JP3347481B2 - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒Info
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車エンジンなどの
内燃機関からの排気ガス中に含まれる一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、炭化水素（ＨＣ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を同
時に除去する排気ガス浄化用触媒に関する。
内燃機関からの排気ガス中に含まれる一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、炭化水素（ＨＣ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を同
時に除去する排気ガス浄化用触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車の排気ガス浄化用触媒
として、ＣＯ及びＨＣの酸化とＮＯｘの還元とを同時に
行って排気ガスを浄化する三元触媒が用いられている。
このような三元触媒としては、例えばコーディエライト
などからなる耐熱性担体にγ−アルミナからなる触媒担
持層を形成し、その触媒担持層に白金、ロジウムなどの
白金族元素を担持させたものが広く知られている。ま
た、酸素貯蔵効果をもつセリア（酸化セリウム）を併用
し、低温活性を高めた三元触媒も知られている。
として、ＣＯ及びＨＣの酸化とＮＯｘの還元とを同時に
行って排気ガスを浄化する三元触媒が用いられている。
このような三元触媒としては、例えばコーディエライト
などからなる耐熱性担体にγ−アルミナからなる触媒担
持層を形成し、その触媒担持層に白金、ロジウムなどの
白金族元素を担持させたものが広く知られている。ま
た、酸素貯蔵効果をもつセリア（酸化セリウム）を併用
し、低温活性を高めた三元触媒も知られている。
【０００３】ところで近年、排気ガス浄化用触媒の設置
場所がエンジンに近いマニホールド直下とされる傾向が
あり、また高速走行時には排気ガス温度が高くなること
から、排気ガス浄化用触媒は高温に晒される場合が多く
なっている。ところが白金族元素や酸化セリウムを担持
した排気ガス浄化用触媒は、高温において劣化しやすく
耐久後の浄化性能が低下するという不具合がある。その
ため希土類金属やアルカリ土類金属の酸化物をさらに担
持させたり、白金族元素として耐熱性の良好なパラジウ
ムを用いたりすることで、高温耐熱性を向上させること
が考えられている。
場所がエンジンに近いマニホールド直下とされる傾向が
あり、また高速走行時には排気ガス温度が高くなること
から、排気ガス浄化用触媒は高温に晒される場合が多く
なっている。ところが白金族元素や酸化セリウムを担持
した排気ガス浄化用触媒は、高温において劣化しやすく
耐久後の浄化性能が低下するという不具合がある。その
ため希土類金属やアルカリ土類金属の酸化物をさらに担
持させたり、白金族元素として耐熱性の良好なパラジウ
ムを用いたりすることで、高温耐熱性を向上させること
が考えられている。
【０００４】ところがパラジウムは、リッチ雰囲気及び
理論空燃比（ストイキ）よりややリーン雰囲気側におけ
るＮＯｘの浄化性能に劣っている。そのためパラジウム
のみではＮＯｘの浄化は困難と考えられ、高いＮＯｘ浄
化性能を有するロジウムと併用することで三元触媒とし
て用いられている。しかしロジウムは非常に高価である
ので、高価な排気ガス浄化用触媒となってしまう。
理論空燃比（ストイキ）よりややリーン雰囲気側におけ
るＮＯｘの浄化性能に劣っている。そのためパラジウム
のみではＮＯｘの浄化は困難と考えられ、高いＮＯｘ浄
化性能を有するロジウムと併用することで三元触媒とし
て用いられている。しかしロジウムは非常に高価である
ので、高価な排気ガス浄化用触媒となってしまう。
【０００５】そこで、白金族元素としてはパラジウムの
みを用い、他に酸化セリウム、バリウム化合物、ジルコ
ニウム化合物、ランタン酸化物、活性アルミナなどを含
む担持層をもち、安価で三元活性に優れた排気ガス浄化
用触媒が提案されている（特開平5-168926号公報、特開
平5-168927号公報）。
みを用い、他に酸化セリウム、バリウム化合物、ジルコ
ニウム化合物、ランタン酸化物、活性アルミナなどを含
む担持層をもち、安価で三元活性に優れた排気ガス浄化
用触媒が提案されている（特開平5-168926号公報、特開
平5-168927号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示されて
いるパラジウムに各種助触媒を組み合わせた三元触媒に
おいては、リッチ雰囲気側での水性ガスシフト反応（Ｃ
Ｏ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ 2 ）や水蒸気改質反応（ＨＣ＋
Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2 ）を促進してＮＯｘの浄化性能を
高めているが、特にストイキよりややリーン雰囲気側で
