JP2001009288A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents

排ガス浄化用触媒

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JP2001009288A
JP2001009288A JP11181596A JP18159699A JP2001009288A JP 2001009288 A JP2001009288 A JP 2001009288A JP 11181596 A JP11181596 A JP 11181596A JP 18159699 A JP18159699 A JP 18159699A JP 2001009288 A JP2001009288 A JP 2001009288A
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exhaust gas
catalyst
powder
solid solution
zsm
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Toshitaka Tanabe
稔貴 田辺
Hirobumi Shinjo
博文 新庄
Ryusuke Tsuji
龍介 辻
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Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】酸素を過剰に含む排ガス中に含まれるNOx を還
元浄化するのに用いられる排ガス浄化用触媒において、
SOx を含む排ガスであっても高い触媒活性を長期間維持
できるようにする。 【解決手段】予め貴金属が担持された多孔質酸化物粉末
と、 ZSM-5粉末と、CeO2−ZrO2固溶体粉末を含んでなる
構成とした。貴金属が多孔質酸化物粉末に予め担持され
ていることにより、ZSM-5及びCeO2−ZrO2固溶体との接
触確率が低くなる。また ZSM-5はHC吸着性に優れ、CeO2
−ZrO2固溶体は酸素吸蔵放出能と耐熱性が高い。したが
って貴金属は粒成長が抑制されるとともに、SOx が蓄積
して貴金属を覆うような不具合が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンなどの内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガ
ス浄化用触媒に関し、さらに詳しくは、酸素過剰の排ガ
ス、すなわち含まれる一酸化炭素(CO)、水素(H2
及び炭化水素(HC)等の還元性成分を完全に酸化するの
に必要な酸素量より過剰の酸素を含む排ガス中のNOx
低温域から効率よく還元浄化できる排ガス浄化用触媒に
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
ガスを浄化する三元触媒が用いられている。このような
三元触媒としては、例えばコーディエライトなどからな
る耐熱性基材にγ−アルミナからなる多孔質担体層を形
成し、その多孔質担体層に白金(Pt)、ロジウム(Rh)
などの触媒貴金属を担持させたものが広く知られてい
る。
【0003】また排ガス中のHCを吸着材によって吸着さ
せ、より効率的にHCを浄化する研究が進められている。
例えば特開平6-154538号公報には、排ガス流における三
元触媒の前方にHC吸着体を配置し、排ガス中のHCを低温
時にHC吸着体に吸着させ、昇温時に吸着されたHCを放出
させて三元触媒により吸着させたHCを浄化する方法が開
示されている。この方法によれば、コールドスタート時
の炭化水素を三元触媒で効率よく浄化することが可能と
なる。
【0004】一方、近年、地球環境保護の観点から、自
動車などの内燃機関から排出される排ガス中の二酸化炭
素(CO2 )が問題とされ、その解決策として空燃比(A
/F)が拡大された酸素過剰雰囲気において希薄燃焼さ
せる、いわゆるリーンバーンが採用されている。このリ
ーンバーンにおいては、燃費が向上するために燃料の使
用が低減され、その燃焼排ガスであるCO2 の発生を抑制
することができる。
【0005】しかしながら従来の三元触媒は、空燃比が
理論空燃比(ストイキ)近傍において排ガス中のCO,H
C,NOx を同時に酸化・還元し、浄化するものであっ
て、この三元触媒では、リーンバーンやディーゼルエン
ジンの排ガスのような酸素過剰雰囲気下におけるNOx
還元除去が困難である。
【0006】このような不具合を解決するものとして、
例えば特開平5-168860号公報には、酸素過剰雰囲気にお
