JPH08206501A - 排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びにこれを用いた排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びにこれを用いた排ガス浄化装置Info
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- JPH08206501A JPH08206501A JP7017896A JP1789695A JPH08206501A JP H08206501 A JPH08206501 A JP H08206501A JP 7017896 A JP7017896 A JP 7017896A JP 1789695 A JP1789695 A JP 1789695A JP H08206501 A JPH08206501 A JP H08206501A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 水の存在下においても、軽油等の還元剤を供
給することにより、安定してかつ高い効率で排ガスに含
まれるＮＯｘを低減する。特にＮ2Ｏを生成することな
く広い温度範囲で排ガス中のＮＯｘを低減する。 【構成】 ＣｅＯ2のみからなる酸化物又はＣｅＯ2に加
えて更にＺｒＯ2，ＴｉＯ2，ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3から
なる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物を含む複
合酸化物にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ及Ｉｒからなる群より選ば
れた１種又は２種以上の貴金属が０．０１〜５重量％担
持される。
給することにより、安定してかつ高い効率で排ガスに含
まれるＮＯｘを低減する。特にＮ2Ｏを生成することな
く広い温度範囲で排ガス中のＮＯｘを低減する。 【構成】 ＣｅＯ2のみからなる酸化物又はＣｅＯ2に加
えて更にＺｒＯ2，ＴｉＯ2，ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3から
なる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物を含む複
合酸化物にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ及Ｉｒからなる群より選ば
れた１種又は２種以上の貴金属が０．０１〜５重量％担
持される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のエンジンの排
ガスに含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を低
減する触媒及びその製造方法に関する。更に詳しくは排
ガス浄化用触媒及びその製造方法並びにこれを用いた排
ガス浄化装置に関するものである。
ガスに含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を低
減する触媒及びその製造方法に関する。更に詳しくは排
ガス浄化用触媒及びその製造方法並びにこれを用いた排
ガス浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のＮＯｘを低減するモノリス触媒
として、銅イオン交換ゼオライト触媒が知られている。
この銅イオン交換ゼオライト触媒上で酸素と炭化水素が
存在すると、主として３００〜５００℃の温度範囲でＮ
Ｏｘの選択還元が高効率で触媒的に進行し、ディーゼル
エンジン、希薄燃焼方式ガソリンエンジン等の排ガス浄
化が可能になる。この銅イオン交換ゼオライト触媒はＮ
ａ型のＺＳＭ−５ゼオライトのＮａイオンをＣｕイオン
とイオン交換した物質である。従来、銅イオン交換ゼオ
ライト触媒はコージェライト等のセラミックスで作られ
たモノリス担体の表面にＣｕ−ＺＳＭ−５ゼオライトを
コーティングさせて構成される。
として、銅イオン交換ゼオライト触媒が知られている。
この銅イオン交換ゼオライト触媒上で酸素と炭化水素が
存在すると、主として３００〜５００℃の温度範囲でＮ
Ｏｘの選択還元が高効率で触媒的に進行し、ディーゼル
エンジン、希薄燃焼方式ガソリンエンジン等の排ガス浄
化が可能になる。この銅イオン交換ゼオライト触媒はＮ
ａ型のＺＳＭ−５ゼオライトのＮａイオンをＣｕイオン
とイオン交換した物質である。従来、銅イオン交換ゼオ
ライト触媒はコージェライト等のセラミックスで作られ
たモノリス担体の表面にＣｕ−ＺＳＭ−５ゼオライトを
コーティングさせて構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の銅
イオン交換ゼオライト触媒は高いＮＯｘの選択還元機能
がある反面、分子構造上、水が存在すると水分を吸着
し、ＮＯｘの選択還元機能が低下する不具合があった。
一方、Ｐｔ−Ａｌ2Ｏ3触媒は高熱の雰囲気下でも、或い
は水、ＳＯ2が存在しても高い活性を有する特長がある
反面、Ｎ2Ｏを生成する問題点と、活性を示す温度範囲
が比較的狭い不具合があった。このＰｔ−Ａｌ2Ｏ3触媒
はセラミックスモノリス担体の表面に形成されたＡｌ2
Ｏ3層にＰｔが数重量％担持された排ガス浄化用触媒で
ある。
イオン交換ゼオライト触媒は高いＮＯｘの選択還元機能
がある反面、分子構造上、水が存在すると水分を吸着
し、ＮＯｘの選択還元機能が低下する不具合があった。
一方、Ｐｔ−Ａｌ2Ｏ3触媒は高熱の雰囲気下でも、或い
は水、ＳＯ2が存在しても高い活性を有する特長がある
反面、Ｎ2Ｏを生成する問題点と、活性を示す温度範囲
