JPH06377A - Catalyst for purification of exhaust gas - Google Patents

Catalyst for purification of exhaust gas

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JPH06377A
JPH06377A JP4157981A JP15798192A JPH06377A JP H06377 A JPH06377 A JP H06377A JP 4157981 A JP4157981 A JP 4157981A JP 15798192 A JP15798192 A JP 15798192A JP H06377 A JPH06377 A JP H06377A
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zirconium oxide
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茂良 谷口
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一雄 土谷
Tomohisa Ohata
知久 大幡
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Abstract

PURPOSE:To simultaneously remove CO, hydrocarbon and NOx as noxious components contained in exhaust gas from the internal-combustion engine of an automobile, etc. CONSTITUTION:A unonolithic structure is coated with a catalytically active compsn. contg. palladium, the oxide of an alkaline earth metal, zirconium oxide with supported lanthanum and cerium and a fireproof inorg. oxide to obtain a catalyst for purification of exhaust gas. The zirconium oxide with supported lanthanum and cerium preferably has (150:100)-(10:100) weight ratio of zirconium oxide:cerium (expressed in terms of cerium oxide).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は自動車等の内燃機関から
の排気ガス中に含まれる有害成分である一酸化炭素(C
O)、炭化水素(HC)及び窒素酸化物(NOx)を同
時に除去する排気ガス浄化用触媒に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to carbon monoxide (C) which is a harmful component contained in exhaust gas from an internal combustion engine such as an automobile.
O), hydrocarbons (HC) and nitrogen oxides (NOx) at the same time.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関から排出される排気ガス中の有
害成分を除去する排気ガス浄化用触媒に関して種々のも
のが提案されている。
2. Description of the Related Art Various types of exhaust gas purifying catalysts for removing harmful components in exhaust gas discharged from an internal combustion engine have been proposed.

【0003】従来パラジウム触媒は高い耐熱性を有して
いることやエンジン排気ガスの酸化雰囲気(いわゆるリ
ーン;空気/燃料(A/F)が空気側大)におけるC
O,HCの高い浄化能を有することは、一般に知られて
いた。一方問題点として、エンジン排気ガスが還元雰囲
気(いわゆるリッチ;(A/F)が燃料側大)の場合、
NOx浄化能が低いことが挙げられる。そのためリーン
側のみでの使用、例えばいわゆる酸化触媒として使用、
又は高いNOx浄化能を有するロジウムを上記パラジウ
ムと組み合せて、CO,HCおよびNOxを同時に浄化
する三元触媒として用いられている。
Conventional palladium catalysts have high heat resistance and C in the oxidizing atmosphere of engine exhaust gas (so-called lean; air / fuel (A / F) is on the air side).
It was generally known that O and HC have high purification ability. On the other hand, as a problem, when the engine exhaust gas is in a reducing atmosphere (so-called rich; (A / F) is large on the fuel side),
It can be mentioned that the NOx purification ability is low. Therefore, use only on the lean side, for example, as a so-called oxidation catalyst,
Alternatively, rhodium, which has a high NOx purification ability, is used in combination with the above palladium as a three-way catalyst for simultaneously purifying CO, HC and NOx.

【0004】しかし、ロジウムは、非常に高価であるた
めに、触媒成分中の使用量の減少、または使用しないこ
とが望まれているが、高いNOx浄化能を有するという
特徴を有するために、一酸化炭素(CO)、炭化水素
(HC)及び窒素酸化物(NOx)を同時に除去する排
気ガス浄化用触媒の成分としては、必須成分として不可
欠である。
However, since rhodium is very expensive, it is desirable to reduce the amount used in the catalyst component or not to use it, but rhodium is characterized by having a high NOx purification ability. It is indispensable as an essential component as a component of an exhaust gas purifying catalyst that simultaneously removes carbon oxide (CO), hydrocarbon (HC) and nitrogen oxide (NOx).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ロジウムを
使用することなく、CO,HC,NOxを同時に浄化で
き、かつ従来の用いていた触媒系より高い触媒性能を発
揮させる排気ガス浄化用触媒を提供することを課題とす
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is an exhaust gas purifying catalyst capable of simultaneously purifying CO, HC and NOx without using rhodium and exhibiting higher catalytic performance than the conventional catalyst system. The challenge is to provide.

