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JP3185448B2 - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒

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JP3185448B2
JP3185448B2 JP05086893A JP5086893A JP3185448B2 JP 3185448 B2 JP3185448 B2 JP 3185448B2 JP 05086893 A JP05086893 A JP 05086893A JP 5086893 A JP5086893 A JP 5086893A JP 3185448 B2 JP3185448 B2 JP 3185448B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車などの内燃機関
から排出される排気ガス浄化用触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のゼオライトを用いる排気ガス浄化
用触媒としては、特開平１−127044号公報に開示されて
いるようなものがある。この排気ガス浄化用触媒では、
触媒の構成として内層に酸化反応を生じる貴金属成分を
含む触媒層をコーティングした後、この上にゼオライト
にＣｕをイオン交換した触媒層を設けることにより排気
中の酸素濃度が理論値より大きくなった状態（リーン・
バーン雰囲気）でも効率よく炭化水素（ＨＣ）、一酸化
炭素（ＣＯ）および窒素酸化物ＮＯx を浄化することに
より触媒性能を向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な触媒
層構造をとる触媒においては、耐久後の性能が内層に酸
化触媒層を有さない触媒よりも性能が劣化し、充分な浄
化活性が得られない。
【０００４】従って、本発明の目的は、耐久後にリーン
・バーン雰囲気下で充分な排気浄化特性を有する排気ガ
ス浄化用触媒を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の排気ガス浄化用
触媒は、ハニカム担体上に白金、パラジウムおよびロジ
ウムから成る群から選ばれた１種以上の貴金属を含む活
性アルミナを主成分とする無機物から成る第１コート層
と、このコート層上の貴金属成分を含まない活性アルミ
ナを主成分とする無機物から成る第２コート層と、さら
にこのコート層上の金属例えばＣｕまたはＣｏをイオン
交換したゼオライト粉末を主成分とする無機物から成る
第３コート層とを備えてなることを特徴とする。
【０００６】
【作用】次に作用を説明する。本発明の排気ガス浄化用
触媒においては、白金、パラジウムおよびロジウムから
成る群から選ばれた１種以上の貴金属を含む活性アルミ
ナを主成分とした無機物をコーティングした第１コート
層の触媒層は、リーン領域において酸化触媒反応を起こ
しＨＣおよびＣＯを浄化する。第１コート層の上にコー
ティングした貴金属成分を含まない活性アルミナを主成
分とする無機物である第２コート層は、第１コート層の
触媒で発生する酸化反応による反応熱を断熱し第３コー
ト層の触媒層が耐久中に高温になることを防ぎ耐久劣化
を抑制する作用と、第３コート層の触媒層に含まれる活
性成分であるＣｕおよびＣｏが耐久によりゼオライトの
活性サイトから第１コート層の貴金属触媒層に移動して
性能を劣化させるのを抑制する作用とを有する。Ｃｕま
たはＣｏをイオン交換したゼオライト粉末を主成分とす
る第３コート層は、酸素が多量に含まれるエンジン排気
ガスのリーン領域においてＮＯx の転化性能を有してい
る。
【０００７】
【実施例】以下本発明を実施例、比較例および試験例に
より説明する。 実施例１ γ−アルミナを主たる成分とする活性アルミナ粉末1000
ｇに対してジニトロジアンミン白金溶液を白金2.0 重量
％になるように加えよくかきまぜた後、オーブン中150
℃で３時間乾燥し、400 ℃で２時間空気気流中で焼成を
行った。この白金担持活性アルミナ1500ｇ、γ−アルミ
ナを主たる成分とする活性アルミナ800ｇ、10重量％Ｈ
ＮＯ3 （硝酸）460 ｇおよび水1840ｇをボールミルポッ
トに投入し、８時間粉砕してスラリーを得た。得られた
スラリーをハニカム担体基材（1.7 Ｌ，400 セル）に塗
布し乾燥した後、400 ℃で２時間、空気雰囲気中で焼成
した。この時の塗布量は、焼成後に85ｇ／個になるよう
に設定した。
【０００８】次に、γ−アルミナを主たる成分とする活
性アルミナ粉末2000ｇ、10重量％硝酸400 ｇおよび水16
00ｇをボールミルポットに投入し、８時間粉砕してスラ
リーを得た。得られたスラリーを焼成後に塗布量が43ｇ
／個になるように塗布し乾燥した後、400 ℃で２時間、
空気雰囲気中で焼成した。
【０００９】さらに、0.2 モル／Ｌの硝酸銅または酢酸
銅溶液5.2 kgとゼオライト粉末２kgとを混合しかきまぜ
た後、濾過した。これを３回繰り返した後、乾燥および
焼成を行いＣｕをイオン交換したゼオライト粉末を調製
した。このＣｕをイオン交換したゼオライト粉末1890
ｇ、シリカゾル（固形分20％）1150ｇおよび水1100ｇを
磁性ボールミルに投入し、粉砕して得たスラリーを上記
担体に焼成後に塗布量が340 ｇ／個になるように塗布し
乾燥した後、400 ℃で２時間空気中で焼成し触媒No. １
を得た。
【００１０】実施例２ 実施例１において、イオン交換金属としてＣｕの代わり
にＣｏを用いた以外は実施例１と同様にし、触媒No. ２
を得た。
【００１１】実施例３ 実施例１において、白金の代わりにパラジウムを用いた
以外は実施例１と同様にし、触媒No. ３を得た。
【００１２】実施例４ γ−アルミナを主たる成分とする活性アルミナ粉末1000
ｇに対してジニトロジアンミン白金溶液を用いて白金1.