が比較的狭い不具合があった。このＰｔ−Ａｌ2Ｏ3触媒
はセラミックスモノリス担体の表面に形成されたＡｌ2
Ｏ3層にＰｔが数重量％担持された排ガス浄化用触媒で
ある。
【０００４】本発明の目的は、水の存在下においても、
軽油等の還元剤を供給することにより、安定してかつ高
い効率で排ガスに含まれるＮＯｘを低減し得る排ガス浄
化用触媒及びその製造方法を提供することにある。本発
明の別の目的は、Ｎ2Ｏを生成することなく広い温度範
囲で排ガス中のＮＯｘを低減する排ガス浄化用触媒及び
その製造方法並びにこれを用いた排ガス浄化装置を提供
することにある。
軽油等の還元剤を供給することにより、安定してかつ高
い効率で排ガスに含まれるＮＯｘを低減し得る排ガス浄
化用触媒及びその製造方法を提供することにある。本発
明の別の目的は、Ｎ2Ｏを生成することなく広い温度範
囲で排ガス中のＮＯｘを低減する排ガス浄化用触媒及び
その製造方法並びにこれを用いた排ガス浄化装置を提供
することにある。
【０００５】
(a) 排ガス浄化用触媒 本発明の第１の排ガス浄化用触媒は、ＣｅＯ2のみから
なる酸化物又はＣｅＯ2に加えて更にＺｒＯ2，Ｔｉ
Ｏ2，ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3からなる群より選ばれた１種
又は２種以上の酸化物を含む複合酸化物にＰｔ，Ｐｄ，
Ｒｈ及Ｉｒからなる群より選ばれた１種又は２種以上の
貴金属が０．０１〜５重量％担持されたものである。本
発明の第２の排ガス浄化用触媒は、図１に示すようにセ
ラミックス又はメタルからなるモノリス担体１１の表面
にＣｅＯ2のみからなる酸化物の層１２又はＣｅＯ2に加
えて更にＺｒＯ2，ＴｉＯ2，ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3から
なる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物を含む複
合酸化物の層が形成され、酸化物層１２にＰｔ，Ｐｄ，
Ｒｈ及Ｉｒからなる群より選ばれた１種又は２種以上の
貴金属が０．０１〜５重量％担持されたモノリス触媒で
ある。本発明の第３の排ガス浄化用触媒は、ＣｅＯ2の
みからなる酸化物又はＣｅＯ2に加えて更にＺｒＯ2，Ｔ
ｉＯ2，ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3からなる群より選ばれた１
種又は２種以上の酸化物を含む複合酸化物を焼結してな
るペレット担体にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ及Ｉｒからなる群よ
り選ばれた１種又は２種以上の貴金属が０．０１〜５重
量％担持されたペレット触媒である。
なる酸化物又はＣｅＯ2に加えて更にＺｒＯ2，Ｔｉ
Ｏ2，ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3からなる群より選ばれた１種
又は２種以上の酸化物を含む複合酸化物にＰｔ，Ｐｄ，
Ｒｈ及Ｉｒからなる群より選ばれた１種又は２種以上の
貴金属が０．０１〜５重量％担持されたものである。本
発明の第２の排ガス浄化用触媒は、図１に示すようにセ
ラミックス又はメタルからなるモノリス担体１１の表面
にＣｅＯ2のみからなる酸化物の層１２又はＣｅＯ2に加
えて更にＺｒＯ2，ＴｉＯ2，ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3から
なる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物を含む複
合酸化物の層が形成され、酸化物層１２にＰｔ，Ｐｄ，
Ｒｈ及Ｉｒからなる群より選ばれた１種又は２種以上の
貴金属が０．０１〜５重量％担持されたモノリス触媒で
ある。本発明の第３の排ガス浄化用触媒は、ＣｅＯ2の
みからなる酸化物又はＣｅＯ2に加えて更にＺｒＯ2，Ｔ
ｉＯ2，ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3からなる群より選ばれた１
種又は２種以上の酸化物を含む複合酸化物を焼結してな
るペレット担体にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ及Ｉｒからなる群よ
り選ばれた１種又は２種以上の貴金属が０．０１〜５重
量％担持されたペレット触媒である。
【０００６】(b) 排ガス浄化用触媒の製造方法 本発明の第１の排ガス浄化用触媒の製造方法は、ＣｅＯ
2粉末とバインダと水とを混合してスラリーを調製する
工程と、セラミックス又はメタルからなるモノリス担体
を上記スラリーに浸漬する工程と、このスラリーに浸漬
したモノリス担体を乾燥し焼成する工程と、焼成したモ
ノリス担体をＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ又はＩｒのいずれかの金
属塩水溶液に浸漬する工程と、この浸漬物を乾燥し還元
雰囲気で焼成する工程とを含む方法である。
2粉末とバインダと水とを混合してスラリーを調製する
工程と、セラミックス又はメタルからなるモノリス担体
を上記スラリーに浸漬する工程と、このスラリーに浸漬
したモノリス担体を乾燥し焼成する工程と、焼成したモ
ノリス担体をＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ又はＩｒのいずれかの金
属塩水溶液に浸漬する工程と、この浸漬物を乾燥し還元
雰囲気で焼成する工程とを含む方法である。
【０００７】本発明の第１の製造方法では、少なくとも
ＣｅＯ2粉末を含む酸化物粉末を用いてウオッシュコー
ト用のスラリーを作り、このスラリーを公知のセラミッ
クス又はメタルからなるモノリス担体の表面にコーティ
