JP2001123827A - 排気ガス浄化システム - Google Patents
排気ガス浄化システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素過剰で運転することによる燃費向上効果
を十分に享有でき、ＨＣ及びＣＯ成分を効率良く浄化
し、特にエンジン始動直後の低温時に排出されるＨＣ及
びＣＯを効率良く浄化できる排気ガス浄化システムを提
供すること。 【解決手段】 還元成分のうちの炭化水素と一酸化炭素
を選択的に浄化する酸化触媒及び／又は三元触媒２と、
還元成分を用いて窒素酸化物を還元処理するＮＯｘ浄化
触媒３とを、内燃機関又は燃焼装置１の排気通路に設置
して成る排気ガス浄化システムである。ＮＯｘ浄化触媒
３の上流側に、酸化触媒及び／又は三元触媒２を配置し
て成る。
を十分に享有でき、ＨＣ及びＣＯ成分を効率良く浄化
し、特にエンジン始動直後の低温時に排出されるＨＣ及
びＣＯを効率良く浄化できる排気ガス浄化システムを提
供すること。 【解決手段】 還元成分のうちの炭化水素と一酸化炭素
を選択的に浄化する酸化触媒及び／又は三元触媒２と、
還元成分を用いて窒素酸化物を還元処理するＮＯｘ浄化
触媒３とを、内燃機関又は燃焼装置１の排気通路に設置
して成る排気ガス浄化システムである。ＮＯｘ浄化触媒
３の上流側に、酸化触媒及び／又は三元触媒２を配置し
て成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関や燃焼器
等から排出される排気ガスを浄化するためのシステムに
係り、特に酸素を過剰に含むリーンバーン排気ガス中の
窒素酸化物を高効率で浄化し得る排気ガス浄化システム
に関する。
等から排出される排気ガスを浄化するためのシステムに
係り、特に酸素を過剰に含むリーンバーン排気ガス中の
窒素酸化物を高効率で浄化し得る排気ガス浄化システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車等の内燃機関から排出され
る排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素
（ＨＣ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）等を浄化する触媒と
しては、理論空燃比で働く三元触媒が用いられている。
しかし、三元触媒では、内燃機関の排気ガスが酸素過剰
の時には窒素酸化物を浄化することができない。このよ
うな内燃機関の排気ガスが酸素過剰の時に窒素酸化物を
浄化する方法として、特許掲載第２６００４２９号公報
には、排気ガスが酸素過剰の時にＮＯｘを吸収させ、吸
収させたＮＯｘを、ＮＯｘ吸収剤に流入する排気ガス中
の酸素の濃度を低下させて放出させ、浄化処理するとい
う方法が開示されている。
る排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素
（ＨＣ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）等を浄化する触媒と
しては、理論空燃比で働く三元触媒が用いられている。
しかし、三元触媒では、内燃機関の排気ガスが酸素過剰
の時には窒素酸化物を浄化することができない。このよ
うな内燃機関の排気ガスが酸素過剰の時に窒素酸化物を
浄化する方法として、特許掲載第２６００４２９号公報
には、排気ガスが酸素過剰の時にＮＯｘを吸収させ、吸
収させたＮＯｘを、ＮＯｘ吸収剤に流入する排気ガス中
の酸素の濃度を低下させて放出させ、浄化処理するとい
う方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
許掲載公報に記載されているような、排気ガスが酸素過
剰の時にＮＯｘを吸収させ、ＮＯｘ吸収剤に流入する排
気ガス中の酸素の濃度を低下させて、吸収させたＮＯｘ
を放出させて浄化処理するという方法においては、ＮＯ
ｘを脱離浄化する時に還元剤としてＨＣとＣＯを用いて
おり、ＮＯｘを十分に還元反応させるためには、ＮＯｘ
の脱離浄化時に還元剤としてＨＣとＣＯを十分に供給し
てやる必要がある。このため、ＮＯｘ以外のＨＣとＣＯ
成分が充分に浄化されずに排出されてしまい、十分なＨ
Ｃ及びＣＯ浄化性能が得られなかった。
許掲載公報に記載されているような、排気ガスが酸素過
剰の時にＮＯｘを吸収させ、ＮＯｘ吸収剤に流入する排
気ガス中の酸素の濃度を低下させて、吸収させたＮＯｘ
を放出させて浄化処理するという方法においては、ＮＯ
ｘを脱離浄化する時に還元剤としてＨＣとＣＯを用いて
おり、ＮＯｘを十分に還元反応させるためには、ＮＯｘ
の脱離浄化時に還元剤としてＨＣとＣＯを十分に供給し
てやる必要がある。このため、ＮＯｘ以外のＨＣとＣＯ
成分が充分に浄化されずに排出されてしまい、十分なＨ
Ｃ及びＣＯ浄化性能が得られなかった。
【０００４】この解決方法としては、ＮＯｘ吸蔵触媒の
後段に三元触媒を配置して浄化する方法等があるが、こ
のような触媒システムでは、ＨＣ及びＣＯを浄化する触
媒が排気流路の後段に配置されるため、触媒入口の排気
温度が低くなってしまい、十分なＨＣ及びＣＯの浄化性
能が得られないという課題があった。また、上述のよう
に吸収させたＮＯｘを放出させて浄化処理する際に、排
気ガス中のＨＣ及びＣＯ成分を増加させて酸素濃度を低
下させると、燃費向上効果が十分には得られなくなると
いう課題もある。
後段に三元触媒を配置して浄化する方法等があるが、こ
のような触媒システムでは、ＨＣ及びＣＯを浄化する触
媒が排気流路の後段に配置されるため、触媒入口の排気
温度が低くなってしまい、十分なＨＣ及びＣＯの浄化性
能が得られないという課題があった。また、上述のよう
に吸収させたＮＯｘを放出させて浄化処理する際に、排
気ガス中のＨＣ及びＣＯ成分を増加させて酸素濃度を低
下させると、燃費向上効果が十分には得られなくなると
いう課題もある。
【０００５】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、酸素過剰で運転することによる燃費向上効果を十分
に享有でき、ＨＣ及びＣＯ成分を効率良く浄化し、特に
エンジン始動直後の低温時に排出されるＨＣ及びＣＯを
効率良く浄化できる排気ガス浄化システムを提供するこ
とにある。
題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、酸素過剰で運転することによる燃費向上効果を十分
に享有でき、ＨＣ及びＣＯ成分を効率良く浄化し、特に
エンジン始動直後の低温時に排出されるＨＣ及びＣＯを
効率良く浄化できる排気ガス浄化システムを提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、ＨＣとＣＯを選択
的に浄化する酸化触媒や三元触媒を、ＮＯｘ浄化触媒の
上流側に配置することにより、上記目的が達成できるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、ＨＣとＣＯを選択
的に浄化する酸化触媒や三元触媒を、ＮＯｘ浄化触媒の
