularsiebe, bei denen ein Gerüstbaustein des Molekularsiebs durch ein Promotormetall ersetzt ist und somit also Teil der Gerüststruktur des Molekularsiebs ist. Alternativ hierzu kann ein derartiges Promotormetall auch in einen freien Raum der Gerüststruktur eingelagert sein. Als Promotormetalle werden insbesondere Kupfer und Eisen eingesetzt.
  • In einer alternativen Ausgestaltung ist ein derartiger Vanadium-basierter Katalysator in einem Metalloxid-Trägerkörper kombiniert mit katalytisch aktiven Molekularsieben, insbesondere mit Zeolithen, die bevorzugt mit einem Promotormetall, insbesondere Eisen- oder Kupfer-Ionen ausgetauscht sind. Hierbei wird ein katalytisch aktiver Trägerkörper ausgebildet, wie er insbesondere auch aus der DE 11 2013 000 477 T5 zu entnehmen ist.
  • Je nach speziellem Anwendungsgebiet können alternativ oder ergänzend zu Vanadium auch andere katalytisch aktive Komponenten vorgesehen sein. So braucht der Katalysator nicht zwingend als SCR-Katalysator ausgebildet sein. Der Katalysator kann grundsätzlich auch als sogenannter Wandstromfilter, als Oxidationskatalysator, als Dreiwege-Katalysator und auch als sogenannter CSF-Katalysator. Bei solchen CSF-Katalysatoren (catalysed soot filter) handelt es sich insbesondere um Wandstromfilter, die im Automobilbereich eingesetzt werden. Hierbei wird bevorzugt ein Wabenfilter eingesetzt, umfassend einen wabenförmigen Körper mit einer Anordnung sich kreuzenden porösen Wänden. Diese definieren dabei erste und zweite sich in Längsrichtung erstreckende Kanäle. Die ersten Kanäle sind an einem ersten Ende und die zweiten Kanäle an einem zweiten Ende des wabenförmigen Körpers verschlossen. Für die Filterwirkung durchströmt das Abgas die porösen Wände von den ersten Kanälen in die zweiten Kanäle hinein.
  • Der Trägerkörper weist dabei weiterhin typischerweise eine Porosität von >40 % auf, das heißt 40 % des Volumens des Trägerkörpers (ohne die darin enthaltenen Strömungskanäle für das Abgas) sind durch Poren gebildet. Die Porosität kann beispielsweise mit der bekannten Quecksilber-Porosimetrie gemessen werden.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Zur Herstellung des Katalysators mit der Imprägnierung wird auf den Trägerkörper zunächst ein Imprägniermittel aufgebracht. Dieses weist zumindest eine anorganische, katalytisch inaktive Komponente auf und dient zur Ausbildung der dauerhaften anorganischen und nicht katalytischen Imprägnierung. Auf die Imprägnierung wird nachfolgend noch eine Washcoat-Beschichtung aufgebracht. Zur Ausbildung der Imprägnierung wird der Trägerkörper mit dem aufgebrachten Imprägniermittel einer Temperaturbehandlung unterzogen. Zur Aufbringung des Imprägniermittels wird dieses in den Trägerkörper oberflächennah eingebracht, sodass die Porosität des Trägerkörpers im Bereich der Oberfläche zumindest reduziert wird. Alternativ oder ergänzend wird das Trägermittel auf der Oberfläche des Trägerkörpers zur Ausbildung einer zusätzlichen, anorganischen und katalytisch inaktiven Zwischenschicht als Imprägnierung aufgebracht.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsvariante wird dabei das Imprägniermittel auf den fertig gesinterten Trägerkörper, also einen keramischen Trägerkörper aufgebracht. Alternativ hierzu wird das Imprägniermittel auf ein noch ungesintertes, jedoch bereits getrocknetes Vorläuferprodukt des keramischen Trägerkörpers aufgebracht. Im Falle eines extrudierten Wabenkatalysators wird daher das Imprägniermittel nach dem Extrusionsvorgang und insbesondere nach einem Trockenvorgang des extrudierten Körpers, jedoch vor der Sinterung aufgebracht.
