JPH0938500A

JPH0938500A - エンジンの排気ガス浄化用触媒およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0938500A
Application number: JP7192180A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Ichikawa; 智士市川; Toshitsugu Kamioka; 敏嗣上岡; Takahiro Kurokawa; 貴弘黒川; Yuki Koda; 由紀國府田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1995-07-27
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ＨＣ吸着剤層が有するＨＣ成分の吸着機能を
損なうことなく、触媒活性種５の熱劣化を効果的に防止
する。【解決手段】エンジンの排気系に設置される排気ガス
浄化用触媒であって、モノリス型担体１からなる触媒担
体上にＨＣ吸着剤層３を担持させ、このＨＣ吸着剤層３
上に、貴金属からなる触媒活性種５の粒子と、酸化ネオ
ジウム６の粒子とを同層に担持させてなるエンジンの排
気ガス浄化用触媒およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、エンジンの排気ガ
ス中に含まれるＨＣ成分を浄化するエンジンの排気ガス
浄化用触媒およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等に搭載されたエンジン
の排気ガス中には、ＨＣ（炭化水素）成分等の大気汚染
物質が含まれているので、エンジンの排気通路に排気ガ
ス浄化用触媒を有する排気ガス浄化装置を設置すること
により、排気ガス中のＨＣ成分を酸化して浄化すること
が行われているが、上記排気ガス浄化触媒が加熱されて
２５０°Ｃ程度の活性化温度以上にならないと、排気ガ
スを十分に浄化することができないという問題がある。
特に、エンジンの始動直後においては、排気ガス中のＨ
Ｃ濃度が高いので、このＨＣ成分を効果的に酸化して排
気ガスを浄化できるようにすることが望まれている。

【０００３】このため、例えば特開平３−２６２５４１
号公報に示されるように、モノリス型の担体上にゼオラ
イト層からなるＨＣ吸着剤層を担持させるとともに、プ
ラチナ、パラジウムおよびロジウム等の貴金属からなる
触媒活性種を上記ＨＣ吸着剤層に担持させてなるエンジ
ンの排気ガス浄化用触媒が提案されている。

【０００４】上記排気ガス浄化用触媒は、エンジンの始
動直後において触媒活性種が十分に加熱されていない不
活性状態にある場合に、エンジンの排気ガス中に含まれ
たＨＣ成分を上記ゼオライト層からなるＨＣ吸着剤層に
吸着させることにより、上記ＨＣ成分が大気中に放出さ
れるのを防止し、かつ触媒活性種が排気ガスにより加熱
されて活性化した後に、ゼオライト層から離脱したＨＣ
成分の酸化を上記触媒活性種の触媒作用により促進して
排気ガスを浄化するように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記触媒活性種を長期
間に亘って使用すると、その熱劣化によりＨＣ成分の浄
化能が低下する傾向があるが、これは触媒活性種を構成
する上記貴金属が加熱されてシンタリング（凝集）現象
が生じることに起因すると考えられる。また、上記触媒
活性種として活性の高い酸化パラジウム等の貴金属酸化
物を使用した場合には、ＨＣ成分を効果的に浄化できる
という利点を有する反面、この貴金属が加熱されると、
活性の低いパラジウム等に還元されて上記ＨＣ成分の浄
化能が低下し易いという問題がある。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、触媒活性種の熱劣化を効果的に防止
してＨＣ成分の浄化能を長期間に亘り良好状態に維持で
きるエンジンの排気ガス浄化用触媒およびその製造方法
を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
エンジンの排気系に設置される排気ガス浄化用触媒であ
って、触媒担体上にＨＣ吸着剤層を担持させ、このＨＣ
吸着剤層上に触媒活性種と、酸化ネオジウムとを同層に
担持させたものである。

【０００８】この構成によれば、ＨＣ吸着剤層上に担持
された酸化ネオジウムにより、貴金属等からなる触媒活
性種が熱劣化することに起因するＨＣ成分の浄化能の低
下が効果的に抑制されることになる。

【０００９】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
のエンジンの排気ガス浄化用触媒において、ゼオライト
からなるＨＣ吸着剤層を担体上に担持させたものであ
る。

【００１０】この構成によれば、耐熱性およびＨＣ吸着
性が優れたゼオライトによってＨＣ吸着剤層を形成した
ため、このＨＣ吸着剤層が熱劣化してＨＣ成分の吸着性
能が低下することが効果的に防止され、エンジンの始動
直後に多量に排出されたＨＣ成分が効果的に上記ＨＣ吸
着剤層に吸着されることになる。