上流側に配置することにより、上記目的が達成できるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】即ち、本発明の排気ガス浄化システムは、
還元成分のうちの炭化水素と一酸化炭素を選択的に浄化
する酸化触媒及び／又は三元触媒と、還元成分を用いて
窒素酸化物を還元処理するＮＯｘ浄化触媒とを、内燃機
関又は燃焼装置の排気通路に設置して成り、上記ＮＯｘ
浄化触媒の上記排気ガス通路上流側に、上記酸化触媒及
び／又は三元触媒を配置して成ることを特徴とする。
還元成分のうちの炭化水素と一酸化炭素を選択的に浄化
する酸化触媒及び／又は三元触媒と、還元成分を用いて
窒素酸化物を還元処理するＮＯｘ浄化触媒とを、内燃機
関又は燃焼装置の排気通路に設置して成り、上記ＮＯｘ
浄化触媒の上記排気ガス通路上流側に、上記酸化触媒及
び／又は三元触媒を配置して成ることを特徴とする。
【０００８】また、本発明の排気ガス浄化システムの好
適形態は、上記内燃機関又は燃焼装置の排気ガス組成
が、空燃比が酸素過剰の状態であるいわゆるリーンの状
態、理論空燃比又は燃料過剰の状態であるいわゆるリッ
チ状態をとることを特徴とする。
適形態は、上記内燃機関又は燃焼装置の排気ガス組成
が、空燃比が酸素過剰の状態であるいわゆるリーンの状
態、理論空燃比又は燃料過剰の状態であるいわゆるリッ
チ状態をとることを特徴とする。
【０００９】更に、本発明の排気ガス浄化システムの他
の好適形態は、上記炭化水素と一酸化炭素の選択浄化率
が、それぞれ９８．５％、９０％以上であることを特徴
とする。
の好適形態は、上記炭化水素と一酸化炭素の選択浄化率
が、それぞれ９８．５％、９０％以上であることを特徴
とする。
【００１０】また、本発明の排気ガス浄化システムの更
に他の好適形態は、上記酸化触媒又は三元触媒が、白
金、パラジウム及び固体酸性を有する酸化物を含み、白
金及びパラジウムの含有量の５０％以上が、上記固体酸
性を有する酸化物と同一層に混在していることを特徴と
する。
に他の好適形態は、上記酸化触媒又は三元触媒が、白
金、パラジウム及び固体酸性を有する酸化物を含み、白
金及びパラジウムの含有量の５０％以上が、上記固体酸
性を有する酸化物と同一層に混在していることを特徴と
する。
【００１１】更にまた、本発明の排気ガス浄化システム
の他の好適形態は、上記ＮＯｘ浄化触媒は、空燃比が上
記リーン状態において窒素酸化物を還元成分と反応させ
て浄化するＮＯｘ選択還元触媒、空燃比が上記リーン状
態において窒素酸化物を一時的に吸収し理論空燃比及び
／又は上記リッチ状態で窒素酸化物を放出して還元成分
によって窒素酸化物を浄化するＮＯｘ吸蔵型三元触媒、
又は理論空燃比の近傍のリーン条件下で窒素酸化物を還
元浄化する三元触媒及びこれらの任意の組合せに係る触
媒であることを特徴とする。
の他の好適形態は、上記ＮＯｘ浄化触媒は、空燃比が上
記リーン状態において窒素酸化物を還元成分と反応させ
て浄化するＮＯｘ選択還元触媒、空燃比が上記リーン状
態において窒素酸化物を一時的に吸収し理論空燃比及び
／又は上記リッチ状態で窒素酸化物を放出して還元成分
によって窒素酸化物を浄化するＮＯｘ吸蔵型三元触媒、
又は理論空燃比の近傍のリーン条件下で窒素酸化物を還
元浄化する三元触媒及びこれらの任意の組合せに係る触
媒であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の排気ガス浄化シス
テムについて詳細に説明する。上述の如く、この排気ガ
ス浄化システムは、還元成分のうちのＨＣとＣＯを選択
的に浄化する酸化触媒及び／又は三元触媒と、還元成分
を用いてＮＯｘを還元処理するＮＯｘ浄化触媒とを用い
て構成されており、上記酸化触媒及び／又は三元触媒
は、内燃機関又は燃焼装置の排気通路の上流側に配置さ
れ、その下流側に上記ＮＯｘ浄化触媒が配置されてい
る。
テムについて詳細に説明する。上述の如く、この排気ガ
ス浄化システムは、還元成分のうちのＨＣとＣＯを選択
的に浄化する酸化触媒及び／又は三元触媒と、還元成分
を用いてＮＯｘを還元処理するＮＯｘ浄化触媒とを用い
て構成されており、上記酸化触媒及び／又は三元触媒
は、内燃機関又は燃焼装置の排気通路の上流側に配置さ
れ、その下流側に上記ＮＯｘ浄化触媒が配置されてい
る。
【００１３】ここで、前段の酸化触媒／三元触媒におけ
る触媒反応について説明する。理論空燃比近傍や燃料過
剰領域（リッチ領域）において、エンジンから排出され
る排気ガス中には、還元ガス成分としてＨＣ及びＣＯ以
外に水素（Ｈ２）とアンモニア（ＮＨ３）が含まれてい
る。そして、これらのＨ２及びＮＨ３成分も、通常に用
いられている酸化触媒や三元触媒において、次式 Ｈ２＋Ｏ２→Ｈ２Ｏ ＮＨ３＋Ｏ２→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ ＮＯ＋Ｈ２→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ などで表される反応により、ＨＣ及びＣＯなどの還元成
分と同様に浄化されてしまう。
る触媒反応について説明する。理論空燃比近傍や燃料過
剰領域（リッチ領域）において、エンジンから排出され
る排気ガス中には、還元ガス成分としてＨＣ及びＣＯ以
外に水素（Ｈ２）とアンモニア（ＮＨ３）が含まれてい
る。そして、これらのＨ２及びＮＨ３成分も、通常に用
いられている酸化触媒や三元触媒において、次式 Ｈ２＋Ｏ２→Ｈ２Ｏ ＮＨ３＋Ｏ２→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ ＮＯ＋Ｈ２→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ などで表される反応により、ＨＣ及びＣＯなどの還元成
分と同様に浄化されてしまう。
【００１４】このため、排気浄化システムとして、排気
ガス温度が低い領域から働くように、前段にＨＣ及びＣ
Ｏを浄化する酸化触媒や還元触媒を配置し、後段にＮＯ
ｘを浄化する還元触媒を配置した場合、後段の還元触媒
にはＮＯｘを還元浄化するための還元剤が供給されず、
ＮＯｘが充分に浄化されないことになる。よって、特許
掲載第２６００４２９号公報に記載されているような従
来の排気ガス浄化システムにおいては、排気通路内の後
段に配置されたＮＯｘ吸蔵触媒でＮＯｘを脱離浄化させ
るための還元成分であるＨＣ、ＣＯ、Ｈ２及びＮＨ３等
が、排気通路内の前段側の三元触媒において酸化反応し
てしまい、後段のＮＯｘ吸蔵触媒においては必要量の還
元成分が供給されないために、排気ガス中の酸素濃度を
低下させた状態でＮＯｘを脱離させてもＮＯｘ浄化性能
が充分に得ることができない。
ガス温度が低い領域から働くように、前段にＨＣ及びＣ
Ｏを浄化する酸化触媒や還元触媒を配置し、後段にＮＯ
ｘを浄化する還元触媒を配置した場合、後段の還元触媒
にはＮＯｘを還元浄化するための還元剤が供給されず、
ＮＯｘが充分に浄化されないことになる。よって、特許
掲載第２６００４２９号公報に記載されているような従
