JP2000024504A - Production of catalyst for cleaning exhaust gas - Google Patents

Production of catalyst for cleaning exhaust gas

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JP2000024504A
JP2000024504A JP10192057A JP19205798A JP2000024504A JP 2000024504 A JP2000024504 A JP 2000024504A JP 10192057 A JP10192057 A JP 10192057A JP 19205798 A JP19205798 A JP 19205798A JP 2000024504 A JP2000024504 A JP 2000024504A
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JP
Japan
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catalyst
zeolite
noble metal
exhaust gas
alkali treatment
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JP10192057A
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Japanese (ja)
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Masahiko Takeuchi
雅彦 竹内
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Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the cleaning capacity of an exhaust gas cleaning catalyst using a carrier containing at least zeolite at a time of high temp. use. SOLUTION: A noble metal is supported on zeolite and the supported carrier is brought into contact with an alkaline soln. with a pH of 8-11 to perform alkali treatment. Since the amorphous part of zeolite is removed by alkali treatment, the noble metal is applied to the amorphous part at a time of high temp. use to suppress the lowering of activity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ゼオライトを含む
多孔質担体に貴金属を担持した排ガス浄化用触媒の製造
方法に関し、詳しくは耐久性が一層向上した排ガス浄化
用触媒の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for producing an exhaust gas purifying catalyst in which a noble metal is supported on a porous carrier containing zeolite, and more particularly to a method for producing an exhaust gas purifying catalyst having further improved durability.

【0002】[0002]

【従来の技術】ゼオライトは、別名分子篩いとも称され
るように、分子の大きさに匹敵する細孔を有し、吸着材
として利用されるほか、触媒として多くの反応に利用さ
れている。また主成分である酸化アルミニウムの負電荷
を中和するために陽イオンを含み、この陽イオンは水溶
液中で他の陽イオンと容易に交換されるため、陽イオン
交換体としても利用されている。
2. Description of the Related Art Zeolites, which are also called molecular sieves, have pores equivalent to the size of molecules and are used as adsorbents and as catalysts in many reactions. It also contains cations to neutralize the negative charge of the main component, aluminum oxide, and these cations are easily exchanged for other cations in aqueous solution, so they are also used as cation exchangers. .

【0003】ゼオライトのこのような性質を利用して、
近年、自動車の排ガス浄化用触媒への利用が検討され、
例えば特開平3-232533号公報には、ゼオライトに白金や
パラジウムなどの貴金属を担持した排ガス浄化用触媒が
開示されている。ゼオライトは、化学的にはテクトアル
ミノケイ酸塩であり、種々のSi/Al比をもつゼオライト
が知られている。そしてこのSi/Al比の値によって、ゼ
オライトの触媒特性が大きく変化することがわかってき
た。
[0003] Utilizing such properties of zeolite,
In recent years, its use in automobile exhaust gas purification catalysts has been studied.
For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-232533 discloses an exhaust gas purifying catalyst in which a noble metal such as platinum or palladium is supported on zeolite. Zeolites are chemically tectoaluminosilicates, and zeolites having various Si / Al ratios are known. It has been found that the catalyst characteristics of the zeolite greatly change depending on the value of the Si / Al ratio.

【0004】Si/Al比の小さなゼオライトは酸点が多
く、高いクラッキング能と高いHC(炭化水素)吸着能を
示す。しかし酸点の多いゼオライトでは、細孔内に吸着
したHCが炭化して容易にコーキングし、細孔内を閉塞す
る結果、HCの吸着能が経時で低下するという不具合があ
る。また酸点の多いゼオライトでは、水熱耐久を行うと
脱Al(ゼオライト構造中の四配位が六配位となる)によ
り容易に酸点が消失し、クラッキング能が低下するとい
う不具合がある。さらに、このようなゼオライトに触媒
金属を担持した触媒では、水熱耐久試験時に脱Al反応が
生じ、それに伴って触媒金属が粒成長して活性が低下す
るという不具合もある。
[0004] Zeolites having a small Si / Al ratio have many acid sites and exhibit high cracking ability and high HC (hydrocarbon) adsorption ability. However, zeolite having many acid sites has a problem that HC adsorbed in the pores is carbonized and easily coked, and the pores are closed, resulting in a decrease in the ability to adsorb HC over time. In addition, zeolite having many acid sites has a disadvantage that when subjected to hydrothermal durability, acid sites are easily eliminated due to Al removal (tetracoordinate in the zeolite structure becomes hexacoordinate), and cracking ability is reduced. Further, in such a catalyst in which a catalyst metal is supported on a zeolite, there is a problem that an Al removal reaction occurs during a hydrothermal durability test, and the activity of the catalyst metal decreases due to grain growth accompanying the reaction.

【0005】一方、Si/Al比の大きなゼオライトは、酸
点が少ないのでクラッキング能が低い。しかし、コーキ
ングが生じないので経時のHC吸着能の低下は生じず、脱
Alによる触媒金属の粒成長も比較的抑制されるため、耐
久性に優れているという利点がある。
[0005] On the other hand, zeolites having a large Si / Al ratio have low acid sites and thus have low cracking ability. However, since coking does not occur, there is no decrease in HC adsorption capacity over time, and
Since the grain growth of the catalyst metal by Al is relatively suppressed, there is an advantage that the durability is excellent.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところがゼオライト担
体に白金やパラジウムなどの貴金属を担持した排ガス浄
化用触媒では、Si/Al比の大きなゼオライトを用いて
も、高温耐久試験を行うと貴金属にある程度の粒成長が
生じ、また浄化性能が低下して排出される排ガス中の有
害成分量が増加するという問題があった。
However, in an exhaust gas purification catalyst in which a noble metal such as platinum or palladium is supported on a zeolite carrier, even if a zeolite having a large Si / Al ratio is used, a certain amount of There has been a problem that grain growth occurs, the purification performance decreases, and the amount of harmful components in the exhaust gas discharged increases.