【００１１】請求項３に係る発明は、上記請求項１また
は２記載のエンジンの排気ガス浄化用触媒において、Ｈ
Ｃ吸着材層にパラジウムからなる触媒活性種を担持させ
るとともに、触媒担体の容積に対する上記触媒活性種の
担持量を３〜１５ｇ／ｌの範囲内に設定したものであ
る。

【００１２】この構成によれば、触媒活性種によってＨ
Ｃ吸着剤層の表面が過度に被覆されることなく、ＨＣ吸
着剤層から離脱したＨＣ成分が上記パラジウムからなる
触媒活性種によって効果的に浄化されることになる。

【００１３】請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３
のいずれかに記載のエンジンの排気ガス浄化用触媒にお
いて、触媒担体の容積に対する酸化ネオジウムの担持量
を６〜４８ｇ／ｌの範囲内に設定したものである。

【００１４】この構成によれば、酸化ネオジウムによっ
て上記ＨＣ吸着剤層の表面が過度に被覆されることな
く、酸化ネオジウムによって触媒活性種の熱劣化が効果
的に抑制されることになる。

【００１５】請求項５に係る発明は、エンジンの排気系
に設置される排気ガス浄化用触媒の製造方法であって、
触媒担体上にＨＣ吸着剤を担持させてＨＣ吸着剤層を形
成した後、このＨＣ吸着剤層に貴金属化合物とネオジウ
ム化合物とを含有する溶液を含浸させて乾燥させた後
に、上記貴金属化合物およびネオジウム化合物を焼成す
ることにより貴金属からなる触媒活性種と、酸化ネオジ
ウムとを上記ＨＣ吸着剤層に担持させるように構成した
ものである。

【００１６】この構成によれば、粒径の小さい貴金属粒
子等からなる触媒活性種と、触媒活性種の熱劣化を抑制
する機能を有する酸化ネオジウムとが同層に担持された
排気ガス浄化用触媒が得られることになる。

【００１７】請求項６に係る発明は、上記請求項５記載
のエンジンの排気ガス浄化用触媒の製造方法において、
触媒担体の容積に対するパラジウムからなる触媒活性種
の担持量が３〜１５ｇ／ｌの範囲内となるとともに、触
媒担体の容積に対する酸化ネオジウムの担持量が６〜４
８ｇ／ｌの範囲内となるように、パラジウム化合物から
なる貴金属化合物およびネオジウム化合物を含有する溶
液の濃度および含浸量を設定したものである。

【００１８】この構成によれば、ＨＣ吸着剤層の表面が
過度に被覆されることなく、ＨＣ吸着剤層に吸着された
ＨＣ成分の酸化を効果的に促進し得る量のパラジウムか
らなる触媒活性種と、この触媒活性種の熱劣化を抑制し
得る量の酸化ネオジウムとが同層に担持された排気ガス
浄化用触媒が得られることになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係る
エンジンの排気ガス浄化用触媒の実施形態を示してい
る。この排気ガス浄化用触媒は、エンジンから排出され
た排気ガスが導入される複数の貫通孔２を有するモノリ
ス型担体１と、上記貫通孔２の内壁面に担持されたＨＣ
吸着剤層３とを有している。このＨＣ吸着剤層３上に
は、酸化セリウム４の粒子が担持されるとともに、その
上に触媒活性種５と、酸化ネオジウム６の粒子とが同層
に担持されている。

【００２０】上記ＨＣ吸着剤層３は、ＨＣ成分が吸着さ
れる多数の細孔を有し、かつ所定の耐熱性を有する多孔
質体であれば、その材質は問わない。そして、上記ＨＣ
吸着剤層３としてゼオライトを使用する場合、ケイバン
比が任意の値のものを使用することができるが、各種の
ＨＣ成分を効果的に吸着するためには、細孔の孔径が所
定値以上に形成されたＦＡＵ型ゼオライト（Ｙ型ゼオラ
イト）、ＭＦＩ型ゼオライト（ＺＳＭ５）またはβ型ゼ
オライトを使用することが望ましい。

【００２１】また、上記酸化セリウム４は、酸素吸蔵能
力を有し、モノリス型担体１の容積に対する担持量が５
０〜１００ｇ／ｌの範囲内に設定されることにより、Ｈ
Ｃ吸着剤層３から離脱したＨＣ成分を酸化させるための
酸素を供給するように構成されている。この酸化セリウ
ム４の酸素吸蔵能力を十分に確保するためには、その粒
径を大きくすることが望ましいが、この粒径が大きすぎ
ると適正密度で上記ＨＣ吸着剤層３に担持させることが
できないため、その粒径を３０〜２００ｎｍ（３〜２０
×１０^-8ｍ）の範囲内に設定することが望ましい。

