JPH02218443A - 排ガス浄化用触媒の製造方法 - 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、排ガスを浄化させる排ガス浄化用触媒の製造
方法に関する。

［従来の技術］ 従来、内燃機関の排ガス系統に組込み使用される排ガス
浄化用触媒としては、第２図に断面で示すようにアルミ
ニウムを含有する合金からなる金属基材１ａと、熱処理
等により前記基材］ａの表面に形成させたアルミナ被膜
２ａと、このアルミナ被膜２ａを介して前記基材１ａに
一体化され触媒３０ａを担持した触媒担持層３ａとから
なる排ガス浄化用触媒担体が知られている。（特公昭５
８−２３１３８号公報、特公昭５４−１５０３５号公報
）。

［発明が解決しようとする課題］ 上記排ガス浄化用触媒担体は、内燃機関の排ガス系統に
組込み使用した時、前記アルミナ被膜２ａにより、金属
基材１ａと触媒担持１１３ａとの密着状態を保持するこ
とが期待されている。しかし基材１ａの表面に形成され
たアルミナ被膜２ａは、均一な厚みに形成されるもので
はなく、まだらに形成されやすいため、触媒担持層３ａ
との密着性が不十分となる。そして排ガス浄化用触媒担
体は、高熱排ガスとの接触時に、高温に加熱される。こ
の影響で、金属基材１ａ中のアルミニウム（Ａ９）が酸
化されて、その表面のアルミナ被膜２ａが部分向に成長
し、アルミナ被膜２ａ全体の厚さにムラが生じる。また
、この基材１ａ中に含有されたアルミニウム（１？＞が
消費されつくすと、その部分が酸化され易くアルミナ被
膜２ａが触媒担持層３ａとともに基材１ａより剥離する
。

本発明は、上記問題点を解決した排ガス浄化用触媒の製
造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、金属製の基材
の表面に、該基材を形成する材料と同じまたは同種の成
分からなる金属粉末とアルミナゾルを含む第１分散液を
塗布し該基材の表面にバインダー層を形成する第１工程
と、 該第１工程で形成された該バインダー層上に、活性アル
ミナを主とする第２分散液を塗布して活性アルミナ層を
形成する第２工程と、からなることを特徴とするもので
ある。

本排ガス浄化用触媒の製造方法は、第１工程とと第２工
程とからなる。

第１工程で形成されるバインダー層は、金属製の基材の
表面に、第１分散液を塗布されて形成される。バインダ
ー層は、基材と活性アルミナ層との中間層となるもので
、基材を形成する材料と同じあるいは同種の成分からな
る金属粉末とアルミナゾルとからなる。また、基材を形
成する材料と同じ成分の金属粉末とは、例えば基材がア
ルミニウム合金からなる場合、前記金属粉末もアルミニ
ウム合金からなる場合をいう。

バインダー層の厚さは３〜１０μｍ１金属粉末の平均粒
径は３〜５μｍ、アルミナゾルの平均粒径は１０〜１０
０ｍμとすることが好ましい。前記第１分散液ば、重量
比で３ニア〜７：３の割合に調整された前記金属粉末と
アルミナゾルおよび水等から構成することができる。

第２工程で用いられる第２分散液は、前記活性アルミナ
を主として含有しその他硝酸アルミニウム、水、アルミ
ナゾルなどが用いられる。

前記活性アルミナ層は、触媒金属を含むものを使用する
ことが好ましい。触媒金属は、貴金属のみを含有したも
のあるいは貴金属に希土類金属その他の金属、金属酸化
物を助触媒として含むものを使用することができる。貴
金属の担持は、貴金属をジニトロジアンミン白金酸水溶
液、塩化パラジウム水溶液、塩化ロジウム水溶液等にし
、この水溶液中に前記活性アルミナ層を形成した担体を
浸漬することによって行なう。これにより活性アルミナ
コート層上に白金、パラジウム、ロジウムのうら少なく
とも１種類以上の貴金属が担持される。

［作用］ 本排ガス浄化用触媒の製造方法は、第１工程、第２工程
の順に実施される。そして第１工程では、金属製の基材
の表面に、基材を形成する材料と同じまたは同種の成分
からなる金属粉末とアルミナゾルを含む第１分散液が塗
布される。この第１分散液は乾燥され基材の表面にバイ
ンダー層が形成される。引続く第２工程では、前記第１
工程で形成されたバインダー層上に、活性アルミナを主
とする第２分散液が塗布される。そして乾燥させた後、
前記バインダー層とともに焼成して活性アルミナ層が形
成される。なお、この活性アルミナ層は、触媒金属を含
む水溶液中に浸漬することによって触媒金属が担持され
る。

［効果１ 本排ガス浄化用触媒の製造方法によって得られた排ガス
浄化用触媒は、金属製の基材と活性アルミナ層との間に
、基材を形成する材料と同じまたは同種の成分からなる
金属粉末とアルミナゾルを含むバインダー層が形成され
ている。このため、前記基材とバインダー層及びバイン
ダー層と活性アルミナ層との結合が良好になり、かつ各
層間の密着性が向上する。この結果、基材と活性アルミ
ナ層との密着性が高まり、活性アルミナ層が基材より剥
離する率がきわめて少なくなる。従って活性アルミナ層
は、長期に亘って触媒機能を発揮するものとなる。

［実施例］ 本実施例の排ガス浄化用触媒の製造方法は、断面で示す
第１図のように、アルミニウム含有フェライト合金製の
基材１の表面１０にバインダー層２を形成する第１工程
と、バインダー層２上に活性アルミナ層３を形成する第
２工程とが順に実施される。なお、本実施例では表に示
すように排ガス浄化用触媒として３種類のテストサンプ
ルＮ０゜１〜Ｎ０．３が製造される。

