JPS6034741A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
排ガス浄化用触媒Info
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- JPS6034741A JPS6034741A JP58142494A JP14249483A JPS6034741A JP S6034741 A JPS6034741 A JP S6034741A JP 58142494 A JP58142494 A JP 58142494A JP 14249483 A JP14249483 A JP 14249483A JP S6034741 A JPS6034741 A JP S6034741A
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Landscapes
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- Catalysts (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車エンジン内でのガソリン等の燃焼工程
で発生ずる排ガス中に多量に含まれる窒素酸化物、炭化
水素、および−酸化炭素を除去するための排ガス浄化用
触媒に関する。
で発生ずる排ガス中に多量に含まれる窒素酸化物、炭化
水素、および−酸化炭素を除去するための排ガス浄化用
触媒に関する。
自動車排ガスについては、公害源の１つとして社会的に
大きく取り沙汰され、その規制が問題視されて以来、エ
ンジンの改良および排ガスの浄化触媒の両面において研
究開発が進められてきた。
大きく取り沙汰され、その規制が問題視されて以来、エ
ンジンの改良および排ガスの浄化触媒の両面において研
究開発が進められてきた。
その結果として触媒による浄化面では大きな成果を得る
ことができ、現在通常の乗用車について触媒使用による
排ガス浄化が実施されている。しかし、こうした触媒と
しては、高価で資源的に制約を受けているにもかかわら
ず、二次公害の懸念がなく、活性度の高いものとしてす
ぐれた代替品を見出せぬま一白金等貴金属系触媒が主と
して使用されている。特に、今後主流になるとされてい
る三元触媒においては、白金のほかにロジウムあるいは
ルテニウムのような資源的に大きな問題となると思われ
る貴金属が用いられ、その使用済触媒の回収および再触
媒化のための研究も注目されている。
ことができ、現在通常の乗用車について触媒使用による
排ガス浄化が実施されている。しかし、こうした触媒と
しては、高価で資源的に制約を受けているにもかかわら
ず、二次公害の懸念がなく、活性度の高いものとしてす
ぐれた代替品を見出せぬま一白金等貴金属系触媒が主と
して使用されている。特に、今後主流になるとされてい
る三元触媒においては、白金のほかにロジウムあるいは
ルテニウムのような資源的に大きな問題となると思われ
る貴金属が用いられ、その使用済触媒の回収および再触
媒化のための研究も注目されている。
自動車排ガス中の有害物質であるところの窒素酸化物（
ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）および−酸化炭素（Ｃｏ）
の濃度は、エンジン内での燃料燃焼状態（空燃比＝空気
Ａ／燃料Ｆ）によって著しく異なる。エンジンの理論空
燃比（Ａ／Ｆ＝ １４．６５ ）以下では酸素不足傾向
に応じ、ＨＣおよびＣＯは上り、ＮＯｘは下るという逆
挙動を示す。現在一般に使用されている三元触媒がＮＯ
ｘ、ＨＣおよびＣＯを同時に効率的に浄化する領域は理
論空燃比附近の空燃比巾のごくせまい範囲に限られてい
る。然して、排ガスをこの範囲内に合せるべくエンジン
作動の制御の検討も行なわれている。また一方省燃費性
にすぐれているとして近年急速に普及しつつあるディー
ゼルエンジン車においては、特に、排ガスが酸素リッチ
であるため、触媒によるＮ Ｏｘの浄化が非常に難しく
なることが問題になっている。そのため、酸素リッチの
状態でもすぐれた特性を示すＮＯｘ浄化用触媒の開発が
いそがれている。
ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）および−酸化炭素（Ｃｏ）
の濃度は、エンジン内での燃料燃焼状態（空燃比＝空気
Ａ／燃料Ｆ）によって著しく異なる。エンジンの理論空
燃比（Ａ／Ｆ＝ １４．６５ ）以下では酸素不足傾向
に応じ、ＨＣおよびＣＯは上り、ＮＯｘは下るという逆
挙動を示す。現在一般に使用されている三元触媒がＮＯ
