JPH04187246A - 排気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、自動車の排気ガスを浄化する排気ガス浄化用
触媒の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来より、自動車排気ガス浄化用の触媒としては、活性
アルミナをコートした担体上に白金を担持した触媒が広
（利用されている。しかして、この種触媒においては、
白金粒子を均一微細に担持することによって、高性能の
触媒を開発する努力がなされており、例えば特公昭４８
−１００４９号公報には、ジニトロジアンミン白金（Ｐ
ｔ（ＮＨＩ）！（Ｎ　Ｏ！１）２　）水溶液を用いて白
金を担持する方法、また特公昭６１−３１６２０号公報
には、ジニトロジアンミン白金を硝酸水溶液に溶解し、
熟成して得られる白金薬液を用いて白金を担持する方法
が開示されている。

前記２つの提案はいずれも水溶液を用いたいわゆる浸漬
法によるものであるが、さらに物理的蒸着法（ＰＶＤ法
）や化学的蒸着法（ＣＶＤ法）が用いられている。例え
ば、化学的蒸着法によるものとしては、フッ化白金およ
びフッ化ロジウムの混合気体を用いて、活性アルミナを
コートした担体に、白金およびロジウムを担持させる方
法が提案されている（特願平１−２９３０６号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ジニトロジアンミン白金水溶液を用いて
、活性アルミナをコートした担体に触媒を担持させる前
記の浸漬法においては、触媒となる白金粒子は単にアル
ミナ担体の表面に均一に分散されているだけであって、
これら貴金属はアルミナ相体上に完全に固定されている
わけではない。

また、前記の化学的蒸着法による場合も、白金とロジウ
ムの固溶体が形成され、耐久後の粒成長が抑制されるも
のの、貴金属粒子は活性アルミナ表面に吸着されている
に過ぎず、浸漬法と同様にアルミナ相体上に完全に固定
されているわけではない。

そのため、従来方法により活性アルミナをコートした担
体に触媒となる貴金属を担持させた場合は、使用温度に
より貴金属が移動し、シンタリングが発生し、触媒性能
の劣化が著しいという問題点がある。

本発明は、活性アルミナに白金等の貴金属を担持させて
排気ガス浄化用触媒を製造する方法の前記のごとき問題
点を解決すべくなされたものであって、白金やロジウム
等の貴金属を活性アルミナに完全に固定することにより
、貴金属の移動を抑制し、シンタリングを防止して、触
媒性能が劣化せず耐久性に優れた排気ガス浄化用触媒を
製造することのできる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〕

発明者等は、活性アルミナ上に貴金属を完全に固定する
方法について、種々の方法を検討した。

その結果、イオン注入法によれば、所望量の貴金属粒子
を活性アルミナ表面に注入でき、かつ貴金属が原子レベ
ルで活性アルミナ相体上に固定できることを新たに知見
し、本発明を完成した。

本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法は、活性アルミ
ナをコートしたメタル平板にイオン注入法により触媒金
属を担持させることを要旨とする。

本発明で用いられるイオン注入法とは、真空中（〜１０
’−’Ｐａ）で、添加したい粒子をイオン化し、数ｋｅ
Ｖ〜数ＭｅＶに加速して固体基板に添加する方法である
。イオン注入装置の概要は、添加したい粒子をイオン化
するイオン源、イオンを高速に加速する加速器、必要な
イオンを選別する質量分離器、イオンビーム断面の均一
性を向上させるビーム走査器、添加する試料を取り付け
る注入室、および全系を真空に保つ排気装置から構成さ
れる。

イオン注入法は、非熱平衡下での粒子添加法であるから
、添加したい粒子と添加基板の組合せは自由に選択でき
る。注入イオンの深さは、イオン種、基板に依存するが
、加速エネルギーにより制御される。また、粒子の注入
量は、イオンビーム電流密度と注入時間により制御され
る。

〔作用〕

本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法は、貴金属をイ
オン化し、加速器により高速に加速して活性アルミナ表
面にイオン注入するものであるため、貴金属は原子レベ
ルで活性アルミナ最表面に完全に固定される。そのため
、従来のように貴金属がアルミナ上を移動してシンタリ
ングが起きることがない。

〔実施例〕

本発明の実施例について、従来例と比較しつつ説明し、
本発明の効果を明らかにする。なお、本実施例において
、部は全て重量部を表す。

（実施例１） アルミナ粉末１００部に対して、アルミナ含有率１０％
のアルミナシルア０部、４０重量％の硝酸アルミニウム
水溶液１５部、水３０部を加えて攪拌し、コーティング
スラリーとした。このコーティングスラリーにメタル平
板を浸漬して引き上げることにより、メタル平板にコー
ティングした後、２５０℃で１時間乾燥し、更に７００
℃で１時間焼成し、活性アルミナコートメタル平板を製
造した。

