JP2001232199A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
排ガス浄化用触媒Info
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- JP2001232199A JP2001232199A JP2000047460A JP2000047460A JP2001232199A JP 2001232199 A JP2001232199 A JP 2001232199A JP 2000047460 A JP2000047460 A JP 2000047460A JP 2000047460 A JP2000047460 A JP 2000047460A JP 2001232199 A JP2001232199 A JP 2001232199A
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- Japan
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- catalyst
- carrier
- osc
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Al−Ce−Zr複合酸化物を担体とする触媒を改良
し、耐久後の OSCの低下をさらに抑制する。 【解決手段】Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物からなり、原子
比でCe／Zr＝３／１〜１／３、Al／（Ce＋Zr）＝２〜1
0、Ce／Pr＝３／１〜20／１の範囲にある担体に触媒金
属を担持する。Prをさらに含有する担体を用いることに
より耐熱性が格段に向上し、耐久後のOSCの低下をさら
に抑制することができる。
し、耐久後の OSCの低下をさらに抑制する。 【解決手段】Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物からなり、原子
比でCe／Zr＝３／１〜１／３、Al／（Ce＋Zr）＝２〜1
0、Ce／Pr＝３／１〜20／１の範囲にある担体に触媒金
属を担持する。Prをさらに含有する担体を用いることに
より耐熱性が格段に向上し、耐久後のOSCの低下をさら
に抑制することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車の排気系など
に配置されて排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒に関
し、詳しくは排ガス中の酸素濃度の変動に関わらず安定
した浄化活性を有する排ガス浄化用触媒に関する。
に配置されて排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒に関
し、詳しくは排ガス中の酸素濃度の変動に関わらず安定
した浄化活性を有する排ガス浄化用触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】排ガス浄化用触媒（三元触媒）は、例え
ばコージェライト等の耐熱性セラミックスからなる担体
基材と、この担体基材上に形成された活性アルミナ等か
らなる触媒担持層と、この触媒担持層に担持されたPt等
の触媒金属と、から構成されている。この三元触媒は、
内燃機関の排ガス中の炭化水素（HC）及び一酸化炭素
（CO）を酸化浄化し、窒素酸化物（NOx ）を還元浄化す
る。
ばコージェライト等の耐熱性セラミックスからなる担体
基材と、この担体基材上に形成された活性アルミナ等か
らなる触媒担持層と、この触媒担持層に担持されたPt等
の触媒金属と、から構成されている。この三元触媒は、
内燃機関の排ガス中の炭化水素（HC）及び一酸化炭素
（CO）を酸化浄化し、窒素酸化物（NOx ）を還元浄化す
る。
【０００３】ところが、運転条件などによって排ガス中
の酸素濃度が大きく変動するため、三元触媒においては
酸化と還元の浄化活性が不安定となる場合がある。そこ
で触媒担持層にセリア（CeO2）を添加することが行われ
ている。セリアは酸化雰囲気下で酸素を貯蔵し、還元雰
囲気下で酸素を放出する酸素ストレージ能（以下 OSCと