いて排ガス中のNOx を吸蔵し、ストイキあるいは還元雰
囲気において吸蔵されたNOx を還元浄化する技術が開示
されている。
【0007】ところが、例えばディーゼルエンジンなど
の内燃機関から排出される排ガスには、酸素が過剰に含
まれている。したがってこのような酸素過剰雰囲気の排
ガスにおいては、雰囲気をストイキあるいは還元雰囲気
に制御することが困難であるため、特開平5-168860号公
報に開示されたような技術を利用することができない。
【0008】そこで特開平10−128122号公報には、多孔
質酸化物、ゼオライト及び酸素吸蔵放出能を有する酸化
物を含む担体と、担体に担持された貴金属とを含んでな
る排ガス浄化用触媒が開示されている。
【0009】この排ガス浄化用触媒を用いれば、排ガス
中のHCの少なくとも一部がゼオライトに吸着保持され
る。これにより触媒上でのHCとNOx との反応性が向上
し、高いNOx 浄化能が得られる。またHCの触媒上での滞
留時間が長くなるため、HCとNOxとの反応性が向上する
という作用も奏される。さらに、HCが酸化されない低温
域においてもゼオライトにHCが吸着されるため、HCが排
出されるのが抑制され、かつ吸着されたHCをNOx の浄化
に活用できるためHCの有効利用を図ることができる。
【0010】一方、酸素吸蔵放出能を有する酸化物は、
低温域で排ガス中に過剰に含まれる酸素を吸蔵する。そ
して昇温時に酸化物から酸素が放出される。放出された
酸素は活性が高いため、ゼオライトに吸着されたHCと反
応してHCを活性化する。この活性化されたHCは反応性が
高く、低温域においてもNOx と反応してNOx を還元浄化
すると考えられ、これにより低温域におけるNOx 浄化能
が向上する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところがディーゼルエ
ンジンからの排ガス中には、燃料中の硫黄に起因して高
濃度の硫黄酸化物(SOx )が含まれている。そして、こ
のような排ガスの浄化に特開平10−128122号公報に開示
された触媒を用いると、触媒活性が次第に低下すること
が明らかとなった。
【0012】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、特開平10−128122号公報に開示された触媒
を改良して、SOx を含む排ガスであっても高い触媒活性
を長期間維持できるようにすることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の排ガス浄化用触媒の特徴は、酸素を過剰に含む排ガ
ス中に含まれるNOx を還元浄化するのに用いられる排ガ
ス浄化用触媒であって、予め貴金属が担持された多孔質
酸化物粉末と、 ZSM-5粉末と、CeO2−ZrO2固溶体粉末を
含んでなることにある。
【0014】
【発明の実施の形態】特開平10−128122号公報に開示さ
れた触媒において、活性低下の原因は以下のように説明
される。
【0015】ゼオライトは耐熱性が不足するために、ゼ
オライトに接触する貴金属が粒成長して活性点が減少
し、触媒活性が低下する。また酸素吸蔵放出能を有する
酸化物はSOx 吸着性が高いために、酸素吸蔵放出能を有
する酸化物に接触する貴金属は高濃度のSOx に晒される
こととなる。そのため貴金属近傍にSOx が蓄積して貴金
属を覆うようになり、触媒活性が低下する。
【0016】そこで本発明の排ガス浄化用触媒では、貴
金属は多孔質酸化物粉末に予め担持されている。多孔質
酸化物はゼオライトに比べて耐熱性が高いため、貴金属
の粒成長が抑制される。また貴金属は多孔質酸化物粉末
に予め担持されていることにより、ゼオライト及び酸素
吸蔵放出能を有する酸化物との接触確率が低くなり、粒
成長が抑制されるとともに、SOx が蓄積して貴金属を覆
うような不具合が抑制される。これにより活性低下が抑
制され、SOx を含む排ガスであっても高い触媒活性を長
期間維持することができる。
【0017】また本発明の排ガス浄化用触媒は、ゼオラ
イトとして ZSM-5を用いている。 ZSM-5はゼオライトの
中で耐熱性が比較的良好でありHC吸着性に優れているの
で、ZSM-5を用いることで ZSM-5に接する貴金属の粒成
長が抑制され、かつNOx 浄化能が向上する。
【0018】さらに本発明の排ガス浄化用触媒では、酸
素吸蔵放出能を有する酸化物としてCeO2−ZrO2固溶体を
用いている。CeO2−ZrO2固溶体は酸素吸蔵放出能が高
く、耐SOx 被毒耐久性も高いので触媒活性の耐久性を一
層向上させることができる。
【0019】すなわち本発明の排ガス浄化用触媒では、
排ガス中のHCの少なくとも一部が ZSM-5に吸着保持され