来の排気ガス浄化システムにおいては、排気通路内の後
段に配置されたＮＯｘ吸蔵触媒でＮＯｘを脱離浄化させ
るための還元成分であるＨＣ、ＣＯ、Ｈ２及びＮＨ３等
が、排気通路内の前段側の三元触媒において酸化反応し
てしまい、後段のＮＯｘ吸蔵触媒においては必要量の還
元成分が供給されないために、排気ガス中の酸素濃度を
低下させた状態でＮＯｘを脱離させてもＮＯｘ浄化性能
が充分に得ることができない。
【００１５】そこで、本発明においては、酸化触媒又は
三元触媒として、ＨＣとＣＯを選択的に浄化する触媒、
即ち還元成分のうちＨＣとＣＯは浄化するが、Ｈ２とＮ
Ｈ３は殆ど浄化しない特定の触媒を用いることにし、こ
れにより、酸素過剰雰囲気下（リーン状態）でＮＯｘ浄
化触媒に吸収させたＮＯｘを処理するために必要となる
還元成分を、後段のＮＯｘ浄化触媒に供給することにし
ている。
三元触媒として、ＨＣとＣＯを選択的に浄化する触媒、
即ち還元成分のうちＨＣとＣＯは浄化するが、Ｈ２とＮ
Ｈ３は殆ど浄化しない特定の触媒を用いることにし、こ
れにより、酸素過剰雰囲気下（リーン状態）でＮＯｘ浄
化触媒に吸収させたＮＯｘを処理するために必要となる
還元成分を、後段のＮＯｘ浄化触媒に供給することにし
ている。
【００１６】かかる酸化触媒又は三元触媒としては、次
式 ＨＣ＋Ｏ２→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２ … ２ＣＯ＋Ｏ２→２ＣＯ２ … ＨＣ＋ＮＯ→Ｈ２Ｏ＋Ｎ２＋ＣＯ２ … ＣＯ＋ＮＯ→ＣＯ２＋Ｎ２ … で表される反応を促進する触媒であり、その時のＨＣ、
ＣＯのそれぞれの選択浄化率が９８．５％、９０％以上
であれば十分であるが、具体的には、白金、パラジウム
及び固体酸性を有する酸化物を含み、白金及びパラジウ
ムの含有量の５０％以上が、固体酸性を有する酸化物と
同一の触媒層に混在している触媒を好ましく用いること
ができる。
式 ＨＣ＋Ｏ２→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２ … ２ＣＯ＋Ｏ２→２ＣＯ２ … ＨＣ＋ＮＯ→Ｈ２Ｏ＋Ｎ２＋ＣＯ２ … ＣＯ＋ＮＯ→ＣＯ２＋Ｎ２ … で表される反応を促進する触媒であり、その時のＨＣ、
ＣＯのそれぞれの選択浄化率が９８．５％、９０％以上
であれば十分であるが、具体的には、白金、パラジウム
及び固体酸性を有する酸化物を含み、白金及びパラジウ
ムの含有量の５０％以上が、固体酸性を有する酸化物と
同一の触媒層に混在している触媒を好ましく用いること
ができる。
【００１７】上記選択浄化率が、ＨＣで９８．５％未
満、ＣＯで９０％未満では、Ｏ２、ＮＯがＨＣ、ＣＯと
反応する以外に、Ｈ２、ＮＨ３とする次式の反応 ２Ｈ２＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ … ４ＮＨ３＋３Ｏ２→２Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ … ４Ｈ２＋２ＮＯ→２Ｈ２Ｏ＋Ｎ２ … ４ＮＨ３＋６ＮＯ→６Ｈ２Ｏ＋５Ｎ２ … が進み、Ｈ２、ＮＨ３が酸化反応により消費されてしま
う。また、白金及びパラジウムの混在量がこれらの含有
量の５０％未満の場合には、〜の反応よりも〜
の反応が促進されるため、還元剤成分としてのＨ２、Ｎ
Ｈ３が減少してしまう。
満、ＣＯで９０％未満では、Ｏ２、ＮＯがＨＣ、ＣＯと
反応する以外に、Ｈ２、ＮＨ３とする次式の反応 ２Ｈ２＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ … ４ＮＨ３＋３Ｏ２→２Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ … ４Ｈ２＋２ＮＯ→２Ｈ２Ｏ＋Ｎ２ … ４ＮＨ３＋６ＮＯ→６Ｈ２Ｏ＋５Ｎ２ … が進み、Ｈ２、ＮＨ３が酸化反応により消費されてしま
う。また、白金及びパラジウムの混在量がこれらの含有
量の５０％未満の場合には、〜の反応よりも〜
の反応が促進されるため、還元剤成分としてのＨ２、Ｎ
Ｈ３が減少してしまう。
【００１８】次に、後段に設置するＮＯｘ浄化触媒につ
き説明する。このＮＯｘ浄化触媒としては、還元成分に
よってＮＯｘを還元浄化できれば十分であるが、本シス
テムにおいて、この還元成分は、上述の特定酸化触媒及
び／又は三元触媒の作用により主成分がＨ２及び／又は
ＮＨ３ということになる。かかるＮＯｘ浄化触媒として
は、ＮＯｘ選択還元触媒、ＮＯｘ吸蔵型三元触媒又は所
定の三元触媒及びこれらの任意の組合せに係る触媒を挙
げることができ、ＮＯｘ選択還元触媒は、空燃比が酸素
過剰な状態（リーン状態）においてＮＯｘを還元成分と
反応させて浄化し、ＮＯｘ吸蔵型三元触媒は、空燃比が
酸素過剰な状態においてＮＯｘを一時的に吸収し理論空
燃比及び／又はリッチな状態でＮＯｘを放出して還元成
分によりＮＯｘを浄化し、所定の三元触媒は、理論空燃
比の近傍のリーン条件下でＮＯｘを還元浄化する機能を
有する。
き説明する。このＮＯｘ浄化触媒としては、還元成分に
よってＮＯｘを還元浄化できれば十分であるが、本シス
テムにおいて、この還元成分は、上述の特定酸化触媒及
び／又は三元触媒の作用により主成分がＨ２及び／又は
ＮＨ３ということになる。かかるＮＯｘ浄化触媒として
は、ＮＯｘ選択還元触媒、ＮＯｘ吸蔵型三元触媒又は所
定の三元触媒及びこれらの任意の組合せに係る触媒を挙
げることができ、ＮＯｘ選択還元触媒は、空燃比が酸素
過剰な状態（リーン状態）においてＮＯｘを還元成分と
反応させて浄化し、ＮＯｘ吸蔵型三元触媒は、空燃比が
酸素過剰な状態においてＮＯｘを一時的に吸収し理論空
燃比及び／又はリッチな状態でＮＯｘを放出して還元成
分によりＮＯｘを浄化し、所定の三元触媒は、理論空燃
比の近傍のリーン条件下でＮＯｘを還元浄化する機能を
有する。
【００１９】上記ＮＯｘ選択還元触媒としては、銅（Ｃ
ｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆ
ｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム
（Ｃｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、カルシウム
（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、又は銀（Ａｇ）及びこれ
らの混合元素、並びに白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉ
ｒ）、ロジウム（Ｒｈ）又はパラジウム（Ｐｄ）及びこ
れらの混合貴金属の少なくとも一方を含むゼオライト又
はアルミナを用いて成る触媒を挙げることができる。
ｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆ
ｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム
（Ｃｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、カルシウム
（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、又は銀（Ａｇ）及びこれ
らの混合元素、並びに白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉ
ｒ）、ロジウム（Ｒｈ）又はパラジウム（Ｐｄ）及びこ
れらの混合貴金属の少なくとも一方を含むゼオライト又
はアルミナを用いて成る触媒を挙げることができる。
【００２０】また、ＮＯｘ吸蔵型三元触媒としては、セ
シウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ナトリウム（Ｎ
ａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ランタ
ン（Ｌａ）又はカルシウム（Ｃａ）及びこれらの混合金
属元素と、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）又はロジ
ウム（Ｒｈ）及びこれらの混合貴金属元素とを含む触媒
を例示することができる。
シウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ナトリウム（Ｎ
ａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ランタ
ン（Ｌａ）又はカルシウム（Ｃａ）及びこれらの混合金
属元素と、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）又はロジ
ウム（Ｒｈ）及びこれらの混合貴金属元素とを含む触媒
を例示することができる。
【００２１】更に、上記ＮＯｘを理論空燃比の近傍のリ
ーン条件下で還元浄化する三元触媒としては、白金、パ
ラジウム又はロジウム及びこれらの混合貴金属元素と、
セリウム、ランタン、ネオジウム（Ｎｄ）又はプラセオ
ジウム（Ｐｒ）等の希土類元素及びこれら混合元素並び
にジルコニアの少なくとも一方とを含む触媒を用いるこ
とができる。
ーン条件下で還元浄化する三元触媒としては、白金、パ
ラジウム又はロジウム及びこれらの混合貴金属元素と、
セリウム、ランタン、ネオジウム（Ｎｄ）又はプラセオ
ジウム（Ｐｒ）等の希土類元素及びこれら混合元素並び
にジルコニアの少なくとも一方とを含む触媒を用いるこ
とができる。
【００２２】なお、本発明の排気ガス浄化システムにお
いて、後段に用いるＮＯｘ還元浄化触媒については、内
燃機関等におけるリーン運転の条件に応じて、ＮＯｘ選
択還元触媒、ＮＯｘ吸蔵型三元触媒及び上記所定の三元
触媒から選定することができる。
いて、後段に用いるＮＯｘ還元浄化触媒については、内
燃機関等におけるリーン運転の条件に応じて、ＮＯｘ選
択還元触媒、ＮＯｘ吸蔵型三元触媒及び上記所定の三元
触媒から選定することができる。
【００２３】また、本発明の排気ガス浄化システムにお
いては、上述した酸化触媒、三元触媒及びＮＯｘ浄化触
媒を用いる場合、一体構造型担体に担持して用いるのが
好ましい。かかる一体構造型担体としては、耐熱性材料
から成るモノリス担体が好ましく、例えばコーディライ
トなどのセラミック製のものや、フェライト系ステンレ
スなどの金属製のものが用いられる。
いては、上述した酸化触媒、三元触媒及びＮＯｘ浄化触
媒を用いる場合、一体構造型担体に担持して用いるのが
好ましい。かかる一体構造型担体としては、耐熱性材料
から成るモノリス担体が好ましく、例えばコーディライ
トなどのセラミック製のものや、フェライト系ステンレ
スなどの金属製のものが用いられる。
【００２４】なお、後段のＮＯｘ浄化触媒については、
理論空燃比時には三元触媒としての機能を有することが
好ましいため、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈ等の貴金属はその少
なくとも一部が多孔質基材に担持されることが好まし
く、なかでもアルミナに担持されることが好ましい。こ
の際に使用されるアルミナとしては、耐熱性の高いもの
が好ましく、なかでも比表面積が５０〜３００ｍ２／ｇ
程度の活性アルミナが好ましい。
理論空燃比時には三元触媒としての機能を有することが
好ましいため、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈ等の貴金属はその少
なくとも一部が多孔質基材に担持されることが好まし
く、なかでもアルミナに担持されることが好ましい。こ
の際に使用されるアルミナとしては、耐熱性の高いもの
が好ましく、なかでも比表面積が５０〜３００ｍ２／ｇ
程度の活性アルミナが好ましい。
【００２５】また、アルミナの耐熱性を向上させる目的
で、従来から三元触媒で使用されているように、セリウ
ム及びランタン等の希土類化合物やジルコニウムなどの
添加物を更に加えてもよい。更に、三元触媒としての機
能を増強するために、従来から三元触媒に用いられてい
る材料を添加してもよく、例えば酸素ストレージ機能を
持つセリアや、貴金属へのＨＣ吸着被毒を緩和するバリ
ウムや、Ｒｈの耐熱性向上に寄与するジルコニア等を加
えてもよい。
で、従来から三元触媒で使用されているように、セリウ
ム及びランタン等の希土類化合物やジルコニウムなどの
添加物を更に加えてもよい。更に、三元触媒としての機
能を増強するために、従来から三元触媒に用いられてい
る材料を添加してもよく、例えば酸素ストレージ機能を
持つセリアや、貴金属へのＨＣ吸着被毒を緩和するバリ
ウムや、Ｒｈの耐熱性向上に寄与するジルコニア等を加
えてもよい。
【００２６】なお、本発明の浄化システムにおいて、Ｎ
Ｏｘ浄化触媒の貴金属量は、ＮＯｘ吸収機能と三元機能
が十分に得られる限り、特に制限されないが、一般の三
元触媒で用いられているように、触媒１Ｌ当たり０．１
〜１０ｇの範囲であることが好ましい。
Ｏｘ浄化触媒の貴金属量は、ＮＯｘ吸収機能と三元機能
が十分に得られる限り、特に制限されないが、一般の三
元触媒で用いられているように、触媒１Ｌ当たり０．１
〜１０ｇの範囲であることが好ましい。
【００２７】本発明の排気ガス浄化システムにおいて
は、良好な排気ガス浄化を実現するに当たり、排気ガス
組成を変動させる必要があり、かかる変動によって、空
燃比を酸素過剰状態（リーン状態）、理論空燃比（スト
イキ）及び燃料過剰状態（リッチ状態）のいずれかに制
御することができる。例えば、エンジンの排気ガスから
Ｈ２を比較的多量に生成させるためには、燃料濃度を増
大する濃度変動を行う必要があるが、かかる濃度変動
は、走行条件に拘わらずに一定時間おきに実施してもよ
く、また、走行条件を考慮してＮＯｘ浄化触媒（ＮＯｘ
吸蔵型三元触媒）でのＮＯｘ吸収量が多くなっている条
件下、又はＮＯｘ浄化触媒がＮＯｘを還元浄化しやすい
条件（温度条件、排気ガス流量条件等）下のタイミング
に合わせて行うことが好ましい。
は、良好な排気ガス浄化を実現するに当たり、排気ガス
組成を変動させる必要があり、かかる変動によって、空
