JPH09155200A - ＮＯｘ触媒 - Google Patents

ＮＯｘ触媒

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JPH09155200A
JPH09155200A JP8279145A JP27914596A JPH09155200A JP H09155200 A JPH09155200 A JP H09155200A JP 8279145 A JP8279145 A JP 8279145A JP 27914596 A JP27914596 A JP 27914596A JP H09155200 A JPH09155200 A JP H09155200A
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nox
nitrogen oxide
exhaust gas
catalyst
lean
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Jeffrey S Hepburn
エス．ヘップバーン ジェフリー
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Ford Motor Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＯｘ触媒を提供すること。 【解決手段】 排気ガス中に存在する一酸化炭素、窒素
酸化物及び炭化水素を転化させるために有用な、希薄混
合気燃焼内燃エンジンのガス通路に置かれる触媒系であ
って、下記２成分 （１）希薄混合気燃焼の窒素酸化物触媒と、（２）窒素
酸化物（ＮＯｘ）トラップ物質であって、前記トラップ
物質に流入する排気ガスが希薄混合気であるときにはＮ
Ｏｘを吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃度が低下す
るときに吸収したＮＯｘを放出するトラップ物質とを含
み、前記排気ガスが前記窒素酸化物トラップ物質に暴露
される前に前記希薄混合気燃焼触媒に暴露されるよう
に、前記排気ガス通路において前記窒素酸化物トラップ
物質が前記希薄混合気燃焼窒素酸化物触媒の下流に配置
される触媒系。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希薄混合気燃焼内
燃エンジンの排気ガス通路に連続的に用いられる、希薄
混合気燃焼の窒素酸化物触媒と窒素酸化物トラップ(tra
p)とを含む触媒系に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジン運転中に発生される一酸化炭
素、炭化水素及び窒素酸化物（ＮＯｘ）をより好ましい
ガスに転化させるために、自動車の排気系に触媒が用い
られる。エンジンが化学量論的又はやや富化した(sligh
tly rich) 空気／燃料（Ａ／Ｆ）比で運転されるとき
に、パラジウム、白金及び／又はロジウムを含む触媒は
３種類のガスの全てを同時に効果的に転化させることが
できる。即ち、一酸化炭素と炭化水素とは酸化されて、
二酸化炭素と水になり、ＮＯｘは還元されて窒素にな
る。このため、このような触媒はしばしば“三元触媒(t
hree-way catalyst)”と呼ばれる。しかし、燃料経済に
利益をもたらすためには、Ａ／Ｆ比が１４．４〜１４．
７の化学量論的範囲より大きい、一般には１９〜２７で
ある「希薄混合気燃焼」条件下でエンジンを運転するこ
とが望ましい。このような貴金属三元触媒は一酸化炭素
と炭化水素とを希薄混合気燃焼（酸素過剰）運転中に効
果的に転化させることができるが、これらの触媒は希薄
混合気燃焼条件下でＮＯｘを転化させるには不充分であ
る。
【０００３】数種類の希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒が提案
されており、１つのカテゴリーはイオン交換されたゼオ
