JPH11276896A - 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒及びその製造方法Info
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- JPH11276896A JPH11276896A JP10368575A JP36857598A JPH11276896A JP H11276896 A JPH11276896 A JP H11276896A JP 10368575 A JP10368575 A JP 10368575A JP 36857598 A JP36857598 A JP 36857598A JP H11276896 A JPH11276896 A JP H11276896A
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Abstract
媒おいて、触媒が高温に晒された後であってもNOxを
効率良く分解するようにする。 【解決手段】アルミナとセリアとの混合物にPtを担持
させRhを担持させていない触媒粉を形成するととも
に、二酸化マンガンにRhを担持させPtを担持させて
いない触媒粉を形成し、この両触媒粉を混合して担体に
ウォッシュコートし得られた触媒層にBa溶液を含浸さ
せる。 【効果】PtとRhとが異なる母材に担持されているか
ら、触媒が高温に晒された際の両貴金属の合金化が防止
される。BaとPtとRhとの相互作用が顕著になる。
Description
媒及びその製造方法に関する。
比で運転された場合の排気ガスは酸素濃度が高くなり、
従来の三元触媒では排気ガス中のNOx(窒素酸化物)
を分解浄化することが困難になる。
気ガス浄化用触媒として、特開平9−38493号公報
には、Co及びLaの少なくとも一方とアルミナとの複
合酸化物からなる担体に、触媒貴金属とNOx吸蔵材と
を順次に担持させてなる排気ガス浄化用触媒が記載され
ている。これは、高温ではアルミナとNOx吸蔵材とが
反応してアルミナの比表面積の低下や細孔の閉塞を生
じ、また、貴金属のシンタリングを生ずるが、アルミナ
をCoやLaとの複合酸化物の形にすると、この熱劣化
を抑制することができた、というものである。
を形成して、これにCoの含浸→乾燥→焼成を行なこと
により、Co−アルミナ複合酸化物の層を形成し、これ
にPtの含浸→乾燥とRhの含浸→乾燥とを順に行なっ
て焼成し、さらにBaの含浸→乾燥→焼成を行なうとい
うものである。従って、この触媒では、1つのCo−ア
ルミナ複合酸化物粒子にPtとRhとが近接して若しく
は重なりあって担持されていることになる。
つの母材粒子に2種の貴金属粒子が担持されている場
合、触媒が高温に晒された際にこの両貴金属粒子が合金
化し易くなり、触媒浄化性能が低下することになる。
NOxを吸蔵し濃度が低くなったときにそのNOxを放
出するNOx吸蔵材を備え、しかもNOxを分解するた
めの触媒作用を有する種類の異なる触媒貴金属を備えて
いる場合において、各貴金属の熱に対する安定性を高め
るとともに、その各々がNOxの分解浄化に有効に働く
ようにすることを目的とする。
明の一つ(請求項1)は、排気ガス中のNOxの吸蔵作
用を有するNOx吸蔵材と、該NOxを分解するための
触媒作用を有する種類の異なる第1及び第2の両貴金属
とを備えた排気ガス浄化用触媒の製造方法に関するもの
であって、母材に第1貴金属が担持され第2貴金属が担
持されていない第1触媒粉を形成する工程と、母材に該
第2貴金属が担持され第1貴金属が担持されていない第
2触媒粉を形成する工程とを備え、上記第1触媒粉と第
2触媒粉とを混合し、上記混合物に上記NOx吸蔵材の
溶液を含浸させることによって該NOx吸蔵材を担持さ
せることを特徴とする。
2貴金属とが各々別の母材(但しその種類は同じであっ
てもよい)に担持されている触媒が得られるから、当該
触媒が高温に晒されてもこの両貴金属が合金化すること
が少なくなる。従って、各貴金属は各々が担持されてい
る母材上でNOx吸蔵材との相互作用によってNOxを
分解浄化することができる。また、両貴金属が相互に働
き合って触媒作用を営む場合であっても、各々がその役
割を十分に発揮することができるようになる。
ば、NOx吸蔵材を各触媒粉に別個に担持させるのでは
なく、上記混合物に含浸担持させるから、NOx吸蔵材
の一部は第1貴金属が担持されている母材と第2貴金属
が担持されている母材の双方に跨ったような形で担持さ
れ、ひいてはNOx吸蔵材が第1貴金属と第2貴金属の
双方に跨った形になることである。
で第1貴金属及び第2貴金属の各々が該NOx吸蔵材と
