JPH0899033A - 炭化水素吸着剤 - Google Patents

炭化水素吸着剤

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JPH0899033A
JPH0899033A JP6235410A JP23541094A JPH0899033A JP H0899033 A JPH0899033 A JP H0899033A JP 6235410 A JP6235410 A JP 6235410A JP 23541094 A JP23541094 A JP 23541094A JP H0899033 A JPH0899033 A JP H0899033A
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JP
Japan
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adsorbent
weight
silver
cerium
zeolite
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Application number
JP6235410A
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English (en)
Inventor
Takashi Katsuno
尚 勝野
Masanori Kamikubo
真紀 上久保
Takuya Ikeda
卓弥 池田
Goji Masuda
剛司 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0899033A publication Critical patent/JPH0899033A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/18Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/12Hydrocarbons

Landscapes

  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車等の内燃機関から排出される排気ガス
浄化装置に使用される炭化水素吸着剤を提供すること。 【構成】 銀、周期律表の第IIIB族及び結晶性アル
ミノシリケートを含有し、更に前記第IIIB族が結晶
性アルミノシリケートにイオン交換されていることを特
徴とする炭化水素吸着剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素吸着剤に関
し、特に自動車等の内燃機関から排出される排気ガス浄
化装置に使用される炭化水素吸着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、自動車等の内燃機関の排ガス
を浄化するために、通常その排気出口に三元触媒が使用
されている。この触媒が浄化能を発揮する排ガス温度
は、一般に300℃以上が必要である。
【0003】しかしながら、従来の三元触媒をエキゾー
ストマニホールド直後に配置してもエンジン始動時に
は、多量の未燃炭化水素が内燃機関から排出され、しか
も排ガス温度が低いため触媒活性は低いので、炭化水素
は浄化されずにそのまま排出されてしまう。一方、定常
運転時におけるエンジンから排出される排ガスは高温に
なるため、その排気ガス浄化用触媒には耐熱性が要求さ
れる。
【0004】上記した課題を解決するための排ガス浄化
装置として、エンジン始動時における低温域で排ガス中
の炭化水素の吸着能力が高く、かつ吸着剤にコーティン
グした炭化水素や、排ガス中に含まれていたススの燃焼
除去を効果的に行う吸着能が持続することができる吸着
剤が提案されている(特開平5−317701号公
報)。
【0005】また、排ガス中の炭化水素を吸着する際に
使用される基材である結晶性アルミノシリケートに関し
ては、結晶製造時における結晶製造原料中に希土類金属
塩を存在せしめて製造された希土類金属含有結晶性アル
ミノ珪酸塩に周期律表第1b族及び第VIII族に属す
る金属から選ばれた少なくとも1種の金属原子を含有さ
せた排気ガス浄化用触媒を用いることにより、高温の排
気ガスと接触させても排ガス浄化性能が低下しないこと
が特開平5−031372号公報に示されている。
【0006】更に、三元触媒が活性化しない低温時に排
ガス中から排出される炭化水素を吸着除去し、高い水熱
安定性を有する炭化水素吸着剤として、リンを含有する
MFI構造の結晶性アルミノシリケートを用いた炭化水
素吸着剤が提案されている(特開平6−063394号
公報)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平5−317701号公報に開示されている吸着剤で
は、酸化活性を向上させる希土類酸化物又はその前駆体
を含有させる方法としてコロイド状セリア、水酸化ラン
タンゾルを用いているが、このような方法では担持金属
の分散度を向上させることはできないので、耐久後の金
属のシンタリングを抑制することができないという欠点
があった。
【0008】また、上記特開平5−031372号公報
に開示されている排気ガス浄化用触媒では、排気ガス浄
化用触媒の耐熱性を向上させるために希土類金属を結晶
性アルミノシリケート製造時に含有させた希土類金属含
有結晶性アルミノシリケートを用いているが、結晶性ア
ルミノシリケートの熱処理後の結晶度は高いものの、炭
化水素吸着剤として用いた場合には、金属の耐熱性を保
持することができないという欠点があった。
【0009】上記したような従来の排気ガス浄化用吸着
剤又は触媒を、自動車等の内燃機関の排ガス浄化用吸着
剤として用いた場合には、初期性能においてはエンジン
始動時における低温域で炭化水素を吸着し、触媒金属を
活性化する温度まで吸着した炭化水素を保持することが
可能であるため有効に機能するものである。
【0010】しかしながら、高温域における排ガスとの
接触による耐久後の性能においては、担持した金属がシ