ライト物質に基づく。提案された他の希薄混合気燃焼Ｎ
Ｏｘ触媒はアルミナ担体付きタングステンを用いる。こ
れらの希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒では、触媒作用方法は
排気ガス中に存在する炭化水素による、ＮＯｘからＮ 2
への選択的還元である。一般に、排気系では、このよう
な希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒が炭化水素及び一酸化炭素
の除去を助けるために三元触媒又は酸化触媒と共に用い
られる。この理由は、希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒はＮＯ
ｘの転化には効果的であるが、希薄混合気燃焼条件下で
は一酸化炭素及び炭化水素の転化にかなり不充分である
からである。
【０００４】希薄混合気燃焼運転中に内燃エンジンの排
気ガスからＮＯｘを除去するための他の種類の触媒は、
しばしば「ＮＯｘトラップ」又は「ＮＯｘ吸収体」と呼
ばれ、現在かなりの注目を受けている。このようなＮＯ
ｘ吸収体は例えば「内燃エンジンの排気の精製デバイ
ス」なる名称のＥＰＯ出願第５６０９９１Ａ１号（１９
９３年９月２２日発行）と米国特許第５，４０４，７１
９号（１９９５年４月１１日発行）とに開示される。こ
の触媒は一般に、白金のような貴金属と組合せた、カリ
ウム又はストロンチウムのような、アルカリ金属又はア
ルカリ土類金属を含む。酸素過剰な条件下で、即ち、排
気ガスが希薄混合気である場合に、このトラップは窒素
酸化物を貯蔵する（吸収する）ことができる。排気ガス
の酸素濃度が低下すると、ＮＯｘトラップ触媒からＮＯ
ｘが放出される。従って、これらのトラップは慣習的な
希薄混合気燃焼触媒に比べて根本的に異なる方法で作用
する。更に詳しくは、広く支持されるＮＯｘトラップ作
用機構によると、貴金属が最初にＮＯをＮＯ2 に酸化
し、次に、続いてＮＯ2 がアルカリ（アルカリ性）物質
と共にナイトレート(nitrate) 複合体を形成する。化学
量論的又は富化(rich)環境では、ナイトレートは熱力学
的に不安定であり、貯蔵されたＮＯｘは放出される。Ｎ
Ｏｘは次に排気ガス中で過剰な還元性化学種(reducing
species)と触媒的に反応して、Ｎ2 を形成する。
【０００５】慣習的な希薄混合気−ＮＯｘ触媒とＮＯｘ
トラップは希薄混合気燃焼運転中に窒素酸化物を除去す
る能力を有するが、これらはしばしば、充分に効果的で
あるとはまだ言えない。我々は、ＮＯｘ触媒とＮＯｘト
ラップとの間の作用機構の根本的な差を利用できること
を発見した。即ち、我々は、排気ガス通路において、希
薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒がＮＯｘトラップの上流である
ように、希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒をＮＯｘトラップ物
質と共に用いることによって、希薄混合気燃焼運転中の
窒素酸化物の転化が有意に改良されることを発見した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、排気ガス中
に存在する一酸化炭素、窒素酸化物及び炭化水素を転化
させるために有用な、希薄混合気燃焼内燃エンジンの排
気ガス通路中に置かれる二成分触媒系であって、下記２
成分 （１）希薄混合気燃焼の窒素酸化物（ＮＯｘ）触媒と、
（２）窒素酸化物（ＮＯｘ）トラップ物質であって、前
記トラップ物質に流入する排気ガスが希薄混合気である
ときにはＮＯｘを吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃
度が低下するときに吸収したＮＯｘを放出する前記トラ
ップ物質とを含む前記触媒系に関する。排気ガスが前記
窒素酸化物トラップ物質に暴露される前に希薄混合気燃
焼触媒に暴露されるように、排気ガス通路において窒素
