JPH02233145A - 排気浄化触媒 - Google Patents
排気浄化触媒Info
- Publication number
- JPH02233145A JPH02233145A JP1054706A JP5470689A JPH02233145A JP H02233145 A JPH02233145 A JP H02233145A JP 1054706 A JP1054706 A JP 1054706A JP 5470689 A JP5470689 A JP 5470689A JP H02233145 A JPH02233145 A JP H02233145A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- nox
- zeolite
- exhaust gas
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
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。
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〕
本発明は排気浄化触媒、更に詳しくは内燃機関から排出
される酸素過剰の排気系に連設するための排気浄化触媒
に関するものである。
される酸素過剰の排気系に連設するための排気浄化触媒
に関するものである。
従来より自動車エンジンに吸入される混合気体の空燃比
を理論空燃比よりも太き〈すると、ある比率に至るまで
燃費率(単位燃料量当シのエネルギー出力)が向上する
他、理論空燃比よりも小さい場合に比較してトルク変動
をほぼ一定に保ったまま、排気ガス中のCO濃度を大喝
に低減できることが知られておシ、理論空燃比よりも低
燃料比率の混合気体を使用する自動車エンジン,所謂I
J−ンバーンエンジンの実用化並びにリーンバーンエン
ジンを搭載した自動車の普及が望まれている。
を理論空燃比よりも太き〈すると、ある比率に至るまで
燃費率(単位燃料量当シのエネルギー出力)が向上する
他、理論空燃比よりも小さい場合に比較してトルク変動
をほぼ一定に保ったまま、排気ガス中のCO濃度を大喝
に低減できることが知られておシ、理論空燃比よりも低
燃料比率の混合気体を使用する自動車エンジン,所謂I
J−ンバーンエンジンの実用化並びにリーンバーンエン
ジンを搭載した自動車の普及が望まれている。
他方、コのリーンバーン・エンジンは、所定の空燃比の
ところで排気中のNOxの濃度が極太に達し、加えてこ
の排気中のNOxの濃度が極大に達する空燃比が天候や
運転条件等により微妙に変化するため制御し難く、従っ
てリーンノくーンエンジンにおいては天候や運転条件等
により排気中のNOxの濃度が基準値を越えたり、又、
この排気中のNOxの濃度を所定の低濃度に押えようと
すると、精密かつ複雑な制御機構を付設する必要があり
、更に制御機構による制限から車両のドライバビリティ
が低下するなどの問題点も孕んでいる。
ところで排気中のNOxの濃度が極太に達し、加えてこ
の排気中のNOxの濃度が極大に達する空燃比が天候や
運転条件等により微妙に変化するため制御し難く、従っ
てリーンノくーンエンジンにおいては天候や運転条件等
により排気中のNOxの濃度が基準値を越えたり、又、
この排気中のNOxの濃度を所定の低濃度に押えようと
すると、精密かつ複雑な制御機構を付設する必要があり
、更に制御機構による制限から車両のドライバビリティ
が低下するなどの問題点も孕んでいる。
然して、これ等の問題点を、リーンパーン排気、即ち、
理論空燃比よりも大きな空燃比で燃料を燃焼させた際に
生じる排気中のNOxを、リ一ン側空燃比領域で浄化処
理して低減してやることによシ解消するための排気浄化
触媒も提案されている(%願昭62−288684号)
。
理論空燃比よりも大きな空燃比で燃料を燃焼させた際に
生じる排気中のNOxを、リ一ン側空燃比領域で浄化処
理して低減してやることによシ解消するための排気浄化
触媒も提案されている(%願昭62−288684号)
。
前記特願昭62−288684号明細書に記載されてい
るような、遷移金属でイオン変換されたゼオライトを耐
火性担体上に担持した排気浄化触媒によれば、リーン排
気中のNOx濃度はある程度低下する。しかし、この濃
度を所定以下に維持するための上記制御機構等の負担を
大巾に低減したり、究極的にはかかる負担を解除するた
め、リーン排気中のNOxをよシー層高い比率で浄化す
ることが望まれている。
るような、遷移金属でイオン変換されたゼオライトを耐
火性担体上に担持した排気浄化触媒によれば、リーン排
気中のNOx濃度はある程度低下する。しかし、この濃
度を所定以下に維持するための上記制御機構等の負担を
大巾に低減したり、究極的にはかかる負担を解除するた
め、リーン排気中のNOxをよシー層高い比率で浄化す
ることが望まれている。