【００２２】上記触媒活性種５は、パラジウム（Ｐ
ｄ）、プラチナ（Ｐｔ）またはロジウム（Ｒｈ）等の貴
金属またはその酸化物からなり、これらが単独または複
合状態で、上記酸化セリウム４上に担持されている。ま
た、モノリス型担体１の容積に対する触媒活性種５の担
持量は、０．１ｇ／ｌ以上であれば特に限定されるもの
ではないが、パラジウムからなる触媒活性種５によって
ＨＣ成分を効果的に浄化するとともに、不要な触媒活性
種５が担持されるのを防止するためには、その担持量を
３〜１５ｇ／ｌの範囲内に設定することが望ましい。

【００２３】上記酸化ネオジウム６は、触媒活性種５の
熱劣化を防止する機能を有し、上記触媒活性種５ととも
に、酸化セリウム４上に担持されている。そして、上記
モノリス型担体１の容積に対する酸化ネオジウム６の担
持量は、６〜４８ｇ／ｌの範囲内に設定されている。

【００２４】上記排気ガス浄化用触媒の製造方法の実施
形態について以下に説明する。まず、耐熱性金属材また
はセラミックス材等によって上記モノリス型担体１を形
成するとともに、上記ＨＣ吸着剤層を構成するゼオライ
トに、バインダーとなる２０ｗｔ％の水和アルミナまた
はシリカゾルと、適量の純水とを加えることによってス
ラリーを調製した後、このスラリーに上記モノリス型担
体１を浸漬してこの担体１に上記スラリーを付着させ
る。

【００２５】そして、余分なスラリーをエアブローによ
って吹き飛ばした後、モノリス型担体１に付着されたス
ラリーを５００°Ｃ程度の温度で約１時間に亘って焼成
することにより、モノリス型担体１に形成された各貫通
孔２の内壁面に、多数の細孔を有するゼオライトからな
るＨＣ吸着剤層３を担持させる。

【００２６】なお、必要に応じて上記ＨＣ吸着剤層３
に、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｔ（プラチナ）、Ｒｈ（ロ
ジウム）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）または
Ｆｅ（鉄）等からなるイオン交換種もしくは含浸種を複
合したもの、あるいはこれらの単体を、イオン交換、担
持または含浸させる等により、金属修飾を施してこれら
を触媒成分として機能させるように構成することが望ま
しい。

【００２７】次いで、硝酸セリウム（Ｃｅ（ＮＯ₃）₃）
からなるセリウム化合物を水またはアルコール等に溶解
させてなる所定量の溶液が充填された容器内に、上記モ
ノリス型担体１の一端部を浸漬することにより、ＨＣ吸
着剤層３に硝酸セリウムを含有する溶液を含浸させて担
持させる。

【００２８】例えば、実験的に使用される２５ｍｌの容
積を有するモノリス型担体１に、４．４３ｇの硝酸セリ
ウムを４ｍｌのイオン交換水に溶解させてなる溶液を含
浸させた場合には、モノリス型担体１に対する上記硝酸
セリウムの担持量が約１７７ｇ／ｌとなり、これを後述
するように焼成することによって得られる酸化セリウム
４の担持量は７０ｇ／ｌ程度になる。

【００２９】上記硝酸セリウムを含有する溶液は、この
溶液中のセリウム成分によって形成される酸化セリウム
４のモノリス型担体１の容積に対する担持量が５０〜１
００ｇ／ｌの範囲内となるように、その含浸量を設定す
る。

【００３０】これは、上記酸化セリウム４の担持量が５
０ｇ／ｌ未満となると、上記イオン交換水の量も少なく
なって硝酸セリウム溶液を上記ＨＣ吸着剤層３の全体に
行き渡らせることができなくなり、また上記酸化セリウ
ム４の含浸量が１００ｇ／ｌよりも多くなると、これに
応じて上記イオン交換水の量が過多になり、硝酸セリウ
ム溶液を上記ＨＣ吸着剤層３に含浸させる際に、ＨＣ吸
着剤層３の表面を覆うように硝酸セリウム溶液の層が形
成され、上記酸化セリウム４の粒子の生成時に、上記Ｈ
Ｃ吸着剤層３から離れた位置において酸化セリウム４の
粒子が析出し、この酸化セリウム４を適正位置に担持さ
せることができなくなるからである。