63重量％になるように加え実施例１と同様に乾燥し、焼
成した。さらに同様の活性アルミナ粉末に対して硝酸ロ
ジウムを用いてロジウム１重量％になるように加え同様
に乾燥し、焼成した。この白金担持活性アルミナ1400
ｇ、ロジウム担持活性アルミナ434 ｇ、酸化セリウム93
6 ｇおよび硝酸酸性ベーマイトゾル（ベーマイトアルミ
ナ10重量％けん濁液に10重量％ＨＮＯ3 を添加すること
によって得られるゾル）2221ｇをボールミルポットに投
入し、８時間粉砕してスラリーを得た。得られたスラリ
ーをハニカム担体基材（1.3 Ｌ，400 セル）に塗布し乾
燥した後、400 ℃で２時間、空気雰囲気中で焼成した。
この時の塗布量は、焼成後に85ｇ／個になるように設定
した。この触媒層の上に実施例１と同様にしてＣｕをイ
オン交換したゼオライト触媒層をコーティングし触媒N
o. ４を得た。
【００１３】実施例５ 実施例１で用いたものと同様のハニカム担体に、実施例
１と同様にして白金担持活性アルミナ層をコーティング
した。
【００１４】次に、セリウムをＣｅとして３重量％含む
セリウム担持活性アルミナ粉末2000ｇ、10重量％硝酸40
0 ｇおよび水1600ｇをボールミルポットに投入し、８時
間粉砕して得たスラリーを焼成後に塗布量が43ｇ／個に
なるように塗布し乾燥した後、400 ℃で２時間、空気雰
囲気中で焼成した。この触媒層の上に実施例１と同様に
してＣｕをイオン交換したゼオライト触媒層をコーティ
ングし触媒No. ５を得た。
【００１５】実施例６ 実施例１で用いたものと同様のハニカム担体に、実施例
１と同様にして白金担持活性アルミナ層を塗布した。次
に、セリウムをＣｅとして３重量％、ランタンをＬa と
して３重量％含むセリウムおよびランタン担持活性アル
ミナ粉末2000ｇ、10重量％硝酸400 ｇおよび水1600ｇを
ボールミルポットに投入し、８時間粉砕して得たスラリ
ーを焼成後に塗布量が43ｇ／個になるように塗布し乾燥
した後、400 ℃で２時間、空気雰囲気中で焼成した。こ
の触媒層の上に実施例１と同様にしてＣｕをイオン交換
したゼオライト触媒層をコーティングし触媒No. ６を得
た。
【００１６】なおここで用いるゼオライト粉末としては
ＺＳＭ−５ゼオライト、モルデナイトおよびフェリエラ
イト等を用いることができる。また、第２コート層のア
ルミナに担持する金属としては、セリウム、ランタン以
外の希土類金属並びにジルコニア、バリウム、カルシウ
ムおよびカリウム等を用いることができ、担持量をそれ
ぞれの金属換算で１〜15重量％の範囲とした場合に同様
の効果が得られる。
【００１７】実施例７ パラジウムのみではなく、パラジウムとロジウムを用い
た以外は、実施例３の触媒No. ３と同様にして、触媒N
o. ７を調製した。γ−アルミナを主たる成分とする活
性アルミナ粉末1000g に対して硝酸パラジウム溶液を用
いてパラジウム2.00重量％になるように加えよく攪拌し
た後、オーブン中150 ℃で３時間乾燥し、400 ℃で２時
間空気気流中で焼成しパラジウム担持活性アルミナを調
製した。次にγ−アルミナを主たる成分とする活性アル
ミナ粉末1000g に対して硝酸ロジウム溶液をRh１重量％
となるように加えよくかくはんした後、同様にして乾燥
および焼成を行ないロジウム担持アルミナ粉末を調製し
た。このパラジウム担持活性アルミナ1400g 、ロジウム
担持活性アルミナ434g、酸化セリウム936gおよび硝酸酸
性ベーマイトゾル( ベーマイトアルミナ10重量％けん濁
液に10重量％HNO3を添加することによって得られるゾ
ル）2221g をボールミルポットに投入し、８時間粉砕し
てスラリーを得た。得られたスラリーをモノリス担体基
材(1.3L,400 セル) に塗布し乾燥した後、400 ℃で２時
間、空気雰囲気中で焼成した。この時の塗布量は、焼成
後に 85g／個になるように設定した。この触媒層の上に
実施例１と同様にしてCuをイオン交換したゼオライト触
媒層をコーティングし触媒No. ７を調製した。