ンタリングしてしまい、低温域での炭化水素を吸着する
ものの、触媒金属が活性化する温度まで吸着した炭化水
素を保持することができず、浄化されないまま排出され
てしまうという欠点があった。
【0011】一方、上記特開平6−063394号公報
に開示されている炭化水素吸着剤では、リン担持MFI
型ゼオライトを吸着剤として用い、ZSM−5に高い水
熱安定性を持たせているが、金属を担持していないため
炭化水素の吸着量が十分でなく、その脱離も三元触媒が
活性化する前に始まってしまう。
【0012】従って、本発明の目的は、炭化水素類に大
きな吸着能を有し、かつ吸着した炭化水素類の脱離温度
が高く、自動車用触媒として用いることが可能な程度の
耐熱性を有する排ガス中の炭化水素類を浄化する炭化水
素吸着剤を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究した結果、自動車等の内燃機関か
ら排出される排ガス中の未燃炭化水素を吸着する吸着剤
として結晶性アルミノシリケートに第IIIB族及び銀
を担持させ、更に第IIIB族の担持方法としてイオン
交換法を用いた場合には、高温における排ガスとの接触
による排ガス浄化能の低下を防止すると共に、高温ガス
と接触した後の炭化水素の吸着脱離能を維持し、更に金
属の耐熱性も維持することができることを見出し、本発
明に到達した。
【0014】本発明の上記の目的は、銀、周期律表の第
IIIB族及び結晶性アルミノシリケートを含有し、更
に前記第IIIB族が結晶性アルミノシリケートにイオ
ン交換されていることを特徴とする炭化水素吸着剤によ
り達成された。
【0015】本発明においては、結晶構造を形成してい
る結晶性アルミノシリケートに銀及びIIIB族を担持
させることにより、エンジン始動時に排出される未燃炭
化水素の吸着量が向上し、触媒が活性化する温度まで脱
離を抑制することができる。
【0016】また、前記第IIIB族が結晶性アルミノ
シリケートにイオン交換されていることにより、結晶性
アルミノシリケートの合成時に希土類を添加したり、コ
ロイド状セリアや水酸化ランタンゾルを用いることによ
り、結晶性アルミノシリケートの酸強度が高められ、銀
の耐久後の安定性を増加することができる。
【0017】結晶性アルミノシリケートとしては、MF
I(細孔径:5.1 〜5.6 Å)、BEA(細孔径:5.6 〜
7.6 Å)、FAU(細孔径:7.4 Å)、MOR(細孔
径:2.6 〜7.0 Å)、FER(細孔径:3.5 〜5.4
Å)、ERI(細孔径:3.6 〜5.2Å)、LTL(細孔
径:7.1 Å)及びCHA型ゼオライト(細孔径:3.8
Å)から成る群から選ばれた少なくとも1種を用いるこ
とができる。これらの結晶性アルミノシリケートの細孔
径の大きさが特に炭化水素の吸着に優れる。結晶性アル
ミノシリケートの中でも、特に結晶構造の耐熱性が優れ
ている。
【0018】上記ゼオライトの好ましいSi/2Alは
ゼオライト種により異なる。例えば、MFI型は10〜
1000、BEA型は20〜50、MOR型は10〜5
0、FER型は7〜20、ERI型は5〜7、LTL型
は5〜7、CHA型は3〜5、FAU型は5〜30であ
ることが好ましい。これらの値より小さくなると、合成
が困難になり、逆にこれらの値より大きくなると金属担
持量が減少し、却って効果が小さくなる。更に、数種類
の異なる細孔径を有するゼオライト種を用いることによ
り、排ガス組成中に含まれる多種の炭化水素類を吸着す
ることができる。
【0019】周期律表の第IIIA族としては、セリウ
ム、ランタン、ネオジウム、プラセオジム、プロメチウ
ム、サマリウム、ユーロピウム及びイットリウム等から
成る群から選ばれた少なくとも1種から適宜選択するこ
とができるが、特にセリウム、ランタン、ネオジウム及
びイットリウムから成る群から選ばれた少なくとも1種
が好ましい。本発明においては、第IIIA族としてセ
リウム、ランタン、ネオジウム及びイットリウムから成
る群から選ばれた少なくとも1種をイオン交換すること
により、特に耐久後の銀の安定化に効果がある。
【0020】上記希土類金属源としては、その金属の無
機塩及び有機塩、例えば塩化物、臭化物、炭酸塩、硝酸
塩、亜硝酸塩、酢酸塩、ギ酸塩及び酒石酸塩等から適宜
選択して使用することができるが、特に硝酸塩、酢酸塩
及び塩化物を使用することが好ましい。
【0021】第IIIB族のイオン交換時期は、銀を担
持するよりも前か、又は銀の担持と同時に行うことが好
ましい。第IIIB族を触媒金属である銀より先に担持
させることにより、結晶性アルミノシリケートの全酸量
が増加するため、酸点が銀との相互作用を強め、銀の耐
久後の安定性が増加する。一方、第IIIB族を同時に
担持させることにより、銀が高分散化して担持され、耐
久後の銀のシンタリングを抑制する。但し、銀を担持さ
せた後に第IIIB族を担持させると、銀を安定化させ
ることはできない。
【0022】銀の担持方法としては、公知の方法の中か
ら適宜選択して使用することができ、例えばイオン交換
法、含浸担持法、浸漬法等が挙げられ、特にイオン交換
法を使用することが好ましい。銀の出発塩としては、可
溶性の塩となっているものを使用することができるが、
特に硝酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩が好ましい。
【0023】結晶性アルミノシリケート中の銀の含有量
は、銀量で0.1〜15重量%の範囲であることが好ま
しい。銀量が0.1重量%未満になると、炭化水素を吸
着するという効果が得られず、15重量%を超えると、
細孔閉塞を起こし吸着量が減少する。
【0024】本発明においては、リンを担持させること
で、更に銀を安定化させることができる。リンの担持量
は、0.01〜5重量%の範囲であることが好ましい。
この範囲内で銀を添加すると、銀の担持量が増加し、ま
た耐久後の銀の安定性が増加する。リンを担持させる方
法としては、公知の方法の中から適宜選択して使用する
ことができる。また、リンは銀を担持するよりも前か、
銀を担持する際に同時に担持させることが好ましい。リ
ンの出発塩としては、リン単体及びリン化合物である。
