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DE19653910A1 - Verfahren und Katalysator zur Verringerung von Schadstoffen in Gasen - Google Patents

Verfahren und Katalysator zur Verringerung von Schadstoffen in Gasen

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Publication number
DE19653910A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
oxide
oxidation
gas
reducing
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.)
Withdrawn
Application number
DE19653910A
Other languages
English (en)
Inventor
Walter Dipl Ing Boegner
Christine De Saint-Aubin
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
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
Application filed by Daimler Benz AG filed Critical Daimler Benz AG
Priority to DE19653910A priority Critical patent/DE19653910A1/de
Priority to FR9716134A priority patent/FR2757428B1/fr
Priority to JP9369992A priority patent/JPH10225637A/ja
Priority to GB9727087A priority patent/GB2321416B/en
Priority to US08/996,154 priority patent/US6168764B1/en
Publication of DE19653910A1 publication Critical patent/DE19653910A1/de
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Katalysator zur Verringerung von Schadstoffen in Gasen, wie beides aus der gat­ tungsgemäß zugrundegelegten DE 44 45 945 C1 als bekannt hervor­ geht
Aus der DE 44 45 945 C1 ist es bekannt, zur Verringerung von Stickoxiden Katalysatoren zu verwenden, die zwei Materialien aufweisen. Die Verringerung der Stickoxide geschieht im Beisein von Kohlenwasserstoffen (HC) als Reduktionsmittel. Die beiden Materialien weisen hinsichtlich der Stickoxide allenfalls eine geringe katalytische Wirkung auf. Ein Material, nämlich Titan-Mordenit wirkt adsorptiv hinsichtlich den HC's während das zweite aus Metalloxiden gebildete Material adsorptiv hinsicht­ lich der Stickoxide wirkt. Bei einem aus den genannten Materia­ lien gefertigten Katalysator ergibt sich im Bereich zwischen 200°C und 450°C eine bis zu 50%ige Reduktion der Stickoxi­ de.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren und einen entsprechenden neuen Katalysator anzugeben, bei denen die Vor­ teile mit denen aus der DE 44 45 945 C1 bekannten vergleichbar sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des zugrundege­ legten Verfahrens mit den kennzeichnenden Verfahrensschritten des Anspruchs 1 und bezüglich des zugrundegelegten Katalysators mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Für den erfindungsgemäßen Katalysator wird eine Mischung aus zwei Materialien vorgeschlagen, wobei das erste Material, im folgenden als Adsorptionsmaterial bezeichnet, eine adsorbieren­ de Wirkung auf die Zusatzsubstanz und das zweite, im folgenden Oxidationsmaterial genannt, eine oxidierende Wirkung auf den Schadstoff aufweist.
Bei Verwendung von zwei vorzugsweise hinsichtlich des Schad­ stoffes katalytisch allenfalls gering aktiven Materialien für das Adsorptionsmaterial und das Oxidationsmaterial ist überra­ schend, daß dennoch eine gute katalytische Reduktion zumindest eines Schadstoffes in bevorzugt sauerstoffhaltigem Gas auf­ tritt.
Als Zusatzsubstanz werden vorzugsweise HC's verwendet. Als Schadstoffe werden bevorzugt NO entzogen, die unter Zuhilfenah­ me des Oxidationsmaterial zumindest zeitweilig zu NO2 oxidiert werden. Vermutlich wird anschließend das NO2 unter Zuhilfenahme von HC, das vom Adsorptionsmaterial wieder freigegeben wurde und/oder das vom Adsorptionsmaterial nicht adsorbiert wurde zu Stickstoff (N2) und weiteren Substanzen umgewandelt.
Als Adsorptionsmaterial werden vorzugsweise H-Zeolithe, wie z. B. ein H-ZSM5 oder ein H-Mordenit verwendet. Als Oxidations­ material werden bevorzugt Metalloxide eingesetzt, wobei im Sin­ ne der vorliegenden Patentanmeldung unter Metalloxiden auch Me­ tallmischoxide, bspw. Spinelle, insbesondere Metalloxid-Al2O3 und dgl. und/oder Perowskite zu verstehen sind.
