JPH0796197A - 排ガス浄化触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い温度範囲において高いＮＯ_x 除去能を有
し、そして、自動車の排ガスに含まれるＮＯ_x を低減す
る。 【構成】 ニッケル、イットリウム、ランタン、および
サマリウムの何れか一つと銅とが、担体に担持されると
ころである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明に関係ある分野】この発明は、自動車、特に、デ
ィーゼル車の排ガスに含まれるＮＯ_x の処理に使用され
る排ガス浄化触媒に関する。

【０００２】

【背景技術】自動車の排ガスに含まれる有害成分は、Ｃ
Ｏ、低級炭化水素（ＨＣ）、ＮＯ_xおよびＳＯ_x など
で、近年は、それらを処理する各種の触媒が開発されて
きた。ところが、その開発された触媒の処理条件は極め
て狭い温度範囲に限定され、例えば、ＮＯ_x 処理のため
に開発された銅−ゼオライト（Ｃｕ−ＺＳＭ−５）で
は、ＮＯ_x 除去能は、高温域で高いが、低温域（２００
〜４００℃）で低いので、実車に搭載することを難しく
しているのが現状である。

【０００３】

【発明の課題】この発明の課題は、広い温度範囲におい
て高いＮＯ_x 除去能を有し、そして、自動車の排ガスに
含まれるＮＯ_x を低減して環境汚染を抑制するところの
排ガス浄化触媒の提供にある。

【０００４】

【課題の相応する手段およびそれの作用】この発明は、
ニッケル、イットリウム、ランタン、およびサマリウム
の何れか一つと銅とが担体に担持され、そして、広い温
度範囲で高いＮＯ_x 除去能を得て自動車の排ガスに含ま
れるＮＯ_x を触媒処理可能にするところである。

【０００５】

【具体例の説明】以下、この発明の排ガス浄化触媒の特
定された具体例について説明する。その排ガス浄化触媒
は、銅−ニッケル−ゼオライト（Ｃｕ−Ｎｉ−ＺＳＭ−
５）であり、その銅−ニッケル−ゼオライトは、銅（Ｃ
ｕ）およびニッケル（Ｎｉ）がゼオライト（ＺＳＭ−
５）に担持されるもので、そのゼオライトがその銅塩お
よびニッケル塩の水溶液を含浸させて調製される。この
調製では、その銅の担持量は、０．５〜１０ｗｔ％が、
そのニッケルの担持量は、０．５〜１０ｗｔ％がそれぞ
れ最適範囲である。そして次に、その調製された銅−ニ
ッケル−ゼオライトは、乾燥され、その後に、５００℃
で３時間の間、空気焼成される。

【０００６】その銅−ニッケル−ゼオライトは、ペレッ
ト状のゼオライトに金属種（Ｃｕ，Ｎｉ）が担持されて
反応管にセットされ、そして、評価試験が行なわれた。
そのサンプル評価試験は、常圧固定床流通型反応装置で
実施された。また、ガスの組成は、ＮＯ：５００ｐｐ
ｍ、Ｏ₂ ：４％、Ｃ₃ Ｈ₈ ：１０００ｐｐｍ、ＳＯ₂ ：
１００ｐｐｍになるようにＮ₂ でバランスをとった混合
ガスを使用した。そして、反応生成物および定量は、Ｎ
Ｏ_x 計、ガス分析計で行なった。また、後述される触媒
活性は、全てＮＯ_x 転化率で評価した。

【０００７】そのように調製されて製造されたその銅−
ニッケル−ゼオライトを使ってそのガスに含まれている
ＮＯ_x を除去処理したところ、図１に示されたＮＯ還元
活性の反応温度依存性が得られた。その銅−ニッケル−
ゼオライトのＮＯ_x 転化率１と銅−ゼオライト（Ｃｕ−
ＺＳＭ−５）のＮＯ_x 転化率５とを比較して、その銅−
ニッケル−ゼオライトの活性は、広い温度範囲（３００
〜５００℃）でその銅−ゼオライトのそれよりも大幅に
向上された。その結果、その銅−ニッケル−ゼオライト
では、高い転化率、所謂、高いＮＯ_x 浄化率を示す領域
であるウインドウがその銅−ゼオライトに比べて幅広く
なった。

【０００８】その上述された銅−ニッケル−ゼオライト
は、含浸法で調製されるところで説明されたが、その銅
−ニッケル−ゼオライトは、そのゼオライトが銅および
ニッケルをイオン交換法によって調製されてもよい。ま
た、その上述された排ガス浄化触媒では、その銅および
ニッケルがそのゼオライトに担持されたところで説明さ
れたが、その銅およびニッケルは、担体としてモルデナ
イトにも担持可能で、その場合にも、その銅−ニッケル
−ゼオライトと同様のＮＯ還元活性の反応温度依存性が
得られた。