る。これにより触媒上でのHCとNOx との反応性が向上
し、高いNOx 浄化能が得られる。またHCの触媒上での滞
留時間が長くなるため、HCとNO x との反応性が向上する
という作用も奏される。さらに、HCが酸化されない低温
域においても ZSM-5にHCが吸着されるため、HCが排出さ
れるのが抑制され、かつ吸着されたHCをNOx の浄化に活
用できるためHCの有効利用を図ることができる。
【0020】一方CeO2−ZrO2固溶体は、低温域で排ガス
中に過剰に含まれる酸素を吸蔵する。そして昇温時にCe
O2−ZrO2固溶体から酸素が放出される。放出された酸素
は活性が高いため、 ZSM-5に吸着されたHCと反応してHC
を活性化する。この活性化されたHCは反応性が高く、低
温域においてもNOx と反応してNOx を還元浄化すると考
えられ、これにより低温域におけるNOx 浄化能が向上す
る。
【0021】多孔質酸化物としては、アルミナ、シリ
カ、チタニア、ジルコニア、シリカ−アルミナ、チタニ
ア−ジルコニアなどから選ばれる少なくとも一種を用い
ることができる。なかでもシリカを用いることが特に好
ましい。貴金属をシリカに担持することによって、貴金
属を金属状態に維持することが可能となり、高い触媒活
性が発現される。さらにシリカはSOx の吸着性が低いた
めにSOx 被毒を受けにくくなり、耐SOx 被毒耐久性が向
上する。
【0022】貴金属としては、Pt,Rh,Pd,Ir,Ruなど
から少なくとも一種を選択して用いることができる。触
媒活性の特に高いPtを用いることが望ましい。
【0023】貴金属の多孔質酸化物への担持量は、触媒
1リットルに対して0.01〜30gの範囲となるようにすれ
ばよい。0.01g未満ではNOx をほとんど浄化できず、30
gより多く担持してもNOx 浄化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。
【0024】ZSM-5は、そのSiO2/Al2O3モル比は30〜50
であることが望ましい。これによりZSM-5表面の疎水性
と親水性のバランスが最適に保たれるので、HCの吸着能
が一層向上する。
【0025】また ZSM-5は、多孔質酸化物 100重量部に
対して10〜1000重量部の割合で混合することが好まし
い。 ZSM-5の混合割合が10重量部より少ないとHCの吸着
能が得られずNOx の浄化率が低下し、1000重量部より多
く混合すると効果が飽和するとともに他の成分の減少に
より触媒活性が低下するようになる。
【0026】CeO2−ZrO2固溶体は、Caが添加されたもの
を用いることが望ましい。Caが添加されたCeO2−ZrO2
溶体を用いれば、耐SOx 被毒耐久性が向上し、SOx を含
む雰囲気中における酸素吸蔵放出能の耐久性が向上す
る。このCaの添加は、CeO2−ZrO2固溶体に対して15モル
%以下とする必要がある。15モル%を超えて添加すると
酸素吸蔵放出能が低下するようになる。特に3〜7モル
%の範囲で添加することが望ましい。この範囲でCaを添
加すると、添加しない場合に比べて酸素吸蔵放出能が
1.2倍以上向上することが明らかとなっている。
【0027】さらにCeO2−ZrO2固溶体は、Ce/Zrモル比
が25/75〜35/65の範囲にあることが望ましい。これに
よりSOx を含む雰囲気中における酸素吸蔵放出能の耐久
性が一層向上し、より効率的に触媒活性点へ活性酸素を
供給することが可能となる。
【0028】CeO2−ZrO2固溶体は、多孔質酸化物 100重
量部に対して10〜 400重量部の割合で混合することが好
ましい。CeO2−ZrO2固溶体の混合割合が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
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、他の成分の減少により触媒活性が低下する。
【0029】貴金属を担持した多孔質酸化物、 ZSM-5及
びCeO2−ZrO2固溶体は、それぞれ粉末状として上記比率
で混合されることにより触媒が調製される。粉末状触媒
として用いることもできるが、混合粉末からペレット状
に成形してペレット触媒として用いてもよいし、混合粉
末からスラリーを調製しこれをハニカム状の基材にコー
トしてモノリス触媒として用いることも好ましい。
【0030】本発明の排ガス浄化用触媒は、ディーゼル
エンジンなどの排気系に配置して用いることができる。
また触媒の上流側において排ガス中に炭化水素を添加す
ることも好ましい。これによりNOx を一層効率よく還元
浄化することができる。この場合、排ガスに添加される