Weitere sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den Un­ teransprüchen entnehmbar. Im übrigen wir die Erfindung anhand von Beispielen nachfolgend näher erläutert. In den Figuren sind Diagramme zu den unterschiedlichen Beispielen dargestellt, wo­ bei die Konzentration von NOx und/oder CO2 und/oder Propen (C3H6) über der Temperatur (in °C) aufgetragen ist. Dabei zeigt
Fig. 1 ein Diagramm der NO-, HC- und CO2 Konzentration eines Gases nach einem H-Zeolith (H-ZSM5) in Abhängigkeit von der Temperatur, wobei das Gas vor dem Zeolith Argon, NO, Propen und Sauerstoff aufweist,
Fig. 2 ein Diagramm der NO-, HC- und CO2 Konzentration eines Gases nach einem H-Mordenit in Abhängigkeit von der Temperatur, wobei das Gas vor dem H-Mordenit Argon, NO, Propen und Sauerstoff aufweist,
Fig. 3 ein Diagramm einer NO- und NO2 Konzentration eines Ga­ ses nach einem LaSrCo-Oxid in Abhängigkeit von der Tem­ peratur, wobei das Gas vor dem LaSrCo-Oxid Argon, NO und Sauerstoff aufweist,
Fig. 4 ein Diagramm einer NO- und NO2 Konzentration eines Ga­ ses nach einem NaCoFe-Oxid in Abhängigkeit von der Tem­ peratur, wobei das Gas vor dem NaCoFe-Oxid Argon, NO und Sauerstoff aufweist,
Fig. 5 ein Diagramm einer NO- und NO2-Konzentration eines Ga­ ses nach einem Mn-Oxid in Abhängigkeit von der Tempera­ tur, wobei das Gas vor dem Mn-Oxid N2, NO und Sauer­ stoff aufweist,
Fig. 6 ein Diagramm einer NO- und NO2-Konzentration eines Ga­ ses nach einem Co-Oxid in Abhängigkeit von der Tempera­ tur, wobei das Gas vor dem Co-Oxid N2, NO und Sauer­ stoff aufweist,
Fig. 7 ein Diagramm einer CO2-, NOx- und C3H6-Konzentration ei­ nes Gases nach einem LaSrCo-Oxid in Abhängigkeit von der Temperatur, wobei das Gas vor dem LaSrCo-Oxid Ar­ gon, NO, C3H6 und Sauerstoff aufweist,
Fig. 8 ein Diagramm einer CO2-, NOx- und C3H6-Konzentration ei­ nes Gases nach einem NaCoFe-Oxid in Abhängigkeit von der Temperatur, wobei das Gas vor dem NaCoFe-Oxid Ar­ gon, NO, C3H6 und Sauerstoff aufweist,
Fig. 9 ein Diagramm einer NOx- und C3H6-Konzentration eines Ga­ ses nach einem Mn-Oxid in Abhängigkeit von der Tempera­ tur, wobei das Gas vor dem Mn-Oxid N2, NO, C3H- und Sau­ erstoff aufweist,
Fig. 10 ein Diagramm einer NOx- und C3H6-Konzentration eines Ga­ ses nach einem Co-Oxid in Abhängigkeit von der Tempera­ tur, wobei das Gas vor dem Co-Oxid N2, NO, C3H6 und Sau­ erstoff aufweist,
Fig. 11 ein Diagramm einer CO2-, NOx- und C3H6-Konzentration ei­ nes Gases nach einem mit LaSrCo-Oxid vermischten H-Zeolithen in Abhängigkeit von der Temperatur, wobei das Gas vor dem Zeolith/LaSrCo-Oxid-Gemisch Argon, NO, C3H6 und Sauerstoff aufweist,
Fig. 12 ein Diagramm einer CO2-, NOx- und C3H6-Konzentration ei­ nes Gases nach einem mit NaCoFe-Oxid vermischten H-Mordenit in Abhängigkeit von der Temperatur, wobei das Gas vor dem Mordenit/NaCoFe-Oxid-Gemisch Argon, NO, C3H6 und Sauerstoff aufweist,
Fig. 13 ein Diagramm einer CO2-, NOx- und C3H6-Konzentration ei­ nes Gases nach einem mit Mn-Oxid vermischten H-Mordenit in Abhängigkeit von der Temperatur, wobei das Gas vor dem Mordenit/Mn-Oxid-Gemisch Argon, NO, C3H6 und Sauer­ stoff aufweist, und
Fig. 14 ein Diagramm einer CO2-, NOx- und C3H6-Konzentration ei­ nes Gases nach einem mit Co-Oxid vermischten H-Mordenit in Abhängigkeit von der Temperatur, wobei das Gas vor dem Mordenit/Co-Oxid-Gemisch Argon, NO, C3H- und Sauer­ stoff aufweist.