ングして焼成し、このコーティング層にＰｔ，Ｐｄ，Ｒ
ｈ又はＩｒの金属を１種又は２種以上担持する。セラミ
ックモノリス担体にはコージェライト、アルミナ等から
作られたハニカム状の担体が、メタルモノリス担体には
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金から作られた担体が例示され
る。メタル担体は波形の金属箔と平らな金属箔とを交互
に積層した後、筒状に成形される。スラリーは少なくと
もＣｅＯ2粉末を含む酸化物粉末とシリカゾル、アルミ
ナゾル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のようなバイ
ンダと水とを混合して調製される。モノリス担体をこの
スラリーに十分に浸漬した後、このスラリーに浸漬した
モノリス担体を大気圧下、乾燥し、５００〜８００℃で
１〜１０時間焼成する。次いで、焼成したモノリス担体
に塩化白金酸水溶液、ジニトロジアミノ白金水溶液、硝
酸ロジウム水溶液、硝酸パラジウム水溶液又は塩化イリ
ジウム水溶液のような貴金属塩水溶液を含浸し、乾燥し
た後、この含浸物を還元雰囲気、例えば水素ガス中、５
００〜７００℃で１〜３時間焼成する。貴金属塩水溶液
中の上記貴金属の含有量又はこの水溶液の濃度は、焼成
後の触媒に上記貴金属が０．０１〜５重量％の範囲に担
持するように決められるが、この担持量は０．１〜３重
量％が好ましく、１〜２重量％が更に好ましい。
ＣｅＯ2粉末を含む酸化物粉末を用いてウオッシュコー
ト用のスラリーを作り、このスラリーを公知のセラミッ
クス又はメタルからなるモノリス担体の表面にコーティ
ングして焼成し、このコーティング層にＰｔ，Ｐｄ，Ｒ
ｈ又はＩｒの金属を１種又は２種以上担持する。セラミ
ックモノリス担体にはコージェライト、アルミナ等から
作られたハニカム状の担体が、メタルモノリス担体には
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金から作られた担体が例示され
る。メタル担体は波形の金属箔と平らな金属箔とを交互
に積層した後、筒状に成形される。スラリーは少なくと
もＣｅＯ2粉末を含む酸化物粉末とシリカゾル、アルミ
ナゾル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のようなバイ
ンダと水とを混合して調製される。モノリス担体をこの
スラリーに十分に浸漬した後、このスラリーに浸漬した
モノリス担体を大気圧下、乾燥し、５００〜８００℃で
１〜１０時間焼成する。次いで、焼成したモノリス担体
に塩化白金酸水溶液、ジニトロジアミノ白金水溶液、硝
酸ロジウム水溶液、硝酸パラジウム水溶液又は塩化イリ
ジウム水溶液のような貴金属塩水溶液を含浸し、乾燥し
た後、この含浸物を還元雰囲気、例えば水素ガス中、５
００〜７００℃で１〜３時間焼成する。貴金属塩水溶液
中の上記貴金属の含有量又はこの水溶液の濃度は、焼成
後の触媒に上記貴金属が０．０１〜５重量％の範囲に担
持するように決められるが、この担持量は０．１〜３重
量％が好ましく、１〜２重量％が更に好ましい。
【０００８】本発明の第２の製造方法では、ＣｅＯ2粉
末をバインダ及び水とともに混練し、この混練物を所定
の形状に成形した後、この成形体を乾燥し焼成してモノ
リス担体を作り、この焼結体のモノリス担体をＰｔ，Ｐ
ｄ，Ｒｈ又はＩｒのいずれかの貴金属塩水溶液に浸漬し
て乾燥焼成する。バインダとしてはカオリン、タルク、
硝酸アルミニウム及びシリカゾル等からなる群から選ば
れた１種又は２種以上のバインダを挙げることができ
る。また成形助剤としてポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）、プロピレングリコール、メチルセルロース（Ｍ
Ｃ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリエ
チレングリコール（ＰＥＧ）等からなる群より選ばれた
１種又は２種以上の成形助剤を挙げることができる。更
に成形性と成形体の強度を高めるために、混練物の固形
分を１００重量％とするとき、混練物はＣｅＯ2粉末を
７０〜９０重量％、バインダを１０〜３０重量％含有す
ることが好ましい。
末をバインダ及び水とともに混練し、この混練物を所定
の形状に成形した後、この成形体を乾燥し焼成してモノ
リス担体を作り、この焼結体のモノリス担体をＰｔ，Ｐ
ｄ，Ｒｈ又はＩｒのいずれかの貴金属塩水溶液に浸漬し
て乾燥焼成する。バインダとしてはカオリン、タルク、
硝酸アルミニウム及びシリカゾル等からなる群から選ば
れた１種又は２種以上のバインダを挙げることができ
る。また成形助剤としてポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）、プロピレングリコール、メチルセルロース（Ｍ
Ｃ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリエ
チレングリコール（ＰＥＧ）等からなる群より選ばれた
１種又は２種以上の成形助剤を挙げることができる。更
に成形性と成形体の強度を高めるために、混練物の固形
分を１００重量％とするとき、混練物はＣｅＯ2粉末を
７０〜９０重量％、バインダを１０〜３０重量％含有す
ることが好ましい。
【０００９】混練は各成分が均一に混合するように混練
機により行われる。混練物の成形は、押出し成形機を用
いて成形体が排ガスの流れる方向に正方形、三角形、六
角形等の規則正しい通孔が多数あいたハニカム状になる
ように行われる。また混練物の成形はペレット状になる
ように行うこともできる。成形体は大気圧下、乾燥した
後、大気圧下、５００〜８００℃で１〜５時間焼成さ
れ、モノリス担体が作られる。この焼結体のモノリス担
