DE3832036A1 - Katalysator und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Katalysator und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Bei dem Katalysator handelt es sich insbesondere um einen Katalysator, der zur Reinigung von Abgasen von Kraftfahrzeugen und zur Reinigung von Verbrennungsgasen dient.

Da Metalle wie Platin, Rhodium, Palladium usw. Wasserstoff und Sauerstoff adsorbieren und der adsorbierte Wasserstoff und der Sauerstoff aktiviert werden, wurden diese Metalle bislang als reduzierender oder oxidierender Katalysator für die Oxidation von Ammoniak, für die Herstellung von Cyanwasserstoff, zu Reformierungsverfahren von Petroleum usw. verwendet.

In den letzten Jahren wurde im Zusammenhang mit dem schnellen zahlenmäßigen Anwachsen der Kraftfahrzeuge die auf den Auspuffgasen beruhende Luftverschmutzung zu einem beachtlichen Faktor, so daß die Reinigung der Abgase unter Benützung eines Katalysators vorgenommen wurde, um unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxid (CO), Stickoxid (NO _x ) etc., die die schädlichen Stoffe in den Abgasen der Autos sind, zu entfernen. Als Katalysatoren zur Reinigung der Abgase von Kraftfahrzeugen wurden in der Hauptsache Katalysatoren aus der Platingruppe einschließlich Platin verwendet.

Hierbei finden nachstehende Grundreaktionen statt:
HC und CO werden durch Oxidatioin in H₂O und CO₂ umgewandelt, und NO _x wird durch Reduktion in N₂ umgewandelt, um diese Stoffe unschädlich zu machen. Man benötigt somit einen binären Redoxkatalysator. Zur Zeit wird ein Motorenabgas in dem Maße ausgeglichen, daß entweder HC oder CO oder NO _x in einem theoretischen Luft-Brennstoff-Verhältnis gereingit werden kann. Die Reinigung der drei genannten Komponenten wurde in der Hauptsache durch einen ternären Reinigungskatalysator vorgenommen.

Rhodium (Rh) mit einem hohen Reduktionsvermögen für NO _x und Platin (Pt) oder Palladium (Pd) mit einer hohen Oxidationsfähigkeit für HC und CO werden als ein solcher ternärer Reinigungskatalysator in Kombination verwendet. Des weiteren werden zwar auch die Oxide von Nickel (Ni), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Mangan (Mn), Cer (Ce) und Zirkon (Zr) verwendet, doch sind die Katalysatoren der Platingruppe, wie Rhodium (Rh), Platin (Pt) und dergleichen von größerer Bedeutung.

Die Katalysatoren der Platingruppe werden in der Praxis in Tablettenform oder als monolithische Katalysatoren verwendet. Die katalytischen Substanzen wie Platin werden von der Trägersubstanz, aus der die Tablette besteht, getragen. Es handelt sich dabei um aktives Aluminium in Pillen- oder Kugelform. Das Platin kann sich aber auch auf einer Überzugsschicht befinden, die Aluminium enthält, das auf der Oberfläche einer monolithischen Verbindung aus Cordierit (2 Al₂O₃·5 SiO₂·2 MgO) klebt und zahlreiche Gaskanäle aufweist. Da aber die Katalysatortablette eine große Wärmekapazität aufweist, ist ihre Wärmeleitfähigkeit schlechter. Das heißt, verwendet man einen Katalysator, so ist es notwendig, einen Katalysator-Reaktor auf eine vorgegebene Temperatur zu erhitzen. Ist aber die Wärmekapazität des Katalysators groß, braucht man eine lange Zeit, um den Reaktor zu erhitzen. Dies hat aber den Nachteil, daß er normalerweise gar nicht als Katalysator wirkt.

Andererseits ist bei dem monolithischen Katalysator der Schmelzpunkt des Trägerkörpers so gering, daß sich Probleme bezüglich seiner Wärmebeständigkeit usw. ergeben, d. h. bei einer Trägersubstanz, die Aluminium enthält, das sowohl bei Katalysatoren in Tablettenform als auch bei monolithischen Katalysatoren verwendet wird, tritt bei hohen Temperaturen das Problem der Wärmebeständigkeit auf, sobald man den Katalysator für einen leistungsstarken Motor eines großen Lastkraftwagens benötigt. Die vorstehend aufgeführten Probleme treten bei jedem herkömmlichen Katalysator auf, und es wurde bisher noch nichts gefunden, mit dem die Anforderungen an einen Katalysator zufriedenstellend erfüllt werden konnten.