In dem Diagramm nach Fig. 1 ist der Verlauf der Konzentration an NO, HC- und CO2 eines Gases in Abhängigkeit von der Tempera­ tur dargestellt, das einen als Adsorptionsmaterial verwendbaren H-Zeolithen (H-ZSM5) durchströmt hat. Vor der Durchströmung weist das Gas Argon, 1000 ppm NO, 10% O2 und als HC-Komponente 1100 ppm Propen auf.
In dem Diagramm nach Fig. 2 ist der Verlauf der Konzentration an NO, HC- und CO2 eines Gases in Abhängigkeit von der Tempera­ tur dargestellt, nachdem es einen als Adsorptionsmaterial ver­ wendbaren H-Mordenit durchströmt hat. Vor der Durchströmung weist das Gas Argon, 800 ppm NO, 10% O2 und 800 ppm Propen auf.
In den Diagrammen nach den Fig. 1 und 2 bleibt die HC-Konzentration bei Temperaturen kleiner 200°C stark hinter dem Wert der jeweiligen Eingangskonzentration an Propen zurück. Diese Differenz ist auf die Adsorption von HC durch das Adsorp­ tionsmaterial zurückzuführen.
Oberhalb einer Temperatur von etwa 300°C ist eine starke Ab­ nahme der HC-Konzentration bei gleichzeitig Stetiger Zunahme der CO2-Konzentration zu erkennen. Die beiden eben genannten Effekte sind auf eine HC-Oxidation zurückzuführen, die mit zu­ nehmender Temperatur ansteigt. Die NOx-Konzentration weicht oberhalb etwa 150°C nur geringfügig von der Eingangskonzentra­ tion ab, wobei die unterhalb 150°C auftretenden Abweichungen auf eine am Anfang stattfindende Adsorption von NOx zurückzu­ führen sind.
Aus den Diagrammen nach den Fig. 1 und 2 ergibt sich insge­ samt, daß sowohl der H-ZSM5 als auch der H-Mordenit eine HC-Adsorption bewirken können, weshalb sie im Sinne der Erfindung als Adsorptionsmaterialien verwendet werden können. Eine Stickoxid-Verminderungsreaktion kann von diesen beiden Adsorp­ tionsmaterialien jedoch nicht katalysiert werden.
In dem Diagramm nach Fig. 3 ist der Verlauf der Konzentration an NO und NO2 eines Gases in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt, das ein als Oxidationsmaterial verwendbares Metall­ oxid und zwar LaSrCo-Oxid durchströmt hat. Vor der Durchströ­ mung weist das Gas Argon, 1000 ppm NO, 10% O2 auf.
In dem Diagramm nach Fig. 4 ist der Verlauf der Konzentration an NO und NO2 eines Gases in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt, das ein als Oxidationsmaterial verwendbares Metall­ oxid und zwar NaCoFe-Oxid durchströmt hat. Vor der Durchströ­ mung weist das Gas Argon, 1000 ppm NO, 10% O2 auf.
In dem Diagramm nach Fig. 5 ist der Verlauf der Konzentration an NO und NO2 eines Gases in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt, das ein als Oxidationsmaterial verwendbares Metall­ oxid und zwar Mn-Oxid durchströmt hat. Vor der Durchströmung weist das Gas N2, 800 ppm NO, 10% O2 auf.
In dem Diagramm nach Fig. 6 ist der Verlauf der Konzentration an NO und NO2 eines Gases in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt, das ein als Oxidationsmaterial verwendbares Metall­ oxid und zwar Co-Oxid durchströmt hat. Vor der Durchströmung weist das Gas N2, 800 ppm NO, 10% O2 auf.
In den Diagrammen nach den Fig. 3 bis 6, die mehrere sowohl hinsichtlich der eingesetzten Elemente und der Anzahl der ein­ gesetzten Elemente unterschiedliche Metalloxide betreffen, fin­ det in einem Temperaturbereich zwischen ca. 300°C und 450°C eine starke Oxidation von NO in NO2 statt. Die Oxidationswir­ kung der genannten Metalloxide ist in den Diagrammen daran zu erkennen, daß die NO-Konzentration stark abnimmt, wobei gleich­ zeitig eine entsprechend starke Zunahme der NO2-Konzentration stattfindet. Die genannten Metalloxidverbindungen sind im Sinne der Erfindung folglich gute Oxidationsmaterialien.