【0006】[0006]

【本発明の目的】本発明はロジウムを使用することな
く、また従来より大巾にその使用量を減少してCO,H
CおよびNOxの三成分を同時に除去する排ガス浄化用
触媒及びこれを用いてなる排気ガス浄化装置を提供する
ことを目的とする。
The object of the present invention is to use CO, H without using rhodium and by greatly reducing the amount used.
An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst that simultaneously removes three components of C and NOx, and an exhaust gas purifying apparatus using the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、この課題
を解決するために鋭意研究した結果、(a)パラジウ
ム、アルカリ土類金属酸化物、(b)ランタン及びセリ
ウムを担持したジルコニウム酸化物、並びに(c)耐火
性無機酸化物を含有する触媒活性成分を一体構造体に被
覆することにより、従来のロジウムを含有する三元触媒
に相当する排ガス浄化能を有することを見出し本発明を
完成するに至ったのである。本発明により、パラジウム
触媒の問題点であるエンジン排気ガスがリッチ側でのN
Ox浄化能を向上させることができる。
The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve this problem, and as a result, (a) palladium, an alkaline earth metal oxide, (b) lanthanum and cerium-supported zirconium oxide. The present invention has been found to have an exhaust gas purifying ability equivalent to that of a conventional three-way catalyst containing rhodium by coating a monolithic structure with a catalytically active component containing (c) a refractory inorganic oxide. It was completed. According to the present invention, the problem with the palladium catalyst is that the engine exhaust gas is rich in N
Ox purification capacity can be improved.

【0008】即ち、本発明は、(a)パラジウム、アル
カリ土類金属酸化物、(b)ランタン及びセリウムを担
持したジルコニウム酸化物、並びに(c)耐火性無機酸
化物を含有する触媒活性成分を一体構造体に被覆してな
ることを特徴とする内燃機関の排気ガス中の一酸化炭素
(CO)、炭化水素(HC)及び窒素酸化物を同じ除去
する触媒である。以下に、本発明について、詳細に説明
する。
That is, the present invention provides a catalytically active component containing (a) palladium, an alkaline earth metal oxide, (b) a zirconium oxide carrying lanthanum and cerium, and (c) a refractory inorganic oxide. A catalyst for removing carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and nitrogen oxides in exhaust gas of an internal combustion engine, which is characterized in that the catalyst is formed by coating an integral structure. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0009】本発明に係る(a)パラジウム、アルカリ
土類金属酸化物のうち、パラジウムの使用量は、触媒の
使用条件によって異なるが、通常触媒1リットル当たり
0.5〜30g、好ましくは0.5〜25gである。パ
ラジウムの量が0.5未満である場合は、浄化能が低
く、また30gを越える場合は、添加量に見合う性能の
向上はみられないものである。
Of the (a) palladium and alkaline earth metal oxides according to the present invention, the amount of palladium used varies depending on the conditions under which the catalyst is used, but is usually 0.5 to 30 g, preferably 0. It is 5 to 25 g. When the amount of palladium is less than 0.5, the purifying ability is low, and when it exceeds 30 g, no improvement in performance commensurate with the amount added is observed.

【0010】パラジウムの担持される位置は、その使用
量により異なるが、ジルコニウム酸化物、セリウム酸化
物、ランタン酸化物または耐火性無機酸化物に単独にま
たは、またがって担持されてもよい。
The position on which palladium is supported varies depending on the amount used, but it may be supported on zirconium oxide, cerium oxide, lanthanum oxide, or refractory inorganic oxide alone or straddling.

【0011】次にアルカリ土類金属酸化物としては、ベ
リリウム酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化
物、ストロンチウム酸化物及びバリウム酸化物が挙げら
れるが、特に、カルシウム酸化物、ストロンチウム酸化
物及びバリウム酸化物からなる群より選ばれた少なくと
も一種が好ましい。アルカリ土類金属酸化物の使用量は
触媒1リットル当り0.1〜50gである。0.1未満
である場合は、NOx浄化性能の向上は示されず、また
50gを越える場合は添加に見合う効果は少ないもので
ある。アルカリ土類金属酸化物は、セリウム酸化物、ジ
ルコニウム酸化物若しくはそれらの複合物、固溶体、ラ
ンタン酸化物又は耐火性無機酸化物のいずれに担持され
てもよく、この担持の調製方法は、特に限定されない。
The alkaline earth metal oxides include beryllium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide and barium oxide. Among them, calcium oxide, strontium oxide and barium oxide are particularly preferable. At least one selected from the group consisting of things is preferable. The amount of alkaline earth metal oxide used is 0.1 to 50 g per liter of catalyst. If it is less than 0.1, no improvement in the NOx purification performance is shown, and if it exceeds 50 g, the effect commensurate with the addition is small. The alkaline earth metal oxide may be supported on any of cerium oxide, zirconium oxide or a composite thereof, a solid solution, lanthanum oxide or a refractory inorganic oxide, and the method for preparing this support is not particularly limited. Not done.

【0012】また、アルカリ土類金属酸化物源として
は、酸化物のまま用いる以外に、焼成により酸化物とな
る前駆体であってもよく、バリウムをアルカリ土類の代
表として例示すると、酢酸バリウム、蓚酸バリウム等の
有機塩または硝酸バリウム、水酸化バリウム、炭酸バリ
ウム等の無機塩のいずれでもよく、また、その状態は水
溶液状のみならず、ゲル状、懸濁状のいずれであっても
よく、特に限定されるものではない。
The alkaline earth metal oxide source may be a precursor which becomes an oxide by firing, in addition to the oxide as it is, and barium is exemplified as a representative alkaline earth metal. , Any of organic salts such as barium oxalate or inorganic salts such as barium nitrate, barium hydroxide and barium carbonate, and the state thereof may be not only an aqueous solution but also a gel or a suspension. It is not particularly limited.