【００３１】次いで、上記ＨＣ吸着剤層３に担持された
硝酸セリウム溶液４中の水分を蒸発させて乾燥状態とし
た後、これを焼成することにより、酸化セリウム４を上
記ＨＣ吸着剤層３に担持させる。そして、このＨＣ吸着
剤層３および酸化セリウム４が担持されたモノリス型担
体１を、硝酸パラジウム（Ｐｄ（ＮＯ₃）₂）等の貴金属
化合物および硝酸ネオジウム（Ｎｄ（ＮＯ₃）₃）が溶解
された水溶液中に浸漬し、この硝酸水溶液を上記ＨＣ吸
着剤層３に含浸させる。

【００３２】そして、上記貴金属化合物および硝酸ネオ
ジウムを酸化セリウム４の表面に付着させた後、これら
を焼成して酸化させることにより、パラジウム等の貴金
属または酸化パラジウム等の貴金属酸化物の粒子からな
る触媒活性種５と、酸化ネオジウム６の粒子とを上記酸
化セリウム４上に担持させる。

【００３３】また、上記モノリス型担体１の容積に対す
る酸化ネオジウム６の担持量は、６〜４８ｇ／ｌの範囲
内となるように、上記水溶液に対する硝酸ネオジウムの
濃度および含有量が設定されている。酸化ネオジウム６
の担持量を上記範囲に設定したのは、この担持量が６ｇ
／ｌ未満となると、この酸化ネオジウム６によって触媒
活性種５の熱劣化を抑制する機能が十分に得ることがで
きなくなり、この触媒活性種５のＨＣ成分の浄化機能が
損なわれることになるためである。また、上記酸化ネオ
ジウム６の担持量が４８ｇ／ｌよりも多くなると、ＨＣ
吸着剤層３の表面が過度に被覆されてこのＨＣ吸着剤層
３によるＨＣ成分の吸着機能が損なわれることになるか
らである。

【００３４】以上のようにして製造された排気ガス浄化
用触媒の性能を評価するために行った実験例について以
下に説明する。この実験には、２５ｍｌの容積を有する
モノリス型担体１に、ケイバン比が３０に設定されたＦ
ＡＵ型ゼオライトからなるＨＣ吸着剤層３と、助触媒と
なる酸化セリウム４の粒子とを、それぞれ１２０ｇ／
ｌ、７０ｇ／ｌの割合で担持させ、かつ酸化パラジウム
からなる触媒活性種５の担持量を、種々の値に設定して
なる各排気ガス浄化用触媒を使用した。

【００３５】そして、上記各排気ガス浄化用触媒に、
０．５％の０．１％の窒素酸化物（ＮＯｘ）と、０．０
５５％Ｃのプロピレン（Ｃ₃Ｈ₆）と、０．０５５％Ｃの
トルエン（Ｃ₇Ｈ₈）と、０．６％の酸素（Ｏ₂）と、
０．６％の一酸化炭素（ＣＯ）と、３％の二酸化炭素
（ＣＯ₂）と、１０％の水分と、バランス用の窒素ガス
（Ｎ₂）とによって構成された模擬排気ガスを６０００
０ｈ^-1の空間速度（ＳＶ）で供給し、ＨＣ吸着剤層３に
吸着されたＨＣ成分の吸着量を測定するとともに、上記
ＨＣの５０％が浄化される温度、つまりＨＣ成分の半減
化温度を測定したところ、図３に示すようなデータが得
られた。

【００３６】上記データから酸化パラジウムからなる触
媒活性種５の担持量が多くなるほど、上記半減化温度が
低くなり、特にモノリス型担体１に対する上記触媒活性
種５の担持量を３ｇ／ｌ以上に設定した場合には、上記
半減化温度を１７５°Ｃ以下となる低温でＨＣ成分を効
果的に浄化できることが確認された。なお、上記触媒活
性種５の担持量を１５ｇ／ｌ以上に設定しても、上記半
減化温度にそれ程大きな変化が見られないため、ＨＣ成
分の浄化性能を十分に維持しつつ、不必要な触媒活性種
５が担持されるのを防止するためには、モノリス型１に
対する触媒活性種５の担持量を３〜１５ｇ／ｌの範囲内
に設定することが望ましいことが分かる。