このため本出願人は特願昭65−74213号にオイテ
、リーンバーンエンジンの排気通路ニ、パラフィンをオ
レフインに変換する触媒■と窒素酸化物NOxを分解す
る触媒It ( IJ一ンNOx触媒)とを同位置又は
前記触媒!を前記触媒Hの前記通路上流側に配設した自
動車排気浄化装置を提案した。
、リーンバーンエンジンの排気通路ニ、パラフィンをオ
レフインに変換する触媒■と窒素酸化物NOxを分解す
る触媒It ( IJ一ンNOx触媒)とを同位置又は
前記触媒!を前記触媒Hの前記通路上流側に配設した自
動車排気浄化装置を提案した。
しかしながら、リーンNOx触媒では特定の炭化水素(
HC)のみが反応し、他のHC成分は未反応で残ってし
まい、HC成分が有効に使用されないためNOxの浄化
率も低い。
HC)のみが反応し、他のHC成分は未反応で残ってし
まい、HC成分が有効に使用されないためNOxの浄化
率も低い。
リーンNOx触媒はゼオライト例えば高シリカゼオライ
トに銅(Cu)などの卑金属又はパラジウム(Pd)な
どの貴金属をイオン交換担持したものであるが、これら
の金属(又は金属イオン)はゼオライト結晶中のスパー
ケージと呼ばれる細孔(直径数λ〜10^程度)内に存
在し、反応物のHC−?NOxはそこまで拡散していか
なければならない。
トに銅(Cu)などの卑金属又はパラジウム(Pd)な
どの貴金属をイオン交換担持したものであるが、これら
の金属(又は金属イオン)はゼオライト結晶中のスパー
ケージと呼ばれる細孔(直径数λ〜10^程度)内に存
在し、反応物のHC−?NOxはそこまで拡散していか
なければならない。
実際にリーンNOx触媒の排気流入側及び流出側でHC
成分を測定してHC成分毎の反応性を確認するとオレフ
ィン〉アロマチックス》パラフィンの屓となシ、リーン
NOx触媒では特にパラフィンの反応性が低い。更に、
パラフィン内でも、同じ炭素数のものでは直鎖状のn−
パラフィンに比べて分岐鎖状のイソーパラフィンの反応
性が低いことが明らかとなった。これらのことから、リ
ーンNow触媒において分子内に二重結合を有するオレ
フィンやアロマチックスは反応性が高く、反対K分子内
に二重結合を有しないパラフィンは反応性が低いという
こと、又、同じパラフィンでも分岐鎖を有するイソーパ
ラフィンはその立体的形状のためゼオライトの細孔内へ
の拡散が遅く、更に反応性が低いことが判る。
成分を測定してHC成分毎の反応性を確認するとオレフ
ィン〉アロマチックス》パラフィンの屓となシ、リーン
NOx触媒では特にパラフィンの反応性が低い。更に、
パラフィン内でも、同じ炭素数のものでは直鎖状のn−
パラフィンに比べて分岐鎖状のイソーパラフィンの反応
性が低いことが明らかとなった。これらのことから、リ
ーンNow触媒において分子内に二重結合を有するオレ
フィンやアロマチックスは反応性が高く、反対K分子内
に二重結合を有しないパラフィンは反応性が低いという
こと、又、同じパラフィンでも分岐鎖を有するイソーパ
ラフィンはその立体的形状のためゼオライトの細孔内へ
の拡散が遅く、更に反応性が低いことが判る。
前記特願昭65−74213号明細書記載の排気浄化装
置は、パラフィンをリーンNOx触媒K対して反応性の
高いオレフィンに変換するものであるが、やはり結晶細
孔内活性触媒の丸め、直鎖状のパラフィンには有効であ
るが、分岐鎖状のインーパラフィンでは浄化率が低い。
置は、パラフィンをリーンNOx触媒K対して反応性の
高いオレフィンに変換するものであるが、やはり結晶細
孔内活性触媒の丸め、直鎖状のパラフィンには有効であ
るが、分岐鎖状のインーパラフィンでは浄化率が低い。
本発明は前記従来技術における問題点を解決するための
ものであり、その目的とするところはリーンパーン雰囲
気においてNOx及びHCの浄化率が向上した排気浄化
触媒を提供するととKある。
ものであり、その目的とするところはリーンパーン雰囲
気においてNOx及びHCの浄化率が向上した排気浄化
触媒を提供するととKある。
即ち本発明の排気浄化触媒は、卑金属又は貴金属をイオ
ン交換担持して々るゼオライト触媒の排気流れ方向の中
央部又はその近傍に、酸化触媒又は三元触媒を介在させ
たことを特徴とする。
ン交換担持して々るゼオライト触媒の排気流れ方向の中
央部又はその近傍に、酸化触媒又は三元触媒を介在させ
たことを特徴とする。
ゼオライト触媒K使用するゼオライトとしては、例えば
ZSM−5、フェリエライト等が挙げられる。又、卑金
属としてticu,Co%Ni,Fe等が、貴金属とし
てはPt%Rh%Pd等が使用できる。Cuは特に好ま
しい。ゼオライト触媒の形態はペレット型、モノリス型
等であってよいが、モノリス型が好ましい。モノリス型
の場合のゼオライトで被覆する担体としてはステンレス
スチールなどの耐熱性金属からなるメタル担体又はコー
ディライトなどのセラミック担体が使用できる。
ZSM−5、フェリエライト等が挙げられる。又、卑金