炭化水素としては、その種類は特に制限されない。具体
的には軽油や灯油が代表的に例示される。
【0031】この炭化水素の添加量は、ディーゼルエン
ジンの場合、排ガス中に10〜10000ppmCの範囲が好まし
い。10ppmCより少ないと添加した効果が現れず、10000p
pmC以上添加してもNOx 浄化能が飽和するとともに逆にH
Cが排出されるようになる。なお、炭化水素は排ガス中
に直接添加してもよいし、シリンダ筒内に排気行程にお
いて添加することもできる。
【0032】
【実施例】以下、試験例、実施例及び比較例により本発
明を具体的に説明する。
【0033】(試験例1)Caの添加量を0モル%、3モ
ル%、5モル%、7モル%、10モル%、15モル%及び20
モル%の7水準変化させてそれぞれCeO2−ZrO2固溶体を
製造し、それぞれの酸素吸蔵能( OSC)を測定した。Ca
無添加のものの OSCに対する相対比として結果を図1に
示す。
【0034】以下にCa添加CeO2−ZrO2固溶体の製造方法
を示す。
【0035】Ce:Zrモル比が3:7となるように硝酸セ
リウムと硝酸ジルコニウムを含む混合水溶液に所定量の
Ca塩を加える。この水溶液に過酸化水素水と界面活性剤
を加えたのち、アンモニア水を加えることにより沈殿を
生じさせ、加熱して蒸発乾固させて混合粉末を得る。こ
の混合粉末を 300℃で5時間焼成することにより、Ca添
加CeO2−ZrO2固溶体を得た。
【0036】図1より、Caの添加量が15モル%を超える
と OSCが低下し、3〜7モル%の範囲が最適であること
がわかる。したがって以下の実施例及び比較例では、Ca
を添加する場合には5モル%とした。
【0037】(実施例1)シリカ粉末50gに対してPtが
2gとなるように、テトラアンミン白金水溶液とシリカ
粉末とを混合し、よく撹拌後に蒸発乾固してPt塩を担持
したシリカ粉末を得た。これを大気中において 350℃で
3時間焼成し、Ptを担持したシリカ粉末を得た。
【0038】このPt担持シリカ粉末50gと、ゼオライト
としてSiO2/Al2O3モル比が40.6の ZSM-5粉末 100gと、
酸素吸蔵放出能を有する酸化物としてCaが5モル%添加
されCe/Zrモル比が3/7のCeO2−ZrO2固溶体粉末10g
を混合し、蒸留水を加えてスラリーを調製した。また基
材への付着性を確保するために、スラリー中にシリカゾ
ルを固形分として20g相当加えた。
【0039】このスラリーを均一になるよう十分に撹拌
した後、コージェライト製のハニカム基材表面にコート
し、 350℃で焼成してモノリス触媒を調製した。コート
量はハニカム基材1リットルあたり 180gであり、Ptは
ハニカム基材1リットルあたり2g担持されている。
【0040】(実施例2)ゼオライトとして、SiO2/Al2
O3モル比が38.6の ZSM-5粉末を用いたこと以外は実施例
1と同様にして、実施例2のモノリス触媒を調製した。
【0041】(実施例3)シリカ粉末に代えてγ−アル
ミナ粉末を同量用いたこと以外は実施例1と同様にし
て、実施例3の触媒を調製した。
【0042】(実施例4)シリカ粉末に代えてα−アル
ミナ粉末を同量用いたこと以外は実施例1と同様にし
て、実施例4の触媒を調製した。
【0043】(実施例5)シリカ粉末に代えてジルコニ
ア粉末を同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、
実施例5の触媒を調製した。
【0044】(実施例6)シリカ粉末に代えてチタニア
粉末を同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、実
施例6の触媒を調製した。
【0045】(実施例7)シリカ粉末に代えてマグネシ
ア粉末を同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、
実施例7の触媒を調製した。
【0046】(実施例8)SiO2/Al2O3モル比が40.6の Z
SM-5粉末に代えてSiO2/Al2O3モル比が23の ZSM-5粉末を
同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例8
の触媒を調製した。
【0047】(実施例9)SiO2/Al2O3モル比が40.6の Z
SM-5粉末に代えてSiO2/Al2O3モル比が 191の ZSM-5粉末
を同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例
9の触媒を調製した。
【0048】(実施例10)SiO2/Al2O3モル比が40.6の Z
SM-5粉末に代えてSiO2/Al2O3モル比が2100の ZSM-5粉末