Bei Verbrennungsanlagen, beispielsweise bei einem Boiler, wird zusätzlich zu CO auch noch NO _x , d. h. thermisches Stickoxid NO _x aufgrund der Reaktion von Stickstoff und Sauerstoff in Luft bei einer Temperatur von 1500°C oder höher gebildet, wodurch ebenfalls eine Verunreinigung entsteht. Unter Verwendung der vorstehend aufgeführten, Edelmetall tragenden Katalysatoren machte man unter Ausnützung ihrer Redoxeigenschaften Versuche über katalytische Verbrennung mit dem Ziel, eine perfekte Verbrennung bei niedriger Temperatur zu erzielen, bei der kein thermisches NO _x oder CO gebilde wird. Diese katalytische Verbrennung ist grundsätzlich dieselbe wie bei der Reinigung der Abgase von Kraftfahrzeugen.

Es ist wünschenswert, eine solche katalytische Verbrennung bei einer so hohen Temperatur durchzuführen, bei der kein thermisches NO _x (1000°C bis 1500°C) entsteht, um die thermische Erholungswirkung zu erhöhen.

Wie bei den Katalysatoren für Verbrennungsanlagen ergeben sich auch entsprechende Probleme betreffend die Wärmebeständigkeit bei hoher Temperatur bei den Katalysatoren für die Reinigung der Abgase von Kraftfahrzeugen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen Katalysator für die Reinigung von Abgasen von Kraftfahrzeugen oder von Verbrennungsanlagen zu finden, dessen Wärmekapazität gering ist und dessen Wärmebeständigkeit gut ist.

Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Katalysators angegeben werden.

Aufgrund umfangreicher Studien wurde gefunden, daß man durch Verwendung einer Trägersubstanz aus porösem Siliciumcarbid oder porösem Siliciumnitrid, die mit Hilfe einer mit Silicium angereicherten Biomasse hergestellt wurden, die Lösung der vorstehenden Aufgabe gefunden hat.

Der erfindungsgemäße Katalysator umfaßt demnach einen Trägerkörper, der im wesentlichen aus einem porösen Siliciumcarbid oder einem porösen Siliciumnitrid besteht, die aus einer mit Silicium angereicherten Biomasse hergestellt wurden und der eine katalytisch aktive Substanz trägt.

Das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung des Katalysators umfaßt eine katalytisch aktive Substanz, die von einem porösen Siliciumcarbid oder einem porösen Siliciumnitrid getragen wird, die aus einer mit Silicium angereicherten Biomasse hergestellt werden, indem diese einer Wärmebehandlung in Argon- oder Stickstoffgasatmosphäre ausgesetzt wird.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Katalysators und des Verfahrens zu seiner Herstellung.

Unter der in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden, mit Silicium angereicherten Biomasse versteht man eine Pflanze, die eine Siliciumkomponente enthält (eine mit Silicium angereicherte Pflanze) oder einen Teil dieser Pflanze, beispielsweise ein Blatt, ein Stengel usw. Hierzu seien beispielsweise Reishülsen, Getreidespelzen, Reisstroh, Mais etc., Bambusblätter oder Blätter oder Stroh des Getreides, Zuckerrohr oder Reinigungsbinsen oder dergleichen genannt.

Der Katalysator nach der vorliegenden Erfindung verwendet ein poröses Siliciumcarbid oder ein poröses Siliciumnitrid als Trägermaterialien, die dadurch hergestellt wurden, daß man die mit Silicium angereicherte Biomasse einer Wärmebehandlung unterzog.