【００３７】また、上記モノリス型担体１に、ケイバン
比が３０に設定されたＦＡＵ型ゼオライトからなるＨＣ
吸着剤層３と、助触媒となる酸化セリウム４の粒子と、
酸化パラジウムからなる触媒活性種５とを、それぞれ１
２０ｇ／ｌ、７０ｇ／ｌ、１０ｇ／ｌの割合で担持さ
せ、かつ上記触媒活性種５とともに、酸化ネオジウム６
の粒子を担持させてその担持量を、０ｇ／ｌ、３．６ｇ
／ｌ、１５．６ｇ／ｌ、３６ｇ／ｌおよび４８ｇ／ｌに
設定してなる各排気ガス浄化用触媒を使用し、これを９
００°Ｃの温度で５０時間に亘り大気熱処理して上記Ｈ
Ｃ成分の半減化温度およびトルエンの吸着量を測定する
実験を行ったところ、図４および図５にに示すようなデ
ータが得られた。

【００３８】図４に示すデータから、上記モノリス型担
体１の容積に対する酸化ネオジウム６の担持量が６ｇ／
ｌ以上の場合には、上記半減化温度が２２５°Ｃ以下と
なり、比較的低温で触媒活性種５が活性化することが確
認された。これに対して酸化ネオジウム６の担持量を６
ｇ／ｌ未満に設定した場合には、上記半減化温度が２５
０°Ｃ以上となり、かなり高温とならないと触媒活性種
５が活性化せず、この触媒活性種５に熱劣化が生じてい
ることが確認された。これは、酸化ネオジウム６の担持
量が上記の値よりも少ないと、触媒活性種５の熱劣化を
抑制する機能が不十分となり、上記大気熱処理によって
触媒活性種５の活性が低下したためであると考えられ
る。

【００３９】また、図５に示すデータから、モノリス型
担体１の容積に対する酸化ネオジウム６の担持量が４８
ｇ／ｌを越えると、トルエンの吸着量が急激に低下する
ことが確認された。これは、酸化ネオジウム６の担持量
が上記の値を越えると、ＨＣ吸着剤層３の表面が酸化ネ
オジウム６によって過度に被覆されることになるためで
あると考えられる。したがって、上記実験データからモ
ノリス型担体１に対する上記酸化ネオジウム６の担持量
を６〜４８ｇ／ｌの範囲内に設定することが望ましいこ
とが分かる。

【００４０】上記のようにモノリス型担体１等からなる
触媒担体にＨＣ吸着剤層３を担持させるとともに、この
ＨＣ吸着剤層３上に、貴金属からなる触媒活性種５と、
酸化ネオジウム６とを同層に担持させたため、ＨＣ吸着
剤層３によるＨＣ成分の吸着能が低下するという事態を
生じることなく、エンジンの冷間時に排出されたＨＣ成
分を上記ＨＣ吸着剤層３に効率よく吸着させることがで
きる。そして、上記触媒活性種５によって上記ＨＣ吸着
剤層３から離脱するＨＣ成分を効果的に浄化することが
できるとともに、上記酸化ネオジウム６によって触媒活
性種５が熱劣化するのを効果的に抑制することができ
る。

【００４１】すなわち、上記ＨＣ吸着剤層３上に触媒活
性種５と酸化ネオジウム６とを同層に担持させた場合に
は、この触媒活性種５と酸化ネオジウム６とを二段に重
ねた場合のように、ＨＣ吸着剤層３に表面が過度に被覆
されることがなく、このＨＣ吸着剤層３の細孔２内に上
記ＨＣ成分を効果的に吸着させることができる。そし
て、上記ＨＣ吸着剤層３から離脱したＨＣ成分を上記触
媒活性種５の触媒作用により、効果的に酸化して浄化す
ることができるとともに、上記触媒活性種５が加熱され
ることによる熱劣化、つまりこの触媒活性種５を構成す
る酸化パラジウムの粒子にシンタリング現象が生じて触
媒活性種５の粒径が増大し、あるいは上記酸化パラジウ
ムが還元される等により、その活性が低下することを上
記酸化ネオジウム６によって効果的に抑制し、この触媒
活性種５の触媒作用を長期間に亘り良好状態に維持する
ことができる。

【００４２】また、上記のように耐熱性およびＨＣ吸着
性が優れたゼオライトによってＨＣ吸着剤層３を形成し
た場合には、エンジンの始動直後に多量に排出されたＨ
Ｃ成分を上記ＨＣ吸着剤層３に効果的に吸着させること
ができるとともに、このＨＣ吸着剤層３の熱劣化を防止
して長期間に亘り上記ＨＣ成分の吸着性能を良好状態に
維持することができる。