相互に働きあってNOxの浄化に寄与することになり、
NOx浄化の効率が高まり易くなる。特に、第1貴金属
及び第2貴金属の各々のNOx浄化における役割が異な
る場合、一つのNOx吸蔵材(粒子)上でこの第1及び
第2の両貴金属が互いの役割を果たすことになり、この
NOx吸蔵材を仲立ちとするNOxの浄化に有利にな
る。また、例えば第1貴金属のシンタリングが進んでも
それによるNOx浄化性能の低下を第2貴金属が補うこ
とができる。
コーティングすると、担体上に形成された触媒層が、第
1貴金属及びNOx吸蔵材を担持し第2貴金属を担持し
ていない母材と、第2貴金属及びNOx吸蔵材を担持し
第1貴金属を担持していない母材との混合物よりなり、
NOx吸蔵材の一部が上記第1貴金属を担持した母材と
上記第2貴金属を担持した母材の双方に跨って担持され
ていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒が得られる
(請求項8に係る発明)。
材としては、Al2 O3 、CeO2、又はMn、Co、
Ti及びFeのうちの少なくとも1種の酸化物が選ばれ
る。このとき、第1及び第2の両貴金属は同じ種類の母
材に担持されてもよい。
が得られ、触媒が高温に晒された後でも高いNOx浄化
特性が維持される。
金属を担持させる母材とは異なる種類のものにすること
ができる(請求項2、請求項9及び請求項10の各発
明)。すなわち、触媒の耐熱性向上には母材自体の熱安
定性を高めることが有効であるが、熱安定性の高い母材
はその比表面積が小さいことが多い。また、一般に2種
類の貴金属を用いる場合、その一方は他方に比べて少量
にすることができる場合が多い。かかる場合、比表面積
が大きい第1母材に単位母材量当たりの担持量の多い第
1貴金属を担持させ、比表面積は小さいが熱安定性が高
い第2母材に単位母材量当たりの担持量の少ない第2貴
金属を担持させるようにすれば、第1母材のシンタリン
グを生じて第1貴金属の一部が失われることがあっても
(母材に一部埋没しても)、第2母材上で第2貴金属の
必要量が確保されているから、触媒性能の大きな低下を
防ぐことができる(請求項11に係る発明)。
母材に第1貴金属だけでなく少量でよい第2貴金属まで
担持しておけば、該母材のシンタリングよって第2貴金
属の量が極端に少なくなり、以後の触媒性能が大きく低
下するが、これを防止することができる。
排気ガス中の酸素濃度が高いときのNOxの浄化に有効
であるが、その酸素濃度が低くなったときにNOx浄化
率が低下する傾向があるところ、このPtに対して少量
のRhを併用すると、NOx浄化率の低下が抑制され
る。従って、このようなPtを上記第1貴金属として採
用しRhを上記第2貴金属として採用することが好まし
い(請求項4に係る発明,請求項13に係る発明)。
気ガス中の酸素濃度が高いとき(空燃比リーン)にPt
が排気ガス中のNOを酸化NO2 に酸化させてNOx吸
蔵材に吸蔵され易くし、排気ガス中の酸素濃度が低くな
って(ストイキまたは空燃比リッチ)当該NOx吸蔵材
が放出するNOxを放出するときPt及びRhの各々が
このNOxを還元浄化する。
きのNOx還元浄化性能はPtよりもRhの方が高いと
考えられる。従って、一つのNOx吸蔵材粒子が、Pt
が担持されている母材とRhが担持されている母材との
双方に跨った形で、特にPtとRhとに跨った形で担持
されている場合、排気ガス中の酸素濃度が高いときにP
tによって酸化されてNOx吸蔵材に担持されたNOx
が該NOx吸蔵材から放出されるときに今度は主として
Rhの働きによって還元浄化されることになり、NOx
が効率良く浄化されることになる。
いては、Ptを比表面積の大きな第1母材に担持させ、
少量でよいRhを比表面積は小さくても熱安定性の高い
第2母材に担持させるようにすればよい。
あり、また、これにCeO2 を併用することができる。
もちろん、CeO2 のみを第1母材として用いることは
可能である。一方、第2母材としては、Mn、Co、T
i及びFeのうちから選択される少なくとも1種の金属
の酸化物であることが好適である(請求項5に係る発
明)。
る。CeO2 は酸素吸蔵能(O2 ストレージ効果)を有
するから、エンジンが理論空燃比(λ=1)近傍で運転
されるときに、当該触媒を三元触媒として機能させて、
NOxだけでなくHC(炭化水素)及びCO(一酸化炭
素)をも同時に効率良く浄化するうえで有効になる。一
方、Mn等の酸化物は、熱安定性が高く、第1母材のシ
ンタリング防止に有効であるだけでなく、排気ガス中の
NOをNO2 に酸化させる働きがあると認められ、それ
によってNOx吸蔵材の吸蔵性能を高めるからである。
