JPH07144134A - Exhaust gas purification catalyst - Google Patents
Exhaust gas purification catalystInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車エンジン等の内燃機関の空燃比が希薄
燃焼(リーン)領域にあっても有効に作用し、かつ高温
で長時間使用した後も劣化が少なく、低温活性および耐
久性に優れた触媒を得る。
【構成】 結晶性アルミノケイ酸塩を主成分とする無機
物に、銅を含有させ、ホウ素、リン、アンチモンおよび
ビスマスからなる群から選ばれた1種以上の成分とアル
カリ土類金属または希土類金属からなる群から選ばれた
1種以上の成分との化合物を担持して成る。(57) [Abstract] [Purpose] Effectively works even when the air-fuel ratio of an internal combustion engine such as an automobile engine is in the lean combustion (lean) region, and shows little deterioration even after long-term use at high temperature, and has low temperature activity and A catalyst with excellent durability is obtained. [Structure] An inorganic material containing crystalline aluminosilicate as a main component, copper, and at least one component selected from the group consisting of boron, phosphorus, antimony and bismuth, and an alkaline earth metal or a rare earth metal. It comprises a compound with one or more components selected from the group.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動車エンジン等の内
燃機関の排気ガス浄化用触媒に係り、特に、内燃機関の
空燃比が希薄燃焼(リーン)領域にあっても有効に作用
し、かつ耐久性に優れた触媒に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst for an internal combustion engine such as an automobile engine, and in particular, it works effectively even when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is in a lean burn region. The present invention relates to a catalyst having excellent durability.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、内燃機関からの排気ガスを浄化す
る触媒として、一般に活性アルミナにパラジウム(P
d)、白金(Pt)およびロジウム(Rh)等の貴金属
成分を担持したものが用いられている。このものは、炭
化水素(HC)、一酸化炭素(CO)および窒素酸化物
(NOx)を一度に除去できることから、3元触媒と呼
ばれている。しかし、これは、内燃機関を理論空燃比
(ストイキ)近傍の条件で運転した場合にのみ有効であ
り、酸素濃度が高く、より燃費の良好なリーン条件で内
燃機関を運転した場合には、十分なNOx除去性能が得
られない。このようなリーン条件において、NOxを除
去するには、金属イオン交換担持ゼオライトからなる触
媒が有効であることが知られている{岩本、小討論会
「窒素酸化物低減のための触媒技術」予稿集、第71頁
(1990);W.Held, A. Konig, T. Richter and L.
Puppe, SAE Paper 900496 (1990)}。特に、銅
(Cu)をイオン交換法によってゼオライトに担持して
得られたCu−ゼオライト系触媒は高いガス空間速度
(GHSV)でも優れた性能を示す。しかし、かかる触
媒は、600℃あるいはそれ以上の高温に曝されると、
NOx除去性能が経時的に低下し、長時間の使用には耐
えられない。2. Description of the Related Art Conventionally, as a catalyst for purifying exhaust gas from an internal combustion engine, palladium (P
d), those carrying precious metal components such as platinum (Pt) and rhodium (Rh) are used. This is called a three-way catalyst because it can remove hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx) at once. However, this is effective only when the internal combustion engine is operated under conditions near the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric ratio), and is sufficient when operating the internal combustion engine under lean conditions where the oxygen concentration is high and fuel consumption is better. NOx removal performance is not obtained. It is known that a catalyst composed of a metal ion-exchanged zeolite is effective for removing NOx under such lean conditions. {Iwamoto, Small Discussion "Catalyst Technology for Nitrogen Oxide Reduction" Preliminary Report Shu, p. 71 (1990); W. Held, A. Konig, T. Richter and L.
Puppe, SAE Paper 900496 (1990)}. In particular, the Cu-zeolite catalyst obtained by supporting copper (Cu) on zeolite by the ion exchange method shows excellent performance even at high gas space velocity (GHSV). However, when such a catalyst is exposed to high temperatures of 600 ° C or higher,
The NOx removal performance deteriorates with time and cannot be used for a long time.