これらの中で、特にリチウム塩やナトリウム塩等のアル
カリ金属塩、アンモニウム塩等のリン酸塩を用いると耐
熱性に優れた触媒が得られる。
【0025】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。ま
た、特に断らない限り、以下に記載する部及び%は、そ
れぞれ重量部及び重量%を示す。
【0026】実施例1 硫酸アルミニウム(18水塩)337.5g、硫酸(9
7%)362.5g、水7841ccよりなる溶液(A
液とする)、水ガラス(JIS−3号ケイ酸ソーダ)5
275.0g、水5000ccよりなる溶液(B液とす
る)及び塩化ナトリウム987.5g、水2300cc
よりなる溶液(C液とする)をそれぞれ用意した。次
に、室温でC液を攪拌しながら、このC液中にA液とB
液を徐々に滴下した。
【0027】次に、この混合液中に種晶としてモルデナ
イト〔TSZ−610NAA(商品名)、東ソ−(株)
製〕の粉末12.5gを添加した後、オートクレープ(25
リットル容量)に入れ、攪拌しながら(回転数300p
pm)、自己圧力下で20時間反応させた。次に、反応
混合物を冷却した後、固形物をろ過分離した。引き続
き、前記固形物に水280リットルを加え、水洗及びろ
過を繰り返した。そして、得られた固形物を120℃で
一昼夜乾燥させた後、550℃で4時間空気中で焼成し
て1200gの結晶性アルミノシリケートを得た。この
結晶性アルミノシリケートは、X線回折の結果、MFI
構造を有する公知のゼオライトZSM−5と構造的に類
似していた。
【0028】次に、この結晶性アルミノシリケートを硝
酸アンモニウム1435gと水10800gよりなる溶
液に添加し、室温下で3時間、攪拌、ろ過することによ
りアンモニウム交換を行った。この操作は、イオン交換
率を高めるために、3回繰り返した。そして、得られた
NH4 型結晶性アルミノシリケートを120℃で一昼夜
乾燥させた後、550℃で4時間空気中で焼成すること
により、H型結晶性アルミノシリケートを得た。X線回
折の結果、このアルミノシリケートは、MFI構造であ
った。
【0029】H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=
30)の粉末を、0.3Mの濃度の硝酸セリウム水溶液
中で、12時間攪拌した後濾過し、そのゼオライトにセ
リウムをイオン交換によって担持した。得られた粉末を
乾燥した後焼成し、次いで2.7M濃度の硝酸銀(Ag
NO3)水溶液中で12時間攪拌した後、濾過すること
により、そのゼオライトに銀を担持した。
【0030】このゼオライトを乾燥した後、焼成するこ
とにより、吸着剤1を得た。この吸着剤を100重量
部、シリコゲル(固形分20%)65部及び水65部を
磁性ポットに投入し、振動ミル装置で40分間、又はユ
ニバーサルボールミル装置で6.5時間混合粉砕してウ
ォッシュコートスラリーを製造した。
【0031】コーディエライト製モノリス担体を吸引コ
ート法で余分なスラリーを除去した。その後、乾燥を行
い400℃で約1時間仮焼成した。これによりゼオライ
トが約90g/Lコート量で担体にコートされた。上記
のウォッシュコート、乾燥及び焼成を更に2回繰り返し
て合計約200g/Lのゼオライトをコートし、空気雰
囲気中400℃で1時間焼成した。この吸着剤中に担持
された銀は7重量%、セリウムは4重量%であった。
【0032】実施例2 硝酸セリウムの代わりに硝酸ランタンを用いた他は、実
施例1と全く同様な方法により吸着剤を調製した。この
吸着剤中に担持された銀は7重量%、ランタンは3.9
重量%であった。
【0033】実施例3 硝酸セリウムの代わりに硝酸ネオジウムを用いた他は、
実施例1と全く同様な方法により吸着剤を調製した。こ
の吸着剤中に担持された銀は7重量%、ネオジウムは
3.9重量%であった。
【0034】実施例4 硝酸セリウムの代わりに硝酸イットリウムを用いた他
は、実施例1と全く同様な方法により吸着剤を調製し
た。この吸着剤中に担持された銀は7重量%、イットリ
ウムは4重量%であった。
【0035】実施例5 H型MFI型ゼオライトの代わりにBEA型ゼオライト
(Si/2Al=25フィラデルフィアコーポレーショ
ン製、商品名:CP811 BL−25)を用いた他
は、実施例1と全く同様な方法により吸着剤を調製し
た。この吸着剤中に担持された銀は6.8重量%、セリ
ウムは3.8重量%であった。
【0036】実施例6 H型MFI型ゼオライトの代わりにBEA型ゼオライト
(Si/2Al=25)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸ランタンを用いた他は、実施例1と全く同様な方
法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持された
銀は7重量%、ランタンは3.9重量%であった。
【0037】実施例7 H型MFI型ゼオライトの代わりにBEA型ゼオライト
(Si/2Al=25)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸ネオジウムを用いた他は、実施例1と全く同様な
方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持され
た銀は7重量%、ネオジウムは3.9重量%であった。
【0038】実施例8 H型MFI型ゼオライトの代わりにBEA型ゼオライト
(Si/2Al=25)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸イットリウムを用いた他は、実施例1と全く同様
な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持さ
れた銀は7重量%、イットリウムは4重量%であった。
【0039】実施例9 H型MFI型ゼオライトの代わりにFAU型ゼオライト
(Si/2Al=5.2フィラデルフィアコーポレーシ
ョン製、商品名:CBV 500)を用いた他は、実施
例1と全く同様な方法により吸着剤を調製した。この吸
着剤中に担持された銀は8.9重量%、セリウムは4.
