JPH09248458A - 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法 - Google Patents
排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法Info
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- JPH09248458A JPH09248458A JP8060896A JP6089696A JPH09248458A JP H09248458 A JPH09248458 A JP H09248458A JP 8060896 A JP8060896 A JP 8060896A JP 6089696 A JP6089696 A JP 6089696A JP H09248458 A JPH09248458 A JP H09248458A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高温域におけるＮＯx 吸蔵元素と担体との間の
反応を防止することにより、過渡燃焼におけるＮＯx 浄
化性能を向上させる。 【解決手段】ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 で表される複合酸化
物からなる担体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属及
び希土類元素の中から選ばれ担体に担持されたＮＯx 吸
蔵元素と、担体に担持された触媒貴金属と、を含んでな
る。担体を構成する複合酸化物は、アルミナに比べてＮ
Ｏx 吸蔵元素との反応性が低く、高温域における例えば
ＢａＡｌ2 Ｏ4 の生成が防止される。
反応を防止することにより、過渡燃焼におけるＮＯx 浄
化性能を向上させる。 【解決手段】ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 で表される複合酸化
物からなる担体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属及
び希土類元素の中から選ばれ担体に担持されたＮＯx 吸
蔵元素と、担体に担持された触媒貴金属と、を含んでな
る。担体を構成する複合酸化物は、アルミナに比べてＮ
Ｏx 吸蔵元素との反応性が低く、高温域における例えば
ＢａＡｌ2 Ｏ4 の生成が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの内燃
機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒
に関し、さらに詳しくは、酸素過剰の排ガス、すなわち
排ガス中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ2 ）
及び炭化水素（ＨＣ）等の還元性成分を完全に酸化する
のに必要な酸素量より過剰の酸素を含む排ガス中の、窒
素酸化物（ＮＯx ）を効率良く還元浄化できる排ガス浄
化用触媒に関する。
機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒
に関し、さらに詳しくは、酸素過剰の排ガス、すなわち
排ガス中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ2 ）
及び炭化水素（ＨＣ）等の還元性成分を完全に酸化する
のに必要な酸素量より過剰の酸素を含む排ガス中の、窒
素酸化物（ＮＯx ）を効率良く還元浄化できる排ガス浄
化用触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より自動車の排ガス浄化用触媒とし
て、理論空燃比（ストイキ）において排ガス中のＣＯ及
びＨＣの酸化とＮＯx の還元とを同時に行って浄化する
三元触媒が用いられている。このような三元触媒として
は、例えばコーディエライトなどからなる耐熱性基材に
γ−アルミナからなる多孔質担体層を形成し、その多孔
質担体層に白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）などの触媒
貴金属を担持させたものが広く知られている。また、酸
素吸蔵能をもつセリア（セリウム酸化物）を併用し、低
温活性を高めた三元触媒も知られている。
て、理論空燃比（ストイキ）において排ガス中のＣＯ及
びＨＣの酸化とＮＯx の還元とを同時に行って浄化する
三元触媒が用いられている。このような三元触媒として
は、例えばコーディエライトなどからなる耐熱性基材に
γ−アルミナからなる多孔質担体層を形成し、その多孔
質担体層に白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）などの触媒
貴金属を担持させたものが広く知られている。また、酸
素吸蔵能をもつセリア（セリウム酸化物）を併用し、低
温活性を高めた三元触媒も知られている。
【０００３】一方、近年、地球環境保護の観点から、自
動車などの内燃機関から排出される排ガス中の二酸化炭
素（ＣＯ2 ）が問題とされ、その解決策として酸素過剰
雰囲気において希薄燃焼させるいわゆるリーンバーンが
有望視されている。このリーンバーンにおいては、燃費