  • Im Hinblick auf die Abfolge des Aufbringens der Imprägnierung und der nachfolgenden Washcoat-Beschichtung ist gemäß einer ersten Variante ein Zwischensintern nach dem Aufbringen des Imprägniermittels vorgesehen. Alternativ hierzu wird auf das ungesinterte Imprägniermittel zunächst die Washcoat-Suspension aufgebracht und es erfolgt eine gemeinsame Temperaturbehandlung (Sintern). Bei dieser Variante werden das Imprägniermittel und die Washcoat-Suspension wahlweise auf ein getrocknetes Vorläuferprodukt oder bereits auf einen fertig gesinterten keramischen Trägerkörper aufgebraucht.
  • Zum Aufbringen der Imprägnierung können dabei grundsätzlich für das Aufbringen einer Washcoat-Beschichtung bekannte Verfahren eingesetzt werden.
  • Für die Washcoat-Beschichtung wird dabei eine geeignete Zusammensetzung gewählt. Für die Ausbildung eines ASC-Teilbereichs durch die Washcoat-Beschichtung wird insbesondere eine an sich bekannte edelmetall-haltige Beschichtung aufgebracht, wie sie bspw. aus der DE 10 2014 110 811 A1 zu entnehmen ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in stark vereinfachten Darstellungen:
    • 1 eine Seitenansicht eines extrudierten Wabenkatalysators mit einem vorderen SCR-aktiven Teilbereich sowie mit einem rückwärtigen ASC-aktiven Teilbereich,
    • 2 eine stirnseitige Aufsicht auf den Katalysator gemäß 1,
    • 3 eine ausschnittsweise Schnittdarstellung durch den Trägerkörper im Bereich eines Strömungskanals gemäß einer ersten Ausführungsvariante mit einer in einem oberflächennahen Bereich angebrachten Imprägnierung sowie
    • 4 eine zur 3 vergleichbare Ansicht gemäß einer zweiten Variante mit einer als Imprägnierung aufgebrachten Zwischenschicht zwischen Trägerkörper und einer Washcoat-Beschichtung.
  • In den Figuren sind gleichwirkende Teile jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ein in 1 dargestellter Katalysator 2 ist im Ausführungsbeispiel als ein Vollextrudat-Wabenkörper ausgebildet. Der Katalysator 2 weist hierzu einen Trägerkörper 4 auf, welcher katalytisch aktiv ist. Als Trägerkörper 4 wird hierbei insbesondere ein Vanadiumtitan-System verwendet. Der Trägerkörper 4 ist als eine Wabe mit vorzugsweise kreisrunder Querschnittsfläche ausgebildet, wie sich aus 2 ergibt. Er weist eine Vielzahl von Strömungskanälen 6 auf, welche im Betrieb in einer Strömungsrichtung 8 von einem zu reinigenden Abgas durchströmt werden. In einem vorderen Teilbereich ist der Katalysator 2 ausschließlich durch den katalytisch aktiven Trägerkörper 4 gebildet. In diesem Bereich ist er als SCR-Teilbereich 2A ausgebildet. In Strömungsrichtung 8 schließt sich an den SCR-Teilbereich ein rückwärtiger Bereich an, welcher mit einer Washcoat-Beschichtung 10 versehen ist. Dieses ist im Ausführungsbeispiel derart gewählt, dass im rückwärtigen Teilbereich ein ASC-Teilbereich 2B ausgebildet ist.
  • Bei dem Trägerkörper 4 handelt es sich dabei um einen hochporösen keramischen Körper, welcher eine Porosität von 40 bis 60 % und insbesondere von 50 % aufweist. Die Poren weisen dabei üblicherweise eine Porengröße von größer 10 nm und vorzugsweise 100 nm auf.
  • Derartige Wabenkatalysatoren werden insbesondere bei Kraftfahrzeugen zur Abgasreinigung eingesetzt. Hierzu ist ein jeweiliger Katalysator 2 in den Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs eingebracht.
  • Bei der Herstellung wird der Trägerkörper 4 im Bereich des ASC-Teilbereichs 2B vor dem Aufbringen der Washcoat-Beschichtung 10 mit einer Imprägnierung 12 versehen, wie dies nachfolgend anhand der 3 und 4 erläutert wird.
  • Die 3 und 4 zeigen jeweils ausschnittsweise Schnittdarstellungen im Bereich eines Strömungskanals 6 des Wabenkatalysators 2. Dargestellt ist jeweils der Abschnittsbereich im Übergang vom SCR-Teilbereich 2A zum ASC-Teilbereich 2B.