酸化物トラップ物質が希薄混合気燃焼窒素酸化物触媒の
下流に配置される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１成分（希薄混合気燃
焼ＮＯｘ触媒）は好ましくは、例えば、耐火性酸化物に
負荷されたか又はゼオライト中に交換された(exchanged
into zeolite)、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケ
ル、イリジウム、カドミウム、銀、金、白金又はマンガ
ン等の遷移金属を含む。第２成分（ＮＯｘトラップ）は
好ましくは（ａ）白金とパラジウムから選択される、少
なくとも１種の貴金属（多孔質担体に負荷）と、（ｂ）
少なくとも１種類のアルカリ金属又はアルカリ土類金属
（（ｉ）多孔質担体に負荷又は（ii）それらの酸化物と
して存在）とを含む。本発明の系は希薄混合気燃焼ＮＯ
ｘ触媒が排気ガス通路のＮＯｘトラップの上流に配置さ
れることを必要とする。この触媒系は任意に、排気ガス
通路において二成分の間又は第２成分のＮＯｘトラップ
の後に配置された三元触媒を更に含む。他の態様では、
本発明は上記２成分触媒系を含む内燃エンジン排気ガス
触媒系である。
【０００８】本発明は、１つの態様によると、２成分を
含む触媒系に関する。これらの成分は希薄混合気燃焼内
燃エンジンの排気ガス通路に配置される。この触媒系は
発生する排気ガス中に存在する一酸化炭素、窒素酸化物
及び炭化水素を転化させるために有用である。本明細書
における「希薄混合気燃焼エンジン」とは、希薄混合気
燃焼形式（即ち、Ａ／Ｆ比が殆どの時間、化学量論的Ａ
／Ｆ比よりも大きい）で運転されるエンジンを意味す
る。更に詳しくは、本発明の触媒系はそのＡ／Ｆ比がア
イドル(idle)期間又は高エンジン負荷期間を除いて希薄
混合気であるエンジンによって最適に用いられる。
【０００９】この触媒系の成分の１つは希薄混合気燃焼
窒素酸化物（ＮＯｘ）触媒である。本発明に用いられる
特定の希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒は決定的ではない。適
当な希薄混合気燃焼触媒は、希薄混合気燃焼条件下で、
即ち、一般にガスのＡ／Ｆ比が化学量論的運転に付随す
る１４．４〜１４．７Ａ／Ｆ（燃料に依存）比よりも大
きいときに窒素酸化物をＮ2 へ選択的に還元する触媒で
ある。多くのこのような触媒が当業者に知られており、
一般に用意に商業的に入手可能である。好ましくは、希
薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒は、例えば、耐火性酸化物に負
荷されたか又はゼオライト中に交換された、銅、クロ
ム、鉄、コバルト、ニッケル、カドミウム、銀、金、イ
リジウム、白金及びマンガン、又はこれらのいずれかの
混合物のような遷移金属を含む。好ましくは、これらの
ゼオライトは約２０より大きいＳｉ：Ａｌ比を有する。
特に好ましいゼオライトはＺＳＭＳである。耐火性酸化
物の例はアルミナ、ジルコニア、シリカアルミナ及びチ
タニアである。
【００１０】希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒が耐火性酸化物
に負荷された遷移金属を含む場合には、金属は耐火性酸
化物の重量に基づいて０．１〜１０重量％の量で最適に
負荷される。用いられる負荷率(loading) は用いられる
特定金属（単数又は複数）に大きく依存する。例えば、
本発明の開示を考慮して当業者に理解されるように、白
金は銅よりも低い負荷率で用いられる。金属を酸化物に
負荷するための適当な方法の１つは、当業者に周知の方
法である、初期湿潤(incipient wetness) である。しか
し、任意の方法が使用可能である。希薄混合気燃焼ＮＯ
ｘ触媒がゼオライト中にイオン交換した遷移金属を含む
場合には、遷移金属はゼオライトのカチオン含量に基づ
いて２０〜２００％の量で最適に供給される。