液を含浸させる工程においては、該NOx吸蔵材の溶液
と共に上記第1貴金属の溶液を含浸させて、該第1貴金
属を追加的に担持させることが好ましい(請求項3に係
る発明)。つまり、第1貴金属については、その一部を
予め母材に担持させておき、その残部を上記含浸工程に
よって担持させるものである。これにより、触媒の耐熱
性を向上させることができるとともに、触媒フレッシュ
時(触媒の使用当初)及びストイキ(λ=1)でのNO
x浄化性能が高くなる。
金属の一部が予め母材に担持されているから、該貴金属
の分散性が高くなり、高温に晒されたときの該貴金属自
身のシンタリング防止及び該貴金属と第2貴金属とのシ
ンタリング防止が図れるからである。また、NOx浄化
性能が向上するのは、第1貴金属の残部がNOx吸蔵材
と共に第2貴金属に近接して配置され、この第1貴金
属、第2貴金属及びNOx吸蔵材の相互作用がより顕著
になるためである。
カリ金属、Ba、Sr等のアルカリ土類金属及びLa等
の希土類金属のうちから選択される少なくとも1種の金
属であることが好適である(請求項6に係る発明)。特
にBaがNOxの吸蔵性に優れている。また、上記M
n、Co、Ti及びFeのうちではMn及びCoがNO
xの分解浄化により有効である。
吸蔵材及びNOxを分解する触媒貴金属を有する触媒層
を形成し、その上に貴金属を担持させたゼオライト層を
形成すれば、NOx浄化性能が向上することがわかって
いる。このような排気ガス浄化用触媒の製造方法に係る
発明(請求項7に係る発明)は次の通りである。
の混合物にPtを担持させてなる第1触媒粉を形成する
工程と、Mn、Co、Ti及びFeのうちから選択され
る少なくとも1種の金属の酸化物にRhを担持させてな
る第2触媒粉を形成する工程と、ゼオライトにPtとR
hとを担持させてなる第3触媒粉を形成する工程とを備
え、担体上に上記第1触媒粉と第2触媒粉との混合物か
らなる内側層を形成し、上記内側層の上に上記第3触媒
粉からなる外側層を形成した後、アルカリ金属、アルカ
リ土類金属及び希土類金属のうちから選択される少なく
とも1種の金属よりなり排気ガス中のNOxの吸蔵作用
を有するNOx吸蔵材の溶液を上記内側層と外側層とに
含浸させることによって、該NOx吸蔵材をこの内外両
層に担持させることを特徴とする。また、このとき、N
Ox吸蔵材の溶液と貴金属の溶液とを混合した溶液を含
浸させることで、貴金属とNOx吸蔵材との分散性の向
上も可能である。
媒層とが層状に形成された排気ガス浄化用触媒(請求項
14に係る発明)が得られる。すなわち、その内側触媒
層は、アルミナとCeO2 との混合物にPtとNOx吸
蔵材とが担持されRhが担持されていない触媒成分と、
Mn、Co、Ti及びFeのうちから選択される少なく
とも1種の金属の酸化物にRhとNOx吸蔵材とが担持
されPtが担持されていない触媒成分との混合物を有す
るものになる。一方、外側触媒層は、ゼオライトにPt
とRhとNOx吸蔵材とが担持されてなる触媒成分を有
するものになる。
ゼオライトに担持されている貴金属が排気ガス中のNO
x及びHCを活性化しNO浄化性能を高めることにな
る。すなわち、排気ガス中のNOはNO2 になってNO
x吸蔵材に吸蔵され易くなり、HCは部分酸化やクラッ
キングによってエネルギー的に反応し易い状態になり、
この活性化されたHCによるNOxの還元分解反応が進
行し易くなる。もちろん、内側触媒層においてはPtと
Rhとがアルミナ側とMn等の金属酸化物側とに分離担
持されているから、先に述べた作用効果が得られ、触媒
が高温に晒された後でも高いNOx浄化性能が維持され
る。
としてMn等の酸化物を用いることが有効であるのは、
それが排気ガス中のNOをNO2 に変えるためであると
考えられるから、担体上に形成された触媒層が、アルミ
ナ等の第1母材に第1貴金属を担持し第2貴金属を担持
していない触媒粉と、NOをNO2 に酸化させる作用を
有する酸化物に第2貴金属及びNOx吸蔵材を担持し第
1貴金属を担持していない触媒粉との混合物よりなる排
気ガス浄化用触媒(請求項12に係る発明)は、高温に
晒された後であっても、酸素濃度が高い排気ガス中のN
Oxを効率良く分解することに有効である。
によれば、第1貴金属を担持し第2貴金属を担持してい
ない母材を形成する工程と、該第2貴金属を担持し第1
貴金属を担持していない母材を形成する工程とを備え、
この第1貴金属を担持した母材と第2貴金属を担持した
母材とを混合し、該混合物に上記NOx吸蔵材の溶液を
含浸させることによって該NOx吸蔵材を担持させるよ
うにしたから、当該触媒が高温に晒されてもこの両貴金
属が合金化することが少なくなり、各貴金属は各々が担