【0007】またセリア−ジルコニア固溶体などの酸素
吸蔵放出能を有する金属酸化物を担持し、この金属酸化
物による排ガス中の酸素雰囲気の調整作用により浄化性
能を向上させることも行われている。ところがゼオライ
ト担体に酸素吸蔵放出能を有する金属酸化物を担持した
触媒では、高温耐久試験を行うと酸素吸蔵放出能が低下
し、そのため浄化性能が低下するという不具合があっ
た。
Further, a metal oxide having an oxygen storage / release capability such as a ceria-zirconia solid solution is supported, and the purification performance is improved by adjusting the oxygen atmosphere in the exhaust gas by the metal oxide. However, in the case of a catalyst in which a metal oxide having an oxygen storage / release capability is supported on a zeolite carrier, there is a problem that the oxygen storage / release capability decreases when a high-temperature durability test is performed, and thus the purification performance decreases.

【0008】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、少なくともゼオライトを含む担体を用いた
排ガス浄化用触媒において、高温時の使用による浄化性
能の低下を抑制することを目的とする。
[0008] The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to suppress a decrease in purification performance of a catalyst for purifying exhaust gas using a carrier containing at least zeolite at a high temperature. .

【0009】[0009]

【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製造方法の特徴は、少
なくともゼオライトに貴金属を担持させ、その後pHが
8〜11のアルカリ性溶液に接触させるアルカリ処理を行
うことにある。請求項2に記載の製造方法の特徴は、請
求項1に記載の排ガス浄化用触媒の製造方法において、
アルカリ性溶液はアンモニア水であることにある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for producing an exhaust gas purifying catalyst, comprising the steps of: loading a noble metal on at least zeolite; and then contacting the alkaline solution with a pH of 8 to 11. To perform an alkali treatment. The feature of the production method according to claim 2 is that in the method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to claim 1,
The alkaline solution is ammonia water.

【0010】請求項3に記載の排ガス浄化用触媒の製造
方法の特徴は、少なくともゼオライトに貴金属を担持さ
せ、その後pHが9〜11のアルカリ性溶液に接触させる
アルカリ処理を行い、次いで酸素吸蔵放出能を有する金
属酸化物を担持することにある。請求項4に記載の排ガ
ス浄化用触媒の製造方法の特徴は、少なくともゼオライ
トに貴金属と酸素吸蔵放出能を有する金属酸化物とを担
持し、その後pHが9〜11のアルカリ性溶液に接触させ
るアルカリ処理を行うことにある。
The method for producing a catalyst for purifying exhaust gas according to claim 3 is characterized in that at least a noble metal is supported on a zeolite, and then an alkali treatment is carried out by bringing the zeolite into contact with an alkaline solution having a pH of 9 to 11. Is to carry a metal oxide having the formula: The method for producing a catalyst for purifying exhaust gas according to claim 4 is characterized in that at least a zeolite supports a noble metal and a metal oxide having an oxygen storage / release capability, and then contacts an alkaline solution having a pH of 9 to 11. Is to do.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】請求項1に記載の製造方法では、
ゼオライトに貴金属を担持後にpHが8〜11のアルカリ
性溶液に接触させるアルカリ処理を行っている。これに
より高温耐久試験後にも貴金属の触媒活性が低下するの
が抑制される。したがって耐久性が向上した排ガス浄化
用触媒を確実に製造することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the manufacturing method according to the first aspect,
After the noble metal is supported on the zeolite, alkali treatment is performed by bringing the zeolite into contact with an alkaline solution having a pH of 8 to 11. This suppresses a reduction in the catalytic activity of the noble metal even after the high-temperature durability test. Therefore, it is possible to reliably manufacture an exhaust gas purifying catalyst having improved durability.

【0012】このようになる理由は完全には明らかでな
いが、以下のように推定されている。ゼオライトには結
晶部分とアモルファス部分が存在する。このアモルファ
ス部分が、アモルファス部分の近傍に担持されている貴
金属を覆うために、貴金属の特性が発現されず浄化性能
が低下することが明らかとなった。このアモルファス部
分は、結晶部分に比べてシラノール基(−SiOH)が多く
含まれている。
The reason for this is not completely clear, but is presumed as follows. Zeolites have a crystalline part and an amorphous part. Since the amorphous portion covers the noble metal carried near the amorphous portion, it has been clarified that the characteristics of the noble metal are not exhibited and the purification performance is reduced. This amorphous portion contains more silanol groups (-SiOH) than the crystalline portion.

【0013】そこで本発明では、貴金属を担持した後に
アルカリ性溶液と接触させるアルカリ処理を行ってい
る。これによりシラノール基がアルカリ性溶液中に優先
的に溶出し、アモルファス部分が優先的に除去される。
そのため、高温耐久試験を行ってもアモルファス部分が
貴金属を覆うことがないので、浄化性能の低下が抑制さ
れる。
Therefore, in the present invention, an alkali treatment in which a noble metal is supported and then brought into contact with an alkaline solution is performed. Thereby, the silanol group is preferentially eluted into the alkaline solution, and the amorphous portion is preferentially removed.
For this reason, even when the high-temperature durability test is performed, the amorphous portion does not cover the noble metal, so that a reduction in purification performance is suppressed.