  • Bei der Herstellung wird in beiden Ausführungsvarianten eine Oberfläche 14 des Trägerkörpers 4 jeweils mit einem Imprägniermittel versehen. Dies geschieht vorzugsweise durch Eintauchen des Trägerkörpers 4 in das flüssige Imprägniermittel und zwar lediglich in dem Teilbereich, in dem der ASC-Teilbereich 2B ausgebildet werden soll.
  • Gemäß der in 3 dargestellten ersten Ausführungsvariante ist das Imprägniermittel derart ausgebildet, dass es in einen oberflächennahen Teilbereich des Trägerkörpers 4 eindringt. Die Eindringtiefe T liegt hierbei vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 % der Wandstärke. Die typische Wandstärke bei einem extrudierten Wabenkatalysator im Kraftfahrzeugbereich liegt bei 200 bis 300 µm.
  • Von besonderer Bedeutung ist, dass das Imprägniermittel anorganische Bestandteile enthält, welche die Poren des Trägerkörpers 4 im Bereich der Imprägnierung 12 zusetzen und diese verschließen. Hierzu enthält das Imprägniermittel anorganische Partikel mit einer Partikelgröße vorzugsweise im Bereich zwischen 1 und maximal 100 nm, insbesondere im Bereich zwischen 20 und 50 nm. Mittels der Imprägnierung 12 wird daher die ursprünglich poröse Oberfläche 14 des Trägerkörpers 4 verschlossen. Nachfolgend wird anschließend die Washcoat-Beschichtung 10 aufgebracht. Dies erfolgt üblicherweise indem wiederum eine Suspension aufgebracht und anschließend einer Temperaturbehandlung unterzogen wird. Insbesondere bei dem hier bevorzugten Vollextrudat werden derartige Washcoats als vergleichsweise flüssige wässrige Lösung aufgebracht. Durch die Imprägnierung 12 ist ein Einbringen der wässrigen Washcoat-Lösung in den Trägerkörper 4 zumindest weitgehend und bevorzugt vollständig vermieden.
  • Hierdurch kann beim Aufbringen der Washcoat-Beschichtung das enthaltene Wasser in der Washcoat-Suspension verbleiben, was eine Aufkonzentration und daraus resultierende Verdickung der Washcoat-Suspension verhindert, so dass insgesamt eine homogene, gleichmäßige Washcoat-Beschichtung mit konstanter Beschichtungstiefe ausgebildet wird. Diese weist typischerweise eine Schichtdicke d1 im Bereich von 30 bis 150 µm auf. Weiterhin kann ein vollständiges Verstopfen von Kanälen vermieden werden.
  • Im Unterschied zu der Ausführungsvariante der 3 ist bei der Ausführungsvariante der 4 die Imprägnierung 12 nach Art einer Zwischenschicht 16 ausgebildet. Diese ist dabei auf der Oberfläche 14 des Trägerkörpers 4 ausgebildet. Dabei ist es auch möglich, dass bei der Zwischenschicht 16 ein Teil des Imprägniermittels auch in den oberflächennahen Bereich des Trägerkörpers 4 eindringt, so dass zusätzlich zu der Zwischenschicht 16 auch Imprägniermittel im Trägerkörper 4 enthalten ist. Bei der Zwischenschicht 16 handelt es sich im endgefertigten Zustand um eine keramische Zwischenschicht, welche vorzugsweise zu einem großen Anteil (50-100 Vol%) Aluminiumoxid und / oder Siliziumoxid enthält. Als Imprägniermittel werden flüssige Substanzen, insbesondere Sole, beispielsweise Titansole oder Siliziumsole, Wasserglas, Silane, insbesondere Alkylsilane, Siloxane oder auch Phosphate, insbesondere als wässrige Lösungen aufgebracht. Bevorzugt werden hierbei Aluminium-Phosphate in wässriger Lösung aufgebracht. Die Zwischenschicht 16 weist dabei beispielsweise insbesondere eine Zusammensetzung mit 60-90 % Titanoxid und 10-40% Siliziumoxid und insbesondere mit 80% TiO2 sowie 20% SiO2 auf.
  • Die Zwischenschicht 16 weist dabei eine Schichtdicke d2 im Bereich zwischen 1 und 50 µm auf. Die Schichtdicke d2 ist dabei kleiner als die Schichtdicke d1 der Washcoat-Beschichtung 10.