Bei dem Verfahren zur Herstellung des porösen Siliciumcarbids nach der Erfindung setzt man beispielsweise Reishülsen oder pulverisierte Reishülsen als die mit Silicium angereicherte Biomasse einer Wärmebehandlung in Argon- oder Stickstoffgasatmosphäre bei einer Temperatur im Bereich von 300°C bis 1200°C, vorzugsweise zwischen 600°C und 1000°C aus, um die Reishülsen zu verkoken. In dieser Verfahrensstufe kann man entweder in Argon- oder Stickstoffatmosphäre arbeiten, da man die Aufgabe hat, die Reishülsen zu verkoken. Verwendet man als Silicium angereicherte Biomasse ein Pulver, so kann die Partikelgröße des Pulvers 152 µm oder weniger betragen (dieses Pulver wird nachstehend als "Typ A" bezeichnet) oder eine Partikelgröße zwischen 152 und 295 µm (dieses Pulver wird nachstehend als "Typ B" bezeichnet) oder eine Partikelgröße zwischen 295 und 1000 µm betragen (dieses Pulver wird nachstehend als "Typ C" bezeichnet) oder man verwendet Mischungen aus den genannten Pulvertypen. Da die verkokten Reishülsen amorph sind, nimmt man, daß eine Mischung aus amorphem Silicium und Kohlenstoff vorliegt.

Die Zusammensetzung der verkokten Reishülsen umfaßt nach der vorstehend genannten Wärmebehandlung bei den vorstehend genannten Temperaturn ungefähr 40 Gewichts-% SiO₂ und ungefähr 60 Gewichts-% C. Anschließend werden die verkokten Reishülsen einer Wärmebehandlung in einer Argongasatmosphäre, wie vorstehend beschrieben, in einem Temperaturbereich zwischen 1300°C und 2000°C, vorzugsweise 1400°C bis 1600°C, ausgesetzt. Man erhält eine Mischung aus Siliciumcarbid (SiC) und Kohlenstoff (C). Die Zeitdauer der Wärmebehandlung ist unterschiedlich und hängt von den Arten der verwendeten mit Silicium angereicherten Biomasse ab. Optimale Bedingungen zur Herstellung von amorphem SiC, das als Katalysator bevorzugt wird, können frei gewählt werden und die Dauer der Wärmebehandlung beträgt beispielsweise zwischen 0,1 und 12 Stunden. Das amorphe SiC muß auskristallisieren, indem man es einer hohen Temperatur unterwirft oder einer Langzeitwärmebehandlung aussetzt, um β-Sic zu bilden.

Der Grund, warum die Wärmebehandlungen der mit Silicium angereicherten Biomasse in zwei Stufen ausgeführt wird, ist, daß man eine Teerkomponente, die sich bei der Wärmebehandlung der mit Silicium angereicherten Biomasse bei niederer Temperatur bildet, entfernen muß, und daß fernerhin gefordert wird, nach der ersten Wärmebehandlung die verkokten Reishülsen zu pulverisieren, um ein amorphes SiC herzustellen. Ist nämlich die Partikelgröße der verkokten Reishülsen so fein als möglich, können sie bei geringerer Temperatur, während einer kürzeren Zeitdauer behandelt werden. Nach der Erfindung kann eine Oberfläche von 30 bis 150 m²/g aus dem genannten Typ A, eine Oberfläche von 20 bis 100 m²/g aus dem genannten Typ B und eine Oberfläche von 15 bis 50 m²/g aus dem genannten Typ C erhalten werden.

Um SiC aus Reishülsen usw. herzustellen, ist es möglich, diese Stoffe in einem Verfahrensschritt auf 1300 bis 2000°C, vorzugsweise auf 1400 bis 1600°C, in Argongasatmosphäre zu erhitzen. Da das erhaltene SiC eine Mischung aus SiC und C ist, wird diese Mischung anschließend bei einer Temperatur von 400 bis 800°C, vorzugsweise zwischen 500 und 650°C, erhitzt, um den Kohlenstoff zu verbrennen und SiC zu erhalten.

Das poröse Siliciumnitrid nach der Erfindung kann in gleicher Weise erhalten werden, wie vorstehend im Zusammenhang mit dem porösen Siliciumcarbid beschrieben wurde. Lediglich muß die Behandlung in Argongasatmosphäre durch eine Behandlung in Stickstoffgasatmosphäre ersetzt werden. Sintert man in Stickstoffatmosphäre, dann erhält man amorphes Siliciumnitrid (Si₃N₄).

Das amorphe Si₃N₄ kristallisiert durch Erhitzung bei einer hohen Temperatur oder während längerer Zeit und bildet α-Si₃N₄.

