JP2000024499A - 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 - Google Patents
排ガス浄化用触媒及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】NOx 吸蔵材の硫黄被毒を一層抑制でき、耐久試
験後にも高いNOx 浄化率が維持できる排ガス浄化用触媒
とする。 【解決手段】 Al2O3を含む担体と、担体に担持された貴
金属及びNOx 吸蔵材と、貴金属及びNOx 吸蔵材が担持さ
れていない表面に形成されたSi，Ti，Zr，Ｗ，Nb，Fe及
びMoから選ばれる少なくとも一種の金属の酸化物層と、
から構成した。酸化物層の存在により、SOx の吸着が抑
制されるとともに、NOx の吸蔵・還元作用が促進され
る。
験後にも高いNOx 浄化率が維持できる排ガス浄化用触媒
とする。 【解決手段】 Al2O3を含む担体と、担体に担持された貴
金属及びNOx 吸蔵材と、貴金属及びNOx 吸蔵材が担持さ
れていない表面に形成されたSi，Ti，Zr，Ｗ，Nb，Fe及
びMoから選ばれる少なくとも一種の金属の酸化物層と、
から構成した。酸化物層の存在により、SOx の吸着が抑
制されるとともに、NOx の吸蔵・還元作用が促進され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は排ガス浄化用触媒及
びその製造方法に関し、詳しくは、排ガス中に含まれる
一酸化炭素（CO）や炭化水素（HC）を酸化するのに必要
な量より過剰な酸素が含まれている排ガス中の、窒素酸
化物（NOx ）を効率よく浄化できる触媒とその製造方法
に関する。
びその製造方法に関し、詳しくは、排ガス中に含まれる
一酸化炭素（CO）や炭化水素（HC）を酸化するのに必要
な量より過剰な酸素が含まれている排ガス中の、窒素酸
化物（NOx ）を効率よく浄化できる触媒とその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車の排ガス浄化用触媒と
して、CO及びHCの酸化とNOx の還元とを同時に行って排
気ガスを浄化する三元触媒が用いられている。このよう
な触媒としては、例えばコージェライトなどの耐熱性担
体にγ-アルミナ（ Al2O3）からなる担持層を形成し、
その担持層にPt，Pd，Rhなどの貴金属を担持させたもの
が広く知られている。
して、CO及びHCの酸化とNOx の還元とを同時に行って排
気ガスを浄化する三元触媒が用いられている。このよう
な触媒としては、例えばコージェライトなどの耐熱性担
体にγ-アルミナ（ Al2O3）からなる担持層を形成し、
その担持層にPt，Pd，Rhなどの貴金属を担持させたもの
が広く知られている。
【０００３】ところで、このような排ガス浄化用触媒の
浄化性能は、エンジンの空燃比（Ａ／Ｆ）によって大き
く異なる。すなわち、空燃比の大きい、つまり燃料濃度
が希薄で酸素過剰のリーン側では排ガス中の酸素量が多
くなり、COやHCを浄化する酸化反応が活発である反面NO
x を浄化する還元反応が不活発になる。逆に空燃比の小
さい、つまり燃料濃度が高いリッチ側では排ガス中の酸
素量が少なくなり、酸化反応は不活発となるが還元反応
は活発になる。
浄化性能は、エンジンの空燃比（Ａ／Ｆ）によって大き
く異なる。すなわち、空燃比の大きい、つまり燃料濃度
が希薄で酸素過剰のリーン側では排ガス中の酸素量が多
くなり、COやHCを浄化する酸化反応が活発である反面NO
x を浄化する還元反応が不活発になる。逆に空燃比の小
さい、つまり燃料濃度が高いリッチ側では排ガス中の酸
素量が少なくなり、酸化反応は不活発となるが還元反応
は活発になる。
【０００４】そこでアルカリ土類金属とPtを Al2O3など
の多孔質担体に担持した、NOx 吸蔵還元型の触媒が提案
されている（特開平5-317652号など）。この触媒によれ
ば、NOx はNOx 吸蔵材としてのアルカリ土類金属に吸着
され、それがHCなどの還元性ガスと反応して浄化される
ため、リーン側においてもNOx の排出を抑制することが
できる。
の多孔質担体に担持した、NOx 吸蔵還元型の触媒が提案
されている（特開平5-317652号など）。この触媒によれ
ば、NOx はNOx 吸蔵材としてのアルカリ土類金属に吸着
され、それがHCなどの還元性ガスと反応して浄化される
ため、リーン側においてもNOx の排出を抑制することが
できる。
【０００５】特開平5-317652号に開示された触媒では、
例えばバリウムが炭酸塩などとして担体に担持され、そ
れがNOx と反応して硝酸バリウム(Ba(NO3)2)を生成する
ことでNOx を吸着するものと考えられている。つまりNO
x 吸蔵還元型触媒では、空燃比をリーン側からパルス状
にストイキ〜リッチ側となるように制御することによ
り、リーン側ではNOx がNOx 吸蔵材に吸蔵される。そし
て吸蔵されたNOx はストイキ〜リッチ側で放出され、Pt
の触媒作用によりHCやCOなどの還元性成分と反応して浄
化される。したがって、リーン側においてもNOx の排出
が抑制されるので、全体として高いNOx 浄化能が発現す
る。