第１図に示すように、このようにして製造された活性ア
ルミナコートメタル平板２をロール１より送り出し、５
Ｘ１０−＠Ｔｏｒｒの真空中で、白金のパケット型イオ
ン源３およびロジウムのパケット型イオン源４を用いて
、加速電圧１０ｋｅＶ。

イオンビーム電流がそれぞれ白金：　５０ｍＡ、ロジウ
ムＨ１０ｍＡの条件で、活性アルミナコートメタル平板
２にイオン注入を行った。なお、注入量は、メタル平板
２をモノリスハニカム状に加工した場合に、担体１１当
たり白金が１．５ｇ、ロジウムが０．３ｇになるように
メタル平板２に均一に注入した。

イオン注入後の活性アルミナコートメタル平板２は、ロ
ール５で巻取り、従来法によりモノリスハニカム状に加
工した。

（比較例１） 実施例１と同じ方法で製造した活性アルミナコートメタ
ル平板を蒸着基板とし、白金およびロジウムを蒸発材料
として、真空蒸着を行い、活性アルミナコートメタル平
板上に白金およびロジウムの蒸着膜を形成した。なお、
蒸着量は、実施例１と同様にメタル平板をモノリスハニ
カム状に加工した場合に、担体１１当たり白金が１．５
ｇ、ロジウムが０．３ｇになるようにメタル平板に均一
に蒸着した。

真空蒸着法により、白金およびロジウムを担持させた活
性アルミナコートメタル平板をロールで巻取り、実施例
１と同様に従来法によりモノリスハニカム状に加工した
。

（比較例２） 実施例１と同じ方法で製造した活性アルミナコートメタ
ル平板を、ジニトロジアンミン白金溶液に浸漬して、メ
タル平板２がモノリスハニカム状に加工された場合に、
担体１１当たり白金が１゜５ｇとなるように担持せしめ
た後１時間放置し、２５０℃で１時間乾燥した。続いて
この活性アルミナコートメタル平板を塩化ロジウム溶液
に浸漬し、メタル平板２がモノリスハニカム状に加工さ
れた場合に、担体１１当たりロージウムが０．８ｇとな
るように担持せしめた後、２５０℃で１時間乾燥した。

このようにして白金およびロジウムを担持させた活性ア
ルミナコートメタル平板を、実施例１と同様にモノリス
ハニカム状に加工した。

（試験例） 前記実施例１、比較例１および比較例２で製造された触
媒について、下記の条件で耐久試験を行った後、浄化率
を測定することにより浄化性能を比較した。

大ガス温度＝９００℃ 空間速度（Ｓ、　Ｖ）　　：　１００，０００　ｈ　ｔ
　−’空燃比（Ａ／Ｆ）：　１４．６ 耐久時間：１００ｈｒ なお、浄化率の評価条件は、大ガス温度８００℃および
４００℃、Ｓ　、　Ｖ　＝６０，０００ｈ　ｒ−’、Ａ
／Ｆ＝１４．６である二測定結果は第１表に示す。

（以　　下　　余　　白　　） 第１表に示したように、４００℃におけるＨＣ。

ＣＯおよびＮＯｘの３成分の浄化率は、比較例２が８５
〜８６％と最も劣り、次いで比較例１が８６〜９０％で
あったのに対して、本発明の実施例　□１は９０〜９３
％と最も優れた結果を示した。また、８００℃における
ＨＣＳＣｏおよびＮＯｘの３成分の浄化率は、比較例２
が５３〜５４％と最も劣り、次いで比較例１が６０〜６
３％であったのに対して、本発明の実施例１は７６〜７
９％と最も優れた結果を示した。この結果、本発明によ
り製造された触媒は、耐久後の浄化率が従来例と比較し
て著しく高いことが確認された。

〔発明の効果〕　　“ 本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法は、以上説明し
たように、イオン注入法を用いて貴金属をイオン化し、
加速器により高速に加速して活性アルミナ表面にイオン
注入するものであるため、貴金属は原子レベルで活性ア
ルミナ最表面に完全に固定されるので、従来のように貴
金属がアルミナ上を移動してシンタリングが起きること
がなく、高温長時間の使用によっても触媒性能の劣化し
ない耐久性の優れた排気ガス浄化用触媒を製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で用いられたイオン注入法の模
式図である。 （Ｌ　５）　・・・ロール、２・・・活性アルミナコー
トメタル平板、３・・・白金のパケット型イオン源、４
・・・ロジウムのパケット型イオン源 特許出願人　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）活性アルミナをコートしたメタル平板にイオン注
   入法により触媒金属を担持させることを特徴とする排気
   ガス浄化用触媒の製造方法。