【0003】上記触媒が高温に曝される際の劣化の主原
因は、ゼオライト中のイオン交換サイトにあるCuが、
熱によってサイトから抜けて移動し、シンタリングを起
こすためであると考えられている。このため、特開平3
−131345号、特開平3−202157号、特開平
3−135437号、特開平4−4045号各公報等に
みられるように、Cu−ゼオライト系触媒にアルカリ土
類金属、希土類金属をはじめとする各種金属を添加する
ことによって触媒中のCuを安定化する方法が精力的に
研究され、提案されている。しかし、これら従来の方法
によっては、いずれも実用化に十分な結果が得られてい
るとは言い難く、より一層効果的な触媒改良並びに実用
的に充分な耐熱性を備えた触媒が切望されていた。The main cause of deterioration of the above-mentioned catalyst when exposed to high temperature is Cu at the ion exchange site in zeolite,
It is thought to be because the heat moves out of the site and causes sintering. For this reason,
As disclosed in JP-A-131345, JP-A-3-202157, JP-A-3-135437, JP-A-4-4045, etc., Cu-zeolite-based catalysts include alkaline earth metals and rare earth metals. A method of stabilizing Cu in the catalyst by adding various metals has been vigorously studied and proposed. However, it is difficult to say that any of these conventional methods has obtained sufficient results for practical use, and there is a long-felt need for a more effective catalyst improvement and a catalyst having practically sufficient heat resistance. It was
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来触媒の欠点を解消し、高温で長時間使用しても劣化
の少ない、耐久性に優れた触媒を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned drawbacks of conventional catalysts and to provide a catalyst which is less deteriorated even when used at high temperature for a long time and which has excellent durability.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明の排気ガス浄化用触媒は、結晶性アルミノケイ酸塩を
主成分とする無機物に銅を含有させ、かつホウ素、リ
ン、アンチモンおよびビスマスからなる群から選ばれた
1種以上の成分と、カルシウム、マグネシウム、ストロ
ンチウム、バリウム、ランタン、セリウムおよびイット
リウムから選ばれた1種以上のアルカリ土類、あるいは
希土類金属成分との化合物を担持して成ることを特徴と
する。The exhaust gas purifying catalyst of the present invention, which has achieved the above object, comprises an inorganic material mainly composed of crystalline aluminosilicate containing copper, and is composed of boron, phosphorus, antimony and bismuth. And a compound of one or more components selected from the group consisting of calcium, magnesium, strontium, barium, lanthanum, cerium and yttrium, and one or more alkaline earth or rare earth metal components. It is characterized by
【0006】ここで、ホウ素、リン、アンチモンおよび
ビスマスからなる群から選ばれた1種以上の成分とアル
カリ土類あるいは希土類金属成分との化合物とは、例え
ばホウ素、リン、アンチモンおよびビスマスからなる群
から選ばれた1種以上の成分のオキソ酸塩をベースとし
た化合物であり、具体的にはCa(BO2)、Ca2B6O11、Mg
3(BO3 )2 、Mg2B2O5 、LaBO3 、Ca3(PO4)2 、Ca(P
O3)2、Ca(H2PO2)2、Ca(H2PO4)2、CaHPO4、Ca10(PO4)6(O
H)2 、Mg3(PO4)2 、MgHPO4、Ba(H2PO4)2、Ba3(PO4)2、B
a(PO3)2、Ba(PO3)2、Ca2Sb2O7、Mg2Sb2O7、Mg(BiO3)2
等が挙げられる。また該化合物から導かれるアルカリ錯
塩およびアンミン錯塩とは、上記化合物において、アル
カリ土類、あるいは希土類金属がNa, Li, K, NH4によっ
て部分的に置換されたものである。Here, boron, phosphorus, antimony and
One or more ingredients selected from the group consisting of bismuth and al
For example, a compound with a potash or rare earth metal component
For example, the group consisting of boron, phosphorus, antimony and bismuth
Based on oxo acid salt of one or more components selected from
Compound, specifically Ca (BO2), Ca2B6O11, Mg
3(BO3)2, Mg2B2OFive, LaBO3, Ca3(POFour)2, Ca (P
O3)2, Ca (H2PO2)2, Ca (H2POFour)2, CaHPOFour, CaTen(POFour)6(O
H)2, Mg3(POFour)2, MgHPOFour, Ba (H2POFour)2, Ba3(POFour)2, B
a (PO3)2, Ba (PO3)2, Ca2Sb2O7, Mg2Sb2O7, Mg (BiO3)2
Etc. Alkali complex derived from the compound
Salt and ammine complex salt are the
Potassium or rare earth metal is Na, Li, K, NHFourBy
Are partially replaced.
【0007】本発明において用いられる結晶性アルミノ
ケイ酸塩とは、ゼオライトであって、ペンタシル型のも
のが好ましい。例えば、モルデナルト、フェリエライ
ト、ZSM−5、ZSM−11等が該当する。ゼオライ
トは、水熱処理、再合成などによって結晶性を良くした
り、安定化すると、より耐熱性の高い触媒が得られるの
で望ましい。The crystalline aluminosilicate used in the present invention is a zeolite, preferably a pentasil type. For example, moldenart, ferrierite, ZSM-5, ZSM-11, etc. are applicable. Zeolite is desirable because it is possible to obtain a catalyst with higher heat resistance by improving crystallinity or stabilizing it by hydrothermal treatment, resynthesis, or the like.