体を更に第１の製造方法と同じ塩化白金酸水溶液、ジニ
トロジアミノ白金水溶液、塩化ロジウム水溶液、塩化パ
ラジウム水溶液又は塩化イリジウム水溶液等の貴金属塩
水溶液に浸漬し、この浸漬物を第１の製造方法と同様に
して乾燥し焼成することによりＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ又はＩ
ｒを担持させる。貴金属塩水溶液中の上記貴金属の含有
量又はこの水溶液の濃度は、第１の製造方法と同じであ
る。
機により行われる。混練物の成形は、押出し成形機を用
いて成形体が排ガスの流れる方向に正方形、三角形、六
角形等の規則正しい通孔が多数あいたハニカム状になる
ように行われる。また混練物の成形はペレット状になる
ように行うこともできる。成形体は大気圧下、乾燥した
後、大気圧下、５００〜８００℃で１〜５時間焼成さ
れ、モノリス担体が作られる。この焼結体のモノリス担
体を更に第１の製造方法と同じ塩化白金酸水溶液、ジニ
トロジアミノ白金水溶液、塩化ロジウム水溶液、塩化パ
ラジウム水溶液又は塩化イリジウム水溶液等の貴金属塩
水溶液に浸漬し、この浸漬物を第１の製造方法と同様に
して乾燥し焼成することによりＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ又はＩ
ｒを担持させる。貴金属塩水溶液中の上記貴金属の含有
量又はこの水溶液の濃度は、第１の製造方法と同じであ
る。
【００１０】なお、第１及び第２の製造方法ともＰｔ，
Ｐｄ，Ｒｈ又はＩｒの貴金属を２種以上担持させるとき
には、２種以上の貴金属塩水溶液を混合してこの混合液
にモノリス担体を浸漬して乾燥した後、還元雰囲気で焼
成してもよいが、最初に第１の貴金属塩水溶液にモノリ
ス担体を浸漬して乾燥させ、還元雰囲気で焼成した後、
このモノリス担体を第２の貴金属塩水溶液に浸漬して乾
燥させ、還元雰囲気で焼成することが好ましい。
Ｐｄ，Ｒｈ又はＩｒの貴金属を２種以上担持させるとき
には、２種以上の貴金属塩水溶液を混合してこの混合液
にモノリス担体を浸漬して乾燥した後、還元雰囲気で焼
成してもよいが、最初に第１の貴金属塩水溶液にモノリ
ス担体を浸漬して乾燥させ、還元雰囲気で焼成した後、
このモノリス担体を第２の貴金属塩水溶液に浸漬して乾
燥させ、還元雰囲気で焼成することが好ましい。
【００１１】(c) 排ガス浄化装置 図４に示すように、本発明の排ガス浄化装置は、エンジ
ン１５の排気管１７に設けられたＮＯｘ触媒２１と、こ
のＮＯｘ触媒２１の排ガス上流側に設けられＮＯｘ触媒
２１に向けて炭化水素系還元剤２９を噴射可能な噴射ノ
ズル１８と、この噴射ノズル１８に還元剤２９を供給す
る還元剤供給手段２５とを備え、上記ＮＯｘ触媒２１が
排ガス上流側の前段に配置された上記第２の排ガス浄化
用触媒２１ａと、排ガス下流側の後段に配置されセラミ
ックス又はメタルからなるモノリス担体の表面に形成さ
れたＡｌ2Ｏ3層にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ及Ｉｒからなる群よ
り選ばれた１種又は２種以上の貴金属が０．０１〜５重
量％担持された排ガス浄化用触媒２１ｂとにより構成さ
れたことを特徴とする。
ン１５の排気管１７に設けられたＮＯｘ触媒２１と、こ
のＮＯｘ触媒２１の排ガス上流側に設けられＮＯｘ触媒
２１に向けて炭化水素系還元剤２９を噴射可能な噴射ノ
ズル１８と、この噴射ノズル１８に還元剤２９を供給す
る還元剤供給手段２５とを備え、上記ＮＯｘ触媒２１が
排ガス上流側の前段に配置された上記第２の排ガス浄化
用触媒２１ａと、排ガス下流側の後段に配置されセラミ
ックス又はメタルからなるモノリス担体の表面に形成さ
れたＡｌ2Ｏ3層にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ及Ｉｒからなる群よ
り選ばれた１種又は２種以上の貴金属が０．０１〜５重
量％担持された排ガス浄化用触媒２１ｂとにより構成さ
れたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】第１〜第３の触媒では、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ又は
Ｉｒを担持したＣｅＯ2ではＰｔ等の貴金属に結合する
酸素がＣｅＯ2の方に比較的速やかに移動してＰｔ等の
貴金属の活性を長く持続するので、ＮＯと炭化水素及び
酸素の存在下でＮＯｘを高効率に低減できる。また上記
ＣｅＯ2は高温の排ガスに対しても、水の存在下におい
ても触媒の変化が少なく、Ｎ2Ｏを生成することが少な
く高い効率で排ガスに含まれるＮＯｘを低減することが
できる。
Ｉｒを担持したＣｅＯ2ではＰｔ等の貴金属に結合する
酸素がＣｅＯ2の方に比較的速やかに移動してＰｔ等の
貴金属の活性を長く持続するので、ＮＯと炭化水素及び
酸素の存在下でＮＯｘを高効率に低減できる。また上記
ＣｅＯ2は高温の排ガスに対しても、水の存在下におい
ても触媒の変化が少なく、Ｎ2Ｏを生成することが少な
く高い効率で排ガスに含まれるＮＯｘを低減することが
できる。
【００１３】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。 ＜実施例１＞Ｐｔ−ＣｅＯ2モノリス触媒を作製した。
即ち、ＣｅＯ2粉末とシリカゾルと水とを均一に混合し
てウオッシュコート用のスラリーを調製した。コージェ
ライトからなるハニカム状のモノリス担体１１をこのス
ラリーに十分に浸漬した後、このスラリーに浸漬したモ
ノリス担体１１を乾燥し、大気圧下、７００℃で３時間
焼成した。モノリス担体１１の表面にＣｅＯ2層１２が
形成された。次いで、ＣｅＯ2層１２が形成されたモノ