  • Ausführungsbeispiel 1:
  • Die Wirkungsweise der Imprägnierung zur Reduzierung der Wasseraufnahme für die nachfolgende Washcoat-Beschichtung wurde wie folgt überprüft:
    • Es wurde ein poröser, wabenförmiger Trägerkörper 4 einmal ohne Imprägnierung (Vergleichskörper) und weitere Trägerkörper mit Imprägnierung (Testkörper) bereitgestellt.
  • Für die Imprägnierung wurden die Trägerkörper 4 in eine 25%ige (Testkörper 1) und eine 50%ige (Testkörper 2) Aluminiumphosphat-Lösung für 10 min eingelegt.
  • Zur Herstellung der 25%igen Lösung wurde LITHOPIX P1 im Verhältnis 1:1 mit Wasser gemischt. Bei der 50%igen Lösung handelt es sich um die LITHOPIX P1-Lösung. Anschließend wurde überschüssige Lösung entfernt. Hierzu wurde der Trägerkörper 4 mit Druckluft ausgeblasen. Nachfolgend wurde der Trägerkörper im Trockenschrank bei 60°C für 24 h getrocknet und schließlich bei 60°C für 1,5h gebrannt.
  • Die Körper wurden unter gleichen Bedingungen (gleiche Wassertemperatur, gleiche Eintauchzeit) in Wasser eingetaucht und anschließend gewogen. Die Gewichtszunahme entspricht der Wasseraufnahme. Die Wasseraufnahme beim Vergleichskörper wurde als Normierung (100% Wasseraufnahme) zugrunde gelegt.
  • Die Ergebnisse sind wie folgt:
    Trägerkörper Wasseraufnahme [in %]
    Vergleichskörper 100
    Testkörper 1 84
    Testkörper 2 50
  • Mit der Imprägnierung wird daher eine deutlich verringerte Wasseraufnahme erreicht, wobei die Lösung mit dem höheren Feststoffanteil zu einer geringeren Wasseraufnahme führt.
  • Ausführungsbeispiel 2:
  • Die Wirkungsweise der Zwischenschicht 16 zur Aufrechterhaltung der katalytischen Aktivität, also eine Verringerung der altersbedingten Reduzierung der Aktivität, wurde wie folgt überprüft:
    • Es wurde ein SCR-Katalysator (Wabenkatalysator) bereitgestellt, indem einmal ein Trägerkörper 4 mit unmittelbar auf den Trägerkörper 4 aufgebrachter Washcoat-Beschichtung 10 bereitgestellt wurde (Vergleichskatalysator). Als Testkatalysator wurde ein identischer Trägerkörper 4 zunächst mit der Zwischenschicht 16 versehen und anschließend wurde die identische Washcoat-Beschichtung 10 wie beim Vergleichskatalysator aufgebracht. Als Zwischenschicht 16 wurde eine Aluminiumoxid-Schicht aufgebracht. Die beiden Katalysatoren wurden unter realen Bedingungen gealtert. Hierzu wurden sie für 100h von einem 580°C heißen Abgas aus einem Motor auf einem Motorenprüfstand mit Ammoniakdosierung durchströmt. Anschließend wurde der Ammoniak-Umsatz (Verhältnis des Ammoniaks auf der Einlassseite und der Auslassseite) als Maßstab für die katalytische Aktivität bei verschiedenen Temperaturen unter gleichen Messbedingungen gemessen. Die Messbedingungen waren wie folgt: Raumgeschwindigkeit (Verhältnis Gasvolumenstrom zu Volumen des Katalysators): 150000/h; NH3-Anteil: 500ppm; CO2: 4,5%; H2O:5%; CO: 200ppm; O2:12%, Rest N2.