が向上するために燃料の使用が低減され、その燃焼排ガ
スであるＣＯ2 の発生を抑制することができる。
動車などの内燃機関から排出される排ガス中の二酸化炭
素（ＣＯ2 ）が問題とされ、その解決策として酸素過剰
雰囲気において希薄燃焼させるいわゆるリーンバーンが
有望視されている。このリーンバーンにおいては、燃費
が向上するために燃料の使用が低減され、その燃焼排ガ
スであるＣＯ2 の発生を抑制することができる。
【０００４】これに対し、従来の三元触媒は、空燃比が
理論空燃比（ストイキ）において排ガス中のＣＯ，Ｈ
Ｃ，ＮＯx を同時に酸化・還元し浄化するものであっ
て、リーンバーン時の排ガスの酸素過剰雰囲気下におい
ては、ＮＯx の還元除去に対して充分な浄化性能を示さ
ない。このため、酸素過剰雰囲気下においてもＮＯx を
浄化しうる触媒及び浄化システムの開発が望まれてい
た。
理論空燃比（ストイキ）において排ガス中のＣＯ，Ｈ
Ｃ，ＮＯx を同時に酸化・還元し浄化するものであっ
て、リーンバーン時の排ガスの酸素過剰雰囲気下におい
ては、ＮＯx の還元除去に対して充分な浄化性能を示さ
ない。このため、酸素過剰雰囲気下においてもＮＯx を
浄化しうる触媒及び浄化システムの開発が望まれてい
た。
【０００５】そこで本願出願人は、先にＢａなどのアル
カリ土類金属とＰｔをアルミナなどの多孔質担体に担持
した排ガス浄化用触媒（例えば特開平５−１６８８６０
号公報）を提案している。この排ガス浄化用触媒を用
い、空燃比をリーン側からパルス状にストイキ又はリッ
チ側となるように制御する（以下、過渡燃焼という）こ
とにより、リーン側ではＮＯx がアルカリ土類金属（Ｎ
Ｏx 吸蔵元素）に吸蔵され、それがストイキ又はリッチ
側でＨＣやＣＯなどの還元性成分と反応して浄化される
ため、リーンバーンにおいてもＮＯx を効率良く浄化す
ることができる。
カリ土類金属とＰｔをアルミナなどの多孔質担体に担持
した排ガス浄化用触媒（例えば特開平５−１６８８６０
号公報）を提案している。この排ガス浄化用触媒を用
い、空燃比をリーン側からパルス状にストイキ又はリッ
チ側となるように制御する（以下、過渡燃焼という）こ
とにより、リーン側ではＮＯx がアルカリ土類金属（Ｎ
Ｏx 吸蔵元素）に吸蔵され、それがストイキ又はリッチ
側でＨＣやＣＯなどの還元性成分と反応して浄化される
ため、リーンバーンにおいてもＮＯx を効率良く浄化す
ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した特
開平５−１６８８６０号公報に開示されたような排ガス
浄化用触媒においては、６００℃以上、特に７００℃以
上の高温に曝された場合には、過渡燃焼におけるＮＯx
浄化性能が低下するという不具合があることが明らかと
なった。
開平５−１６８８６０号公報に開示されたような排ガス
浄化用触媒においては、６００℃以上、特に７００℃以
上の高温に曝された場合には、過渡燃焼におけるＮＯx
浄化性能が低下するという不具合があることが明らかと
なった。
【０００７】この原因は、高温域において例えばＢａと
アルミナとの間に固相反応が生じ、ＢａＡｌ2 Ｏ4 が生
成することによって、担体の比表面積が低下するととも
にＢａのＮＯx 吸蔵能が低下することに起因すると考え
られている。本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、高温域におけるＮＯx吸蔵元素と担体との
間の反応を防止することにより、過渡燃焼におけるＮＯ
x 浄化性能を向上させることを目的とする。
アルミナとの間に固相反応が生じ、ＢａＡｌ2 Ｏ4 が生
成することによって、担体の比表面積が低下するととも
にＢａのＮＯx 吸蔵能が低下することに起因すると考え
られている。本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、高温域におけるＮＯx吸蔵元素と担体との
間の反応を防止することにより、過渡燃焼におけるＮＯ
x 浄化性能を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の排ガス浄化用触媒の特徴は、酸素過剰の雰囲気下で
排ガス中の窒素酸化物（ＮＯx ）、一酸化炭素（ＣＯ）
及び炭化水素（ＨＣ）を浄化する排ガス浄化用触媒であ
って、ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 で表される複合酸化物から
なる担体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土
類元素の中から選ばれ担体に担持されたＮＯx 吸蔵元素
と、担体に担持された触媒貴金属と、を含んでなること
にある。
明の排ガス浄化用触媒の特徴は、酸素過剰の雰囲気下で
排ガス中の窒素酸化物（ＮＯx ）、一酸化炭素（ＣＯ）
及び炭化水素（ＨＣ）を浄化する排ガス浄化用触媒であ
って、ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 で表される複合酸化物から
なる担体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土
類元素の中から選ばれ担体に担持されたＮＯx 吸蔵元素
と、担体に担持された触媒貴金属と、を含んでなること