Das Pulver, das auf diese Weise erhalten wird, wird als Tablette geformt und dann kann man einen Katalysator herstellen unter Verwendung des erfindungsgemäßen porösen Siliciumcarbids oder des porösen Siliciumnitrids als Träger unter Anwendung einer Tauchmethode, bei der die Tablette in eine Lösung einer katalytischen Substanz während einer vorgegebenen Zeit eingetaucht wird, um die katalytische Substanz auf dem Träger aufzubringen oder indem man ein Imprägnierverfahren anwendet, bei dem man eine Menge einer Lösung der katalytischen Substanz, die dem Porenvolumen des Trägers etwa entspricht, in den Träger imprägniert.

Will man einen monolithischen Katalysator herstellen, verwendet man ein poröses Siliciumcarbid oder ein poröses Siliciumnitrid an Stelle von Cordierit, das in der Form eines monolithischen Katalysators ausgeformt und anschließend bei einer geeigneten Temperatur gesintert wird. Der auf diese Weise erhaltene Sinterkörper weist eine Dichte auf, die geringer ist als die theoretische Dichte, und zwar beträgt sie 20 bis 70% der theoretisch möglichen Dichte. Demzufolge kann man auf die Oberfläche des Sinterkörpers eine katalytische Substanz mittels des Tauch- oder Imprägnierverfahrens aufbringen, was in der gleichen Weise geschehen kann, wie es vorstehend im Zusammenhang mit dem Katalysator in Tablettenform beschrieben wurde, um den monolithischen Katalysator zu erzeugen.

Nach der vorliegenden Erfindung weist der auf die beschriebene Weise hergestellte Katalysator eine hervorragende Wärmebeständigkeit und eine geringe Wärmekapazität auf, vergleicht man ihn mit dem herkömmlichen Katalysator in Tablettenform oder in monolithischer Form, bei dem Aluminium oder Cordierit verwendet wurde. Außerdem ist der erfindungsgemäße Katalysator wirksam zur Reinigung von Auspuffgasen von Kraftfahrzeugen oder von Verbrennungsgasen und hat den Vorteil, relativ leicht aus der mit Silicium angereicherten Biomasse, wie Reishülsen usw. hergestellt werden zu können.

Nachstehend werden anhand von vier Beispielen die Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren und mit diesen erhaltene Meßwerte aufgeführt.

Beispiel 1

Reishülsen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 7 bis 9% wurden bei einer Temperatur zwischen 200 und 300°C unter einem Druck von 50 bis 150 t verpreßt. Anschließend wurden die gepreßten Reishülsen in drei verschiedene Partikelgrößen zerbrochen.

Bei einer Gruppe, die als Typ A bezeichnet wird, betrug die Partikelgröße 152 µm oder weniger, bei einer zweiten Gruppe, die als Typ B bezeichnet wird, betrug die Partikelgröße zwischen 152 und 295 µm und bei einer dritten Gruppe, die als Typ C bezeichnet wird, betrug die Partikelgröße zwischen 295 und 1000 µm. Zur Herstellung der Partikel wurde ein Pulverisierer verwendet.

Anschließend wurde jede Type des Reishülsenpulvers einer Wärmebehandlung bei 700°C während 3 Std. in Argongasatmosphäre unterworfen, um die Reishülsen zu verkoken. Die erhaltenen verkokten Reishülsen waren amorph und bestanden aus amorphem Silicium und Kohlenstoff, die miteinander vermischt waren.

Daraufhin wurden die verkokten Reishülsen wiederum in einer Argongasatmosphäre einer Wärmebehandlukng bei 1400°C für die Dauer von 4 Stunden ausgesetzt, um Mischungen aus Siliciumcarbid und Kohlenstoff zu erhalten.

Diese Mischungen aus Siliciumcarbid und Kohlenstoff wurden anschließend noch einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 500°C während einer Zeitdauer von 3 Stunden in Luft ausgesetzt, um den Kohlenstoff zu verbrennen und Siliciumcarbid zu erhalten. Die Oberflächen der erhaltenen drei Typen von Siliciumcarbid wurden gemessen und bezüglich der jeweiligen Partikelgrößen der Reishülsen bestimmt. Die Ergebnisse finden sich in der nachstehenden Tabelle 1:

Reishülsen
Oberfläche des erhaltenen Siliciumcarbids
Typ A
35 m²/g
Typ B	25 m²/g
Typ C	18 m²/g

Das erhaltene Siliciumcarbid wurde in herkömmlicher Weise geformt, um einen Katalysator in Tablettenform oder einen monolithischen Katalysator zu erhalten. Das ausgeformte Material wurde gesintert, um einen Sinterkörper zu erzeugen.