【0014】ゼオライトに貴金属を担持している場合に
は、アルカリ性溶液のpHは8〜11とされる。pHが8
未満ではアモルファス部分の除去が困難となり、高温耐
久試験後の浄化性能の低下を抑制することが困難とな
る。ところでゼオライトは、構造に由来する数Å程度の
ミクロ細孔の他に、構造欠陥などに起因する数nm〜数
10nmのメソ細孔を有している。近年の研究の結果、メ
ソ細孔はシラノール基に起因する水酸基(OH)が多い
ことが確認され、貴金属のイオン交換担持後にはOH基
の量が減少することも確認された。したがってこれらの
事実から、メソ細孔にはアモルファス部分が多いために
OH基が多く、そのOH基に貴金属が優先的にイオン交
換担持されると考えられている。また担持されている貴
金属は、このメソ細孔により物理的に粒成長が抑制され
ることもわかった。
When the noble metal is supported on the zeolite, the pH of the alkaline solution is adjusted to 8 to 11. pH 8
If it is less than 10, it becomes difficult to remove the amorphous portion, and it becomes difficult to suppress a decrease in purification performance after the high-temperature durability test. By the way, zeolite has several nanometers to several nanometers due to structural defects, etc.
It has 10 nm mesopores. As a result of recent research, it has been confirmed that the mesopores have a large amount of hydroxyl groups (OH) due to silanol groups, and that the amount of OH groups decreases after ion-exchange loading of the noble metal. Therefore, from these facts, it is considered that the mesopores have many amorphous parts due to many amorphous parts, and the noble metal is preferentially ion-exchange-carried on the OH groups. It was also found that the supported noble metal was physically inhibited from growing by the mesopores.

【0015】pHが11を超える強アルカリ溶液で処理す
ると、得られた触媒は高温耐久試験後の浄化性能が低下
することがわかっている。この理由は上記した理論から
すれば、強アルカリ処理によりメソ細孔のアモルファス
部分まで除去されてメソ細孔の径が大きくなるため、担
持されている貴金属が粒成長したものと考えられる。ま
た本発明にいうアルカリ処理は、貴金属の担持後に行う
ものであり、貴金属担持前にアルカリ処理した場合には
貴金属の担持が困難となる。これは、アルカリ処理によ
りメソ細孔のシラノール基が除去されてしまうため、貴
金属のイオン交換担持が困難となるからである。貴金属
がイオン交換されたシラノール基は、純シラノール基に
比べてアルカリ溶液に溶出しにくく、したがって貴金属
の担持後にアルカリ処理を行えば、貴金属の担持量を確
保したままアモルファス部分を除去することができる。
It has been found that, when treated with a strong alkaline solution having a pH of more than 11, the resulting catalyst has reduced purification performance after a high-temperature durability test. According to the above theory, it is considered that the amorphous portion of the mesopores is removed by the strong alkali treatment to increase the diameter of the mesopores, so that the supported noble metal has grown. Further, the alkali treatment referred to in the present invention is performed after the noble metal is supported, and when the alkali treatment is performed before the noble metal is supported, it becomes difficult to support the noble metal. This is because the silanol groups in the mesopores are removed by the alkali treatment, so that it becomes difficult to carry the ion exchange of the noble metal. Silanol groups in which the noble metal has been ion-exchanged are less likely to be eluted in an alkali solution than pure silanol groups. Therefore, if an alkali treatment is performed after the noble metal is supported, the amorphous portion can be removed while maintaining the amount of the noble metal carried. .

【0016】ところでアルカリ処理によるアモルファス
部分の除去は、酸素吸蔵放出能をもつ金属酸化物を担持
する場合にもきわめて有効である。すなわち高温耐久試
験後に酸素吸蔵放出能が低下する原因は、上記貴金属の
場合と同様にアモルファス部分によって覆われることに
あることが明らかとなったのである。そこで請求項3に
記載の発明では、先ずゼオライトに貴金属を担持させ、
その後pHが9〜11のアルカリ性溶液に接触させるアル
カリ処理を行い、次いで酸素吸蔵放出能を有する金属酸
化物を担持している。つまりアモルファス部分が除去さ
れたゼオライトに酸素吸蔵放出能を有する金属酸化物を
担持しているのであるから、アモルファス部分によって
覆われるような不具合が回避され、高温耐久試験後にも
高い酸素吸蔵放出能が確保される。したがって上記した
貴金属の作用と相まって、高温耐久試験後にも高い浄化
性能が維持される。
The removal of the amorphous portion by the alkali treatment is extremely effective even when a metal oxide having an oxygen storage / release capability is supported. That is, it has been clarified that the cause of the decrease in the oxygen storage / release capacity after the high-temperature durability test is that the oxygen storage / release ability is covered by the amorphous portion as in the case of the above-mentioned noble metal. Therefore, in the invention according to claim 3, first, a noble metal is supported on zeolite,
Thereafter, alkali treatment is performed by contacting with an alkaline solution having a pH of 9 to 11, and then a metal oxide having oxygen storage / release capability is supported. In other words, since the zeolite from which the amorphous portion has been removed carries a metal oxide having an oxygen storage / release capability, problems such as being covered by the amorphous portion are avoided, and a high oxygen storage / release capability is maintained even after a high-temperature durability test. Secured. Therefore, high purification performance is maintained even after the high-temperature durability test, in combination with the above-mentioned action of the noble metal.

