JPH01135541A - 排気ガス浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は自動車の排気ガス浄化用触媒、特には空燃比−
かり−ｙ側となる酸素過剰雰囲気においてもＮＯｘを高
率に浄化できる触媒に関するものである。

〈従来の技術〉 自動車の排気ガス浄化用触媒として、−酸化炭素（ＣＯ
）及び炭化水素（ＨＣ）の酸化と、窒素酸化物（ＮＯｘ
）の還元を同時に行う触媒が汎用されている。このよう
な触媒は、例えば特公昭５８−２０３０７号公報にもみ
られるように、耐火性担体上のアルミナコート層に、　
Ｐｄ、　Ｐｉ、　Ｒｈ等の貴金属、及び場合によシ助触
媒成分として（：ｅ、　Ｉ、ａ等の希土類金属又はＮｉ
等のベースメタル酸化物を添加したものが殆んどである
。

かかる触媒は、エンジンの設定空燃比によって浄化特性
が大きく左右され、希薄混合気つまシ空燃比が大きいり
一ン側では燃焼後も酸素（缶）の量が多くなシ、・酸化
作用が活発に、還元作用が不活発になる。この逆に、空
燃比の小さいリッチ側では酸化作用が不活発に、還元作
用が活発になる。この酸化と還元のバランスがとれる理
論空燃比（Ａ／Ｆ＝　１４．６　）付近で触媒は最も有
効に働らく。

従りて、触媒を用いる排気ガス浄化装置を取付けた自動
車では、排気系の酸素濃度を検出して、混合気を理論空
燃比付近に保つようフィードバック制御が行なわれてい
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 一方、自動車においては低燃費化も要請されており、そ
のためには通常走行時なるべく酸素過剰の混合気を燃焼
させればよいことが知られている。しかしそうすると空
燃比がリーン側の酸素過剰雰囲気となって、排気ガス中
の有害成分のうちＨＣ，Ｃｏは酸化除去できても、ＮＯ
ｘは触媒床に吸着したαによって活性金属との接触が妨
げられるために、還元除去できないという問題があった
。その丸め従来、触媒によって高度の排気ガス浄化を図
る自動車にあっては混合気を希薄にすることができなか
った。

本発明は上記問題点を解決するために為されたものであ
り、その目的とするところは、リーン側でもＮＯｘを還
元除去でき理論空燃比からリーン側の広い領域にわたっ
て全ての有害成分を十分に除去し得る排気ガス浄化用触
媒を提供することである。

〈問題点を解決するための手段〉 そのための本発明の排気ガス浄化用触媒は、ＰＬ、　Ｐ
ｄ、　Ｒｈ、　Ｉｒ、　Ｒｕから選択される１種以上の
金属でイオン交換されたゼオライトから成ることを特徴
とする。

本触媒は、ゼオライトを構成するために本来存在してい
る陽イオン（例えばＮａ＋、に＋）が、Ｐｔ、　Ｐｄ、
　Ｒｈ、　Ｉｒ、　Ｒｕ又はそれらの幾種カテ置換され
たゼオライトであればよく、形態としてはそれ自体ペレ
ット状であるもの、又はモノリス状担体上にコート層と
して形成されているものであってよい。また更に他の金
属をイオン交換もしくは担持によって有していてもよい
。

ゼオライトは周知のように一般式： ％式％ で表わされる結晶性アルミノケイ酸で、Ｍ（ｎ価の金Ｍ
）、ｘ、ｙの違いによって、結晶構造中のトンネル構造
（細孔径）が異なシ、多くの種類のものが市販されてい
るが、本発明の触媒のためのゼオライトとしては、ＮＯ
ｘ分子径よシも僅かに大きい約５〜１０Ａの細孔径を有
するものが好ましい。

本触媒を製造するには、例えば、上記金属のイオン溶液
で処理してイオン交換した合成ゼオライトを、アルミナ
ゾル及びシリカゾルからなるバインダーと混練し、得ら
れたスラリーを担体にウォッシェコートした後焼成すれ
ばよい。

或は、合成ゼオライトをクオッシエコートした後イオン
交換するようにしてもよい。

〈作用〉 ゼオライトは別名分子篩いと言われているように分子の
大きさと並ぶ数Ａ単位の細孔を有している。そのためＮ
Ｏｘが細孔に選択的に取シ込まれる。細孔中にはイオン
交換によシ導入された金属の活性サイトが存在するため
、そこにＮＯ，が吸着し反応を起こす。

〈実施例〉 以下、実施例によシ本発明を更に詳しく説明する。

実施例１ ａ）スラリー調製 バインダーとして、Ｓｉ／ＡＡ比が３０となるように混
合されたシリカゾルとアルミナゾルの混合物６０部Ｋ、
ゼオライ）　（Ｓｉ／Ａ４比３０；最大細孔径５．４Ａ
）粉末１００部及び水６０部を加えて充分攪拌し、硝酸
アルミニウム溶液でｐＨを３〜６とし、ウォッシェコー
ト用スラリーを調製した。

ｂ）コーティング コージェライト製モノリス状二ハカム担体を水に浸漬し
、余分な水を吹き払った後、上記ａ）で得られたスラリ
ーに浸漬し、取出した後余分なスラリーを吹き払い、８
０℃で２０分乾燥し、更にこれを２５０℃で１時間乾燥
した。