持されている母材上でNOx吸蔵材との相互作用によっ
てNOxを分解浄化することができる。
担持されている母材と第2貴金属が担持されている母材
の双方に跨ったような形で担持され、ひいてはNOx吸
蔵材が第1貴金属と第2貴金属の双方に跨った形になる
から、一つのNOx吸蔵材(粒子)上で第1貴金属及び
第2貴金属の各々が該NOx吸蔵材と相互に働きあって
NOxの浄化に寄与することになり、このNOx吸蔵材
を仲立ちとするNOxの浄化に有利になる。
金属を担持させる母材との種類の異なるものにすれば、
各母材に適した貴金属を担持させて、その母材の特徴を
触媒の耐熱性向上、NOx浄化率の向上に生かすことが
容易になる。例えば、必要量が比較的多いPtをアルミ
ナに担持させ、必要量が比較的少ないRhをMn等の金
属酸化物に担持させるようにすれば、Pt及びRhの高
分散担持を図りながら、該金属酸化物によってNOx吸
蔵材の吸蔵性能を向上させることができ、しかも、Mn
等の金属酸化物はシンタリングの問題が少ないから、こ
れに担持されているRhの熱安定性が結果的には高まる
ことになり、触媒が高温に晒された後でも、RhがNO
xの浄化に有効に寄与し、NOx浄化性能が向上する。
る排気ガス浄化用触媒Cの構造を示し、この触媒Cは、
車両用のリーン燃焼エンジンの排気ガスを排出するため
の排気通路(いずれも図示せず)に配設され、この触媒
Cにより、理論空燃比燃焼運転時における排気ガス中の
HC、CO、NOx等の大気汚染物質を浄化するととも
に、さらにリーン燃焼運転時のNOxを有効に浄化す
る。すなわち、この触媒CはリーンNOx浄化作用を有
するものであり、そのリーン雰囲気での酸素濃度は例え
ば4〜5%から20%であり、空燃比はA/F=18以
上である。
材料であるコージェライトからなるハニカム状の担体1
を備え、その担体1上には、担体1の表面に近い側にあ
る内側触媒層2(下側触媒層)と、その上の担体1の表
面から離れた側にある外側触媒層3(上側触媒層)との
2層の触媒層が形成されている。
ルミナとCeO2 との混合物)に第1貴金属(例えばP
t)とNOx吸蔵材とが担持されてなる触媒成分と、第
2母材(例えばMn、Co、Ti及びFeのうちから選
択される少なくとも1種の金属の酸化物)に第2貴金属
(例えばRh)とNOx吸蔵材とが担持されてなる触媒
成分との混合物を有する。但し、上記第1母材には第2
貴金属は担持されておらず、上記第2母材には第1貴金
属は担持されていない。また、NOx吸蔵材の一部は第
1母材と第2母材との双方に跨った形で担持され、ひい
ては第1貴金属と第2貴金属との双方に跨った形で担持
されている。一方、外側触媒層3は、第3母材(例えば
ゼオライト)に貴金属(例えばPt及びRh)とNOx
吸蔵材とが担持されてなる触媒成分を有する。
貴金属に併せてIr、Pdなど他の貴金属を担持ことが
できる。上記NOx吸蔵材としては、主としてBaが用
いられるが、他のアルカリ土類金属、あるいはアルカリ
金属又は希土類金属を用いてもよく、あるいはそれらの
うちから選択される2種以上の金属を併用することがで
きる。上記CeO2 成分としてはセリアを用いることで
きるが、耐熱性を高める観点からセリウムとジルコニウ
ムとの複合酸化物を用いることもできる。尚、上記触媒
層2,3の各々における不純物は1%以下とする。
は次の通りである。
担持させることによって第1触媒粉を形成する。また、
第2母材に第2貴金属を乾固法等によって担持させるこ
とによって第2触媒粉を形成する。さらに、第3母材に
貴金属を担持させることによって第3触媒粉を形成す
る。
び水を混合してスラリーを形成し、このスラリーを担体
1にウォッシュコートし乾燥・焼成することによって、
内側コート層を形成する。
合してスラリーを形成し、このスラリーを、上記内側コ
ート層を有する担体1にウォッシュコートし、乾燥・焼
成することによって、この内側コート層の上に外側コー
ト層を形成する。
層と外側層とに含浸させ、乾燥・焼成することによっ
て、該NOx吸蔵材をこの内外両層に担持させる。
各触媒を調製し、触媒性能を比較評価した。
1の重量比率で混合し、この混合物とジニトロジアミン
白金溶液とを、混合物:Pt(金属量)=150:1の
重量比率となるように混合してスプレードライ法による
噴霧乾固を行ない、さらに乾燥及び焼成を施すことによ
ってPt触媒粉を形成した。乾燥は100〜200℃の
温度で1時間行ない、焼成は500〜600℃の温度で
2時間行なった。この乾燥条件及び焼成条件は以下の説
明における「乾燥」及び「焼成」も同じである。
nO2 :Rh(金属量)=120:1の重量比率となる
ように混合し、Pt触媒粉の場合と同様に乾固、乾燥及