リス担体１１を塩化白金酸水溶液（塩化白金酸濃度２重
量％）に浸漬し、乾燥した後、この浸漬物を還元雰囲
気、例えば水素ガス中、５００℃で３時間焼成してモノ
リス触媒１０を得た。ＣｅＯ2層１２には１重量％のＰ
ｔが担持された。
説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。 ＜実施例１＞Ｐｔ−ＣｅＯ2モノリス触媒を作製した。
即ち、ＣｅＯ2粉末とシリカゾルと水とを均一に混合し
てウオッシュコート用のスラリーを調製した。コージェ
ライトからなるハニカム状のモノリス担体１１をこのス
ラリーに十分に浸漬した後、このスラリーに浸漬したモ
ノリス担体１１を乾燥し、大気圧下、７００℃で３時間
焼成した。モノリス担体１１の表面にＣｅＯ2層１２が
形成された。次いで、ＣｅＯ2層１２が形成されたモノ
リス担体１１を塩化白金酸水溶液（塩化白金酸濃度２重
量％）に浸漬し、乾燥した後、この浸漬物を還元雰囲
気、例えば水素ガス中、５００℃で３時間焼成してモノ
リス触媒１０を得た。ＣｅＯ2層１２には１重量％のＰ
ｔが担持された。
【００１４】＜比較例１＞Ｐｔ−Ａｌ2Ｏ3モノリス触媒
を作製した。即ち、実施例１のＣｅＯ2粉末の代わりに
γ−Ａｌ2Ｏ3粉末を用いた以外は、実施例１と同様にし
てモノリス触媒を得た。
を作製した。即ち、実施例１のＣｅＯ2粉末の代わりに
γ−Ａｌ2Ｏ3粉末を用いた以外は、実施例１と同様にし
てモノリス触媒を得た。
【００１５】＜評価試験＞実施例１及び比較例１のモノ
リス触媒について、次のディーゼルエンジンの排ガスに
シミュレートした模擬ガスを触媒反応管に導入しＮＯｘ
還元を行い、ＮＯｘの低減率を調べた。試験ガスは、Ｎ
Ｏを１０００ｐｐｍ、ＳＯ2を２０ｐｐｍ、及びＯ2を１
０％それぞれ含む模擬ガスを用いた。また還元剤として
１３６０ｐｐｍのプロピレンを添加した。試験ガスは電
気炉により、１５０℃、２００℃、２２５℃、２５０
℃、３００℃、３５０℃、４００℃及び４５０℃の各温
度にコントロールされ、この各温度におけるＮＯｘの低
減率を２００００ｈｒ-1の空間速度（ＳＶ）で測定し
た。その結果を図２に示す。ＮＯｘ低減率はモノリス触
媒を通過する前のＮＯｘ濃度をＣ1、通過後のＮＯｘ濃
度をＣ2とするとき、次式により求めた。 ＮＯｘ低減率＝｛（Ｃ1−Ｃ2）／Ｃ1｝×１００（％） … （１） 図２から明らかなように、比較例１のモノリス触媒のＮ
Ｏｘ低減率が２２５℃で約６０％であったのに対して、
実施例１の触媒のＮＯｘ低減率は３００℃で約５０％の
値を示した。特に、比較例１のモノリス触媒は活性を示
す温度範囲が比較的狭いのに対して、実施例１のモノリ
ス触媒は高温側で高いＮＯｘ低減率を示した。
リス触媒について、次のディーゼルエンジンの排ガスに
シミュレートした模擬ガスを触媒反応管に導入しＮＯｘ
還元を行い、ＮＯｘの低減率を調べた。試験ガスは、Ｎ
Ｏを１０００ｐｐｍ、ＳＯ2を２０ｐｐｍ、及びＯ2を１
０％それぞれ含む模擬ガスを用いた。また還元剤として
１３６０ｐｐｍのプロピレンを添加した。試験ガスは電
気炉により、１５０℃、２００℃、２２５℃、２５０
℃、３００℃、３５０℃、４００℃及び４５０℃の各温
度にコントロールされ、この各温度におけるＮＯｘの低
減率を２００００ｈｒ-1の空間速度（ＳＶ）で測定し
た。その結果を図２に示す。ＮＯｘ低減率はモノリス触
媒を通過する前のＮＯｘ濃度をＣ1、通過後のＮＯｘ濃
度をＣ2とするとき、次式により求めた。 ＮＯｘ低減率＝｛（Ｃ1−Ｃ2）／Ｃ1｝×１００（％） … （１） 図２から明らかなように、比較例１のモノリス触媒のＮ
Ｏｘ低減率が２２５℃で約６０％であったのに対して、
実施例１の触媒のＮＯｘ低減率は３００℃で約５０％の
値を示した。特に、比較例１のモノリス触媒は活性を示
す温度範囲が比較的狭いのに対して、実施例１のモノリ
ス触媒は高温側で高いＮＯｘ低減率を示した。
【００１６】また、上記と同一の試験ガス（ＮＯを１０
００ｐｐｍ含む）を用いて実施例１及び比較例１のモノ
リス触媒がＮＯをＮ2Ｏに転化する率を調べた。その結
果を図３に示す。図３から明らかなように比較例１のモ
ノリス触媒が最大で４２％もＮＯをＮ2Ｏに転化するの
に対して実施例１のモノリス触媒はＮ2Ｏの生成を１０
％以下に抑えることができた。
００ｐｐｍ含む）を用いて実施例１及び比較例１のモノ
リス触媒がＮＯをＮ2Ｏに転化する率を調べた。その結
果を図３に示す。図３から明らかなように比較例１のモ
ノリス触媒が最大で４２％もＮＯをＮ2Ｏに転化するの
に対して実施例１のモノリス触媒はＮ2Ｏの生成を１０
％以下に抑えることができた。
【００１７】＜実施例２＞図４に示すように、ディーゼ
ルエンジン１５の排気マニホルド１６には排気管１７が
接続される。この排気管１７の途中にはエンジン側から
噴射ノズル１８を収容した還元剤噴射室１９とＮＯｘ触
媒２１を収容したＮＯｘ触媒室２２がこの順に設けられ
る。この例ではＮＯｘ触媒２１は排ガス上流側の前段に
実施例１のＰｔ−ＣｅＯ2モノリス触媒２１ａが配置さ
れ、排ガス下流側の後段に比較例１のＰｔ−Ａｌ2Ｏ3モ
ノリス触媒２１ｂが配置される。噴射ノズル１８はＮＯ
ｘ触媒２１に向けて設けられる。ＮＯｘ触媒２１と噴射
ノズル１８の間にはＮＯｘ触媒に流入する排気温を検出
する温度センサ２３が設けられる。２４はマフラーであ
る。
ルエンジン１５の排気マニホルド１６には排気管１７が
接続される。この排気管１７の途中にはエンジン側から
噴射ノズル１８を収容した還元剤噴射室１９とＮＯｘ触
媒２１を収容したＮＯｘ触媒室２２がこの順に設けられ
る。この例ではＮＯｘ触媒２１は排ガス上流側の前段に
実施例１のＰｔ−ＣｅＯ2モノリス触媒２１ａが配置さ
れ、排ガス下流側の後段に比較例１のＰｔ−Ａｌ2Ｏ3モ
ノリス触媒２１ｂが配置される。噴射ノズル１８はＮＯ