属としてticu,Co%Ni,Fe等が、貴金属とし
てはPt%Rh%Pd等が使用できる。Cuは特に好ま
しい。ゼオライト触媒の形態はペレット型、モノリス型
等であってよいが、モノリス型が好ましい。モノリス型
の場合のゼオライトで被覆する担体としてはステンレス
スチールなどの耐熱性金属からなるメタル担体又はコー
ディライトなどのセラミック担体が使用できる。
担体の容量、ゼオライト層の厚さ、卑金属又は貴金属の
担持量等は適宜選択する。
担持量等は適宜選択する。
酸化触媒又は三元触媒は、排気ガス浄化用触媒の分野で
通常使用されるものであってよい。
通常使用されるものであってよい。
即ち、前記と同様のメタル担体又はセラミック担体にア
ルミナ、シリカーアルミナ等を被覆し、それに前記と同
様の貴金属を担持したものであってよい。貴金属の外に
助触媒として前記卑金属又はLa,Ce等のランタニド
を添加することができる。担体の容量、アルミナなどの
触媒成分担持層の淳さ、触媒成分の担持量等は適宜選択
する。
ルミナ、シリカーアルミナ等を被覆し、それに前記と同
様の貴金属を担持したものであってよい。貴金属の外に
助触媒として前記卑金属又はLa,Ce等のランタニド
を添加することができる。担体の容量、アルミナなどの
触媒成分担持層の淳さ、触媒成分の担持量等は適宜選択
する。
酸化触媒又は三元触媒の位置は、ゼオライト触媒に挾壕
れ九中央部付近が最奄好ましく、両端部又はその近傍で
は効果が小さいか又は効果がない。
れ九中央部付近が最奄好ましく、両端部又はその近傍で
は効果が小さいか又は効果がない。
ゼオライト触媒と酸化触媒又は三元触媒との容積比は、
各触媒の性能Kよって異なるが、通常は約9=1、即ち
、全触媒容積に対して酸化触媒又は三元触媒の容積比は
10俤程度が好ましく、あまり大きすぎても又小さすぎ
ても効果がない。
各触媒の性能Kよって異なるが、通常は約9=1、即ち
、全触媒容積に対して酸化触媒又は三元触媒の容積比は
10俤程度が好ましく、あまり大きすぎても又小さすぎ
ても効果がない。
本発明の触媒の調製方法としてはウォッシェコート法な
どの慣用の方法を用いることができる。
どの慣用の方法を用いることができる。
排気浄化触媒の排気流れ方向の前部と後部にゼオライト
触媒を配置し、中央部又はその近傍に酸化触媒又は三元
触媒を配置することによシ、前部ゼオライト触媒から未
反応で排出されるノくラフィン、特にインーパラフィン
を中央部又はその近傍の酸化触媒又は三元触媒で ,
<ラフィンに変換して、後部ゼオライト触媒でNOxと
反応させて有効利用するので、NOx及びHCの浄化率
が向上する。
触媒を配置し、中央部又はその近傍に酸化触媒又は三元
触媒を配置することによシ、前部ゼオライト触媒から未
反応で排出されるノくラフィン、特にインーパラフィン
を中央部又はその近傍の酸化触媒又は三元触媒で ,
<ラフィンに変換して、後部ゼオライト触媒でNOxと
反応させて有効利用するので、NOx及びHCの浄化率
が向上する。
以下の実施例及び比較例において本発明を更に詳細に説
明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるもので
はない。
明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるもので
はない。
実施例1
容積a.ytのコーデイライト製モノリス担体K1ウォ
ッシュコート法を用いて、中央部の容積no7z(全容
積ノ1/10)にr−A403を1 5 0 f/t被
覆し、そしてPd1f/t及びRhα3f/tを担持し
虎。又、同様にして両端部の合わセテ容積(L63t(
各(L315t)にZSM−5を1 0 0 f/t被
覆し、それにCu4?/L及びNi 19/tを担持し
て実施例1の触媒を得た。第1図に本実施例の触媒を排
気系に連設した状態を示す。図中、1はCCo,Ro(
酸化触媒CCo又は三元触媒CCRo),2はCCt,
(ゼオライト触媒二リーンNOx触媒)、3Fi収納
容器、4は排気である。
ッシュコート法を用いて、中央部の容積no7z(全容
積ノ1/10)にr−A403を1 5 0 f/t被
覆し、そしてPd1f/t及びRhα3f/tを担持し
虎。又、同様にして両端部の合わセテ容積(L63t(
各(L315t)にZSM−5を1 0 0 f/t被
覆し、それにCu4?/L及びNi 19/tを担持し
て実施例1の触媒を得た。第1図に本実施例の触媒を排
気系に連設した状態を示す。図中、1はCCo,Ro(
酸化触媒CCo又は三元触媒CCRo),2はCCt,
(ゼオライト触媒二リーンNOx触媒)、3Fi収納
容器、4は排気である。
比較例1
実施例1と同じ担体に、ウォッシュコート法を用いてZ
SM−5を1 0 0 f/t被覆し、それにCu4
f/t及びNi 1 f/tを担持して比較例1の触媒
を得た。
SM−5を1 0 0 f/t被覆し、それにCu4