【0008】本発明においては、上記化合物の含有量
は、吸着した水を除いた状態の該結晶性アルミノケイ酸
塩に対して、0.2 〜10重量%が好ましい。該化合物は
ゼオライトのイオン交換サイトに対する作用が異なるの
で、0.2 重量%以上で効果が顕著となるものがある反
面、期待される効果を十分に引き出すためには数重量%
の添加が必要なものもある。しかし、10重量%を超え
て該化合物が含有されると、ゼオライト触媒部が相対的
に減少するので、活性低下の原因となる。In the present invention, the content of the above compound is preferably 0.2 to 10% by weight based on the crystalline aluminosilicate in a state where the adsorbed water is removed. Since the compounds have different actions on the ion-exchange sites of zeolite, some effects may be significant at 0.2% by weight or more, while several% by weight may be necessary to sufficiently bring out the expected effect.
For some, addition of is required. However, if the content of the compound exceeds 10% by weight, the zeolite catalyst portion is relatively decreased, which causes a decrease in activity.
【0009】また、Cuの含有量は、同様の基準で、1.
0 〜20重量%が有効であるが、実用的には、2.0 〜8.
0 重量%が好ましい。2.0 重量%以下では触媒活性が不
十分となり、一方、8.0 重量%を超えると、余剰のCu
Oがゼオライト細孔入口付近や外表面に生成することよ
るNOx除去反応の阻害が起こるため好ましくない。The Cu content is 1.
0 to 20% by weight is effective, but practically 2.0 to 8.
0% by weight is preferred. If it is less than 2.0% by weight, the catalytic activity becomes insufficient, while if it exceeds 8.0% by weight, excess Cu is added.
It is not preferable because the NOx removal reaction is hindered by the generation of O near the pore inlet of the zeolite and on the outer surface.
【0010】ホウ素、リン、アンチモンおよびビスマス
からなる群から選ばれた1種以上の成分とアルカリ土
類、あるいは希土類金属成分との化合物をゼオライトへ
担持するには、通常、含浸法、浸漬法、混練法等の湿式
法が用いられるが、粉末混合法をはじめとする乾式法で
担持した後、適当な熱処理を施しても効果が得られる。
また、該化合物をスラリー状、溶液状でゼオライトに担
持する際、水に対して難溶性の化合物は、より溶け易い
形態の化合物に変換することが好ましい。例えば、リン
酸三カルシウム((Ca3PO4)2 )は水に溶けにくいので、
リン酸二水素カルシウム(Ca(H2PO4)2)として用いると効
果的である。また、このような溶液は適当にpH調節す
ることにより、より効果的な担持を達成することができ
る。In order to support the compound of one or more components selected from the group consisting of boron, phosphorus, antimony and bismuth and the alkaline earth or rare earth metal component on the zeolite, the impregnation method, the dipping method, A wet method such as a kneading method is used, but the effect can be obtained by carrying out an appropriate heat treatment after supporting by a dry method such as a powder mixing method.
Further, when the compound is supported on the zeolite in the form of a slurry or a solution, it is preferable that the compound which is hardly soluble in water is converted into a compound in a more soluble form. For example, tricalcium phosphate ((Ca 3 PO 4) 2 ) Because less soluble in water,
It is effective when used as calcium dihydrogen phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ). Further, such a solution can achieve more effective loading by appropriately adjusting the pH.
【0011】[0011]
【作用】次に作用を説明する。Cu−ゼオライト系触媒
は、リーン排気ガスにおいても効率よくNOxを除去す
ることができるが、600℃あるいはそれ以上の温度に
曝されると、触媒が短時間で劣化してしまう。これは、
銅の融点が比較的低く、また、還元されやすいため、酸
化−還元雰囲気で高温に曝されると容易にシンタリング
を起こすためである。したがって、上記問題を解決する
には、活性成分である銅を安定化することが不可欠とな
る。そこで、本発明者らは、銅の安定化に有効な成分を
幅広く鋭意探索した結果、ある種の特定化合物、すなわ
ち、ホウ素、リン、アンチモンおよびビスマスからなる
群から選ばれた1種以上の成分とアルカリ土類、あるい
は希土類金属成分との化合物を、銅と共にゼオライトに
担持することにより得られた触媒が、高いNOx除去活
性を有し、かつ耐熱性にも優れることを見いだした。[Operation] Next, the operation will be described. The Cu-zeolite catalyst can efficiently remove NOx even in lean exhaust gas, but when exposed to a temperature of 600 ° C or higher, the catalyst deteriorates in a short time. this is,
This is because copper has a relatively low melting point and is easily reduced, so that sintering easily occurs when exposed to high temperature in an oxidizing-reducing atmosphere. Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, it is indispensable to stabilize copper which is an active ingredient. Therefore, as a result of extensive and intensive search for components effective for copper stabilization, the present inventors have found that certain specific compounds, that is, one or more components selected from the group consisting of boron, phosphorus, antimony and bismuth. It was found that a catalyst obtained by supporting a compound of an alkaline earth metal component or a rare earth metal component on zeolite together with copper has high NOx removal activity and excellent heat resistance.