ｘ、ＨＣおよびＣＯを同時に効率的に浄化する領域は理
論空燃比附近の空燃比巾のごくせまい範囲に限られてい
る。然して、排ガスをこの範囲内に合せるべくエンジン
作動の制御の検討も行なわれている。また一方省燃費性
にすぐれているとして近年急速に普及しつつあるディー
ゼルエンジン車においては、特に、排ガスが酸素リッチ
であるため、触媒によるＮ Ｏｘの浄化が非常に難しく
なることが問題になっている。そのため、酸素リッチの
状態でもすぐれた特性を示すＮＯｘ浄化用触媒の開発が
いそがれている。
すなわち、本発明は比較的安価で、かつ資源的にも豊富
な卑金属系元素を利用した触媒であって、高活性で触媒
能が高く、特に三元触媒として適用条件範囲の広い排ガ
ス浄化用触媒を提供することを目的とし、１種または２
種以上の金属ハロゲン化物を含む蒸気と還元ガスとの気
相化学反応によって得られる金属、合金、化合物または
それらの混合物の超微粒子、好ましくは１００ＯＸ以下
の径を有する超微粒子を触媒担持として、混線法等を利
用してγ−アルミナ、チタニア等のセラミックス触媒担
体に担持させたものである。
な卑金属系元素を利用した触媒であって、高活性で触媒
能が高く、特に三元触媒として適用条件範囲の広い排ガ
ス浄化用触媒を提供することを目的とし、１種または２
種以上の金属ハロゲン化物を含む蒸気と還元ガスとの気
相化学反応によって得られる金属、合金、化合物または
それらの混合物の超微粒子、好ましくは１００ＯＸ以下
の径を有する超微粒子を触媒担持として、混線法等を利
用してγ−アルミナ、チタニア等のセラミックス触媒担
体に担持させたものである。
最近の技術進歩に伴ない粉末についても１０００人径以
下の超微粒子の製造が可能となり、またその超微粒子が
たとえば高純度である、粒径が小さく比表面積が大きい
、表面張力が大きく内部圧が極めて高く大気中でも安定
している、など通常粉末とは異なる性能が注目されてい
る。これらの特異な性能が、触媒能としてどのように働
らくか本発明者らは調査検討したものゼある。
下の超微粒子の製造が可能となり、またその超微粒子が
たとえば高純度である、粒径が小さく比表面積が大きい
、表面張力が大きく内部圧が極めて高く大気中でも安定
している、など通常粉末とは異なる性能が注目されてい
る。これらの特異な性能が、触媒能としてどのように働
らくか本発明者らは調査検討したものゼある。
超微粒子の製造法としては、ガス中蒸発法、プラズマ蒸
発法等の物理的方法、ガス還元法、気相反応法等の化学
的方法または、活性水素−溶融金属反応法等の物理化学
的方法がある。この中でも特をこ粒径制御が容易であり
、１０００＾以下の高純度金属微粒子が安定的に得られ
る方法として、ガス中蒸発法が注目されている。この方
法は、不活性ガスの低圧条件下の高温で金属を蒸発させ
、かつこれをガス原子や分子の衝突で金属を超微粒子の
形で凝縮させるものであるが、しかしこの方法では超微
粒子の生産性がかなり低く高価であり、高融点金属の超
微粒子を製造することが困難であろという難点がある。
発法等の物理的方法、ガス還元法、気相反応法等の化学
的方法または、活性水素−溶融金属反応法等の物理化学
的方法がある。この中でも特をこ粒径制御が容易であり
、１０００＾以下の高純度金属微粒子が安定的に得られ
る方法として、ガス中蒸発法が注目されている。この方
法は、不活性ガスの低圧条件下の高温で金属を蒸発させ
、かつこれをガス原子や分子の衝突で金属を超微粒子の
形で凝縮させるものであるが、しかしこの方法では超微
粒子の生産性がかなり低く高価であり、高融点金属の超
微粒子を製造することが困難であろという難点がある。
従って触媒製造の立場からすれば生産コストが高いとい
う難点があり、一般性に欠けるものと考えられる。
う難点があり、一般性に欠けるものと考えられる。
これに対し、化学的方法の１つとしてのハロゲン化物気
相化学反応法は、基本的には従来から公知であるが１粒
径制御に難点があり、均質な超微粒子が得られないなど
の問題があった。最近開発された特別な手法、すなわち
、速度差のある金属ハロゲン化物蒸気流と水素等還元ガ
ス流との同方向層状接触を行わせるハロゲン化物気相化
学反応法によって、１０００Å以下の超微粒子が安定的
に得られることになった。この方法は、合金の生成とそ
の組成、またさらには、その粒子形態のコントロールが
可能で、粒径の均一性、不純物物質の除去についての難
点もほとんど解決されている。
相化学反応法は、基本的には従来から公知であるが１粒
径制御に難点があり、均質な超微粒子が得られないなど
の問題があった。最近開発された特別な手法、すなわち
、速度差のある金属ハロゲン化物蒸気流と水素等還元ガ
ス流との同方向層状接触を行わせるハロゲン化物気相化
学反応法によって、１０００Å以下の超微粒子が安定的
に得られることになった。この方法は、合金の生成とそ
の組成、またさらには、その粒子形態のコントロールが
可能で、粒径の均一性、不純物物質の除去についての難
点もほとんど解決されている。
さらにこの方法は、連続操業が可能で、生産性が非常に
高いので、得られる超微粒子を利用した触媒の生産コス
トを低く抑えることは充分に可能である。
高いので、得られる超微粒子を利用した触媒の生産コス
トを低く抑えることは充分に可能である。
このような金属ハロゲン化物気相化学反応法によって製
造された超微粒子の集合体である鉄、コバルト、ニッケ
ル等の卑金属系金属および合金微粒子を用い、混線法に
より、γ−アルミナ、チタニア等のセラミックス触媒担
体粉末と混線、ベレット成形し、熱処理した触媒は、高
活性で触媒能が高く、また長期使用において安定的に性
能を維持し、自動車排ガス浄化用三元触媒としても充分
な特性を有していることが示された。この超微粒子を用
いた触媒は、特に２％以下でのｃｏ濃度の非常に小さい
領域においても、ＮｏＸに対し高活性を示し、ディーゼ
ルエンジンからの排ガスの浄化用触媒として好適なもの
であることも確かめられた。
造された超微粒子の集合体である鉄、コバルト、ニッケ
ル等の卑金属系金属および合金微粒子を用い、混線法に
より、γ−アルミナ、チタニア等のセラミックス触媒担
体粉末と混線、ベレット成形し、熱処理した触媒は、高
活性で触媒能が高く、また長期使用において安定的に性
能を維持し、自動車排ガス浄化用三元触媒としても充分
な特性を有していることが示された。この超微粒子を用
いた触媒は、特に２％以下でのｃｏ濃度の非常に小さい
領域においても、ＮｏＸに対し高活性を示し、ディーゼ
ルエンジンからの排ガスの浄化用触媒として好適なもの
であることも確かめられた。
本発明における各種超微粒子の触媒担持とセラミックス
触媒担体とを製造した排ガス浄化用触媒としては、常法
に従い混合され、ペレット型でもマタハニカム型でもよ
い。触媒担体としてのセラミックスとしても、より微粒
子であれば効果的である。
触媒担体とを製造した排ガス浄化用触媒としては、常法
に従い混合され、ペレット型でもマタハニカム型でもよ
い。触媒担体としてのセラミックスとしても、より微粒
子であれば効果的である。
本発明に用いられる卑金属系超微粒子は、鉄、ニッケル
およびコバルト等の鉄系卑金属物質が主体となるもので
あるが、ハロゲン化物気相化学反応法は単独の金属超微
粒子に限らず合金超微粒子の製造が可能であり、また反
応ガスの組合せによって化合物超微粒子の製造をも可能
とするものであり、従って、本発明ではこれら何れかの
超微粒子単独の使用のはか一定割合での組合せ使用が可
能であり、またこれらに、従来法による通常卑金属系粉
末、あるいはまた貴金属系粉末を混合して用いることも
可能である。
およびコバルト等の鉄系卑金属物質が主体となるもので
あるが、ハロゲン化物気相化学反応法は単独の金属超微
粒子に限らず合金超微粒子の製造が可能であり、また反
応ガスの組合せによって化合物超微粒子の製造をも可能
とするものであり、従って、本発明ではこれら何れかの
超微粒子単独の使用のはか一定割合での組合せ使用が可
能であり、またこれらに、従来法による通常卑金属系粉
末、あるいはまた貴金属系粉末を混合して用いることも
可能である。
以上のように、本発明は化学的に超微粒子を生成させる
方法の１つである金属ハロゲン化物気相化学反応法によ
り製造された各種超微粒子、またはそれらを一定の割合
で組合せた混合物を触媒担持として、γ−アルミナ、チ
クニア等のセラミックス触媒担体に担持させてなる触媒
であって、従来の資金Ｒ系触媒に比し安価で、実用性が
高い。これをこより、貴金属系触媒に劣らない高活性で
、高触媒能を有し、排ガス浄化能力にすぐれているだけ
でなく、長期使用に対しても安定した性能を発揮し、か
つ二次公害の心配がない等の好効果を有する排ガス浄化
用触媒を提供することができる。
方法の１つである金属ハロゲン化物気相化学反応法によ
り製造された各種超微粒子、またはそれらを一定の割合
で組合せた混合物を触媒担持として、γ−アルミナ、チ
クニア等のセラミックス触媒担体に担持させてなる触媒
であって、従来の資金Ｒ系触媒に比し安価で、実用性が
高い。これをこより、貴金属系触媒に劣らない高活性で
、高触媒能を有し、排ガス浄化能力にすぐれているだけ
でなく、長期使用に対しても安定した性能を発揮し、か
つ二次公害の心配がない等の好効果を有する排ガス浄化
用触媒を提供することができる。
また、本発明の各種超微粉末を触媒担持として製造した
触媒等は、特に自動車排ガス浄化用として好適であるが
、一般の工業用、排ガス浄化用、ひいては一般化学用と
しても充分に使用可能である。
触媒等は、特に自動車排ガス浄化用として好適であるが
、一般の工業用、排ガス浄化用、ひいては一般化学用と
しても充分に使用可能である。
次に実施例を述べる。
実施例
ハロゲン化物気相化学反応法により製したニッケル２５
％、コバルト１０％および鉄残部の卑金属系合金超微粒
子を用いた。超微粒子の粒径は、はぼ３００〜５００に
であった。
％、コバルト１０％および鉄残部の卑金属系合金超微粒
子を用いた。超微粒子の粒径は、はぼ３００〜５００に
であった。
このニッケルーコバルト−鉄合金微粉末と担体としての
粒径、はゾ１〜３μｍのγ−アルミナとをボールミルで
均一混合し、さらに脂肪酸を添加して均一混合し１これ
を乾燥したのち、３ ｍｍ Ｘ ６ Ｍのペレットに成
形した。
粒径、はゾ１〜３μｍのγ−アルミナとをボールミルで
均一混合し、さらに脂肪酸を添加して均一混合し１これ
を乾燥したのち、３ ｍｍ Ｘ ６ Ｍのペレットに成
形した。
次にこのペレットを窒素ガス中で、約８００°Ｃの温度
での数時間の加熱処理を行ない、脂肪酸を気化させ排ガ
ス浄化用触媒を製造した。
での数時間の加熱処理を行ない、脂肪酸を気化させ排ガ
ス浄化用触媒を製造した。
この触媒について、空燃比（Ａ／Ｆ）とＮＯの転化率を
調査した結果を第１図に示した。比較のために、通常の
粒径７０〜１００μｍの鉄、コバルトおよびニッケルの
同組成混合粉末の場合の結果をも示した。
調査した結果を第１図に示した。比較のために、通常の
粒径７０〜１００μｍの鉄、コバルトおよびニッケルの
同組成混合粉末の場合の結果をも示した。
図中の曲線ａは、合金超微粒子によって製造された触媒
を６００℃の反応条件で測定されたグラフで、曲線すは
通常粒径の鉄等混合粉末により製造された触媒を、同じ
く６００℃の反応条件で測定されたグラフである。なお
触媒量２５ｔ（内合金超微粒子２０重量％）で、空間速
度は３００００／時間である。通常混合粉末の場合も同
じ条件で行なった。
を６００℃の反応条件で測定されたグラフで、曲線すは
通常粒径の鉄等混合粉末により製造された触媒を、同じ
く６００℃の反応条件で測定されたグラフである。なお
触媒量２５ｔ（内合金超微粒子２０重量％）で、空間速
度は３００００／時間である。通常混合粉末の場合も同
じ条件で行なった。
得られたグラフの曲線ａから明らかなように、合金超微
粒子を使用した触媒は、Ｎｏに対してその転化率として
９８％以上という高活性度を示しただけでなく、空燃比
（Ａ／Ｆ）の巾の広い領域においても高活性状況を示し
た。
粒子を使用した触媒は、Ｎｏに対してその転化率として
９８％以上という高活性度を示しただけでなく、空燃比
（Ａ／Ｆ）の巾の広い領域においても高活性状況を示し
た。
このような特性は、白金等の貴金属触媒に匹敵するだけ
ではなく、卑金属系超微粒子を適当に組合わせることに
より、さらにその特性を対象に応じて改善できる可能性
をも示している。もちろん、このような好特性は１曲線
すから明らかなように通常の卑金属粉末によってはとて
も期待することのできない特性である。
ではなく、卑金属系超微粒子を適当に組合わせることに
より、さらにその特性を対象に応じて改善できる可能性
をも示している。もちろん、このような好特性は１曲線
すから明らかなように通常の卑金属粉末によってはとて
も期待することのできない特性である。
なお、本実施例で用いられた浄化用ガスにおけるＮｏ、
ＣＯおよびＨｅの濃度を空燃比（Ａ／Ｆ ）により示し
たものを第２図に示した。すなわち、第１図と併せ読め
ば、かなりに低いＣＯおよびＨＣ濃度においても有効に
ＮＯの転化が行なわれたことがわかる。
ＣＯおよびＨｅの濃度を空燃比（Ａ／Ｆ ）により示し
たものを第２図に示した。すなわち、第１図と併せ読め
ば、かなりに低いＣＯおよびＨＣ濃度においても有効に
ＮＯの転化が行なわれたことがわかる。
第１図は本発明の実施例における触媒と同一組成の通常
粒径粉末を用いた触媒の効果を比較したグラフで、第２
図は該実施例で用いられた浄化用ガス濃度を示したグラ
フである。
粒径粉末を用いた触媒の効果を比較したグラフで、第２
図は該実施例で用いられた浄化用ガス濃度を示したグラ
フである。
Claims (1)
- １種または２種以上の金属ハロゲン化物を含む蒸気と還
元ガスとの気相化学反応によって得られる粒径１０００
＾以下金属、合金または化合物の超微粒子を使用して、
これをセラミックス触媒担体に担持させてなることを特
徴とする排ガス浄化用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58142494A JPS6034741A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 排ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58142494A JPS6034741A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 排ガス浄化用触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6034741A true JPS6034741A (ja) | 1985-02-22 |
Family
ID=15316630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58142494A Pending JPS6034741A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 排ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6034741A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62197152A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-08-31 | Sumitomo Cement Co Ltd | 触媒関連材料の作成方法 |
| GB2545111A (en) * | 2014-09-30 | 2017-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | Rotating electrical machine and method for producing rotating electrical machine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS568651A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-29 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Preparation of rough concentrated feed for ruminant |
-
1983
- 1983-08-05 JP JP58142494A patent/JPS6034741A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS568651A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-29 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Preparation of rough concentrated feed for ruminant |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62197152A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-08-31 | Sumitomo Cement Co Ltd | 触媒関連材料の作成方法 |
| GB2545111A (en) * | 2014-09-30 | 2017-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | Rotating electrical machine and method for producing rotating electrical machine |
| GB2545111B (en) * | 2014-09-30 | 2021-06-09 | Mitsubishi Electric Corp | Rotary electric motor and method of manufacturing the rotary electric motor |
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