び焼成を施すことによってRh触媒粉を形成した。
の形成 ジニトロジアミン白金溶液と硝酸ロジウム溶液とをP
t:Rh=75:1の重量比率となるように混合し、こ
れをMFI型ゼオライト(SiO2 /Al2 O3=8
0)と合わせて、Pt触媒粉の場合と同様に乾固、乾燥
及び焼成を施すことによってPt−Rh/MFI触媒粉
を形成した。
0:2:5の重量比率となるように混合し、これにイオ
ン交換水を添加することによってスラリーを調製した。
このスラリーにハニカム構造の担体(420g/L;こ
のg/Lは担体1L当りの重量を意味する。以下、同
じ。)を浸漬して引き上げ、余分なスラリーを吹き飛ば
す、という方法によって、乾燥後のコート量が342g
/Lとなるように当該スラリーをウォッシュコートし
た。次いでこれに乾燥及び焼成を施すことによって内側
コート層を形成した。
1の重量比率となるように混合し、これにイオン交換水
を添加することによってスラリーを調製し、このスラリ
ーを上記内側コート層が形成されている担体に、乾燥後
のコート量が24g/Lとなるようにウォッシュコート
し、これに乾燥及び焼成を施すことによって外側コート
層を形成した。
記担体の内外の両コート層に含浸させ、これに乾燥及び
焼成を施すことによって当該実施例1の触媒を得た。
る。この実施例1の触媒の特徴は、内側触媒層において
PtとRhとが異なる母材に分離担持されている点、こ
のRhの母材がMn酸化物である。
アルミナ150g/L、CeO2 −ZrO2 複合酸化物
150g/L及び酸化マンガン12g/Lを有し、バイ
ンダは30g/Lであり、貴金属はPtが2g/L、R
hが0.1g/Lである。また、この触媒の外側触媒層
は、母材がMFI20g/L、バインダが4g/L、貴
金属はPtが0.5g/L、Rhが0.006g/Lで
ある。また、NOx吸蔵材としてBaが内外の触媒層に
合わせて30g/L含まれている。
いる他は実施例1と同様にして実施例2の触媒を得た
(表1参照)。
2 とを25:25:2の重量比率となるように混合し、
この混合物とジニトロジアミン白金溶液とを、混合物:
Pt(金属量)=75:1の重量比率となるように混合
して、先と同様の乾固、乾燥及び焼成を施すことによっ
てPt触媒粉を形成した。
2 とを25:25:2の重量比率となるように混合し、
この混合物と硝酸ロジウムとを、混合物:Rh(金属
量)=1500:1の重量比率となるように混合して、
先と同様の乾固、乾燥及び焼成を施すことによってRh
触媒粉を形成した。
の形成 先の実施例と同じ材料及び方法によってPt−Rh/M
FI触媒粉を形成した。
5:5:1の重量比率となるように混合し、これにイオ
ン交換水を添加することによってスラリーを調製した。
このスラリーを実施例1と同様の担体に乾燥後のコート
量が330g/Lとなるようにウォッシュコートし、こ
れに乾燥及び焼成を施すことによって内側コート層を形
成した。
量が24g/Lの外側コート層を形成した。
30g/Lとなるように上記担体の内外の両コート層に
含浸担持させた。
1の触媒と相違する点は、内側触媒層におけるRhの母
材がMn酸化物ではなくPtと同じ母材であること、し
かもこのPtの母材及びRhの母材の各々がγーアルミ
ナとCeO2 −ZrO2 複合酸化物とMnO2 との混合
物であることであり(表1参照)、他は実施例1と同様
である。
1の重量比率となるように混合し、この混合物とジニト
ロジアミン白金溶液とを、混合物:Pt(金属量)=7
5:1の重量比率となるように混合して、先と同様の乾
固、乾燥及び焼成を施すことによってPt触媒粉を形成
した。
1の重量比率となるように混合し、この混合物と硝酸ロ
ジウムとを、混合物:Rh(金属量)=1500:1の
重量比率となるように混合して、先と同様の乾固、乾燥
及び焼成を施すことによってRh触媒粉を形成した。
の形成 先の実施例と同じ材料及び方法によってPt−Rh/M
FI触媒粉を形成した。
5:5:1の重量比率となるように混合し、これにイオ
ン交換水を添加することによってスラリーを調製した。
このスラリーを実施例1と同様の担体に乾燥後のコート
量が330g/Lとなるようにウォッシュコートし、こ
れに乾燥及び焼成を施すことによって内側コート層を形
成した。
量が24g/Lの外側コート層を形成した。
30g/Lとなるように上記担体の内外の両コート層に
含浸担持させた。
1の触媒と相違する点は、内側触媒層におけるRhの母
材がMn酸化物ではなくPtと同じ母材であることであ
り(表1参照)、他は実施例1と同様である。
ルミナバインダを5:5:1の重量比率で混合し、これ
にイオン交換水を添加してスラリーを調製し、これを実