のＮＯｘ浄化性能は充分でない。
いるパラジウムに各種助触媒を組み合わせた三元触媒に
おいては、リッチ雰囲気側での水性ガスシフト反応（Ｃ
Ｏ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ 2 ）や水蒸気改質反応（ＨＣ＋
Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2 ）を促進してＮＯｘの浄化性能を
高めているが、特にストイキよりややリーン雰囲気側で
のＮＯｘ浄化性能は充分でない。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、触媒成分としてパラジウムを用いた三元触
媒を改良し、ストイキよりややリーン雰囲気側における
ＮＯｘ浄化性能をさらに向上させることを目的とする。
ものであり、触媒成分としてパラジウムを用いた三元触
媒を改良し、ストイキよりややリーン雰囲気側における
ＮＯｘ浄化性能をさらに向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の排気ガス浄化用触媒は、三元触媒システムのフィー
ドバック制御が行われるエンジンから排出される排気ガ
スを浄化する排気ガス浄化用触媒であって、担体基材
と、担体基材表面に被覆形成された触媒担持層と、触媒
担持層に担持されたパラジウム、白金及びアルカリ土類
金属からなる触媒活性成分とから構成され、白金を排気
ガス流の流れ方向に対して上流側のみに担持したことを
特徴とする。
明の排気ガス浄化用触媒は、三元触媒システムのフィー
ドバック制御が行われるエンジンから排出される排気ガ
スを浄化する排気ガス浄化用触媒であって、担体基材
と、担体基材表面に被覆形成された触媒担持層と、触媒
担持層に担持されたパラジウム、白金及びアルカリ土類
金属からなる触媒活性成分とから構成され、白金を排気
ガス流の流れ方向に対して上流側のみに担持したことを
特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明の排気ガス浄化用触媒では、パラジウム
と白金及びアルカリ土類金属が担持されている。この触
媒では、リッチ雰囲気からリーン雰囲気のそれぞれの状
態の混合気から排出された排気ガス中のＮＯｘは，以下
のようにして浄化される。 （１）リッチ雰囲気側 助触媒成分であるアルカリ土類金属が水性ガスシフト反
応や水蒸気改質反応を促進し、高いＮＯｘ浄化性能が得
られる。 （２）理論空燃比近傍 三元活性に優れるパラジウムが主としてＮＯｘを浄化す
る。 （３）リーン雰囲気側 白金が主としてＮＯｘを浄化する。
と白金及びアルカリ土類金属が担持されている。この触
媒では、リッチ雰囲気からリーン雰囲気のそれぞれの状
態の混合気から排出された排気ガス中のＮＯｘは，以下
のようにして浄化される。 （１）リッチ雰囲気側 助触媒成分であるアルカリ土類金属が水性ガスシフト反
応や水蒸気改質反応を促進し、高いＮＯｘ浄化性能が得
られる。 （２）理論空燃比近傍 三元活性に優れるパラジウムが主としてＮＯｘを浄化す
る。 （３）リーン雰囲気側 白金が主としてＮＯｘを浄化する。
【００１０】ところで、白金は空燃比（Ａ／Ｆ）の振幅
が大きい条件下で浄化性能に優れるという特性をもって
いる。そこで本発明では、排気ガス流の上流側に白金を
担持している。これによりパラジウムとアルカリ土類金
属とを担持した従来の触媒に比べて、理論空燃比近傍及
びややリーン側のＮＯｘ浄化性能が向上する。なお、白
金担持部の占める体積が大きくなると、白金の特性が強
く現れるとともにパラジウムの三元活性に優れる特性が
低下し、理論空燃比近傍及びややリーン側のＮＯｘの浄
化性能が低下する。したがって白金は担体全体積に対し
て１５〜５０％、好ましくは１５〜３０％の範囲で上流
側に担持するのが望ましい。
が大きい条件下で浄化性能に優れるという特性をもって
いる。そこで本発明では、排気ガス流の上流側に白金を
担持している。これによりパラジウムとアルカリ土類金
属とを担持した従来の触媒に比べて、理論空燃比近傍及
びややリーン側のＮＯｘ浄化性能が向上する。なお、白
金担持部の占める体積が大きくなると、白金の特性が強
く現れるとともにパラジウムの三元活性に優れる特性が
低下し、理論空燃比近傍及びややリーン側のＮＯｘの浄
化性能が低下する。したがって白金は担体全体積に対し
て１５〜５０％、好ましくは１５〜３０％の範囲で上流
側に担持するのが望ましい。
【００１１】また白金とパラジウムの担持量は、パラジ
ウムが白金より多く含まれているように構成すれば、理
論空燃比近傍における三元活性に優れるパラジウムの特
性と、リーン雰囲気側におけるＮＯｘ浄化性能に優れる
白金の特性のバランスが最適となり、理論空燃比近傍及
びややリーン雰囲気側のＮＯｘ浄化性能が向上する。特
に１／５０≦Ｐｔ／Ｐｄ≦１／２の範囲が望ましい。
ウムが白金より多く含まれているように構成すれば、理
論空燃比近傍における三元活性に優れるパラジウムの特
性と、リーン雰囲気側におけるＮＯｘ浄化性能に優れる
白金の特性のバランスが最適となり、理論空燃比近傍及
びややリーン雰囲気側のＮＯｘ浄化性能が向上する。特
に１／５０≦Ｐｔ／Ｐｄ≦１／２の範囲が望ましい。