を同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例
10の触媒を調製した。
【0049】(実施例11)Caが5モル%添加されCe/Zr
モル比が3/7のCeO2−ZrO2固溶体粉末に代えてCaが添
加されずCe/Zrモル比が3/7のCeO2−ZrO2固溶体粉末
を同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例
11の触媒を調製した。
【0050】(実施例12)Caが5モル%添加されCe/Zr
モル比が3/7のCeO2−ZrO2固溶体粉末に代えてCaが添
加されずCe/Zrモル比が5/5のCeO2−ZrO2固溶体粉末
を同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例
12の触媒を調製した。
【0051】(実施例13)Caが5モル%添加されCe/Zr
モル比が3/7のCeO2−ZrO2固溶体粉末に代えてCaが添
加されずCe/Zrモル比が7/3のCeO2−ZrO2固溶体粉末
を同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例
13の触媒を調製した。
【0052】(実施例14)Caが5モル%添加されCe/Zr
モル比が3/7のCeO2−ZrO2固溶体粉末に代えてCaが添
加されずCe/Zrモル比が9/1のCeO2−ZrO2固溶体粉末
を同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例
14の触媒を調製した。
【0053】(実施例15)Caが5モル%添加されCe/Zr
モル比が3/7のCeO2−ZrO2固溶体粉末に代えてCaが添
加されずCe/Zrモル比が2/8のCeO2−ZrO2固溶体粉末
を同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例
15の触媒を調製した。
【0054】(比較例1)シリカ粉末50gと、ゼオライ
トとしてSiO2/Al2O3モル比が40.6の ZSM-5粉末 100g
と、酸素吸蔵放出能を有する酸化物としてCaが5モル%
添加されCe/Zrモル比が3/7のCeO2−ZrO2固溶体粉末
10gを混合し、蒸留水を加えてスラリーを調製した。ま
た基材への付着性を確保するために、スラリー中にシリ
カゾルを固形分として20g相当加えた。
【0055】このスラリーを均一になるよう十分に撹拌
した後、コージェライト製のハニカム基材表面にコート
し、 350℃で焼成してモノリス触媒を調製した。コート
量は、ハニカム基材1リットルあたり 180gである。
【0056】得られたコート層をもつ基材を所定濃度の
テトラアンミン白金水溶液中に浸漬し、引き上げて余分
な液滴を吹き払った後 350℃で3時間焼成してPtを担持
した。Ptの担持量はハニカム基材1リットルあたり2g
である。
【0057】(比較例2)SiO2/Al2O3モル比が40.6の Z
SM-5粉末 100gに対してPtが2gとなる割合でテトラア
ンミン白金水溶液と ZSM-5粉末とを混合し、よく撹拌後
に蒸発乾固してPt塩を担持した ZSM-5粉末を得た。これ
を大気中において 350℃で3時間焼成し、Ptを担持した
ZSM-5粉末を得た。
【0058】このPt担持 ZSM-5粉末 100gと、シリカ粉
末50gと、Caが5モル%添加されCe/Zrモル比が3/7
のCeO2−ZrO2固溶体粉末10gを混合し、蒸留水を加えて
スラリーを調製した。また基材への付着性を確保するた
めに、スラリー中にシリカゾルを固形分として20g相当
加えた。
【0059】このスラリーを均一になるよう十分に撹拌
した後、コージェライト製のハニカム基材表面にコート
し、 350℃で焼成してモノリス触媒を調製した。コート
量はハニカム基材1リットルあたり 180gであり、Ptは
ハニカム基材1リットルあたり2g担持されている。
【0060】(比較例3)Caが5モル%添加されCe/Zr
モル比が3/7のCeO2−ZrO2固溶体粉末10gに対してPt
が2gとなる割合でテトラアンミン白金水溶液とCeO2
ZrO2固溶体粉末とを混合し、よく撹拌後に蒸発乾固して
Pt塩を担持したCeO2−ZrO2固溶体粉末を得た。これを大
気中において 350℃で3時間焼成し、Ptを担持したCeO2
−ZrO2固溶体粉末を得た。
【0061】このPt担持CeO2−ZrO2固溶体粉末10gと、
シリカ粉末50gと、SiO2/Al2O3モル比が40.6の ZSM-5粉
末 100gを混合し、蒸留水を加えてスラリーを調製し
た。また基材への付着性を確保するために、スラリー中
