JPS63190642A - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒Info
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- Catalysts (AREA)
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】
[産業上の利用分野]
本発明は、排気ガス浄化用触媒に関するものである。詳
しく述べると、本発明は、自動車等の内燃機関からの排
気ガス中に含まれる有害成分である炭化水素(HC)、
−酸化炭素(co)および窒素酸化物(NOx )を同
時に除去する排気ガス浄化用触媒に関するものであり、
特に高温酸化雰囲気のような厳しい条件下で使用されて
bsれた耐久性を有し、かつ上記有害成分に対し、低温
での高い浄化性能を有する排気ガス浄化用触媒に関する
ものである。
しく述べると、本発明は、自動車等の内燃機関からの排
気ガス中に含まれる有害成分である炭化水素(HC)、
−酸化炭素(co)および窒素酸化物(NOx )を同
時に除去する排気ガス浄化用触媒に関するものであり、
特に高温酸化雰囲気のような厳しい条件下で使用されて
bsれた耐久性を有し、かつ上記有害成分に対し、低温
での高い浄化性能を有する排気ガス浄化用触媒に関する
ものである。
[従来の技術1
従来、排気ガス浄化用触媒においては、使用昂が微昂に
限定された貴金属を有効に使用するため、例えば高表面
積の活性アルミナ等に貴金属を出来るだけ高分散に担持
する努力がなされてきた。しかしなたら、貴金属を高分
散に担持した触媒は、初期活性は高いが、高温酸化雰囲
気のような厳しい条件に曝されると、貴金属の粒子成長
や貴金属と担体物質との反応が起こりやすく、貴金属が
高分散に担持されているが故に、却って活性劣化が大き
いという問題があった。
限定された貴金属を有効に使用するため、例えば高表面
積の活性アルミナ等に貴金属を出来るだけ高分散に担持
する努力がなされてきた。しかしなたら、貴金属を高分
散に担持した触媒は、初期活性は高いが、高温酸化雰囲
気のような厳しい条件に曝されると、貴金属の粒子成長
や貴金属と担体物質との反応が起こりやすく、貴金属が
高分散に担持されているが故に、却って活性劣化が大き
いという問題があった。
ジルコニアは、本分野においては、触媒の比表面積等の
物性の安定を目的として使用されることが多いが、負金
属の担持基材として使用した例としては、特公昭57−
29215号および特開昭57−153737号におい
て、アルミナおよびジルコニアを含有する被覆層を担体
に形成せしめた後に、貴金属を担持する方法が提案され
ている。
物性の安定を目的として使用されることが多いが、負金
属の担持基材として使用した例としては、特公昭57−
29215号および特開昭57−153737号におい
て、アルミナおよびジルコニアを含有する被覆層を担体
に形成せしめた後に、貴金属を担持する方法が提案され
ている。
しかし、これらの方法は、大部分の貴金属が実質的には
アルミナに高分散されるため、上記と同様な原因による
活性劣化が起こる。
アルミナに高分散されるため、上記と同様な原因による
活性劣化が起こる。
米国特許第4233189号では、ジルコニアの被覆層
を担体に形成せしめた後に、ジルコニアに対して低い担
持率のロジウムを担持する触媒が開示されているが、本
発明に開示する貴金属を高い担持率で担持した少量のジ
ルコニアを他の多是の耐火性無機酸化物に分散させた触
媒と比較して、触媒の耐久性能が大幅に劣るものであっ
た。
を担体に形成せしめた後に、ジルコニアに対して低い担
持率のロジウムを担持する触媒が開示されているが、本
発明に開示する貴金属を高い担持率で担持した少量のジ
ルコニアを他の多是の耐火性無機酸化物に分散させた触
媒と比較して、触媒の耐久性能が大幅に劣るものであっ
た。
[問題点を解決するための手段]
本発明者らは、鋭意研究の結果、使用mが徴岱に限定さ
れた貴金属は、条間の高表面積の耐火性無機酸化物に低
い担持率で担持し、出来るだけ貴金属の分散度を高める
べきとする従来の知見とは全く逆に、貴金属を物性を特
定された少量のジルコニアに高い担持率で担持した貴金
属3有ジルコニアを、その平均粒径0.5〜20μの比
較的大きい凝集粒子に調整し、これを触媒コーティング
層に分散させることにより触媒の耐久性能が飛曜的に向
上することを見出し、本発明を完成するに芋っだのであ
る。
れた貴金属は、条間の高表面積の耐火性無機酸化物に低
い担持率で担持し、出来るだけ貴金属の分散度を高める
べきとする従来の知見とは全く逆に、貴金属を物性を特
定された少量のジルコニアに高い担持率で担持した貴金
属3有ジルコニアを、その平均粒径0.5〜20μの比
較的大きい凝集粒子に調整し、これを触媒コーティング
層に分散させることにより触媒の耐久性能が飛曜的に向
上することを見出し、本発明を完成するに芋っだのであ
る。
[発明の構成]
本発明の構成を以下に詳細に説明する。
まず、貴金属のジルコニアへの高い担持率の範囲は、白
金および/またはパラジウムについては5〜30@偵%
、好ましくは10〜20重量%、ロジウムについては1
〜20重量%、好ましくは1〜10重但%である。白金
および/またはパラジウムが51琵%未満、またはロジ
ウムが1車ω%未満では通常の高分散の状態に近(なり
活性劣化が大きくなる。また、白金および/またはパラ