第１工程では、アルミニウム含有フェライト合金製の基
材１が３個準備される。またこれとともに、アルミニウ
ム含有フェライト合金粉末（平均粒径５μｍ）とアルミ
ナゾル（平均粒径５０ｍμ）を、重量比がテストサンプ
ルＮ００１では５：５、テストサンプルＮ００２では３
ニア、テストサンプルＮｏ、３では７：３の割合でそれ
ぞれ混合撹拌して、液状のバインダーが調整される。こ
の液状のバインダーは、基材１の表面１０に塗布された
後、乾燥装置により２５０℃、１時間乾燥させた。これ
によって基材１の表面１０に約７μｍの厚さにバインダ
ー層２が形成される。

引続く第２工程では、活性アルミナ１００重量部、硝酸
アルミニウム（４０重量％溶液）５０重量部、水１１０
重量部、アルミナゾル（アルミナ固形分として３重量部
）を混合、撹拌し調整してスラリーを得た。−このスラ
リーは、前記基板１に形成された前記バインダー層２の
表面上に塗布された後、乾燥装置により２５０℃で１時
間乾燥され、引続き焼成装置により６５０℃で１時間焼
成した。この結果、バインダー層２上に活性アルミナ層
３が形成された。この活性アルミナ層３は、厚さ約３０
〜１００μｍの厚さをもつ。このようにして形成された
３種類のメタル担体は、別途準備した硝酸セリウム水溶
液０．３モル／１−Ｃａｔｍのセリウムを含浸させ、２
５０℃で乾燥後、６５０℃で２時間焼成した。さらにそ
の後白金アンミン水溶液に浸漬し白金１　にｌ／、１１
−Ｃａｔを担持し乾燥後、塩化ロジウム水溶液に浸漬し
ロジウム０．４ｇ／、１！−Ｃａｔを担持し、１２０℃
で２時間乾燥し、焼成炉にて４００℃で１時間焼成した
。このようにして活性アルミナ層３に触媒金属４を担持
したテストサンプルＮｏ、１〜Ｎｏ、３の金属製モノリ
ス触媒が得られた。

（比較例） 比較のため表に示すように排ガス浄化用触媒としては、
４種類のテストサンプルＮｏ、４〜Ｎｏ。

７が製造された排ガス浄化用触媒を製作した。バインダ
ー層２を形成するアルミニウム含有フェライト合金粉末
とアルミナゾルとの重量比は、テストサンプルＮｏ、４
では２：８、テストサンプルＮｏ、５では８：２、テス
トサンプルＮｏ、６ではＯ：　１０．テストサンプルＮ
ｏ、７では１０：０である。なお各比較例のテストサン
プルＮｏ。

４〜Ｎｏ、７の排ガス浄化用触媒は、前記重量比が上記
実施例の場合と異なるのみでその他の構成は、上記実施
例の場合と同じである。

（評価） 実施例におけるテストサンプルＮｏ、１〜Ｎｏ。

３及び比較例におけるテストサンプルＮｏ、４〜Ｎｏ、
７の各排ガス浄化用触媒を用いて、表に示すように排ガ
ス中の１−１ｃ、Ｃｏ、ＮＯＸの浄化率、上層（触媒担
持層）となる活性アルミナ層３の剥離率の評価を行った
。

この評価方法としては、３００００Ｃの直列６気筒エン
ジンの排気系統に取り付け、空燃費（Ａ／Ｆ）＝１４．
６、温度９５０℃で市街地と高速走行を模擬したパター
ンで３００時間耐久を行なった。耐久後、同一エンジン
で２００Ｏｒｐｍ。

負圧−３６０ｍｍ１−１ｇなる条件で浄化率％を測定し
た。また以下の方法により活性アルミナ層３の剥離率を
求めた。これらの結果は表に示した。

剥離率（％）＝（耐久前の重量−耐久後の重量）／［耐
久前の重１１Ｘ１００ 上記結果によれば、テストサンプルＮｏ、１〜Ｎｏ、３
においては、排ガス中のＨＣ，Ｃｏ、ＮＯｘの各浄化率
、活性アルミナコート層４の耐剥離性、かいずれも比較
例と比べて優れている。

なお、上記実施例のテストサンプルＮｏ、１〜Ｎｏ、３
の触媒が比較例の各テストサンプルより耐剥離性が優れ
ている理由としては、バインダー層２の熱膨張率が金属
担体基材と活性アルミナの中間的な値であるため、熱膨
張率の相違による剥離を緩和し、かつ抑制するものと考
えられる。なおバインダー層２を構成するアルミニウム
含有フェライト合金粉末とアルミナゾルとの重量比は３
ニア〜７：３の範囲内のものが良好であることが判明し
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本実施例において製作された排ガス浄化用触
媒の要部を示す部分拡大断面図である。 第２図は、従来の排ガス浄化用触媒を示す部分拡大断面
図である。 １・・・基材　　　　　　　１０・・・表面２・・・バ
インダー層 ３・・・活性アルミナ層 ４・・・触媒金属 特許出願人　　トヨタ自動車株式会社 同　　　　キャタラー工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属製の基材の表面に、該基材を形成する材料と
   同じまたは同種の成分からなる金属粉末とアルミナゾル
   を含む第１分散液を塗布し該基材の表面にバインダー層
   を形成する第１工程と、該第１工程で形成された該バイ
   ンダー層上に、活性アルミナを主とする第２分散液を塗
   布して活性アルミナ層を形成する第２工程と、 からなることを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法
   。