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CN108430628A - 催化剂和用于制备催化剂的方法 - Google Patents

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CN108430628A CN201680077956.9A CN201680077956A CN108430628A CN 108430628 A CN108430628 A CN 108430628A CN 201680077956 A CN201680077956 A CN 201680077956A CN 108430628 A CN108430628 A CN 108430628A
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Abstract

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

Description

催化剂和用于制备催化剂的方法
本发明涉及具有多孔陶瓷载体和施加于其的催化活性载体涂层(washcoatcoating)的催化剂，该陶瓷载体具有孔隙。本发明还涉及用于制备这种催化剂的方法。
该催化剂在此情况下被特别设计用于废气处理，具体而言是在汽车领域，并且特别是用于通过所谓的SCR方法(选择性催化还原)来还原氮氧化物。在SCR方法中，使用含氮还原剂，通常为氨，将废气中存在的氮氧化物还原为例如尿素水溶液。
为了处理废气，原则上可用各种催化剂类型。相对于所用的催化活性组分，各种催化剂类型首先是在其设计上且其次在其催化活性上有所不同。
为了处理废气，特别是在机动车辆中，经常使用陶瓷蜂窝催化剂，废气在操作下流动通过所述陶瓷蜂窝催化剂。这些催化剂常常采用挤出陶瓷体的形式。它们通常具有圆形截面。操作中的催化剂通常暴露于200至700℃范围内的温度。
除SCR催化剂以外，其他催化剂已知用于将一氧化碳氧化为二氧化碳，用于将未燃烃氧化为水(蒸汽)和一氧化碳，或甚至用于循环吸附来自贫燃发动机的废气的氮氧化物(NOx)，随后解吸并且还原富烃废气中的NOx。如果车辆发动机被控制成至少近似化学计量操作，则可能通过所谓的三元催化转换器进行一氧化碳和未燃烃的同时催化氧化以及氮氧化物的还原。
除这些常规催化剂以外，还存在组合的催化剂，其中过滤作用与催化作用相结合。为此目的，使用所谓的壁流式过滤器，例如，其被催化活化。壁流式过滤器是具有蜂窝体的蜂窝过滤器，所述蜂窝体具有相交多孔壁的阵列，所述壁限定在纵向方向上延伸的平行的第一和第二通道的阵列。第一通道在蜂窝体的第一端被密封，并且第二通道在蜂窝体的第二端被密封。本文使用的具体领域是催化烟灰过滤器(CSF)(其尤其是用于汽车部门)的领域。
特定用于SCR催化剂的已建立类别的催化剂是基于特别的氧化的钛-钒体系(例如V2O5/TiO2或V2O5/WO3/TiO2)，其中氧化钒在氧化钛载体材料上用作催化活性组分。该钛-钒体系可以一般指定给基于在金属氧化物载体中的贱金属(在此情况下贱金属为钒)的催化剂类别。
另外，存在基于贵金属的催化剂体系，以及基于催化活性或活化分子筛、特别是沸石的其他催化剂体系。
机动车辆中现今所用的催化剂主要是基于陶瓷蜂窝催化剂。操作中，例如，待清洁废气流过挤出催化剂体的通道。在本文所谓的全活性挤出物与经涂覆的载体(称为"涂成体(washcoats)")之间存在基本区别。在全活性挤出物中，催化活性催化剂组合物形成挤出体，意味着催化剂的通道壁完全由催化活性材料形成。在涂成体中，用实际上催化活性催化剂材料来涂覆催化惰性挤出载体。这是例如通过将挤出载体浸入含有催化剂材料的悬浮液中来实现。