Um das katalytische Verhalten dieser Metalloxide bzw. Me­ tall(misch)oxide hinsichtlich einer selektiven Reduktion von NO mit HC in Sauerstoffhaltigen Gasen zu untersuchen, wurden die Metalloxide in weiteren Untersuchungen mit einem NO- und O2-haltigem Gas beaufschlagt, welchem Gas als Reduktionsmittel zu­ sätzlich noch ein HC und zwar Propen beigegeben wurde.
Die Ergebnisse sind in den Diagrammen gemäß den Fig. 7 bis 10 festgehalten, wobei die Reihenfolge der Metalloxide die gleiche ist wie in den Fig. 3 bis 6; d. h. das Diagramm der Fig. 3 betrifft das gleiche Metall(misch)oxid wie Fig. 7, das der Fig. 4 das gleiche Metall(misch)oxid wie Fig. 8 usw.
In den Diagrammen nach den Fig. 7 bis 10 ist jeweils der Verlauf der Konzentrationen an NOx und Propen (C3H6) über der Temperatur aufgetragen, wobei in den Fig. 7 und 8 zusätzlich noch der entsprechende Verlauf an CO2 aufgetragen ist.
In allen diesen Diagrammen ist bei Temperaturen zwischen 250°C und 350°C ein starker Rückgang der C3H6-Konzentration als Fol­ ge der Oxidation des Kohlenwasserstoffes C3H6 zu erkennen. Par­ allel dazu können, wie in den Fig. 7 und 8 exemplarisch dar­ gestellt, entsprechende Konzentrationen des Oxidationsproduktes CO2 nachgewiesen werden.
Bei den Oxidationsmaterialien NaCoFe-Oxid, MnO2 und Co3O4 bleibt, wie aus den Fig. 8 bis 9 ersichtlich ist, die NOx-Kon­ zentration strömungsseitig hinter den Oxidationsmaterialien nahezu unverändert bei der NO-Konzentration, die strömungssei­ tig vor den Oxidationsmaterialien gemessen wurde. Hieraus ist eindeutig ersichtlich, daß die Oxidationsmaterialien das NO in HC- und sauerstoffhaltigem Gas nicht reduzieren können.
Bei dem Oxidationsmaterial LaSrCo-Oxid (siehe Fig. 7) ist im Temperaturbereich um 320°C ein geringer Rückgang der NOx-Konzentration zu erkennen. Dieser Rückgang beruht auf eine Ad­ sorption des NOx, wie anhand des auf eine etwa gleichgroße Desorbtion zurückzuführenden Anstiegs der NOx-Konzentration bei etwa 420°C zu erkennen ist. Daher kann auch bei diesem Oxida­ tionsmaterial von keiner katalytischen Verminderung der NOx ge­ sprochen werden.
Insgesamt handelt es sich bei allen der vorgestellten Oxidati­ onsmaterialien um gute Materialien zur Oxidation des NO zu NO2. Keinesfalls sind sie Katalysatoren für Stickoxide in Gasen, die Sauerstoff und Kohlenwasserstoffe aufweisen, wie sie insbeson­ dere als Abgase in mager betriebenen Verbrennungsmotoren vor­ liegen.
Beispiel 1
In Fig. 11 ist ein Diagramm einer CO2-, NOx und C3H6-Konzentration in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt, wie es nach einem erfindungsgemäßen Katalysator vorliegt, der aus einem Gemisch aus LaSrCo-Oxid mit einem H-Zeolithen (H-ZSM5) gebildet ist. Zur Untersuchung des Katalysators wurde dem Katalysator ein Gas zugeführt, das aus Argon, 1000 ppm NO, 1100 ppm C3H6 und 10% Sauerstoff zusammengesetzt war.
In dem Diagramm gemäß Fig. 11 ist bei Temperaturen höher 160°C ein adsorptiv bedingter Rückgang der HC-Konzentration fest­ zustellen. Bei Temperaturen oberhalb 260°C findet ebenfalls ein Rückgang der HC-Konzentration statt, der aber diesmal auf eine Oxidation zurückzuführen ist, wie insbesondere aus dem gleichzeitigen Anstieg des zugehörigen Oxidationsproduktes CO2 erkennbar ist. Bei Temperaturen zwischen 200°C und etwa 400°C wird eine Reduktion der NOx gemessen, wobei der Tiefpunkt hier bei ca. 320°C und 60% der vorgelegten NO-Konzentration liegt.