【0017】また請求項4に記載の製造方法では、ゼオ
ライトに貴金属と酸素吸蔵放出能をもつ金属酸化物とを
担持後に、pHが9〜11のアルカリ性溶液に接触させる
アルカリ処理を行っている。これによりアモルファス部
分が除去されるので、請求項3と同様の作用効果が奏さ
れる。請求項3及び請求項4に記載の発明では、pHが
9〜11のアルカリ性溶液を用いている。アルカリ性溶液
のpHが9未満では酸素吸蔵放出能の低下を抑制するこ
とが困難となるが、これは酸素吸蔵放出能をもつ金属酸
化物とアモルファス部分との相互作用が大きいためと考
えられる。なお、アルカリ性溶液のpHが11を超えても
酸素吸蔵放出能の低下は生じない。しかしメソ細孔が拡
がって貴金属が粒成長する不具合は生じるので、pHの
上限は11とした。
Further, in the production method according to the fourth aspect, after the noble metal and the metal oxide having the ability to occlude and release oxygen are supported on the zeolite, an alkali treatment is performed by bringing the zeolite into contact with an alkaline solution having a pH of 9 to 11. As a result, the amorphous portion is removed, so that the same operation and effect as those of the third aspect can be obtained. According to the third and fourth aspects of the present invention, an alkaline solution having a pH of 9 to 11 is used. When the pH of the alkaline solution is less than 9, it is difficult to suppress a decrease in the oxygen storage / release capability, which is considered to be due to a large interaction between the metal oxide having the oxygen storage / release capability and the amorphous portion. In addition, even if the pH of the alkaline solution exceeds 11, the oxygen storage / release capacity does not decrease. However, the problem that the mesopores are widened and the noble metal grows in grains occurs, so the upper limit of the pH was set to 11.

【0018】アルカリ処理の時間は、アルカリ性溶液の
pHによって異なるが、性能低下のない範囲で最長とな
るように試行錯誤的に決定することが望ましい。一般に
は30〜 120分間の処理で十分である。処理時間が短かす
ぎると高温耐久試験後の性能低下の抑制が困難となり、
長すぎるとメソ細孔が大きくなることによって高温耐久
試験時に貴金属の粒成長が生じるため浄化性能が低下す
る。
Although the alkali treatment time varies depending on the pH of the alkaline solution, it is desirable to determine the alkali treatment time by trial and error so as to be the longest as long as the performance does not deteriorate. Generally, a treatment for 30 to 120 minutes is sufficient. If the processing time is too short, it is difficult to suppress performance degradation after the high-temperature durability test,
If the length is too long, the size of the mesopores becomes large and the noble metal grains grow during the high-temperature durability test, so that the purification performance decreases.

【0019】アルカリ性溶液として供給されるアルカリ
物質としては、アンモニア、アミンなどが例示される。
アルカリ金属の水酸化物などを用いることもできるが、
触媒中にアルカリ金属などが残存すると触媒性能に悪影
響を及ぼすものもあるので、加熱により焼失あるいは揮
発するアンモニア、アミンなどを用いることが望まし
い。
Examples of the alkaline substance supplied as the alkaline solution include ammonia, amine and the like.
Alkali metal hydroxides and the like can also be used,
When some alkali metal or the like remains in the catalyst, the performance of the catalyst may be adversely affected. Therefore, it is preferable to use ammonia, amine, or the like, which is burned or volatilized by heating.

【0020】ゼオライトとしては、モルデナイト、ZS
M−5、Y型ゼオライト、フェリエライト、ゼオライト
βなどの天然又は合成ゼオライトを用いることができ
る。これらから選ばれた単独種類を用いてもよいし、複
数種類を混合して用いることもできる。また用いるゼオ
ライトは、Si/Alの比率がモル比で 800以上の高シリカ
ゼオライトであることが望ましい。高シリカゼオライト
を用いることにより、脱Al反応に起因する貴金属の粒成
長が抑制される。
As the zeolite, mordenite, ZS
Natural or synthetic zeolites such as M-5, Y-type zeolite, ferrierite and zeolite β can be used. A single type selected from these may be used, or a plurality of types may be mixed and used. The zeolite used is desirably a high silica zeolite having a Si / Al ratio of 800 or more in molar ratio. By using the high silica zeolite, the grain growth of the noble metal due to the Al removal reaction is suppressed.

【0021】なお本発明は、ゼオライトのみを担体とす
る触媒の製造方法に適用してもよいし、少なくともゼオ
ライトを含む多孔質酸化物を担体とする触媒の製造方法
に適用することもできる。ゼオライト以外の多孔質酸化
物としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア
などが例示される。貴金属としては、白金(Pt)、ロジ
ウム(Rh)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)など
を用いることができる。また場合によっては、鉄、コバ
ルト、ニッケルなどの卑金属を併用してもよい。
The present invention may be applied to a method for producing a catalyst using only zeolite as a carrier, or to a method for producing a catalyst using a porous oxide containing at least zeolite as a carrier. Examples of the porous oxide other than zeolite include alumina, silica, zirconia, and titania. As the noble metal, platinum (Pt), rhodium (Rh), palladium (Pd), iridium (Ir), or the like can be used. In some cases, base metals such as iron, cobalt and nickel may be used in combination.