【００１１】排気通路における有用な用途に関して、第
１成分は高温安定な電気的絶縁性物質の担体(substrat
e) に負荷される。このような担体物質の典型的なもの
はコーディエライト、ムライト等である。これらの担体
は任意の適当な形態であることができ、しばしば、モノ
リシックハネカム構造体、スパンファイバー(spun fibe
rs) 、波形ホイル又は層状物質として用いられる。本発
明に有用であり、排気ガス通路に適した、さらに他の物
質及び形態は、本発明の開示を考慮するならば、当業者
に明らかであると思われる。希薄混合気ＮＯｘ触媒を担
体上に供給するために、一般に、触媒物質（例えば、酸
化物付き金属）をボール磨砕して(ball milled) 、水と
混合して、水性スラリーを得て、これを担体（例えば、
モノリス）に塗布して、次に乾燥させ、か焼する。
【００１２】本発明の触媒系の第２成分はＮＯｘトラッ
プ触媒物質である。これは希薄混合気燃焼運転中に窒素
酸化物を貯蔵し、化学量論的運転中にこれらを放出する
物質である。このようなトラップ物質は好ましくは上記
物質から選択され、一般には、貴金属（例えば、白金）
とアルカリ金属又はアルカリ土類金属（例えば、カリウ
ム又はストロンチウム）を含む。本発明のＮＯｘトラッ
プは好ましくは、（ｉ）白金とパラジウムから選択され
る、少なくとも１種の貴金属（多孔質担体に負荷）と、
（ii）少なくとも１種のアルカリ金属又はアルカリ土類
金属（（ａ）多孔質担体に負荷又は（ｂ）それらの塊状
の担体なし酸化物(bulk unsupported oxide)として存
在）とを含む。即ち、例えば、白金は単独でも、パラジ
ウムとの混合物としても用いられることができる。アル
カリ金属の例はカリウム、ナトリウム、リチウム及びセ
シウムである。アルカリ土類金属の例はカルシウム、バ
リウム及びストロンチウムである。
【００１３】適当な多孔質担体物質は排気ガス通路の高
温環境における使用に適するような物質であり、例えば
アルミナのような、高表面積物質を含み、好ましい物質
の１例はガンマ−アルミナである。内燃エンジン排気系
に関連した高い運転温度において使用可能である、更に
他の担体（薄め塗膜(washcoat)）物質は、限定する訳で
はなくゼオライト、ジルコニア、αアルミナ、酸化セリ
ウム（セリア）及び酸化マグネシウムを含む。触媒物質
を負荷するために有用な、このような薄め塗膜は当業者
に周知である。特定の多孔質担体（薄め塗膜）物質の選
択は本発明にとって決定的ではない。担体物質が約１０
〜３００ｍ2 ／ｇの表面積を有することが望ましい。
【００１４】本発明のＮＯｘトラップでは、「改良され
た性能を有するＮＯｘトラップ」なる名称の、１９９５
年９月１２日に出願された米国特許出願第０８／５３
１，５１２号（本発明と共通に譲渡）に開示されるよう
に、貴金属とアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元
素とを異なる多孔質担体上に配置する。これは、金属の
間で起こりうる不利な化学的相互作用を回避する。例え
ば、白金はアルカリ金属と相互作用して、白金を「結合
(tie-up)」させ、それによって、トラップ触媒の効率を
低下させる。ＮＯｘトラップの形成では、貴金属触媒が
負荷する担体の重量に基づいて、貴金属触媒の約０．２
〜５重量％、好ましくは約０．５〜２重量％の負荷率が
用いられる。アルカリ金属又はアルカリ土類金属から選
択される触媒の約２〜３０重量％、好ましくはこのよう
な物質の約５〜１５重量％の負荷率が、これらの物質が
負荷する担体の重量に基づいて、用いられる。しかし、
貴金属と他の金属とを同じ担体物質上に負荷させること
ができる。
【００１５】或いは、アルカリ金属又はアルカリ土類金
属は塊状(in bulk form)のその酸化物として存在するこ
ともできる。即ち、これは多孔質担体に負荷されたアル
カリ金属又はアルカリ土類金属の代わりに用いられる。
例えば、アルミナに負荷されたストロンチウムではな