いう）をもち、これにより排ガス中の酸素濃度が変動し
ても安定した浄化活性が得られる。
の酸素濃度が大きく変動するため、三元触媒においては
酸化と還元の浄化活性が不安定となる場合がある。そこ
で触媒担持層にセリア（CeO2）を添加することが行われ
ている。セリアは酸化雰囲気下で酸素を貯蔵し、還元雰
囲気下で酸素を放出する酸素ストレージ能（以下 OSCと
いう）をもち、これにより排ガス中の酸素濃度が変動し
ても安定した浄化活性が得られる。
【０００４】また、触媒金属とセリアとを含む三元触媒
は、 800℃以上の高温下で使用されると、セリアの結晶
成長により、 OSCが低下しやすいと言われている。そこ
でセリアの結晶成長を抑制して高い OSCを維持するた
め、セリアにジルコニア（ZrO2）を添加する手段も開発
されている（特開昭63−116741号公報、特開平３−1313
43号公報）。また特開昭63−116741号公報には、セリア
とジルコニアとを少なくとも一部で複合酸化物又は固溶
体とすることが開示されている。このようにジルコニア
を添加することで耐熱性が向上し、耐久後の OSCが向上
する。
は、 800℃以上の高温下で使用されると、セリアの結晶
成長により、 OSCが低下しやすいと言われている。そこ
でセリアの結晶成長を抑制して高い OSCを維持するた
め、セリアにジルコニア（ZrO2）を添加する手段も開発
されている（特開昭63−116741号公報、特開平３−1313
43号公報）。また特開昭63−116741号公報には、セリア
とジルコニアとを少なくとも一部で複合酸化物又は固溶
体とすることが開示されている。このようにジルコニア
を添加することで耐熱性が向上し、耐久後の OSCが向上
する。
【０００５】また特開平８−215569号公報には、金属ア
ルコキシドから調製されたCe−Zr複合酸化物を用いる技
術が開示されている。金属アルコキシドからゾル−ゲル
法により調製されたCe−Zr複合酸化物は、硝酸塩から調
製されたCe−Zr複合酸化物に比べ、CeとZrとが原子又は
分子レベルで複合化されて固溶体となるため、耐熱性が
向上し初期から耐久後まで高い OSCが確保される。
ルコキシドから調製されたCe−Zr複合酸化物を用いる技
術が開示されている。金属アルコキシドからゾル−ゲル
法により調製されたCe−Zr複合酸化物は、硝酸塩から調
製されたCe−Zr複合酸化物に比べ、CeとZrとが原子又は
分子レベルで複合化されて固溶体となるため、耐熱性が
向上し初期から耐久後まで高い OSCが確保される。
【０００６】そして特開平10−202102号公報には、Al−
Ce−Zr複合酸化物を担体とした排ガス浄化用触媒が開示
されている。この排ガス浄化用触媒によれば、 Al2O3内
にCeとZrが高分散に配置されているため、Ceの OSCを最
大限に引き出すことができる。また、CeとZrが Al2O3に
固溶しているので Al2O3の耐熱性が向上し、複合酸化物
全体の耐熱性が向上する。
Ce−Zr複合酸化物を担体とした排ガス浄化用触媒が開示
されている。この排ガス浄化用触媒によれば、 Al2O3内
にCeとZrが高分散に配置されているため、Ceの OSCを最
大限に引き出すことができる。また、CeとZrが Al2O3に
固溶しているので Al2O3の耐熱性が向上し、複合酸化物
全体の耐熱性が向上する。
【０００７】そして特開平10−202102号公報に開示され
た排ガス浄化用触媒では、AlとCe及びZrが原子又は分子
レベルで均一に混合されて小さな一次粒子を構成し、各
粒子がほとんど全体で複合酸化物又は固溶体となってい
る。このため、この排ガス浄化用触媒は、使用初期から
高温度での耐久後まで、安定した OSCを維持する。
た排ガス浄化用触媒では、AlとCe及びZrが原子又は分子
レベルで均一に混合されて小さな一次粒子を構成し、各
粒子がほとんど全体で複合酸化物又は固溶体となってい
る。このため、この排ガス浄化用触媒は、使用初期から
高温度での耐久後まで、安定した OSCを維持する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年のエン
ジン性能の向上と高速走行の増加に伴い、排ガス温度が
著しく上昇している。そのため、使用時の排ガス浄化用
触媒の温度も従来に比べてさらに上昇し、耐熱性のさら
