JPH054028A - 排気ガス浄化用触媒の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】酸素過剰雰囲気下のＮＯ_x を高率に浄化するた
めの排気ガス浄化用触媒の製造方法を提供する。 【構成】銅及びコバルトから選ばれた少なくとも１種と
ゼオライトとをアンモニア中で混合、乾燥後、１５０℃
以上の温度で焼成し、その焼成物をスラリー化して耐火
性担体上にコートする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関等から排出さ
れる有害成分を浄化するための触媒を製造する方法、と
くに、酸素過剰雰囲気下のＮＯ_X を高率に浄化するため
の排気ガス浄化用触媒を製造する方法に関する。

【０００２】

【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（ＨＣ）の酸化と、窒素
酸化物（ＮＯ_x ）の還元を同時に行う触媒が使用されて
いる。このような触媒は、基本的にはコーディエライト
等の耐火性担体にγ−アルミナスラリーを塗布し、乾燥
した後、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム
（Ｒｈ）等の金属を担持したものである。

【０００３】今まで使用され又は提案されている触媒
は、エンジンの設定空燃比によつて浄化性能が大きく左
右され、稀薄混合気、すなわち空燃比が大きいリーン側
では燃焼後も酸素（Ｏ₂ ）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、空燃比が
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く。

【０００４】従つて、触媒を用いる場合、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にフィードバ
ック制御がおこなわれている。

【０００５】上記に述べたような、酸素が過剰なリーン
雰囲気下において使用される触媒として、アンモニアを
含み、銅やコバルトをゼオライトにイオン交換担持した
後、水洗、乾燥して得られた窒素酸化物分解触媒が、特
開平１−９４９４６号公報に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなアンモニ
アを含んだ銅−ゼオライトを用いてウォッシュコートス
ラリーを調製する場合、ゼオライト中の銅が［Ｃｕ（Ｎ
Ｈ₃ ）₄ ］²⁺となつて水中に溶出してしまい、ＮＯ_X 浄
化反応の活性点であるゼオライト中のＣｕ²⁺が減少す
る。また、水中に溶出したＣｕがＣｕＯとしてゼオライ
ト表面に付着し、ゼオライトの破壊等の悪い影響を与え
て触媒性能を低下させる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記に示す課
題を解決するためになされたものであつて、本発明の排
気ガス浄化用触媒の製造方法は、銅及びコバルトから選
ばれた少なくとも１種とゼオライトとをアンモニア中で
混合、乾燥後、１５０℃以上の温度で焼成し、その焼成
物をスラリー化して耐火性担体上にコートすることを特
徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の方法においては、銅及びコバルトから
選ばれた少なくとも１種とゼオライトとをアンモニア中
で混合、乾燥後、１５０℃以上の温度で焼成することに
より、ウォッシュコートスラリーを調製する時における
活性成分である銅あるいはコバルトのゼオライト中から
水中への溶出を防止し、活性成分の減少を防止すること
によつて、酸素過剰領域での窒素酸化物浄化性能の初期
性能及び耐久性能の向上を図ることができる。

【０００９】

【実施例】

実施例１

【００１０】ゼオライト粉末と酢酸銅水溶液とを混合し
て室温にて攪拌し、これにアンモニア水を添加し、１２
時間攪拌した。固液分離後、十分水洗したのち乾燥して
アンモニアを含み、ＣｕＯ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝０．９９であ
るＣｕ交換ゼオライト粉末を得た。

【００１１】該アンモニアを含んだＣｕ交換ゼオライト
粉末を５００℃の温度で１時間焼成したのち冷却した。
このＣｕ交換ゼオライト粉末１００部とシリカゾル４０
部と純水８０部とを混合し、ウォッシュコートスラリー
を調製した。該スラリーを、直径３０ｍｍ、長さ５０ｍ
ｍ、セル数３００のコージェライト質ハニカム担体に、
ハニカム担体１リットル当り１２０ｇとなるようにウォ
ッシュコートし、乾燥後、６００℃で焼成してＣｕ交換
ゼオライト触媒Ａを得た。 実施例２