にある。
【０００９】また本発明の排ガス浄化方法の特徴は、請
求項３に記載のように、酸素過剰の雰囲気下で排ガス中
の窒素酸化物（ＮＯx ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化
水素（ＨＣ）を浄化する排ガス浄化方法であって、Ｍｇ
Ｏ・ｎＡｌ2 Ｏ3 で表される複合酸化物からなる担体
と、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素の
中から選ばれ担体に担持されたＮＯx 吸蔵元素と、担体
に担持された触媒貴金属と、を含んでなる排ガス浄化用
触媒に排ガスを接触させることにある。
求項３に記載のように、酸素過剰の雰囲気下で排ガス中
の窒素酸化物（ＮＯx ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化
水素（ＨＣ）を浄化する排ガス浄化方法であって、Ｍｇ
Ｏ・ｎＡｌ2 Ｏ3 で表される複合酸化物からなる担体
と、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素の
中から選ばれ担体に担持されたＮＯx 吸蔵元素と、担体
に担持された触媒貴金属と、を含んでなる排ガス浄化用
触媒に排ガスを接触させることにある。
【００１０】なお本発明においては、請求項２及び請求
項４に記載のように、ＮＯx 吸蔵元素としてＢａを用い
た時に最も大きな効果が得られる。
項４に記載のように、ＮＯx 吸蔵元素としてＢａを用い
た時に最も大きな効果が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の排ガス浄化用触媒では、
担体としてＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 で表される複合酸化物
を用いている。この複合酸化物の結晶構造としては、γ
−アルミナと同様のスピネル構造をもつものが知られて
いる。この複合酸化物は、アルミナに比べてＮＯx 吸蔵
元素との反応性が低い。したがって本発明の排ガス浄化
用触媒では、高温域における例えばＢａＡｌ2 Ｏ4 の生
成が抑制されるので、比表面積の低下やＮＯx 吸蔵能の
低下が抑制され、過渡燃焼においても高いＮＯx 浄化能
を有する。
担体としてＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 で表される複合酸化物
を用いている。この複合酸化物の結晶構造としては、γ
−アルミナと同様のスピネル構造をもつものが知られて
いる。この複合酸化物は、アルミナに比べてＮＯx 吸蔵
元素との反応性が低い。したがって本発明の排ガス浄化
用触媒では、高温域における例えばＢａＡｌ2 Ｏ4 の生
成が抑制されるので、比表面積の低下やＮＯx 吸蔵能の
低下が抑制され、過渡燃焼においても高いＮＯx 浄化能
を有する。
【００１２】さらに、この複合酸化物はそれ自体の耐熱
性が高く、高比表面積のものが比較的得やすいため、触
媒担体としての必要条件を備えている。このＭｇＯ・ｎ
Ａｌ2 Ｏ3 からなる複合酸化物において、ｎ＝１のとき
ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 はＭｇＡｌ2 Ｏ4 とも表記され、
一般にスピネルと呼ばれており、状態図からはＭｇＯ・
ｎＡｌ2 Ｏ3 への固溶限界である。
性が高く、高比表面積のものが比較的得やすいため、触
媒担体としての必要条件を備えている。このＭｇＯ・ｎ
Ａｌ2 Ｏ3 からなる複合酸化物において、ｎ＝１のとき
ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 はＭｇＡｌ2 Ｏ4 とも表記され、
一般にスピネルと呼ばれており、状態図からはＭｇＯ・
ｎＡｌ2 Ｏ3 への固溶限界である。
【００１３】ｎが１未満のときＭｇのＡｌ2 Ｏ3 への固
溶限界を越えるため、熱履歴を受ければＭｇＯとＭｇＡ
ｌ2 Ｏ4 との２相系になる。この遊離のＭｇＯが存在す
ると、耐熱性が低下するため好ましくない。ｎが１を超
えると、ＭｇＯ・ｘＡｌ2 Ｏ3 とｙＡｌ2 Ｏ3 （１＜
ｘ，ｘ＋ｙ＝ｎ）の２相系になる。ｎが大きくなると、
比表面積は大きくなる傾向があるが、Ａｌ2 Ｏ3 相の割
合が増えるにつれてＮＯx 吸蔵元素との反応が生じやす
くなる。したがって、ｎの範囲としては０．５≦ｎ≦
１．５が好ましく、さらに過酷な熱負荷に対してはｎ＝
１近傍が最も好ましい。
溶限界を越えるため、熱履歴を受ければＭｇＯとＭｇＡ
ｌ2 Ｏ4 との２相系になる。この遊離のＭｇＯが存在す
ると、耐熱性が低下するため好ましくない。ｎが１を超
えると、ＭｇＯ・ｘＡｌ2 Ｏ3 とｙＡｌ2 Ｏ3 （１＜
ｘ，ｘ＋ｙ＝ｎ）の２相系になる。ｎが大きくなると、
比表面積は大きくなる傾向があるが、Ａｌ2 Ｏ3 相の割
合が増えるにつれてＮＯx 吸蔵元素との反応が生じやす
くなる。したがって、ｎの範囲としては０．５≦ｎ≦
１．５が好ましく、さらに過酷な熱負荷に対してはｎ＝
１近傍が最も好ましい。
【００１４】この複合酸化物は、それ自体で担体を構成
してもよいし、アルミナ粉末などの表面に被覆したもの
を担体とすることもできる。この複合酸化物の製造法と
しては、アルコキシド等を用いるゾルゲル法、硝酸マグ