例えばバリウムが炭酸塩などとして担体に担持され、そ
れがNOx と反応して硝酸バリウム(Ba(NO3)2)を生成する
ことでNOx を吸着するものと考えられている。つまりNO
x 吸蔵還元型触媒では、空燃比をリーン側からパルス状
にストイキ〜リッチ側となるように制御することによ
り、リーン側ではNOx がNOx 吸蔵材に吸蔵される。そし
て吸蔵されたNOx はストイキ〜リッチ側で放出され、Pt
の触媒作用によりHCやCOなどの還元性成分と反応して浄
化される。したがって、リーン側においてもNOx の排出
が抑制されるので、全体として高いNOx 浄化能が発現す
る。
【０００６】ところが排ガス中には、燃料中に含まれる
硫黄（Ｓ）が燃焼して生成したSO2が含まれ、それが酸
素過剰雰囲気中で貴金属により酸化されてSO3 などのSO
x となる。そしてこれが排ガス中に含まれる水蒸気によ
り容易に硫酸となり、これらがバリウムなどと反応して
亜硫酸塩や硫酸塩が生成し、これによりNOx 吸蔵材が被
毒劣化することが明らかとなった。この現象は硫黄被毒
と称されている。また、 Al2O3などの多孔質担体はSOx
を吸着しやすいという性質があることから、上記硫黄被
毒が促進されるという問題がある。
硫黄（Ｓ）が燃焼して生成したSO2が含まれ、それが酸
素過剰雰囲気中で貴金属により酸化されてSO3 などのSO
x となる。そしてこれが排ガス中に含まれる水蒸気によ
り容易に硫酸となり、これらがバリウムなどと反応して
亜硫酸塩や硫酸塩が生成し、これによりNOx 吸蔵材が被
毒劣化することが明らかとなった。この現象は硫黄被毒
と称されている。また、 Al2O3などの多孔質担体はSOx
を吸着しやすいという性質があることから、上記硫黄被
毒が促進されるという問題がある。
【０００７】そして、このようにNOx 吸蔵材が亜硫酸塩
や硫酸塩となると、もはやNOx を吸蔵することができな
くなり、その結果上記触媒では、耐久試験後のNOx 浄化
能が低下するという不具合があった。また、TiO2はSO2
を吸着しないので、TiO2担体を用いることが想起され実
験が行われた。その結果、SO2 はTiO2には吸着されずそ
のまま下流に流れ、貴金属と直接接触したSO2 のみが酸
化されるだけであるので硫黄被毒の程度は少ないことが
明らかとなった。ところがTiO2担体では初期活性が低
く、耐久試験後のNOx の浄化性能も低いままであるとい
う致命的な不具合があることも明らかとなった。
や硫酸塩となると、もはやNOx を吸蔵することができな
くなり、その結果上記触媒では、耐久試験後のNOx 浄化
能が低下するという不具合があった。また、TiO2はSO2
を吸着しないので、TiO2担体を用いることが想起され実
験が行われた。その結果、SO2 はTiO2には吸着されずそ
のまま下流に流れ、貴金属と直接接触したSO2 のみが酸
化されるだけであるので硫黄被毒の程度は少ないことが
明らかとなった。ところがTiO2担体では初期活性が低
く、耐久試験後のNOx の浄化性能も低いままであるとい
う致命的な不具合があることも明らかとなった。
【０００８】そこで特開平８-57314号公報には、 Al2O3
担体上に、金属アルコキシドを含浸・焼成することで担
持されたSiO2 、TiO2及びZrO2から選ばれる酸化物と、
貴金属と、NOx 吸蔵材とを担持した排ガス浄化用触媒が
開示されている。SiO2 、TiO2及びZrO2の少なくとも一
種からなる酸化物はSOx を吸着しにくいという性質を有
し、また Al2O3担体自体もSOx を吸着しにくくなるた
め、硫黄被毒を防止することができ耐久試験後における
NOx 浄化能の低下を抑制することができる。また特開平
8-99034号公報には、TiO2−Al2O3 ，ZrO2−Al2O3 及び
SiO2−Al2O3 から選ばれる少なくとも１種の複合担体を
用いることが提案されている。
担体上に、金属アルコキシドを含浸・焼成することで担
持されたSiO2 、TiO2及びZrO2から選ばれる酸化物と、
貴金属と、NOx 吸蔵材とを担持した排ガス浄化用触媒が
開示されている。SiO2 、TiO2及びZrO2の少なくとも一
種からなる酸化物はSOx を吸着しにくいという性質を有
し、また Al2O3担体自体もSOx を吸着しにくくなるた
め、硫黄被毒を防止することができ耐久試験後における
NOx 浄化能の低下を抑制することができる。また特開平
8-99034号公報には、TiO2−Al2O3 ，ZrO2−Al2O3 及び
SiO2−Al2O3 から選ばれる少なくとも１種の複合担体を
用いることが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記した酸化物を担持
した担体を用いたり、複合担体を用いることにより、NO
x 吸蔵材の硫黄被毒を抑制することができ、耐久試験後
のNOx 浄化能が向上する。しかしながら近年の高速走行
の増加、エンジン性能の向上、排ガス規制などに伴う排
ガス温度の高温化などにより、排ガス浄化用触媒にはさ
らなる耐久性の向上が求められている。
した担体を用いたり、複合担体を用いることにより、NO
x 吸蔵材の硫黄被毒を抑制することができ、耐久試験後
のNOx 浄化能が向上する。しかしながら近年の高速走行
