JPH0326343A - 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化方法 - 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
がリーン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、一酸化炭素（Ｃｏ
）及び炭化水素（Ｈ　Ｃ）の酸化と、窒素酸化物（ＮＯ
Ｘ）の還元を同時に行う触媒が汎用されている。このよ
うな触媒は基本的にはコージェライト等の耐火性担体に
γ−アルミナスラリーを塗布、焼威した後、Ｐｄ，　Ｐ
ｔ，　Ｒｈ等の金属またはその混合物を担持させたもの
である。またその触媒活性を高めるための提案が数多く
なされており、例えば特開昭６１−１１１４７号公報に
は、希土類酸化物粒子、アルミナ粒子、希土類酸化物で
安定化されたγ−アルξナ粒子及びその混合物からなる
群より選ばれる粒子上に貴金属等を分散させるタイプの
触媒において、実質的に希土類酸化物を含まぬ粒子上に
Ｒｈを分散させたことを特徴とする触媒が開示されてい
る。

ところで今まで使用されまたは提案されている触媒は、
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、希薄混合気つまり空燃比が大きいリーン側では燃焼
後も酸素（０２）の量が多くなり、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）付近で従来の三元触媒は最も有
効に働く。

従って、三元触媒を用いる排気ガス浄化装置を取り付け
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われ
ている。

（発明が解決しようとする課題） 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
燃比はリーン側の酸素過剰雰囲気となって、排気ガス中
の有害威分の｝Ｉｃ，　Ｃｏは酸化除去できても、ＮＯ
Ｘは触媒床に吸着した０２によって活性金属との接触が
妨げられるため、還元除去が難しく、たとえ触媒金属と
接触することができ、還元できても窒素は触媒床に吸着
していた酸素と直ちに結合するため、浄化効率が著しく
低下するという問題があった。そのため従来、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。

本発明は上記の課題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ＮＯ，ｌを
還元除去できる排気ガス浄化用触媒を提供することであ
る。

〈課題を解決するための手段〉 本発明の排気ガス浄化用触媒は、希土類元素が担持され
たゼオライトが耐火性担体上にコートされていることを
特徴とする。

上記の希土類元素としては、原子番号が５７〜７１まで
の希土類元素から選ばれた元素ｌ種または２種以上を用
いる゛ことができ、特にＬａ，　Ｃｅ，Ｎｄ，　Ｇｄを
用いるのが好ましい。

本発明の排気ガス浄化用触媒のためのゼオライトとして
は、ＮＯｘの分子径よりも僅かに大きい約５〜１０人の
細孔径を有するものが好ましい。また、シリカ／アルミ
ナ比が１０〜２００のゼオライトが好ましい。

希土類元素のゼオライトへの担持は、例えばイオン交換
により行うことができる。ゼオライトは周知のように一
般式： ｘＭｚ／ｎ　＝　Ａｌｚ　０３　　・ｙ　Ｓ　ｉ　Ｏｚ
で表される結晶性アルミノケイ酸で、Ｍ（ｎ価の金属）
，ｘ，ｙの違いによって、結晶構造中のトンネル構造（
細孔径）が異なり、多くの種類のものが市販されている
。またＳｉ４′″の一部をＡｆｆｉ”で置換しているた
め正電荷が不足し、その不足を補うためＮａ”，Ｋ＋等
の陽イオンを結晶内に保持する性質があるため、高い陽
イオン交換能を持っている。このため、希土類元素をイ
オン交換により担持することができる。

イオン交換は、例えばゼオライト粉末を希土類元素の酢
酸水溶液または硝酸水溶液中に数十時間浸漬して、該水
溶液を濾過し、ゼオライ１・粉末を洗浄した後、４００
〜６００゜Ｃで数時間焼戒することにより行うことがで
きる。この際、希土類元素の水溶液に、アンモニア水を
滴下し、適当なｐＨに調整すると希土類元素の種類によ
ってはイオン交換率が向上する。

ゼオライトの担体へのコートは、例えば、希土類元素を
担持したゼオライト粉末を、アルミナゾルまたはシリカ
ゾルからなるバインダーと混合し、得られたスラリーを
担体にウォッシュコートした後、焼成することにより行
うことができる。また、ゼオライトはウォッシュコート
した後、イオン交換するようにしてもよい。

（作用） 本発明の排気ガス浄化用触媒は、希土類元素が担持され
たゼオライトをコートしてなり、ＮｏＸはゼオライトの
細孔に選択的に取り込まれるため、また、希土類元素自
体も吸着性に優れているため、触媒へのＮＯ，ｌの吸着
率が高い。さらに、希土類元素は、ゼオライトの固体酸
点発現を増加させる効果があるため、ＮＯＸ浄化性能が
著しく向上する。このほか、希土類元素、特にＬａ、Ｃ
ｅ，　ＮｄＳＧｄの存在により、ゼオライトの耐熱性が
向上する。