【００１２】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。な
お、以下の例において「部」は特にことわらない限り
「重量部」を示す。 （実施例１）活性アルミナ粉末１００部、酸化ジルコニ
ウムで安定化された酸化セリウム粉末４０部、炭酸ラン
タン粉末３０部、40wt% 硝酸アルミニウム水溶液６５部
及び水８０部を混合し、コーティング用スラリーを調製
した。
お、以下の例において「部」は特にことわらない限り
「重量部」を示す。 （実施例１）活性アルミナ粉末１００部、酸化ジルコニ
ウムで安定化された酸化セリウム粉末４０部、炭酸ラン
タン粉末３０部、40wt% 硝酸アルミニウム水溶液６５部
及び水８０部を混合し、コーティング用スラリーを調製
した。
【００１３】コーディエライト製のハニカム状モノリス
担体基材（体積１．３Ｌ、全長１４３．５ｍｍ）を水に
浸漬し、余分な水を吹き払った後、上記スラリーに浸漬
し、取り出した後余分なスラリーを吹き払い、２５０℃
で１時間乾燥後、５００℃で１時間焼成して、アルミナ
を主とする触媒担持層を形成した。この触媒担持層のコ
ーティング量は、担体基材１Ｌ当たり１９０ｇである。
担体基材（体積１．３Ｌ、全長１４３．５ｍｍ）を水に
浸漬し、余分な水を吹き払った後、上記スラリーに浸漬
し、取り出した後余分なスラリーを吹き払い、２５０℃
で１時間乾燥後、５００℃で１時間焼成して、アルミナ
を主とする触媒担持層を形成した。この触媒担持層のコ
ーティング量は、担体基材１Ｌ当たり１９０ｇである。
【００１４】このようにして得た担体全体を、所定濃度
の硝酸パラジウム水溶液に１時間浸漬し、引き上げて余
分な水分を吹き払った後、２５０℃で乾燥した。次にパ
ラジウムを担持した担体全体を水に浸漬し、余分な水を
吹き払った後、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶
液中に上流側端面より６５ｍｍの部分のみ浸漬し、１時
間浸漬後引き上げて余分な水滴を吹き払った後、２５０
℃で乾燥した。
の硝酸パラジウム水溶液に１時間浸漬し、引き上げて余
分な水分を吹き払った後、２５０℃で乾燥した。次にパ
ラジウムを担持した担体全体を水に浸漬し、余分な水を
吹き払った後、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶
液中に上流側端面より６５ｍｍの部分のみ浸漬し、１時
間浸漬後引き上げて余分な水滴を吹き払った後、２５０
℃で乾燥した。
【００１５】さらに、パラジウム及び白金を担持した担
体全体を所定濃度の酢酸バリウム水溶液に１時間浸漬
し、引き上げて余分な水滴を吹き払った後、２５０℃で
乾燥した。得られた触媒１個当たりには、図１に示すよ
うにＰｄが３．３ｇ（担持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、Ｐ
ｔが０．７ｇ（担持部密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ
（担持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持されている。また、上
流側のＰｔ担持部の長さは７２ｍｍで全体積の５０％で
あり、ＰｄとＢａは担体全体に均一に担持されている。 （実施例２）実施例１と同様の触媒担持層をもつ担体全
体を水に浸漬し、余分な水を吹き払った後、所定濃度の
硝酸パラジウム水溶液に下流側端面より６５ｍｍの部分
を１時間浸漬し、引き上げて余分な水分を吹き払った
後、２５０℃で乾燥した。次にパラジウムを担持した担
体全体を水に浸漬し、余分な水を吹き払った後、所定濃
度のジニトロジアンミン白金水溶液中に上流側端面より
６５ｍｍの部分を浸漬し、１時間浸漬後引き上げて余分
な水滴を吹き払った後、２５０℃で乾燥した。
体全体を所定濃度の酢酸バリウム水溶液に１時間浸漬
し、引き上げて余分な水滴を吹き払った後、２５０℃で
乾燥した。得られた触媒１個当たりには、図１に示すよ
うにＰｄが３．３ｇ（担持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、Ｐ
ｔが０．７ｇ（担持部密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ
（担持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持されている。また、上
流側のＰｔ担持部の長さは７２ｍｍで全体積の５０％で
あり、ＰｄとＢａは担体全体に均一に担持されている。 （実施例２）実施例１と同様の触媒担持層をもつ担体全
体を水に浸漬し、余分な水を吹き払った後、所定濃度の
硝酸パラジウム水溶液に下流側端面より６５ｍｍの部分
を１時間浸漬し、引き上げて余分な水分を吹き払った
後、２５０℃で乾燥した。次にパラジウムを担持した担
体全体を水に浸漬し、余分な水を吹き払った後、所定濃
度のジニトロジアンミン白金水溶液中に上流側端面より
６５ｍｍの部分を浸漬し、１時間浸漬後引き上げて余分
な水滴を吹き払った後、２５０℃で乾燥した。
【００１６】さらに、パラジウム及び白金を担持した担