【００４３】また、上記パラジウムまたは酸化パラジウ
ムからなる触媒活性種５のモノリス型担体１に対する担
持量を３〜１５ｇ／ｌの範囲内に設定した場合には、上
記ＨＣ吸着剤層３から離脱したＨＣ成分を、上記触媒活
性種５の触媒作用により効果的に酸化して排気ガスを浄
化することができるとともに、不必要な触媒活性種５が
ＨＣ吸着剤層３上に担持されてその表面が過度に被覆さ
れるのを確実に防止することができる。

【００４４】また、上記モノリス型担体１に対する酸化
ネオジウム６の担持量を６〜４８ｇ／ｌの範囲内に設定
した場合には、この酸化ネオジウム６によってＨＣ吸着
剤層３の表面が過度に被覆されるのを確実に防止しつ
つ、触媒活性種５が熱劣化することに起因した活性の低
下を上記酸化ネオジウム６によって確実に抑制すること
ができる。

【００４５】さらに、上記実施形態では、ＨＣ吸着剤層
３上に酸素吸蔵能力を有する酸化セリウム４の粒子を担
持させたため、この酸化セリウム４から放出される酸素
を利用して上記ＨＣ成分を効果的に酸化させて排気ガス
を浄化することができる。そして、上記モノリス型担体
１に対する酸化セリウム４の担持量を５０〜１００ｇ／
ｌの範囲内に設定したため、この酸化セリウム４によっ
てＨＣ吸着剤層３の表面が過度に被覆されるのを確実に
防止しつつ、ＨＣ吸着剤層３から放出されたＨＣ成分を
効果的に浄化することができる量の酸素を上記酸化セリ
ウム４に吸蔵させることができる。

【００４６】また、モノリス型担体１上にＨＣ吸着剤を
担持させてＨＣ吸着剤層３を形成した後、このＨＣ吸着
剤層３に硝酸パラジウムからなる硝酸貴金属化合物およ
び硝酸ネオジウムを含有する溶液を含浸させてこれを乾
燥させた後に、これらを焼成するようにした上記排気ガ
ス浄化用触媒の製造方法によれば、ＨＣ成分を酸化させ
てこれを効果的に浄化するパラジウム等の貴金属からな
る触媒活性種５と、この触媒活性種５の熱劣化を抑制す
る機能を有する酸化ネオジウム６とがＨＣ吸着剤層３上
に同層に担持された排気ガス浄化用触媒を容易に製造す
ることができる。

【００４７】また、上記パラジウム等からなる触媒活性
種５のモノリス型担体１に対する担持量が３〜１５ｇ／
ｌの範囲内となるとともに、モノリス型担体１に対する
酸化ネオジウム６の担持量が６〜４８ｇ／ｌの範囲内と
なるように、上記硝酸パラジウムおよび硝酸ネオジウム
を含有する溶液の濃度および含浸量を設定した場合に
は、ＨＣ吸着剤層３の表面が過度に被覆されることな
く、ＨＣ成分を十分に浄化させる得る量の触媒活性種５
と、この触媒活性種５の熱劣化を抑制し得る量の酸化ネ
オジウム６とが担持された排気ガス浄化用触媒を容易に
製造することができる。

【００４８】なお、上記実施形態では、硝酸パラジウム
からなるパラジウム化合物および硝酸ネオジウムからな
るネオジウム化合物を水に溶解させることによって形成
された溶液をＨＣ吸着剤層３に含浸させるようにしてい
るが、この溶液の容質として酢酸パラジウムおよび硫酸
パラジウム等のパラジウム化合物、または酢酸ネオジウ
ムおよび硫酸ネオジウム等のネオジウム化合物を使用
し、上記セリウム化合物溶液の容媒としてエタノール、
エーテル等を使用するように構成してもよい。

【００４９】また、上記貴金属化合物およびネオジウム
化合物を含有する溶液を含有する溶液をＨＣ吸着剤層３
に含浸させた後、これらを焼成することにより、貴金属
からなる触媒活性種５および酸化ネオジウム６の粒子を
上記ＨＣ吸着剤層３に担持させるようにした上記構成に
代え、貴金属の粉体および酸化ネオジウムの粉体を含有
するスラリーを上記ＨＣ吸着剤層３に含浸させるウォッ
シュコート法により、上記貴金属等の粉体および酸化ネ
オジウムの粉体をＨＣ吸着剤層３に担持させるように構
成してもよい。

【００５０】しかし、上記ウォッシュコート法によれ
ば、粉体からなる貴金属等の粒径および酸化ネオジウム
の粒径が２０００ｎｍ程度のかなり大きな値となり、Ｈ
Ｃ吸着剤層３上に適正密度で担持させることが困難とな
るため、上記実施形態に示すように、貴金属化合物およ
びネオジウム化合物を含有する溶液をＨＣ吸着剤層３に
含浸させた後、これを焼成するように構成した排気ガス
浄化用触媒の製造方法を採用することが望ましい。