【0012】上記の詳細な機構は明らかではないが、該
化合物はゼオライトのCuイオン保持力を補強する作用
があり、Cuの状態をより安定にするものと推定してい
る。また、該化合物の別の作用として、ゼオライト骨格
中のアルミニウムを安定にして脱アルミニウムを抑制す
る効果、さらにはゼオライト母体の酸強度をマイルドに
し、炭素質のコーキングを抑制することにより触媒耐久
性を向上する効果が考えられる。Although the detailed mechanism described above is not clear, it is presumed that the compound acts to reinforce the Cu ion retention of the zeolite and stabilizes the Cu state. Further, as another action of the compound, the effect of stabilizing aluminum in the zeolite skeleton to suppress dealumination, and further, the acid strength of the zeolite matrix is made mild and the catalyst durability is improved by suppressing carbonaceous coking. The effect of improvement can be considered.
【0013】本発明の触媒の形状は任意であるが、通常
はハニカム形状で使用するのが好ましく、ハニカム状の
各種担体基材に触媒粉末を塗布して用いられる。このハ
ニカム材料としては、一般にコージエライト質のものが
多く用いられているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、さらには触媒粉末そのものをハニカム形状に
成形しても良いし、金属材料からなるハニカム担体を用
いることも可能である。触媒の形状をハニカム状とする
ことにより、触媒と排気ガスの触媒面積が大きくなり、
圧力損失も抑えられるため自動車用として用いる場合極
めて有利である。また一体型であるため振動により摩耗
することがないという効果がある。The catalyst of the present invention may have any shape, but it is usually preferable to use it in a honeycomb shape, and the catalyst powder is applied to various honeycomb-shaped carrier base materials and used. As the honeycomb material, a cordierite material is generally used in many cases, but the present invention is not limited to this, and the catalyst powder itself may be formed into a honeycomb shape. It is also possible to use the following honeycomb carrier. By making the shape of the catalyst honeycomb, the catalyst area of the catalyst and exhaust gas is increased,
Since pressure loss can also be suppressed, it is extremely advantageous when used for automobiles. Further, since it is an integral type, it has an effect that it is not worn by vibration.
【0014】[0014]
【実施例】以下本発明を実施例、比較例および試験例に
より詳細に説明する。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples, Comparative Examples and Test Examples.
【0015】実施例1 SiO2/Al2O3 モル比が約30のH型ZSM−5ゼオライ
トの粉末に、リン酸二水素カルシウム(Ca(H2PO4)2) の
水溶液を接触させ、乾燥、焼成により、該化合物をゼオ
ライトに担持した。該化合物の担持量は、Caに換算し
て(吸着水を除いた状態のゼオライトを基準として)0.
25重量%であった。この粉末を、0.05Mの酢酸銅水溶液
中に分散させ、攪拌した後、ろ過、乾燥、焼成の工程を
経て触媒粉を得た。触媒中のCuの含有量は(吸着水を
除いた状態のゼオライトを基準として)3.7 重量%であ
った。Example 1 A powder of H-type ZSM-5 zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of about 30 was contacted with an aqueous solution of calcium dihydrogen phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ), The compound was supported on zeolite by drying and firing. The supported amount of the compound is converted to Ca (based on the zeolite in a state where the adsorbed water is removed) and is 0.1.
It was 25% by weight. This powder was dispersed in a 0.05 M copper acetate aqueous solution, stirred, and then filtered, dried, and calcined to obtain a catalyst powder. The Cu content in the catalyst was 3.7% by weight (based on the zeolite without adsorbed water).
【0016】この触媒粉末2250gを、シリカゾル
(固形分20%)1250gおよび、水1500gと共
にボールミルポットに入れ、4時間粉砕してスラリーを
得た。このスラリーを、1平方インチの断面当り約40
0個の流路を持つコージエライト製のハニカム(容量0.