なる向上が求められている。
ジン性能の向上と高速走行の増加に伴い、排ガス温度が
著しく上昇している。そのため、使用時の排ガス浄化用
触媒の温度も従来に比べてさらに上昇し、耐熱性のさら
なる向上が求められている。
【０００９】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10−202102号公報に開示された排ガ
ス浄化用触媒をさらに改良して、セリアを含む担体の耐
久後の OSCの低下をさらに抑制することを目的とする。
ものであり、特開平10−202102号公報に開示された排ガ
ス浄化用触媒をさらに改良して、セリアを含む担体の耐
久後の OSCの低下をさらに抑制することを目的とする。
【００１０】
【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、担体と担体に担持され
た触媒金属とからなる排ガス浄化用触媒において、担体
はAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物からなり、複合酸化物の金
属組成は原子比でCe／Zr＝３／１〜１／３、Al／（Ce＋
Zr）＝２〜10、Ce／Pr＝３／１〜20／１の範囲にあるこ
とにある。
明の排ガス浄化用触媒の特徴は、担体と担体に担持され
た触媒金属とからなる排ガス浄化用触媒において、担体
はAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物からなり、複合酸化物の金
属組成は原子比でCe／Zr＝３／１〜１／３、Al／（Ce＋
Zr）＝２〜10、Ce／Pr＝３／１〜20／１の範囲にあるこ
とにある。
【００１１】上記排ガス浄化用触媒において、複合酸化
物はアルコキシド法又は共沈法によって調製されたもの
を用いることが望ましい。
物はアルコキシド法又は共沈法によって調製されたもの
を用いることが望ましい。
【００１２】また担体には、少なくともセリア−ジルコ
ニア固溶体を含むことが望ましい。
ニア固溶体を含むことが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の排ガス浄化用触媒では、
特開平10−202102号公報に開示されたAl−Ce−Zr複合酸
化物にさらにPrを加えた、Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物か
らなる担体を用いている。Prをさらに含む担体を用いる
ことにより、Al−Ce−Zr複合酸化物を担体とした排ガス
浄化用触媒に比べて耐熱性が格段に向上し、耐久後の O
SCの低下をさらに抑制することができる。
特開平10−202102号公報に開示されたAl−Ce−Zr複合酸
化物にさらにPrを加えた、Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物か
らなる担体を用いている。Prをさらに含む担体を用いる
ことにより、Al−Ce−Zr複合酸化物を担体とした排ガス
浄化用触媒に比べて耐熱性が格段に向上し、耐久後の O
SCの低下をさらに抑制することができる。
【００１４】このように耐熱性が向上する理由は不明で
あるが、固溶体中のCe原子どうしの間にCeと同じランタ
ノイド元素であるPr原子が存在し、これによって高温時
のCe原子どうしの凝集が抑制されるためであろうと推定
されている。
あるが、固溶体中のCe原子どうしの間にCeと同じランタ
ノイド元素であるPr原子が存在し、これによって高温時
のCe原子どうしの凝集が抑制されるためであろうと推定
されている。
【００１５】Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物からなる担体
は、少なくともCeO2−ZrO2固溶体を含んでいることが望
ましい。CeO2−ZrO2固溶体を含むことにより、複合酸化
物の相分離が生じにくくなるため高温の酸化雰囲気にお
ける耐久性が一層向上する。このCeO2−ZrO2固溶体は、
原子比で 0.3≦Zr／（Ce＋Zr）≦ 0.8の範囲が好まし
く、 0.4≦Zr／（Ce＋Zr）≦ 0.6の範囲が特に好まし
い。Zrの含有率が30モル％以下になると、固溶体の結晶
中でZrの骨格を形成する作用が弱まり、酸素の脱離によ