ｘ触媒２１に向けて設けられる。ＮＯｘ触媒２１と噴射
ノズル１８の間にはＮＯｘ触媒に流入する排気温を検出
する温度センサ２３が設けられる。２４はマフラーであ
る。
【００１８】噴射ノズル１８には還元剤供給手段２５に
より炭化水素系還元剤２９が供給される。即ち噴射ノズ
ル１８には液送管２６が接続され、この液送管２６は三
方切換弁２７及び圧送ポンプ２８を介して還元剤２９が
入った貯蔵タンク３１に配管される。この例では炭化水
素系還元剤２９は軽油である。切換弁２７には更にタン
ク３１に配管された戻り管３２が接続される。切換弁２
７は作動時のみ噴射ノズル１８に還元剤を供給し、不作
動時には圧送された還元剤を戻り管３２に戻すように切
換わる。切換弁２７及び圧送ポンプ２８にはコントロー
ラ３３の制御出力が接続され、このコントローラ３３の
制御入力にはエンジン１５の回転速度を検出する回転セ
ンサ３４と、エンジン１５の負荷を検出する負荷センサ
３５と、前述した温度センサ２３が接続される。コント
ローラ３３には図示しないメモリを備える。このメモリ
にはエンジンの回転速度、負荷及び排気温度に応じて噴
射ノズル１８からＮＯｘ触媒２１に噴射すべき炭化水素
系還元剤２９の量が予めマップとして記憶されている。
より炭化水素系還元剤２９が供給される。即ち噴射ノズ
ル１８には液送管２６が接続され、この液送管２６は三
方切換弁２７及び圧送ポンプ２８を介して還元剤２９が
入った貯蔵タンク３１に配管される。この例では炭化水
素系還元剤２９は軽油である。切換弁２７には更にタン
ク３１に配管された戻り管３２が接続される。切換弁２
７は作動時のみ噴射ノズル１８に還元剤を供給し、不作
動時には圧送された還元剤を戻り管３２に戻すように切
換わる。切換弁２７及び圧送ポンプ２８にはコントロー
ラ３３の制御出力が接続され、このコントローラ３３の
制御入力にはエンジン１５の回転速度を検出する回転セ
ンサ３４と、エンジン１５の負荷を検出する負荷センサ
３５と、前述した温度センサ２３が接続される。コント
ローラ３３には図示しないメモリを備える。このメモリ
にはエンジンの回転速度、負荷及び排気温度に応じて噴
射ノズル１８からＮＯｘ触媒２１に噴射すべき炭化水素
系還元剤２９の量が予めマップとして記憶されている。
【００１９】このような構成の排ガス浄化装置では、先
ずエンジン１５の運転状態について、アイドル状態或い
は始動時等の排気温が約１８０℃以下の低温状態のいず
れかであることを回転センサ３４、負荷センサ３５又は
温度センサ２３のいずれか１つ又は２つ以上のセンサが
検出すると、コントローラ３３は圧送ポンプ２８及び切
換弁２７を不作動にし、噴射ノズル１８から還元剤２９
を噴射しない。エンジン１５の運転が続けられ、排気温
が例えば約１８０℃〜約４５０℃に上昇し、中負荷状態
になると、コントローラ３３は切換弁２７及び圧送ポン
プ２８を作動させ、噴射ノズル１８から炭化水素系還元
剤２９を噴射する。
ずエンジン１５の運転状態について、アイドル状態或い
は始動時等の排気温が約１８０℃以下の低温状態のいず
れかであることを回転センサ３４、負荷センサ３５又は
温度センサ２３のいずれか１つ又は２つ以上のセンサが
検出すると、コントローラ３３は圧送ポンプ２８及び切
換弁２７を不作動にし、噴射ノズル１８から還元剤２９
を噴射しない。エンジン１５の運転が続けられ、排気温
が例えば約１８０℃〜約４５０℃に上昇し、中負荷状態
になると、コントローラ３３は切換弁２７及び圧送ポン
プ２８を作動させ、噴射ノズル１８から炭化水素系還元
剤２９を噴射する。
【００２０】図５に示すように、前段にＰｔ−ＣｅＯ2
モノリス触媒２１ａを、後段にＰｔ−Ａｌ2Ｏ3モノリス
触媒２１ｂをそれぞれ配置することにより、１８０〜４
５０℃の広い温度範囲でＮＯｘを低減することができ
る。図５において比較例２はＮＯｘ触媒がＰｔ−Ａｌ2
Ｏ3モノリス触媒２１ｂのみで構成された特性図であ
る。
モノリス触媒２１ａを、後段にＰｔ−Ａｌ2Ｏ3モノリス
触媒２１ｂをそれぞれ配置することにより、１８０〜４
５０℃の広い温度範囲でＮＯｘを低減することができ
る。図５において比較例２はＮＯｘ触媒がＰｔ−Ａｌ2
Ｏ3モノリス触媒２１ｂのみで構成された特性図であ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、少
なくともＣｅＯ2を含む酸化物により形成されたモノリ
ス担体もしくはペレット担体、又は上記酸化物層がコー
ティングされたセラミック担体もしくはメタル担体はＣ
ｅＯ2の表面にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ又はＩｒを担持してい
るため、Ｐｔ等の貴金属に結合する酸素がＣｅＯ2の方
に比較的速やかに移動してＰｔ等の貴金属の活性を長く
持続する。この結果、ＮＯと炭化水素及び酸素の存在下
でＮＯｘを高効率に低減できる。また上記ＣｅＯ2は高
温の排ガスに対しても、水の存在下においても触媒の変
化が少なく高い効率で排ガスに含まれるＮＯｘを低減す
る優れた効果がある。また、貴金属を担持した本発明の
ＣｅＯ2触媒と従来のＡｌ2Ｏ3触媒とにより２段のＮＯ
ｘ触媒を構成すると、より一層広い温度範囲でＮＯｘを
低減できる優れた効果を奏する。
なくともＣｅＯ2を含む酸化物により形成されたモノリ
ス担体もしくはペレット担体、又は上記酸化物層がコー
ティングされたセラミック担体もしくはメタル担体はＣ
ｅＯ2の表面にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ又はＩｒを担持してい
るため、Ｐｔ等の貴金属に結合する酸素がＣｅＯ2の方
に比較的速やかに移動してＰｔ等の貴金属の活性を長く
持続する。この結果、ＮＯと炭化水素及び酸素の存在下
でＮＯｘを高効率に低減できる。また上記ＣｅＯ2は高