の増加、エンジン性能の向上、排ガス規制などに伴う排
ガス温度の高温化などにより、排ガス浄化用触媒にはさ
らなる耐久性の向上が求められている。
【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、NOx 吸蔵材の硫黄被毒を一層抑制でき、耐
久試験後にも高いNOx 浄化率が維持できる排ガス浄化用
触媒とすることを目的とする。
ものであり、NOx 吸蔵材の硫黄被毒を一層抑制でき、耐
久試験後にも高いNOx 浄化率が維持できる排ガス浄化用
触媒とすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載の排ガス浄化用触媒の特徴は、 Al2O3を含む
担体と、担体に担持された貴金属と、アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少なくとも
一種よりなり担体に担持されたNOx 吸蔵材と、担体の貴
金属及びNOx 吸蔵材が担持されていない表面に形成され
たSi，Ti，Zr，Ｗ，Nb，Fe及びMoから選ばれる少なくと
も一種の金属の酸化物よりなる酸化物層と、からなるこ
とにある。
項１に記載の排ガス浄化用触媒の特徴は、 Al2O3を含む
担体と、担体に担持された貴金属と、アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少なくとも
一種よりなり担体に担持されたNOx 吸蔵材と、担体の貴
金属及びNOx 吸蔵材が担持されていない表面に形成され
たSi，Ti，Zr，Ｗ，Nb，Fe及びMoから選ばれる少なくと
も一種の金属の酸化物よりなる酸化物層と、からなるこ
とにある。
【００１２】また上記排ガス浄化用触媒を製造するに最
適な請求項２に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法の特
特徴は、 Al2O3を含む担体に貴金属と、アルカリ金属、
アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少なくと
も一種よりなるNOx 吸蔵材とを担持し、その後ＣＶＤ法
又はアルコキシド法により担体の貴金属及びNOx 吸蔵材
が担持されていない表面にSi，Ti，Zr，Ｗ，Nb，Fe及び
Moから選ばれる少なくとも一種の金属の酸化物よりなる
酸化物層を形成することにある。
適な請求項２に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法の特
特徴は、 Al2O3を含む担体に貴金属と、アルカリ金属、
アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少なくと
も一種よりなるNOx 吸蔵材とを担持し、その後ＣＶＤ法
又はアルコキシド法により担体の貴金属及びNOx 吸蔵材
が担持されていない表面にSi，Ti，Zr，Ｗ，Nb，Fe及び
Moから選ばれる少なくとも一種の金属の酸化物よりなる
酸化物層を形成することにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】貴金属及びNOx 吸蔵材を安定して
担持するとともに、排ガス中の有害成分の吸着性にも優
れた担体としては、 Al2O3が特に優れている。したがっ
て本発明ではAl2O3を含む担体を用いることとした。と
ころが Al2O3は、SOx を吸着しやすいという性質があり
NOx 吸蔵材の硫黄被毒が生じやすいという不具合があ
る。そこで請求項１に記載の排ガス浄化用触媒では、S
i，Ti，Zr，Ｗ，Nb，Fe及びMoから選ばれる少なくとも
一種の金属の酸化物よりなる酸化物層が、貴金属及びNO
x 吸蔵材が担持されていない担体表面を覆っている構成
とした。
担持するとともに、排ガス中の有害成分の吸着性にも優
れた担体としては、 Al2O3が特に優れている。したがっ
て本発明ではAl2O3を含む担体を用いることとした。と
ころが Al2O3は、SOx を吸着しやすいという性質があり
NOx 吸蔵材の硫黄被毒が生じやすいという不具合があ
る。そこで請求項１に記載の排ガス浄化用触媒では、S
i，Ti，Zr，Ｗ，Nb，Fe及びMoから選ばれる少なくとも
一種の金属の酸化物よりなる酸化物層が、貴金属及びNO
x 吸蔵材が担持されていない担体表面を覆っている構成
とした。
【００１４】すなわち請求項１に記載の排ガス浄化用触
媒では、貴金属及びNOx 吸蔵材は Al2O3を含む担体上に
担持されているので、貴金属及びNOx 吸蔵材を充分にか
つ高分散に担持することができる。そして貴金属及びNO
x 吸蔵材が担持されていない担体表面は、Si，Ti，Zr，
Ｗ，Nb，Fe及びMoから選ばれる少なくとも一種の金属の
酸化物からなる酸化物層で覆われているので、SOx の吸
着が抑制され硫黄被毒が抑制される。
媒では、貴金属及びNOx 吸蔵材は Al2O3を含む担体上に
担持されているので、貴金属及びNOx 吸蔵材を充分にか
つ高分散に担持することができる。そして貴金属及びNO
x 吸蔵材が担持されていない担体表面は、Si，Ti，Zr，
Ｗ，Nb，Fe及びMoから選ばれる少なくとも一種の金属の
酸化物からなる酸化物層で覆われているので、SOx の吸