ネシウムと硝酸アルミニウム等の混合水溶液とアンモニ
ア水を用いる共沈法、水酸化アルミニウムに酢酸マグネ
シウムを含浸し焼成する方法等が例示される。
してもよいし、アルミナ粉末などの表面に被覆したもの
を担体とすることもできる。この複合酸化物の製造法と
しては、アルコキシド等を用いるゾルゲル法、硝酸マグ
ネシウムと硝酸アルミニウム等の混合水溶液とアンモニ
ア水を用いる共沈法、水酸化アルミニウムに酢酸マグネ
シウムを含浸し焼成する方法等が例示される。
【００１５】また担体の形状は、ペレット、ハニカム形
状など従来と同様に構成することができ、コーディエラ
イト担体基材又はメタル担体基材などにコートして用い
ることができる。ＮＯx 吸蔵元素としては、アルカリ金
属、アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少な
くとも一種が用いられる。アルカリ金属としてはリチウ
ム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、セ
シウム（Ｃｓ）が挙げられる。また、アルカリ土類金属
とは周期表２Ａ族元素をいい、マグネシウム（Ｍｇ）、
カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウ
ム（Ｂａ）が挙げられる。また希土類元素としては、ス
カンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン
（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、
ネオジム（Ｎｄ）などが例示される。中でもＢａが特に
ＮＯx 吸蔵能に優れ、かつＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ 3 複合酸
化物を担体とすることによりＢａＡｌ2 Ｏ4 の生成を効
果的に防止することができる。
状など従来と同様に構成することができ、コーディエラ
イト担体基材又はメタル担体基材などにコートして用い
ることができる。ＮＯx 吸蔵元素としては、アルカリ金
属、アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少な
くとも一種が用いられる。アルカリ金属としてはリチウ
ム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、セ
シウム（Ｃｓ）が挙げられる。また、アルカリ土類金属
とは周期表２Ａ族元素をいい、マグネシウム（Ｍｇ）、
カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウ
ム（Ｂａ）が挙げられる。また希土類元素としては、ス
カンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン
（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、
ネオジム（Ｎｄ）などが例示される。中でもＢａが特に
ＮＯx 吸蔵能に優れ、かつＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ 3 複合酸
化物を担体とすることによりＢａＡｌ2 Ｏ4 の生成を効
果的に防止することができる。
【００１６】ＮＯx 吸蔵元素の含有量は、担体１００ｇ
に対して０．０１〜１．０モルの範囲が望ましい。含有
量が０．０１モルより少ないとＮＯx 吸蔵能力が小さく
ＮＯ x 浄化性能が低下し、１．０モルを超えて含有して
も、ＮＯx 吸蔵能力が飽和すると同時にＨＣのエミッシ
ョンが増加するなどの不具合が生じる。触媒貴金属とし
ては、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム
（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）な
どの１種又は複数種を用いることができ、Ｐｔが特に望
ましい。その担持量は、いずれの貴金属でも、担体１０
０ｇ（触媒全体の体積１リットル相当）に０．１〜２０
ｇが好ましく、０．５〜１０ｇが特に好ましい。触媒貴
金属の担持量をこれ以上増加させても活性は向上せず、
その有効利用が図れない。また触媒貴金属の担持量がこ
れより少ないと、実用上十分な活性が得られない。
に対して０．０１〜１．０モルの範囲が望ましい。含有
量が０．０１モルより少ないとＮＯx 吸蔵能力が小さく
ＮＯ x 浄化性能が低下し、１．０モルを超えて含有して
も、ＮＯx 吸蔵能力が飽和すると同時にＨＣのエミッシ
ョンが増加するなどの不具合が生じる。触媒貴金属とし
ては、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム
（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）な
どの１種又は複数種を用いることができ、Ｐｔが特に望
ましい。その担持量は、いずれの貴金属でも、担体１０
０ｇ（触媒全体の体積１リットル相当）に０．１〜２０
ｇが好ましく、０．５〜１０ｇが特に好ましい。触媒貴
金属の担持量をこれ以上増加させても活性は向上せず、
その有効利用が図れない。また触媒貴金属の担持量がこ