【0013】アルカリ土類金属酸化物とパラジウムの関
係は、それらの重量比(アルカリ土類金属酸化物/パラ
ジウム)で、1:100〜150:1、好ましくは、
1:100〜100:1である。1:100よりアルカ
リ土類金属酸化物の量が少なくなると、三元性能が悪く
なり、特に、NO浄化率が劣り、150:1よりアルカ
リ土類金属酸化物の量が多くなると添加効果は向上する
が、その他酸化物等の担持量、触媒の強度の関係によ
り、担持比率、担持量を制限される。
The relationship between the alkaline earth metal oxide and the palladium is 1: 100 to 150: 1, preferably by weight ratio (alkaline earth metal oxide / palladium).
It is 1: 100 to 100: 1. When the amount of alkaline earth metal oxide is less than 1: 100, the ternary performance is poor, and particularly, the NO purification rate is poor, and when the amount of alkaline earth metal oxide is more than 150: 1, the addition effect is improved. However, the loading ratio and loading amount are limited depending on the relationship between the loading amount of oxides and the like and the strength of the catalyst.

【0014】本発明に係る(b)ランタンおよびセリウ
ムを担持したジルコニウム酸化物のうち、ジルコニウム
酸化物源としては、特に限定されるものではないが、酸
化物のまま、または硝酸塩、硫酸塩等の水溶性の塩若し
くは炭酸塩を焼成することにより得られるジルコニウム
酸化物または水酸化物を用いることができる。ランタン
およびセリウムは、硝酸塩若しくは硫酸塩等の水溶液、
ゲル状、懸濁状等の水性液を用いることができる。
Among the (b) lanthanum- and cerium-supported zirconium oxides according to the present invention, the zirconium oxide source is not particularly limited, but may be an oxide as it is, or a nitrate, a sulfate or the like. Zirconium oxide or hydroxide obtained by baking a water-soluble salt or carbonate can be used. Lanthanum and cerium are aqueous solutions of nitrates or sulfates,
Aqueous liquid such as gel and suspension can be used.

【0015】(b)ランタンおよびセリウムを担持した
ジルコニウム酸化物の調製方法としては、(1)ジルコ
ニウム酸化物に上記セリウム塩およびセリウム塩の水溶
液を同時に含浸後、乾燥し、焼成する方法、(2)ジル
コニウム酸化物にセリウム塩の水溶液を含浸法で担持
し、次いでランタン塩の水溶液を含浸法で担持する方
法、(3)ジルコニウム酸化物にランタン塩の水溶液を
含浸法で担持したのち、セリウム塩の水溶液を含浸法で
担持する方法等があり、いずれの方法も適宜使用でき
る。このジルコニウム酸化物上に担持されるセリウム
は、ジルコニウム酸化物、ランタン酸化物の少なくとも
一方の酸化物と複合物または固溶体として存在すること
が好ましい。
(B) The method for preparing the zirconium oxide carrying lanthanum and cerium includes (1) a method in which the zirconium oxide is simultaneously impregnated with the cerium salt and an aqueous solution of the cerium salt, followed by drying and firing. ) A method of supporting an aqueous solution of cerium salt on zirconium oxide by an impregnation method, and then an aqueous solution of lanthanum salt by an impregnation method, (3) supporting an aqueous solution of lanthanum salt on zirconium oxide by an impregnation method, and then cerium salt There is a method of supporting the above aqueous solution by an impregnation method, and any method can be appropriately used. The cerium supported on the zirconium oxide is preferably present as a composite or solid solution with at least one oxide of zirconium oxide and lanthanum oxide.

【0016】上記、ランタンおよびセリウムを担持した
ジルコニウム酸化物は、セリウムとジルコニウムとの比
(酸化物重量換算比)が、150:100〜10:10
0であり、より好ましくは130:100〜20:10
0である。この比で150:100よりセリウム酸化物
が多い場合は、添加に見合う活性の向上はみられず、1
0:100より、セリウム酸化物が少ない場合は、性能
の向上は少なくなるものである。
The zirconium oxide carrying lanthanum and cerium has a cerium to zirconium ratio (oxide weight conversion ratio) of 150: 100 to 10:10.
0, more preferably 130: 100 to 20:10
It is 0. When the ratio of cerium oxide is more than 150: 100 in this ratio, no improvement in activity commensurate with the addition is observed, and 1
When the amount of cerium oxide is less than 0: 100, the improvement in performance is less.