着が抑制され硫黄被毒が抑制される。
【００１５】そしてSi，Ti，Zr，Ｗ，Nb，Fe及びMoから
選ばれる少なくとも一種の金属の酸化物が貴金属とNOx
吸蔵材の間の担体表面を覆っているため、NOx の選択性
が向上する。これは、担体表面における化学物質の移動
性が変化し、NOx の吸蔵・還元作用が促進されると考え
られている。本発明の排ガス浄化用触媒を用いた場合に
起こると推定されるNOx 吸蔵・還元作用を、図１及び図
２に示す説明図を参照しながら説明する。
選ばれる少なくとも一種の金属の酸化物が貴金属とNOx
吸蔵材の間の担体表面を覆っているため、NOx の選択性
が向上する。これは、担体表面における化学物質の移動
性が変化し、NOx の吸蔵・還元作用が促進されると考え
られている。本発明の排ガス浄化用触媒を用いた場合に
起こると推定されるNOx 吸蔵・還元作用を、図１及び図
２に示す説明図を参照しながら説明する。
【００１６】先ずNOx 吸蔵時には、図１に示すように、
排ガス中のNOが貴金属１上で酸化されてNOx となり、そ
れがスピルオーバーしてNOx 吸蔵材２に吸蔵される。こ
のときNOx は担体表面を移動するが、担体表面にSi，T
i，Zr，Ｗ，Nb，Fe及びMoから選ばれる少なくとも一種
の金属の酸化物からなる酸化物層３が形成されているた
めにNOx の移動性が高くなり、速やかにNOx 吸蔵材２に
吸蔵されると考えられる。またSOx は酸化物層３には吸
着されにくいので、NOx 吸蔵材２と接触するSOxが少な
く、硫黄被毒が抑制される。
排ガス中のNOが貴金属１上で酸化されてNOx となり、そ
れがスピルオーバーしてNOx 吸蔵材２に吸蔵される。こ
のときNOx は担体表面を移動するが、担体表面にSi，T
i，Zr，Ｗ，Nb，Fe及びMoから選ばれる少なくとも一種
の金属の酸化物からなる酸化物層３が形成されているた
めにNOx の移動性が高くなり、速やかにNOx 吸蔵材２に
吸蔵されると考えられる。またSOx は酸化物層３には吸
着されにくいので、NOx 吸蔵材２と接触するSOxが少な
く、硫黄被毒が抑制される。
【００１７】またNOx 還元時には、図２に示すように、
NOx 吸蔵材２に吸蔵されていたNOxが脱離してスピルオ
ーバーし、酸化物層３表面を移動して貴金属１上にて排
ガス中のHCと反応してN2に還元される。この時も担体表
面に酸化物層３が形成されていることによりNOx の移動
性が高く、貴金属１上で速やかに還元されると考えられ
る。
NOx 吸蔵材２に吸蔵されていたNOxが脱離してスピルオ
ーバーし、酸化物層３表面を移動して貴金属１上にて排
ガス中のHCと反応してN2に還元される。この時も担体表
面に酸化物層３が形成されていることによりNOx の移動
性が高く、貴金属１上で速やかに還元されると考えられ
る。
【００１８】請求項１及び請求項２にいう Al2O3を含む
担体としては、 Al2O3のみを用いてもよいし、 Al2O3に
SiO2、TiO2、ZrO2あるいは各種のゼオライトを一種又は
複数種混合して用いることもできる。 Al2O3に Al2O3と
異なる酸化物を混合する場合、その混合量は触媒１リッ
トル当たり20〜 200ｇとすることが好ましい。請求項１
及び請求項２にいう貴金属としては、Pt，Rh，Pd及びIr
の１種又は複数種を用いることができる。この貴金属の
担持量は、 Al2O3を含む担体に対して0.05〜20重量％と
することが好ましい。貴金属の担持量が0.05重量％未満
であるとNOx の浄化性能が低く、20重量％を超えて担持
しても効果が飽和するとともにコスト面で好ましくな
い。
担体としては、 Al2O3のみを用いてもよいし、 Al2O3に
SiO2、TiO2、ZrO2あるいは各種のゼオライトを一種又は
複数種混合して用いることもできる。 Al2O3に Al2O3と
異なる酸化物を混合する場合、その混合量は触媒１リッ
トル当たり20〜 200ｇとすることが好ましい。請求項１
及び請求項２にいう貴金属としては、Pt，Rh，Pd及びIr
の１種又は複数種を用いることができる。この貴金属の
担持量は、 Al2O3を含む担体に対して0.05〜20重量％と
することが好ましい。貴金属の担持量が0.05重量％未満
であるとNOx の浄化性能が低く、20重量％を超えて担持
しても効果が飽和するとともにコスト面で好ましくな
い。
【００１９】請求項１及び請求項２にいうNOx 吸蔵材と
は、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素か
ら選ばれる少なくとも一種であり、アルカリ金属として
はリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシ
ウム、フランシウムが挙げられる。また、アルカリ土類
金属とは周期表IIＡ族元素をいい、バリウム、ベリリウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムが挙げ
られる。希土類元素としては、スカンジウム、イットリ
ウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジムな
どが挙げられる。