为了制备全活性挤出物催化剂或惰性载体，通常呈粉末形式的陶瓷起始组分彼此混合并且被加工成陶瓷材料。在挤出体情况下，随后挤出这种通常糊状的组合物以用于制备(例如)蜂窝体。因此获得的所谓“生胚(green)”体随后经受温度处理以形成陶瓷完成体。
在SCR方法中，常常过量添加所需还原剂。因此，在这种方法中，经常存在的风险为未使用的还原剂被排放到环境中并因此污染环境。为避免所谓的泄漏(slippage)，所谓的ASC或氨泄漏催化剂是已知的，所述催化剂通常被布置在SCR催化剂之后的废气的流动方向上，并且氧化过量的还原剂，尤其是氨(NH3)。
ASC催化剂从DE102014110811 A1中显而易见。在此情况下，在根据其中所述的图1C的实施方案变型中，将催化性不同层的层序列作为载体涂层来施加至催化非活性载体。第一(下部)氧化层施加至载体下游，以用于氧化NH3，并且被SCR层覆盖，该SCR层在第一氧化层的上游另外直接施加至载体。SCR层又被第二氧化层覆盖，以便选择性还原所谓的次级氮氧化物。堇青石经常被用作用于载体涂层的载体材料。
具有催化活性挤出载体材料的挤出蜂窝催化剂是从DE 102012213639 A1已知的。本文件中还描述了具有载体涂层的高度多孔的活性蜂窝体的组合。尤其而言，在此情况下，将贵金属涂层施加至挤出蜂窝体的后部以形成ASC子区域。
EP 1663515 B1将载体涂层向多孔载体的施加描述为一种问题，因为在施加用于载体涂层的悬浮液时，这种悬浮液以不希望的方式渗透进入载体的微裂纹，并随后消极影响其机械性质。为减少这种问题，例如，指示了有机预涂层的使用，该有机预涂层是在施加实际催化活性载体涂层之前被施加。借助于这种有机预涂层，阻止载体涂层的组分渗透进入微裂纹。同时，由于有机预涂层的低温稳定性，确保了在随后的烧结过程中，再次将这些有机预涂层热去除，从而维持用于催化剂的催化功能的所期望和所需的孔隙度。
在载体涂层直接施加至催化活性载体中时，可能还导致两种不同催化活性材料之间的组分在边界层，例如，通过离子迁移进行交换。这可能导致对相应催化活性材料的催化活性的损害。
针对这一背景，本发明的目的是提供具有多孔载体和施加于其的载体涂层的催化剂，该催化剂具有良好机械性质和持续良好的催化活性。本发明的目的是还提供用于制备这种类型催化剂的方法。
根据本发明，通过具有权利要求1的特征的催化剂来实现该目的。该催化剂首先包含多孔陶瓷载体，所述多孔陶瓷载体至少在子区域中具有由孔隙形成的孔隙度，并且包含具有预定层厚度的催化活性载体涂层。此外，该载体提供有包含至少一种无机组分的持久催化非活性浸渍。为形成这种持久浸渍，采取两种以下措施中的至少一种：将至少一种无机组分在接近于表面处引入载体中，因此至少在表面的区域中降低载体的孔隙度。浸渍因此存在于接近于表面并且孔隙度降低的区域中的孔隙内。替代地，或另外地，该浸渍具有层厚度，因此其形成为包含至少一种无机组分的另外的无机中间层。在此情况下，至少在陶瓷载体的表面和实际催化活性载体涂层之间的子区域中，尤其以载体涂层的方式施加该中间层。持久浸渍和至少一种无机组分在此情况下是催化非活性的，因此就废气处理而言不具有催化活性。
在目前的情况下，"催化剂"在各情况下应理解为意指具有催化作用的组分的客观形式，其包含催化活性组分。