8重量%であった。
【0040】実施例10 H型MFI型ゼオライトの代わりにFAU型ゼオライト
(Si/2Al=5.2)を用い、硝酸セリウムの代わ
りに硝酸ランタンを用いた他は、実施例1と全く同様な
方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持され
た銀は9重量%、ランタンは4.9重量%であった。
【0041】実施例11 H型MFI型ゼオライトの代わりにFAU型ゼオライト
(Si/2Al=5.2)を用い、硝酸セリウムの代わ
りに硝酸ネオジウムを用いた他は、実施例1と全く同様
な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持さ
れた銀は8.8重量%、ネオジウムは4.9重量%であ
った。
【0042】実施例12 H型MFI型ゼオライトの代わりにFAU型ゼオライト
(Si/2Al=5.2)を用い、硝酸セリウムの代わ
りに硝酸イットリウムを用いた他は、実施例1と全く同
様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持
された銀は9.1重量%、イットリウムは5.1重量%
であった。
【0043】実施例13 H型MFI型ゼオライトの代わりにMOR型ゼオライト
(Si/2Al=13フィラデルフィアコーポレーショ
ン製、商品名:CBV 10A)を用いた他は、実施例
1と全く同様な方法により吸着剤を調製した。この吸着
剤中に担持された銀は7.8重量%、セリウムは4.4
重量%であった。
【0044】実施例14 H型MFI型ゼオライトの代わりにMOR型ゼオライト
(Si/2Al=13)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸ランタンを用いた他は、実施例1と全く同様な方
法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持された
銀は8.1重量%、ランタンは4.6重量%であった。
【0045】実施例15 H型MFI型ゼオライトの代わりにMOR型ゼオライト
(Si/2Al=13)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸ネオジウムを用いた他は、実施例1と全く同様な
方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持され
た銀は7.9重量%、ネオジウムは4.4重量%であっ
た。
【0046】実施例16 H型MFI型ゼオライトの代わりにMOR型ゼオライト
(Si/2Al=13)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸イットリウムを用いた他は、実施例1と全く同様
な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持さ
れた銀は8.1重量%、イットリウムは4.5重量%で
あった。
【0047】実施例17 H型MFI型ゼオライトの代わりにFER型ゼオライト
(Si/2Al=10)を用いた他は、実施例1と全く
同様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担
持された銀は8.4重量%、セリウムは4.6重量%で
あった。
【0048】実施例18 H型MFI型ゼオライトの代わりにERI型ゼオライト
(Si/2Al=6)を用いた他は、実施例1と全く同
様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持
された銀は9.2重量%、セリウムは4.8重量%であ
った。
【0049】実施例19 H型MFI型ゼオライトの代わりにLTL型ゼオライト
(Si/2Al=6)を用いた他は、実施例1と全く同
様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持
された銀は9.1重量%、セリウムは4.8重量%であ
った。
【0050】実施例20 H型MFI型ゼオライトの代わりにCHA型ゼオライト
(Si/2Al=4)を用いた他は、実施例1と全く同
様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持
された銀は9.5重量%、セリウムは4.5重量%であ
った。
【0051】実施例21 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の粉末
を、0.3Mの濃度の硝酸セリウム水溶液で、12時間
攪拌した後濾過し、そのゼオライトにセリウムをイオン
交換して担持した。得られた粉末を乾燥した後、焼成
し、次いで2.7Mの濃度の硝酸銀(AgNO3 )と
0.04Mの濃度のピロリン酸ナトリウム(PPN)
(Na4 2 7 )の水溶液中で12時間攪拌した後、
濾過することにより、そのゼオライトに銀及びリンを担
持した。このゼオライトを乾燥した後、焼成することに
より、吸着剤を得た。この吸着剤を実施例1と全く同様
にしてコーティングを行った。この吸着剤中に担持され
た銀は7.1重量%、セリウムは4.1重量%、リンは
0.2重量%であった。
【0052】実施例22 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の代わ
りにBEA型ゼオライト(Si/2Al=25)を用い
た他は、実施例21と全く同様な方法により吸着剤を調
製した。この吸着剤中に担持された銀は7.2重量%、
セリウムは3.9重量%、リンは0.2重量%であっ
た。
【0053】実施例23 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の代わ
りにFAU型ゼオライト(Si/2Al=5.2)を用
いた他は、実施例21と全く同様な方法により吸着剤を
調製した。この吸着剤中に担持された銀は8.9重量
%、セリウムは4.5重量%、リンは0.2重量%であ
った。
【0054】実施例24 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の代わ
りにMOR型ゼオライト(Si/2Al=13)を用い
た他は、実施例21と全く同様な方法により吸着剤を調
製した。この吸着剤中に担持された銀は8.0重量%、
セリウムは4.3重量%、リンは0.2重量%であっ
た。
【0055】実施例25 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の粉末
を、0.3Mの濃度の硝酸セリウム水溶液中で、12時
間攪拌した後濾過し、そのゼオライトにセリウムをイオ