り蛍石構造の立方晶を維持することが困難となるため、
酸素が脱離できなくなり OSCが低下する。
は、少なくともCeO2−ZrO2固溶体を含んでいることが望
ましい。CeO2−ZrO2固溶体を含むことにより、複合酸化
物の相分離が生じにくくなるため高温の酸化雰囲気にお
ける耐久性が一層向上する。このCeO2−ZrO2固溶体は、
原子比で 0.3≦Zr／（Ce＋Zr）≦ 0.8の範囲が好まし
く、 0.4≦Zr／（Ce＋Zr）≦ 0.6の範囲が特に好まし
い。Zrの含有率が30モル％以下になると、固溶体の結晶
中でZrの骨格を形成する作用が弱まり、酸素の脱離によ
り蛍石構造の立方晶を維持することが困難となるため、
酸素が脱離できなくなり OSCが低下する。
【００１６】また本発明におけるAl−Ce−Zr−Pr複合酸
化物の金属組成は、原子比でCe／Zr＝３／１〜１／３、
Al／（Ce＋Zr）＝２〜10、Ce／Pr＝３／１〜20／１の範
囲にある。
化物の金属組成は、原子比でCe／Zr＝３／１〜１／３、
Al／（Ce＋Zr）＝２〜10、Ce／Pr＝３／１〜20／１の範
囲にある。
【００１７】酸素の吸蔵・放出能はCeの３価と４価の価
数変化によるため、Ce／Zrが１／３より小さいとCeの絶
対量が不足することにより OSCの絶対量に不足し、劣化
も生じやすい。またCe／Zrが３／１より大きくなると、
ZrによるCeの安定化作用が不足して耐久後の OSCの低下
を抑制する効果が得られない。
数変化によるため、Ce／Zrが１／３より小さいとCeの絶
対量が不足することにより OSCの絶対量に不足し、劣化
も生じやすい。またCe／Zrが３／１より大きくなると、
ZrによるCeの安定化作用が不足して耐久後の OSCの低下
を抑制する効果が得られない。
【００１８】またAl／（Ce＋Zr）が２より小さいと、Al
の絶対量が不足するため耐久後の比表面積の確保が困難
となり、担持された触媒金属の粒成長による活性の低下
が大きくなる。またAl／（Ce＋Zr）が10を超えると、Ce
の絶対量が不足するため OSCの絶対量が不足し活性が低
下する。
の絶対量が不足するため耐久後の比表面積の確保が困難
となり、担持された触媒金属の粒成長による活性の低下
が大きくなる。またAl／（Ce＋Zr）が10を超えると、Ce
の絶対量が不足するため OSCの絶対量が不足し活性が低
下する。
【００１９】そしてCe／Prが３より小さいとCeの絶対量
が不足するため OSCの絶対量が不足し、20より大きくな
るとPrの絶対量が不足するため耐久性が低下してしま
う。
が不足するため OSCの絶対量が不足し、20より大きくな
るとPrの絶対量が不足するため耐久性が低下してしま
う。
【００２０】Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物は、微細な一次
粒子から構成されていることが望ましい。その粒径は微
細であればあるほど好ましいが、一次粒子径が 100Å以
下、かつ BET比表面積が30m2 ／ｇ以上であることが好
ましい。一次粒子径が 100Åを超え、かつ BET比表面積
が30m2 ／ｇ未満であると、高温時における複合酸化物
の粒成長が著しくなって OSCの絶対量が低下する。その
ため、酸素過剰のリーン雰囲気に曝される時間が長くな
り触媒金属の粒成長などによって活性の低下が生じるの
で好ましくない。
粒子から構成されていることが望ましい。その粒径は微
細であればあるほど好ましいが、一次粒子径が 100Å以
下、かつ BET比表面積が30m2 ／ｇ以上であることが好
ましい。一次粒子径が 100Åを超え、かつ BET比表面積
が30m2 ／ｇ未満であると、高温時における複合酸化物
の粒成長が著しくなって OSCの絶対量が低下する。その
ため、酸素過剰のリーン雰囲気に曝される時間が長くな
り触媒金属の粒成長などによって活性の低下が生じるの
で好ましくない。
【００２１】Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物は、予め 500℃
以上で熱処理することも好ましい。これにより耐久後の
OSCの低下を一層抑制することができる。熱処理の温度
の下限を 500℃と定めたのは、 500℃未満では、耐久後
の結晶成長による OSCの低下を抑制する効果が少なく、