1 L)担体に塗布し、120℃の熱風で乾燥後、500
℃で1時間焼成し、実施例1の触媒(1)を得た。この
ハニカムへの触媒粉末の塗布量は180g/Lであっ
た。2250 g of this catalyst powder was placed in a ball mill pot together with 1250 g of silica sol (solid content 20%) and 1500 g of water and pulverized for 4 hours to obtain a slurry. About 40 of this slurry per square inch of cross section
Cordierite honeycomb with 0 channels (capacity 0.
1 L) coated on a carrier and dried with hot air at 120 ° C, then 500
The catalyst (1) of Example 1 was obtained by calcination for 1 hour. The amount of catalyst powder applied to this honeycomb was 180 g / L.
【0017】実施例2 実施例1のH型ZSM−5ゼオライトの粉末に水を加え
スラリー状とし、これと水酸アパタイト(Ca10(PO4)6(O
H)2 )のスラリーとをよく混合した後、乾燥した。該化
合物の添加量は、Caに換算して(吸着水を除いた状態
のゼオライトを基準として)0.34重量%であった。この
粉末を、0.1 Mの酢酸銅水溶液中に分散させ、攪拌した
後、ろ過、乾燥、焼成の工程を経て触媒粉を得た。触媒
中のCuの含有量は(吸着水を除いた状態のゼオライト
を基準として)3.8 重量%であった。この触媒粉末を実
施例1と同様にしてハニカム触媒とし、実施例2の触媒
(2)を得た。Example 2 Water was added to the H-type ZSM-5 zeolite powder of Example 1 to form a slurry, which was mixed with hydroxyapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 (O
H) 2 ) was thoroughly mixed with the slurry and dried. The amount of the compound added was 0.34% by weight in terms of Ca (based on the zeolite excluding the adsorbed water). This powder was dispersed in a 0.1 M aqueous copper acetate solution, stirred, and then filtered, dried, and calcined to obtain a catalyst powder. The Cu content in the catalyst was 3.8% by weight (based on the zeolite without adsorbed water). Using this catalyst powder as a honeycomb catalyst in the same manner as in Example 1, a catalyst (2) of Example 2 was obtained.
【0018】実施例3,4,5 実施例1のCa(H2PO4)2をBaHPO4、Ca2B6O11、Mg2B2O5 に
替えて、同様に実施例3,4,5の触媒(3),
(4),(5)を得た。該化合物の担持量は(吸着水を
除いた状態のゼオライトを基準として)、触媒(3)で
はBaに換算して0.3重量%、触媒(4)ではCaに換
算して0.28重量%、触媒(5)ではMgに換算して0.32
重量%であった。乾燥、焼成の工程を経て触媒粉を得
た。また、触媒中のCuの含有量は(吸着水を除いた状
態のゼオライトを基準として)それぞれ3.3 、3.6 、3.
6 重量%であった。Examples 3, 4 , 5 In the same manner as in Examples 3, 4 except that Ca (H 2 PO 4 ) 2 in Example 1 was replaced with BaHPO 4 , Ca 2 B 6 O 11 and Mg 2 B 2 O 5. , 5 catalysts (3),
(4) and (5) were obtained. The supported amount of the compound (based on the zeolite excluding the adsorbed water) was 0.3% by weight converted to Ba in the catalyst (3), and 0.28% by weight converted to Ca in the catalyst (4). In 5), converted to Mg 0.32
% By weight. Catalyst powder was obtained through the steps of drying and firing. The Cu content in the catalyst is 3.3, 3.6 and 3. (based on the zeolite without adsorbed water).
It was 6% by weight.
【0019】実施例6 実施例2においてH型ZSM−5ゼオライトを、H型モ
ルデナイト(SiO2/Al 2O3 モル比は約24)に替えて、
同様に実施例6の触媒(6)を得た。モルデナイトへの
Ca10(PO4)6(OH)2 の添加量は、Caに換算して(吸着水
を除いた状態のゼオライトを基準として)0.29重量%で
あった。また、触媒中のCuの含有量は(吸着水を除い
た状態のゼオライトを基準として)4.2 重量%であっ
た。Example 6 In Example 2, H type ZSM-5 zeolite was mixed with H type model.