施例1と同様の担体に乾燥後のコート量が330g/L
となるようにウォッシュコートし、乾燥・焼成を施すこ
とによって内側コート層を形成した。
t:Rh=20:1の重量比率で混合し、上記内側コー
ト層に2.1g/Lとなるように含浸させ、乾燥・焼成
を施した。
4g/Lの外側コート層を形成した。
30g/Lとなるように上記内外のコート層に含浸させ
た後、これに乾燥及び焼成を施した。
施例触媒と相違する主な点は、内側触媒層ではPtとR
hとが分離担持されていないこと、酸化マンガンや酸化
コバルトを備えていないことであり(表1参照)、他は
実施例1と同様である。
処理を施した後に、これを固定床流通式反応評価装置に
取り付ける。はじめは空燃比リーンの模擬排気ガスを触
媒にNOx浄化率が安定するまで流す。次にガス組成を
切り換えて空燃比リッチの模擬排気ガスを流し、しかる
後にガス組成を再び空燃比リーンに切り換え、この切り
換え時点から130秒間のNOx浄化率を測定し、リー
ンNOx浄化性能を評価する。触媒温度及び模擬排気ガ
ス温度は350℃、そのガス組成は表2に示す通りであ
り、また空間速度SVは25000h-1である。
較例とは内側触媒層のPtとRhとを母材に分離担持さ
せたか否かで相違し、この両者のNOx浄化率の差は当
該分離担持の効果と認められる。すなわち、実施例4に
おけるPtとRhとは、分離担持されているから、熱エ
ージング処理による合金化することが抑制され、熱エー
ジング処理後においても各々がNOx浄化に有効に寄与
しているものと考えられる。
の母材及びRhの母材の各々にMn酸化物を含有するか
否かで相違し、この両者のNOx浄化率の差はMn酸化
物の添加効果と認められる。すなわち、実施例3では、
Mn酸化物の存在によってアルミナのシンタリングが抑
制されているとともに、排気ガス中のNOがNO2 に酸
化されてBaに吸収され易くなり、熱エージング後のN
Ox浄化率が実施例4よりも高くなっているものと考え
られる。
及びRhの各々の母材が同じ種類か否か、特にRhをM
n酸化物に担持させたか否かで相違し、この両者のNO
x浄化率の差は、RhをMn酸化物に担持させたことに
よる効果と認められる。すなわち、Mn酸化物はシンタ
リングし難いことから、実施例1では実施例3と違っ
て、Mn酸化物に担持されているRhのほとんどが熱エ
ージング処理によってもMn酸化物中に埋没することな
くその表面に担持された状態を保ち、NOx浄化に有効
に寄与しているものと考えられる。
物を用いた点で実施例1と相違するが、実施例1と同様
に高いNOx浄化率を示している。よって、このCo酸
化物もMn酸化物と同様の働きを有すると認められる。
なお、Co酸化物としてCo3 O4 を用いた場合も実施
例2と同じ結果が得られる。
半量分を第1触媒粉の第1母材に担持し、残り半量分を
Ba含浸担持工程においてBaと共に含浸によって担持
させた。すなわち、酢酸バリウム溶液とジニトロジアミ
ン白金溶液とを混合し、これを内外のコート層に含浸さ
せて乾燥及び焼成を行った。他は実施例1と同じであ
る。
半量分を第1触媒粉の第1母材に担持し、残り半量分を
Ba含浸担持工程においてBaと共に含浸によって担持
させた。すなわち、酢酸バリウム溶液とジニトロジアミ
ン白金溶液とを混合し、これを内外のコート層に含浸さ
せて乾燥及び焼成を行った。他は実施例4と同じであ
る。
価方法によってリーンNOx浄化率を測定するととも
に、この実施例5、実施例6、先の実施例1、実施例2
及び比較例について熱エージング処理後のストイキでの
NOx浄化率を測定した。結果は表3に示されている。
異なり、Ptの半量分をBaと共に含浸によって担持さ
せたものであるが、リーンNOx浄化率は実施例1,2
よりも低くなっているものの、ストイキNOx浄化率は
実施例1,2よりも高くなっている。これは、実施例5
の場合、Ptの分散性が高くなって、熱エージング処理
によるシンタリングが抑制されたこと、並びにPtがB
aと共にRhに近接して配置され、このPt、Rh及び
Baの相互作用がより顕著になったことによると考えら
れる。
例4と異なり、Ptの半量分をBaと共に含浸によって
担持させたものであるが、リーンNOx浄化率及びスト
イキNOx浄化率は実施例4よりも高くなっている。
他は実施例1と同様にして実施例7の触媒を得た。酸化
マンガンに代えて酸化鉄(Fe2 O3 )を用いる他は実
施例1と同様にして実施例8の触媒を得た。これらの触
媒における酸化チタンの量並びに酸化鉄の量は実施例1
の酸化マンガンの量と同じである。
x浄化率を同じ評価方法によって測定したところ、その
浄化率は実施例7では65.5%、実施例8では58.