例えば 400℃程度であれば熱処理に長時間を要するから
である。一方、熱処理の温度の上限は1200℃であること
が好ましい。1200℃を超えると粒成長が著しく、 OSCの
絶対量が低下してしまう。
以上で熱処理することも好ましい。これにより耐久後の
OSCの低下を一層抑制することができる。熱処理の温度
の下限を 500℃と定めたのは、 500℃未満では、耐久後
の結晶成長による OSCの低下を抑制する効果が少なく、
例えば 400℃程度であれば熱処理に長時間を要するから
である。一方、熱処理の温度の上限は1200℃であること
が好ましい。1200℃を超えると粒成長が著しく、 OSCの
絶対量が低下してしまう。
【００２２】Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物には、さらにL
a、Ba、Feなどの金属を添加又は複合化若しくは固溶化
することもできる。これらの金属は、単独酸化物として
Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物に添加混合してもよいし、溶
液としてAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物の調製時に添加して
複合酸化物の一成分とすることもできる。
a、Ba、Feなどの金属を添加又は複合化若しくは固溶化
することもできる。これらの金属は、単独酸化物として
Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物に添加混合してもよいし、溶
液としてAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物の調製時に添加して
複合酸化物の一成分とすることもできる。
【００２３】Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物は、アルコキシ
ド法あるいは共沈法によって調製することが望ましい。
アルコキシド法あるいは共沈法で調製することにより、
均一で微細な一次粒子からなる複合酸化物を調製するこ
とができ、かつCeO2−ZrO2固溶体を含む複合酸化物を容
易に調製することができる。
ド法あるいは共沈法によって調製することが望ましい。
アルコキシド法あるいは共沈法で調製することにより、
均一で微細な一次粒子からなる複合酸化物を調製するこ
とができ、かつCeO2−ZrO2固溶体を含む複合酸化物を容
易に調製することができる。
【００２４】アルコキシド法では、例えばAl，Ce，Zr及
びPrの全ての金属アルコキシドを混合し、加水分解後焼
成することによりAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物を調製する
ことができる。またAl，Ce，Zr及びPrの全部を金属アル
コキシドとして用いずとも、その少なくとも一種を金属
アルコキシドとして用いれば、残りの金属は硝酸塩やア
セチルアセテート塩などの溶液として用いることもでき
る。
びPrの全ての金属アルコキシドを混合し、加水分解後焼
成することによりAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物を調製する
ことができる。またAl，Ce，Zr及びPrの全部を金属アル
コキシドとして用いずとも、その少なくとも一種を金属
アルコキシドとして用いれば、残りの金属は硝酸塩やア
セチルアセテート塩などの溶液として用いることもでき
る。
【００２５】この金属アルコキシドとしては、メトキシ
ド、エトキシド、ブトキシド等いづれでもよいが、溶媒
であるアルコールに対する溶解度が高いものが好まし
い。なお、溶媒であるアルコールに関しても任意のもの
を使用できる。
ド、エトキシド、ブトキシド等いづれでもよいが、溶媒
であるアルコールに対する溶解度が高いものが好まし
い。なお、溶媒であるアルコールに関しても任意のもの
を使用できる。
【００２６】また共沈法では、例えばAl，Ce，Zr及びPr
の全ての金属の硝酸塩など水溶性の塩を混合し、アンモ
ニア水などで水酸化物として共沈させ、それを焼成する
ことによりAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物を調製することが