【００１２】実施例１と同様の、アンモニアを含み、Ｃ
ｕＯ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝０．９９であるＣｕ交換ゼオライト
粉末を３００℃の温度で１時間焼成後、冷却した。この
Ｃｕ交換ゼオライト粉末１００部とシリカゾル４０部と
純水８０部とを混合し、ウォッシュコートスラリーを調
製した。該スラリーを、直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、
セル数３００のコージェライト質ハニカム担体に、ハニ
カム担体１リットル当り１２０ｇとなるようにウォッシ
ュコートし、乾燥後、６００℃で焼成してＣｕ交換ゼオ
ライト触媒Ｂを得た。 実施例３ 実施例２におけるＣｕ交換ゼオライト粉末の焼成温度の
３００℃を１５０℃に代えた以外は、実施例２と同様に
行い触媒Ｃを得た。 実施例４

【００１３】ゼオライト粉末と酢酸コバルト水溶液とを
混合して室温にて攪拌し、これにアンモニア水を添加し
１２時間攪拌した。固液分離後、十分水洗したのち乾燥
してアンモニアを含み、ＣｏＯ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝１．０８
であるＣｏ交換ゼオライト粉末を得た。

【００１４】該アンモニアを含んだＣｏ交換ゼオライト
粉末を３００℃の温度で１時間焼成したのち冷却した。
このＣｏ交換ゼオライト粉末１００部とシリカゾル４０
部と純水８０部とを混合し、ウォッシュコートスラリー
を調製した。該スラリーを、直径３０ｍｍ、長さ５０ｍ
ｍ、セル数３００のコージェライト質ハニカム担体に、
ハニカム担体１リットル当り１２０ｇとなるようにウォ
ッシュコートし、乾燥後、６００℃で焼成してＣｏ交換
ゼオライト触媒Ｄを得た。 実施例５

【００１５】アンモニアを含みＣｏＯ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝
０．５０で、かつＣｕＯ／Ａｌ₂ Ｏ₃＝０．５５である
Ｃｏ−Ｃｕ交換ゼオライト粉末を５００℃の温度で１時
間焼成後、冷却した。このＣｏ−Ｃｕ交換ゼオライト粉
末１００部とシリカゾル４０部と純水８０部とを混合
し、ウォッシュコートスラリーを調製した。該スラリー
を、直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、セル数３００のコー
ジェライト質ハニカム担体に、ハニカム担体１リットル
当り１２０ｇとなるようにウォッシュコートし、乾燥
後、６００℃で焼成してＣｏ−Ｃｕ交換ゼオライト触媒
Ｅを得た。 比較例１

【００１６】ゼオライト粉末と酢酸銅水溶液とを混合し
て室温にて攪拌し、これにアンモニア水を添加し、１２
時間攪拌した。固液分離後、十分水洗したのち乾燥して
アンモニアを含み、ＣｕＯ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝１．０である
Ｃｕ交換ゼオライト粉末を得た。

【００１７】該アンモニアを含んだＣｕ交換ゼオライト
粉末を常温（２５℃）で３時間乾燥した。このＣｕ交換
ゼオライト粉末１００部とシリカゾル４０部と純水８０
部とを混合し、ウォッシュコートスラリーを調製した。
該スラリーを、直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、セル数３
００のコージェライト質ハニカム担体に、ハニカム担体
１リットル当り１２０ｇとなるようにウォッシュコート
し、乾燥後、６００℃で焼成してＣｕ交換ゼオライト触
媒Ｆを得た。 比較例２

【００１８】実施例１で得たアンモニアを含み、ＣｕＯ
／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝０．９９であるＣｕ交換ゼオライト粉末
を１００℃で３時間乾燥した。冷却後、このＣｕ交換ゼ
オライト粉末１００部とシリカゾル４０部と純水８０部
とを混合しウォッシュコートスラリーを調製した。該ス
ラリーを直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、セル数３００の
コージェライト質ハニカム担体に、ハニカム担体１リッ
トル当り１２０ｇとなるようにウォッシュコートし、乾
燥後、６００℃で焼成してＣｕ交換ゼオライト触媒Ｇを
得た。 比較例３

【００１９】実施例４で得たアンモニアを含み、ＣｏＯ
／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝１．０８であるＣｏ交換ゼオライト粉末
を常温（２５℃）で３時間乾燥した。このＣｏ交換ゼオ
ライト粉末１００部とシリカゾル４０部と純水８０部と
を混合しウォッシュコートスラリーを調製した。該スラ
リーを、直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、セル数３００の
コージェライト質ハニカム担体に、ハニカム担体１リッ
トル当り１２０ｇとなるようにウォッシュコートし、乾
燥後、６００℃で焼成してＣｏ交換ゼオライト触媒Ｈを
得た。 比較例４