ン交換して担持した。得られた粉末を乾燥した後、焼成
し、次いで2.7Mの濃度の硝酸銀と0.04Mの濃度
のピロリン酸ナトリウムの水溶液中で12時間攪拌した
後、濾過することにより、そのゼオライトに銀及びリン
を担持した。
【0056】このゼオライトを乾燥した後、焼成して吸
着剤Aを得た。また、FAU型ゼオライトにも同様な処
理を行い、吸着剤Bを得た。このようにして得られた吸
着剤Aを50重量部、吸着剤Bを50重量部、シリコゲ
ル(固形分20%)65部及び水65部を磁性ポットに
投入し、振動ミル装置で40分間、又はユニバーサルボ
ールミル装置で6.5時間混合粉砕してウォッシュコー
トスラリーを製造した。
【0057】コーディエライト製モノリス担体を吸引コ
ート法で余分なスラリーを除去した。その後、乾燥を行
い400℃で約1時間仮焼成した。これによりゼオライ
トが約90g/Lコート量で担体にコートされた。上記
のウォッシュコート、乾燥及び焼成を更に2回繰り返し
て合計約200g/Lのゼオライトをコートし、空気雰
囲気中400℃で1時間焼成を行った。この吸着剤中に
担持された銀は8.1重量%、リンは0.2重量%、セ
リウムは4重量%であった。
【0058】実施例26 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の粉末
を、0.3Mの濃度の硝酸セリウムと2.7Mの濃度の
硝酸銀を加えた水溶液中で、12時間攪拌した後濾過
し、そのゼオライトにセリウム及び銀をイオン交換して
担持した。得られた粉末を乾燥した後、焼成して吸着剤
を得た。この吸着剤を100重量部、シリコゲル(固形
分20%)65部及び水65部を磁性ポットに投入し、
振動ミル装置で40分間、又は又はユニバーサルボール
ミル装置で6.5時間混合粉砕してウォッシュコートス
ラリーを製造した。
【0059】コーディエライト製モノリス担体を吸引コ
ート法で余分なスラリーを除去した。その後、乾燥を行
い400℃で約1時間仮焼成した。これによりゼオライ
トが約90g/Lコート量で担体にコートされた。上記
のウォッシュコート、乾燥及び焼成を更に2回繰り返し
て合計約200g/Lのゼオライトをコートし、空気雰
囲気中400℃で1時間焼成を行った。この吸着剤中に
担持された銀は7.2重量%、セリウムは4重量%であ
った。
【0060】実施例27 硝酸セリウムの代わりに硝酸ランタンを用いた他は、実
施例26と全く同様な方法により吸着剤を調製した。こ
の吸着剤中に担持された銀は7重量%、ランタンは3.
9重量%であった。
【0061】実施例28 硝酸セリウムの代わりに硝酸ネオジウムを用いた他は、
実施例26と全く同様な方法により吸着剤を調製した。
この吸着剤中に担持された銀は7重量%、ネオジウムは
3.9重量%であった。
【0062】実施例29 硝酸セリウムの代わりに硝酸イットリウムを用いた他
は、実施例26と全く同様な方法により吸着剤を調製し
た。この吸着剤中に担持された銀は7重量%、イットリ
ウムは4重量%であった。
【0063】実施例30 H型MFI型ゼオライトの代わりにBEA型ゼオライト
(Si/2Al=25)を用いた他は、実施例26と全
く同様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に
担持された銀は6.8重量%、セリウムは3.8重量%
であった。
【0064】実施例31 H型MFI型ゼオライトの代わりにBEA型ゼオライト
(Si/2Al=25)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸ランタンを用いた他は、実施例26と全く同様な
方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持され
た銀は7重量%、ランタンは3.9重量%であった。
【0065】実施例32 H型MFI型ゼオライトの代わりにBEA型ゼオライト
(Si/2Al=25)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸ネオジウムを用いた他は、実施例26と全く同様
な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持さ
れた銀は7重量%、ネオジウムは3.9重量%であっ
た。
【0066】実施例33 H型MFI型ゼオライトの代わりにBEA型ゼオライト
(Si/2Al=25)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸イットリウムを用いた他は、実施例26と全く同
様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持
された銀は7重量%、イットリウムは4.0重量%であ
った。
【0067】実施例34 H型MFI型ゼオライトの代わりにFAU型ゼオライト
(Si/2Al=5.2)を用いた他は、実施例26と
全く同様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中
に担持された銀は8.9重量%、セリウムは4.8重量
%であった。
【0068】実施例35 H型MFI型ゼオライトの代わりにFAU型ゼオライト
(Si/2Al=5.2)を用い、硝酸セリウムの代わ
りに硝酸ランタンを用いた他は、実施例26と全く同様
な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持さ
れた銀は9重量%、ランタンは4.9重量%であった。
【0069】実施例36 H型MFI型ゼオライトの代わりにFAU型ゼオライト
(Si/2Al=5.2)を用い、硝酸セリウムの代わ
りに硝酸ネオジウムを用いた他は、実施例26と全く同
様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持
された銀は8.8重量%、ネオジウムは4.9重量%で
あった。
【0070】実施例37 H型MFI型ゼオライトの代わりにFAU型ゼオライト
(Si/2Al=5.2)を用い、硝酸セリウムの代わ
りに硝酸イットリウムを用いた他は、実施例26と全く
同様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担
持された銀は9.1重量%、イットリウムは5.1重量
%であった。
【0071】実施例38 H型MFI型ゼオライトの代わりにMOR型ゼオライト
(Si/2Al=13)を用いた他は、実施例26と全
く同様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に
担持された銀は7.8重量%、セリウムは4.4重量%
であった。