温の排ガスに対しても、水の存在下においても触媒の変
化が少なく高い効率で排ガスに含まれるＮＯｘを低減す
る優れた効果がある。また、貴金属を担持した本発明の
ＣｅＯ2触媒と従来のＡｌ2Ｏ3触媒とにより２段のＮＯ
ｘ触媒を構成すると、より一層広い温度範囲でＮＯｘを
低減できる優れた効果を奏する。
【図１】本発明の実施例１の排ガスを浄化する触媒の構
成図。
成図。
【図２】本発明の実施例１及び比較例１の触媒のＮＯｘ
低減率の触媒入口温度による変化を示す図。
低減率の触媒入口温度による変化を示す図。
【図３】本発明の実施例１及び比較例１の触媒のＮ2Ｏ
転化率の触媒入口温度による変化を示す図。
転化率の触媒入口温度による変化を示す図。
【図４】本発明の実施例２の排ガス浄化装置の構成図。
【図５】本発明の実施例２及び比較例２の触媒のＮＯｘ
低減率の触媒入口温度による変化を示す図。
低減率の触媒入口温度による変化を示す図。
１０ モノリス触媒（触媒） １１ モノリス担体 １２ ＣｅＯ2層（酸化物層） １５ エンジン １７ 排気管 １８ 噴射ノズル ２１ ＮＯｘ触媒 ２１ａ Ｐｔ−ＣｅＯ2モノリス触媒（排ガス浄化用触
媒） ２１ｂ Ｐｔ−Ａｌ2Ｏ3モノリス触媒（排ガス浄化用触
媒） ２５ 還元剤供給手段 ２９ 炭化水素系還元剤
媒） ２１ｂ Ｐｔ−Ａｌ2Ｏ3モノリス触媒（排ガス浄化用触
媒） ２５ 還元剤供給手段 ２９ 炭化水素系還元剤
Claims (6)
- 【請求項１】 ＣｅＯ2のみからなる酸化物又はＣｅＯ2
に加えて更にＺｒＯ2，ＴｉＯ2，ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3
からなる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物を含
む複合酸化物にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ及Ｉｒからなる群より
選ばれた１種又は２種以上の貴金属が０．０１〜５重量
％担持された排ガス浄化用触媒。 - 【請求項２】 セラミックス又はメタルからなるモノリ
ス担体(11)の表面にＣｅＯ2のみからなる酸化物の層(1
2)又はＣｅＯ2に加えて更にＺｒＯ2，ＴｉＯ2，ＳｉＯ2
及びＡｌ2Ｏ3からなる群より選ばれた１種又は２種以上
の酸化物を含む複合酸化物の層が形成され、前記酸化物
層(12)にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ及Ｉｒからなる群より選ばれ
た１種又は２種以上の貴金属が０．０１〜５重量％担持
された排ガス浄化用触媒。 - 【請求項３】 ＣｅＯ2のみからなる酸化物又はＣｅＯ2
に加えて更にＺｒＯ2，ＴｉＯ2，ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3
からなる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物を含
む複合酸化物を焼結してなるペレット担体にＰｔ，Ｐ
ｄ，Ｒｈ及Ｉｒからなる群より選ばれた１種又は２種以
上の貴金属が０．０１〜５重量％担持された排ガス浄化
用触媒。 - 【請求項４】 ＣｅＯ2粉末とバインダと水とを混合し
てスラリーを調製する工程と、 セラミックス又はメタルからなるモノリス担体を前記ス
ラリーに浸漬する工程と、 前記スラリーに浸漬したモノリス担体を乾燥し焼成する
工程と、 前記焼成したモノリス担体をＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ又はＩｒ
のいずれかの金属塩水溶液に浸漬する工程と、 前記浸漬物を乾燥し還元雰囲気で焼成する工程とを含む
排ガス浄化用触媒の製造方法。 - 【請求項５】 ＣｅＯ2粉末とバインダと水とを混練す
る工程と、 前記混練物を所定の形状に成形する工程と、 前記成形物を乾燥し焼成する工程と、 前記成形物を焼成した焼結体をＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ又はＩ
ｒのいずれかの金属塩水溶液に浸漬する工程と、 前記浸漬物を乾燥し還元雰囲気で焼成する工程とを含む
排ガス浄化用触媒の製造方法。 - 【請求項６】 エンジン(15)の排気管(17)に設けられた
ＮＯｘ触媒(21)と、 前記ＮＯｘ触媒(21)の排ガス上流側に設けられ前記ＮＯ
ｘ触媒(21)に向けて炭化水素系還元剤(29)を噴射可能な
噴射ノズル(18)と、 前記噴射ノズル(18)に前記還元剤(29)を供給する還元剤
供給手段(25)とを備えた排ガス浄化装置において、 前記ＮＯｘ触媒(21)は排ガス上流側の前段に配置された
請求項２記載の排ガス浄化用触媒(21a)と、排ガス下流
側の後段に配置されセラミックス又はメタルからなるモ
ノリス担体の表面に形成されたＡｌ2Ｏ3層にＰｔ，Ｐ
ｄ，Ｒｈ及Ｉｒからなる群より選ばれた１種又は２種以
上の貴金属が０．０１〜５重量％担持された排ガス浄化
用触媒(21b)とにより構成されたことを特徴とする排ガ