体全体を所定濃度の酢酸バリウム水溶液に１時間浸漬
し、引き上げて余分な水滴を吹き払った後、２５０℃で
乾燥した。得られた触媒１個当たりには、図２に示すよ
うにＰｄが３．３ｇ（担持部密度：５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが
０．７ｇ（担持部密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担
持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持されている。また、上流側
のＰｔ担持部の長さは７２ｍｍで全体積の５０％であ
り、下流側のＰｄ担持部の長さも７２ｍｍで全体の５０
％である。Ｂａは担体全体に均一に担持されている。 （比較例１）実施例１と同様にして調製された触媒を上
流側と下流側を逆にして比較例１の触媒とした。つまり
各金属の担持量は、図５に示すようにＰｄが３．３ｇ
（担持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．７ｇ（担持
部密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０
ｇ／Ｌ）で実施例１と同様であるが、Ｐｔ担持部は下流
側に７２ｍｍで全体の５０％形成され、ＰｔとＢａは担
体全体に均一に担持されている。 （比較例２）実施例２と同様にして調製された触媒を上
流側と下流側を逆にして比較例２の触媒とした。つまり
各金属の担持量は、図６に示すようにＰｄが３．３ｇ
（担持部密度：５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．７ｇ（担持部密
度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０ｇ／
Ｌ）で実施例２と同様であるが、Ｐｔ担持部は下流側に
７２ｍｍで全体の５０％形成され、Ｐｄ担持部は上流側
に７２ｍｍで全体の５０％形成されている。Ｂａは担体
全体に均一に担持されている。 （比較例３）実施例１と同様の触媒担持層をもつ担体全
体を所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に１時間浸漬し、
引き上げて余分な水分を吹き払った後、２５０℃で乾燥
した。次にパラジウムを担持した担体全体を所定濃度の
酢酸バリウム水溶液に１時間浸漬し、引き上げて余分な
水滴を吹き払った後、２５０℃で乾燥した。
体全体を所定濃度の酢酸バリウム水溶液に１時間浸漬
し、引き上げて余分な水滴を吹き払った後、２５０℃で
乾燥した。得られた触媒１個当たりには、図２に示すよ
うにＰｄが３．３ｇ（担持部密度：５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが
０．７ｇ（担持部密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担
持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持されている。また、上流側
のＰｔ担持部の長さは７２ｍｍで全体積の５０％であ
り、下流側のＰｄ担持部の長さも７２ｍｍで全体の５０
％である。Ｂａは担体全体に均一に担持されている。 （比較例１）実施例１と同様にして調製された触媒を上
流側と下流側を逆にして比較例１の触媒とした。つまり
各金属の担持量は、図５に示すようにＰｄが３．３ｇ
（担持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．７ｇ（担持
部密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０
ｇ／Ｌ）で実施例１と同様であるが、Ｐｔ担持部は下流
側に７２ｍｍで全体の５０％形成され、ＰｔとＢａは担
体全体に均一に担持されている。 （比較例２）実施例２と同様にして調製された触媒を上
流側と下流側を逆にして比較例２の触媒とした。つまり
各金属の担持量は、図６に示すようにＰｄが３．３ｇ
（担持部密度：５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．７ｇ（担持部密
度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０ｇ／
Ｌ）で実施例２と同様であるが、Ｐｔ担持部は下流側に
７２ｍｍで全体の５０％形成され、Ｐｄ担持部は上流側
に７２ｍｍで全体の５０％形成されている。Ｂａは担体
全体に均一に担持されている。 （比較例３）実施例１と同様の触媒担持層をもつ担体全
体を所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に１時間浸漬し、
引き上げて余分な水分を吹き払った後、２５０℃で乾燥
した。次にパラジウムを担持した担体全体を所定濃度の
酢酸バリウム水溶液に１時間浸漬し、引き上げて余分な
水滴を吹き払った後、２５０℃で乾燥した。
【００１７】得られた触媒１個当たりには、図７に示す
ようにＰｄが３．９ｇ（担持部密度：３ｇ／Ｌ）、Ｂａ
が４０ｇ（担持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持されている。