は、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素か
ら選ばれる少なくとも一種であり、アルカリ金属として
はリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシ
ウム、フランシウムが挙げられる。また、アルカリ土類
金属とは周期表IIＡ族元素をいい、バリウム、ベリリウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムが挙げ
られる。希土類元素としては、スカンジウム、イットリ
ウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジムな
どが挙げられる。
【００２０】NOx 吸蔵材の担持量は、 Al2O3を含む担体
に対して触媒１リットル当たり0.01〜 0.5モルとするこ
とが好ましい。NOx 吸蔵材の量が0.01モルより少なくな
ると充分なNOx 浄化能が得られず、NOx 吸蔵材の量が
0.5モルより多くなると担持されている貴金属の表面をN
Ox 吸蔵材が覆うため浄化性能が低下する。また貴金属
の粒成長が促進されるという不具合も発生する。
に対して触媒１リットル当たり0.01〜 0.5モルとするこ
とが好ましい。NOx 吸蔵材の量が0.01モルより少なくな
ると充分なNOx 浄化能が得られず、NOx 吸蔵材の量が
0.5モルより多くなると担持されている貴金属の表面をN
Ox 吸蔵材が覆うため浄化性能が低下する。また貴金属
の粒成長が促進されるという不具合も発生する。
【００２１】Si，Ti，Zr，Ｗ，Nb，Fe及びMoから選ばれ
る少なくとも一種の金属の酸化物よりなる酸化物層は、
厚さ１〜20nmのモノレイヤー（１〜２原子層）の範囲と
することが望ましい。これより厚くなると、貴金属やNO
x 吸蔵材の表面が覆われるために失活したり、担体の細
孔の閉塞が生じて浄化能が低下する場合がある。またこ
れより薄い酸化物層を形成することは困難であり、たと
え可能であっても十分な効果が得られない。
る少なくとも一種の金属の酸化物よりなる酸化物層は、
厚さ１〜20nmのモノレイヤー（１〜２原子層）の範囲と
することが望ましい。これより厚くなると、貴金属やNO
x 吸蔵材の表面が覆われるために失活したり、担体の細
孔の閉塞が生じて浄化能が低下する場合がある。またこ
れより薄い酸化物層を形成することは困難であり、たと
え可能であっても十分な効果が得られない。
【００２２】さらに、この酸化物層は１〜２原子層とい
う薄さであるために、担体との相互作用が大きく金属元
素への還元が生じにくい。したがって酸化物層の作用が
劣化するのが防止され耐久性が向上する。上記酸化物層
を効率よく形成するには、請求項２に記載したように、
ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法又はアルコキ
シド法を用いることができる。ＣＶＤ法において、例え
ば上記金属のアルコキシドを原料とすれば、金属アルコ
キシドは何も担持されていない担体表面の水酸基に優先
的に吸着するので、それを焼成することにより貴金属及
びNOx 吸蔵材が担持されていない表面に選択的に上記金
属の酸化物層を形成することができる。そして条件を調
整することにより、１〜２原子層の酸化物層を容易に形
成することができる。
う薄さであるために、担体との相互作用が大きく金属元
素への還元が生じにくい。したがって酸化物層の作用が
劣化するのが防止され耐久性が向上する。上記酸化物層
を効率よく形成するには、請求項２に記載したように、
ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法又はアルコキ
シド法を用いることができる。ＣＶＤ法において、例え
ば上記金属のアルコキシドを原料とすれば、金属アルコ
キシドは何も担持されていない担体表面の水酸基に優先
的に吸着するので、それを焼成することにより貴金属及
びNOx 吸蔵材が担持されていない表面に選択的に上記金
属の酸化物層を形成することができる。そして条件を調
整することにより、１〜２原子層の酸化物層を容易に形
成することができる。
【００２３】またアルコキシド法では、 Al2O3を含む担
体に貴金属とNOx 吸蔵材を担持した触媒粉末をイソプロ
パノールなどのアルコールに分散し、そこへ上記金属の
アルコキシドを添加することで、アルコキシドは何も担
持されていない担体表面の水酸基に優先的に吸着して反
応するので、それを焼成することで貴金属及びNOx 吸蔵
材が担持されていない表面に選択的に酸化物層が形成さ
れる。そしてアルコキシド濃度を調整することで、１〜
２原子層の酸化物層を容易に形成することができる。
体に貴金属とNOx 吸蔵材を担持した触媒粉末をイソプロ
パノールなどのアルコールに分散し、そこへ上記金属の
アルコキシドを添加することで、アルコキシドは何も担
持されていない担体表面の水酸基に優先的に吸着して反
応するので、それを焼成することで貴金属及びNOx 吸蔵
材が担持されていない表面に選択的に酸化物層が形成さ
れる。そしてアルコキシド濃度を調整することで、１〜
２原子層の酸化物層を容易に形成することができる。
【００２４】