【0022】少なくともゼオライトを含む担体に上記貴
金属を担持するには、テトラアンミン白金ヒドロキシ
ド、ヘキサアンミン白金ヒドロキシド、テトラアンミン
パラジウムヒドロキシド、ヘキサアンミンロジウムヒド
ロキシドなどの貴金属化合物が用いられる。これらを水
溶液あるいはアルコール溶液などとして担体に接触さ
せ、乾燥・焼成することで貴金属を担持することができ
る。得られた触媒は、その後アルカリ処理に供される。
In order to support the above-mentioned noble metal on a carrier containing at least zeolite, a noble metal compound such as tetraammineplatinum hydroxide, hexaammineplatinum hydroxide, tetraamminepalladium hydroxide or hexaamminerhodium hydroxide is used. The precious metal can be supported by bringing these into contact with a carrier as an aqueous solution or an alcohol solution and drying and firing. The obtained catalyst is then subjected to an alkali treatment.

【0023】貴金属の担持量は、触媒1リットルに対し
て0.01〜30gの範囲が望ましい。0.01g未満ではNOx
ほとんど浄化できず、30gより多く担持しても活性が飽
和するため、それ以上の担持はコストの増大を招くだけ
である。また酸素吸蔵放出能をもつ金属酸化物として
は、CeO2 、PrO4 などの希土類金属酸化物、NiO 、Fe2O
3 、CuO 、Mn2O5 などの遷移金属酸化物、あるいはCeO2
−ZrO2複合酸化物などを用いることができる。請求項3
及び請求項4に記載の製造方法は、CeO2−ZrO2複合酸化
物を担持する場合に特に有効である。アモルファス部分
の存在はCeO2−ZrO2複合酸化物に大きく影響し、CeO2
ZrO2複合酸化物の固溶度を低下させるために酸素吸蔵放
出能が低下すると考えられるからである。
The loading amount of the noble metal is preferably in the range of 0.01 to 30 g per liter of the catalyst. Can hardly purify NO x is less than 0.01 g, since activity was more than 30g bearing is saturated, further bearing is only results in an increase in cost. Examples of metal oxides having oxygen storage / release capability include rare earth metal oxides such as CeO 2 and PrO 4 , NiO, Fe 2 O
3 , transition metal oxides such as CuO, Mn 2 O 5 or CeO 2
—ZrO 2 composite oxide or the like can be used. Claim 3
And the production method according to claim 4 is particularly effective when a CeO 2 -ZrO 2 composite oxide is supported. The presence of the amorphous portion greatly affects the CeO 2 -ZrO 2 composite oxide, and the CeO 2-
This is because it is considered that the oxygen storage / release capability is reduced due to a decrease in the solid solubility of the ZrO 2 composite oxide.

【0024】この酸素吸蔵放出能を有する金属酸化物
は、担体 100重量部に対して10〜 400重量部の割合で担
持することが好ましい。酸素吸蔵放出能を有する金属酸
化物の割合が10重量部より少ないと、HCの活性化が困
難となり低温域におけるNOx 浄化能の向上が望めない。
また 400重量部より多く混合すると触媒活性が低下す
る。
It is preferable that the metal oxide having oxygen storage / release capability is supported at a ratio of 10 to 400 parts by weight per 100 parts by weight of the carrier. When the ratio of metal oxide having oxygen storage capacity is less than 10 parts by weight, it is not expected improvement of the NO x purifying ability in low temperature range becomes difficult activation of HC.
If the amount is more than 400 parts by weight, the catalytic activity decreases.

【0025】[0025]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 (実施例1)白金を 0.16g含有するテトラアンミン白
金ヒドロキシド水溶液 200mlと、 ZSM-5(モル比Si/A
l=2000)粉末10gとを混合し、2時間攪拌後、濾過・
乾燥し、 500℃で2時間焼成してPt/ZSM-5触媒粉末を調
製した。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. (Example 1) 200 ml of an aqueous tetraammine platinum hydroxide solution containing 0.16 g of platinum and ZSM-5 (molar ratio Si / A
l = 2000) Mix with 10 g of powder, stir for 2 hours, and filter
It was dried and calcined at 500 ° C. for 2 hours to prepare a Pt / ZSM-5 catalyst powder.

【0026】次に、pHが10に調整されたアンモニア水
溶液 400mlに上記Pt/ZSM-5触媒粉末全量を投入し、2時
間攪拌後、濾過・乾燥し、 500℃で1時間焼成して実施
例1の触媒を調製した。このアルカリ処理前後のPt/ZSM
-5触媒粉末の重量を測定したところ、アンモニア水溶液
中への触媒粉末からの溶出量は約 0.2重量%であった。
Next, the whole amount of the Pt / ZSM-5 catalyst powder was added to 400 ml of an aqueous ammonia solution adjusted to pH 10, stirred for 2 hours, filtered, dried, and calcined at 500 ° C. for 1 hour. One catalyst was prepared. Pt / ZSM before and after this alkali treatment
When the weight of the -5 catalyst powder was measured, the amount of the catalyst powder eluted into the aqueous ammonia solution was about 0.2% by weight.