【0072】実施例39 H型MFI型ゼオライトの代わりにMOR型ゼオライト
(Si/2Al=13)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸ランタンを用いた他は、実施例26と全く同様な
方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持され
た銀は8.1重量%、ランタンは4.6重量%であっ
た。
【0073】実施例40 H型MFI型ゼオライトの代わりにMOR型ゼオライト
(Si/2Al=13)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸ネオジウムを用いた他は、実施例26と全く同様
な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持さ
れた銀は7.9重量%、ネオジウムは4.4重量%であ
った。
【0074】実施例41 H型MFI型ゼオライトの代わりにMOR型ゼオライト
(Si/2Al=13)を用い、硝酸セリウムの代わり
に硝酸イットリウムを用いた他は、実施例26と全く同
様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持
された銀は8.1重量%、イットリウムは4.5重量%
であった。
【0075】実施例42 H型MFI型ゼオライトの代わりにFER型ゼオライト
(Si/2Al=10)を用いた他は、実施例26と全
く同様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に
担持された銀は8.4重量%、セリウムは4.6重量%
であった。
【0076】実施例43 H型MFI型ゼオライトの代わりにERI型ゼオライト
(Si/2Al=6)を用いた他は、実施例26と全く
同様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担
持された銀は9.2重量%、セリウムは4.8重量%で
あった。
【0077】実施例44 H型MFI型ゼオライトの代わりにLTL型ゼオライト
(Si/2Al=6)を用いた他は、実施例26と全く
同様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担
持された銀は9.1重量%、セリウムは4.8重量%で
あった。
【0078】実施例45 H型MFI型ゼオライトの代わりにCHA型ゼオライト
(Si/2Al=4)を用いた他は、実施例26と全く
同様な方法により吸着剤を調製した。この吸着剤中に担
持された銀は9.5重量%、セリウムは4.5重量%で
あった。
【0079】実施例46 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の粉末
を、0.3Mの濃度の硝酸セリウム水溶液中で、12時
間攪拌した後濾過し、そのゼオライトにセリウムをイオ
ン交換して担持した。得られた粉末を乾燥した後、焼成
し、次いで2.7Mの濃度の硝酸銀(AgNO3 )と
0.04Mの濃度のピロリン酸ナトリウム(PPN)
(Na4 2 7 )の水溶液中で12時間攪拌した後、
濾過することにより、そのゼオライトに銀及びリンを担
持した。
【0080】このゼオライトを乾燥した後、焼成して吸
着剤を得た。この吸着剤を実施例26と全く同様にして
コーティングした。この吸着剤中に担持された銀は7.
1重量%、セリウムは4.1重量%、リンは0.2重量
%であった。
【0081】実施例47 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の代わ
りにBEA型ゼオライト(Si/2Al=25)を用い
た他は、実施例46と全く同様な方法により吸着剤を調
製した。この吸着剤中に担持された銀は7.2重量%、
セリウムは3.9重量%、リンは0.2重量であった。
【0082】実施例48 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の代わ
りにFAU型ゼオライト(Si/2Al=5.2)を用
いた他は、実施例46と全く同様な方法により吸着剤を
調製した。この吸着剤中に担持された銀は8.9重量
%、セリウムは4.5重量%、リンは0.2重量であっ
た。
【0083】実施例49 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の代わ
りにMOR型ゼオライト(Si/2Al=13)を用い
た他は、実施例46と全く同様な方法により吸着剤を調
製した。この吸着剤中に担持された銀は8.0重量%、
セリウムは4.3重量%、リンは0.2重量であった。
【0084】実施例50 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の粉末
を、0.3Mの濃度の硝酸セリウムと2.7Mの濃度の
硝酸銀と0.04Mの濃度のピロリン酸ナトリウムの水
溶液中で、12時間攪拌した後濾過し、そのゼオライト
にセリウムをイオン交換して担持し、銀及びリンも担持
した。このゼオライトを乾燥した後、焼成し、吸着剤C
を得た。また、FAU型ゼオライトにも同様な処理を行
い、吸着剤Dを得た。
【0085】このようにして得られた吸着剤Cを50重
量部、吸着剤Dを50重量部、シリコゲル(固形分20
%)65部及び水65部を磁性ポットに投入し、振動ミ
ル装置で40分間、又はユニバーサルボールミル装置で
6.5時間混合粉砕して、ウォッシュコートスラリーを
製造した。コーディエライト製モノリス担体を吸引コー
ト法で余分なスラリーを除去した。次いで、乾燥を行い
400℃で約1時間仮焼成した。これによりゼオライト
が約90g/Lコート量で担体にコートされた。
【0086】上記のウォッシュコート、乾燥及び焼成を
更に2回繰り返して合計約200g/Lのゼオライトを
コートし空気雰囲気中で1時間焼成した。この吸着剤中
に担体された銀は8.1重量%、セリウムは4.0重量
%、リンは0.2重量%であった。
【0087】比較例1 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の粉末
を、2.7Mの濃度の硝酸銀の水溶液中で、12時間攪
拌した後濾過し、そのゼオライトに銀を担持した。この
ゼオライトを乾燥した後、焼成を行い、吸着剤を得た。
得られた吸着剤100重量部、シリコゲル(固形分20
%)65部及び水65部を磁性ポットに投入し、実施例
1と全く同様にしてコーティングを行った。この吸着剤
中に担持された銀は5.3重量%であった。
【0088】比較例2 硫酸アルミニウム(18水塩)337.5g、硫酸(9
7%)362.5g、硝酸セリウム(6水塩)232.