燃比を酸素過剰状態（リーン状態）、理論空燃比（スト
イキ）及び燃料過剰状態（リッチ状態）のいずれかに制
御することができる。例えば、エンジンの排気ガスから
Ｈ２を比較的多量に生成させるためには、燃料濃度を増
大する濃度変動を行う必要があるが、かかる濃度変動
は、走行条件に拘わらずに一定時間おきに実施してもよ
く、また、走行条件を考慮してＮＯｘ浄化触媒（ＮＯｘ
吸蔵型三元触媒）でのＮＯｘ吸収量が多くなっている条
件下、又はＮＯｘ浄化触媒がＮＯｘを還元浄化しやすい
条件（温度条件、排気ガス流量条件等）下のタイミング
に合わせて行うことが好ましい。
【００２８】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により更に
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。なお、図１に、以下の実施例で構築した
排気ガス浄化システムの構成を概略的に示す。同図にお
いて、この排気ガス浄化システムは、エンジン１の排気
系に酸化触媒／三元触媒２と、ＮＯｘ浄化触媒３を設置
して成り、酸化触媒／三元触媒２は、エンジン１の排気
ガス出口の直後に設置され、排気ガス中のＨＣとＣＯを
選択的に浄化処理し、その後段に設置されたＮＯｘ浄化
触媒３は、排気ガス中に含まれるＮＯｘを酸素過剰雰囲
気で酸化吸収し、且つ還元成分が供給された時にＮＯｘ
を還元処理により浄化する。
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。なお、図１に、以下の実施例で構築した
排気ガス浄化システムの構成を概略的に示す。同図にお
いて、この排気ガス浄化システムは、エンジン１の排気
系に酸化触媒／三元触媒２と、ＮＯｘ浄化触媒３を設置
して成り、酸化触媒／三元触媒２は、エンジン１の排気
ガス出口の直後に設置され、排気ガス中のＨＣとＣＯを
選択的に浄化処理し、その後段に設置されたＮＯｘ浄化
触媒３は、排気ガス中に含まれるＮＯｘを酸素過剰雰囲
気で酸化吸収し、且つ還元成分が供給された時にＮＯｘ
を還元処理により浄化する。
【００２９】（実施例１） ［酸化触媒／三元触媒の調製］タングステン酸アンモニ
ウム水溶液と市販のチタニアゾルを混合し、得られた沈
殿物を焼成し、ＷとＴｉを等モル量含有するＷ−Ｔｉ酸
化物粉末（粉末Ａ）を調製した。更に、粉末Ａにジニト
ロジアンミン白金水溶液と硝酸パラジウム水溶液を含浸
し、１５０℃で１２時間乾燥した後、４００℃で１時間
焼成して、Ｐｔ，Ｐｄ担持Ｗ−Ｔｉ酸化物粉末（粉末
Ｂ）を得た。この粉末Ｂの貴金属濃度は４．０重量％、
Ｐｔ／Ｐｄ＝０．２であった。同様に、活性アルミナ粉
末にジニトロジアンミン白金水溶液と硝酸パラジウム水
溶液を含浸し、１５０℃で１２時間乾燥した後、４００
℃で１時間焼成して、Ｐｔ，Ｐｄ担持活性アルミナ粉末
（粉末Ｃ）を得た。この粉末Ｃの貴金属濃度も粉末Ｂと
同様４．０重量％、Ｐｔ／Ｐｄ＝０．２とした。
ウム水溶液と市販のチタニアゾルを混合し、得られた沈
殿物を焼成し、ＷとＴｉを等モル量含有するＷ−Ｔｉ酸
化物粉末（粉末Ａ）を調製した。更に、粉末Ａにジニト
ロジアンミン白金水溶液と硝酸パラジウム水溶液を含浸
し、１５０℃で１２時間乾燥した後、４００℃で１時間
焼成して、Ｐｔ，Ｐｄ担持Ｗ−Ｔｉ酸化物粉末（粉末
Ｂ）を得た。この粉末Ｂの貴金属濃度は４．０重量％、
Ｐｔ／Ｐｄ＝０．２であった。同様に、活性アルミナ粉
末にジニトロジアンミン白金水溶液と硝酸パラジウム水
溶液を含浸し、１５０℃で１２時間乾燥した後、４００
℃で１時間焼成して、Ｐｔ，Ｐｄ担持活性アルミナ粉末
（粉末Ｃ）を得た。この粉末Ｃの貴金属濃度も粉末Ｂと
同様４．０重量％、Ｐｔ／Ｐｄ＝０．２とした。
【００３０】上記粉末Ｂ１００ｇ、粉末Ｃ１００ｇと硝
酸水溶液２００ｇを磁性ボールミルに投入し、混合・粉
砕してスラリーを得た。このスラリー液をコージェライ
ト質モノリス担体（０．１Ｌ、４００セル／平方イン
チ）に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラリーを
除去・乾燥し、５００℃で１時間焼成した。コート量重
量１００ｇ／Ｌ−担体の触媒Ａを得た。貴金属担持量は
４．０ｇ／Ｌ−担体であった。
酸水溶液２００ｇを磁性ボールミルに投入し、混合・粉
砕してスラリーを得た。このスラリー液をコージェライ
ト質モノリス担体（０．１Ｌ、４００セル／平方イン
チ）に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラリーを
除去・乾燥し、５００℃で１時間焼成した。コート量重
量１００ｇ／Ｌ−担体の触媒Ａを得た。貴金属担持量は
４．０ｇ／Ｌ−担体であった。
【００３１】［ＮＯｘ浄化触媒の調製］硝酸Ｐｄ水溶液
を活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中４００℃で
１時間焼成して、Ｐｄ担持アルミナ粉末（粉末Ｂ）を得
た。この粉末のＰｄ濃度は５．０重量％であった。硝酸
Ｒｈ水溶液を活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中
４００℃で１時間焼成して、Ｒｈ担持アルミナ粉末（粉
末Ｃ）を得た。この粉末のＲｈ濃度は３．０重量％であ
った。粉末Ｂを３４７ｇ、粉末Ｃを５８ｇ、活性アルミ
ナ粉末を４９６ｇ、水９００ｇを磁性ボールミルに投入
し、混合粉砕してスラリ液を得た。粉砕時間を１時間と
した。このスラリ液をコーディライト質モノリス担体
（１．３Ｌ、４００セル）に付着させ、空気流にてセル
内の余剰のスラリを取り除いて１３０℃で乾燥した後、
４００℃で１時間焼成し、コート層重量２００ｇ／Ｌ−
担体を得た。更に、このコートを行なった担体に酢酸バ
リウム水溶液を用いて含浸担持を行ない、１２０℃で乾
燥後４００℃で焼成を行ないＮＯｘ浄化触媒を調製し
た。
を活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中４００℃で
１時間焼成して、Ｐｄ担持アルミナ粉末（粉末Ｂ）を得
た。この粉末のＰｄ濃度は５．０重量％であった。硝酸
Ｒｈ水溶液を活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中
４００℃で１時間焼成して、Ｒｈ担持アルミナ粉末（粉
末Ｃ）を得た。この粉末のＲｈ濃度は３．０重量％であ
った。粉末Ｂを３４７ｇ、粉末Ｃを５８ｇ、活性アルミ
ナ粉末を４９６ｇ、水９００ｇを磁性ボールミルに投入
し、混合粉砕してスラリ液を得た。粉砕時間を１時間と
した。このスラリ液をコーディライト質モノリス担体
（１．３Ｌ、４００セル）に付着させ、空気流にてセル
内の余剰のスラリを取り除いて１３０℃で乾燥した後、
４００℃で１時間焼成し、コート層重量２００ｇ／Ｌ−
担体を得た。更に、このコートを行なった担体に酢酸バ
リウム水溶液を用いて含浸担持を行ない、１２０℃で乾
燥後４００℃で焼成を行ないＮＯｘ浄化触媒を調製し
た。
【００３２】［排気ガス浄化システムの構築］上述のよ
うにして得られた酸化触媒／三元触媒とＮＯｘ浄化触媒