【実施例】以下、従来例及び実施例により本発明を具体
的に説明する。 （従来例）Al2O3粉末、水及び少量のアルミナゾルを混
合してスラリーを調製し、容量 1.3リットルのコージェ
ライト製モノリス基材表面にコートし、 250℃で15分乾
燥してコート層を形成した。コート層はモノリス基材１
リットル当たり 120ｇ形成した。
的に説明する。 （従来例）Al2O3粉末、水及び少量のアルミナゾルを混
合してスラリーを調製し、容量 1.3リットルのコージェ
ライト製モノリス基材表面にコートし、 250℃で15分乾
燥してコート層を形成した。コート層はモノリス基材１
リットル当たり 120ｇ形成した。
【００２５】次に、コート層をもつモノリス基材に所定
濃度の酢酸バリウム水溶液の所定量を含浸させ、 250℃
で15分乾燥後 500℃で30分焼成してBaを担持した。Baの
担持量は、モノリス基材の１リットル当たり 0.2モルで
ある。これを濃度15ｇ／Ｌの重炭酸アンモニウム水溶液
に15分間浸漬し、 250℃で15分乾燥して炭酸Baとした。
濃度の酢酸バリウム水溶液の所定量を含浸させ、 250℃
で15分乾燥後 500℃で30分焼成してBaを担持した。Baの
担持量は、モノリス基材の１リットル当たり 0.2モルで
ある。これを濃度15ｇ／Ｌの重炭酸アンモニウム水溶液
に15分間浸漬し、 250℃で15分乾燥して炭酸Baとした。
【００２６】次に所定濃度のジニトロジアミン白金硝酸
水溶液を用意し、Baが担持された上記モノリス基材を浸
漬し、引き上げて余分な液滴を吹き払った後、 300℃で
15分乾燥し、 500℃で30分間焼成してPtを担持した。Pt
の担持量は、モノリス基材の１リットル当たり２ｇであ
る。これによりBa及びPtを担持した従来例の触媒を得
た。
水溶液を用意し、Baが担持された上記モノリス基材を浸
漬し、引き上げて余分な液滴を吹き払った後、 300℃で
15分乾燥し、 500℃で30分間焼成してPtを担持した。Pt
の担持量は、モノリス基材の１リットル当たり２ｇであ
る。これによりBa及びPtを担持した従来例の触媒を得
た。
【００２７】（実施例１）上記した従来例の触媒を 200
℃で乾燥後ＣＶＤ装置に配置し、シリコンテトライソプ
ロポキシドを用いて触媒表面にシリコンアルコキシドを
担持した。これを30℃で24時間乾燥し、 650℃で３時間
焼成してSiO2とし、実施例１の触媒を調製した。SiO2の
担持量は触媒１リットル当たり約10ｇであり、厚さは３
nmである。
℃で乾燥後ＣＶＤ装置に配置し、シリコンテトライソプ
ロポキシドを用いて触媒表面にシリコンアルコキシドを
担持した。これを30℃で24時間乾燥し、 650℃で３時間
焼成してSiO2とし、実施例１の触媒を調製した。SiO2の
担持量は触媒１リットル当たり約10ｇであり、厚さは３
nmである。
【００２８】（実施例２）上記した従来例の触媒を 200
℃で乾燥後ＣＶＤ装置に配置し、チタンテトライソプロ
ポキシドを用いて触媒表面にチタンアルコキシドを担持
した。これを30℃で24時間乾燥し、 650℃で３時間焼成
してTiO2とし、実施例２の触媒を調製した。TiO2の担持
量は触媒１リットル当たり約10ｇであり、厚さは３nmで
ある。
℃で乾燥後ＣＶＤ装置に配置し、チタンテトライソプロ
ポキシドを用いて触媒表面にチタンアルコキシドを担持
した。これを30℃で24時間乾燥し、 650℃で３時間焼成
してTiO2とし、実施例２の触媒を調製した。TiO2の担持
量は触媒１リットル当たり約10ｇであり、厚さは３nmで
ある。
【００２９】（実施例３）上記した従来例の触媒を 200
℃で乾燥後ＣＶＤ装置に配置し、ジルコニウムテトラプ
ロポキシドを用いて触媒表面にジルコニウムアルコキシ
ドを担持した。これを30℃で24時間乾燥し、 650℃で３
時間焼成してZrO2とし、実施例３の触媒を調製した。Zr
O2の担持量は触媒１リットル当たり約10ｇであり、厚さ
は３nmである。
℃で乾燥後ＣＶＤ装置に配置し、ジルコニウムテトラプ
ロポキシドを用いて触媒表面にジルコニウムアルコキシ
ドを担持した。これを30℃で24時間乾燥し、 650℃で３
時間焼成してZrO2とし、実施例３の触媒を調製した。Zr
O2の担持量は触媒１リットル当たり約10ｇであり、厚さ
は３nmである。
【００３０】（実施例４）上記した従来例の触媒を 200
℃で乾燥後ＣＶＤ装置に配置し、鉄テトライソプロポキ
シドを用いて触媒表面に鉄アルコキシドを担持した。こ
れを30℃で24時間乾燥し、 650℃で３時間焼成して Fe2
O3とし、実施例４の触媒を調製した。 Fe2O3の担持量は
触媒１リットル当たり約10ｇであり、厚さは３nmであ
る。
℃で乾燥後ＣＶＤ装置に配置し、鉄テトライソプロポキ
シドを用いて触媒表面に鉄アルコキシドを担持した。こ
れを30℃で24時間乾燥し、 650℃で３時間焼成して Fe2
O3とし、実施例４の触媒を調製した。 Fe2O3の担持量は
触媒１リットル当たり約10ｇであり、厚さは３nmであ
る。
【００３１】（実施例５）チタンテトライソプロポキシ
ドをイソプロパノールに溶解した溶液を用意し、上記し
た従来例の触媒を 200℃で乾燥後混合して密閉雰囲気中