ジウムが30重7%を超えたり、ロジウムが20重量%
を超える場合は、反応に有効に寄与する負金属の活性点
が増加せず、むしろ初期から少な(なるため、触媒の初
期性能が低く、また本発明の担持率の範囲にある場合に
は見られない貴金属の粒子成長が起こり、粒子が巨大化
して触媒の活性は大幅に低下してしまう。
金および/またはパラジウムについては5〜30@偵%
、好ましくは10〜20重量%、ロジウムについては1
〜20重量%、好ましくは1〜10重但%である。白金
および/またはパラジウムが51琵%未満、またはロジ
ウムが1車ω%未満では通常の高分散の状態に近(なり
活性劣化が大きくなる。また、白金および/またはパラ
ジウムが30重7%を超えたり、ロジウムが20重量%
を超える場合は、反応に有効に寄与する負金属の活性点
が増加せず、むしろ初期から少な(なるため、触媒の初
期性能が低く、また本発明の担持率の範囲にある場合に
は見られない貴金属の粒子成長が起こり、粒子が巨大化
して触媒の活性は大幅に低下してしまう。
次に、貴金属が高い担持率で担持されたジルコニアを0
.5〜20μの比較的大きい平均粒子径をもつ凝集粒子
に調整された形で、他の多ωの耐火性無機酸化物に分散
させることが本発明の特徴である。この範囲の平均粒子
径とすることによって、排気ガス浄化反応の効率を阻害
することなく、貴金属と耐火性無機酸化物との相互作用
や反応を緩和することが出来る。
.5〜20μの比較的大きい平均粒子径をもつ凝集粒子
に調整された形で、他の多ωの耐火性無機酸化物に分散
させることが本発明の特徴である。この範囲の平均粒子
径とすることによって、排気ガス浄化反応の効率を阻害
することなく、貴金属と耐火性無機酸化物との相互作用
や反応を緩和することが出来る。
本発明に使用されるジルコニアは、少なくとも1077
27g、好ましくは60〜100771 /Uの比表
面積を有し、かつ2000Å以下、好ましくは500Å
以下の平均一次粒子径を有するものが好適である。
27g、好ましくは60〜100771 /Uの比表
面積を有し、かつ2000Å以下、好ましくは500Å
以下の平均一次粒子径を有するものが好適である。
上記物性を右づるジルコニアは、市販のものを使用して
も良く、またジルコニウム塩の水溶液をアンモニア等で
中和し、水洗後、乾燥、焼成する方法等によっても調製
されうるちのぐある。さらに、10■1%以下のイツト
リウムまたはカルシウム等のアルカリ土類金属にJ:っ
で安定化されたジルコニアも使用可能である。
も良く、またジルコニウム塩の水溶液をアンモニア等で
中和し、水洗後、乾燥、焼成する方法等によっても調製
されうるちのぐある。さらに、10■1%以下のイツト
リウムまたはカルシウム等のアルカリ土類金属にJ:っ
で安定化されたジルコニアも使用可能である。
こうしたジルコニアは、高い担持率で出金底を担持した
際、良好な担持状態を与える。貴金属の担持は、門金属
溶液をジルコニアと混合後、乾燥し焼成、必要により還
元して行なわれるが、この際ジルコニアは凝集粒子とし
て粒径が大きくなるのでこれをミル等で粉砕して平均粒
子径を0.5〜20μとする。
際、良好な担持状態を与える。貴金属の担持は、門金属
溶液をジルコニアと混合後、乾燥し焼成、必要により還
元して行なわれるが、この際ジルコニアは凝集粒子とし
て粒径が大きくなるのでこれをミル等で粉砕して平均粒
子径を0.5〜20μとする。
本発明に使用されるセリウム酸化物源としては、触媒中
で二酸化セリウム(ce02)として存在しうるちので
あれば、出発物質は特に限定されない。例えば市販のC
eO2、炭酸セリウム、水酸化セリウム等が使用可能で
ある。また、セリウム塩の溶液例えば硝酸セリウム溶液
を耐火性無機酸化物に含浸担持してもよい。しかしなが
ら、水不溶性のセリウム化合物に水溶性アルミニウム化
合物およびアルミナ水和物よりなる群から選ばれた少な
くともlflのものを含浸し、焼成して得られるアルミ
ナ変性セリウム酸化物をセリアとして使用することによ
り、本発明による触媒は一層すぐれた性能を示す。
で二酸化セリウム(ce02)として存在しうるちので
あれば、出発物質は特に限定されない。例えば市販のC
eO2、炭酸セリウム、水酸化セリウム等が使用可能で
ある。また、セリウム塩の溶液例えば硝酸セリウム溶液
を耐火性無機酸化物に含浸担持してもよい。しかしなが
ら、水不溶性のセリウム化合物に水溶性アルミニウム化
合物およびアルミナ水和物よりなる群から選ばれた少な
くともlflのものを含浸し、焼成して得られるアルミ
ナ変性セリウム酸化物をセリアとして使用することによ
り、本発明による触媒は一層すぐれた性能を示す。
水不溶性セリウム化合物としては、酸化セリウム、水酸
化セリウム、炭酸、セリウム等が挙げられ、特に炭酸セ
リウムが好ましい。この水不溶性セリウム化合物は微粉
末状で使用され、その粒径は0.1〜100μである。
化セリウム、炭酸、セリウム等が挙げられ、特に炭酸セ
リウムが好ましい。この水不溶性セリウム化合物は微粉
末状で使用され、その粒径は0.1〜100μである。
また、水溶性アルミニウム化合物および/またはアルミ
ナ水和物としては、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウ
ム、硫酸アルミニウム、ジブサイト、パイヤライト、ベ
ーマイト、アルミナゲル、アルミナゾル等が挙げられ、
特に硝酸アルミニウムが好ましい。