れより少ないと、実用上十分な活性が得られない。
【００１７】なお、ＮＯx 吸蔵元素及び触媒貴金属を担
体に担持させるには、その塩化物や硝酸塩等を用いて、
含浸法、噴霧法、スラリー混合法などを利用して従来と
同様に担持させることができる。また本発明の排ガス浄
化用触媒には、セリウム酸化物又はジルコニアで安定化
されたセリウム酸化物を含有することもできる。このよ
うにすればセリウム酸化物による酸素吸蔵・放出作用に
より、過渡燃焼におけるＮＯx 浄化性能を一層向上させ
ることができる。
体に担持させるには、その塩化物や硝酸塩等を用いて、
含浸法、噴霧法、スラリー混合法などを利用して従来と
同様に担持させることができる。また本発明の排ガス浄
化用触媒には、セリウム酸化物又はジルコニアで安定化
されたセリウム酸化物を含有することもできる。このよ
うにすればセリウム酸化物による酸素吸蔵・放出作用に
より、過渡燃焼におけるＮＯx 浄化性能を一層向上させ
ることができる。
【００１８】本発明の排ガス浄化方法では、上記した排
ガス浄化用触媒を用い、酸素過剰の雰囲気下の排ガスを
接触させることにより、ＨＣ及びＣＯは触媒貴金属の触
媒作用によって酸化浄化される。またＮＯx はＮＯx 吸
蔵元素に吸蔵される。そして過渡燃焼により一時的にス
トイキ又はリッチ雰囲気の排ガスが供給されると、排ガ
ス中のＮＯx 及び吸蔵されていたＮＯx は、触媒貴金属
の触媒作用により排ガス中のＨＣ及びＣＯなどの還元成
分と反応して還元浄化される。
ガス浄化用触媒を用い、酸素過剰の雰囲気下の排ガスを
接触させることにより、ＨＣ及びＣＯは触媒貴金属の触
媒作用によって酸化浄化される。またＮＯx はＮＯx 吸
蔵元素に吸蔵される。そして過渡燃焼により一時的にス
トイキ又はリッチ雰囲気の排ガスが供給されると、排ガ
ス中のＮＯx 及び吸蔵されていたＮＯx は、触媒貴金属
の触媒作用により排ガス中のＨＣ及びＣＯなどの還元成
分と反応して還元浄化される。
【００１９】そして担体はＮＯx 吸蔵元素との反応性が
低いため、高温域においてもＮＯx吸蔵元素との反応が
生じない。したがって本発明の排ガス浄化用触媒では、
ＮＯ x 吸蔵元素本来のＮＯx 吸蔵能が損なわれることが
なく、過渡燃焼においても高いＮＯx 浄化性能が維持さ
れる。また担体は耐熱性に優れ比表面積の低下もほとん
どないため、この面からも耐熱性に優れている。
低いため、高温域においてもＮＯx吸蔵元素との反応が
生じない。したがって本発明の排ガス浄化用触媒では、
ＮＯ x 吸蔵元素本来のＮＯx 吸蔵能が損なわれることが
なく、過渡燃焼においても高いＮＯx 浄化性能が維持さ
れる。また担体は耐熱性に優れ比表面積の低下もほとん
どないため、この面からも耐熱性に優れている。
【００２０】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明の請求項は実施例により何ら制限を受ける
ものではない。 （実施例１） ＜複合酸化物担体の合成・ゾルゲル法＞気相法高純度超
微粒子マグネシア粉末（宇部化学工業（株）製・粒子径
１０〜１４ｎｍ）とアルミニウムイソプロポキシド（Ａ
ｌ［ＯＣＨ（ＣＨ3 ）2 ］3 ）とを、モル比でＭｇ：Ａ
ｌ＝１：２となるようにイソプロピルアルコールに加
え、攪拌しながら８０℃で約３時間還流した。そこへイ
オン交換水を滴下し、加水分解を完結させ、その後３０
分〜１時間還流を続け、その後放冷した。
るが、本発明の請求項は実施例により何ら制限を受ける
ものではない。 （実施例１） ＜複合酸化物担体の合成・ゾルゲル法＞気相法高純度超
微粒子マグネシア粉末（宇部化学工業（株）製・粒子径
１０〜１４ｎｍ）とアルミニウムイソプロポキシド（Ａ
ｌ［ＯＣＨ（ＣＨ3 ）2 ］3 ）とを、モル比でＭｇ：Ａ
ｌ＝１：２となるようにイソプロピルアルコールに加
え、攪拌しながら８０℃で約３時間還流した。そこへイ
オン交換水を滴下し、加水分解を完結させ、その後３０
分〜１時間還流を続け、その後放冷した。
【００２１】次にロータリーエバポレータを用いて溶媒
を除去し、さらに室温で２４時間自然乾燥させた後、１
２０℃の乾燥機中で２４時間乾燥した。最後に大気中８
００℃で３時間焼成し、ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （ｎ＝
１．０）の組成の複合酸化物担体粉末を得た。 ＜触媒の調製＞この担体粉末の所定量を、所定濃度のジ
ニトロジアンミン白金水溶液中に浸漬し、５時間攪拌し
た後に蒸発乾固させ、大気中にて３００℃で３時間焼成
して白金（Ｐｔ）を担持させた。Ｐｔの担持量は、担体
１００ｇ（１Ｌ相当）に対してＰｔが２ｇである。
を除去し、さらに室温で２４時間自然乾燥させた後、１
２０℃の乾燥機中で２４時間乾燥した。最後に大気中８
００℃で３時間焼成し、ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （ｎ＝
１．０）の組成の複合酸化物担体粉末を得た。 ＜触媒の調製＞この担体粉末の所定量を、所定濃度のジ
ニトロジアンミン白金水溶液中に浸漬し、５時間攪拌し
た後に蒸発乾固させ、大気中にて３００℃で３時間焼成
して白金（Ｐｔ）を担持させた。Ｐｔの担持量は、担体
１００ｇ（１Ｌ相当）に対してＰｔが２ｇである。
【００２２】次に、Ｐｔが担持された担体粉末を、所定