【0017】ランタン酸化物の使用量は一体構造体当た
り0.1〜50gであり、0.1g未満である場合は、
性能の向上は少なく、50gを越える場合は、添加に見
合う性能の向上は得られないものである。
The amount of lanthanum oxide used is 0.1 to 50 g per unitary structure, and if less than 0.1 g,
The improvement in performance is small, and when it exceeds 50 g, the improvement in performance commensurate with the addition cannot be obtained.

【0018】さらに、ランタンおよびセリウムを担持し
たジルコニウム酸化物は、イットリウム、ネオジウムお
よびプラセオジウムからなる群か選ばれる少なくとも一
種の元素を担持することにより、さらに触媒の性能は向
上する。上記イットリウム等は、硝酸塩、硫酸塩等の水
溶性の塩、ゲル状若しくは懸濁状の水性液等を使用する
ことができる。
Furthermore, the zirconium oxide supporting lanthanum and cerium further improves the performance of the catalyst by supporting at least one element selected from the group consisting of yttrium, neodymium and praseodymium. As the above-mentioned yttrium and the like, water-soluble salts such as nitrates and sulfates, gel-like or suspension-like aqueous liquids and the like can be used.

【0019】耐火性無機酸化物としては、活性アルミ
ナ、シリカ、ジルコニア等の高表面積を有するものが挙
げられ、特に活性アルミナが好ましい。この耐火性無機
酸化物は、一体構造体1リットル当たり10g〜300
g被覆されていることが好ましい。この耐火性無機酸化
物は、50〜400g、好ましくは100〜350gで
あり、50g未満である場合は、浄化性能が低く、40
0gを越える場合は一体構造体触媒を被覆した場合にそ
の背圧が上昇し好ましくないものである。
Examples of the refractory inorganic oxide include those having a high surface area such as activated alumina, silica and zirconia, and activated alumina is particularly preferable. This refractory inorganic oxide contains 10 g to 300 g per liter of the monolithic structure.
g coating is preferred. This refractory inorganic oxide is 50 to 400 g, preferably 100 to 350 g, and when it is less than 50 g, the purification performance is low and 40
When it exceeds 0 g, the back pressure increases when the monolithic structure catalyst is coated, which is not preferable.

【0020】一体構造体としては、通常排気ガス浄化用
に使用されるものなら、いずれであっても良く、好まし
くはハニカム形状を有する構造体であり、コージェライ
ト、ムライト等のセラミック製のモノリス担体またはス
テンレス若しくはFe−Cr−Al合金等のメタル製の
モノリスが挙げられる。
The monolithic structure may be any one that is normally used for exhaust gas purification, and is preferably a honeycomb-shaped structure, such as a cordierite or mullite ceramic monolith carrier. Alternatively, a monolith made of metal such as stainless steel or Fe—Cr—Al alloy may be used.

【0021】これらの排気ガスを通過させるセル形状、
孔径等については、特に限定されるものではなく、排気
ガスの種類、エンジンの排気量、触媒の設置位置によ
り、適宜選択されるものである。
Cell shape for passing these exhaust gases,
The hole diameter and the like are not particularly limited, and are appropriately selected depending on the type of exhaust gas, the engine displacement, and the installation position of the catalyst.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる触媒は、
ロジウムを使用することなく、また従来より大幅にその
使用量を減少してCO、HCおよびNOxの三成分を同
時に除去する排ガス浄化用触媒を提供することができ
る。
As described above, the catalyst according to the present invention is
It is possible to provide a catalyst for purifying an exhaust gas which does not use rhodium and whose amount used is greatly reduced compared to the conventional one, and which simultaneously removes three components of CO, HC and NOx.

【0023】アルカリ土類金属酸化物の添加効果は、パ
ラジウムに直接作用し、その電荷状態を変化させること
により、反応性を高め、リッチ雰囲気でのNOx浄化能
を向上させるものである。(b)セリウムおよびランタ
ンが担持されてなるジルコニウム酸化物を使用すること
により、耐熱性が向上し、燃料ガス組成が化学量論比
(燃料ガスを完全燃焼させるに必要な空気量)近傍での
CO、HCおよびNOx浄化能の大幅な向上が示され
る。さらにセリウムおよびランタンが担持されてなるジ
ルコニウム酸化物にイットリウム、ネオジウムおよびプ
ラセオジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種を
担持することにより、上記性能は向上するものである。
The effect of adding the alkaline earth metal oxide is that it acts directly on palladium and changes its charge state, thereby enhancing the reactivity and improving the NOx purification ability in a rich atmosphere. (B) By using the zirconium oxide in which cerium and lanthanum are supported, the heat resistance is improved, and the fuel gas composition is in the vicinity of the stoichiometric ratio (the amount of air required to completely burn the fuel gas). Significant improvements in CO, HC and NOx purification capacity are shown. Further, by supporting at least one selected from the group consisting of yttrium, neodymium and praseodymium on a zirconium oxide carrying cerium and lanthanum, the above performance is improved.