通过在施加实际载体涂层之前附接持久浸渍，选择性或以组合方式实现两种有利的作用。首先，通过施加浸渍，至少减少了在施加载体涂料悬浮液时水至陶瓷载体中的渗透。研究已表明，在所使用的高度多孔的载体中，例如，在挤出蜂窝催化剂中，来自载体涂料悬浮液的水在施加该悬浮液时渗透多孔体，这不利地导致催化活性载体涂层的不合需要的不均匀涂层厚度和涂层深度。此外，该可能导致通道的完全堵塞。
通过形成为持久浸渍，还在运行期间实现了特别的优点：成分进入或离开载体的迁移，即在载体和载体涂层之间迁移，以及催化活性随之而来的恶化至少被降低。因此，通过降低或阻止这种迁移，持久维持一方面载体基材和另一方面载体涂层的不同催化活性。因此，通过该措施，最小化在催化活性方面的老化相关的降低，即维持高催化活性。在ASC催化剂中，因此维持高的NH3转化率。
为了施加载体涂层，将包含催化活性组分的含水悬浮液一般通常首先施加至载体，并随后热处理，以使得陶瓷涂层形成为载体涂层。
因此，总体来说，通过施加持久浸渍，首先确保具有优选非常均匀的层厚度和涂层深度的所定义载体涂层的形成，并且其次地，阻止催化活性层之间的离子迁移。总体来说这导致具有良好催化性质的催化剂，该性质持久地并长期地保持。
有利地，载体是整体式部件，其中优选仅子区域提供有该浸渍。在此情况下，浸渍仅有利地施加至子区域，该子区域还施加有载体涂层。
顺便提及，载体本身的未经涂覆的子区域形成催化活性区域，因此载体本身优选地由催化活性材料组成。
具体而言，还在有利的构造中提供了将整体式载体提供在前区域中作为SCR子区域以及在具有载体涂层的后区域中和形成为ASC子区域。因此，催化转换器具有前SCR子区域和后ASC子区域。在下文中应理解，子区域都对SCR反应以及NH3的氧化具有催化作用。术语"前"和"后"在本文涉及废气根据预期用途的流动方向，该废气在流动方向上流过催化剂。因此，在流动方向上，ASC子区域形成在SCR子区域之后。因此当使用氨作为SCR催化作用的还原剂时，可靠地阻止所谓的氨泄露。通过举例的方式，载体的长度(即轴长)的10-30％提供有浸渍，以及ASC子区域的载体涂层形成。
为在载体上形成浸渍，在制备期间，初始地将浸渍剂施加至载体。选择性地或以组合方式地，在此情况下使用的浸渍剂是溶胶，尤其是钛溶胶或硅溶胶，水玻璃，硅烷，尤其是烷基硅烷，硅氧烷或磷酸盐，尤其是磷酸铝。这些浸渍剂包含至少一种持久无机组分。浸渍剂因此一般作为流体呈液体状态或还是糊状状态来施加，例如作为水溶液。作为悬浮液或还作为分散体。例如，这是通过将载体浸入浸渍剂或还通过喷涂浸渍剂等来进行。
所提及的溶胶一般是胶质溶液或分散体，其中在溶液中维持纳米级颗粒，即例如氧化钛(TiO2)或氧化硅颗粒(SiO2)，部分地还借助于稳定剂(例如乙酸盐)。
水玻璃一般理解为意指无定形的、水溶性的硅酸钠、硅酸钾以及硅酸锂。优选是使用钠水玻璃。
硅烷由基于硅的结构和氢组成。基于硅的结构可为无支链(直链)的或支链的硅链。
优选使用所谓的烷基硅烷，即其中一个或多个氢原子被各种尺寸的烷基基团代替的硅烷。尤其使用的烷基硅烷是丙基三乙氧基硅烷，实例为可以商品名Dynasylan，尤其是Dynasylan PTEO从Evonik Industries AG获得的丙基三乙氧基硅烷。
作为对硅烷的替代方案或另外地，使用硅氧烷，其中在基础结构中硅原子经由氧原子彼此连接。所用的硅氧烷例如是烷基硅氧烷，实例是可以商品名Dynasylan 9896从Evonik Industries AG获得的烷基硅氧烷。