できる。またAl，Ce，Zr及びPrの全部を水溶性の塩とし
て用いずとも、その少なくとも一種を水溶性の塩として
用いれば、残りの金属を金属粉末あるいは酸化物粉末な
どの固体として用いることもできる。
の全ての金属の硝酸塩など水溶性の塩を混合し、アンモ
ニア水などで水酸化物として共沈させ、それを焼成する
ことによりAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物を調製することが
できる。またAl，Ce，Zr及びPrの全部を水溶性の塩とし
て用いずとも、その少なくとも一種を水溶性の塩として
用いれば、残りの金属を金属粉末あるいは酸化物粉末な
どの固体として用いることもできる。
【００２７】触媒金属としては、Pt、Rh、Pd、Irなどの
貴金属あるいはNi、Co、Cu、Mnなどの卑金属など、従来
用いられているものを用いることができ、貴金属の場合
その担持量は担体１リットル当たり0.05〜10ｇの範囲が
適当である。これより少ないと触媒活性が得られず、こ
れより多く担持しても効果が飽和するとともにコスト面
で不具合がある。触媒金属を担体に担持するには、吸着
担持法、蒸発乾固法など従来用いられている担持法を用
いることができる。
貴金属あるいはNi、Co、Cu、Mnなどの卑金属など、従来
用いられているものを用いることができ、貴金属の場合
その担持量は担体１リットル当たり0.05〜10ｇの範囲が
適当である。これより少ないと触媒活性が得られず、こ
れより多く担持しても効果が飽和するとともにコスト面
で不具合がある。触媒金属を担体に担持するには、吸着
担持法、蒸発乾固法など従来用いられている担持法を用
いることができる。
【００２８】上記した本発明の排ガス浄化用触媒は、酸
化触媒、三元触媒などとして自動車の排ガス浄化に用い
ることができる。その形状は、ペレット状あるいはハニ
カム状など従来と同様とすることができ、ハニカム状の
モノリス触媒とする場合は、耐熱性セラミックスあるい
はメタルなどから形成されたハニカム基材にAl−Ce−Zr
−Pr複合酸化物粉末のコート層を形成し、それに触媒金
属を担持すればよい。またAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物粉
末に予め触媒金属を担持しておき、それをハニカム基材
にコートすることもできる。
化触媒、三元触媒などとして自動車の排ガス浄化に用い
ることができる。その形状は、ペレット状あるいはハニ
カム状など従来と同様とすることができ、ハニカム状の
モノリス触媒とする場合は、耐熱性セラミックスあるい
はメタルなどから形成されたハニカム基材にAl−Ce−Zr
−Pr複合酸化物粉末のコート層を形成し、それに触媒金
属を担持すればよい。またAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物粉
末に予め触媒金属を担持しておき、それをハニカム基材
にコートすることもできる。
【００２９】
【実施例】（試験例） ＜Al−Ce−Zr複合酸化物の調製＞まず、水に所定量のオ
キシ硝酸ジルコニウムを溶解し、撹拌しながら80℃に加
熱した。そこへ所定量のアルミニウムイソプロポキシド
を添加し、さらに所定量の硝酸を加えて撹拌を続け、予
めエチレングリコール中に硝酸セリウムを溶解しておい
た溶液の所定量を添加し、80℃で48時間撹拌を続けた。
キシ硝酸ジルコニウムを溶解し、撹拌しながら80℃に加
熱した。そこへ所定量のアルミニウムイソプロポキシド
を添加し、さらに所定量の硝酸を加えて撹拌を続け、予
めエチレングリコール中に硝酸セリウムを溶解しておい
た溶液の所定量を添加し、80℃で48時間撹拌を続けた。
【００３０】得られた沈殿をロータリーエバポレータで
乾燥し、さらに真空中 110℃で 100時間真空乾燥させた
後、 500℃で２時間焼成して、表１に示す各種組成比の
Al−Ce−Zr複合酸化物粉末を形成した。
乾燥し、さらに真空中 110℃で 100時間真空乾燥させた
後、 500℃で２時間焼成して、表１に示す各種組成比の
Al−Ce−Zr複合酸化物粉末を形成した。
【００３１】＜触媒の調製＞それぞれのAl−Ce−Zr複合
酸化物粉末をスラリー化し、コーディエライト製のハニ
カム担体基材に定法によりコートし焼成してそれぞれコ