濃度の酢酸バリウム水溶液中に浸漬し、５時間攪拌した
後に蒸発乾固させ、大気中にて３００℃で３時間焼成し
てＮＯx 吸蔵元素としてのバリウム（Ｂａ）を担持させ
た。Ｂａの担持量は、担体１００ｇ（１Ｌ相当）に対し
てＢａが０．３ｍｏｌである。最後に、ＰｔとＢａが担
持された担体粉末を水素気流中にて５００℃で３時間処
理し、実施例１の排ガス浄化用触媒粉末を調製した。
濃度の酢酸バリウム水溶液中に浸漬し、５時間攪拌した
後に蒸発乾固させ、大気中にて３００℃で３時間焼成し
てＮＯx 吸蔵元素としてのバリウム（Ｂａ）を担持させ
た。Ｂａの担持量は、担体１００ｇ（１Ｌ相当）に対し
てＢａが０．３ｍｏｌである。最後に、ＰｔとＢａが担
持された担体粉末を水素気流中にて５００℃で３時間処
理し、実施例１の排ガス浄化用触媒粉末を調製した。
【００２３】（実施例２）気相法高純度超微粒子マグネ
シア粉末とアルミニウムイソプロポキシドの混合比をモ
ル比でＭｇ：Ａｌ＝１：２．８としたこと以外は実施例
１と同様にして、ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （ｎ＝１．５）
の組成の複合酸化物担体粉末を調製した。そして同様に
してＰｔとＢａを担持し、同様に水素気流中で処理して
実施例２の排ガス浄化用触媒粉末を得た。
シア粉末とアルミニウムイソプロポキシドの混合比をモ
ル比でＭｇ：Ａｌ＝１：２．８としたこと以外は実施例
１と同様にして、ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （ｎ＝１．５）
の組成の複合酸化物担体粉末を調製した。そして同様に
してＰｔとＢａを担持し、同様に水素気流中で処理して
実施例２の排ガス浄化用触媒粉末を得た。
【００２４】（実施例３）気相法高純度超微粒子マグネ
シア粉末とアルミニウムイソプロポキシドの混合比をモ
ル比でＭｇ：Ａｌ＝１：６としたこと以外は実施例１と
同様にして、ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （ｎ＝３．０）の組
成の複合酸化物担体粉末を調製した。そして同様にして
ＰｔとＢａを担持し、同様に水素気流中で処理して実施
例３の排ガス浄化用触媒粉末を得た。
シア粉末とアルミニウムイソプロポキシドの混合比をモ
ル比でＭｇ：Ａｌ＝１：６としたこと以外は実施例１と
同様にして、ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （ｎ＝３．０）の組
成の複合酸化物担体粉末を調製した。そして同様にして
ＰｔとＢａを担持し、同様に水素気流中で処理して実施
例３の排ガス浄化用触媒粉末を得た。
【００２５】（実施例４）気相法高純度超微粒子マグネ
シア粉末とアルミニウムイソプロポキシドの混合比をモ
ル比でＭｇ：Ａｌ＝１：１としたこと以外は実施例１と
同様にして、ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （ｎ＝０．５）の組
成の複合酸化物担体粉末を調製した。そして同様にして
ＰｔとＢａを担持し、同様に水素気流中で処理して実施
例３の排ガス浄化用触媒粉末を得た。
シア粉末とアルミニウムイソプロポキシドの混合比をモ
ル比でＭｇ：Ａｌ＝１：１としたこと以外は実施例１と
同様にして、ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （ｎ＝０．５）の組
成の複合酸化物担体粉末を調製した。そして同様にして
ＰｔとＢａを担持し、同様に水素気流中で処理して実施
例３の排ガス浄化用触媒粉末を得た。
【００２６】（比較例）γ−アルミナ粉末を担体とし、
実施例１と同様にしてＰｔとＢａを担持した後水素気流
中で処理して、比較例の排ガス浄化用触媒粉末を得た。 （試験・評価）上記したそれぞれの触媒粉末を耐久試験
装置に充填し、表１に示すリーン側のモデル排ガスとリ
ッチ側のモデル排ガスを、入りガス温度９００℃でリー
ン…リッチを１分…４分で切り替えながら５時間流し
た。
実施例１と同様にしてＰｔとＢａを担持した後水素気流
中で処理して、比較例の排ガス浄化用触媒粉末を得た。 （試験・評価）上記したそれぞれの触媒粉末を耐久試験
装置に充填し、表１に示すリーン側のモデル排ガスとリ
ッチ側のモデル排ガスを、入りガス温度９００℃でリー
ン…リッチを１分…４分で切り替えながら５時間流し
た。
【００２７】
【表１】 そして上記耐久試験後の各触媒粉末について、ＢＥＴ比
表面積を測定するとともに、過渡燃焼を模したモデル排
ガス評価におけるＮＯx 浄化率と粉末Ｘ線回折法による
ＢａＣＯ3 残存率の測定を実施した。
表面積を測定するとともに、過渡燃焼を模したモデル排
ガス評価におけるＮＯx 浄化率と粉末Ｘ線回折法による
ＢａＣＯ3 残存率の測定を実施した。
【００２８】ＮＯx 浄化率は、耐久試験後のそれぞれの
排ガス浄化用触媒粉末０．５ｇを評価装置に充填し、表
２に示すリーン側のモデル排ガスとリッチ側のモデル排
ガスを２分毎に交互に繰り返して流速２Ｌ／ｍｉｎで流
すことにより測定した。入りガス温度は４００℃及び５
００℃の２水準である。結果を表３に示す。なお、ＮＯ
x 浄化率は次式で定義される。
排ガス浄化用触媒粉末０．５ｇを評価装置に充填し、表