【００５１】また、上記排気ガス浄化用触媒の製造方法
の実施形態では、上記ＨＣ吸着剤層３に硝酸セリウムを
含有する溶液を含浸させて乾燥させた後、これを焼成す
ることにより、酸素吸蔵能力を有する酸化セリウム４を
担持させるように構成したため、適度の粒径を有する酸
化セリウム４の粒子を適正密度で分散させた状態で、上
記ＨＣ吸着剤層３上に担持させることができる。

【００５２】そして、担体容積に対する酸化セリウム４
の担持量が、上記のように５０〜１００ｇ／ｌの範囲内
となるように、ＨＣ吸着剤層３に対する硝酸セリウム溶
液の含浸量を設定した構成によると、上記ＨＣ吸着剤層
３の全体に硝酸セリウム溶液を効果的に行き渡らせるこ
とができるとともに、この硝酸溶液中のセリウム化合物
によって生成される酸化セリウム４の粒子をＨＣ吸着剤
層３から遊離させることなく、適正位置に適量の酸化セ
リウム４を担持させることができる。

【００５３】なお、上記エンジンの排気ガス浄化用触媒
の製造方法において、硝酸セリウムを含有する溶液をＨ
Ｃ吸着剤層３に含浸させた後、この溶液を半乾燥状態と
した後、上記ＨＣ吸着剤層３にアンモニア水溶液を含浸
させて上記硝酸セリウム溶液中の硝酸セリウムと反応さ
せ、この硝酸セリウムを凝集させつつ、水酸セリウムの
粒子に変化させるように構成してもよい。

【００５４】このように構成した場合には、上記水酸化
セリウムの粒子を焼成することによって生成される酸化
セリウム４の粒径を容易かつ正確に調節することができ
る。したがって、上記酸化セリウム４の粒径が３０〜２
００ｎｍの範囲内となるように調節することにより、上
記酸化セリウム４の粒径が小さすぎることに起因して酸
素吸蔵能力が不足するという事態を生じるのを防止する
ことができる。

【００５５】しかも、上記粒径が大きすぎることに起因
して酸化セリウム４が過度に分散した状態でＨＣ吸着剤
層３に担持されるという事態を生じることなく、ＨＣ吸
着剤層３に上記酸化セリウム４を適正密度で担持させて
ＨＣ吸着剤層３から離脱するＨＣ成分を上記酸化セリウ
ム４に確実に接触させ、この酸化セリウム４から放出さ
れる酸素によって上記ＨＣ成分を効果的に浄化すること
ができる。

【００５６】また、上記実施形態では、排気ガスが導入
される複数の貫通孔２を有するモノリス型担体１からな
る触媒担体が設けられたモノリス型排気ガス浄化装置つ
いて説明したが、ペレット状の触媒担体にＨＣ吸着剤層
を担持させてなるペット型排気ガス浄化装置においても
本発明を適用可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明は、触媒担体上にＨＣ吸着剤層を担持させ、このＨＣ
吸着剤層上に触媒活性種と、酸化ネオジウムとを同層に
担持させたため、上記ＨＣ吸着剤層の表面が過度に被覆
されることに起因してＨＣ成分の吸着性能が低下するこ
とを防止しつつ、上記酸化ネオジウムによって触媒活性
種が熱劣化するのを抑制し、この触媒活性種によって上
記ＨＣ吸着剤層から離脱するＨＣ成分を効果的に浄化で
きるという利点がある。

【００５８】また、請求項２に係る発明は、耐熱性およ
びＨＣ吸着性が優れたゼオライトによってＨＣ吸着剤層
を形成したため、エンジンの始動直後に多量に排出され
たＨＣ成分を上記ＨＣ吸着剤層に効果的に吸着させるこ
とができるとともに、このＨＣ吸着剤層の熱劣化を防止
して長期間に亘り上記ＨＣ成分の吸着性能を良好状態に
維持することができる。

【００５９】また、請求項３に係る発明は、上記モノリ
ス型担体に対するパラジウムからなる触媒活性種の担持
量を３〜１５ｇ／ｌの範囲内に設定したため、上記触媒
活性種によってＨＣ吸着剤層の表面が過度に被覆される
のを防止しつつ、このＨＣ吸着剤層から離脱したＨＣ成
分を、上記触媒活性種の触媒作用により効果的に酸化さ
せて浄化できるという利点がある。