【0024】[0024]

【実施例】以下に、実施例により、具体的に説明する
が、本発明の趣旨に反しない限り、これらの実施例に限
定するものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples unless it goes against the gist of the present invention.

【0025】(実施例1)市販のジルコニウム酸化物
(ZrO2、比表面積92m2/g)120gに、硝酸セ
リウム(酸化セリウムとして80g含有)および硝酸ラン
タン(酸化ランタンとして20g含有)を含有する水溶液
を加え、混合し、乾燥し、次いで、500℃で焼成し、
粉体(b)を得た。
(Example 1) An aqueous solution containing 120 g of commercially available zirconium oxide (ZrO 2 , specific surface area 92 m 2 / g) and cerium nitrate (containing 80 g of cerium oxide) and lanthanum nitrate (containing 20 g of lanthanum oxide). , Mix, dry, then bake at 500 ° C.,
A powder (b) was obtained.

【0026】上記手順で得られた粉体(b)、活性アル
ミナ(γ−Al23、比表面積155m2/g140
g、ならびに酢酸バリウム(バリウム酸化物として40
gを含有)と硝酸パラジウム(パラジウムとして6g含
有)の水溶液をボールミルで湿式粉砕して水性スラリー
を調製した。このスラリーに断面積1インチ平方当たり
400個のセルを有するコージェライト製モノリス担体
(内径33mm、長さ76mm)を浸漬し、取り出した
後、セル内の過剰スラリーを圧縮空気で吹き飛ばし、乾
燥、焼成後、完成触媒を得た。
The powder (b) obtained by the above procedure, activated alumina (γ-Al 2 O 3 , specific surface area 155 m 2 / g 140
g, and barium acetate (40 as barium oxide
g) and an aqueous solution of palladium nitrate (containing 6 g of palladium) were wet-milled with a ball mill to prepare an aqueous slurry. A cordierite monolithic carrier (inner diameter: 33 mm, length: 76 mm) having 400 cells per square inch of cross-sectional area was dipped in this slurry, taken out, and the excess slurry in the cells was blown off with compressed air, followed by drying and firing. After that, a finished catalyst was obtained.

【0027】(実施例2〜3)実施例1において、ジル
コニウム酸化物の量をそれぞれ200g、60gに変え
た以外は、実施例1と同様にして完成触媒を得た。この
ようにして得られた完成触媒の成分の担持量を表1に示
した。
(Examples 2 to 3) A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amounts of zirconium oxide were changed to 200 g and 60 g, respectively. Table 1 shows the supported amounts of the components of the thus-obtained finished catalyst.

【0028】(実施例4〜5)実施例1において、酢酸
バリウムの量を酸化バリウム換算量でそれぞれ1g、8
0gに変えた以外は実施例1と同様にして完成触媒を得
た。このようにして得られた完成触媒の成分の担持量を
表1に示した。
(Examples 4 to 5) In Example 1, the amounts of barium acetate were 1 g and 8 g, respectively, in terms of barium oxide.
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 0 g. Table 1 shows the supported amounts of the components of the thus-obtained finished catalyst.

【0029】(実施例6〜7)実施例1において、酢酸
バリウム(酸化バリウムとして40g含有)を、各々酢
酸カルシウム(酸化カルシウムとして40g)または酢
酸ストロンチウム(酸化ストロンチウムとして40g)
に変えた以外は、実施例1と同様にして完成触媒を得
た。このようにして得られた完成触媒の成分の担持量を
表1に示した。
(Examples 6 to 7) In Example 1, barium acetate (containing 40 g of barium oxide) was added to calcium acetate (40 g of calcium oxide) or strontium acetate (40 g of strontium oxide), respectively.
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that Table 1 shows the supported amounts of the components of the thus-obtained finished catalyst.

【0030】(実施例8〜9)実施例1において、硝酸
ランタンの量を酸化ランタン換算量でそれぞれ80g、
1gに変えた以外は実施例1と同様にして完成触媒を得
た。このようにして得られた完成触媒の成分の担持量を
表1に示した。
(Examples 8 to 9) In Example 1, the amount of lanthanum nitrate was 80 g in terms of lanthanum oxide equivalent,
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 1 g. Table 1 shows the supported amounts of the components of the thus-obtained finished catalyst.

【0031】(実施例10)実施例1において、ジルコ
ニウム酸化物、ランタン酸化物を、市販のジルコニウム
酸化物(ZrO2、比表面積92m2/g)120g、硝
酸ランタン(酸化ランタンとして20g含有)および硝
酸プラセオジウム(酸化プラセオジウムとして10g含
有)に変えた以外は実施例1と同様にして完成触媒を得
た。このようにして得られた完成触媒の成分の担持量を
表1に示した。
(Example 10) In Example 1, 120 g of commercially available zirconium oxide (ZrO 2 , specific surface area 92 m 2 / g), lanthanum nitrate (containing 20 g of lanthanum oxide), and zirconium oxide and lanthanum oxide in Example 1 were used. A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that praseodymium nitrate (containing 10 g of praseodymium oxide) was used. Table 1 shows the supported amounts of the components of the thus-obtained finished catalyst.