f/t及びNi 1 f/tを担持して比較例1の触媒
を得た。
比較例2
Niを担持しないこと以外は、比較例1と同様にして比
較例2の触媒を得た。
較例2の触媒を得た。
く性能比較試験〉
実施例1、比較例1及び2の各触媒を1.6tのリーン
バーンエンジン( E/G )の排気系ニ連設し、1
4 0 0 rpm X 4 kpm , .A/F
(空燃比)約21でHC浄化率及びNOx浄化率を測定
した。結果を第2図(a)及び(bJ K示す。本発明
の触媒は比較例1及び2の触媒に比べてHC浄化率及び
NOx浄化率がともに向上しているのが判る。
バーンエンジン( E/G )の排気系ニ連設し、1
4 0 0 rpm X 4 kpm , .A/F
(空燃比)約21でHC浄化率及びNOx浄化率を測定
した。結果を第2図(a)及び(bJ K示す。本発明
の触媒は比較例1及び2の触媒に比べてHC浄化率及び
NOx浄化率がともに向上しているのが判る。
実施例2
第1図のCCo,Ro 1の位置を、排気流れ方向の前
→中→後に変化させた触媒を実施例1と同様の方法Kよ
って調裂し、そのNOx浄化車を測定した。結果を第3
図K示す。CCo ,Ro 1を一番前に移動させると
HCのうちCCL 2において反応性の高いオレフィン
やアロマチックスまで酸化され、逆にNOx浄化率が低
下した。CCo,Ro1の位置が中央付近でNOx浄化
率が最も高くなった。更にCCo.,Ro 1の位置を
後に下げてくると再びNOx浄化率は低下し、一番後に
移動させると、NOx浄化率は全体がCCL 2の場合
とほぼ同じとなっ九。
→中→後に変化させた触媒を実施例1と同様の方法Kよ
って調裂し、そのNOx浄化車を測定した。結果を第3
図K示す。CCo ,Ro 1を一番前に移動させると
HCのうちCCL 2において反応性の高いオレフィン
やアロマチックスまで酸化され、逆にNOx浄化率が低
下した。CCo,Ro1の位置が中央付近でNOx浄化
率が最も高くなった。更にCCo.,Ro 1の位置を
後に下げてくると再びNOx浄化率は低下し、一番後に
移動させると、NOx浄化率は全体がCCL 2の場合
とほぼ同じとなっ九。
実施例3
排気浄化触媒の全容積を一定にして、CCo,Roをそ
の中央部に設け、且つ容積比を変化させた触媒を実施例
1と同様の方法によって調製した。
の中央部に設け、且つ容積比を変化させた触媒を実施例
1と同様の方法によって調製した。
そのNOx浄化率を第4図に示す。第4図から明らかな
如く、(Co,Roの容積比が10係付近でNow浄化
率が最も高くなった。これはCCo , Roの容積比
があまク大きすぎると、HCが完全に酸化されそれ以後
のCCx,のNOx浄化効果がなくなるためと考えられ
る。
如く、(Co,Roの容積比が10係付近でNow浄化
率が最も高くなった。これはCCo , Roの容積比
があまク大きすぎると、HCが完全に酸化されそれ以後
のCCx,のNOx浄化効果がなくなるためと考えられ
る。
上述の如く本発明の排気浄化触媒は、卑金属又は貴金属
をイオン交換担持してなるゼオライト触媒の排気流れ方
向の中央部又はその近傍に、酸化触媒又は三元触媒を介
在させたため、り−ンバーン雰囲気においてNOxの浄
化率が向上するだけでなく、HCの浄化率も向上した。
をイオン交換担持してなるゼオライト触媒の排気流れ方
向の中央部又はその近傍に、酸化触媒又は三元触媒を介
在させたため、り−ンバーン雰囲気においてNOxの浄
化率が向上するだけでなく、HCの浄化率も向上した。
そのため、従来のリーンバーンエンジンの排気浄化装置
Kおいてはり一ンNow触媒の下流K大きな酸化触媒が
必要であったが、本発明の排気浄化触媒を用いればその
必要がなくなった。
Kおいてはり一ンNow触媒の下流K大きな酸化触媒が
必要であったが、本発明の排気浄化触媒を用いればその
必要がなくなった。
又、本発明の排気浄化触媒は、従来の同種の触媒の調製
方法を用いて容易K調製可能であり、特別な設備を新た
に設ける必要がないので実用上都合がよい。
方法を用いて容易K調製可能であり、特別な設備を新た
に設ける必要がないので実用上都合がよい。
第1図は本発明の排気浄化触媒の実施例1の概略構成図
、 第2図(a)及び(b)は各排気浄化触媒のHC浄化率
及びNOx浄化率を示す図、 第3図は酸化触媒又は三元触媒の位置を変化させた場合
のNOx浄化率の変化を示す図、第4図は酸化触媒又は
三元触媒の容積比を変化させた場合のNOx浄化率の変
化を示す図である。 図中、 1・・・CCo,Ro 2・・・CCL 3・・・
収納容器4・・・排気 (ほか2名)
、 第2図(a)及び(b)は各排気浄化触媒のHC浄化率
及びNOx浄化率を示す図、 第3図は酸化触媒又は三元触媒の位置を変化させた場合
のNOx浄化率の変化を示す図、第4図は酸化触媒又は
三元触媒の容積比を変化させた場合のNOx浄化率の変
化を示す図である。 図中、 1・・・CCo,Ro 2・・・CCL 3・・・