【0027】得られた触媒粉末を定法により 0.5〜1.4
mmの径のペレットに成形し、ペレット触媒とした。 (実施例2)pHが8に調整されたアンモニア水溶液を
用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2のペ
レット触媒を調製した。なお、アルカリ処理前後のPt/Z
SM-5触媒粉末の重量を測定したところ、アンモニア水溶
液中への触媒粉末からの溶出量は約0.03重量%であっ
た。
The resulting catalyst powder is prepared by a conventional method in a range of 0.5 to 1.4.
It was formed into a pellet having a diameter of mm to obtain a pellet catalyst. (Example 2) A pellet catalyst of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an aqueous ammonia solution adjusted to pH 8 was used. In addition, Pt / Z before and after alkali treatment
When the weight of the SM-5 catalyst powder was measured, the elution amount from the catalyst powder into the aqueous ammonia solution was about 0.03% by weight.

【0028】(実施例3)pHが9に調整されたアンモ
ニア水溶液を用いたこと以外は実施例1と同様にして、
実施例3のペレット触媒を調製した。なお、アルカリ処
理前後のPt/ZSM-5触媒粉末の重量を測定したところ、ア
ンモニア水溶液中への触媒粉末からの溶出量は約 0.1重
量%であった。
Example 3 The procedure of Example 1 was repeated except that an aqueous ammonia solution adjusted to pH 9 was used.
A pellet catalyst of Example 3 was prepared. When the weight of the Pt / ZSM-5 catalyst powder before and after the alkali treatment was measured, the elution amount from the catalyst powder in the aqueous ammonia solution was about 0.1% by weight.

【0029】(実施例4)pHが11に調整されたアンモ
ニア水溶液を用いたこと以外は実施例1と同様にして、
実施例4のペレット触媒を調製した。なお、アルカリ処
理前後のPt/ZSM-5触媒粉末の重量を測定したところ、ア
ンモニア水溶液中への触媒粉末からの溶出量は約 0.4重
量%であった。
Example 4 The procedure of Example 1 was repeated except that an aqueous ammonia solution adjusted to pH 11 was used.
A pellet catalyst of Example 4 was prepared. When the weight of the Pt / ZSM-5 catalyst powder before and after the alkali treatment was measured, the elution amount from the catalyst powder in the aqueous ammonia solution was about 0.4% by weight.

【0030】(比較例1)アルカリ処理を行わなかった
こと以外は実施例1と同様にして、比較例1のペレット
触媒を調製した。 (比較例2)pHが12に調整されたアンモニア水溶液を
用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例2のペ
レット触媒を調製した。なお、アルカリ処理前後のPt/Z
SM-5触媒粉末の重量を測定したところ、アンモニア水溶
液中への触媒粉末からの溶出量は約 0.8重量%であっ
た。
Comparative Example 1 A pellet catalyst of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alkali treatment was not performed. Comparative Example 2 A pellet catalyst of Comparative Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an aqueous ammonia solution whose pH was adjusted to 12 was used. In addition, Pt / Z before and after alkali treatment
When the weight of the SM-5 catalyst powder was measured, the elution amount from the catalyst powder into the aqueous ammonia solution was about 0.8% by weight.

【0031】(実施例5)実施例1で得られたアルカリ
処理後の触媒粉末 1.4gと、CeO2−ZrO2複合酸化物粉末
0.9gを混合して触媒粉末を調製し、この触媒粉末を用
い実施例1と同様にして実施例5のペレット触媒を調製
した。 (実施例6)実施例3で得られたアルカリ処理後の触媒
粉末 1.4gと、CeO2−ZrO2複合酸化物粉末 0.9gを混合
して触媒粉末を調製し、この触媒粉末を用い実施例1と
同様にして実施例6のペレット触媒を調製した。
Example 5 1.4 g of the alkali-treated catalyst powder obtained in Example 1 and CeO 2 -ZrO 2 composite oxide powder
0.9 g was mixed to prepare a catalyst powder, and a pellet catalyst of Example 5 was prepared in the same manner as in Example 1 using this catalyst powder. (Example 6) A catalyst powder was prepared by mixing 1.4 g of the alkali-treated catalyst powder obtained in Example 3 and 0.9 g of CeO 2 -ZrO 2 composite oxide powder. In the same manner as in Example 1, a pellet catalyst of Example 6 was prepared.

【0032】(実施例7)実施例4で得られたアルカリ
処理後の触媒粉末 1.4gと、CeO2−ZrO2複合酸化物粉末
0.9gを混合して触媒粉末を調製し、この触媒粉末を用
い実施例1と同様にして実施例7のペレット触媒を調製
した。 (比較例3)比較例1で得られた触媒粉末 1.4gと、Ce
O2−ZrO2複合酸化物粉末 0.9gを混合して触媒粉末を調
製し、この触媒粉末を用い実施例1と同様にして比較例
3のペレット触媒を調製した。
(Example 7) 1.4 g of the alkali-treated catalyst powder obtained in Example 4 and CeO 2 -ZrO 2 composite oxide powder
0.9 g was mixed to prepare a catalyst powder, and a pellet catalyst of Example 7 was prepared using this catalyst powder in the same manner as in Example 1. (Comparative Example 3) 1.4 g of the catalyst powder obtained in Comparative Example 1 and Ce
0.9 g of O 2 —ZrO 2 composite oxide powder was mixed to prepare a catalyst powder, and a pellet catalyst of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 using this catalyst powder.