Der vorliegende Katalysator weist demnach beim Vorliegen von HC und Sauerstoff eine gute Reduktion von Stickoxiden auf. Dies ist insbesondere deshalb überraschend, da keines der verwende­ ten Materialien dieses Katalysators hinsichtlich der Reduktion von Stickoxiden katalytisch nennenswert wirksam ist.
Beispiel 2
In Fig. 12 ist ein Diagramm einer CO2-, NOx und C3H6-Konzentration in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt, wie es nach einem erfindungsgemäßen Katalysator vorliegt, der aus einem Gemisch aus NaCoFe-Oxid mit einem H-Mordenit gebildet ist. Zur Untersuchung des Katalysators wurde dem Katalysator ein Gas zugeführt, das aus Argon, 1011 ppm NO, 1095 ppm C3H6 und 10% Sauerstoff zusammengesetzt war.
In dem Diagramm gemäß Fig. 12 wird bei Temperaturen zwischen ca. 250°C und etwa 500°C eine Reduktion der NOx gemessen, wo­ bei der Tiefpunkt hier bei ca. 350°C und 50% der vorgelegten NO-Konzentration liegt.
Der vorliegende Katalysator weist auch hier beim Vorliegen von HC und Sauerstoff eine gute Reduktion von Stickoxiden auf. Dies ist ebenfalls überraschend, da auch hier keines der verwendeten Materialien dieses Katalysators hinsichtlich der Reduktion von Stickoxiden katalytisch nennenswert wirksam ist.
Beispiel 3
In Fig. 13 ist ein Diagramm einer CO2-, NOx- und C3H6-Konzentration in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt, wie es nach einem erfindungsgemäßen Katalysator vorliegt, der aus einem Gemisch aus Mn-Oxid mit einem H-Mordenit gebildet ist. Zur Untersuchung des Katalysators wurde dem Katalysator ein Gas zugeführt, das aus Argon, 800 ppm NO, 800 ppm C3H6 und 10% Sauerstoff zusammengesetzt war.
Bei diesem Katalysator tritt im Temperaturbereich zwischen ca. 370 und 470°C eine etwa 50%ige katalytische Stickoxidvermin­ derung auf. Bei Temperaturen unterhalb 180°C ist eine Vermin­ derung der Eingangskonzentration an NO festzustellen, die auf eine Adsorption des NO's zurückzuführen ist.
Auch hier weist der Katalysator beim Vorliegen von HC und Sau­ erstoff eine gute Reduktion von Stickoxiden auf, wobei auch diese für den Katalysator verwendeten Materialien hinsichtlich der Reduktion von Stickoxiden katalytisch kaum wirksam sind.
Beispiel 4
In Fig. 14 ist ein Diagramm einer CO2-, NOx- und C3H6-Konzentration in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt, wie es nach einem erfindungsgemäßen Katalysator vorliegt, der aus einem Gemisch aus Co-Oxid mit einem H-Mordenit gebildet ist. Zur Untersuchung des Katalysators wurde dem Katalysator ein Gas zugeführt, das aus Argon, 800 ppm NO, 800 ppm C3H6 und 10% Sauerstoff zusammengesetzt war.
Bei Temperaturen unterhalb ca. 180°C bzw. 230°C wird mit zu­ nehmender Temperatur eine Abnahme der NOx- und der C3H6-Adsorption festgestellt. Parallel zu der mit steigender Tempe­ ratur zunehmenden Bildung des C3H6-Oxidationsproduktes CO2 oberhalb etwa 230 °C, findet eine katalytische Verminderung von NOx statt, die ihren Tiefpunkt bei ca. 290 °C und bei ca. 5% der vorgelegten NO-Konzentration hat.
Auch im letzten Beispiel weist der Katalysator beim Vorliegen von HC und Sauerstoff eine gute Reduktion von Stickoxiden auf, obwohl auch diese für den Katalysator verwendeten Materialien hinsichtlich der Reduktion von Stickoxiden katalytisch allen­ falls geringfügig wirksam sind.