く、酸化ストロンチウムを用いることができる。この状
況では、酸化ストロンチウムをボール磨砕して、アルミ
ナに支持された白金と混合し、スラリーを形成すること
ができる。このスラリーを次にモノリシックキャリヤー
に薄め塗布して(washcoated)、ＮＯｘトラップを形成す
る。塊状酸化物の使用は、安価な製造コストを可能にす
るが低い表面積を生じるので、あまり好ましくない。
【００１６】この第２成分の使用も一般的に、第１成分
に関して上述したように、高温安定な電気的絶縁性物質
の担体上に負荷されることを必要とする。ＮＯｘトラッ
プ物質を担体上に供給するための１つの方法を次に述べ
る。最初に、多孔質担体物質に触媒を含む先駆体化合物
の溶液を初期湿潤方法によって含浸させる。この溶液は
水性でも有機溶媒ベースでもよい。例えば、白金をγア
ルミナに負荷するために、このアルミナにヘキサクロロ
白金酸の水溶液を含浸させることができる。含浸後に、
この物質を乾燥させ、か焼する。白金含有相に若干のロ
ジウムを混入することも望ましい。ロジウム濃度は白金
負荷率の１／５〜１／１０であることが好ましい。
【００１７】多孔質担体がセリア以外の、例えばγアル
ミナである場合には、含浸によって若干のセリアを白金
含有相に混入することも望ましい。多孔質担体へのセリ
ア負荷率は、担体の重量に基づいて、好ましくは２〜２
０重量％の範囲である。セリアを担体物質に負荷させ、
固定してから、白金先駆体を含浸させることが好まし
い。アルカリ金属又はアルカリ土類金属は多孔質担体に
同じように負荷させることができる。次に、金属負荷担
体物質を担体(substrate) 、例えばモノリスに薄め塗布
することができる。或いは、多孔質担体を最初に担体に
薄め塗布して、次に、乾燥及びか焼後に、これに所望の
金属（例えば、白金とストロンチウム）を含浸させるこ
とができる。ストロンチウムは多孔質担体上に、例えば
硝酸ストロンチウムから供給することができる。
【００１８】本発明の内燃エンジン触媒系は窒素酸化物
トラップの他に、例えば、パラジウム、白金とロジウ
ム、又はパラジウムとロジウムを含む三元触媒（図２に
図示）のような他の触媒デバイスを含むことができる。
この三元触媒デバイスは当業者に周知である。本発明の
１実施態様によると、この三元触媒（ＴＷＣ）を希薄混
合気燃焼ＮＯｘ触媒（ＬＮＣ）とＮＯｘトラップ（ＬＮ
Ｔ）との間に、又は図２に示すように、ＮＯｘトラップ
の後ろに、即ちＮＯｘトラップの下流に配置することが
できる。このような後者の配置では、三元触媒はＬＮＣ
＋ＬＮＴを通過した未反応ＨＣとＣＯとを酸化して、化
学量論的エンジン運転中及びＮＯｘトラップのパージン
グ(purging) 中にＮＯｘ転化を行うことができる。
【００１９】このトラップは排気ガス通路中に配置され
て、トラップ中に流入する排気ガスの空気／燃料比が希
薄混合気(lean)であるときにＮＯｘを吸収し、流入する
排気ガスの酸素濃度が、エンジンの化学量論的運転中と
同様に、低下するときには吸収したＮＯｘを放出する。
化学量論的エンジン運転中に、ＮＯｘは希薄混合気燃焼
ＮＯｘ触媒中を通過して、トラップ物質に貯蔵される。
ＮＯｘトラップ物質は定期的に比較的短い期間又は間隔
の富化(rich)エンジン運転によって再生される。ＮＯｘ
トラップ物質は希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒の下流に配置
されるので、エンジンから位置においてさらに離れ、そ
のためトラップを損傷させるような、非常に高い排気ガ
ス温度から保護される。ＮＯｘトラップ物質の下流の任
意の三元触媒が、再生中にトラップから脱着するＮＯｘ
を効果的に還元する。上述したようにトラップ薄め塗膜
の白金含有相にロジウムとセリアが混入される場合に
は、このＮＯｘトラップは三元触媒なしに用いることが
好ましい。この場合には、ＮＯｘトラップの白金／ロジ
ウム／セリア含有相が三元触媒の機能を果たし、それ