ＰｄとＢａは担体全体に均一に担持されている。 （比較例４）実施例１と同様の触媒担持層をもつ担体全
体を所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に１時間浸漬し、
引き上げて余分な水分を吹き払った後、２５０℃で乾燥
した。次にパラジウムを担持した担体全体を所定濃度の
ジニトロジアンミン白金水溶液中に１時間浸漬し引き上
げて余分な水滴を吹き払った後、２５０℃で乾燥した。
さらに、パラジウム及び白金を担持した担体全体を所定
濃度の酢酸バリウム水溶液に１時間浸漬し、引き上げて
余分な水滴を吹き払った後、２５０℃で乾燥した。
ようにＰｄが３．９ｇ（担持部密度：３ｇ／Ｌ）、Ｂａ
が４０ｇ（担持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持されている。
ＰｄとＢａは担体全体に均一に担持されている。 （比較例４）実施例１と同様の触媒担持層をもつ担体全
体を所定濃度の硝酸パラジウム水溶液に１時間浸漬し、
引き上げて余分な水分を吹き払った後、２５０℃で乾燥
した。次にパラジウムを担持した担体全体を所定濃度の
ジニトロジアンミン白金水溶液中に１時間浸漬し引き上
げて余分な水滴を吹き払った後、２５０℃で乾燥した。
さらに、パラジウム及び白金を担持した担体全体を所定
濃度の酢酸バリウム水溶液に１時間浸漬し、引き上げて
余分な水滴を吹き払った後、２５０℃で乾燥した。
【００１８】得られた触媒１個当たりには、図８に示す
ようにＰｄが３．３ｇ（担持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、
Ｐｔが０．６５ｇ（担持部密度：０．５ｇ／Ｌ）、Ｂａ
が４０ｇ（担持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持され、Ｐｄ，
Ｐｔ及びＢａは担体全体に均一に担持されている。 （浄化性能の評価）上記のそれぞれの排気ガス浄化用触
媒を排気量２Ｌのエンジンの排気系に取り付け、排気ガ
ス温度８００℃、Ａ／Ｆ＝１４．６（ストイキ）の条件
で１００時間運転する耐久試験を行った。
ようにＰｄが３．３ｇ（担持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、
Ｐｔが０．６５ｇ（担持部密度：０．５ｇ／Ｌ）、Ｂａ
が４０ｇ（担持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持され、Ｐｄ，
Ｐｔ及びＢａは担体全体に均一に担持されている。 （浄化性能の評価）上記のそれぞれの排気ガス浄化用触
媒を排気量２Ｌのエンジンの排気系に取り付け、排気ガ
ス温度８００℃、Ａ／Ｆ＝１４．６（ストイキ）の条件
で１００時間運転する耐久試験を行った。
【００１９】そして耐久試験後の各排気ガス浄化用触媒
の浄化性能をエンジンベンチで評価し、結果を表１に示
す。評価方法としては、排気ガス温度を４００℃に維持
し、中心Ａ／Ｆ＝１４．６（ストイキ）及び中心Ａ／Ｆ
＝１４．８（ストイキよりややリーン）でのＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘのそれぞれの浄化率を測定した。
の浄化性能をエンジンベンチで評価し、結果を表１に示
す。評価方法としては、排気ガス温度を４００℃に維持
し、中心Ａ／Ｆ＝１４．６（ストイキ）及び中心Ａ／Ｆ
＝１４．８（ストイキよりややリーン）でのＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘのそれぞれの浄化率を測定した。
【００２０】
【表１】 表１より、Ａ／Ｆ＝１４．６（ストイキ）の条件下で
は、実施例及び比較例ともに良好な浄化性能を示しその
差は小さい。しかしストイキよりややリーンのＡ／Ｆ＝
１４．８の条件下では、ＮＯｘ浄化性能に顕著な差が現
れ、Ｐｔを上流側に担持した実施例の触媒が優れている
ことが明らかである。 （実施例３）図３に示すように、触媒１個当たりにして
Ｐｄが３．３ｇ（担持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが
０．４０ｇ（担持部密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ
（担持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担
持部が全体積の３０％であること以外は実施例１と同様
の構成である。 （実施例４）図４に示すように、触媒１個当たりにして
Ｐｄが３．３ｇ（担持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが
０．２０ｇ（担持部密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ
（担持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担
持部が全体積の１５％であること以外は実施例１と同様
の構成である。 （実施例５）触媒１個当たりにしてＰｄが３．３ｇ（担