【0032】(実施例11〜12)実施例10におい
て、硝酸プラセオジウムの量を酸化プラセオジウム換算
量でそれぞれ1g、30gに変えた以外は実施例10と
同様にして完成触媒を得た。このようにして得られた完
成触媒の成分の担持量を表1に示した。
(Examples 11 to 12) A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 10 except that the amount of praseodymium nitrate was changed to 1 g and 30 g, respectively, in terms of praseodymium oxide. Table 1 shows the supported amounts of the components of the thus-obtained finished catalyst.

【0033】(実施例13〜14)実施例10におい
て、硝酸プラセオジウム(酸化プラセオジウムとして1
0g含有)を、それぞれ硝酸ネオジウム(酸化ネオジウ
ムとして10g含有)、硝酸イットリウム(酸化イット
リウムとして10g含有)に変えた以外は、実施例10
と同様にして完成触媒を得た。
(Examples 13 to 14) In Example 10, praseodymium nitrate (1% as praseodymium oxide) was used.
Example 10 except that 0 g) was replaced with neodymium nitrate (containing 10 g as neodymium oxide) and yttrium nitrate (containing 10 g as yttrium oxide), respectively.
A completed catalyst was obtained in the same manner as in.

【0034】(実施例15〜16)実施例1において、
パラジウム3gを含有する硝酸パラジウム水溶液をそれ
ぞれ20g、40gに変えた以外は、実施例1と同様に
して完成触媒を得た。
(Examples 15 to 16) In Example 1,
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the palladium nitrate aqueous solution containing 3 g of palladium was changed to 20 g and 40 g, respectively.

【0035】(比較例1)実施例1において、セリウム
およびランタンを担持したジルコニア酸化物に変えて、
酸化ランタンの変えて、市販の酸化セリウム(比表面積
149m2/g)80g、実施例1で用いたのと同じ市
販のジルコニウム酸化物120gを混合した後、硝酸ラ
ンタン(酸化ランタンとして20g含有)の水溶液を混合
し、乾燥、500℃で焼成した粉体を用いる以外は実施
例1と同様にして完成触媒を得た。
Comparative Example 1 In Example 1, the zirconia oxide carrying cerium and lanthanum was replaced by
Instead of lanthanum oxide, 80 g of commercially available cerium oxide (specific surface area 149 m 2 / g) and 120 g of the same commercially available zirconium oxide used in Example 1 were mixed, and then lanthanum nitrate (containing 20 g as lanthanum oxide) was mixed. A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that a powder obtained by mixing the aqueous solutions, drying and firing at 500 ° C was used.

【0036】(比較例2)実施例1において、酢酸バリ
ウムを除いた以外は、実施例1と同様にして完成触媒を
得た。
Comparative Example 2 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that barium acetate was omitted.

【0037】(比較例3)実施例1において、硝酸ラン
タンを使用しない以外は、実施例1と同様にして完成触
媒を得た。
Comparative Example 3 A finished catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that lanthanum nitrate was not used.

【0038】(比較例4)実施例1において、ジルコニ
ウム酸化物と酸化ランタンを用いず、さらに酸化セリウ
ム40gに変えて、比較例1で用いた酸化セリウム20
0gを用いた以外は実施例1と同様にして完成触媒を得
た。
(Comparative Example 4) The cerium oxide 20 used in Comparative Example 1 was replaced with the cerium oxide of Example 1 except that zirconium oxide and lanthanum oxide were not used and 40 g of cerium oxide was used.
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0 g was used.

【0039】(比較例5)実施例1において、酸化バリ
ウム、ジルコニウム酸化物および酸化ランタンを用い
ず、さらにパラジウム、酸化セリウムに変えて、白金を
2.25g含有するジニトロジアミン白金水溶液とロジ
ウムを0.22g含有する硝酸ロジウム水溶液の混合し
た溶液を実施例1で用いた活性アルミナ200gを含
浸、乾燥、焼成して得られた粉体、比較例1で用いた酸
化セリウム100gをボールミルで湿式粉砕した以外
は、実施例1と同様にして完成触媒を得た。
(Comparative Example 5) In Example 1, barium oxide, zirconium oxide and lanthanum oxide were not used, but palladium and cerium oxide were replaced with palladium dinitrodiamine aqueous solution containing 2.25 g of platinum and rhodium of 0. A powder obtained by impregnating a mixed solution of an aqueous rhodium nitrate solution containing 0.22 g with 200 g of activated alumina used in Example 1, drying and firing, and 100 g of cerium oxide used in Comparative Example 1 were wet-ground with a ball mill. A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.