ナ水和物としては、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウ
ム、硫酸アルミニウム、ジブサイト、パイヤライト、ベ
ーマイト、アルミナゲル、アルミナゾル等が挙げられ、
特に硝酸アルミニウムが好ましい。
かかる水不溶性セリウム化合物と水溶性アルミニウム化
合物および/またはアルミナ水和物の使用割合はとくに
限定はされず、有効にアルミナ変性されたセリウム酸化
物かえられるが、好適にはセリウムとアルミニウムの原
子比で、Ce/Af!=1〜20、とくに好ましくはC
e/△で=2〜10である。水不溶性セリウム化合物に
水溶性アルミニウム化合物および/またはアルミナ水和
物を含浸侵は、通常100〜300°Cで乾燥し、空気
中300〜700℃で焼成して、アルミナ変性セリウム
酸化物がえられる。
合物および/またはアルミナ水和物の使用割合はとくに
限定はされず、有効にアルミナ変性されたセリウム酸化
物かえられるが、好適にはセリウムとアルミニウムの原
子比で、Ce/Af!=1〜20、とくに好ましくはC
e/△で=2〜10である。水不溶性セリウム化合物に
水溶性アルミニウム化合物および/またはアルミナ水和
物を含浸侵は、通常100〜300°Cで乾燥し、空気
中300〜700℃で焼成して、アルミナ変性セリウム
酸化物がえられる。
このようにしてえられる粒子径を調整された真金属含有
ジルコニアおよびセリウム酸化物を含有するスラリーを
一体構造を有するハニカム担体にウォッシュコートし、
乾燥し必要により焼成して完成触媒とする。
ジルコニアおよびセリウム酸化物を含有するスラリーを
一体構造を有するハニカム担体にウォッシュコートし、
乾燥し必要により焼成して完成触媒とする。
一体a Jを有するハニカム担体とは、コージェライト
、ムライト、α−アルミナ等のセラミック担体およびス
テンレスまたはFe−Cr−へJ合金等の酸化抵抗性の
耐熱金属を用いたメタルモノリス担体のことをいう。
、ムライト、α−アルミナ等のセラミック担体およびス
テンレスまたはFe−Cr−へJ合金等の酸化抵抗性の
耐熱金属を用いたメタルモノリス担体のことをいう。
本発明に使用される貴金屈源としては、塩化白金酸、ジ
ニトロジアンミン白金、塩化パラジウム、硝酸パラジウ
ム、塩化ロジウム、硝酸ロジウム、硫酸ロジウム等が好
ましい。
ニトロジアンミン白金、塩化パラジウム、硝酸パラジウ
ム、塩化ロジウム、硝酸ロジウム、硫酸ロジウム等が好
ましい。
本発明に使用される耐火性無機酸化物としては、アルミ
ナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシアなどが
挙げられるが、アルミナ特に活性アルミナの使用が好ま
しい。アルミナの結晶形としては、γ、δ、θ、α、χ
、に、ηのいずれの形でも使用可能である。また、カル
シウム、バリウム等のアルカリ土類元素、さらにクロム
、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウムな
どの金属元素のうらの少なくとも一種を酸化物の形で0
.1〜30重量%相持された活性アルミナも使用可能で
ある。
ナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシアなどが
挙げられるが、アルミナ特に活性アルミナの使用が好ま
しい。アルミナの結晶形としては、γ、δ、θ、α、χ
、に、ηのいずれの形でも使用可能である。また、カル
シウム、バリウム等のアルカリ土類元素、さらにクロム
、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウムな
どの金属元素のうらの少なくとも一種を酸化物の形で0
.1〜30重量%相持された活性アルミナも使用可能で
ある。
以下、実施例にて本発明を更に詳細に説明するが、本発
明はこれら実施例のみに限定されるものではないことは
言うまでもない。
明はこれら実施例のみに限定されるものではないことは
言うまでもない。
実施例 1
市販コージェライト質モノリス担体(日本碍子株式会社
製)を用いて触媒を調製した。用いられたモノリス担体
は、横断面が1インチ平方当り約400個のガス流通セ
ルを右づる外径33nmφ、長さ76 m Lの円柱状
のもので、約65mの体積を有した。
製)を用いて触媒を調製した。用いられたモノリス担体
は、横断面が1インチ平方当り約400個のガス流通セ
ルを右づる外径33nmφ、長さ76 m Lの円柱状
のもので、約65mの体積を有した。
白金(Pt)1.5(]を]混するジニトロジアンミン
白金の硝酸水溶液と、比表面8160TrL2/g、平
均粒径200人を有するジルコニア(第−稀元索化学製
) 7.5 (+を混合し、120℃で一晩乾燥した。
白金の硝酸水溶液と、比表面8160TrL2/g、平
均粒径200人を有するジルコニア(第−稀元索化学製
) 7.5 (+を混合し、120℃で一晩乾燥した。
その後、空気中400℃で2時間焼成して16.7重量
%Pt含有ジルコニア粉体を調製した。
%Pt含有ジルコニア粉体を調製した。
ロジウム(Rh)0.3(Jを含有する硝酸ロジウム水
溶液と、上記と同様のジルコニア39を混合し、120
℃で一晩乾燥した。その後空気中400℃で2時間焼成
して9用量%Rh含有ジルコニア粉体を調製した。
溶液と、上記と同様のジルコニア39を混合し、120
℃で一晩乾燥した。その後空気中400℃で2時間焼成