【００２０】実施例４で得たアンモニアを含み、ＣｏＯ
／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝１．０８であるＣｏ交換ゼオライト粉末
を１００℃で３時間乾燥後冷却した。このＣｏ交換ゼオ
ライト粉末１００部とシリカゾル４０部と純水８０部と
を混合しウォッシュコートスラリーを調製した。該スラ
リーを、直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、セル数３００の
コージェライト質ハニカム担体に、ハニカム担体１リッ
トル当り１２０ｇとなるようにウォッシュコートし、乾
燥後、６００℃で焼成してＣｏ交換ゼオライト触媒Ｉを
得た。 比較例５

【００２１】アンモニアを含みＣｏＯ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝
０．５０でかつＣｕＯ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝０．５５であるＣ
ｏ−Ｃｕ交換ゼオライト粉末を常温（２５℃）で３時間
乾燥した。このＣｏ−Ｃｕ交換ゼオライト粉末１００部
とシリカゾル４０部と純水８０部とを混合し、ウォッシ
ュコートスラリーを調製した。該スラリーを、直径３０
ｍｍ、長さ５０ｍｍ、セル数３００のコージェライト質
ハニカム担体に、ハニカム担体１リットル当り１２０ｇ
となるようにウォッシュコートし、乾燥後６００℃で焼
成してＣｏ−Ｃｕ交換ゼオライト触媒Ｊを得た。実施例
１乃至５及び比較例１乃至５のスラリー調製時に、スラ
リー中に溶出する銅及び／又はコバルトの溶出率を測定
し、その結果を下記表１に示した。また、実施例及び比
較例で得た触媒Ａ乃至Ｊについて、次の条件でＮＯ_x 浄
化率を測定し、その結果を下記表２に示した。 ＜ＮＯ_x 浄化性能評価条件＞ ＮＯ_x ：３００〜１，０００ｐｐｍ 空燃比（Ａ／Ｆ）：１６〜２２ 空間速度（ＳＶ）：４０，０００／Ｈｒ 入ガス温度：４００℃ 触媒容量 ：３５ｃｃ 耐久条件 ：Ａ／Ｆ＝２２相当のモデルガス ６００℃、５時間

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】表１の結果から、アンモニアを含み、銅及
び／又はコバルト交換ゼオライトを１５０℃以上で焼成
して調製したウォッシュコートスラリーは、スラリー中
への銅及び／又はコバルトの溶出率が著しく減少してい
ることがわかる。

【００２５】表２では、酸化作用が活発なリーン側条件
でのＮＯ_x の浄化率を示している。本発明の実施例１乃
至３で形成された触媒Ａ乃至ＣのＣｕ交換ゼオライト触
媒に比べて、比較例１乃至２で形成された触媒Ｆ乃至Ｇ
のＣｕ交換ゼオライト触媒はＮＯ_x の浄化率が悪いこと
がわかる。また、Ｃｏ交換ゼオライト触媒及びＣｏ−Ｃ
ｕ交換ゼオライト触媒についても上記の場合と同様の結
果を示している。

【００２６】

【発明の効果】本発明の方法にしたがつて、アンモニア
を含み、銅及び／又はコバルト交換ゼオライトを１５０
℃以上の温度で焼成して調製したウォッシュコートスラ
リーは、スラリー中への銅及び／又はコバルトの溶出率
が著しく減少し、その結果触媒の浄化性能の向上を図る
ことができる。

【００２７】また、本発明の方法により、酸素過剰雰囲
気でのＮＯ_x の除去率が向上し、かつ安価な排気ガス浄
化用触媒の提供が可能となり、自動車等の内燃機関、ボ
イラー、家庭用のストーブ、調理器具等における燃焼排
ガスなど広範囲の分野におけるＮＯ_x の除去が可能とな
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾澤 照彦 静岡県小笠郡大東町千浜7800番地 キヤタ ラー工業株式会社内 (72)発明者 笠原 光一 静岡県小笠郡大東町千浜7800番地 キヤタ ラー工業株式会社内 (72)発明者 山下 公一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 松本 伸一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 関沢 和彦 山口県新南陽市開成町4560番地 東ソー株 式会社内 (72)発明者 笠原 泉司 山口県新南陽市開成町4560番地 東ソー株 式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 銅及びコバルトから選ばれた少なくとも
   １種とゼオライトとをアンモニア中で混合、乾燥後、１
   ５０℃以上の温度で焼成し、その焼成物をスラリー化し
   て耐火性担体上にコートすることを特徴とする排気ガス
   浄化用触媒の製造方法。