にシリカゾルを固形分として20g相当加えた。
【0062】このスラリーを均一になるよう十分に撹拌
した後、コージェライト製のハニカム基材表面にコート
し、 350℃で焼成してモノリス触媒を調製した。コート
量はハニカム基材1リットルあたり 180gであり、Ptは
ハニカム基材1リットルあたり2g担持されている。
【0063】(比較例4)SiO2/Al2O3モル比が40.6の Z
SM-5粉末に代えてSiO2/Al2O3モル比が30のモルデナイト
粉末を同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、比
較例4の触媒を調製した。
【0064】(比較例5)SiO2/Al2O3モル比が40.6の Z
SM-5粉末に代えてSiO2/Al2O3モル比が29のUSY粉末を
同量用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例5
の触媒を調製した。
【0065】(比較例6)SiO2/Al2O3モル比が40.6の Z
SM-5粉末に代えてSiO2/Al2O3モル比が30のK型モルデナ
イト粉末を同量用いたこと以外は実施例1と同様にし
て、比較例6の触媒を調製した。
【0066】<試験・評価>表1に上記それぞれの触媒
の構成をまとめて示す。
【0067】
【表1】
【0068】(試験例2)実施例1及び比較例1〜3の
触媒について、耐久試験後の最高NOx 浄化率を測定し、
結果を図2に示す。耐久試験は、表2に示すモデルガス
の流通下において650℃で3時間加熱する耐熱性耐久試
験と、同モデルガスの流通下において 400℃で3時間加
熱するSOx 被毒性耐久試験の2種類を行った。
【0069】
【表2】
【0070】また最高NOx 浄化率の測定は、表3に示す
モデルガスを用い、空間速度10万/hr、温度 150〜 400
℃の条件でNOx 浄化率を測定し、その最高値を示した。
【0071】
【表3】
【0072】図2より、実施例1の触媒は比較例1〜3
の触媒に比べて耐久性に優れていることがわかり、これ
はPtを予め担持したシリカ粉末を用いた効果であること
が明らかである。これは、Ptを予めシリカ粉末に担持し
ておくことにより耐久試験時のPtの粒成長が抑制され、
かつPtがSOx によって覆われる被毒が抑制されたためと
考えられる。
【0073】(試験例3)実施例1及び実施例3〜7の
触媒について、試験例2と同様にして最高NOx 浄化率を
測定した。結果を図3に示す。なお耐久試験は行ってお
らず、最高NOx 浄化率は初期の値である。
【0074】図3より、実施例1の触媒は格段にNOx
化率が高く、多孔質酸化物としてはシリカが最適である
ことが明らかである。
【0075】(試験例4)実施例1〜2及び比較例4〜
6の触媒について、表3に示すモデルガスを用い、空間
速度10万/hr、温度 100〜 500℃の条件でNOx 浄化率を
測定した。結果を図4に示す。
【0076】図4より、実施例1〜2の触媒は比較例4
〜6の触媒に比べて広い温度域で高いNOx 浄化能を示
し、NOx 浄化活性に優れていることがわかる。すなわち
ゼオライトの中でも ZSM-5が特に好ましいことが明らか
であり、これは ZSM-5がHC吸着性に優れているので、 Z
SM-5を用いることでHCがより有効にNOx 還元反応に利用
されてNOx 浄化能が向上したためと考えられる。
【0077】(試験例5)実施例1〜2及び実施例8〜
10の触媒について、試験例2と同様にして最高NO x 浄化
率を測定した。結果を図5に示す。
【0078】図5より、実施例1及び実施例2の触媒が
特にNOx 浄化活性に優れ、SiO2/Al2O3モル比が30〜50の
範囲の ZSM-5を用いた触媒が特にNOx 浄化活性に優れて
いることが明らかである。
【0079】(試験例6)実施例1及び実施例11〜15の
触媒について、試験例2と同様にしてそれぞれSO x 被毒
性耐久試験を行った。そしてSOx 被毒性耐久試験後のそ
れぞれの触媒について、試験例2と同様にして最高NOx
浄化率を測定した。結果を図6に示す。
【0080】図6より、実施例1の触媒は実施例11の触
媒に比べて高いNOx 浄化率を示し、これはCaを5モル%
添加したCeO2−ZrO2固溶体粉末を用いた効果であること
が明らかである。また実施例11〜15の触媒どうしを比較
すると、Ce/Zrモル比が25/75〜35/65の範囲が好まし
いことがわかる。
【0081】(試験例7)実施例1及び比較例1の触媒
について、 2.4Lのディーゼルエンジンを搭載したエン
ジンベンチの排気系に配置して最高NOx 浄化率を測定し
た。なお測定は、回転数 1500rpmで負荷により温度を制