Rudenite (SiO2/ Al 2O3Change the molar ratio to about 24),
Similarly, a catalyst (6) of Example 6 was obtained. To mordenite
CaTen(POFour)6(OH)2The added amount of is converted to Ca (adsorbed water
0.29% by weight (based on zeolite excluding)
there were. In addition, the content of Cu in the catalyst (excluding adsorbed water
4.2% by weight (based on the zeolite in the
It was
【0020】実施例7 実施例1のH型ZSM−5ゼオライトの粉末に、Ca2B6O
11の水溶液を接触、乾燥させた後、さらにCa(H2PO4)2の
水溶液を接触させ、乾燥、焼成により、該化合物をゼオ
ライトに担持した。該化合物の担持量は、Caに換算し
て(吸着水を除いた状態のゼオライトを基準として)そ
れぞれ0.21重量%および0.25重量%であった。以下は、
実施例1と同様にして実施例7の触媒(7)を得た。本
触媒中のCuの含有量は(吸着水を除いた状態のゼオラ
イトを基準として)4.4 重量%であった。Example 7 Ca 2 B 6 O was added to the H-type ZSM-5 zeolite powder of Example 1.
After the aqueous solution of 11 was contacted and dried, the aqueous solution of Ca (H 2 PO 4 ) 2 was further contacted, and the compound was supported on zeolite by drying and firing. The supported amounts of the compound were 0.21% by weight and 0.25% by weight, respectively, in terms of Ca (based on the zeolite in the state where adsorbed water was removed). The following is
A catalyst (7) of Example 7 was obtained in the same manner as in Example 1. The Cu content in this catalyst was 4.4% by weight (based on the zeolite without adsorbed water).
【0021】実施例8 実施例2のCa10(PO4)6(OH)2 の代わりに、Na4Ca8(PO4)6
(OH)2 を用いて、同様にして実施例8の触媒(8)を得
た。該化合物の担持量は、Caに換算して(吸着水を除
いた状態のゼオライトを基準として)0.29重量%であっ
た。また、本触媒中のCuの含有量は(吸着水を除いた
状態のゼオライトを基準として)3.6 重量%であった。Example 8 Instead of Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 in Example 2, Na 4 Ca 8 (PO 4 ) 6
A catalyst (8) of Example 8 was obtained in the same manner by using (OH) 2 . The amount of the compound supported was 0.29% by weight in terms of Ca (based on the zeolite excluding the adsorbed water). The Cu content in this catalyst was 3.6% by weight (based on the zeolite excluding the adsorbed water).
【0022】実施例9 実施例2のCa10(PO4)6(OH)2 の代わりに、LaBO3 を用い
て、同様にして実施例9の触媒(9)を得た。該化合物
の担持量は、Laに換算して(吸着水を除いた状態のゼ
オライトを基準として)0.31重量%であった。また、本
触媒中のCuの含有量は(吸着水を除いた状態のゼオラ
イトを基準として)3.5 重量%であった。Example 9 A catalyst (9) of Example 9 was obtained in the same manner by using LaBO 3 instead of Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 of Example 2. The loaded amount of the compound was 0.31% by weight in terms of La (based on the zeolite excluding the adsorbed water). The Cu content in this catalyst was 3.5% by weight (based on the zeolite excluding the adsorbed water).
【0023】実施例10 実施例2のCa10(PO4)5(OH)2 の代わりに、Ca8Y2(PO4)6O
2 を用いて、同様にして実施例10の触媒(10)を得
た。該化合物の担持量は、Yに換算して(吸着水を除い
た状態のゼオライトを基準として)0.21重量%であっ
た。また、本触媒中のCuの含有量は(吸着水を除いた
状態のゼオライトを基準として)3.7 重量%であった。Example 10 Instead of Ca 10 (PO 4 ) 5 (OH) 2 of Example 2, Ca 8 Y 2 (PO 4 ) 6 O was used.
A catalyst (10) of Example 10 was obtained in the same manner using 2 . The amount of the compound supported was 0.21% by weight in terms of Y (based on the zeolite excluding the adsorbed water). The Cu content in the catalyst was 3.7% by weight (based on the zeolite excluding the adsorbed water).
【0024】実施例11 実施例2のCa10(PO4)6(OH)2 の代わりに、Ca8La2(PO4)6
O2を用いて、同様にして実施例11の触媒(11)を得
た。該化合物の担持量は、Laに換算して(吸着水を除
いた状態のゼオライトを基準として)0.27重量%であっ
た。また、本触媒中のCuの含有量は(吸着水を除いた
状態のゼオライトを基準として)3.5 重量%であった。Example 11 Instead of Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 of Example 2, Ca 8 La 2 (PO 4 ) 6 was used.
A catalyst (11) of Example 11 was obtained in the same manner by using O 2 . The supported amount of the compound was 0.27% by weight in terms of La (based on the zeolite excluding the adsorbed water). The Cu content in this catalyst was 3.5% by weight (based on the zeolite excluding the adsorbed water).