持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．１４ｇ（担持部
密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０ｇ
／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担持部が全体積の１０％
であること以外は実施例１と同様の構成である。 （実施例６）触媒１個当たりにしてＰｄが３．３ｇ（担
持部密度：３．６ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．４０ｇ（担持部
密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０ｇ
／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担持部が全体積の３０
％、下流側のＰｄ担持部が全体積の７０％であること以
外は実施例２と同様の構成である。 （実施例７）触媒１個当たりにしてＰｄが３．３ｇ（担
持部密度：３．０ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．２０ｇ（担持部
密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０ｇ
／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担持部が全体積の１５
％、下流側のＰｄ担持部が全体積の８５％であること以
外は実施例２と同様の構成である。 （実施例８）触媒１個当たりにしてＰｄが３．３ｇ（担
持部密度：２．８ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．１４ｇ（担持部
密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０ｇ
／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担持部が全体積の１０
％、下流側のＰｄ担持部が全体積の９０％であること以
外は実施例２と同様の構成である。 （浄化性能の評価）上記の各実施例の排気ガス浄化用触
媒を排気量２Ｌのエンジンの排気系に取り付け、排気ガ
ス温度８００℃、Ａ／Ｆ＝１４．６（ストイキ）の条件
で１００時間運転する耐久試験を行った。
は、実施例及び比較例ともに良好な浄化性能を示しその
差は小さい。しかしストイキよりややリーンのＡ／Ｆ＝
１４．８の条件下では、ＮＯｘ浄化性能に顕著な差が現
れ、Ｐｔを上流側に担持した実施例の触媒が優れている
ことが明らかである。 （実施例３）図３に示すように、触媒１個当たりにして
Ｐｄが３．３ｇ（担持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが
０．４０ｇ（担持部密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ
（担持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担
持部が全体積の３０％であること以外は実施例１と同様
の構成である。 （実施例４）図４に示すように、触媒１個当たりにして
Ｐｄが３．３ｇ（担持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが
０．２０ｇ（担持部密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ
（担持部密度：３０ｇ／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担
持部が全体積の１５％であること以外は実施例１と同様
の構成である。 （実施例５）触媒１個当たりにしてＰｄが３．３ｇ（担
持部密度：２．５ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．１４ｇ（担持部
密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０ｇ
／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担持部が全体積の１０％
であること以外は実施例１と同様の構成である。 （実施例６）触媒１個当たりにしてＰｄが３．３ｇ（担
持部密度：３．６ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．４０ｇ（担持部
密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０ｇ
／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担持部が全体積の３０
％、下流側のＰｄ担持部が全体積の７０％であること以
外は実施例２と同様の構成である。 （実施例７）触媒１個当たりにしてＰｄが３．３ｇ（担
持部密度：３．０ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．２０ｇ（担持部