Aus dem an den Beispielen 1 bis 4 und den Fig. 1 bis 14 er­ läuterten Sachverhalt läßt sich ableiten, daß eine Mischung aus mindestens einem Adsorptionsmaterial und einem Oxidationsmate­ rial ein wirksamer Katalysator hergestellt werden kann. Insbe­ sondere müssen diese Materialien für sich betrachtet hinsicht­ lich des Schadstoffes, vorzugsweise NOx nicht einmal kataly­ tisch reduzierend wirken. Hierbei sei ausdrücklich nochmals er­ wähnt, daß die verwendbaren Materialien aus mehreren und ebenso aus in der vorliegenden Schrift auch ungenannten Elementen des chemischen Periodensystems gebildet sein können.

Claims (19)

1. Verfahren zur Reduktion von Schadstoffen in Gasen, bei dem zumindest ein oxidierbarer Schadstoff mittels eines aus mehre­ ren Materialien gebildeten Katalysators und unter Zuhilfenahme einer Zusatzsubstanz chemisch verändert wird, wobei die Zusatz­ substanz zumindest innerhalb eines Temperaturbereiches von ei­ nem ersten Material des Katalysators, im folgenden Adsorptions­ material genannt, wenigstens teilweise adsorbiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als weiteres Material des Katalysators, im folgenden Oxida­ tionsmaterial genannt, ein Material gewählt wird, das eine hohe Oxidationswirkung hinsichtlich des Schadstoffes aufweist, so daß der Schadstoff durch das Oxidationsmaterial zumindest teilweise oxidiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Adsorptionsmaterial und/oder das Oxidationsmaterial hinsichtlich des Schadstoffes katalytisch allenfalls gering ak­ tive Materialien gewählt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Adsorptionsmaterial ein Zeolithe, insbesondere H-ZSM5 und/oder H-Mordenit gewählt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmaterial ein Metalloxid gewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzsubstanz ein Reduktionsmittel gewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gas als Zusatzmittel reduzierend wirkende Kohlenwasser­ stoffe beigegeben werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gas Stickoxide der allgemeinen chemischen Formel NOx, insbesondere NO und/oder NO2 entzogen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas ein sauerstoffhaltiges Gas verwendet wird.
9. Katalysator zur Reduktion von Schadstoffen in Gasen unter Zuhilfenahme eines Zusatzmittels, welcher Katalysator aus meh­ reren Materialien gebildet ist, wobei ein erstes Material, im folgenden Adsorptionsmaterial genannt, zumindest bereichsweise innerhalb eines Temperaturbereiches zwischen Raumtemperatur und 400°C eine adsorbierende Eigenschaft hinsichtlich der Zusatz­ substanz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator zumindest ein zweites Material, im folgen­ den Oxidationsmaterial genannt, aufweist, das eine hohe Oxida­ tionswirkung hinsichtlich des Schadstoffes aufweist.
10. Katalysator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmaterial und/oder das Oxidationsmaterial hinsichtlich des Schadstoffes katalytisch allenfalls eine ge­ ringe Aktivität aufweist.
11. Katalysator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmaterial ein Zeolith, insbesondere H-ZSM5 und/oder H-Mordenit ist.
12. Katalysator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmaterial ein Metalloxid ist.
13. Katalysator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmaterial mehrere Metalloxide und/oder ein Oxid mehrerer Metall aufweist.
14. Katalysator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmaterial LaSrCo-Oxid und/oder NaFeCo-Oxid und/oder Mn-Oxid und/oder Co-Oxid und/oder Ce-Oxid ist.
15. Katalysator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsubstanz ein Reduktionsmittel ist.
16. Katalysator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmittel reduzierend wirkende Kohlenwasserstoffe sind.
17. Verwendung des Katalysators nach Anspruch 9 zur Verringe­ rung von Schadstoffen in Abgasen von Brennkraftmaschinen.
18. Verwendung des Katalysators nach Anspruch 9 zur Verringe­ rung von Schadstoffen in Abgasen von Verbrennungsmotoren.
19. Verwendung des Katalysators nach Anspruch 9 zur Verringe­ rung von Schadstoffen in Abgasen von Magermotoren insbesondere in Kraftfahrzeugen.