此外，磷酸盐经证明是合适的，并且在这方面具体而言是磷酸铝。具体而言，使用磷酸一铝(monoaluminium phosphate)溶液，实例是可以商品名LITHOPIX P1从Zschimmer&Schwarz GmbH&Co.KG Chemische Fabriken获得的磷酸一铝溶液。在此情况下，优选的是使用至少25％磷酸铝溶液，并且更优选使用至少50％磷酸铝溶液，即具有至少25％或至少50％固体含量的溶液，尤其是水溶液。本文，固体含量对于大部分(>80％，尤其>90％)而言由磷酸铝(磷酸一铝或偏磷酸铝)组成。磷酸铝中铝和磷酸根的比例在此情况下对应于约1:3至1:20、尤其约1:3至1:5的Al2O3与P2O3混合比。LITHOPIX P1具有约1:4的比率。
浸渍剂的一般水溶液内无机组分的比例和/或粒度在此情况下取决于具体应用目的，并且尤其是是否期望渗透是在接近载体的表面的区域中，或者是否期望无机中间层的形成。
在有利的构造中，将多孔载体的孔隙通过持久浸渍，即其中存在的无机组分来密封。因此，总体来说，借助于浸渍，产生了非多孔的致密表面，以使得在载体涂料悬浮液的后续施加期间，水不可能进入多孔载体中。浸渍中存在的无机颗粒因此密封各个孔隙。这在SCR活性子区域之后于催化活性全活性挤出物上形成ASC子区域的应用的优选区域中是尤其有用的。在该后ASC活性子区域中，前区域中用于所需SCR活性的载体的孔隙度不再重要。
有利地，所述至少一种无机组分具有范围在约1-100nm内的平均粒度的无机颗粒。借助于该粒度，确保孔隙的有效堵塞。载体中的孔隙通常具有大于10nm且尤其大于50-100nm的尺寸。
为避免疑义，通过激光衍射粒度分析使用Malvern Mastersizer 2000获得D50(即中值粒度)和D90测量值，这是一种基于体积的技术(即D50和D90也可称为DV50和DV90(或者D(v,0.50)和D(v,0.90))并且应用数学米氏理论模型来确定粒度分布。通过在蒸馏水中无表面活性剂情况下以35瓦特超声处理30秒，制备稀释的载体涂层(料)(washcoat)样本。
该平均粒度对于其中无机组分渗透进入载体的表层区域中的实施方案变型来说是尤其重要的。平均粒度应理解为在此情况下意指颗粒分布、例如高斯分布的颗粒的平均尺寸(如果是非球状对称的颗粒，则这对应于颗粒的最大长度)。
在形成中间层的情况下，还可能使用较大颗粒，因为在此情况下，对孔隙的渗透并非绝对必要的。
在形成无机中间层的情况下，这如在优选构造(即致密陶瓷涂层)中已述及那样来施加。除上述无机组分以外，中间层因此还包含粘合剂组分。这些粘合剂组分通常是氧化铝、氧化硅和/或氧化锆，它们的比例例如是在10-30体积％的范围内。
中间层一般具有优选1-50μm范围的层厚度。中间层的层厚度在此情况下优选小于施加在其上方的载体涂层的层厚度。其通常具有30至150μm范围的层厚度。
完成的中间层，即温度处理(烧结)之后，有利地具有氧化铝和/或氧化硅作为主要成分。在此情况下，中间层中这些氧化物的比例尤其在50-100体积％范围内。总体来说，通过这种中间层，形成了稳定、耐久且致密的陶瓷中间层，其可靠地阻止载体与所施加载体涂层之间的离子迁移。
如已提及的，该载体由催化活性材料组成。本文中，该载体尤其形成为挤出载体，作为所谓的全活性挤出物。作为对作为催化活性材料的挤出全活性挤出体的构造的替代方案，还可以使用由催化非活性材料构成的非挤出载体和/或惰性载体。
在使用惰性载体的情况下，惰性体优选地用载体涂层处理以形成SCR活性，如可在例如DE 102014110811 A1中发现。