ート層を形成した。次に所定濃度のジニトロジアンミン
白金水溶液に浸漬し、引き上げて余分な水滴を吹き払っ
た後焼成してコート層にPtを担持した。さらに硝酸ロジ
ウム水溶液に浸漬し、引き上げて余分な水滴を吹き払っ
た後焼成してRhを担持した。Ptの担持量はそれぞれ 0.7
重量％であり、Rhの担持量はそれぞれ 0.2重量％であ
る。こうして表１に示すハニカム触媒Ａ〜Ｌを調製し
た。
酸化物粉末をスラリー化し、コーディエライト製のハニ
カム担体基材に定法によりコートし焼成してそれぞれコ
ート層を形成した。次に所定濃度のジニトロジアンミン
白金水溶液に浸漬し、引き上げて余分な水滴を吹き払っ
た後焼成してコート層にPtを担持した。さらに硝酸ロジ
ウム水溶液に浸漬し、引き上げて余分な水滴を吹き払っ
た後焼成してRhを担持した。Ptの担持量はそれぞれ 0.7
重量％であり、Rhの担持量はそれぞれ 0.2重量％であ
る。こうして表１に示すハニカム触媒Ａ〜Ｌを調製し
た。
【００３２】得られたハニカム触媒を３Ｌのガソリンエ
ンジンの排気系にそれぞれ装着し、エンジンを 900℃ス
トイキの条件で50時間運転する耐久試験を行った。その
後、Ａ／Ｆ＝14.6、空間速度30000h-1の条件における50
％浄化温度をそれぞれ測定し、結果を表１に示す。
ンジンの排気系にそれぞれ装着し、エンジンを 900℃ス
トイキの条件で50時間運転する耐久試験を行った。その
後、Ａ／Ｆ＝14.6、空間速度30000h-1の条件における50
％浄化温度をそれぞれ測定し、結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】＜評価＞表１より、原子比でCe／Zr＝１／
３〜３／１、かつAl／（Ce＋Zr）＝２〜10の範囲で50％
浄化温度が低くなっており、この範囲が特に好ましいこ
とが明らかである。
３〜３／１、かつAl／（Ce＋Zr）＝２〜10の範囲で50％
浄化温度が低くなっており、この範囲が特に好ましいこ
とが明らかである。
【００３５】（実施例及び比較例） ＜Al−Ce−Zr−Pr複合酸化物の調製＞まず、水に所定量
のオキシ硝酸ジルコニウムと所定量の硝酸プラセオジム
を溶解し、撹拌しながら80℃に加熱した。そこへ所定量
のアルミニウムイソプロポキシドを添加し、さらに所定
量の硝酸を加えて撹拌を続け、予めエチレングリコール
中に硝酸セリウムを溶解しておいた溶液の所定量を添加
し、80℃で48時間撹拌を続けた。
のオキシ硝酸ジルコニウムと所定量の硝酸プラセオジム
を溶解し、撹拌しながら80℃に加熱した。そこへ所定量
のアルミニウムイソプロポキシドを添加し、さらに所定
量の硝酸を加えて撹拌を続け、予めエチレングリコール
中に硝酸セリウムを溶解しておいた溶液の所定量を添加
し、80℃で48時間撹拌を続けた。
【００３６】得られた沈殿をロータリーエバポレータで
乾燥し、さらに真空中 110℃で 100時間真空乾燥させた
後、 500℃で２時間焼成してAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物
粉末を形成した。
乾燥し、さらに真空中 110℃で 100時間真空乾燥させた
後、 500℃で２時間焼成してAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物
粉末を形成した。
【００３７】このAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物のAl，Ce及
びZrの組成比は、原子比でAl：Ce：Zr＝４：１：１固定
とし、Ce／Prの原子比を１／０（Pr無し），40／１，20
／１，10／１，３／１及び２／１の６水準として、６種
類のAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物粉末を調製した。
びZrの組成比は、原子比でAl：Ce：Zr＝４：１：１固定
とし、Ce／Prの原子比を１／０（Pr無し），40／１，20
／１，10／１，３／１及び２／１の６水準として、６種
類のAl−Ce−Zr−Pr複合酸化物粉末を調製した。
【００３８】＜触媒の調製＞得られたそれぞれのAl−Ce
−Zr−Pr複合酸化物粉末に、所定濃度のジニトロジアン