【0033】(比較例4)実施例2で得られたアルカリ
処理後の触媒粉末 1.4gと、CeO2−ZrO2複合酸化物粉末
0.9gを混合して触媒粉末を調製し、この触媒粉末を用
い実施例1と同様にして比較例4のペレット触媒を調製
した。 (比較例5)比較例2で得られたアルカリ処理後の触媒
粉末 1.4gと、CeO2−ZrO2複合酸化物粉末 0.9gを混合
して触媒粉末を調製し、この触媒粉末を用い実施例1と
同様にして比較例5のペレット触媒を調製した。
Comparative Example 4 1.4 g of the alkali-treated catalyst powder obtained in Example 2 and CeO 2 -ZrO 2 composite oxide powder
0.9 g was mixed to prepare a catalyst powder, and a pellet catalyst of Comparative Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1 using this catalyst powder. (Comparative Example 5) A catalyst powder was prepared by mixing 1.4 g of the alkali-treated catalyst powder obtained in Comparative Example 2 and 0.9 g of the CeO 2 -ZrO 2 composite oxide powder. In the same manner as in Example 1, a pellet catalyst of Comparative Example 5 was prepared.

【0034】(試験・評価)上記実施例と比較例のそれ
ぞれのペレット触媒について、表1に示すリーン側のモ
デル排ガスとリッチ側のモデル排ガスを2分毎に交互に
繰り返して流速10L/minで流す耐久処理を、入りガス温
度1000℃で10時間行った。そして耐久処理後の実施例1
〜4及び比較例1〜2のペレット触媒をモデルガス流通
路に配置し、表2に示すストイキガスをペレット触媒
1.4gに対して10リットル/分の流量で流して、各温度
におけるHCの浄化率を測定した。そして得られたデー
タからHCの50%浄化温度を算出し、結果を図1に示
す。
(Test / Evaluation) For each of the pellet catalysts of the above Examples and Comparative Examples, the model exhaust gas on the lean side and the model exhaust gas on the rich side shown in Table 1 were alternately repeated every 2 minutes at a flow rate of 10 L / min. The flowing endurance treatment was performed at an incoming gas temperature of 1000 ° C. for 10 hours. Example 1 after endurance treatment
And the pellet catalysts of Comparative Examples 1 and 2 were placed in the model gas flow passage, and the stoichiometric gas shown in Table 2 was used as the pellet catalyst.
At a flow rate of 10 liters / minute with respect to 1.4 g, the purification rate of HC at each temperature was measured. A 50% purification temperature of HC was calculated from the obtained data, and the result is shown in FIG.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【表2】 また耐久処理後の実施例5〜7及び比較例3〜5のペレ
ット触媒を、それぞれモデルガス流通路に配置し、O2
(1%)−CO(2%)の切換え時の CO2生成量により酸
素吸蔵放出量を測定して酸素吸放能とした。それぞれの
結果を図2に示す。
[Table 2] The catalyst pellets of Examples 5-7 and Comparative Examples 3-5 after the durability treatment, then placed in a model gas flow path, respectively, O 2
The oxygen storage / release amount was measured based on the amount of CO 2 generated at the time of switching (1%)-CO (2%) to determine the oxygen storage / release capacity. Each result is shown in FIG.

【0037】図1より、各実施例の触媒はアルカリ処理
を行わない比較例1の触媒に比べて高い浄化性能を示
し、アルカリ処理が耐久試験後の浄化性能の低下の抑制
にきわめて有効であることが明らかである。また実施例
1の触媒が最も浄化性能に優れ、アルカリ処理における
アンモニア水のpHは10前後が最適であることもわか
る。
As shown in FIG. 1, the catalysts of the respective examples show higher purification performance than the catalyst of Comparative Example 1 which is not subjected to the alkali treatment, and the alkali treatment is extremely effective in suppressing a decrease in the purification performance after the durability test. It is clear that. It can also be seen that the catalyst of Example 1 has the best purification performance, and the pH of the aqueous ammonia in the alkaline treatment is optimally around 10.

【0038】しかし比較例2のようにアンモニア水のp
Hが12にもなると、浄化性能はアルカリ処理を行わない
比較例1の触媒より低下している。これは、強アルカリ
処理によってメソ細孔が拡がってしまい、Ptの粒成長が
助長されたことによるものと考えられる。また図2よ
り、実施例5〜7及び比較例5の触媒は、比較例3及び
比較例4に比べて酸素吸放能に優れ、耐久処理時の酸素
吸放能の低下が抑制されていることから、アンモニア水
のpHが9以上であれば酸素吸放能の低下が抑制される
ことがわかる。しかし比較例5の触媒では、耐久処理時
にPtの粒成長が生じたため浄化性能の低下度合いが実
施例5〜7の触媒より大きく、比較例3の触媒と同程度
であった。
However, as in Comparative Example 2, p
When H reaches 12, the purification performance is lower than that of the catalyst of Comparative Example 1 in which the alkali treatment is not performed. This is considered to be because the mesopores were expanded by the strong alkali treatment, and the Pt grain growth was promoted. As shown in FIG. 2, the catalysts of Examples 5 to 7 and Comparative Example 5 are superior to Comparative Examples 3 and 4 in oxygen absorbing and releasing ability, and a decrease in oxygen absorbing and releasing ability during the durability treatment is suppressed. From this, it can be seen that if the pH of the aqueous ammonia is 9 or more, the decrease in the oxygen absorbing and releasing ability is suppressed. However, in the catalyst of Comparative Example 5, the degree of reduction in purification performance was larger than that of the catalysts of Examples 5 to 7 due to the growth of Pt particles during the durability treatment, and was substantially the same as that of the catalyst of Comparative Example 3.