Um ein Metall der Platin- und/oder der Rhodiumgruppe auf dem in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen Trägerkörper aus Siliciumcarbid aufzubringen, kann das nachstehend beschriebene Verfahren angewendet werden.

In 2 l einer Lösungsmischung von Platinchlorid (H₂PtCl₆·6 H₂O) und Rhodiumchlorid (RhCl₃·3 H₂O), die einen gesamten Metallanteil von 1,0 g enthalten, wobei dieser Metallanteil aus 80 Gewichtsprozent Platin und 20 Gewichtsprozent Rhodium bestand, wurde der Trägerkörper eingetaucht und dann in trockener Luft bei 600°C während 1,5 Std. getrocknet, um den erfindungsgemäßen Katalysator zu erhalten.

Beispiel 2

Man stellte einen Siliciumcarbidträgerkörper, wie in Beispiel 1 beschrieben, her. Um eine katalytische Substanz auf der Oberfläche des Siliciumcarbidträgers aufzubringen, wurde eine Aluminiumüberzugsschicht, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird, hergestellt. Nachdem der Trägerkörper in eine Aufschlemmung eingetaucht wurde, die Aluminium enthält, welches in ein aktives Aluminium (γ-Aluminium) umgewandelt wurde, indem es bei einer entsprechenden Temperatur gesintert wurde, wurde der Träger herausgenommen, um überschüssige Aufschlemmung zu entfernen. Anschließend wurde er getrocknet und dann bei 400 bis 800°C gesintert, wobei sich eine Aluminiumüberzugsschicht bildete.

Anschließend wurde der Siliciumcarbidträger mit seiner Aluminiumüberzugsschicht in 2 l einer Lösungsmischung aus Platinchlorid (H₂PtCl₆·6 H₂O) und Rhodiumchlorid (RhCl₃·3 H₂O), in der ein gesamter Metallanteil von 1,0 g enthalten war, wobei hierin 80 Gewichtsprozent aus Platin und 20 Gewichtsprozent aus Rhodium bestanden, eingetaucht. Anschließend wurde der Körper gesintert in trockener Luft bei 600°C während 1,5 Std., um den erfindungsgemäßen Katalysator zu erhalten.

Beispiel 3

Wie im Beispiel 1 beschrieben, wurden verkokte Reishülsen durch Wärmebehandlung der verschiedenen Typen von Reishülsenpulvern in Argongasatmosphäre bei einer Temperatur von 700°C während 3 Std. erzeugt.

Anschließend wurden sie einer Wärmebehandlung in Stickstoffgasatmosphäre bei einer Temperatur von 1400°C für die Dauer von 1 Std. unterworfen, um Mischungen aus Siliciumnitrid und Kohlenstoff zu erhalten. Ferner wurden diese einer weiteren Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 500°C für die Dauer von 3 Std. in Luft ausgesetzt, um den Kohlenstoff zu verbrennen und Siliciumnitride zu erhalten. Die Oberflächen der erhaltenen Siliciumnitride wurden gemessen und in bezug auf die verschiedenen Partikelgrößen der Reishülsen bestimmt. Die diesbezüglichen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 wiedergegeben.

Tabelle 2

Aus den so erhaltenen Siliciumnitridpulvern wurden Katalysatoren in Tablettenform und monolithische Katalysatoren ausgeformt und in gleicher Weise, wie es in Beispiel 1 beschrieben wurde, behandelt, um Katalysatoren zu erhalten, bei denen katalytische Substanzen auf Trägerkörpern aufgebracht sind.

Beispiel 4

Auf dem Siliciumcarbid, das nach Beispiel 1 aus Reishülsenpulver des Typs A (Partikelgröße 152 µm oder weniger) hergestellt wurde, wurde 1 Gewichtsprozent Platin aufgebracht und die Reduktionsreaktionsgeschwindigkeit von NO, die Selektivität und die Umwandlungsgeschwindigkeit unter Verwendung dieses Katalysators bestimmt.

Das Herstellungsverfahren des Katalysators wurde wie folgt gewählt: 0,5 g Siliciumcarbidpulver wurde abgewogen, 20 ml Platinchloridlösung, die 5 mg Platin enthielt, wurde hinzugegeben und bei Zimmertemperatur 12 Std. stehengelassen. Die Flüssigkeit wurde mit Hilfe eines Umlaufevaporators abgetrennt, um Siliciumcarbid zu erhalten, welches als Trägersubstanz 1 Gewichtsprozent Platin trägt. Anschließend wurde dieses Siliciumcarbidpulver in Luft bei einer Temperatur von 600°C 1,5 Std. lang erhitzt, um den Katalysator herzustellen.