して9用量%Rh含有ジルコニア粉体を調製した。
上記Pt含有ジルコニア粉体およびRh含有ジルコニア
粉体をそれぞれ乳鉢で凝集粒子の平均粒子径が約20μ
となるよう粉砕した後、比表面積100m2/gの活性
アルミナ139gおよび市販の酸化セリウム粉体(日産
希元素株式会社tJ)75(]と混合し、ボールミルで
20時時間式粉砕することによってコーティング用水性
スラリーを調製した。
粉体をそれぞれ乳鉢で凝集粒子の平均粒子径が約20μ
となるよう粉砕した後、比表面積100m2/gの活性
アルミナ139gおよび市販の酸化セリウム粉体(日産
希元素株式会社tJ)75(]と混合し、ボールミルで
20時時間式粉砕することによってコーティング用水性
スラリーを調製した。
このコーティング用水性スラリーに前記モノリス担体を
浸漬し、取り出した後セル内の過剰スラリーを圧縮空気
でブローして全ての目詰りを除去した。次いで130℃
で3時間乾燥して完成触媒を得た。
浸漬し、取り出した後セル内の過剰スラリーを圧縮空気
でブローして全ての目詰りを除去した。次いで130℃
で3時間乾燥して完成触媒を得た。
この触媒のコーティング層をElectron Pro
beMicro^nalysis (E PMA )
によって3000倍の倍率のPt 、Rhの分布写真を
無作為に30ケ所撮影し分析したところ、P【含有ジル
コニアおよびRh含有ジルコニアがそれぞれ平均粒子径
7μで分散していた。
beMicro^nalysis (E PMA )
によって3000倍の倍率のPt 、Rhの分布写真を
無作為に30ケ所撮影し分析したところ、P【含有ジル
コニアおよびRh含有ジルコニアがそれぞれ平均粒子径
7μで分散していた。
また、この触媒は一個当り、Pt0.065g、Rh0
.0130含有していた。
.0130含有していた。
実施例 2
パラジウム(Pd)1.5gを含有する硝酸パラジウム
水溶液と、実施例1で用いたジルコニア7.59を混合
し、120℃で一晩乾燥した。その後、空気中400℃
で2時間焼成して、16.7m岱%Pd含有ジルコニア
粉体を調製した。
水溶液と、実施例1で用いたジルコニア7.59を混合
し、120℃で一晩乾燥した。その後、空気中400℃
で2時間焼成して、16.7m岱%Pd含有ジルコニア
粉体を調製した。
実施例1において、Pt含有ジルコニア粉体の代わりに
上記Pd含右ジルコニア粉体を用いる以外は実施例1と
同様な方法で完成触媒を得た。
上記Pd含右ジルコニア粉体を用いる以外は実施例1と
同様な方法で完成触媒を得た。
この触媒のコーティング層をEPMAで分析したところ
、Pd含有ジルコニアは平均粒子径5μ、Rh含有ジル
コニアは平均粒子径6μで分散していた。
、Pd含有ジルコニアは平均粒子径5μ、Rh含有ジル
コニアは平均粒子径6μで分散していた。
この触媒は、−個当りPd O,065(11Rh0.
0130含有していた。
0130含有していた。
実施例 3
Pt0.9(+を含有する塩化白金酸水溶液とPdO,
6aを含有する塩化パラジウム水溶液との混合溶液と、
実施例1で用いたジルコニア7.5gを混合し、120
℃で一晩乾燥した。その後、空気中400℃で2時間焼
成して10fRIf1%Ptおよび5重量%Pd含有ジ
ルコニア粉体をgA製した。
6aを含有する塩化パラジウム水溶液との混合溶液と、
実施例1で用いたジルコニア7.5gを混合し、120
℃で一晩乾燥した。その後、空気中400℃で2時間焼
成して10fRIf1%Ptおよび5重量%Pd含有ジ
ルコニア粉体をgA製した。
実施例1において、P[含有ジルコニア粉体の代わりに
上記Ptおよびpd含有ジルコニア粉体を用いる以外は
実Mff4J1と同様な方法で完成触媒を得た。
上記Ptおよびpd含有ジルコニア粉体を用いる以外は
実Mff4J1と同様な方法で完成触媒を得た。
この触媒のコーティング層をEPMAで分析したところ
、PtおよびPd含有ジルコニアは平均粒子径13μ、
Rh含有ジルコニアは平均粒子径5μで分散していた。
、PtおよびPd含有ジルコニアは平均粒子径13μ、
Rh含有ジルコニアは平均粒子径5μで分散していた。
この触媒は、−個当りPL O,039g、PdO,0
26Q 1Rh O,013Q含有していた。
26Q 1Rh O,013Q含有していた。
実流例 4
実施例1で用いたジルコニアの代わりに、比表面積90
m/g、平均粒径150人を有するジルコニア(第−稀
元素化学製)を用いる以外は、実施例1と同様な方法で
完成触媒を得た。
m/g、平均粒径150人を有するジルコニア(第−稀
元素化学製)を用いる以外は、実施例1と同様な方法で
完成触媒を得た。
この触媒のコーティング層をEPMAで分析したところ
、pt含有ジルコニアは平均粒子径0.5μ、Rh含有
ジルコニアは1μで分散していた。
、pt含有ジルコニアは平均粒子径0.5μ、Rh含有
ジルコニアは1μで分散していた。
この触媒は、−個当りPt 0.065g、RhO,0
13a含有していた。
13a含有していた。
実施例 5
厚さ60μでアルミニウムを5m0%含有するフェライ
トステンレススチールの薄板と、この薄板をピッチ2.
5 tmの波形に成形した波板とを交互に重ねて積層し
、外径33mφ、長さ76mmの円柱状の金B”Aモノ
リス担体を成形した。この担体は横断面が1インチ平方
当り約475個のガス流通セルを有していた。
トステンレススチールの薄板と、この薄板をピッチ2.