を用い、図１に示しように、エンジン１の前段に酸化触
媒／三元触媒、後段にＮＯｘ浄化触媒を設置して、本実
施例の排気ガス浄化システムを構築した。
うにして得られた酸化触媒／三元触媒とＮＯｘ浄化触媒
を用い、図１に示しように、エンジン１の前段に酸化触
媒／三元触媒、後段にＮＯｘ浄化触媒を設置して、本実
施例の排気ガス浄化システムを構築した。
【００３３】（実施例２）酸化触媒／三元触媒について
は、実施例１と同様に調製したものを用いた。ＮＯｘ浄
化触媒については、酢酸バリウムの代わりに炭酸セシウ
ムを用いた以外は実施例１と同様の操作を繰り返し調製
した。両触媒を実施例１と同様に設置して本例の排気ガ
ス浄化システムを構築した。
は、実施例１と同様に調製したものを用いた。ＮＯｘ浄
化触媒については、酢酸バリウムの代わりに炭酸セシウ
ムを用いた以外は実施例１と同様の操作を繰り返し調製
した。両触媒を実施例１と同様に設置して本例の排気ガ
ス浄化システムを構築した。
【００３４】（実施例３）酸化触媒／三元触媒は実施例
１と同様に調製した。ＮＯｘ浄化触媒としては、いわゆ
るＮＯｘ選択還元触媒を用いた。両触媒を実施例１と同
様に設置して本例の排気ガス浄化システムを構築した。
なお、使用したＮＯｘ選択還元触媒は、下記の操作によ
って調製した。
１と同様に調製した。ＮＯｘ浄化触媒としては、いわゆ
るＮＯｘ選択還元触媒を用いた。両触媒を実施例１と同
様に設置して本例の排気ガス浄化システムを構築した。
なお、使用したＮＯｘ選択還元触媒は、下記の操作によ
って調製した。
【００３５】［ＮＯｘ選択還元触媒の調製］セリウムを
３モル％、ジルコニウムを３モル％、ランタンを２モル
％含むセリウム、ジルコニウム、ランタン担持活性アル
ミナ粉末１０００ｇに対して硝酸パラジウム溶液を用い
てパラジウム２．０重量％になるように加え、よく攪拌
した後、オーブン中１５０℃で３時間乾燥し、４００℃
で２時間空気雰囲気中で焼成を行った。このパラジウム
担持活性アルミナ１５００ｇ、セリウムを３モル％、ジ
ルコニウムを３モル％、ランタンを２モル％含むセリウ
ム、ジルコニウム、ランタン担持活性アルミナ粉末８０
０ｇ、１０重量％ＨＮＯ３硝酸４６０ｇ、水１８４０ｇ
をボールミルポットに投入し、８時間粉砕してスラリー
を得た。得られたスラリーをモノリスハニカム担体基材
（１．３Ｌ、４００セル）に塗布し乾燥した後、４００
℃で２時間、空気雰囲気中で焼成した。この時の塗布量
は、焼成後に５２ｇ／個になるようにした。
３モル％、ジルコニウムを３モル％、ランタンを２モル
％含むセリウム、ジルコニウム、ランタン担持活性アル
ミナ粉末１０００ｇに対して硝酸パラジウム溶液を用い
てパラジウム２．０重量％になるように加え、よく攪拌
した後、オーブン中１５０℃で３時間乾燥し、４００℃
で２時間空気雰囲気中で焼成を行った。このパラジウム
担持活性アルミナ１５００ｇ、セリウムを３モル％、ジ
ルコニウムを３モル％、ランタンを２モル％含むセリウ
ム、ジルコニウム、ランタン担持活性アルミナ粉末８０
０ｇ、１０重量％ＨＮＯ３硝酸４６０ｇ、水１８４０ｇ
をボールミルポットに投入し、８時間粉砕してスラリー
を得た。得られたスラリーをモノリスハニカム担体基材
（１．３Ｌ、４００セル）に塗布し乾燥した後、４００
℃で２時間、空気雰囲気中で焼成した。この時の塗布量
は、焼成後に５２ｇ／個になるようにした。
【００３６】次に、γ−アルミナを主たる成分としセリ
ウムを３モル％、ジルコニウムを３モル％、ランタンを
２モル％含むセリウム、ジルコニウム、ランタン担持活
性アルミナ粉末２０００ｇ、１０重量％硝酸４００ｇ、
水１６００ｇをボールミルポットに投入し、８時間粉砕
して得たスラリーを焼成後の塗布量５２ｇ／個になるよ
うに塗布し乾燥した後、４００℃で２時間、空気雰囲気
中で焼成した。更に、０．２モル／Ｌの硝酸銅又は酢酸
銅溶液を５．２ｋｇとゼオライト粉末２ｋｇを混合し、
攪拌した後、濾過を行った。これを３回繰り返した後、
乾燥、焼成を行い、Ｃｕをイオン交換したゼオライト粉
末を調製した。このＣｕをイオン交換したゼオライト粉
末１８９０ｇ、シリカゾル（固形分２０％）１１５０ｇ
及び水１１００ｇを磁性ボールミルに投入し、粉砕して
得たスラリーを上記担体に焼成後に塗布量３２５ｇ／個
になるように塗布し乾燥した後、４００℃で２時間空気
中で焼成し、触媒を調製した。
ウムを３モル％、ジルコニウムを３モル％、ランタンを
２モル％含むセリウム、ジルコニウム、ランタン担持活
性アルミナ粉末２０００ｇ、１０重量％硝酸４００ｇ、
水１６００ｇをボールミルポットに投入し、８時間粉砕
して得たスラリーを焼成後の塗布量５２ｇ／個になるよ
うに塗布し乾燥した後、４００℃で２時間、空気雰囲気
中で焼成した。更に、０．２モル／Ｌの硝酸銅又は酢酸
銅溶液を５．２ｋｇとゼオライト粉末２ｋｇを混合し、
攪拌した後、濾過を行った。これを３回繰り返した後、
乾燥、焼成を行い、Ｃｕをイオン交換したゼオライト粉
末を調製した。このＣｕをイオン交換したゼオライト粉
末１８９０ｇ、シリカゾル（固形分２０％）１１５０ｇ
及び水１１００ｇを磁性ボールミルに投入し、粉砕して
得たスラリーを上記担体に焼成後に塗布量３２５ｇ／個
になるように塗布し乾燥した後、４００℃で２時間空気
中で焼成し、触媒を調製した。
【００３７】（実施例４）酸化触媒／三元触媒は実施例
１と同様に調製した。ＮＯｘ浄化触媒としては、特定の
三元触媒を用いた。両触媒を実施例１と同様に設置して
本例の排気ガス浄化システムを構築した。なお、使用し
た三元触媒は、下記の操作によって調製した。
１と同様に調製した。ＮＯｘ浄化触媒としては、特定の
三元触媒を用いた。両触媒を実施例１と同様に設置して
本例の排気ガス浄化システムを構築した。なお、使用し
た三元触媒は、下記の操作によって調製した。
【００３８】［特定三元触媒の調製］まず、γ−アルミ
ナを主たる成分とする活性アルミナに硝酸セリウム溶液
と硝酸バリウム溶液を含浸し、乾燥した後５００℃で１
時間焼成した。このときのセリウム担持濃度は７重量
％、バリウム濃度は５重量％とした。こうして得られた
粉末に硝酸パラジウム水溶液を含浸し、乾燥した後４０
０℃で１時間焼成して、Ｐｄ担持活性アルミナ粉末を得
た。Ｐｄの担持濃度は１．００重量％であった。この粉
末７００ｇ、酸化セリウム粉末３００ｇ、アルミナゾル
１０００ｇをボールミルで混合、粉砕して得られたスラ
リーをモノリス担体基材（１．３Ｌ、４００セル）に付
着させ焼成（４００℃、１時間）した。このときの付着
量は２００ｇ／Ｌに設定した。このようにして三元触媒
を得た。この三元触媒におけるＰｄ量は１．８ｇ／個に
なっていた。
ナを主たる成分とする活性アルミナに硝酸セリウム溶液
と硝酸バリウム溶液を含浸し、乾燥した後５００℃で１
時間焼成した。このときのセリウム担持濃度は７重量
％、バリウム濃度は５重量％とした。こうして得られた
粉末に硝酸パラジウム水溶液を含浸し、乾燥した後４０
０℃で１時間焼成して、Ｐｄ担持活性アルミナ粉末を得
た。Ｐｄの担持濃度は１．００重量％であった。この粉