Unter Verwendung des so hergestellten Katalysators wurde die Zerfallszeit von NO gemessen. Die Messung wurde so ausgeführt, daß man 50 mg des Katalysators in ein Quartzreaktionsrohr mit einem Durchmesser von 5 mm einbrachte und eine Gasmischung von NO (4 Volumenprozent), H₂ (4 Volumenprozent) und He (92 Volumenprozent) mit einer Fließgeschwindigkeit von 50 cm² pro Minute hindurchschickte, wobei man den Katalysator mit der Gasmischung bei einer Temperatur zwischen 43 und 156°C in Kontakt brachte. Die Anteile von N₂ und N₂O als Reaktionsprodukte wurden bestimmt.

Aus den Meßergebnissen wurden die Bildungsgeschwindigkeiten von N₂ und N₂O und deren Selektivität, das heißt, ein Verhältnis von N₂ in N₂+N₂O [N₂O/(N₂+N₂O)×100 (%)] und die Umwandlungsgeschwindigkeit von NO gemessen.

Die Ergebnisse finden sich in der nachstehenden Tabelle 3.

Bei einem herkömmlichen Katalysator, bei dem 0,78% Platin auf γ-Aluminium aufgebracht wurde, ergab sich eine Umwandlungsgeschwindigkeit von NO (oder Bildungsgeschwindigkeit von N₂+N₂O) von 0,15 nmol/m²·sec und eine Selektivität von 7,9% bei 50°C und bei einem Katalysator, bei dem 1,64% Platin auf γ-Aluminium aufgebracht wurde, ergab sich eine Umwandlungsgeschwindigkeit von NO von 0,51 nmol/m²·sec und eine Selektivität von 8,9% bei 50°C.

Im Gegensatz hierzu weist der Katalysator, bei dem Platin auf einem Siliciumcarbidkörper nach der vorliegenden Erfindung aufgebracht wurde, eine extrem hohe Reaktionsgeschwindigkeit pro Oberflächeneinheit und Selektivität auf, so daß man sagen kann, daß der erfindungsgemäße Katalysator hervorragende Eigenschaften aufweist.

Claims (10)

1. Katalysator, gekennzeichnet durch einen Trägerkörper, der aus einem porösen Siliciumcarbid oder einem porösen Siliciumnitrid besteht, die aus einer mit Silicium angereicherten Biomasse hergestellt sind, und eine katalytische Schicht trägt.

2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Silicium angereicherte Biomasse eine Pflanze ist, die eine Siliciumkomponente enthält.

3. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als mit Silicium angereicherte Bioimasse Reishülsen, Getreidespelzen, Stroh von Reis- oder Getreide Bambusblätter oder Blätter oder Strom von Mais, Zuckerrohr oder Reinigungsbinsen gewählt sind.

4. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Siliciumcarbid oder Siliciumnitrid Oberflächen von 15 bis 150 m²/g aufweisen.

5. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Siliciumcarbid oder das poröse Siliciumnitrid eine amorphe Struktur oder eine Kristallstruktur von β-SiC oder α-Si₃N₄ aufweisen.

6. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Silicium angereicherte Biomasse einer Wärmebehandlung in Argon- oder Stickstoffatmosphäre unterworfen wird, um einen porösen Siliciumcarbid- oder porösen Siliciumnitridkörper herzustellen, der eine katalytische Substanz trägt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Silicium angereicherte Biomasse eine Pflanze ist, die eine Siliciumkomponente enthält.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als mit Silicium angereicherte Biomasse Reishülsen, Getreide- Spelzen, Stroh von Reis oder Getreide, Bambusblätter oder Blätter oder Stroh von Mais, Zuckerrohr oder Reinigungsbinsen gewählt werden.

9. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung bei 300°C bis 2000°C in Argon- oder Stickstoffatmosphäre durchgeführt wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Wärmebehandlung bei 1300°C bis 2000°C während 0,1 bis 12 Stunden in Argon- oder Stickstoffatmosphäre und anschließend in 400°C bis 800°C in Luft durchgeführt wird.