7g及び水7841ccを混合した溶液をE液とした水
ガラス(J−珪酸ソーダ)5275.0g及び水500
0ccを混合した溶液をF液とした。塩化ナトリウム9
87.5g及び水2300ccを混合した溶液をG液と
した。
【0089】このG液を室温で攪拌しながら、これにE
液及びF液を徐々に滴下した後、硫酸(48%)60.
0gを添加した。この混合液にモルデナイトの粉末1
2.5gを添加した後、25リットルのオートクレーブ
に入れて回転数300ppmで攪拌しながら170℃ま
で昇温し、自己圧力下で20時間反応させた。
【0090】得られた反応混合物を冷却した後、固形物
を濾過して分離した。次いで、前記固形物に280リッ
トルの水を加えて水洗した後、濾過を繰り返した。得ら
れた固形物を120℃で一昼夜乾燥した後、550℃で
4時間空気焼成し、1200gの結晶性アルミノシリケ
ートを得た。X線回折測定によりセリウム含有結晶性ア
ルミノシリケートはMFI型構造を有する公知のZSM
−5構造に類似していた。
【0091】このセリウム含有結晶性アルミノシリケー
トを2.7Mの濃度の硝酸銀水溶液中で12時間攪拌し
た後濾過して銀を担持した。得られた粉末を乾燥した
後、焼成して吸着剤を得た。この吸着剤を実施例1と全
く同様にしてポットに投入し、同様な方法によりコーテ
ィングした。この吸着剤中に担持された銀は4.3重量
%、セリウムは3.2重量%であった。
【0092】比較例3 H型MFI型ゼオライト(Si/2Al=30)の粉末
を、2.7Mの濃度の硝酸銀の水溶液中で、12時間攪
拌した後濾過し、そのゼオライトを乾燥した後、焼成を
行い、そのゼオライトに銀を担持した。次いで、0.3
Mの濃度の硝酸セリウム水溶液中で12時間攪拌した後
濾過し、そのゼオライトにセリウムをイオン交換して担
持した。得られた粉末を乾燥した後、焼成して吸着剤を
得た。この吸着剤を実施例1と全く同様にコーティング
した。この吸着剤中に担持された銀は4.3重量%、セ
リウムは4.2重量%であった。
【0093】比較例4 2.7M濃度の硝酸銀水溶液の代わりに0.027M濃
度の硝酸銀水溶液を用いた他は、実施例1と全く同様に
して吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持された銀は
0.05重量%、セリウムは4.7重量%であった。
【0094】比較例5 2.7M濃度の硝酸銀水溶液の代わりに7.5M濃度の
硝酸銀水溶液を用いた他は、実施例1と全く同様にして
吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持された銀は2
0.6重量%、セリウムは3.9重量%であった。
【0095】比較例6 0.3M濃度の硝酸セリウム水溶液の代わりに0.00
3M濃度の硝酸セリウム水溶液を用いた他は、実施例1
と全く同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中に担
持された銀は5.3重量%、セリウムは0.05重量%
であった。
【0096】比較例7 0.3M濃度の硝酸セリウム水溶液の代わりに1.0M
濃度の硝酸セリウム水溶液を用いた他は、実施例1と全
く同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中に担持さ
れた銀は4.9重量%、セリウムは14.6重量%であ
った。
【0097】比較例8 0.04M濃度のピロリン酸ナトリウム水溶液の代わり
に0.001M濃度のピロリン酸ナトリウム水溶液を用
いた他は、実施例21と全く同様にして吸着剤を調製し
た。この吸着剤中に担持された銀は7.2重量%、セリ
ウムは4.1重量%、リンは0.005重量%であっ
た。
【0098】比較例9 0.04M濃度のピロリン酸ナトリウム水溶液の代わり
に1.4M濃度のピロリン酸ナトリウム水溶液を用いた
他は、実施例21と全く同様にして吸着剤を調製した。
この吸着剤中に担持された銀は4.3重量%、セリウム
は4.1重量%、リンは7.0重量%であった。
【0099】比較例10 H型モルデナイト(Si/2Al=13)の粉末を、
2.7Mの濃度の硝酸銀水溶液中で12時間攪拌した
後、濾過、乾燥、焼成を行い、ゼオライトに銀を担持
し、吸着剤を得た。この吸着剤を100重量部、コロイ
ド状セリア(固形分20%)65部及び水65部を磁性
ポットに投入し、振動ミル装置で40分間、又はユニバ
ーサルボールミル装置で6.5時間混合粉砕してウォッ
シュコートスラリーを製造した。コーディエライト製モ
ノリス担体を吸引コート法で余分なスラリーを除去し
た。その後、乾燥を行い400℃で約1時間仮焼成し
た。
【0100】これによりゼオライトが約90g/Lコー
ト量で担体にコートされた。上記のウォッシュコート、
乾燥及び焼成を更に2回繰り返して合計約200g/L
のゼオライトをコートし、空気雰囲気中400℃で1時
間焼成を行った。この吸着剤中に担持された銀は4.6
重量%、セリウムは2.6重量%であった。
【0101】比較例11 H型MFI型(Si/2A1=30)の粉末を、P2
5 として1重量%のリン酸水溶液に含浸し、乾燥、焼成