【００６０】また、請求項４に係る発明は、上記モノリ
ス型担体の容積に対する酸化ネオジウムの担持量を６〜
４８ｇ／ｌの範囲内に設定したため、この酸化ネオジウ
ムによってＨＣ吸着剤層の表面が過度に被覆されるのを
確実に防止しつつ、触媒活性種が熱劣化することに起因
する活性の低下を上記酸化ネオジウムによって効果的に
抑制することができる。

【００６１】また、請求項５に係る発明は、触媒担体上
にＨＣ吸着剤を担持させてＨＣ吸着剤層を形成した後、
このＨＣ吸着剤層に貴金属化合物とネオジウム化合物と
を含有する溶液を含浸させてこれを乾燥させた後に、こ
れを焼成することにより貴金属からなる触媒活性種と、
酸化ネオジウムとを上記ＨＣ吸着剤層に担持させるよう
に構成したため、パラジウム等の貴金属からなる適度の
粒径を有する触媒活性種と、その熱劣化を抑制する適度
の粒径を有する酸化ネオジウムとがＨＣ吸着剤層上に同
層に担持された排気ガス浄化用触媒を容易に製造するこ
とができる。

【００６２】また、請求項６に係る発明は、触媒担体の
容積に対するパラジウムからなる触媒活性種の担持量が
３〜１５ｇ／ｌの範囲内となるとともに、触媒担体の容
積に対する酸化ネオジウムの担持量が６〜４８ｇ／ｌの
範囲内となるように貴金属化合物およびネオジウム化合
物を含有する溶液の濃度および含浸量を設定したため、
ＨＣ吸着剤層の表面が過度に被覆されることなく、ＨＣ
成分を十分に浄化させる得る量の触媒活性種と、その熱
劣化を効果的に抑制し得る量の酸化ネオジウムとが担持
された排気ガス浄化用触媒を製造できるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排気ガス浄化用触媒の実施形態を
示す全体説明図である。

【図２】排気ガス浄化触媒の要部を示す部分拡大図説明
図である。

【図３】触媒活性種の担持量とＨＣ成分の浄化性能との
対応関係を示すグラフである。

【図４】酸化ネオジウムの担持量とＨＣ成分の浄化性能
との対応関係を示すグラフである。

【図５】酸化ネオジウムの担持量とＨＣ成分の吸着率と
の対応関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１モノリス型担体３ＨＣ吸着剤層５触媒活性種６酸化ネオジウム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者國府田由紀広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの排気系に設置される排気ガス
浄化用触媒であって、触媒担体上にＨＣ吸着剤層を担持
させ、このＨＣ吸着剤層上に触媒活性種と、ネオジウム
とを同層に担持させたことを特徴とするエンジンの排気
ガス浄化用触媒。
【請求項２】ゼオライトからなるＨＣ吸着剤層を担体
上に担持させたことを特徴とする請求項１記載のエンジ
ンの排気ガス浄化用触媒。
【請求項３】ＨＣ吸着材層にパラジウムからなる触媒
活性種を担持させるとともに、触媒担体の容積に対する
上記触媒活性種の担持量を３〜１５ｇ／ｌの範囲内に設
定したことを特徴とする請求項１または２記載のエンジ
ンの排気ガス浄化用触媒。
【請求項４】触媒担体の容積に対する酸化ネオジウム
の担持量を６〜４８ｇ／ｌの範囲内に設定したことを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの排
気ガス浄化用触媒。
【請求項５】エンジンの排気系に設置される排気ガス
浄化用触媒の製造方法であって、触媒担体上にＨＣ吸着
剤を担持させてＨＣ吸着剤層を形成した後、このＨＣ吸
着剤層に貴金属化合物とネオジウム化合物とを含有する
溶液を含浸させて乾燥させた後に、上記貴金属化合物お
よびネオジウム化合物を焼成することにより貴金属から
なる触媒活性種と、酸化ネオジウムとを上記ＨＣ吸着剤
層に担持させるように構成したことを特徴とするエンジ
ンの排気ガス浄化用触媒の製造方法。
【請求項６】触媒担体の容積に対するパラジウムから
なる触媒活性種の担持量が３〜１５ｇ／ｌの範囲内とな
るとともに、触媒担体の容積に対する酸化ネオジウムの
担持量が６〜４８ｇ／ｌの範囲内となるように、パラジ
ウム化合物からなる貴金属化合物およびネオジウム化合
物を含有する溶液の濃度および含浸量を設定したことを
特徴とする請求項５記載のエンジンの排気ガス浄化用触
媒の製造方法。