载体还优选地形成为具有流动通道的蜂窝体，以使得废气在运行期间流过载体。
在各种实施方案变型中，不同材料被用于催化活性材料。
在优选构造中，将钒、尤其是氧化钒用作催化活性材料，其被嵌入由金属氧化物构成的载体材料以用于形成载体。在此情况下，这尤其采用优选补充有氧化钨的钒-钛体系的形式。(V2O5/TiO2或V2O5/WO3/TiO2)。在此情况下，氧化钒的比例通常在1-5重量％的范围内。钒-钛体系还可以任选地包含氧化钼。氧化钛的替代性载体材料包含耐火金属氧化物，诸如氧化铝，二氧化硅，氧化锆，氧化铈以及它们的物理混合物或复合物。
在优选的氧化钒/金属氧化物体系中，催化活性比例，即氧化钒/金属氧化物体系的比例通常地是70至90重量％。剩余比例由粘合剂组分占据，诸如粘土，无机支撑纤维，例如，玻璃纤维和稳定剂。
载体优选具有以下组成：80至90重量％的钒-钛体系、尤其84.5重量％，6至10重量％的粘土、尤其7.5重量％，另外优选的一定比例的纤维，尤其是比例介于5至7重量％之间、尤其是8.0重量％的玻璃纤维。钒-钛体系尤其采用五氧化钒/二氧化钛/三氧化钨体系的形式。该钒-钛体系中所含的二氧化钛通常具有约70至80重量％且尤其74重量％的重量比例。三氧化钨的比例为约5-12重量％，优选为约8重量％，且五氧化钒的重量比例为约1至5重量％且优选约1.7重量％。所述重量值各自基于初始干燥状态(即处理催化剂组合物之前)的催化剂的所有组分的总重量计。
本文提及的比例在各情况下涉及基于干燥陶瓷组合物计的重量比例，随后例如通过挤出和后续烧结由该干燥陶瓷组合物来制备陶瓷体。干燥陶瓷组合物在本文应理解为意指粉状起始态的各个组分的重量比例。
作为对使用氧化钒的替代方案，例如，还可将钒铁化合物用作催化活性组分，尤其是钒酸铁(FeVO4)和/或钒酸铁铝(Fe0.8Al0.2VO4)。
此外，作为上文所述钛-钒-钨体系的替代方案，钛-钒-钨-硅体系或钛-钒-硅体系以及它们的混合物也可用作另外的氧化体系。
替代地，使用分子筛，尤其是沸石或SAPOs作为载体。这些分子筛优选是离子交换分子筛，其中分子筛的骨架单元已被促进剂金属代替，并且因此是分子筛的骨架结构的一部分。替代地，这种促进剂金属还可嵌入骨架结构的自由空间中。所用促进剂金属尤其是铜和铁。
在替代性构造中，金属氧化物载体中的这种钒基催化剂是与催化活性分子筛组合，尤其与沸石组合，所述分子筛优选已用促进剂金属、尤其铁或铜离子进行交换。在此情况下，形成催化活性载体，如尤其可在DE 112013000477 T5中发现。
取决于应用的具体领域，作为钒的替代方案或另外地，还可以提供其他催化活性组分。因此，催化剂不是需要必须形成为SCR催化剂。催化剂原则上也可用作所谓的壁流式过滤器，作为氧化催化剂，作为三元催化转换器以及作为所谓的CSF催化剂。这种CSF催化剂(催化烟灰过滤器)尤其为用于汽车部门的壁流式过滤器。在此情况下，优选使用蜂窝过滤器，其包含具有相交多孔壁的布置的蜂窝体。这些相交多孔壁限定了在纵向方向上延伸的第一和第二通道。第一通道在第一端被密封，并且第二通道在蜂窝体的第二端被密封。为了过滤作用，废气流过第一通道的多孔壁，进入第二通道。
在此情况下，载体还通常具有>40％的孔隙度，即载体的40％的体积(其中没有包含用于废气的流动通道)由孔隙形成。可例如使用已知水银孔率法测量该孔隙度。