5 tmの波形に成形した波板とを交互に重ねて積層し
、外径33mφ、長さ76mmの円柱状の金B”Aモノ
リス担体を成形した。この担体は横断面が1インチ平方
当り約475個のガス流通セルを有していた。
実施例1において、コージェライト質モノリス担体の代
わりに上記金i製モノリス担体を用いる以外は実施例1
と同様な方法で完成触媒を得た。
わりに上記金i製モノリス担体を用いる以外は実施例1
と同様な方法で完成触媒を得た。
この触媒のコーティング層をEPMAで分析したところ
、Pt含有ジルコニアは平均粒子径6μ、Rh含有ジル
コニアは7μで分散していた。
、Pt含有ジルコニアは平均粒子径6μ、Rh含有ジル
コニアは7μで分散していた。
この触媒は、−個当りPt O,065(+ 、 Rh
0.013111含有していた。
0.013111含有していた。
実施例 6
硝Feb’)ラム(ce (NOs )3 ・6f−1
20)25.2g、!:硝酸鉄〔Fe(No3)3・9
日20〕10、1 Illを純水100gに溶解し、比
表面Wi100m2/gの活性アルミナ127gと混合
して、120℃で一晩乾燥した。その後、空気中700
℃でiia焼成してCeO2およびFe2O3含有アル
ミナ粉体を得た。
20)25.2g、!:硝酸鉄〔Fe(No3)3・9
日20〕10、1 Illを純水100gに溶解し、比
表面Wi100m2/gの活性アルミナ127gと混合
して、120℃で一晩乾燥した。その後、空気中700
℃でiia焼成してCeO2およびFe2O3含有アル
ミナ粉体を得た。
実施例1において、139gの活性アルミナの代わりに
上記CeO2およびFe2O3含有アルミナを用いる以
外は、実施例1と同様にして完成触媒を得た。
上記CeO2およびFe2O3含有アルミナを用いる以
外は、実施例1と同様にして完成触媒を得た。
この触媒のコーティング層をEPMAで分析したところ
、pt含有ジルコニアおよびRh含有ジルコニアがそれ
ぞれ平均粒子径5μで分散していた。
、pt含有ジルコニアおよびRh含有ジルコニアがそれ
ぞれ平均粒子径5μで分散していた。
また、この触媒は一個当り、Pt0.065o。
Rh0.0130含有していた。
実施例 7
硝酸アルミニウムCAI(NOx>3・91120 )
65、30を溶解した150rnl水溶液と、炭酸セリ
ウム粉末(ce含有1:CeO2として47重0%)3
19(+とを充分に混合し、130℃で5時間乾燥した
後、空気中500℃で1時間焼成して、アルミナ変性酸
化セリウム(ce/△1=5原子比)を:JJ製した。
65、30を溶解した150rnl水溶液と、炭酸セリ
ウム粉末(ce含有1:CeO2として47重0%)3
19(+とを充分に混合し、130℃で5時間乾燥した
後、空気中500℃で1時間焼成して、アルミナ変性酸
化セリウム(ce/△1=5原子比)を:JJ製した。
実施例1において市販の酸化セリウム粉体の代わりに、
上記で(7られたアルミナ変性酸化セリウム75(+を
用いる以外は、実施例1と同様な方法で完成触媒を得た
。
上記で(7られたアルミナ変性酸化セリウム75(+を
用いる以外は、実施例1と同様な方法で完成触媒を得た
。
この触媒のコーティング層をEPMAで分析したところ
、P【含有ジルコニアおよびRh含有ジルコニアがそれ
ぞれ平均粒子径3μで分散していた。
、P【含有ジルコニアおよびRh含有ジルコニアがそれ
ぞれ平均粒子径3μで分散していた。
この触媒は、−個当りPt O,065g、RhO,0
13o含有していた。
13o含有していた。
実胎例 8
硝酸アルミニウム〔△j!(NO3)3 ・9 H2O
)54、4 (+を溶解した220rd水溶液と、炭酸
セリウム粉末(ce含有1:CO02として47重n%
>4260とを充分に混合し、130℃で5時間乾燥し
た後、空気中500℃で1時間焼成して、アルミナ変性
酸化セリウム(ce/AI=8原子比)を調製した。
)54、4 (+を溶解した220rd水溶液と、炭酸
セリウム粉末(ce含有1:CO02として47重n%
>4260とを充分に混合し、130℃で5時間乾燥し
た後、空気中500℃で1時間焼成して、アルミナ変性
酸化セリウム(ce/AI=8原子比)を調製した。
実施例1において市販の酸化セリウム粉体の代わりに、
上記でえられたアルミナ変性酸化セリウム759を用い
る以外は、実施例1と同様な方法で完成触媒を1がた。
上記でえられたアルミナ変性酸化セリウム759を用い
る以外は、実施例1と同様な方法で完成触媒を1がた。
この触媒のコーティング層をEPMAで分析したところ
、Pt含有ジルコニアおよびRh含有ジルコニアが共に
平均粒子径6μで分散していた。
、Pt含有ジルコニアおよびRh含有ジルコニアが共に
平均粒子径6μで分散していた。
この触媒は、−個当りPt O,O’65(1、Rh0
.013(l含有していた。
.013(l含有していた。
実施例 9
アルミナゾル(10重0%アルミナ含有)94゜7gと
、炭酸セリウム(ce含但:CCO2として47重徂%
)340(]と水10C7とを混合し、130℃で5時
間乾燥した後、空気中500℃で1時間焼成して、アル
ミナ変性酸化セリウム(ce/八1へ5原子比)を調製
した。
、炭酸セリウム(ce含但:CCO2として47重徂%
)340(]と水10C7とを混合し、130℃で5時
間乾燥した後、空気中500℃で1時間焼成して、アル
ミナ変性酸化セリウム(ce/八1へ5原子比)を調製
した。
実施例1において市販の酸化セリ・クム粉体の代わりに
、上記でえられアルミナ変性酸化セリウム75(lを用
いる以外は、実施例1と同様な方法で完成触媒をqだ。
、上記でえられアルミナ変性酸化セリウム75(lを用
いる以外は、実施例1と同様な方法で完成触媒をqだ。
この触媒のコーティング層をEPMAで分析したところ
、P[含有ジルコニアおよびRh含有ジルコニアが共に
平均粒子径1μで分散していた。
、P[含有ジルコニアおよびRh含有ジルコニアが共に
平均粒子径1μで分散していた。
この触媒は、−個当りPt O,065(1、Rh0.