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JP9369992A JPH10225637A (ja) 1996-12-21 1997-12-19 ガス中の有害物質を減少するための触媒
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1184556A3 (de) * 2000-09-04 2004-01-02 Nissan Motor Co., Ltd. Abgasreiniger einer Brennkraftmaschine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004108320A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化方法及びそのシステム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0018117A1 (de) * 1979-04-04 1980-10-29 Mobil Oil Corporation Katalytische Umwandlung von Kohlenwasserstoffen einschliesslich Regenerierung des verwendeten Katalysators
EP0148048A1 (de) * 1983-12-07 1985-07-10 COMPAGNIE FRANCAISE DE RAFFINAGE Société anonyme dite: Katalytische Zusammensetzung und deren Verwendung zur Umwandlung des Synthesegases in eine aromareiche Kohlenwasserstoffmischung
DE3635284A1 (de) * 1986-10-16 1988-04-28 Steuler Industriewerke Gmbh Katalysator zur entfernung von stickoxiden aus abgasen
DE4226112A1 (de) * 1992-08-07 1994-02-10 Bayer Ag Verwendung eines Katalysators zur Verringerung der Partikelmenge und/oder -größe im Dieselabgas

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3436356A (en) * 1964-07-22 1969-04-01 Tsutomu Kato Method of preparing an agent for preventing contamination of air by carbon monoxide
CA1077011A (en) * 1975-04-08 1980-05-06 Elrey L. Mccann (Iii) Catalytic metal oxides on perovskite supports
JPH02268810A (ja) 1989-04-10 1990-11-02 Sakai Chem Ind Co Ltd 窒素酸化物除去方法
CA2032799C (en) * 1989-12-21 1996-01-30 Akinori Eshita Catalyst for and method of purifying oxygen-excess exhaust gas
JPH03213150A (ja) 1990-01-17 1991-09-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 脱臭触媒体
US5125231A (en) * 1990-06-08 1992-06-30 Corning Incorporated Dual converter engine exhaust system for reducing hydrocarbon emissions
US5407651A (en) * 1991-02-15 1995-04-18 Tosoh Corporation Catalyst for and method of purifying exhaust gas
JP2696627B2 (ja) 1991-09-26 1998-01-14 株式会社日立製作所 脱臭触媒及びそれを用いた応用機器
US5260035A (en) * 1992-08-05 1993-11-09 Corning Incorporated Apparatus and method for modifying gaseous mixtures
US5804155A (en) * 1992-11-19 1998-09-08 Engelhard Corporation Basic zeolites as hydrocarbon traps for diesel oxidation catalysts
JP3311051B2 (ja) * 1992-12-16 2002-08-05 日本碍子株式会社 排気ガス浄化方法及び装置
JPH0796195A (ja) * 1993-09-29 1995-04-11 Hino Motors Ltd 排ガス浄化触媒
JP3447384B2 (ja) * 1993-09-29 2003-09-16 本田技研工業株式会社 排気ガス浄化用触媒
US5587137A (en) * 1994-01-18 1996-12-24 Corning Incorporated Exhaust gas conversion method using thermally stable zeolites
FR2718371B1 (fr) * 1994-04-08 1996-05-03 Rhone Poulenc Chimie Catalyseurs de réduction des oxydes d'azote à base de spinelles.
DE4445945C1 (de) * 1994-12-22 1996-08-14 Daimler Benz Ag Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden und Katalysator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0018117A1 (de) * 1979-04-04 1980-10-29 Mobil Oil Corporation Katalytische Umwandlung von Kohlenwasserstoffen einschliesslich Regenerierung des verwendeten Katalysators
EP0148048A1 (de) * 1983-12-07 1985-07-10 COMPAGNIE FRANCAISE DE RAFFINAGE Société anonyme dite: Katalytische Zusammensetzung und deren Verwendung zur Umwandlung des Synthesegases in eine aromareiche Kohlenwasserstoffmischung
DE3635284A1 (de) * 1986-10-16 1988-04-28 Steuler Industriewerke Gmbh Katalysator zur entfernung von stickoxiden aus abgasen
DE4226112A1 (de) * 1992-08-07 1994-02-10 Bayer Ag Verwendung eines Katalysators zur Verringerung der Partikelmenge und/oder -größe im Dieselabgas

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1184556A3 (de) * 2000-09-04 2004-01-02 Nissan Motor Co., Ltd. Abgasreiniger einer Brennkraftmaschine

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Publication number Publication date
GB2321416A (en) 1998-07-29
JPH10225637A (ja) 1998-08-25
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US6168764B1 (en) 2001-01-02
FR2757428B1 (fr) 2001-01-19
GB2321416B (en) 1999-04-21
FR2757428A1 (fr) 1998-06-26

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