本发明的目的还通过用于制备具有权利要求15的特征的催化剂的方法来实现。为制备具有浸渍的催化剂，首先将浸渍剂施加至载体。这种浸渍剂包含至少一种无机、催化非活性组分并且用来形成持久的无机和非催化性浸渍。随后，将载体涂层施加至浸渍。为形成浸渍，使具有施加的浸渍剂的载体经受温度处理。为施加该浸渍剂，将该浸渍剂在接近于表面处引入载体中，以使得至少在表面的区域中载体的孔隙度降低。替代地或另外地，将载剂作为浸渍施加至载体的表面，以形成另外的无机和催化非活性中间层。
根据第一实施方案变型，将浸渍剂施加至完成的烧结载体，即陶瓷载体。作为本文的替代方案，将浸渍剂施加至陶瓷载体的仍未烧结的但已干燥的前体产物。在挤出蜂窝催化剂的情况下，浸渍剂因此是在挤出工艺之后，且尤其是在挤出体的干燥工艺之后但烧结之前进行施加。
鉴于施加浸渍和后续载体涂层的顺序，根据第一变型，在施加浸渍剂之后提供中间烧结。替代地，这里首先将载体涂层施加至未烧结浸渍剂，并且进行普通热处理(烧结)。对于该变型，任选地将浸渍剂和载体涂料悬浮液施加至干燥前体产物，或施加至已完全烧结的陶瓷载体。
为施加浸渍，原则上可使用用于施加载体涂层的已知方法。
在此情况下，选择合适组合物来用于载体涂层。为借助于载体涂层来形成ASC子区域，尤其施加本身已知的含贵金属的涂层，例如在DE 102014110811 A1中可见。
本发明的操作实施例将参考附图来更详细解释。这些操作实施例各个以高度简化的表现方式来示出：
图1具有前SCR活性子区域和后ASC活性子区域的挤出蜂窝催化剂的侧视图；
图2根据图1的催化剂的前视图；
图3根据第一实施方案变型的流动通道的区域中通过载体的局部剖面图，其中浸渍施加于接近于表面的区域中；和
图4根据第二变型的与图3可比较的视图，其中在载体与载体涂层之间施加中间层作为浸渍。
所述图中，相同部件各自具有相同附图标记。
图1中所示的催化剂2在操作实施例中形成为全活性挤出物蜂窝体。在此情况下，催化剂2具有载体4，该载体4是催化活性的。所用载体4尤其是钒-钛体系。将载体4形成为优选具有圆形截面区域的蜂窝体，其从图2中显而易见。其具有数个流动通道6，通过所述流动通道6，待处理废气在运行期间在流动方向8上流动。在前子区域中，催化剂2排他地通过催化活性载体4而形成。在所述区域中，其形成作为SCR子区域2A。在流动方向8上，将提供有载体涂层10的后区域连接至SCR子区域。这在操作实施例中进行选择以使得在后子区域中形成ASC子区域2B。
在此情况下，载体4是高度多孔的陶瓷体，其具有40至60％和尤其是50％的孔隙度。本文孔隙通常具有大于10nm和优选大于100nm的孔径。
这种类型的蜂窝催化剂尤其用于机动车辆中用于废气处理。为此目的，将相应的催化剂2引入机动车辆的废气系统中。
在制备的过程中，在施加载体涂层10之前，使载体4在ASC子区域2B的区域中提供有浸渍12，如下文参考图3和图4详细说明。
图3和图4各自示出在流动通道6的区域中蜂窝催化剂2的局部剖面图。在各情况下，描绘的是SCR子区域2A与ASC子区域2B的连接处的局部区域。
在制备的过程中，在两种实施方案变型中，载体4的表面14在各情况下提供有浸渍剂。这优选是通过将载体4浸入液体浸渍剂中来进行，并且具体地仅在其中将形成ASC子区域2B的子区域中进行。
根据图3中描绘的第一实施方案变型，形成浸渍剂，使得其渗透进入接近于载体4的表面的子区域中。在此情况下，渗透深度T优选是在壁厚度的5至20％范围内。汽车部门中挤出蜂窝催化剂的典型壁厚度是200至300μm。