013111含有していた。
013111含有していた。
比較例 1
実施例1で用いた比表面積100m /Qの活性アル
ミナ150gと、市販の酸化レリウム粉体750をボー
ルミルで20時時間式粉砕することにより、コーティン
グ用水性スラリーを調製した。
ミナ150gと、市販の酸化レリウム粉体750をボー
ルミルで20時時間式粉砕することにより、コーティン
グ用水性スラリーを調製した。
このコーティング用水性スラリーを実施例1と同様な方
法でコージェライト質モノリス担体にコーティングした
。この活性アルミナと酸化セリウムをコーティングした
担体を、ジニトロジアンミン白金の硝酸水溶液と硝酸ロ
ジウム水溶液との混合溶液に浸漬し、引き出した後、圧
縮空気で余分な水溶液を除いた後、130℃で3時間乾
燥し、空気中400℃で2時間焼成して完成触媒を得た
。
法でコージェライト質モノリス担体にコーティングした
。この活性アルミナと酸化セリウムをコーティングした
担体を、ジニトロジアンミン白金の硝酸水溶液と硝酸ロ
ジウム水溶液との混合溶液に浸漬し、引き出した後、圧
縮空気で余分な水溶液を除いた後、130℃で3時間乾
燥し、空気中400℃で2時間焼成して完成触媒を得た
。
この触媒のコーティング層をEPMAで分析したところ
、pt 、Rh共に0.5μ以上の粒子としては検出さ
れなかった。
、pt 、Rh共に0.5μ以上の粒子としては検出さ
れなかった。
この触媒は、−周当りPt O,065(+ 、Rh0
.013CI含有していた。
.013CI含有していた。
比較例 2
実施例1で用いた比表面積60m /a、平均粒径2
00人のジルコニア150gと、市販の酸化セリウム粉
体75(+をボールミルで20時時間式粉砕することに
より、コーティング用水性スラリーを調製した。
00人のジルコニア150gと、市販の酸化セリウム粉
体75(+をボールミルで20時時間式粉砕することに
より、コーティング用水性スラリーを調製した。
このコーティング用水性スラリーを実施例1と同様な方
法でコージェライト質モノリス担体にコーティングした
。このジルコニアと酸化セリウムをコーティングした担
体に比較例1と同様な方法で、ptとRhを担持し、完
成触媒を得た。
法でコージェライト質モノリス担体にコーティングした
。このジルコニアと酸化セリウムをコーティングした担
体に比較例1と同様な方法で、ptとRhを担持し、完
成触媒を得た。
この触媒のコーティング層をEPMAで分析したところ
、Pt 、Rh共に0.5μ以上の粒子としては検出さ
れなかった。
、Pt 、Rh共に0.5μ以上の粒子としては検出さ
れなかった。
この触媒は、−個当りPt O,065(] 、Rh0
.013(l含有していた。
.013(l含有していた。
[発明の効果コ
実施例1から実施例9までの触媒と、比較例1から比較
例2までの触媒の電気炉エージング後における触媒性能
を調べた。
例2までの触媒の電気炉エージング後における触媒性能
を調べた。
電気炉エージングは、空気中900℃で20時間触媒を
加熱するという、非常に厳しい高温酸化雰囲気で行なっ
た。
加熱するという、非常に厳しい高温酸化雰囲気で行なっ
た。
エージング“後の触媒性能の評価は、市販の電子制御方
式のエンジン(4気筒1800cc)を使用し、各触媒
を充填したマルチコンバーターを、エンジンの排気系に
連設して行なった。触媒の三元性能は触媒入口ガス温度
450℃、空間速度90゜000hr’の条件で評価し
た。この際、外部発振器より1117サイン波型シグナ
ルをエンジンのコントロールユニットに導入して、空燃
比(A/F)を±0.5 A / F、IHzで振動さ
せながら平均空燃比を連続的に変化させ、この時の触媒
入口及び出口ガス組成を同時に分析して、平均空燃比が
A / F = 15.1から14..1までの00%
He及びNOの浄化率を求めた。
式のエンジン(4気筒1800cc)を使用し、各触媒
を充填したマルチコンバーターを、エンジンの排気系に
連設して行なった。触媒の三元性能は触媒入口ガス温度
450℃、空間速度90゜000hr’の条件で評価し
た。この際、外部発振器より1117サイン波型シグナ
ルをエンジンのコントロールユニットに導入して、空燃
比(A/F)を±0.5 A / F、IHzで振動さ
せながら平均空燃比を連続的に変化させ、この時の触媒
入口及び出口ガス組成を同時に分析して、平均空燃比が
A / F = 15.1から14..1までの00%
He及びNOの浄化率を求めた。
上記のようにして求めたCo、、HC及びNOの浄化率
対人口空燃比をグラフにプロットして、三元特性曲線を
作成し、Co、No浄化率曲線の交点(クロスオーバー
ポイントと呼ぶ)の浄化率とその交点のΔ/F値におり
るHC浄化率を求めて触媒の三元性能の評l1Ili基
準とした。
対人口空燃比をグラフにプロットして、三元特性曲線を
作成し、Co、No浄化率曲線の交点(クロスオーバー
ポイントと呼ぶ)の浄化率とその交点のΔ/F値におり
るHC浄化率を求めて触媒の三元性能の評l1Ili基
準とした。
また、触媒の低温での浄化性能は、空燃比を±0.5Δ
/F、IHzの条件で振動させながら、平均空燃比をA
/F=14..6に固定してエンジンを運転し、エンジ
ン排気系の触媒コンバーターの前に熱交換器を取り付け
て、触媒入口ガス温度を200℃から、500℃まで?