【０００９】また、この発明の排ガス浄化触媒の特定さ
れた他の具体例は、銅−イットリウム−ゼオライト（Ｃ
ｕ−Ｙ−ＺＳＭ−５）であり、その銅−イットリウム−
ゼオライトは、銅（Ｃｕ）およびイットリウム（Ｙ）が
ゼオライト（ＺＳＭ−５）に担持されるもので、そのゼ
オライトがその銅塩およびイットリウム塩の水溶液を含
浸させて調製される。この調製では、その銅の担持量
は、０．５〜１０ｗｔ％が、そのイットリウムの担持量
は、０．５〜１０ｗｔ％がそれぞれ最適範囲である。そ
して次に、その調製された銅−イットリウム−ゼオライ
トは、乾燥され、その後に、５００℃で３時間の間、空
気焼成される。

【００１０】その銅−イットリウム−ゼオライトは、ペ
レット状のゼオライトに金属種（Ｃｕ，Ｙ）が担持され
て反応管にセットされ、そして、評価試験が行なわれ
た。そのサンプル評価試験は、常圧固定床流通型反応装
置で実施した。また、ガスの組成は、前述の銅−ニッケ
ル−ゼオライトの場合に同じであるところの混合ガスを
使用した。そして、反応生成物および定量は、ＮＯ
_x 計、ガス分析計で行ない、また、触媒活性は、ＮＯ_x
転化率で評価した。

【００１１】そのように調製されて製造されたその銅−
イットリウム−ゼオライトを使ってそのガスに含まれて
いるＮＯ_x を除去処理したところ、図１に示されたＮＯ
還元活性の反応温度依存性が得られた。その銅−イット
リウム−ゼオライトのＮＯ_x転化率２とその銅−ゼオラ
イトのＮＯ_x 転化率５とを比較して、その銅−イットリ
ウム−ゼオライトの活性は、広い温度範囲（３００〜５
００℃）でその銅−ゼオライトのそれよりも大幅に向上
された。その結果、その銅−イットリウム−ゼオライト
では、高い転化率、所謂、高いＮＯ_x 浄化率を示す領
域、すなわち、ウインドウがその銅−ゼオライトに比べ
て幅広くなった。

【００１２】その上述された銅−イットリウム−ゼオラ
イトは、含浸法で調製されるところで説明されたが、そ
の銅−イットリウム−ゼオライトは、そのゼオライトが
銅およびイットリウムをイオン交換法によって調製され
てもよい。また、その上述された排ガス浄化触媒では、
その銅およびイットリウムがそのゼオライトに担持され
たところで説明されたが、その銅およびイットリウム
は、担体としてモルデナイトにも担持可能で、その場合
にも、その銅−イットリウム−ゼオライトと同様のＮＯ
還元活性の反応温度依存性が得られた。

【００１３】さらに、この発明の排ガス浄化触媒の特定
されたさらに他の具体例は、銅−ランタン−ゼオライト
（Ｃｕ−Ｌａ−ＺＳＭ−５）であり、その銅−ランタン
−ゼオライトは、銅（Ｃｕ）およびランタン（Ｌａ）が
ゼオライト（ＺＳＭ−５）に担持されるもので、そのゼ
オライトがその銅塩およびランタン塩の水溶液を含浸さ
せて調製される。この調製では、その銅の担持量は、
０．５〜１０ｗｔ％が、そのランタンの担持量は、０．
５〜１０ｗｔ％がそれぞれ最適範囲である。そして次
に、その調製された銅−ランタン−ゼオライトは、乾燥
され、その後に、５００℃で３時間の間、空気焼成され
る。

【００１４】その銅−ランタン−ゼオライトは、ペレッ
ト状のゼオライトに金属種（Ｃｕ，Ｌａ）が担持されて
反応管にセットされ、そして、評価試験が行なわれた。
そのサンプル評価試験は、常圧固定床流通型反応装置で
実施した。また、ガスの組成は、前述の銅−ニッケル−
ゼオライトの場合に同じであるところの混合ガスを使用
した。そして、反応生成物および定量は、ＮＯ_x 計、ガ
ス分析計で行ない、また、触媒活性は、ＮＯ_x 転化率で
評価した。

【００１５】そのように調製されて製造されたその銅−
ランタン−ゼオライトを使ってそのガスに含まれている
ＮＯ_x を除去処理したところ、図１に示されたＮＯ還元
活性の反応温度依存性が得られた。その銅−ランタン−
ゼオライトのＮＯ_x 転化率３とその銅−ゼオライトのＮ
Ｏ_x 転化率５とを比較して、その銅−ランタン−ゼオラ
イトの活性は、広い温度範囲（３００〜５００℃）でそ
の銅−ゼオライトのそれよりも向上された。

【００１６】その上述された銅−ランタン−ゼオライト
は、含浸法で調製されるところで説明されたが、その銅
−ランタン−ゼオライトは、そのゼオライトが、銅およ
びランタンをイオン交換法によって調製されてもよい。
また、その上述された排ガス浄化触媒では、その銅およ
びランタンがそのゼオライトに担持されたところで説明
されたが、その銅およびランタンは、担体としてモルデ
ナイトにも担持可能で、その場合にも、その銅−ランタ
ン−ゼオライトと同様のＮＯ還元活性の反応温度依存性
が得られた。