２に示すリーン側のモデル排ガスとリッチ側のモデル排
ガスを２分毎に交互に繰り返して流速２Ｌ／ｍｉｎで流
すことにより測定した。入りガス温度は４００℃及び５
００℃の２水準である。結果を表３に示す。なお、ＮＯ
x 浄化率は次式で定義される。
【００２９】ＮＯx 浄化率（％）＝１００×（１−４分
間の出口ガス中のＮＯx 量／４分間の入りガス中のＮＯ
x 量）
間の出口ガス中のＮＯx 量／４分間の入りガス中のＮＯ
x 量）
【００３０】
【表２】 またＢａＣＯ3 残存率は、耐久試験後の各触媒粉末の、
ＢａＣＯ3 とＢａＡｌ 2 Ｏ4 のＸＲＤスペクトルの最強
ピーク高さより、次式により算出した。結果を表３に示
す。
ＢａＣＯ3 とＢａＡｌ 2 Ｏ4 のＸＲＤスペクトルの最強
ピーク高さより、次式により算出した。結果を表３に示
す。
【００３１】ＢａＣＯ3 残存率＝ＢａＣＯ3 ／（ＢａＣ
Ｏ3 ＋ＢａＡｌ2 Ｏ4 ）
Ｏ3 ＋ＢａＡｌ2 Ｏ4 ）
【００３２】
【表３】 表３より、実施例１〜４の複合酸化物ＭｇＯ・ｎＡｌ2
Ｏ3 を担体に用いた場合には、比較例のγ−アルミナを
担体に用いた場合と比較して高いＮＯx 浄化率が得ら
れ、耐熱性に優れていることがわかる。
Ｏ3 を担体に用いた場合には、比較例のγ−アルミナを
担体に用いた場合と比較して高いＮＯx 浄化率が得ら
れ、耐熱性に優れていることがわかる。
【００３３】比較例は実施例１〜４より比表面積が高い
にもかかわらずＮＯx 浄化率が低下していることから、
上記差異の理由を比表面積の差で説明することは困難で
ある。しかしＢａＣＯ3 残存率をみると、実施例１〜４
の値は比較例より高い値を示している。これより、実施
例１〜４の触媒が耐熱性に優れているのは、担持された
Ｂａと担体との反応が抑制されたことによりＢａのＮＯ
x 吸蔵能の低下が抑制されたことによるものと考えら
れ、これは担体をＭｇとＡｌとの複合酸化物としたこと
に起因していることが明らかである。
にもかかわらずＮＯx 浄化率が低下していることから、
上記差異の理由を比表面積の差で説明することは困難で
ある。しかしＢａＣＯ3 残存率をみると、実施例１〜４
の値は比較例より高い値を示している。これより、実施
例１〜４の触媒が耐熱性に優れているのは、担持された
Ｂａと担体との反応が抑制されたことによりＢａのＮＯ
x 吸蔵能の低下が抑制されたことによるものと考えら
れ、これは担体をＭｇとＡｌとの複合酸化物としたこと
に起因していることが明らかである。
【００３４】
【発明の効果】すなわち本発明の排ガス浄化用触媒及び
排ガス浄化方法によれば、酸素過剰の雰囲気下における
排ガス中のＮＯx 、ＣＯ及びＨＣを効率良く浄化でき
る。また９００℃程度の高温に曝されたとしても、過渡
燃焼において高いＮＯx 浄化率を維持し、きわめて耐熱
性に優れている。
排ガス浄化方法によれば、酸素過剰の雰囲気下における
排ガス中のＮＯx 、ＣＯ及びＨＣを効率良く浄化でき
る。また９００℃程度の高温に曝されたとしても、過渡
燃焼において高いＮＯx 浄化率を維持し、きわめて耐熱
性に優れている。
Claims (4)
- 【請求項１】 酸素過剰の雰囲気下で排ガス中の窒素酸
化物（ＮＯx ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（Ｈ
Ｃ）を浄化する排ガス浄化用触媒であって、 ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 で表される複合酸化物からなる担
体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素
の中から選ばれ該担体に担持されたＮＯx 吸蔵元素と、
該担体に担持された触媒貴金属と、を含んでなることを
特徴とする排ガス浄化用触媒。 - 【請求項２】 前記ＮＯx 吸蔵元素はバリウムであるこ
とを特徴とする請求項１記載の排ガス浄化用触媒。 - 【請求項３】 酸素過剰の雰囲気下で排ガス中の窒素酸
化物（ＮＯx ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（Ｈ
Ｃ）を浄化する排ガス浄化方法であって、 ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 で表される複合酸化物からなる担
体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素
の中から選ばれ該担体に担持されたＮＯx 吸蔵元素と、
該担体に担持された触媒貴金属と、を含んでなる排ガス
浄化用触媒に前記排ガスを接触させることを特徴とする
排ガス浄化方法。 - 【請求項４】 前記ＮＯx 吸蔵元素はバリウムであるこ