を行い、ゼオライトにリンを担持し、吸着剤を得た。こ
の吸着剤を100重量部、シリカゾル(固形分20%)
65部及び水65部を磁性ポットに投入し、振動ミル装
置で40分間、またはユニバーサルボールミル装置で
6.5時間混合粉砕して、ウォッシュコートスラリーを
製造した。コーディエライト製モノリス単体を吸引コー
ト法で余分なスラリーを除去した。その後、乾燥を行い
400℃で約1時間仮焼成した。これによりゼオライト
が約90g/Lコート量で単体にコートされた。上記の
ウォッシュコート、乾燥及び焼成をさらに2回繰り返し
て合計約200g/Lのゼオライトをコートし空気雰囲
気中400℃で1時間焼成を行なった。この吸着剤中の
担持された銀は4.6重量%、リンは0.85重量%で
あった。
【0102】試験例 実施例1〜50及び比較例1〜11で得られた吸着剤を
用いて下記評価条件でHC吸着・浄化特性の評価を行っ
た。その結果を表1、2及び3に示し、評価結果を表4
及び5に示す。
【0103】
【表1】
【0104】
【表2】
【0105】
【表3】
【0106】
【表4】
【0107】
【表5】
【0108】尚、評価にあたっては図1に示すようにエ
ンジン1のエキゾーストマニホールド2にプリ三元触媒
3(0.5L)としてPt−Rh系触媒を配置し、床下
触媒5(1.3L)のPt−Rh系触媒の前に吸着剤4
(1.3L)を装着した排ガス浄化装置を用い、吸着剤
未装置の場合と性能比較を行った。
【0109】評価にあたっては以下の2項目を検討し
た。 (1)エンジン始動時に排出される炭化水素の耐久後の
吸着性能を評価するためAbag0〜125秒間のエミ
ッション低減率を測定した。 (2)一時的に吸着した炭化水素も吸着剤下流の三元触
媒が活性化する前に脱離してはエミッション低減効果が
ない。そこで吸着触媒による脱離抑制能及び自己浄化能
を評価するため、Abag0〜505秒間のエミッショ
ン低減率を測定した。
【0110】 評価条件 触媒容量 1.3L 評価車両 日産自動車株式会社製 V型6気筒3000ccエンジン 評価モード FTP75モード(Abag) エンジン始動時に排出される(触媒入口のガス中の)炭化水素 炭素数 C2 〜C3 21.2% C4 〜C6 33.0% C7 〜C9 45.8% エンジン耐久品 吸着剤 700℃×50h 日産自動車株式会社製 V型8気筒4400cc エンジン耐久品 〔耐久モード 60秒(クルージング)+5秒(燃料カット)のくり返し〕
【0111】
【発明の効果】本発明の炭化水素吸着剤は、自動車等の
内燃機関から排出される排ガス中の未燃炭化水素を吸着
する吸着剤として結晶性アルミノシリケートに第III
B族及び銀を担持させ、更に第IIIB族の担持方法と
してイオン交換法をすることにより、高温における排ガ
スとの接触による排ガス浄化能の低下を防止すると共
に、高温ガスと接触した後の炭化水素の吸着脱離能を維
持し、更に金属の耐熱性も維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】試験用に用いた排気ガス浄化装置の系統図であ
る。
【符号の説明】
1 エンジン 2 エキゾーストマニホールド 3 プリ三元触媒 4 吸着剤 5 床下三元触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 卓弥 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 増田 剛司 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銀、周期律表の第IIIB族及び結晶性
    アルミノシリケートを含有し、更に前記第IIIB族が
    結晶性アルミノシリケートにイオン交換されていること
    を特徴とする炭化水素吸着剤。
  2. 【請求項2】 結晶性アルミノシリケートがMFI、B
    EA、FAU、MOR、FER、ERI、LTL及びC
    HA型ゼオライトから成る群から選ばれた少なくとも1
    種であることを特徴とする請求項1記載の炭化水素吸着
    剤。
  3. 【請求項3】 第IIIB族がセリウム、ランタン、ネ
    オジウム及びイットリウムから成る群から選ばれた少な
    くとも1種であることを特徴とする請求項1記載の炭化
    水素吸着剤。
  4. 【請求項4】 結晶性アルミノシリケートへの第III
    B族の担持が銀の担持よりも前、又は銀の担持と同時に
    イオン交換されることを特徴とする請求項1記載の炭化
    水素吸着剤。
  5. 【請求項5】 銀の含有量が0.1〜15重量%の範囲
    であり、第IIIB族の担持量が0.1〜10重量%の
    範囲であることを特徴とする請求項1記載の炭化水素吸
    着剤。
  6. 【請求項6】 リンの担持量が0.01〜5重量%の範
    囲であることを特徴とする請求項1〜5記載の炭化水素
    吸着剤。
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