【００１７】またさらに、この発明の排ガス浄化触媒の
特定された他の具体例は、銅−サマリウム−ゼオライト
（Ｃｕ−Ｓｍ−ＺＳＭ−５）であり、その銅−サマリウ
ム−ゼオライトは、銅（Ｃｕ）およびサマリウム（Ｓ
ｍ）がゼオライト（ＺＳＭ−５）に担持されるもので、
そのゼオライトがその銅塩およびサマリウム塩の水溶液
を含浸させて調製される。この調製では、その銅の担持
量は、０．５〜１０ｗｔ％が、そのサマリウムの担持量
は、０．５〜１０ｗｔ％がそれぞれ最適範囲である。そ
して次に、その調製された銅−サマリウム−ゼオライト
は、乾燥され、その後に、５００℃で３時間の間、空気
焼成される。

【００１８】その銅−サマリウム−ゼオライトは、ペレ
ット状のゼオライトに金属種（Ｃｕ，Ｓｍ）が担持され
て反応管にセットされ、そして、評価試験が行なわれ
た。そのサンプル評価試験は、常圧固定床流通型反応装
置で実施した。また、ガスの組成は、前述の銅−ニッケ
ル−ゼオライトの場合に同じであるところの混合ガスを
使用した。そして、反応生成物および定量は、ＮＯ
_x 計、ガス分析計で行ない、また、触媒活性は、ＮＯ_x
転化率で評価した。

【００１９】そのように調製されて製造されたその銅−
サマリウム−ゼオライトを使ってそのガスに含まれてい
るＮＯ_x を除去処理したところ、図１に示されたＮＯ還
元活性の反応温度依存性が得られた。その銅−サマリウ
ム−ゼオライトのＮＯ_x 転化率４とその銅−ゼオライト
のＮＯ_x 転化率５とを比較して、その銅−サマリウム−
ゼオライトの活性は、広い温度範囲（３００〜５００
℃）でその銅−ゼオライトのそれよりも向上された。

【００２０】その上述された銅−サマリウム−ゼオライ
トは、含浸法で調製されるところで説明されたが、その
銅−サマリウム−ゼオライトは、そのゼオライトが、銅
およびサマリウムをイオン交換法によって調製されても
よい。また、その上述された排ガス浄化触媒では、その
銅およびサマリウムがそのゼオライトに担持されたとこ
ろで説明されたが、その銅およびサマリウムは、担体と
してモルデナイトにも担持可能で、その場合にも、その
銅−サマリウム−ゼオライトと同様のＮＯ還元活性の反
応温度依存性が得られた。

【００２１】先に図面を参照して説明されたところのこ
の発明の特定された具体例から明らかであるように、こ
の発明の属する技術の分野における通常の知識を有する
者にとって、この発明の内容は、その発明の性質（ｎａ
ｔｕｒｅ）および本質（ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）に由来
し、そして、それらを内在させると客観的に認められる
その他の態様に容易に具体化される。勿論、この発明の
内容は、その発明の課題に相応してその発明の成立に必
須である。

【００２２】

【発明の便益】上述から理解されるように、この発明の
排ガス浄化触媒は、ニッケル、イットリウム、ランタ
ン、およびサマリウムの何れか一つと銅とが担体に担持
されるので、この発明の排ガス浄化触媒では、高温域は
勿論であって低温域においても高いＮＯ_x 除去能が得ら
れ、広い温度範囲で自動車の排ガスに含まれるＮＯ_x が
除去・低減可能になり、それに伴って自動車の走行条件
に広い範囲で適応可能になり、そして、その結果、その
ＮＯ_x による環境汚染が抑制され、そして、自動車にと
って非常に有用で実用的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】銅−ニッケル−ゼオライト（Ｃｕ−Ｎｉ−ＺＳ
Ｍ−５）、銅−イットリウム−ゼオライト（Ｃｕ−Ｙ−
ＺＳＭ−５）、銅−ランタン−ゼオライト（Ｃｕ−Ｌａ
−ＺＳＭ−５）、銅−サマリウム−ゼオライト（Ｃｕ−
Ｓｍ−ＺＳＭ−５）、および銅−ゼオライト（Ｃｕ−Ｚ
ＳＭ−５）のＮＯ還元活性の反応温度依存性を示したグ
ラフである。

【符号の説明】

１ 銅−ニッケル−ゼオライトのＮＯ_x 転化率 ２ 銅−イットリウム−ゼオライトのＮＯ_x 転化率 ３ 銅−ランタン−ゼオライトのＮＯ_x 転化率 ４ 銅−サマリウム−ゼオライトのＮＯ_x 転化率 ５ 銅−ゼオライトのＮＯ_x 転化率

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２ Ｈ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ニッケル、イットリウム、ランタン、お
   よびサマリウムの何れか一つと銅とが、担体に担持され
   るところの排ガス浄化触媒。
2. 【請求項２】 その担体が、ゼオライトおよびモルデナ
   イトの何れか一つであるところの請求項１に記載の排ガ
   ス浄化触媒。