  • Der gemessene NH3-Umsatz war wie folgt (100%-Normierung bezogen auf Vergleichskatalysator):
    Abgastemperatur [°C]: 250 300 350 400
    Vergleichskatalysator [%] 100 100 100 100
    Testkatalysator [%] 100 175 157 126
  • Insbesondere im mittleren Temperaturbereich zeigt der Testkatalysator eine deutlich verbesserte katalytische Aktivität im Vergleich zum Vergleichskatalysator.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Katalysator
    2A
    SCR-Teilbereich
    2B
    ASC-Teilbereich
    4
    Trägerkörper
    6
    Strömungskanal
    8
    Strömungsrichtung
    10
    Washcoat-Beschichtung
    12
    Imprägnierung
    14
    Oberfläche
    16
    Zwischenschicht
    T
    Eindringtiefe
    d1
    Schichtdicke Washcoat
    d2
    Schichtdicke Zwischenschicht

Claims (13)

  1. Katalysator (2) mit einem porösen keramischen Trägerkörper (4), der eine Porosität aufweist, die zumindest in einem Teil des keramischen Trägerkörpers (4) durch Poren gebildet ist, und der weiterhin eine auf dem keramischen Trägerkörper (4) angebrachte katalytisch aktive Washcoat-Beschichtung (10) mit einer Schichtdicke (d1) aufweist, wobei der Trägerkörper (4) eine dauerhafte katalytisch inaktive Imprägnierung (12) aufweist, die zumindest eine katalytisch inaktive anorganische Komponente aufweist, wobei die dauerhafte inaktive Imprägnierung (12) a) eine Schichtdicke (d2) aufweist und zumindest teilweise zwischen einer Oberfläche des porösen keramischen Trägerkörpers (4) und der katalytisch aktiven Washcoat-Beschichtung (10) vorliegt und/oder b) in den Poren des keramischen Trägerkörpers (4) vorliegt in einem Bereich mit reduzierter Porosität unterhalb der Oberfläche des keramischen Trägerkörpers (4), wobei der Trägerkörper (4) aus einem katalytisch aktiven Material besteht, und wobei der Trägerkörper (4) ein monolithisches Bauteil ist und nur ein Teilbereich mit der Imprägnierung (12) versehen ist.
  2. Katalysator (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (4) in einem vorderen Bereich als SCR-Teilbereich (2A) und in einem hinteren Bereich mit der Imprägnierung (12) versehen und als ASC-Teilbereich (2B) ausgebildet ist.
  3. Katalysator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der anorganischen Imprägnierung (12) auf den Trägerkörper (4) wahlweise oder in Kombination folgende Imprägniermittel verwendet sind - Sole, insbesondere Titan-Sole oder Silizium-Sole - Wasserglas - Silane, insbesondere Alkyl-Silane - Siloxane - Phosphate, insbesondere Al-Phosphate.
  4. Katalysator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als die zumindest eine anorganische Komponente ein Aluminiumphosphat verwendet ist.
  5. Katalysator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Imprägnierung (12) die Poren verschlossen sind.
  6. Katalysator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine anorganische Komponente anorganische Partikel mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 1 - 100 nm aufweisen.
  7. Katalysator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierung (12) als eine keramische, dichte und eine Zwischenschicht (16) ausbildende Beschichtung aufgebracht ist.
  8. Katalysator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (d2) der Imprägnierung (12) im Bereich von 1 bis 50 µm liegt, wobei die Schichtdicke (d2) insbesondere geringer als die Schichtdicke (d1) der Washcoat-Beschichtung (10) ist.
  9. Katalysator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierung (12) Aluminiumoxid und / oder Siliziumoxid und / oder Titanoxid enthält und dessen Anteil in der Imprägnierung (12) insbesondere im Bereich von 50 bis 100 Vol. % liegt.
  10. Katalysator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (4) ein extrudierter Trägerkörper, insbesondere ein Wabenkörper ist.
  11. Katalysator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (4) als katalytisch aktives Material ein Vanadiumoxid in einem Trägermaterial aus einem Metalloxid, insbesondere ein Titanoxid aufweist.
  12. Katalysator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper eine Porosität von größer als 40 % aufweist.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf einen porösen keramischen Trägerkörper (4) zunächst ein Imprägniermittel und nachfolgend eine Washcoat-Beschichtung (10) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (4) aus einem katalytisch aktiven Material besteht und dass das Imprägniermittel zumindest eine anorganische, katalytisch inaktive Komponente enthält und das Imprägniermittel zur Ausbildung einer dauerhaften anorganischen und nicht katalytischen Imprägnierung (12) aufgebracht und einer Temperaturbehandlung unterzogen wird, wobei das Imprägniermittel - in den Trägerkörper (4) oberflächennah eingebracht wird, so dass die Porosität des Trägerkörpers (4) im Bereich der Oberfläche zumindest reduziert wird und / oder - das Imprägniermittel auf den Trägerkörper (4) zur Ausbildung einer zusätzlichen anorganischen und katalytisch inaktiven Zwischenschicht (16) zwischen dem Trägerkörper und der Washcoat-Beschichtung (10) aufgebracht wird, wobei der Trägerkörper (4) ein monolithisches Bauteil ist und nur ein Teilbereich mit der Imprägnierung (12) versehen wird.
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