8%であった。従って、TiO2 やFe2 O3 であって
も、Mn酸化物やCo酸化物に比べると程度は低いが同
様の効果が得られることがわかる。
ト等の有用性>RhをAl2 O3 に担持させた触媒粉、
RhをMnO2 に担持させた触媒粉、及びRhをCo3
O4 に担持させた触媒粉を調製し、フレッシュ時のRh
の粒径及び熱エージング処理後のRhの粒径を測定し
た。その結果は表4に示す通りである。
hの粒径は小さいが、熱エージング処理によってシンタ
リングし粗大化しているのに対し、MnO2 及びCo3
O4に担持されたRhはほとんどシンタリングしていな
い。これから、MnO2 又はCo3 O4 を母材として用
いると、貴金属の分散性が確保され、NOxの浄化に有
利になることがわかる。
り、このことは上記実施例のような2層コート触媒に限
らず、単層コート触媒や、ペレットタイプの触媒でも同
様にいえることである。
すグラフ図。
Claims (14)
- 【請求項1】 排気ガス中のNOxの吸蔵作用を有する
NOx吸蔵材と、該NOxを分解するための触媒作用を
有する種類の異なる第1及び第2の両貴金属とを備えた
排気ガス浄化用触媒の製造方法であって、 母材に第1貴金属が担持され第2貴金属が担持されてい
ない第1触媒粉を形成する工程と、母材に該第2貴金属
が担持され第1貴金属が担持されていない第2触媒粉を
形成する工程とを備え、 上記第1触媒粉と第2触媒粉とを混合し、 上記混合物に上記NOx吸蔵材の溶液を含浸させること
によって該NOx吸蔵材を担持させることを特徴とする
排気ガス浄化用触媒の製造方法。 - 【請求項2】 排気ガス中のNOxの吸蔵作用を有する
NOx吸蔵材と、該NOxを分解するための触媒作用を
有する種類の異なる第1及び第2の両貴金属とを備えた
排気ガス浄化用触媒の製造方法であって、 第1母材に第1貴金属が担持され第2貴金属が担持され
ていない第1触媒粉を形成する工程と、当該第1母材と
は異なる種類の第2母材に第2貴金属が担持され第1貴
金属が担持されていない第2触媒粉を形成する工程とを
備え、 上記第1触媒粉と第2触媒粉とを混合し、 上記混合物に上記NOx吸蔵材の溶液を含浸させること
によって該NOx吸蔵材を担持させることを特徴とする
排気ガス浄化用触媒の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載されている
排気ガス浄化用触媒の製造方法において、 上記混合物に上記NOx吸蔵材の溶液を含浸させる工程
において、該NOx吸蔵材の溶液と上記第1貴金属の溶
液とを含浸させることによって、該混合物にNOx吸蔵
材を担持させるとともに、第1貴金属を追加的に担持さ
せることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか一に記
載されている排気ガス浄化用触媒の製造方法において、 上記第1貴金属がPtであり、上記第2貴金属がRhで
あることを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法。 - 【請求項5】 請求項2に記載されている排気ガス浄化
用触媒の製造方法において、 上記第1母材が、アルミナ及びCeO2 のうちの少なく
とも一方であり、上記第2母材が、Mn、Co、Ti及
びFeのうちから選択される少なくとも1種の金属の酸
化物であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造
方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれか一に記
載されている排気ガス浄化用触媒の製造方法において、 上記NOx吸蔵材が、アルカリ金属、アルカリ土類金属
及び希土類金属のうちから選択される少なくとも1種の
金属であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造
方法。 - 【請求項7】 アルミナとCeO2 との混合物にPtを
担持させRhを担持指せていない第1触媒粉を形成する
工程と、Mn、Co、Ti及びFeのうちから選択され
る少なくとも1種の金属の酸化物にRhを担持させPt
を担持させていない第2触媒粉を形成する工程と、ゼオ
ライトにPtとRhとを担持させてなる第3触媒粉を形
成する工程とを備え、 担体上に上記第1触媒粉と第2触媒粉との混合物からな
る内側層を形成し、 上記内側層の上に上記第3触媒粉からなる外側層を形成
した後、 アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属のうち
から選択される少なくとも1種の金属よりなり排気ガス
中のNOxの吸蔵作用を有するNOx吸蔵材の溶液を上
記内側層と外側層とに含浸させることによって、該NO
x吸蔵材をこの内外両層に担持させることを特徴とする
排気ガス浄化用触媒の製造方法。 - 【請求項8】 担体上に形成された触媒層が、排気ガス
中のNOxの吸蔵作用を有するNOx吸蔵材と、該NO
xを分解するための触媒作用を有する種類の異なる第1
及び第2の両貴金属とを備えている排気ガス浄化用触媒
において、 上記触媒層が、第1貴金属及びNOx吸蔵材を担持し第
2貴金属を担持していない母材と、第2貴金属及びNO
x吸蔵材を担持し第1貴金属を担持していない母材との
混合物よりなり、 上記NOx吸蔵材の一部が上記第1貴金属を担持した母
材と上記第2貴金属を担持した母材の双方に跨って担持
されていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項9】 担体上に形成された触媒層が、排気ガス
中のNOxの吸蔵作用を有するNOx吸蔵材と、該NO
xを分解するための触媒作用を有する種類の異なる第1
及び第2の両貴金属とを備えている排気ガス浄化用触媒
において、 上記触媒層が、第1貴金属及びNOx吸蔵材を担持し第
2貴金属を担持していない第1母材と、該第1母材とは
種類が異なり第2貴金属及びNOx吸蔵材を担持し第1
貴金属を担持していない第2母材との混合物よりなるこ
とを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項10】 請求項9に記載されている排気ガス浄