で攪拌してチタンアルコキシドを担持した。これを30℃
で24時間乾燥し、 650℃で３時間焼成してTiO2とし、実
施例５の触媒を調製した。TiO2の担持量は触媒１リット
ル当たり約10ｇであり、厚さは３nmである。
ドをイソプロパノールに溶解した溶液を用意し、上記し
た従来例の触媒を 200℃で乾燥後混合して密閉雰囲気中
で攪拌してチタンアルコキシドを担持した。これを30℃
で24時間乾燥し、 650℃で３時間焼成してTiO2とし、実
施例５の触媒を調製した。TiO2の担持量は触媒１リット
ル当たり約10ｇであり、厚さは３nmである。
【００３２】（実施例６）ジルコニウムテトラプロポキ
シドをイソプロパノールに溶解した溶液を用意し、上記
した従来例の触媒を 200℃で乾燥後混合して密閉雰囲気
中で攪拌してジルコニウムアルコキシドを担持した。こ
れを30℃で24時間乾燥し、 650℃で３時間焼成してZrO2
とし、実施例６の触媒を調製した。ZrO2の担持量は触媒
１リットル当たり約10ｇであり、厚さは３nmである。
シドをイソプロパノールに溶解した溶液を用意し、上記
した従来例の触媒を 200℃で乾燥後混合して密閉雰囲気
中で攪拌してジルコニウムアルコキシドを担持した。こ
れを30℃で24時間乾燥し、 650℃で３時間焼成してZrO2
とし、実施例６の触媒を調製した。ZrO2の担持量は触媒
１リットル当たり約10ｇであり、厚さは３nmである。
【００３３】（試験・評価）上記した各触媒を評価装置
に配置し、それぞれ表１に示す耐久モデルガスを、触媒
入りガス温度 500℃、空間速度５万ｈ-1の条件で４時間
流す耐久試験を行った。その後、表１に示すリッチモデ
ルガスとリーンモデルガスを交互に流し、NO x 吸蔵量と
NOx 還元量をそれぞれ測定した。なお触媒入りガス温度
は 300℃、 350℃及び 400℃の３水準を採用した。結果
を図３及び図４に示す。
に配置し、それぞれ表１に示す耐久モデルガスを、触媒
入りガス温度 500℃、空間速度５万ｈ-1の条件で４時間
流す耐久試験を行った。その後、表１に示すリッチモデ
ルガスとリーンモデルガスを交互に流し、NO x 吸蔵量と
NOx 還元量をそれぞれ測定した。なお触媒入りガス温度
は 300℃、 350℃及び 400℃の３水準を採用した。結果
を図３及び図４に示す。
【００３４】
【表１】 図３，４より、各実施例の触媒は、NOx 吸蔵量、NOx 還
元量ともに従来例の触媒より高く、NOx 浄化能にきわめ
て優れている。これは従来例の触媒に、さらにSi，Ti，
Zr，及びFeから選ばれる金属の酸化物層を形成した効果
であることが明らかである。
元量ともに従来例の触媒より高く、NOx 浄化能にきわめ
て優れている。これは従来例の触媒に、さらにSi，Ti，
Zr，及びFeから選ばれる金属の酸化物層を形成した効果
であることが明らかである。
【００３５】
【発明の効果】すなわち本発明の排ガス浄化用触媒によ
れば、硫黄被毒を確実に抑制することができ、かつNOx
吸蔵・還元作用が一層向上するので、耐久試験後のNOx
浄化性能が向上する。そして本発明の製造方法によれ
ば、上記した優れた特性をもつ排ガス浄化用触媒を容易
にかつ安定して製造することができる。
れば、硫黄被毒を確実に抑制することができ、かつNOx
吸蔵・還元作用が一層向上するので、耐久試験後のNOx
浄化性能が向上する。そして本発明の製造方法によれ
ば、上記した優れた特性をもつ排ガス浄化用触媒を容易
にかつ安定して製造することができる。
【図１】本発明の排ガス浄化用触媒によるNOx 吸蔵作用
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図２】本発明の排ガス浄化用触媒によるNOx 還元作用
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】実施例及び従来例の触媒のNOx 吸蔵量を示す棒
グラフである。
グラフである。
【図４】実施例及び従来例の触媒のNOx 還元量を示す棒
グラフである。
グラフである。
１：貴金属 ２：NOx 吸蔵材 ３：酸
化物層
化物層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 23/66 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ａ 23/68 Ｂ０１Ｊ 23/64 １０２Ａ 23/89 １０３Ａ Ｆターム(参考） 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA03X BA06X BA07X BA08X BA15X BA26Y BA27Y BA30X BA31Y BA32Y BA33Y BA34Y BA36X BA41X BB02 BC05 EA04 4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B BA02B BA04B BA05B BA13B BA21C BB04A BB04B BC01A BC08A BC13B BC32A BC33A BC38A BC50A BC50B BC51A BC51B BC55A BC59A BC60A BC66A BC66B BC69A BC75B BD05A BD05B BE06C CA03 CA09 DA06 EA19 ED07 FA02 FA03 FB03 FB08 FB14 FB23 FB30 FB31 FC02