密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０ｇ
／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担持部が全体積の１５
％、下流側のＰｄ担持部が全体積の８５％であること以
外は実施例２と同様の構成である。 （実施例８）触媒１個当たりにしてＰｄが３．３ｇ（担
持部密度：２．８ｇ／Ｌ）、Ｐｔが０．１４ｇ（担持部
密度：１ｇ／Ｌ）、Ｂａが４０ｇ（担持部密度：３０ｇ
／Ｌ）担持され、上流側のＰｔ担持部が全体積の１０
％、下流側のＰｄ担持部が全体積の９０％であること以
外は実施例２と同様の構成である。 （浄化性能の評価）上記の各実施例の排気ガス浄化用触
媒を排気量２Ｌのエンジンの排気系に取り付け、排気ガ
ス温度８００℃、Ａ／Ｆ＝１４．６（ストイキ）の条件
で１００時間運転する耐久試験を行った。
【００２１】そして耐久試験後の各排気ガス浄化用触媒
の浄化性能をエンジンベンチで評価し、結果を表２に示
す。評価方法としては、排気ガス温度を４００℃に維持
し、中心Ａ／Ｆ＝１４．６（ストイキ）及び中心Ａ／Ｆ
＝１４．８（ストイキよりややリーン）でのＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘのそれぞれの浄化率を測定した。
の浄化性能をエンジンベンチで評価し、結果を表２に示
す。評価方法としては、排気ガス温度を４００℃に維持
し、中心Ａ／Ｆ＝１４．６（ストイキ）及び中心Ａ／Ｆ
＝１４．８（ストイキよりややリーン）でのＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘのそれぞれの浄化率を測定した。
【００２２】
【表２】 実施例１，３，４，５の結果からわかるように、Ｐｔ担
持部が大きいほどストイキよりややリーン側（Ａ／Ｆ＝
１４．８）におけるＮＯｘ浄化率が高くなり、Ｐｔ担持
部が３０％以上でＮＯｘ浄化率が飽和している。したが
って、Ｐｔの使用によるコスト上昇の面を考慮すると、
Ｐｔ担持部は１５〜３０％が最適である。なお、実施例
２，６，７，８の結果からも、Ｐｔ担持部は１５〜３０
％が最適であることがわかる。
持部が大きいほどストイキよりややリーン側（Ａ／Ｆ＝
１４．８）におけるＮＯｘ浄化率が高くなり、Ｐｔ担持
部が３０％以上でＮＯｘ浄化率が飽和している。したが
って、Ｐｔの使用によるコスト上昇の面を考慮すると、
Ｐｔ担持部は１５〜３０％が最適である。なお、実施例
２，６，７，８の結果からも、Ｐｔ担持部は１５〜３０
％が最適であることがわかる。
【００２３】なお、本発明に用いられる担体基材として
は、一体形構造のモノリス担体あるいはペレット担体な
どが用いられる。その材質としては、コーディエライ
ト、ムライト、α−アルミナ、アルミノ珪酸塩などのセ
ラミック質、あるいはＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金などの耐火
性金属質が例示される。触媒担持層としては、活性アル
ミナが望ましいが、場合によってはアルミナ、シリカ、
チタニアなどを用いることもできる。
は、一体形構造のモノリス担体あるいはペレット担体な
どが用いられる。その材質としては、コーディエライ
ト、ムライト、α−アルミナ、アルミノ珪酸塩などのセ
ラミック質、あるいはＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金などの耐火
性金属質が例示される。触媒担持層としては、活性アル
ミナが望ましいが、場合によってはアルミナ、シリカ、
チタニアなどを用いることもできる。
【００２４】さらにアルカリ土類金属としては、バリウ
ムが特に望ましいが、カルシウム、ストロンチウムを用
いることもできる。なお、これらと同時に酸化セリウ
ム、酸化ジルコニウム、酸化ランタンを含むことも好ま
しく、特に酸化セリウムを含むことが望ましい。
ムが特に望ましいが、カルシウム、ストロンチウムを用
いることもできる。なお、これらと同時に酸化セリウ
ム、酸化ジルコニウム、酸化ランタンを含むことも好ま
しく、特に酸化セリウムを含むことが望ましい。
【００２５】
【発明の効果】すなわち本発明の排気ガス浄化用触媒に
よれば、ストイキよりややリーン側（Ａ／Ｆ＝１４．
８）におけるＮＯｘの浄化性能が向上する。またアルカ
リ土類金属により、リッチ側におけるＮＯｘの浄化性能
が高まり、その結果Ａ／Ｆに対するウインドウ幅の広い
触媒となっている。
よれば、ストイキよりややリーン側（Ａ／Ｆ＝１４．
８）におけるＮＯｘの浄化性能が向上する。またアルカ
リ土類金属により、リッチ側におけるＮＯｘの浄化性能
が高まり、その結果Ａ／Ｆに対するウインドウ幅の広い
触媒となっている。
【００２６】したがって一般の三元触媒システムのフィ
ードバック制御において、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの３成分
とも高い浄化性能を発揮することができる。
ードバック制御において、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの３成分