収納容器4・・・排気 (ほか2名)
Claims (1)
- 卑金属又は貴金属をイオン交換担持してなるゼオライト
触媒の排気流れ方向の中央部又はその近傍に、酸化触媒
又は三元触媒を介在させたことを特徴とする排気浄化触
媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1054706A JP2701433B2 (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 排気浄化触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1054706A JP2701433B2 (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 排気浄化触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02233145A true JPH02233145A (ja) | 1990-09-14 |
| JP2701433B2 JP2701433B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=12978243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1054706A Expired - Fee Related JP2701433B2 (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 排気浄化触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2701433B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5185305A (en) * | 1991-11-08 | 1993-02-09 | Ford Motor Company | Catalyst system for treating the exhaust from a lean-burn gasoline-fueled engine |
| US5189876A (en) * | 1990-02-09 | 1993-03-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine |
| US5331809A (en) * | 1989-12-06 | 1994-07-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine |
| US5407651A (en) * | 1991-02-15 | 1995-04-18 | Tosoh Corporation | Catalyst for and method of purifying exhaust gas |
| KR100408511B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2004-01-24 | 삼성전기주식회사 | 자동차배기가스정화용촉매및그제조방법 |
| KR100408503B1 (ko) * | 1996-07-23 | 2004-02-14 | 삼성전기주식회사 | 자동차배기가스정화용촉매 |
| CN108160102A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-15 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 基于挥发性有机污染物净化的催化剂及制备方法 |
-
1989
- 1989-03-07 JP JP1054706A patent/JP2701433B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR100408503B1 (ko) * | 1996-07-23 | 2004-02-14 | 삼성전기주식회사 | 자동차배기가스정화용촉매 |
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| CN108160102A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-15 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 基于挥发性有机污染物净化的催化剂及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2701433B2 (ja) | 1998-01-21 |
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