化用触媒において、 上記NOx吸蔵材の一部は、上記第1貴金属を担持した
第1母材と上記第2貴金属を担持した第2母材の双方に
跨って担持されていることを特徴とする排気ガス浄化用
触媒。 - 【請求項11】 請求項9に記載されている排気ガス浄
化用触媒において、 上記第2母材は上記第1母材よりも比表面積が小さく、
該第2母材に対する上記第2貴金属の単位母材量当たり
の担持量は、該第1母材に対する上記第1貴金属の単位
母材量当たりの担持量よりも少ないことを特徴とする排
気ガス浄化用触媒。 - 【請求項12】 請求項9に記載されている排気ガス浄
化用触媒において、 上記第2母材が、排気ガス中のNOを酸化させる作用を
有する酸化物であることを特徴とする排気ガス浄化用触
媒。 - 【請求項13】 請求項8乃至請求項12のいずれか一
に記載されている排気ガス浄化用触媒において、 上記第1貴金属がPtであり、上記第2貴金属がRhで
あることを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項14】 担体上に内側触媒層と外側触媒層とが
層状に形成され、且つ排気ガス中のNOxの吸蔵作用を
有するNOx吸蔵材を有する排気ガス浄化用触媒であっ
て、 上記内側触媒層が、アルミナとCeO2 との混合物にP
tとNOx吸蔵材とが担持されRhが担持されていない
触媒成分と、Mn、Co、Ti及びFeのうちから選択
される少なくとも1種の金属の酸化物にRhとNOx吸
蔵材とが担持されPtが担持されていない触媒成分とを
備え、 上記外側触媒層が、ゼオライトにPtとRhとNOx吸
蔵材とが担持されている触媒成分を備えていることを特
徴とする排気ガス浄化用触媒。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36857598A JP3861489B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-12-25 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| US09/236,621 US6221804B1 (en) | 1998-01-27 | 1999-01-26 | Catalyst for purifying exhaust gas and manufacturing method thereof |
| DE69919917T DE69919917T2 (de) | 1998-01-27 | 1999-01-27 | Katalysator zur Reinigung von Abgasen und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP99101473A EP0931590B1 (en) | 1998-01-27 | 1999-01-27 | Catalyst for purifying exhaust gas and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1862198 | 1998-01-30 | ||
| JP10-18621 | 1998-01-30 | ||
| JP36857598A JP3861489B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-12-25 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11276896A true JPH11276896A (ja) | 1999-10-12 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36857598A Expired - Fee Related JP3861489B2 (ja) | 1998-01-27 | 1998-12-25 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3861489B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003088757A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-03-25 | Toyota Motor Corp | 触 媒 |
| JP2007160237A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 排ガス浄化用触媒、及びそれを用いた排ガス浄化方法 |
| JP2009101252A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-14 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
| JP2009285604A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
| JP2015223560A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 株式会社豊田中央研究所 | NOx吸蔵還元型触媒及びその製造方法 |
| CN116603524A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-08-18 | 杭州师范大学钱江学院 | 一种Rh&MnO2复合催化剂及其制备方法和应用 |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP36857598A patent/JP3861489B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN116603524B (zh) * | 2023-07-21 | 2023-10-20 | 杭州师范大学钱江学院 | 一种Rh&MnO2复合催化剂及其制备方法和应用 |
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