【0039】なお、実施例1で調整されたPt/ZSM-5触媒
粉末 1.4gとCeO2−ZrO2複合酸化物粉末 0.9gを混合
し、それを用いて実施例1〜4と同様にアルカリ処理を
行って得たそれぞれの触媒についても、実施例1と同様
に耐久処理後の浄化性能を測定した。その結果、それぞ
れ実施例1〜4と同等の浄化性能が確認され、CeO2−Zr
O2複合酸化物粉末の担持時期による差異は認められなか
った。
It is to be noted that 1.4 g of the Pt / ZSM-5 catalyst powder prepared in Example 1 and 0.9 g of the CeO 2 -ZrO 2 composite oxide powder were mixed, and the mixture was used in the same manner as in Examples 1-4. For each of the catalysts obtained by the treatment, the purification performance after the durability treatment was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the same purification performance as in Examples 1 to 4 was confirmed, and CeO 2 -Zr
No difference due to the loading time of the O 2 composite oxide powder was observed.

【0040】[0040]

【発明の効果】すなわち請求項1〜2に記載の排ガス浄
化用触媒の製造方法によって製造された触媒によれば、
高温時における貴金属の粒成長が抑制されるとともに、
ゼオライトのアモルファス部分によって貴金属が被覆さ
れるのが抑制され、高温耐久試験後の浄化性能の低下を
抑制することができる。
According to the catalyst produced by the method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to claims 1 and 2,
While suppressing the growth of noble metal grains at high temperatures,
The coating of the noble metal with the amorphous portion of the zeolite is suppressed, and a reduction in purification performance after the high-temperature durability test can be suppressed.

【0041】また請求項3〜4に記載の排ガス浄化用触
媒の製造方法によって製造された触媒によれば、上記効
果が奏されるとともに、ゼオライトのアモルファス部分
によって酸素吸蔵放出能を有する金属酸化物が被覆され
るのが抑制されるので、高温耐久試験後にも高い酸素吸
蔵放出能が確保され浄化性能の低下を一層抑制すること
ができる。
Further, according to the catalyst produced by the method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to claims 3 and 4, the above-mentioned effect is exhibited, and the metal oxide having the oxygen storage / release capability by the amorphous portion of zeolite. Is suppressed, so that a high oxygen storage / release capability is ensured even after a high-temperature durability test, and a decrease in purification performance can be further suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例及び比較例で得られた触媒の耐久試験後
のHC50%浄化温度を示す棒グラフである。
FIG. 1 is a bar graph showing the HC 50% purification temperatures of catalysts obtained in Examples and Comparative Examples after a durability test.

【図2】実施例及び比較例で得られた触媒の耐久試験後
の酸素吸放能を示す棒グラフである。
FIG. 2 is a bar graph showing the oxygen absorbing and releasing ability of the catalysts obtained in Examples and Comparative Examples after a durability test.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA08X BA11X BA19X BA30X BA42X BB01 CA01 4G069 AA03 AA08 BA07A BA07B BB01C BB04A BB06B BC32A BC33A BC43B BC51B BC69A BC75B BD01C BD06C CA03 CA09 DA06 EA02Y ED06 ED10 FA02 FB07 FB30 FB31 FB65 FC04 FC09 ZA11B ZC04 ZD01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F-term (reference) 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA08X BA11X BA19X BA30X BA42X BB01 CA01 4G069 AA03 AA08 BA07A BA07B BB01C BB04A BB06B BC32A BC33A BC43B BC51B BC69A BC01B06 CB01B06 FB65 FC04 FC09 ZA11B ZC04 ZD01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくともゼオライトに貴金属を担持さ
せ、その後pHが8〜11のアルカリ性溶液に接触させ
るアルカリ処理を行うことを特徴とする排ガス浄化用触
媒の製造方法。
1. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst, comprising carrying out an alkali treatment in which at least a noble metal is supported on a zeolite and then brought into contact with an alkaline solution having a pH of 8 to 11.
【請求項2】 前記アルカリ性溶液はアンモニア水であ
ることを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化用触媒
の製造方法。
2. The method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the alkaline solution is aqueous ammonia.
【請求項3】 少なくともゼオライトに貴金属を担持さ
せ、その後pHが9〜11のアルカリ性溶液に接触させ
るアルカリ処理を行い、次いで酸素吸蔵放出能を有する
金属酸化物を担持することを特徴とする排ガス浄化用触
媒の製造方法。
3. An exhaust gas purification method comprising: supporting at least a noble metal on a zeolite, performing an alkali treatment by bringing the zeolite into contact with an alkaline solution having a pH of 9 to 11, and then supporting a metal oxide having an oxygen storage / release capability. Production method of catalyst for use.
【請求項4】 少なくともゼオライトに貴金属と酸素吸
蔵放出能を有する金属酸化物とを担持し、その後pHが
9〜11のアルカリ性溶液に接触させるアルカリ処理を
行うことを特徴とする排ガス浄化用触媒の製造方法。
4. An exhaust gas purifying catalyst characterized in that at least a zeolite carries a noble metal and a metal oxide capable of occluding and releasing oxygen, and then carries out an alkali treatment in which the catalyst is brought into contact with an alkaline solution having a pH of 9 to 11. Production method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008073625A (en) * 2006-09-22 2008-04-03 Mitsubishi Motors Corp Hc trapping catalyst and its preparation method

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