!続的に変化させた時の触媒入口及び出口ガス組成を分
析して、coll−(c及びNoの浄化率を求めること
により評価した。
/F、IHzの条件で振動させながら、平均空燃比をA
/F=14..6に固定してエンジンを運転し、エンジ
ン排気系の触媒コンバーターの前に熱交換器を取り付け
て、触媒入口ガス温度を200℃から、500℃まで?
!続的に変化させた時の触媒入口及び出口ガス組成を分
析して、coll−(c及びNoの浄化率を求めること
により評価した。
上記のようにして求めたCO、ト1c及びNoの浄化率
対触媒入ロガス温度をグラフにブロットシ、浄化率が5
0%を示す触媒入口ガス温度(T 50 )を求めて、
触媒の低温での浄化性能を評価する基準とした。
対触媒入ロガス温度をグラフにブロットシ、浄化率が5
0%を示す触媒入口ガス温度(T 50 )を求めて、
触媒の低温での浄化性能を評価する基準とした。
以上の触媒性能評価方法により得られた結果を第1表に
示す。
示す。
次に、実施例1から実施例9までの触媒と、比較例1か
ら比較例2までの触媒のエンジン耐久走行後における触
媒活性を調べた。
ら比較例2までの触媒のエンジン耐久走行後における触
媒活性を調べた。
市販の電子制御方式のエンジン(8気筒4400CC)
を使用し、各触媒を充填したマルチコンバーターをエン
ジンの排気系に連設して耐久テストを行なった。エンジ
ンは、定常運転60秒、減速6秒(減速時に燃料がカッ
トされて、触媒は、高温酸化雰囲気の厳しい条件に曝さ
れる)というモード運転で運転し触媒入口ガス温度が定
常運転時8o、0℃となる条件で50時間触媒をエージ
ングした。
を使用し、各触媒を充填したマルチコンバーターをエン
ジンの排気系に連設して耐久テストを行なった。エンジ
ンは、定常運転60秒、減速6秒(減速時に燃料がカッ
トされて、触媒は、高温酸化雰囲気の厳しい条件に曝さ
れる)というモード運転で運転し触媒入口ガス温度が定
常運転時8o、0℃となる条件で50時間触媒をエージ
ングした。
エンジン耐久走行後の触媒性能評価は、前記電気炉エー
ジング後の評価と全く同じ方法で行ない、触媒の三元性
能及び、低4での浄化性能を比較した。その結果を第2
表に示す。
ジング後の評価と全く同じ方法で行ない、触媒の三元性
能及び、低4での浄化性能を比較した。その結果を第2
表に示す。
第1表および第2表より明らかなように、本発明に開示
する白金、パラジウムおよびロジウムを高い担持率で担
持したジルコニアを0.5〜20μの範囲の平均粒子径
を有する凝集粒子としてコーティング層に分散させた実
施例1から実施例9の触媒は、いずれも與金属を従来の
担持状態とした比較例1および比較例2の触媒よりも非
常にすぐれた触媒性能を示した。
する白金、パラジウムおよびロジウムを高い担持率で担
持したジルコニアを0.5〜20μの範囲の平均粒子径
を有する凝集粒子としてコーティング層に分散させた実
施例1から実施例9の触媒は、いずれも與金属を従来の
担持状態とした比較例1および比較例2の触媒よりも非
常にすぐれた触媒性能を示した。
また、セリウム酸化物としてアルミナ変性セリウム酸化
物を使用した実施例7から実施例9の触媒はさらに高い
性能を示した。
物を使用した実施例7から実施例9の触媒はさらに高い
性能を示した。
以上の結束から、本発明に開示する触媒は、通常のエン
ジン走行条件下はもちろん、高温酸化雰囲気のような厳
しい条件下でも劣化の少ない優れた耐久性をもつ触媒で
あることが明らかである。
ジン走行条件下はもちろん、高温酸化雰囲気のような厳
しい条件下でも劣化の少ない優れた耐久性をもつ触媒で
あることが明らかである。
特許出願人 日本触媒化学工業株式会社手 続 補
正 書 (自発) 昭和62年[有]月C日 特許庁長官 黒田明雄 殿 11
、事件の表示 昭和62年特許願第1’73ス1号 2、発明の名称 排気ガス浄化用触媒 3、補正をする各 事件との関係 特許出願人 大阪府大阪市東区高麗!n 5丁目1番地〉。
正 書 (自発) 昭和62年[有]月C日 特許庁長官 黒田明雄 殿 11
、事件の表示 昭和62年特許願第1’73ス1号 2、発明の名称 排気ガス浄化用触媒 3、補正をする各 事件との関係 特許出願人 大阪府大阪市東区高麗!n 5丁目1番地〉。
・′9
4、補正の対象
髪
(1)明細書第11頁第10行において、[・・・・・
・アルカリ土類元素、−−Lミにクロム・・・・・・」
を、 「・・・・・・アルカリ土類元素、ランタン、セリウム
等の希土類元素、さらにクロム・・・・・・」に訂正す
る。
・アルカリ土類元素、−−Lミにクロム・・・・・・」
を、 「・・・・・・アルカリ土類元素、ランタン、セリウム
等の希土類元素、さらにクロム・・・・・・」に訂正す
る。
2)同第20頁第7行において、
「・・・・・・上記でえられアルミナ・・・・・・」を
、「・・・・・・上記でえられたアルミナ・・・・・・
」に訂正する。
、「・・・・・・上記でえられたアルミナ・・・・・・
」に訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)白金および/またはパラジウムを5〜30重量%
担持せしめてなるジルコニア(a)、および/またはロ
ジウムを1〜20重量% 担持せしめてなるジルコニア(b)をそれぞれ0.5〜
20μの平均粒子径の凝集粒子の形で含有し、さらにセ
リウム酸化物(c)を含有してなる触媒組成物を一体構
造を有す るハニカム担体に被覆担持せしめてなるこ とを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 (2)当該触媒組成物が当該ジルコニア(a)および/
または(b)、当該セリウム酸化物 (c)およびさらに耐火性無機酸化物(d)からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲 (1)記載の触媒。 (3)当該担体1lあたり、当該ジルコニア(a)およ
び/または(b)を1〜20g、当該セリウム酸化物(
c)をCeO_2として1〜150g、さらに当該耐火
性無機酸化物 (d)を50〜200gをそれぞれ担持せしめてなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲 (2)記載の触媒。 (4)用いられるジルコニアが少なくとも10m^2/
gの比表面積を有し、かつその一次粒子の平均粒径が2
000Å以下であるこ とを特徴とする特許請求の範囲(1)、(2)または(
3)記載の触媒。 (5)用いられる耐火性無機酸化物(d)が、活性アル
ミナであることを特徴とする特許請 求の範囲(2)、(3)または(4)記載の触媒。 (6)当該セリウム酸化物(c)が、水不溶性のセリウ
ム化合物に水溶性アルミニウム化合 物およびアルミナ水和物よりなる群から 選ばれた少なくとも1種のものを含浸し焼 成して得られるアルミナ変性セリウム酸化 物であることを特徴とする特許請求の範囲 (1)、(2)、(3)、(4)または(5)記載の触
媒。 (7)当該水不溶性セリウム化合物が、炭酸セリウム、
酸化セリウムおよび水酸化セリウ ムよりなる群から選ばれたものであり、か つ、当該水溶性アルミニウム化合物が硝酸 アルミニウム、塩化アルミニウムおよび硫 酸アルミニウムよりなる群から選ばれたも のであることを特徴とする特許請求の範囲 (6)記載の触媒。 (8)当該アルミナ変性セリウム酸化物がその組成とし