故、化学量論的エンジン運転中のＮＯｘ制御を果たす。
【００２０】本発明の更に他の実施態様では、希薄混合
気燃焼ＮＯｘ触媒とその後のＮＯｘトラップ物質との使
用がＥＧＩ（排気ガス発火）系に統合される。ＥＧＩ
は、水素富化排気ガス組成を生じるために、エンジンを
燃料富化条件（Ａ／Ｆ−８：１〜１１：１）下で運転す
るコールドスタート放出制御テクノロジー(cold starte
mission control technology)である。この方法を用い
ると、空気ポンプが排気マニホルド中に空気を供給し、
２個の触媒ブリック(brick) 間に配置されるグロープラ
グが水素富化排気ガス混合物に点火するために用いられ
る。対応するエネルギー放出が後方の触媒ブリックを加
熱する。後方ブリックのライト−オフ(light-off) が達
せられた後に、正常なエンジン運転が再開される。この
系では、前方ブリックは火炎が上流のエンジン方向に伝
播するのを停止させる火炎防御器又は安定器として単に
役立つ。それ故、本発明はさらに、他の実施態様とし
て、前方ブリックが希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒であり、
後方ブリックがＮＯｘトラップであるＥＧＩ系を開示す
る（図５参照）。この系は、既述された希薄混合気燃焼
ＮＯｘ制御に役立つのみでなく、排気中に配置された第
１ブリックとしての希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒の使用に
一般に付随するコールドスタート放出制御の問題を克服
するためにも利用可能である。希薄混合気燃焼ＮＯｘ触
媒は通常、慣習的なＴＷＣに比べて不良なライト−オフ
性能を示し、コールドスタート放出制御の問題をさらに
強調する床下位置での使用を示唆する最適運転温度範囲
を有する。一般的に開示される希薄混合気燃焼ＮＯｘ触
媒は、硫黄による害を受けやすいものとして開示され、
それ故、硫黄トラップが排気通路におけるＮＯｘトラッ
ピング物質の前方に用いるように提案されている。これ
らの硫黄トラップを再生し、硫黄を脱着させるための１
つの方法は、硫黄トラップ物質を高温にさらすことであ
る。この項で開示した本発明の実施態様の他の利点は、
ＮＯｘトラップ物質の温度を、硫黄再生のために必要で
ある温度よりも高く、定期的に上昇させるためにＥＧＩ
を用いることができることである。
【００２１】
【実施例】本発明の実施態様による下記Ｃｕ−ＺＳＭ５
希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒を次のように製造した。高シ
リカゼオライト（Ｓｉ：Ａｌ＝３０）を商業的ソースか
らＨ−ＺＳＭ５として入手し、硝酸銅溶液とイオン交換
させた。硝酸銅の濃度を１００％カチオン交換が得られ
るように調節した。銅交換済みゼオライトを次に１２０
℃において乾燥させ、５００℃においてか焼した。得ら
れたＣｕ−ＺＳＭ５粉状物質をボール磨砕し、次に蒸留
水と混合して、スラリーを得た。このスラリーをコーデ
ィエライトモノリス（４００ｃｅｌｌ／ｉｎ2 ）に塗布
して、銅交換済みゼオライトの２０重量％負荷率を得
た。このモノリスを続いて１２０℃において４時間乾燥
させた後に、空気中で５００℃において４時間か焼し
た。
【００２２】本発明の１実施態様によるカリウム／白金
ＮＯｘトラップ物質を次のように製造した。γアルミナ
粉末（１００ｍ2 ／ｇ）をボール磨砕し、次に蒸留水と
混合して、この物質のスラリーを得た。次に、このスラ
リーを、アルミナの２５重量％負荷率が得られるよう
に、コーディエライトモノリス（４００ｃｅｌｌ／ｉｎ
2 ）に塗布した。塗布したモノリスを続いて１２０℃に
おいて乾燥させ、５００℃においてか焼した。得られた
アルミナ塗布済み担体にクロロ白金酸と硝酸カリウムと
を含む水溶液を含浸させた。白金とカリウム溶液との濃
度はモノリス上に白金０．５重量％とカリウム１０重量
％との最終負荷率が得られるように調節した。含浸後