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミナを含む担体と、該担体に担持さ
れた貴金属と、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希
土類元素から選ばれる少なくとも一種よりなり該担体に
担持されたNOx 吸蔵材と、該担体の該貴金属及び該NOx
吸蔵材が担持されていない表面に形成されたSi，Ti，Z
r，Ｗ，Nb，Fe及びMoから選ばれる少なくとも一種の金
属の酸化物よりなる酸化物層と、からなることを特徴と
する排ガス浄化用触媒。 - 【請求項２】 アルミナを含む担体に貴金属と、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる
少なくとも一種よりなるNOx 吸蔵材とを担持し、その後
ＣＶＤ法又はアルコキシド法により該担体の該貴金属及
び該NOx 吸蔵材が担持されていない表面にSi，Ti，Zr，
Ｗ，Nb，Fe及びMoから選ばれる少なくとも一種の金属の
酸化物よりなる酸化物層を形成することを特徴とする排
ガス浄化用触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10192060A JP2000024499A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10192060A JP2000024499A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000024499A true JP2000024499A (ja) | 2000-01-25 |
Family
ID=16284964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10192060A Pending JP2000024499A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000024499A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002126453A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-08 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化装置 |
| US6770590B2 (en) | 2001-06-08 | 2004-08-03 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas emission purifying catalyst |
| US7037875B2 (en) | 2003-04-04 | 2006-05-02 | Engelhard Corporation | Catalyst support |
| JP2012143741A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Kocat Inc | 排ガス吸着剤及びそれを利用した排ガス処理方法 |
-
1998
- 1998-07-07 JP JP10192060A patent/JP2000024499A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002126453A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-08 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化装置 |
| US6770590B2 (en) | 2001-06-08 | 2004-08-03 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas emission purifying catalyst |
| KR100464715B1 (ko) * | 2001-06-08 | 2005-01-06 | 미쓰비시 지도샤 고교(주) | 배기 가스 정화용 촉매 |
| US7037875B2 (en) | 2003-04-04 | 2006-05-02 | Engelhard Corporation | Catalyst support |
| JP2006523530A (ja) * | 2003-04-04 | 2006-10-19 | エンゲルハード・コーポレーシヨン | 触媒支持体 |
| JP2012143741A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Kocat Inc | 排ガス吸着剤及びそれを利用した排ガス処理方法 |
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