（実施例） 以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。

実施例１ ゼオライト　（Ｙ型ゼオライト、モルデナイトまたはＺ
ＳＭ−５−ゼオライト）粉末を各々０．１Ｍの希土類元
素の酢酸水溶液（酢酸ランタン、酢酸セリウムまたは酢
酸ネオジム水溶液）に２４時間浸漬し、該水溶液を濾去
し、洗浄した後、５００　’Ｃで２時間焼威することか
らなるイオン交換法により、各ゼオライトに各希土類元
素を、第１表に示す担持量で担持する。

第１表 上記方法により得られた各々のゼオライト粉性アルξナ
をコートする。ただし、仮焼威は行わず、焼威温度は８
００゜Ｃとする。コートした担体を０．０５３ｇのｐｔ
を含むジニトロジアξン白金溶液に２時間浸漬させ、引
き上げた後、１００　’Ｃで１時間乾燥させ、２００゜
Ｃで２時間仮焼威する。

次いで、０．０１１ｇのロジウムを含む、塩化ロジウム
溶液に２時間浸漬させ、引き上げた後、１００゜Ｃ×１
時間乾燥させる。これにより、触媒Ｎｏ．　１０が得ら
れる。

試験例 上記で製造された触媒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．ＩＯ）につい
て、第２表に示すｍ威を有し、空燃比（＾／Ｆ）が１８
に相当するモデルガスの流通下、空間速度＜ＳＶ＞一約
８，　Ｔｏｏ時間弓の条件下で、７００″ｃ×３時間の
耐久試験で行う。耐久後の触媒及び耐久前の触媒につい
て、上記と同様のモデルガスを用い、入口ガス温度４０
０゜Ｃ，　ＳＶ＝８７，０００時間の条件下で、排気ガ
ス浄化性能を調べた。これにより求められた、ＨＣ，　
ＣＯ及びＮｏＸの最高浄化率（％）を第３表に示す。

？１００ｇ、シリカゾル（２０重量％ＳｉＯ■）７０ｇ
、純水７０ｇを混合撹拌し、コーティングスラリーを製
造する。次に、第ｌ図に示す直径３０ｍｍ、長さ５０印
のコージェライト質ハニカム担体ｌを純水に浸漬させ、
余分な水分を吹き払い、上記スラリー中に浸漬させ、余
分なスラリーを吹き払った後、１００゜Ｃで２時間乾燥
させ、３００゜Ｃで１．５時間の仮焼威を行う。スラリ
ーへの浸漬、吹き払い及び仮焼威をさらに１回繰り返す
。その後、さらに５００゜ＣＸ３時間の焼戒を行う。こ
れにより、希土類元素でイオン交換されたゼオライトが
１１０±Ｌｏｇ／　１のコート量でコートされた触媒（
　Ｎｏ．　１〜９）が得られる。

比較例 アルξナゾル（１０重量％Ａ１■０＋）７０ｇ　、活性
アルξナ粉末１００ｇ，　Ｃ’ｅＯ■粉末１０ｇ　、２
３重量％硝酸アルミニウム水溶液１５ｇ及び純水３０ｇ
を、混合撹拌し、スラリーを得る。このスラリーを用い
て、実施例と同様のコート方法により直径３０ｍｍ、長
さ５０ｍｍのコージェライト質ハニカム担体に活第２表 ［４ １０ ガス組戒（％） 第３表 表より明らかなように、比較例の排気ガス浄化用触媒（
Ｎｏ．１０）は、リーン雰囲気下では、耐久前及び耐久
後の両方において、殆どＮＯＸを浄化しないのに対し、
実施例の排気ガス浄化用触媒は、耐久前及び耐久後の両
方において、ＮＯＸを５０％以上浄化した。これにより
、本発明の排気ガス浄化用触媒が、リーン雰囲気下でも
良好にＮＯＸを浄化しうることか明らかである。

（発明の効果） 本発明の排気ガス浄化用触媒は、希土類元素を担持した
ゼオライトをコートしてなるため、ＮＯ，１の触媒への
吸着量及びＮｏ．浄化率が著しく向上し、また固体酸性
の発現がより増加し、リーン雰囲気下でもＮｏＸを良好
に浄化することができ、しかも耐熱性にも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の排気ガス浄化用触媒の製
造において使用されるモノリス担体を示す斜視図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 希土類元素が担持されたゼオライトが耐火性担体上にコ
   ートされていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。