【0025】実施例12 実施例2のCa10(PO4)8(OH)2 の代わりに、Ca8Ce(PO4)
6(OH)2を用いて、同様にして実施例12の触媒(12)
を得た。該化合物の担持量は、Ceに換算して(吸着水
を除いた状態のゼオライトを基準として)0.22重量%で
あった。また、本触媒中のCuの含有量は(吸着水を除
いた状態のゼオライトを基準として)3.5重量%であっ
た。Example 12 Instead of Ca 10 (PO 4 ) 8 (OH) 2 of Example 2, Ca 8 Ce (PO 4 ) 2 was used.
Similarly using 6 (OH) 2 , the catalyst of Example 12 (12)
Got The supported amount of the compound was 0.22% by weight in terms of Ce (based on the zeolite excluding the adsorbed water). The Cu content in the catalyst was 3.5% by weight (based on the zeolite excluding the adsorbed water).
【0026】比較例1 実施例1のSiO2/Al2O3 モル比のNa型ZSM−5ゼオ
ライトの粉末を、0.1M硝酸銅水溶液で12時間以上攪
拌することにより、イオン交換法で該ゼオライトにCu
を担持した。次いで、乾燥器中120℃で8時間以上乾
燥し、得られた乾燥粉末を、電気炉で大気中500℃で
2時間焼成することにより、該ゼオライトにCuを(吸
着水を除いた状態のゼオライトを基準として)3.3 重量
%担持した触媒粉末を得た。これを、実施例1と同様に
してスラリー化し、ハニカム触媒(13)を得た。COMPARATIVE EXAMPLE 1 The powder of Na-type ZSM-5 zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of Example 1 was agitated with a 0.1 M copper nitrate aqueous solution for 12 hours or more, and the zeolite was prepared by an ion exchange method. Cu
Was carried. Then, it is dried in a drier at 120 ° C. for 8 hours or more, and the obtained dry powder is calcined in an electric furnace at 500 ° C. in the atmosphere for 2 hours, whereby Cu is added to the zeolite (zeolite in a state where adsorbed water is removed). A catalyst powder supporting 3.3% by weight was obtained. This was slurried in the same manner as in Example 1 to obtain a honeycomb catalyst (13).
【0027】比較例2 実施例1のSiO2/Al2O3 モル比のH型ZSM−5ゼオラ
イトの粉末に酢酸カルシウム水溶液を接触させ、乾燥、
焼成により、カルシウムをゼオライトに担持した。Ca
担持量は(吸着水を除いた状態のゼオライトを基準とし
て)0.3 重量%であった。以下は実施例1と同様にして
比較例2の触媒(14)を得た。本触媒中のCuの担持
量は(吸着水を除いた状態のゼオライトを基準として)
2.8 重量%であった。Comparative Example 2 A powder of H-type ZSM-5 zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of Example 1 was brought into contact with an aqueous solution of calcium acetate and dried.
Calcination supported calcium on the zeolite. Ca
The loading was 0.3% by weight (based on the zeolite without adsorbed water). Thereafter, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain a catalyst (14) of Comparative Example 2. The amount of Cu supported in this catalyst is (based on the zeolite excluding adsorbed water)
It was 2.8% by weight.
【0028】比較例3 比較例2において酢酸カルシウム水溶液を硝酸マグネシ
ウムに代えた以外は同様にして触媒(15)を得た。本
触媒へのMg及びCuの担持量は(吸着水を除いた状態
のゼオライトを基準として)、それぞれ0.3 ,3.2 重量
%であった。Comparative Example 3 A catalyst (15) was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that the calcium acetate aqueous solution was changed to magnesium nitrate. The supported amounts of Mg and Cu on this catalyst were 0.3 and 3.2 wt% (based on the zeolite excluding the adsorbed water), respectively.
【0029】試験例 エンジン排気ガスを用いた急速耐久及び排気模擬ガスを
用いた活性評価により、上記実施例1〜12及び比較例
1〜3の触媒の耐久性能を評価し、結果を表1に示す。Test Example The durability performance of the catalysts of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3 above was evaluated by rapid durability using engine exhaust gas and activity evaluation using simulated exhaust gas, and the results are shown in Table 1. Show.