【００１８】比較例１ 実施例１において、ハニカム担体上に塗布した第３コー
ト層として金属をイオン交換していないゼオライトを用
いた以外は実施例１と同様にし、触媒No. 101を得た。
【００１９】比較例２ 比較例１において、ハニカム担体上に塗布した第２コー
ト層の活性アルミナ層を省略した以外は比較例１と同様
にし、触媒No. 102 を得た。
【００２０】比較例３ 貴金属担持アルミナ層とゼオライト触媒層とを実施例４
と同様にコーティングし、乾燥し、焼成して調製した触
媒No. 103 を比較例３とする。
【００２１】試験例 上記の各実施例および比較例において得られた触媒を12
0 ccサイズに切り出し試験用のコンバーターに充填し、
エンジン排気ガスにより下記の表１および表２に示した
条件で、耐久および性能評価試験を行った。
【００２２】
【表１】耐久条件 エンジン 排気量2000 cc 耐久温度： 550 ℃ 耐久時間： 50時間 耐久中入口エミッション ＣＯ 0.4 〜0.6 ％ Ｏ2 0.5 ±0.1 ％ ＮＯx 1500ｐｐｍ ＨＣ 1000ｐｐｍ ＣＯ2 14.9％±0.1 ％
【００２３】
【表２】性能評価条件 触媒容量： 0.12Ｌ 評価装置： 排気モデルガス評価装置（ガスは、ボンベ
ガスを使用） 触媒入口温度 300 ℃ 空間速度 約20,000ｈ-1 Ａ／Ｆ＝18.0相当のモデルガス ＨＣ＝2500ｐｐｍ（Ｃ１換算） ＮＯ＝1200ｐｐｍ ＣＯ2 ＝14.0％ Ｏ2 ＝4.5 ％ Ｈ2 Ｏ＝10％ Ｎ2 バランス 上記試験の結果を表３に示す。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の排気
ガス浄化用触媒は、ハニカム担体上に、白金、パラジウ
ムおよびロジウムから成る群から選ばれた１種以上の貴
金属を含む活性アルミナを主成分とする無機物から成る
第１コート層と、このコート層上の貴金属成分を含まな
い活性アルミナを主成分とする無機物から成る第２コー
ト層と、さらにこのコート層上の金属例えばＣｕまたは
Ｃｏをイオン交換したゼオライト粉末を主成分とする無
機物から成る第３コート層を備えてなることにより耐久
後にリーン・バーン雰囲気下で充分な排気浄化特性を示
すという効果を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−182213（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−96182（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−184924（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−197446（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 21/00 - 37/36 B01D 53/86 F01N 3/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハニカム担体上に白金、パラジウムおよ
    びロジウムから成る群から選ばれた１種以上の貴金属を
    含む活性アルミナを主成分とする無機物から成る第１コ
    ート層と、このコート層上の貴金属成分を含まない活性
    アルミナを主成分とする無機物から成る第２コート層と
    さらにこのコート層上の金属をイオン交換したゼオライ
    ト粉末を主成分とする無機物から成る第３コート層とを
    備えてなることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
  2. 【請求項２】 イオン交換金属としてＣｕまたはＣｏを
    用いたことを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化用
    触媒。
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