【0040】(比較例6)実施例1において、酸化バリ
ウム、ジルコニウム酸化物および酸化ランタンを用い
ず、さらにパラジウム、酸化セリウムに変えて、パラジ
ウムを2.25g含有する硝酸パラジウム水溶液とロジ
ウムを0.22g含有する硝酸ロジウム水溶液の混合し
た溶液を実施例1で用いた活性アルミナ200gを含
浸、乾燥、焼成して得られた粉体、比較例1で用いた酸
化セリウム100gをボールミルで湿式粉砕した以外
は、実施例1と同様にして完成触媒を得た。
(Comparative Example 6) In Example 1, barium oxide, zirconium oxide and lanthanum oxide were not used, and palladium and cerium oxide were replaced by palladium aqueous solution containing 2.25 g of palladium nitrate and rhodium. A powder obtained by impregnating 200 g of activated alumina used in Example 1 with a mixed solution of 22 g of an aqueous rhodium nitrate solution, drying and firing, and 100 g of cerium oxide used in Comparative Example 1 were wet-milled with a ball mill. In the same manner as in Example 1, a finished catalyst was obtained.

【0041】(実施例17)実施例1〜16及び比較例
1〜6で得られた触媒を、エンジン耐久後、触媒活性を
評価した。以下にその手順を示す。
Example 17 The catalysts obtained in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 6 were evaluated for catalytic activity after engine durability. The procedure is shown below.

【0042】市販の電子制御方式のエンジン(8気筒4
400cc)を使用し、各触媒を充填したマルチコンバ
ーターをエンジンの排気系に連設して耐久テストを行な
った。エンジンは、定常運転60秒、減速6秒(減速時
に燃料がカットされて、触媒は、高温酸化雰囲気の厳し
い条件にさらされる。)というモード運転で運転し触媒
ベッド温度が定常運転時950℃となる条件で50時間
触媒をエージングした。エージング後の触媒性能の評価
は、市販の電子制御方式のエンジン(4気筒1800c
c)を使用し、各触媒を充填したマルチコンバーター
を、エンジンの排気系に連設して行なった。触媒の三元
性能は触媒入口ガス温度400℃、空間速度90,00
0hr~1の条件で評価した。この際、外部発振器より1
Hzサイン波型シグナルをエンジンのコントロールユニ
ットに導入して、空燃比(A/F)を±1.0A/F,
1Hzで振動させながら平均空燃比を連続的に変化さ
せ、この時の触媒入口及び出口ガス組成を同時に分析し
て、平均空燃比A/Fが15.1から14.1までC
O,HC及びNOの浄化率を求めた。
Commercially available electronically controlled engine (8 cylinders 4
Using 400 cc), a multi-converter filled with each catalyst was connected to the exhaust system of the engine and a durability test was conducted. The engine is operated in a mode operation of 60 seconds of steady operation and 6 seconds of deceleration (fuel is cut during deceleration, and the catalyst is exposed to severe conditions of high temperature oxidizing atmosphere), and the catalyst bed temperature is 950 ° C during steady operation. The catalyst was aged for 50 hours under the following conditions. The catalyst performance after aging was evaluated using a commercially available electronically controlled engine (4-cylinder 1800c
Using c), a multi-converter filled with each catalyst was connected to the exhaust system of the engine. The three-way performance of the catalyst is such that the catalyst inlet gas temperature is 400 ° C and the space velocity is 90,000.
It was evaluated under the condition of 0 hr- 1 . At this time, 1 from the external oscillator
Introducing a Hz sine wave type signal into the engine control unit, the air-fuel ratio (A / F) is ± 1.0A / F,
The average air-fuel ratio is continuously changed while oscillating at 1 Hz, and the catalyst inlet and outlet gas compositions at this time are analyzed at the same time, and the average air-fuel ratio A / F is from 15.1 to 14.1 C
The purification rates of O, HC and NO were obtained.

【0043】上記のようにして求めたCO,HC及びN
Oの浄化率対入口空燃比をグラフにプロットして、三元
特性曲線を作成し、CO,NO浄化率曲線の交点(クロ
スオーバーポイントと呼ぶ)の浄化率と、その交点のA
/F値におけるHC浄化率さらに、A/Fが14.2
(エンジン排気ガスがリッチ)でのNO浄化能を表2に
示した。
CO, HC and N obtained as described above
The purification rate of O versus the inlet air-fuel ratio is plotted in a graph to create a ternary characteristic curve, and the purification rate at the intersection of the CO and NO purification rates curves (called a crossover point) and the intersection A
HC purification rate at / F value Further, A / F is 14.2
Table 2 shows the NO purifying ability when the engine exhaust gas is rich.