コート量は担体１Ｊ当シ１００Ｊ’である。

ｃ）　Ｐｔ、　Ｒｈイオン交換 上記のコート物をジニトロジアミン白金溶液に浸漬して
２４時間放置し、担体１！当りｔＯ／のＰｔをイオン交
換した。その後、付着している余分な水を吹き払い、２
５０℃で１時間乾燥した後、塩化ロジウム溶液に浸漬し
て２４時間放置し、担体１１当シα２／１７）Ｒｈをイ
オン交換し、余分な水を吹き払った後、８０℃で２０分
乾燥して排気ガス浄化用触媒Ａを製造した。

実施例２ ゼオライトとして、最大細孔径６７λのモルデナイトを
用いる以外は実施例１と同じ方法で、排気ガス浄化用触
媒Ｂを製造した。

実施例３ 実施例１ｂ）で得られたコート物を硝酸パラジウム溶液
に浸漬して２４時間放置し、担体１４当、り１０２のＰ
ｄをイオン交換した。その後、付着している水を吹き払
い、２５０℃で１時間乾燥してから塩化ロジウム溶液に
浸漬して２４時間放置し、担体１ノ当夛ＩＩＬ２／のＨ
ｈをイオン交換した。付着した水を吹き払った後、８０
℃で２０分間乾燥して排気ガス浄化用触媒Ｃを製造した
。

実施例４ 実施例１ｂ）で得られたコート物を塩化ルテニウム溶液
に浸漬して２４時間放置し、担体１！当シｔ２ＦのＲｕ
をイオン交換した。付着した水を吹き払り九後、８０℃
で２０分間乾燥し、排気ガス浄化用触媒りを製造した。

実施例５ 実施例４における塩化ルテニウムの代わりに塩化イリジ
ウムを用いるほかは実施例４と同じ方法で排気ガス浄化
用触媒Ｅを製造した。

比較例１ ａ）スラリー調製 アルミナ粉末１００部に、アルミナゾル（アルミナ含有
率１０％）７０部、４０ｗｔ％硝酸アルミニウム水溶液
１５部及び水３０部を加えて攪拌混合し、コーティング
用スラリーを調製した。

ｂ）コーティング及び焼成 該スラリーを用い、実施例１ｂ）と同様な方法でコーテ
ィング、乾燥を行なった。これを硝酸セリウム溶液に浸
漬し、担体１！当シα２モルのＣｅを担持させ、７００
℃で１時間焼成した。

Ｃ）貴金属担持 上記のようにして得られた焼成体をジニトロジアミン白
金溶液に浸漬し、担体１！当りｔｏｐのｐｔを含浸担持
させ、付着し走水を吹き払った後、２５０℃で１時間乾
燥した。次いでこれを塩化ロジウム溶液に浸漬し、担体
１！当りα２１のＨｈを含浸担持させ、８０℃で２０分
間乾燥して排気ガス浄化用触媒Ｆを製造した。

比較例２ 比較例１ｂ）で得られた焼成体を硝酸パラジウム液に浸
漬して担体１ノ当シｔｏＩのＰｄを含浸担持させ、水を
吹き払って２５０℃で１時間乾燥した。次いで塩化ロジ
ウム溶液に浸漬して担体１！当＃）０．２１のＲｈを含
浸担持させ、付着水を吹き払って８０℃で２０分間乾燥
して触媒Ｇを製造した。

比較例３ 比較例１ｂ）で得られた焼成体を、塩化ルテニウム溶液
に浸漬して、担体１Ｊ当１ｔ２ｚＯＲｕを含浸担持させ
、水を吹き払い、８０℃で２０分間乾燥して触媒Ｈを製
造し良。

比較例４ 比較例３における塩化ルテニウム溶液の代わりに塩化イ
リジウム溶液を用いる１１かは比較例３の操作を同様罠
行い、触媒Ｉを製造した。

試験例 上記各実施例及び比較例に係る触媒Ａ−Ｉについて、耐
久浄化性能試験を行なった。

該試験は触媒Ａ〜工を、空燃比（Ａ／Ｆ　）　：　２０
、空間速度（Ｓ、Ｖ、）：６（ＬＯＯＯｈｒ　　、触媒
床温度＝７００℃の排気ガス環境下に５０時間曝した後
の各触媒について、 （１）　　大ガス温度６００℃、Ａ／Ｆ＝１８に：おけ
るＨＣ。

Ｃ０１ＮＯｘの浄化率測定、及び （２）触媒の定量分析による貴金属飛散本測定を行なっ
た。

それらの結果を第１表及び第２表にそれぞれ示す。

第２表：貴金属飛散率（％） 〈発明の効果〉 本発明の排気ガス浄化用触媒は、触媒能を有する金属で
イオン交換されかつＮＯｘ分子の増込みに適する細孔を
持つゼオライトを担体上に担持させたものであるため、
リーン雰囲気においてもＮＯｘが選択的に細孔中の金属
の活性サイトに吸着・反応し、浄化される触媒となった
。

従って本発明の排気ガス浄化触媒を用いれば、リーン雰
囲気走行でも大気中Ｋ　Ｎ　Ｏｘを排出する恐れがなく
なることから、エンジンの設定空燃比を大きくして、自
動車の低燃費化を図ることができる。

また、ゼオライトへのイオン交換によシ貴金属が高度に
分散されているためか、ＮＯｘのみならずＨＣの除去率
も向上するようになった。

更に、貴金属はイオン交換によシゼオライト中へ存在さ
せたものであるため、貴金属特にＲｕ及びＩｒは空気中
に飛散しにくくなシ、触媒の耐久性向上にも寄与できる
ようになった。

特許出願人　トヨタ自動車株式会社 同　　　　　株式会社豊田中央研究所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕから選択される１種以上
   の金属でイオン交換されたゼオライトから成ることを特
   徴とする排気ガス浄化用触媒。