とを特徴とする請求項３記載の排ガス浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060896A JPH09248458A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060896A JPH09248458A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09248458A true JPH09248458A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13155588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8060896A Pending JPH09248458A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09248458A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000084405A (ja) * | 1998-08-24 | 2000-03-28 | Degussa Huels Ag | 酸化窒素―蓄積物質及びそれから製造される酸化窒素―蓄積触媒 |
| JP2000512907A (ja) * | 1997-06-11 | 2000-10-03 | ダイムラークライスラー アクチエンゲゼルシヤフト | 貯蔵触媒 |
| US6372688B1 (en) | 1998-12-28 | 2002-04-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst for purifying an exhaust gas and process for producing the same |
| US6569803B2 (en) | 2000-01-19 | 2003-05-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst for purifying exhaust gas |
| JP2006297237A (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒およびその製造方法 |
| US7438866B2 (en) | 2001-02-02 | 2008-10-21 | Hitachi, Ltd. | Emission gas purification catalyst and internal combustion engine provided with the catalyst |
| JP2012130895A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-12 | Daihatsu Motor Co Ltd | 触媒担体および排ガス浄化用触媒 |
| JP2012152720A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Daihatsu Motor Co Ltd | 触媒担体および排ガス浄化用触媒 |
| US20140331652A1 (en) * | 2011-12-07 | 2014-11-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device of internal combustion engine |
| JP2015520021A (ja) * | 2012-04-26 | 2015-07-16 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｐｕｂｌｉｃｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | Ｎｏｘトラップ組成物 |
-
1996
- 1996-03-18 JP JP8060896A patent/JPH09248458A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000512907A (ja) * | 1997-06-11 | 2000-10-03 | ダイムラークライスラー アクチエンゲゼルシヤフト | 貯蔵触媒 |
| JP2000084405A (ja) * | 1998-08-24 | 2000-03-28 | Degussa Huels Ag | 酸化窒素―蓄積物質及びそれから製造される酸化窒素―蓄積触媒 |
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| US20140331652A1 (en) * | 2011-12-07 | 2014-11-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device of internal combustion engine |
| US9097167B2 (en) * | 2011-12-07 | 2015-08-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device of internal combustion engine |
| JP2015520021A (ja) * | 2012-04-26 | 2015-07-16 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｐｕｂｌｉｃｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | Ｎｏｘトラップ組成物 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040330 |