とも高い浄化性能を発揮することができる。
【図１】本発明の実施例１の排気ガス浄化用触媒の構成
説明図である。
説明図である。
【図２】本発明の実施例２の排気ガス浄化用触媒の構成
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明の実施例３の排気ガス浄化用触媒の構成
説明図である。
説明図である。
【図４】本発明の実施例４の排気ガス浄化用触媒の構成
説明図である。
説明図である。
【図５】本発明の比較例１の排気ガス浄化用触媒の構成
説明図である。
説明図である。
【図６】本発明の比較例２の排気ガス浄化用触媒の構成
説明図である。
説明図である。
【図７】本発明の比較例３の排気ガス浄化用触媒の構成
説明図である。
説明図である。
【図８】本発明の比較例４の排気ガス浄化用触媒の構成
説明図である。
説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 容規 静岡県小笠郡大東町千浜7800番地 キャ タラー工業株式会社内 (72)発明者 松浦 慎次 静岡県小笠郡大東町千浜7800番地 キャ タラー工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−317652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−78438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−234932（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 21/00 - 38/74 B01D 53/86 B01D 53/94 F01N 3/00 - 3/02 F01N 3/04 - 3/38 F01N 9/00
Claims (1)
- 【請求項１】 三元触媒システムのフィードバック制御
が行われるエンジンから排出される排気ガスを浄化する
排気ガス浄化用触媒であって、 担体基材と、該担体基材表面に被覆形成された触媒担持
層と、該触媒担持層に担持されたパラジウム、白金及び
アルカリ土類金属からなる触媒活性成分とから構成さ
れ、白金を排気ガス流の流れ方向に対して上流側のみに
担持したことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16408894A JP3347481B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 排気ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16408894A JP3347481B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 排気ガス浄化用触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0824644A JPH0824644A (ja) | 1996-01-30 |
| JP3347481B2 true JP3347481B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=15786552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16408894A Expired - Fee Related JP3347481B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 排気ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3347481B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5753192A (en) * | 1996-11-29 | 1998-05-19 | Ford Global Technologies, Inc. | Zirconia and sulfate in NOx traps to improved trapping and sulfur tolerance |
| JP5232401B2 (ja) * | 2007-04-05 | 2013-07-10 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
| US8758695B2 (en) * | 2009-08-05 | 2014-06-24 | Basf Se | Treatment system for gasoline engine exhaust gas |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP16408894A patent/JP3347481B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0824644A (ja) | 1996-01-30 |
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