【0030】活性評価条件 評価装置:常圧固定床流通式反応装置 触媒容量:0.1 L ガス空間速度:約26000h-1 排気模擬ガス組成: 全炭化水素=約2500ppm(Cl換算) NO=約500ppm CO=1000ppm O2 =6.5 % CO2 =12% H2 O=10% N2 =残部Activity evaluation conditions Evaluation device: atmospheric pressure fixed bed flow type reaction device Catalyst capacity: 0.1 L Gas space velocity: about 26000 h -1 Exhaust gas simulation gas composition: Total hydrocarbon = about 2500 ppm (Cl conversion) NO = about 500 ppm CO = 1000 ppm O 2 = 6.5% CO 2 = 12% H 2 O = 10% N 2 = balance
【0031】急速耐久処理条件 触媒入口排気ガス温度:610℃ エンジン:日産自動車(株)製V型6気筒3000cc
エンジン 平均空燃比(A/F):約15 燃料:無鉛レギュラーガソリン(燃料カット有り) 処理時間:50hRapid Durability Treatment Conditions Catalyst Inlet Exhaust Gas Temperature: 610 ° C. Engine: Nissan Motor Co., Ltd. V type 6 cylinder 3000 cc
Engine average air-fuel ratio (A / F): About 15 Fuel: Unleaded regular gasoline (with fuel cut) Processing time: 50h
【0032】表1に触媒入口温度400℃での実施例及
び比較例の触媒のNO除去性能を示す。本発明の触媒
は、急速耐久処理後も高いNOx除去活性を維持してお
り、耐久性に優れている。Table 1 shows the NO removal performance of the catalysts of Examples and Comparative Examples at the catalyst inlet temperature of 400 ° C. The catalyst of the present invention maintains high NOx removal activity even after the rapid durability treatment, and is excellent in durability.
【0033】[0033]
【表1】 [Table 1]
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の触媒
は、リーン領域でエンジン排気ガス中のNOxを効率良
く浄化でき、かつ長時間使用しても劣化が少なく、耐久
性に優れるので、燃費に優れ、環境汚染の少ない自動車
を提供することができる。As described above, the catalyst of the present invention can efficiently purify NOx in engine exhaust gas in the lean region, has little deterioration even when used for a long time, and has excellent durability. It is possible to provide a vehicle with excellent fuel efficiency and low environmental pollution.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C01B 39/36 7202−4G B01D 53/36 102 H (72)発明者 早坂 俊明 千葉県袖ケ浦市上泉1280番地 出光興産株 式会社内 (72)発明者 赤間 弘 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 増田 剛司 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 金坂 浩行 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C01B 39/36 7202-4G B01D 53/36 102 H (72) Inventor Toshiaki Hayasaka Sodegaura City, Chiba Prefecture Izumi 1280 Idemitsu Kosan Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Akama 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Goji Masuda 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Nissan Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Kanasaka 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd.
Claims (4)
無機物に銅を含有させ、ホウ素(B)、リン(P)、ア
ンチモン(Sb)およびビスマス(Bi)からなる群か
ら選ばれた1種以上の成分とアルカリ土類金属または希
土類金属からなる群から選ばれた1種以上の成分との化
合物を担持して成ることを特徴とする排気ガス浄化用触
媒。1. An inorganic material containing a crystalline aluminosilicate as a main component containing copper, which is selected from the group consisting of boron (B), phosphorus (P), antimony (Sb) and bismuth (Bi). An exhaust gas purifying catalyst comprising a compound of the above components and one or more components selected from the group consisting of alkaline earth metals and rare earth metals.
a)、マグネシウム(Mg)、ストロンチウム(S
r)、バリウム(Ba)を用い、希土類金属としてラン
タン(La)、セリウム(Ce)、イットリウム(Y)
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。2. Calcium (C as the alkaline earth metal
a), magnesium (Mg), strontium (S
r) and barium (Ba), and lanthanum (La), cerium (Ce), and yttrium (Y) as rare earth metals.
The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the catalyst is used.
モン酸塩、ビスマス酸塩、または該化合物のアルカリ錯
塩、アンミン錯塩であることを特徴とする請求項1また
は2記載の排気ガス浄化用触媒。3. The exhaust gas purification according to claim 1, wherein the compound is borate, phosphate, antimonate, bismuthate, or an alkali complex salt or ammine complex salt of the compound. Catalyst.
体基材にコート層として備えるかまたはハニカム状に成
形したことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。4. An exhaust gas purifying catalyst, characterized in that the catalyst according to claim 1 is provided as a coat layer on a honeycomb-shaped carrier substrate or is formed into a honeycomb shape.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5295300A JPH07144134A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Exhaust gas purification catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5295300A JPH07144134A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Exhaust gas purification catalyst |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07144134A true JPH07144134A (en) | 1995-06-06 |
Family
ID=17818829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5295300A Pending JPH07144134A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Exhaust gas purification catalyst |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07144134A (en) |
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US10010871B2 (en) | 2015-01-19 | 2018-07-03 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Carrier for exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification catalyst |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP5295300A patent/JPH07144134A/en active Pending
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