【0044】また、触媒の低温での浄化性能は、空燃比
を±0.5A/F(1Hz)の条件で振動させながら、
平均空燃比をA/Fに14.6に固定してエンジンを運
転し、エンジン排気系の触媒コンバーターの前に熱交換
器を取り付けて、触媒入口ガス温度を200℃〜500
℃まで連続的に変化させ、触媒入口及び出口ガス組成を
分析して、CO,HC及びNOの浄化率を求めることに
より評価した。上記の様にして求めた、CO,HC及び
NOの浄化率50%での温度(ライトオフ温度)を測定
して表2に示した。
Further, the purification performance of the catalyst at low temperature is as follows, while vibrating the air-fuel ratio under the condition of ± 0.5 A / F (1 Hz).
The engine is operated with the average air-fuel ratio fixed to A / F of 14.6, a heat exchanger is installed in front of the catalytic converter of the engine exhaust system, and the catalyst inlet gas temperature is set to 200 ° C to 500 ° C.
It was evaluated by determining the purification rates of CO, HC and NO by analyzing the gas composition at the inlet and outlet of the catalyst while continuously changing the temperature to 0 ° C. The temperature (light-off temperature) at the CO, HC, and NO purification rate of 50% obtained as described above was measured and shown in Table 2.

【0045】表2より、本発明に開示される触媒は、貴
金属として、ロジウムを含まず、パラジウムのみでC
O,HCおよびNOxの三成分を同時に高性能に除去で
きることがわかる。さらに、エンジン排気ガスがリッチ
側でのNOxの浄化率(A/Fが14.2でのNOxの
値)に優れ、かつ著しく低温でHC,CO及びNOの三
成分を同時除去(ライトオフ温度の値)できるものであ
る。
From Table 2, the catalyst disclosed in the present invention does not contain rhodium as a noble metal, but only palladium with C
It can be seen that the three components of O, HC and NOx can be simultaneously removed with high performance. Furthermore, the purification rate of NOx (NOx value when A / F is 14.2) on the rich side of the engine exhaust gas is excellent, and the three components of HC, CO and NO are simultaneously removed at a significantly low temperature (light-off temperature). Value) is possible.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年7月6日[Submission date] July 6, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項3[Name of item to be corrected] Claim 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大幡 知久 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒触媒研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tomohisa Ohata 1 992, Nishikioki, Kamahama, Aboshi-ku, Himeji-shi, Hyogo 1

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)パラジウム、アルカリ土類金属酸
化物、(b)ランタン及びセリウムを担持したジルコニ
ウム酸化物、並びに(c)耐火性無機酸化物を含有する
触媒活性成分を一体構造体に被覆してなることを特徴と
する排気ガス浄化用触媒。
1. A catalytically active component containing (a) palladium, an alkaline earth metal oxide, (b) a zirconium oxide supporting lanthanum and cerium, and (c) a refractory inorganic oxide in an integrated structure. An exhaust gas purifying catalyst characterized by being coated.
【請求項2】 一体構造体1リットル当たり、パラジウ
ムが0.5〜30g、セリウム酸化物が10〜100
g、ジルコニウム酸化物が10〜150g、ランタン酸
化物が0.1〜50g、アルカリ土類金属酸化物が0.
1〜50g及び耐火性無機酸化物が10〜300gであ
る請求項1記載の触媒。
2. Palladium in an amount of 0.5 to 30 g and cerium oxide in an amount of 10 to 100 per liter of the integrated structure.
g, zirconium oxide is 10 to 150 g, lanthanum oxide is 0.1 to 50 g, and alkaline earth metal oxide is 0.1 g.
The catalyst according to claim 1, wherein 1 to 50 g and the refractory inorganic oxide are 10 to 300 g.
【請求項3】 (b)ランタン及びセリウムを担持した
ジルコニウム酸化物が、ジルコニウムとセリウム(酸化
物換算重量)との重量比で150:100〜10:10
0である請求項1記載の触媒。
3. A zirconium oxide carrying (b) lanthanum and cerium has a weight ratio of zirconium to cerium (weight equivalent to oxide) of 150: 100 to 10:10.
The catalyst according to claim 1, which is 0.
【請求項4】 (b)ランタン及びセリウムを担持した
ジルコニウム酸化物が、ジルコニウムの酸化物又は水酸
化物に、水溶性のランタン及びセリウムの塩の水溶液を
含浸し、乾燥、焼成して得られるものである請求項1又
は3記載の触媒。
4. A zirconium oxide carrying (b) lanthanum and cerium is obtained by impregnating a zirconium oxide or hydroxide with an aqueous solution of a water-soluble lanthanum and cerium salt, followed by drying and firing. The catalyst according to claim 1 or 3, which is one.
【請求項5】 (b)ランタン及びセリウムを担持した
ジルコニウム酸化物が、イットリウム、ネオジウム及び
プラセオジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種
の元素を含有する請求項1、3又は4記載の触媒。
5. The catalyst according to claim 1, wherein the zirconium oxide carrying (b) lanthanum and cerium contains at least one element selected from the group consisting of yttrium, neodymium and praseodymium.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04114742A (en) * 1990-09-03 1992-04-15 Nippon Shokubai Co Ltd Catalyst for purifying exhaust gas

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