てセリウムのアルミニウムに対す る原子比Ce/Alで1〜20であること を特徴とする特許請求の範囲(6)または (7)記載の触媒。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62017321A JPS63190642A (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | 排気ガス浄化用触媒 |
| US07/134,363 US4904633A (en) | 1986-12-18 | 1987-12-17 | Catalyst for purifying exhaust gas and method for production thereof |
| EP19930201246 EP0558159A3 (en) | 1986-12-18 | 1987-12-18 | Catalyst for purifying exhaust gas and method for production thereof |
| KR1019870014488A KR930000917B1 (ko) | 1986-12-18 | 1987-12-18 | 배기가스 정화용 촉매 및 그의 제조방법 |
| DE3751403T DE3751403T2 (de) | 1986-12-18 | 1987-12-18 | Katalysator zur Abgasreinigung und Verfahren zu seiner Herstellung. |
| EP87311178A EP0272136B1 (en) | 1986-12-18 | 1987-12-18 | Catalyst for purifying exhaust gas and method for its production |
| AU10648/88A AU604083B2 (en) | 1987-01-20 | 1988-01-19 | Catalyst for purifying exhaust gas and method for production thereof |
| CN91102032A CN1055302A (zh) | 1987-01-20 | 1988-01-20 | 净化废气的催化剂及其生产方法 |
| CN88100589A CN1013245B (zh) | 1987-01-20 | 1988-01-20 | 净化废气的催化剂及其生产方法 |
| KR1019920016764A KR930000918B1 (ko) | 1986-12-18 | 1992-09-15 | 배기가스 정화용 촉매 및 그의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62017321A JPS63190642A (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | 排気ガス浄化用触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190642A true JPS63190642A (ja) | 1988-08-08 |
| JPH0573464B2 JPH0573464B2 (ja) | 1993-10-14 |
Family
ID=11940767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62017321A Granted JPS63190642A (ja) | 1986-12-18 | 1987-01-29 | 排気ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63190642A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994025143A1 (fr) * | 1993-04-28 | 1994-11-10 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Procede pour eliminer des oxydes d'azote contenus dans des gaz d'echappement |
| JPH0788384A (ja) * | 1993-02-08 | 1995-04-04 | Gold Star Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒の製造方法 |
| JP2001232200A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-28 | Ford Global Technol Inc | 希土類金属酸化物を用いた三元触媒 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6427643A (en) * | 1986-08-29 | 1989-01-30 | Nippon Catalytic Chem Ind | Catalyst for exhaust gas purification |
-
1987
- 1987-01-29 JP JP62017321A patent/JPS63190642A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6427643A (en) * | 1986-08-29 | 1989-01-30 | Nippon Catalytic Chem Ind | Catalyst for exhaust gas purification |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0788384A (ja) * | 1993-02-08 | 1995-04-04 | Gold Star Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒の製造方法 |
| WO1994025143A1 (fr) * | 1993-04-28 | 1994-11-10 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Procede pour eliminer des oxydes d'azote contenus dans des gaz d'echappement |
| US5756057A (en) * | 1993-04-28 | 1998-05-26 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for removal of nitrogen oxides from exhaust gas |
| JP2001232200A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-28 | Ford Global Technol Inc | 希土類金属酸化物を用いた三元触媒 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0573464B2 (ja) | 1993-10-14 |
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| JPH0573463B2 (ja) | ||
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |