JPS62117633A

JPS62117633A - モノリス触媒の製造方法

Info

Publication number: JPS62117633A
Application number: JP60256883A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hirayama; 平山　洋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1985-11-15
Publication date: 1987-05-29

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１本発明は、杼時劣化を低減したモノリス触媒の製造方法
に関し、詳しく警よ排気ガスの流れ方向に触媒成分の濃
度分布を有する触媒の￥Ｊ造方法を与えるものである。

本発明の方法によって製造したモノリス触媒は、耐久性
に優れ、長時間使用後においても高い触媒活性を何する
。

［従来の技術１排気ガス浄化用触媒は、その現実の使用条件下において
、触媒汚物質（燃料中の鉛（Ｐｂ）、オイル中のリン（
Ｐ）等〉が排気ガス上流側により多く付着する。従って
、該上流側部分にＪ５いて触媒活性は大ぎく低−ドし、
長時間使用後におＩＪる触媒性能の低下に著しいものが
ある。

かかる欠点に鑑み排気ガス上流側から排気ガス下流側へ
触媒成分を増加して１旦持させるモノリス触媒が、従来
提供されている（特開昭５２−５６０９１丹公報）また、このような触媒成分の淵■勾配を有するモノリス
触媒の製造方法としては、例えば、持間昭５１−５４０
８５号公報に示すようにモノリス担体の吸水ｍに等しい
一定量の触媒成分含有液を該担体の一端より含有する方
法がある。

［Ｒ明が解決しようとりる問題点］しかし、上記した方法では、モノリス担体の吸水量は、
活性アルミナ等の担持層の厚み、該担持層の乾燥状態、
さらには空気中の湿度等によって人０く変動する。故に
、軸方向の触媒性能の低下度を補償する最適な濃度分布
を得るにｔよ困難である。

本発明は、上記事情に鑑み案出されたものであり、モノ
リス触媒の性能低下を、その軸方向の低下度にマツチン
グした補償Ｊる最適な触媒成分の濃度分布を有するモノ
リス触媒の製造方法を提供するものである。

［問題点を解決するための手段１本発明は、触媒成分の担持方法に特徴を有するモノリス
触媒の製造方法である。

即ち本発明は、融媒担持層を形成したモノリス触媒１１
体の一端を常に上に、他端を常に下に保持して、該他端
力口ら所定速ＩＩＩ　ｒ触媒成分ａｈ溶液へ浸漬して該
他端側により多く触媒成分を１０持させ、その後焼成す
る事を特徴とする。

以下、構成要件を説明１Ｊる。

モノリス触媒担体は、モノリス触媒基材に担持層を形成
したものである。

モノリス触媒基材は触媒の外形ζ規定し、その材質とし
ては、一般にコージェライトが用いられるが、その他ム
ライトあるいはスピネル又は、耐熱性金属を用いること
もできる。該基材（よ排気ガスの流れ方向に伸びる多数
の細孔（１００−６００個／平方インチ）をわするハニ
カム構造、又ｉ、ｉ三次元網目構造の一体成形構造であ
り、その外形は柱状（円柱、四角柱等モノリス触媒の設
置されるべき排気系の内形状に適合した形状）を成す。

触媒担持層は、前記Ｅノリス触媒基材表面に担持層成分
を含有するスラリー等の流動体をイＮＪ’−？ＪさＵｌ
その後、乾燥し、焼成して形成する。

又、担持層成分としては、活性アルミナの他、酸化チタ
ン（ＴｉＯｚ）、酸化ジルコニウム（７ｒｏｚ）等公知
のものを用いる事ができる。

本発明の特徴は、触媒成分の担持速度に対応して浸直速
度を調整する事にある。

ここで触媒成分の担持速度は、溶液中の残留触媒成分濃
度により影響される。即ち触媒成分含有濃度が減少する
に伴い担持速度は低下する。尚、該担持速度は、溶液中
の触媒成分含有１ｄがら一義的に求めることができる。

また、浸漬速度は、モノリス触媒担体の浸漬量［％］　
（一端を常に上に、一端を下にして軸方向に浸漬する潰
）増加分の時間に対する割合である。

従って、浸漬時間が同一ならば担持速度が速いほど触媒
成分が担１．１層に付着する吊（担￥ｊｍ）は多い。一
方、担持速度が同一ならば浸漬速度が速く、同一部分で
の浸漬時間が短いほど、該同一部分での担持層は少ない
。

浸漬速度は一定速度でもよく、徐々に減少、又は増加さ
せいもにい。また、一時的にＯ（即ち停止状態）にして
もよい。

又、担持させる触媒成分としては、従来知られている公
知の触媒成分である白金＜Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）
、イリジウム（Ｉｒｌルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（
Ｒｈ）、オスミューム（Ｏ５＞等の貴金属あるいはクロ
ム（Ｃｒ＞、ニッケル（Ｎ　ｉ　＞　、バナジ・クム（
Ｖ）、銅（Ｃｕ）等の！；Ｉｉ１合属等を用いることが
でさ′る。なお、前記浸漬に際し、前記担体の前記一端
は常に前記水溶液の液面から突出さＶたまま行なっｃら
良い。

［実施例１以下、本発明を具体的実施例に基づいて説明する。

（１）リンプルの製造以下の手順によって実施例をサンプル１．２、および比
較例リンプルを製造した。なお、各サンプル製造にあた
っては、モノリス触媒基材（コージェライト製のハニカ
ム構造、φ９３Ｘ１００、セル密度４００セル／平方イ
ンチ〉及びアルミナスラリー（活性アルミナ粉末とアル
ミツゾルと水とを混合し撹拌したしの）は１べ又共通の
ものを用いた。

（実施例サンプル１）上記モノリス触ＩＩ材をＦ記アルミナスラリー中に浸漬
し、引上げ乾燥し、焼成して触媒担持層を形成し、モノ
リス触媒担体をＩｌｌだ、なお、担持層の邑は１００ｇ
であった。

第１図は実施例す゛ンブルの製造の工程を示す説明図で
ある。

図示Ｊるように、ナーボモータ１の回転軸上に、滑１２
が固定され、滑車２に一端が係合するワイヤの他端にと
りつけられた保持具３によってモノリス担体４を吊り下
げている。ここにおいてモータ１の回転軸の回転に応じ
てモノリス担体４は、水槽５の触媒成分含有液６中に軸
方向ａに浸漬する。

今、前記モノリス触媒担体を保持具３に取付け、モータ
１を駆動して、水槽５内のジニトロジアンミン白金水溶
液［Ｐｔ　（Ｎ＋−１３＞　２　＜ＮＯ２）　２　］に
浸浸漬度を略一様にして２０分で浸漬量を０％から１０
０％とし、その後そのまま４０５）浸漬した。

次に乾燥して同様の方法で塩化ロジウム水溶液（Ｒｈ　
ＣＲ３）　ｋｊ、２ｉＱ、乾燥シテ、担持ｍ　カＰ　ｔ
＝ｉ、ｏｑｚ’文、［マｈ＝ｏ、１　に）　、、／文の
モノリス触媒八を（ｑだ。

（実施例のサンプル２）実施例（ｌンプル２は、実施例リンプル１と略同様であ
る。異なる点ｔよ担持層の吊が９Ｅ５ｑである事、及び
水溶液への浸漬を次の要領でｂなった弔である。即ち、
ジニトロジアンミン白金水溶液に浸漬量１０％で１５秒
、浸「１０％で３０秒、浸漬ｆｆ１３０　％　テ３０　
秒、Ｎ　ｉａ　ｆｆｉ　４０　％　ｒ　、４５　秒、５
０％、６０％、７０％で各々１分、浸７ＰＪ串８０％で
２分間、浸漬量９０％で３分間、１００６もで５０分、
８１６０分浸漬した。又、塩化１］ジウム水溶液にも同
様に浸ｉＦｔ　シて、（０持番がＰｔ−１，０９／Ｊ！
　、Ｒｈ−０，１ｇ、／文のモノリス触媒Ｂを（ｑた。

（比較例サンプル）比較例サンプルは、触媒担持層の形成までは上記実施例
サンプルと同様であり、担持層の吊は１００ｑであった
。

このモノリス触媒１体全体を同時にジニトロジアンミン
白金水溶液に６０分浸漬し、乾燥させ、さらに同様に塩
化ロジウム溶液に浸漬して担持量がＰｔ＝１．Ｏｑ／ｌ
　Ｒｈ＝０．１Ｑ／１のモノリス触媒Ｃを１；７た。

（２）サンプル製造の結果第２図は実施例ナンプル１におＬＪる、第３図は実施例
サンプル２におけるプラチナのｌｆｌ持速度、浸漬速度
を示す。尚、ロジウムについても略同様の担持速度、浸
漬速度とした。

又、第４図、第５図は実施例り゛ンプル１．２及び比較
例サンプルの触媒成分の′ａ度分缶を示す。

即ち第４図は軸方向位置におけるプラアープの１１持吊
を示し、第５図は軸方向位置におけるロジウムのＩＥＩ
　１８　ｆｉｔを示している。第４図、第５図に示すよ
うに、軸方向における触媒金属の担持量は、相持ｉａ＋
！ｉｔに対応した浸）ｈ速度によって制御できる。

ここにおいて浸漬速度を所定の値とすることは容易であ
る。したがって軸方向にｄ３１．−）る前記担持層を所
望値に認定することも本発明によれば容易である。

（３）計画上記の様にして￥Ｊ）６した各トＪンブルについて以下
の如くその性能評価を行なった。

先ず、各リーンプルを出ご属（ｐｔ、Ｒｈ）担持量の少
ない側を排気ガス流入側にして金属製容器（コンバータ
ー〉に保持し、車輌のエンジン排気系に装着して、市街
地走行を模擬したパターンで２００１Ｌ’ｊ間走行した
。次に各リンプルを１１１１気吊２゜８リツトルのＬン
ジンに１！′着し、エンジンを２０ＱＱｒｐｌＴＴ、−
３８０１１１１Ｉｌ［１ｇの条件で運転した排気ガスを
触媒に導入し、炭化水素（ＨＣ）、−酸化炭素（ＣＯ）
　、窒素酸化物（ＮＯｘ　）の浄化率を測定した。結果
を第６図に示す。

第６図よりわかるように実施例リンプル１．２、は比較
例サンプルよりも長時間使用後にＪ３ける触媒活性が高
い。これは上記の如く所定速度で触媒成分を含何寸ろ水
溶液中にしノリス触媒担体を浸漬した結果、触媒成分の
担持量が該七ノリス触媒の上方に少なく、下方に多くな
ったため、毒物質のほとんど大部分が付着する排気ガス
流入側近傍での触媒物質が少なく毒物質のほとんど付着
しない下流側での触媒物質が多いので触媒成分が有効に
浄化機能を果すためであると考えられる。

［効果１本発明は、触媒成分の担持速度に対応して、モノリス触
媒の浸漬速度を変えるものである。即ち、担持速度が速
いほど同一の浸漬時間で触媒成分が担持層に付着する吊
（担持５１）は多く、又、浸漬速度が速いはど担持層は
少ない。従って、担持速度に対応して浸漬速度を調整す
ることにより、モノリス触媒担体の軸方向の触媒成分の
担持層を変えることができるから、触媒成分の任意のく
最適な〉濃度分布を１ｑる事ができる。従って、バラツ
キの少ない、性能の安定したモノリス触媒が製造できる
。又、このＪ−うにして得たモノリス触媒は、触媒成分
が触媒の排気ガスの流入側で少なく、流出側で多く担持
される。その結果、毒物質のほとんど大部分が付着する
排気ガス流入側近傍での触媒物質が少なく毒物質が多い
ので、従って耐久性が良く触媒活性も＾い。又、従来と
同等の性能のモノリス触媒を１５？たい場合には、本発
明の方法を適用覆る事により少量の触媒成分で足りる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例リンプルの製造工程を承り説明図であ
る。第２図は実施例サンプル１における、プラチナの担
持速度、浸漬速度を示す。第３図（ま、実施例サンプル
２における、プラチナの担持速度、浸漬速度を示す。第
４図は実施例サンプル１．２及び比較例サンプルの軸方
向位置にオＧｊるプラチナの担持ｍを示す。第５図は実
施例サンプル１．２及び比較例サンプルの軸方向位置に
お【Ｊるロジウムの担持ｍを示す。第６図は、実施例）
１ンブル１．２及び比較例サンプルの浄化率（％）を示
す。特許出願人　　　トヨタ自動車株式会社代理人　　　　
弁理士　大川　宏同　　　　　弁理士　丸山明人浸；ｊＩ吟開（禁）第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）触媒担持層を形成したモノリス触媒担体の一端を
常に上に、他端を常に下に保持して、該他端から所定速
度で触媒成分含有溶液へ浸漬して該他端側により多く触
媒成分を担持させ、その後焼成する事を特徴とするモノ
リス触媒の製造方法。
（２）前記所定速度は、前記触媒成分含有溶液中の残留
触媒成分濃度に応じて決定する特許請求の範囲第１項記
載のモノリス触媒の製造方法。
（３）前記所定速度は、少なくとも１回の停止状態を含
む特許請求の範囲第１項記載のモノリス触媒の製造方法
。
（４）前記所定速度は、浸漬初期において大きく、後期
において小さくする特許請求の範囲第１項記載のモノリ
ス触媒の製造方法。