ス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7017896A JPH08206501A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びにこれを用いた排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7017896A JPH08206501A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びにこれを用いた排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08206501A true JPH08206501A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=11956499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7017896A Pending JPH08206501A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法並びにこれを用いた排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08206501A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1077806C (zh) * | 1996-10-04 | 2002-01-16 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 负载贵金属微粒的大气净化催化剂及制法 |
| WO2006060143A3 (en) * | 2004-11-30 | 2006-09-14 | Corning Inc | Method of making a fuel cell device assembly and frame |
| JP2009255034A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-11-05 | Ibiden Co Ltd | ハニカム構造体および排ガス処理装置 |
| JP2009255029A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-11-05 | Ibiden Co Ltd | ハニカム構造体 |
| JP2013241859A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法 |
| CN112221494A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-01-15 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种适用于汽油车尾气净化的含Pt催化剂及其制备方法 |
| CN118847097A (zh) * | 2024-05-15 | 2024-10-29 | 华东理工大学 | 用于被动氮氧化物吸附的棒状Pd/CeO2催化剂及其制备方法和应用 |
-
1995
- 1995-02-06 JP JP7017896A patent/JPH08206501A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1077806C (zh) * | 1996-10-04 | 2002-01-16 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 负载贵金属微粒的大气净化催化剂及制法 |
| WO2006060143A3 (en) * | 2004-11-30 | 2006-09-14 | Corning Inc | Method of making a fuel cell device assembly and frame |
| US7416760B2 (en) * | 2004-11-30 | 2008-08-26 | Corning Incorporated | Method of making a fuel cell device assembly and frame |
| JP2009255034A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-11-05 | Ibiden Co Ltd | ハニカム構造体および排ガス処理装置 |
| JP2009255029A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-11-05 | Ibiden Co Ltd | ハニカム構造体 |
| JP2013241859A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法 |
| US9394820B2 (en) | 2012-05-18 | 2016-07-19 | Isuzu Motors Limited | Exhaust gas purification system and method for purifying exhaust gas |
| CN112221494A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-01-15 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种适用于汽油车尾气净化的含Pt催化剂及其制备方法 |
| CN112221494B (zh) * | 2020-11-11 | 2023-10-20 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种适用于汽油车尾气净化的含Pt催化剂及其制备方法 |
| CN118847097A (zh) * | 2024-05-15 | 2024-10-29 | 华东理工大学 | 用于被动氮氧化物吸附的棒状Pd/CeO2催化剂及其制备方法和应用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20031120 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040331 |