末７００ｇ、酸化セリウム粉末３００ｇ、アルミナゾル
１０００ｇをボールミルで混合、粉砕して得られたスラ
リーをモノリス担体基材（１．３Ｌ、４００セル）に付
着させ焼成（４００℃、１時間）した。このときの付着
量は２００ｇ／Ｌに設定した。このようにして三元触媒
を得た。この三元触媒におけるＰｄ量は１．８ｇ／個に
なっていた。
【００３９】（実施例５）酸化触媒／三元触媒は実施例
１と同様に調整した。ＮＯｘ浄化触媒としては、実施例
１で調製したＮＯｘ浄化触媒を同一の触媒コンバータに
２個、縦列配置した。両触媒を実施例１と同様に設置し
て本例の排気ガス浄化システムを構築した。なお、使用
した通常のマニ三元触媒は、下記の操作によって調製し
た。
１と同様に調整した。ＮＯｘ浄化触媒としては、実施例
１で調製したＮＯｘ浄化触媒を同一の触媒コンバータに
２個、縦列配置した。両触媒を実施例１と同様に設置し
て本例の排気ガス浄化システムを構築した。なお、使用
した通常のマニ三元触媒は、下記の操作によって調製し
た。
【００４０】［通常のマニ三元触媒の調製］硝酸Ｐｄ水
溶液を活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中４００
℃で１時間焼成して、Ｐｄ担持アルミナ粉末（粉末１）
を得た。この粉末のＰｄ濃度は１７．０重量％であっ
た。硝酸Ｒｈ水溶液をセリウム、ジルコニウムを添加し
た活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中４００℃で
１時間焼成して、Ｒｈ担持アルミナ粉末（粉末２）を得
た。この粉末のＲｈ濃度は３．０重量％であった。
溶液を活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中４００
℃で１時間焼成して、Ｐｄ担持アルミナ粉末（粉末１）
を得た。この粉末のＰｄ濃度は１７．０重量％であっ
た。硝酸Ｒｈ水溶液をセリウム、ジルコニウムを添加し
た活性アルミナ粉末に含浸し、乾燥後空気中４００℃で
１時間焼成して、Ｒｈ担持アルミナ粉末（粉末２）を得
た。この粉末のＲｈ濃度は３．０重量％であった。
【００４１】粉末１を１９０．７ｇ、粉末２を５４．０
ｇ、酸化セリウム粉末を４９ｇ、活性アルミナ粉末を５
０６．３ｇアルミナゾルを１０００ｇを磁性ボールミル
に投入し、１時間混合粉砕してスラリ液を得た。このス
ラリ液をコーディライト質モノリス担体（１．３Ｌ、４
００セル）に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラ
リを取り除いて１３０℃で乾燥した後、４００℃で１時
間焼成し、コート層重量１４０ｇ／Ｌ−担体を得た。更
に、このコートを行なった担体に酢酸バリウム水溶液を
用いて含浸担持を行ない、１２０℃で乾燥後４００℃で
焼成を行ない触媒を調製した。この時の貴金属量として
は、パラジウム／ロジウムの比が２０／１としてトータ
ルの貴金属量が７ｇ／Ｌになるようにした。
ｇ、酸化セリウム粉末を４９ｇ、活性アルミナ粉末を５
０６．３ｇアルミナゾルを１０００ｇを磁性ボールミル
に投入し、１時間混合粉砕してスラリ液を得た。このス
ラリ液をコーディライト質モノリス担体（１．３Ｌ、４
００セル）に付着させ、空気流にてセル内の余剰のスラ
リを取り除いて１３０℃で乾燥した後、４００℃で１時
間焼成し、コート層重量１４０ｇ／Ｌ−担体を得た。更
に、このコートを行なった担体に酢酸バリウム水溶液を
用いて含浸担持を行ない、１２０℃で乾燥後４００℃で
焼成を行ない触媒を調製した。この時の貴金属量として
は、パラジウム／ロジウムの比が２０／１としてトータ
ルの貴金属量が７ｇ／Ｌになるようにした。
【００４２】（比較例）前段に上述した通常のマニ三元
触媒を配置し、後段には以下のようにして得られたＮＯ
ｘ浄化触媒を配置し、本例の排気ガス浄化システムを構
築した。
触媒を配置し、後段には以下のようにして得られたＮＯ
ｘ浄化触媒を配置し、本例の排気ガス浄化システムを構
築した。
【００４３】硝酸Ｐｄ水溶液を活性アルミナ粉末に含浸
し、乾燥後空気中４００℃で１時間焼成して、Ｐｄ担持
アルミナ粉末（粉末１）を得た。この粉末のＰｄ濃度は
１７．０重量％であった。硝酸Ｒｈ水溶液をセリウム、
ジルコニウムを添加した活性アルミナ粉末に含浸し、乾
燥後空気中４００℃で１時間焼成して、Ｒｈ担持アルミ
ナ粉末（粉末２）を得た。この粉末のＲｈ濃度は３．０
重量％であった。
し、乾燥後空気中４００℃で１時間焼成して、Ｐｄ担持
アルミナ粉末（粉末１）を得た。この粉末のＰｄ濃度は
１７．０重量％であった。硝酸Ｒｈ水溶液をセリウム、
ジルコニウムを添加した活性アルミナ粉末に含浸し、乾
燥後空気中４００℃で１時間焼成して、Ｒｈ担持アルミ
ナ粉末（粉末２）を得た。この粉末のＲｈ濃度は３．０
重量％であった。
【００４４】実施例１で用いた粉末１を１９０．７ｇ、
粉末２を５４．０ｇ、酸化セリウム粉末を４９ｇ、活性
アルミナ粉末を５０６．３ｇアルミナゾルを１０００ｇ
を磁性ボールミルに投入し、１時間混合粉砕してスラリ
液を得た。このスラリ液をコーディライト質モノリス担
体（１．３Ｌ、４００セル）に付着させ、空気流にてセ
ル内の余剰のスラリを取り除いて１３０℃で乾燥した
後、４００℃で１時間焼成し、コート層重量１４０ｇ／
Ｌ−担体を得た。更に、このコートを行なった担体に酢
酸バリウム水溶液を用いて含浸担持を行ない、１２０℃
で乾燥後４００℃で焼成を行ない触媒を調製した。この
時の貴金属量としては、パラジウム／ロジウムの比が２
０／１としてトータルの貴金属量が７ｇ／Ｌになるよう
にし、ＮＯｘ浄化触媒を得た。
粉末２を５４．０ｇ、酸化セリウム粉末を４９ｇ、活性
アルミナ粉末を５０６．３ｇアルミナゾルを１０００ｇ
を磁性ボールミルに投入し、１時間混合粉砕してスラリ
液を得た。このスラリ液をコーディライト質モノリス担
体（１．３Ｌ、４００セル）に付着させ、空気流にてセ
ル内の余剰のスラリを取り除いて１３０℃で乾燥した
後、４００℃で１時間焼成し、コート層重量１４０ｇ／
Ｌ−担体を得た。更に、このコートを行なった担体に酢
酸バリウム水溶液を用いて含浸担持を行ない、１２０℃
で乾燥後４００℃で焼成を行ない触媒を調製した。この
時の貴金属量としては、パラジウム／ロジウムの比が２
０／１としてトータルの貴金属量が７ｇ／Ｌになるよう
にし、ＮＯｘ浄化触媒を得た。
【００４５】＜性能評価＞上記各例の排気ガス浄化シス
テムを、排気量１．８Ｌの直噴ガソリンエンジンを搭載
した乗用車に適用し、排気ガス浄化の性能評価を行なっ
た。得られた結果を表１に示す。
テムを、排気量１．８Ｌの直噴ガソリンエンジンを搭載
した乗用車に適用し、排気ガス浄化の性能評価を行なっ
た。得られた結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、ＨＣとＣＯを選択的に浄化する酸化触媒や三元触媒
を、ＮＯｘ浄化触媒の上流側に配置することとしたた
め、酸素過剰で運転することによる燃費向上効果を十分
に享有でき、ＨＣ及びＣＯ成分を効率良く浄化し、特に
エンジン始動直後の低温時に排出されるＨＣ及びＣＯを