特别重要的是这样的事实，即浸渍剂包含无机成分，该无机成分在浸渍12的区域中阻塞载体4的孔隙并且密封它们。在此情况下，浸渍剂包含无机颗粒，所述无机颗粒的粒度优选介于1和至多100nm之间，尤其是介于20与50nm之间。借助于浸渍12，载体4的初始多孔表面14因此被密封。随后，施加载体涂层10。这通常通过进而施加悬浮液并随后使其经受温度处理来进行。特别地，在本文优选的全活性挤出物中，这种载体涂层作为相对液态的水溶液来施加。借助于浸渍12，至少大体上且优选地完全避免将载体涂料水溶液引入载体4。
以此方式，在载体涂层的施加中，载体涂料悬浮液中所含的水可得到保持，阻止载体涂料悬浮液浓缩(concentration)和因而发生的增稠，以使得总体来说，形成具有恒定涂层深度的均匀、一致的载体涂层。其通常具有30至150μm范围的层厚度d1。此外，可避免通道的完全堵塞。
与图3的实施方案变型相反，在图4的实施方案变型中，以中间层16的方式形成浸渍12。其因此形成于载体4的表面14上。本文还可能的是，在中间层16中，浸渍剂中的一些还渗透进入接近于表面的载体4的区域中，以使得除中间层16以外，浸渍剂还存在于载体4中。完成的备用状态下的中间层16是陶瓷中间层，其优选包含高比例(50-100体积％)的氧化铝和/或氧化硅。所施加的浸渍剂是液体物质，尤其是溶胶，例如钛溶胶或硅溶胶，水玻璃，硅烷，尤其烷基硅烷，硅氧烷，或者还是磷酸盐，尤其是作为水溶液。在此情况下，优选的是施加水溶液中的磷酸铝。在此情况下，中间层16例如尤其具有含60至90％氧化钛以及10至40％氧化硅且尤其含80％TiO2和20％SiO2的组合物。
在此情况下，中间层16具有介于1和50μm之间范围的层厚度d2。在此情况下，层厚度d2小于载体涂层10的层厚度d1。
操作实施例1：
针对以下载体涂层，如下研究用于减少吸水量的浸渍的效力：
首先提供无浸渍的多孔蜂窝形载体4(比较体)，以及具有浸渍的另一载体(测试体)。
为了浸渍，将载体4插入25％(测试体1)和50％(测试体2)磷酸铝溶液中10分钟。为制备25％溶液，将LITHOPIX P1与水以1:1比率混合。50％溶液是LITHOPIX P1溶液。随后去除过量溶液。为此目的，用压缩空气吹载体4。载体随后在干燥箱中60℃下干燥24小时，并最终在60℃下烘焙1.5小时。
所述体以相同条件(相同水温，相同浸没时间)浸入水中，并随后称量。重量增加相应于吸水量。将比较体的吸水量当作标准(归一化为100％吸水量)。
结果如下：
因此用浸渍实现了明显降低的吸水量，其中具有较高固体含量的溶液导致较低吸水量。
操作实施例2：
如下研究用于维持催化活性的中间层16的效力，即在活性的老化相关的降低方面的减小：
提供SCR催化剂(蜂窝催化剂)，其中首先使载体4提供有直接施加至载体4的载体涂层10(比较催化剂)。作为测试催化剂，初始地将相同的载体4提供有中间层16，并随后施加与用于比较催化剂的相同的载体涂层10。将氧化铝层施加为中间层16。两种催化剂在实际条件下老化。为此目的，用来自具有氨计量的发动机测试平台上的马达的580℃热废气来灌注所述催化剂100小时。随后测量氨转化率(进口端和出口端上氨的比率)，作为相同测量条件下在各种温度的催化活性的标准。测量条件如下：空间速度(气体流体积与催化剂体积的比率)：150 000/h；NH3馏分：500ppm；CO2：4.5％；H2O：5％；CO：200ppm；O2：12％，剩余物为N2。
测得NH3转化率如下(基于比较催化剂，归一化至100％)：
与比较催化剂相比，尤其在平均温度范围内，测试催化剂展示了明显改善的催化活性。
附图标记列表
2 催化剂
2A SCR子区域
2B ASC子区域
4 载体
6 流动通道
8 流动方向
10 载体涂层
12 浸渍
14 表面
16 中间层