に、このモノリスを乾燥させ、次に、空気中で５００℃
において４時間か焼した。
【００２３】実施例の触媒を試験するために、これらの
触媒をＨ2 Ｏ１０％、ＣＯ2 １０％、Ｏ2 ６％、ＣＯ
０．１％、Ｈ2 ０．０３％、Ｃ3 Ｈ6 ５０ｐｐｍ、及び
ＮＯｘ１００ｐｐｍから成る模倣排気ガスに暴露させ
た。供給ガス(inlet gas) 温度は３００℃であり、ＮＯ
ｘトラップを通る空間速度は３０，０００ｈｒ-1であっ
た。結果は図１、３及び４に示す。
【００２４】図１は、上記で製造したＣｕ−ＺＳＭ５
（それ自体、比較例として）のＮＯｘ転化効率を、上記
で製造したカリウム／白金ＮＯｘトラップと接続した同
じＣｕ−ＺＳＭ５と比較するグラフである。この後者の
２成分触媒系は本発明の実施態様によるものである。Ｎ
Ｏｘトラップを希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒の下流に配置
することによって、１０分間の希薄混合気燃焼運転期間
中の燃焼排気からのＮＯｘ除去はほぼ２倍になる。ＮＯ
ｘトラップは、炭化水素を容易に酸化する白金を含むの
で、図２に示すように、希薄混合気燃焼ＮＯｘ触媒をＮ
Ｏｘトラップの上流に配置する必要がある。
【００２５】図３は、ＮＯｘトラップ物質の収着効率が
ＮＯｘ供給濃度(inlet concentration) の関数であるこ
とを示す。流入する排気ガスのＮＯｘ濃度が低下するに
つれて、ＮＯｘトラップ効率が上昇することを認めるこ
とができる。本発明では、エンジンから生ずる排気ガス
中に存在するＮＯｘが（第１成分）希薄混合気燃焼ＮＯ
ｘ触媒によって一部転化される。それ故、（第２成分）
ＮＯｘトラップ物質に入る窒素酸化物濃度は低下し、そ
れによって、図４に示すようなトラップに比べて高いＮ
Ｏｘ収着効率をもたらす。その結果、希薄混合気燃焼Ｎ
Ｏｘ触媒とＮＯｘトラップ物質とを、本発明におけるよ
うに排気ガス通路に一緒に用いると、これらの予想外の
相乗効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｃｕ−ＺＳＭ５（希薄混合気燃焼）触媒の窒素
酸化物転化効率を、カリウム／白金ＮＯｘトラップと接
続した同じＣｕ−ＺＳＭ５触媒と比較するグラフ。
【図２】三元触媒を用いる本発明の触媒系の実施態様の
概略図。
【図３】ＮＯｘ供給濃度の関数としてＮＯｘトラップ効
率を示すグラフ。
【図４】ＮＯｘ供給濃度の関数として窒素酸化物トラッ
ピング効率を示すグラフ。
【図５】放出制御テクノロジーを含む本発明の実施態様
の概略図。
───────────────────────────────────────────────────── 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 １０２Ｃ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気ガス中に存在する一酸化炭素、窒素
    酸化物及び炭化水素を転化させるために有用な、希薄混
    合気燃焼内燃エンジンのガス通路に置かれる触媒系であ
    って、下記２成分 （１）希薄混合気燃焼の窒素酸化物触媒と、 （２）窒素酸化物（ＮＯｘ）トラップ物質であって、前
    記トラップ物質に流入する排気ガスが希薄混合気である
    ときにはＮＯｘを吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃
    度が低下するときに吸収したＮＯｘを放出するトラップ
    物質とを含み、 前記排気ガスが前記窒素酸化物トラップ物質に暴露され
    る前に前記希薄混合気燃焼触媒に暴露されるように、前
    記排気ガス通路において前記窒素酸化物トラップ物質が
    前記希薄混合気燃焼窒素酸化物触媒の下流に配置される
    触媒系。
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