御した条件下、触媒上流側の排ガス中に1000ppmCとなる
ように軽油を添加して行った。結果を表4に示す。
【0082】
【表4】
【0083】表4より、実施例1の触媒は比較例1の触
媒に比べて最高NOx 浄化率が約 1.8倍に向上し、実用的
にも優れたNOx 浄化性能を示すことが明らかである。
【0084】
【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、酸素を過剰に含む排ガスにおいても、低温域から
高いNOx 浄化率を確保することができ、ディーゼルエン
ジンなどの排ガスの浄化にきわめて有用である。さらに
SOx を含む排ガスで使用しても劣化が抑制されるため、
高いNOx 浄化性能を長期間維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】CeO2−ZrO2固溶体のCa添加量と酸素吸蔵能との
関係を示すグラフである。
【図2】実施例及び比較例の触媒の耐久試験後の最高NO
x 浄化率を示すグラフである。
【図3】実施例の触媒の耐久試験後の最高NOx 浄化率を
示し、多孔質担体の種類と最高NOx 浄化率との関係を示
すグラフである。
【図4】実施例及び比較例の触媒における耐久試験後の
温度とNOx 浄化率との関係を示し、ゼオライトの種類と
最高NOx 浄化率との関係を示すグラフである。
【図5】実施例の触媒の耐久試験後の最高NOx 浄化率を
示し、ZSM-5のSiO2/Al2O3モル比と最高NOx 浄化率との
関係を示すグラフである。
【図6】実施例の触媒の耐久試験後の最高NOx 浄化率を
示し、CeO2−ZrO2固溶体のCe/Zrモル比と最高NOx 浄化
率との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 龍介 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 Fターム(参考) 3G091 AA02 AA18 AB05 AB10 BA03 BA11 BA14 BA39 CA18 CB03 FA02 FA04 FB02 FB10 FC07 GA06 GA16 GA20 GB01X GB01Y GB03X GB03Y GB04X GB04Y GB05W GB06W GB07W GB09X GB09Y GB10X GB10Y GB16X GB17X HA18 4D048 AA06 AA13 AA14 AA18 AB01 AB02 BA01X BA02X BA02Y BA03X BA03Y BA06X BA06Y BA07X BA07Y BA08X BA08Y BA11X BA11Y BA30X BA30Y BA31Y BA32Y BA33Y BA41X BA41Y BB02 4G069 AA03 AA04 BA01A BA01B BA02A BA02B BA03A BA04A BA04B BA05A BA06B BA07A BA07B BB06A BB06B BC09A BC09B BC43A BC43B BC51A BC51B BC69A BC70A BC71A BC72A BC75A BC75B CA03 CA07 CA08 CA13 CA14 CA15 CA18 DA05 FA01 FC08 ZA11A ZA11B ZB03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸素を過剰に含む排ガス中に含まれる窒
    素酸化物(NOx )を還元浄化するのに用いられる排ガス
    浄化用触媒であって、 予め貴金属が担持された多孔質酸化物粉末と、 ZSM-5粉
    末と、CeO2−ZrO2固溶体粉末を含んでなることを特徴と
    する排ガス浄化用触媒。
  2. 【請求項2】 前記多孔質酸化物はシリカであることを
    特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化用触媒。
  3. 【請求項3】 前記 ZSM-5のSiO2/Al2O3モル比は30〜50
    であることを特徴とする請求項1〜2に記載の排ガス浄
    化用触媒。
  4. 【請求項4】 前記CeO2−ZrO2固溶体はCaが3〜7モル
    %添加されていることを特徴とする請求項1〜3に記載
    の排ガス浄化用触媒。
  5. 【請求項5】 前記CeO2−ZrO2固溶体はCe/Zrモル比が
    25/75〜35/65の範囲にあることを特徴とする請求項1
    〜4に記載の排ガス浄化用触媒。
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