T 渗透深度
d1 层状载体涂层
d2 中间层厚度

Claims (15)

1.具有多孔陶瓷载体(4)的催化剂(2)，所述多孔陶瓷载体(4)具有孔隙度，所述孔隙度是由所述陶瓷载体(4)的至少一部分中的孔隙形成，和所述催化剂(2)还具有施加至所述陶瓷载体(4)的催化活性载体涂层(10)，所述催化活性载体涂层具有层厚度(d1)，其中所述载体(4)具有持久的催化非活性浸渍(12)，所述浸渍(12)包含至少一种催化非活性无机组分，和其中所述持久的非活性浸渍(12)：
a)具有层厚度(d2)并且至少部分地存在于所述多孔陶瓷载体(4)的表面与所述催化活性载体涂层(10)之间；和/或
b)存在于所述陶瓷载体(10)的表面之下的孔隙度降低的区域中的所述陶瓷载体(10)的孔隙中。
2.根据权利要求1所述的催化剂(2)，其中所述载体(4)是整体式部件并且仅所述整体式部件的子区域提供有所述浸渍(12)。
3.根据权利要求1或2所述的催化剂(2)，其中所述载体(4)是整体式部件，并且将所述整体式部件提供在前区域中作为SCR子区域(2A)，和提供在具有所述持久的催化非活性浸渍(12)的后区域中和形成为ASC子区域(2B)。
4.根据权利要求1、2或3所述的催化剂(2)，其中所述至少一种催化非活性无机组分是溶胶，特别是钛溶胶或硅溶胶，水玻璃，硅烷，特别是烷基硅烷，硅氧烷，磷酸盐，特别是磷酸铝或者它们的任意两种或更多种的组合。
5.根据前述权利要求任一项所述的催化剂(2)，其中所述至少一种催化非活性无机组分是磷酸铝。
6.根据前述权利要求任一项所述的催化剂(2)，其中通过所述浸渍(12)密封所述孔隙。
7.根据前述权利要求任一项所述的催化剂(2)，其中所述至少一种无机组分具有范围在1-100nm内的平均粒度的无机颗粒。
8.根据前述权利要求任一项所述的催化剂(2)，其中将所述浸渍(12)施加作为陶瓷致密涂层，所述陶瓷致密涂层形成中间层(16)。
9.根据前述权利要求任一项所述的催化剂(2)，其中所述浸渍(12)的所述层厚度(d2)在1至50μm范围之内，其中所述层厚度(d2)尤其是小于所述载体涂层(10)的所述层厚度(d1)。
10.根据前述权利要求任一项所述的催化剂(2)，其中所述浸渍(12)包含氧化铝和/或氧化硅和/或氧化钛，和其在所述浸渍(12)中的比例尤其是在50至100体积％范围内。
11.根据前述权利要求任一项所述的催化剂(2)，其中所述载体(4)由催化活性材料组成。
12.根据前述权利要求任一项所述的催化剂(2)，其中所述载体(4)是挤出载体，尤其是蜂窝体。
13.根据前述权利要求任一项所述的催化剂(2)，其中所述载体(4)在由金属氧化物、尤其是氧化钛构成的载体材料中具有氧化钒作为催化活性材料。
14.根据前述权利要求任一项所述的催化剂(2)，其中所述载体具有大于40％的孔隙度。
15.用于制备根据前述权利要求任一项所述的催化剂(2)的方法，其中首先将浸渍剂和随后将载体涂层(10)施加至多孔陶瓷载体(4)，其中所述浸渍剂包含至少一种无机催化非活性组分，和将所述浸渍剂施加以用于形成持久的无机和非催化性浸渍(12)，并且经受温度处理，其中将所述浸渍剂：
(a)在接近于表面处引入所述载体(4)，以使得至少在所述表面的区域中所述载体(4)的孔隙度降低；和/或
(b)施加至所述载体(4)以用于在所述载体和所述载体涂层(10)之间形成另外的无机和催化非活性中间层(16)。
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