効率良く浄化できる排気ガス浄化システムを提供するこ
とができる。即ち、本発明の排気ガス浄化システムを用
いると、酸素過剰雰囲気下の幅広いＡ／Ｆ領域で高いＮ
Ｏｘ浄化処理が行なえ、燃費性能を向上できるのみなら
ず、ＨＣ及びＣＯ浄化性能とＮＯｘ浄化性能を高い転化
率で両立することができる。
ば、ＨＣとＣＯを選択的に浄化する酸化触媒や三元触媒
を、ＮＯｘ浄化触媒の上流側に配置することとしたた
め、酸素過剰で運転することによる燃費向上効果を十分
に享有でき、ＨＣ及びＣＯ成分を効率良く浄化し、特に
エンジン始動直後の低温時に排出されるＨＣ及びＣＯを
効率良く浄化できる排気ガス浄化システムを提供するこ
とができる。即ち、本発明の排気ガス浄化システムを用
いると、酸素過剰雰囲気下の幅広いＡ／Ｆ領域で高いＮ
Ｏｘ浄化処理が行なえ、燃費性能を向上できるのみなら
ず、ＨＣ及びＣＯ浄化性能とＮＯｘ浄化性能を高い転化
率で両立することができる。
【図１】本発明の排気ガス浄化システムの一実施例を示
すシステム構成図である。
すシステム構成図である。
１ エンジン ２ 酸化触媒／三元触媒 ３ ＮＯｘ浄化触媒
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ａ 3/10 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２Ｈ 3/24 １０４Ａ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ Ｂ０１Ｊ 23/56 ３０１Ａ 23/64 １０３Ａ Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA13 AA17 AA28 AB02 AB03 AB05 AB06 BA03 BA14 BA15 BA19 BA39 CB02 DA01 DA02 DB10 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FB10 FB11 FB12 FC07 GA06 GB01W GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB09W GB09X GB10W GB10X GB17X HA03 HA08 HA10 3G301 HA01 HA06 HA15 HA18 JA25 JA26 KA02 LA01 MA01 MA11 NA08 ND01 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 4D048 AA06 AA13 AA18 AB01 AB02 AB05 BA01Y BA02Y BA03X BA07X BA08X BA11X BA14Y BA15X BA16Y BA17Y BA18X BA19X BA30X BA31X BA33X BA34Y BA35X BA36Y BA37Y BA38Y BA41X BB02 CA01 CC32 CC38 CC47 EA04 4G069 BA01A BA01B BA04A BA04B BA07A BA07B BA45A BB04A BB06A BB06B BC02A BC03A BC06A BC06B BC09A BC10A BC13A BC13B BC17A BC31A BC31B BC32A BC35A BC38A BC42A BC42B BC43A BC43B BC50A BC50B BC51A BC51B BC60A BC66A BC67A BC68A BC71A BC71B BC72A BC72B BC74A BC75A BC75B CA03 CA07 CA08 CA09 CA13 CA14 CA15 DA06 EA19
Claims (8)
- 【請求項１】 還元成分のうちの炭化水素と一酸化炭素
を選択的に浄化する酸化触媒及び／又は三元触媒と、還
元成分を用いて窒素酸化物を還元処理するＮＯｘ浄化触
媒とを、内燃機関又は燃焼装置の排気通路に設置して成
り、 上記ＮＯｘ浄化触媒の上記排気ガス通路上流側に、上記
酸化触媒及び／又は三元触媒を配置して成ることを特徴
とする排気ガス浄化システム。 - 【請求項２】 上記内燃機関又は燃焼装置の排気ガス組
成が、空燃比が酸素過剰の状態であるいわゆるリーンの
状態、理論空燃比又は燃料過剰の状態であるいわゆるリ
ッチ状態をとることを特徴とする請求項１記載の排気ガ
ス浄化システム。 - 【請求項３】 上記炭化水素と一酸化炭素の選択浄化率
が、それぞれ９８．５％、９０％以上であることを特徴
とする請求項１又は２記載の排気ガス浄化システム。 - 【請求項４】 上記酸化触媒又は三元触媒が、白金、パ
ラジウム及び固体酸性を有する酸化物を含み、白金及び
パラジウムの含有量の５０％以上が、上記固体酸性を有
する酸化物と同一層に混在していることを特徴とする請
求項１〜３のいずれか１つの項に記載の排気ガス浄化シ
ステム。 - 【請求項５】 上記ＮＯｘ浄化触媒は、空燃比が上記リ
ーン状態において窒素酸化物を還元成分と反応させて浄
化するＮＯｘ選択還元触媒、空燃比が上記リーン状態に
おいて窒素酸化物を一時的に吸収し理論空燃比及び／又
は上記リッチ状態で窒素酸化物を放出して還元成分によ
って窒素酸化物を浄化するＮＯｘ吸蔵型三元触媒、又は
理論空燃比の近傍のリーン条件下で窒素酸化物を還元浄
化する三元触媒及びこれらの任意の組合せに係る触媒で
あることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項
に記載の排気ガス浄化システム。 - 【請求項６】 上記ＮＯｘ選択還元触媒が、銅、コバル
ト、ニッケル、鉄、ガリウム、ランタン、セリウム、亜
鉛、チタン、カルシウム、バリウム及び銀から成る群よ
り選ばれた少なくとも１種の元素、及び／又は白金、イ
リジウム、ロジウム及びパラジウムから成る群より選ば
れた少なくとも１種の貴金属を含むゼオライト若しくは
アルミナを含有することを特徴とする請求項５記載の排
気ガス浄化システム。 - 【請求項７】 上記ＮＯｘ吸蔵型三元触媒が、セシウ
ム、バリウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、
ランタン及びカルシウムから成る群より選ばれた少なく
とも１種の金属元素と、白金、パラジウム及びロジウム
から成る群より選ばれた少なくとも１種の貴金属元素と
を含むことを特徴とする請求項５又は６記載の排気ガス
浄化システム。 - 【請求項８】 上記窒素酸化物を還元浄化する三元触媒
が、白金、パラジウム及びロジウムから成る群より選ば
れた少なくとも１種の貴金属元素と、セリウム、ランタ
ン、ネオジウム及びプラセオジウムから成る群より選ば
れた少なくとも１種の希土類元素及び／又はジルコニア
とを含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つ
の項に記載の排気ガス浄化システム。
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