ミン白金水溶液の所定量をそれぞれ含浸させ、蒸発乾固
してそれぞれPtを担持した。Ptの担持量は 1.5重量％で
ある。また硝酸ロジウム水溶液を用い、同様にしてそれ
ぞれRhを担持した。Rhの担持量は 0.3重量％である。
−Zr−Pr複合酸化物粉末に、所定濃度のジニトロジアン
ミン白金水溶液の所定量をそれぞれ含浸させ、蒸発乾固
してそれぞれPtを担持した。Ptの担持量は 1.5重量％で
ある。また硝酸ロジウム水溶液を用い、同様にしてそれ
ぞれRhを担持した。Rhの担持量は 0.3重量％である。
【００３９】そして得られたそれぞれの触媒粉末を 0.5
〜 1.5mmに粉砕し、定法で成形してペレット触媒をそ
れぞれ調製した。
〜 1.5mmに粉砕し、定法で成形してペレット触媒をそ
れぞれ調製した。
【００４０】＜試験＞得られたペレット触媒を耐久試験
装置にそれぞれ充填し、10％の H2Oを含むN2ガス雰囲気
下にて、さらにO2を５％含む酸化雰囲気とCOを２％含む
還元雰囲気を交互に１分間ずつ繰り返す雰囲気下にて11
00℃で５時間加熱する耐久試験を行った。
装置にそれぞれ充填し、10％の H2Oを含むN2ガス雰囲気
下にて、さらにO2を５％含む酸化雰囲気とCOを２％含む
還元雰囲気を交互に１分間ずつ繰り返す雰囲気下にて11
00℃で５時間加熱する耐久試験を行った。
【００４１】そして耐久試験後のそれぞれのペレット触
媒について、 200℃〜 500℃における OSCをそれぞれ測
定した。 OSCの測定は、排ガス分析計を用いて、COとO2
を交互に流通させて試料の酸化還元を繰り返し、その際
の試料から発生する CO2の量を測定することにより求め
た。結果を図１に示す。
媒について、 200℃〜 500℃における OSCをそれぞれ測
定した。 OSCの測定は、排ガス分析計を用いて、COとO2
を交互に流通させて試料の酸化還元を繰り返し、その際
の試料から発生する CO2の量を測定することにより求め
た。結果を図１に示す。
【００４２】また耐久試験後のペレット触媒について、
表２に示すリッチモデルガスとリーンモデルガスを用
い、交互に１秒間ずつ流しながら、触媒量 0.5ｇ、ガス
流量 3.3Ｌ／min の条件で入りガス温度を 100℃から 5
00℃に昇温させてHC、CO及びNO x の浄化率を測定し、そ
れぞれの50％浄化温度を求めた。それぞれの結果を図２
に示す。
表２に示すリッチモデルガスとリーンモデルガスを用
い、交互に１秒間ずつ流しながら、触媒量 0.5ｇ、ガス
流量 3.3Ｌ／min の条件で入りガス温度を 100℃から 5
00℃に昇温させてHC、CO及びNO x の浄化率を測定し、そ
れぞれの50％浄化温度を求めた。それぞれの結果を図２
に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】＜評価＞図１より、Pr量が多すぎても少な
すぎても OSCが低くなり、原子比Ce／Prが３／１〜20／
１の範囲とすることで OSCが高くなることがわかる。ま
た図２より、原子比Ce／Prが３／１〜20／１の範囲で50
％浄化温度が低くなっている。
すぎても OSCが低くなり、原子比Ce／Prが３／１〜20／
１の範囲とすることで OSCが高くなることがわかる。ま
た図２より、原子比Ce／Prが３／１〜20／１の範囲で50
％浄化温度が低くなっている。
【００４５】すなわち、担体をAl−Ce−Zr−Pr複合酸化
物とし、かつ複合酸化物の金属組成を原子比でCe／Zr＝
３／１〜１／３、Al／（Ce＋Zr）＝２〜10、Ce／Pr＝３
／１〜20／１とすることで OSCが一段と向上し、それに
より触媒性能が一段と向上することが明らかである。
物とし、かつ複合酸化物の金属組成を原子比でCe／Zr＝
３／１〜１／３、Al／（Ce＋Zr）＝２〜10、Ce／Pr＝３
／１〜20／１とすることで OSCが一段と向上し、それに
より触媒性能が一段と向上することが明らかである。
【００４６】
【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、耐久後における OSCの低下がほとんど生じない。
したがってリーン雰囲気に曝される時間が減少するた
め、触媒金属のシンタリングなどの劣化が抑制され、初
期の高い活性を長く持続させることができ耐久性にきわ
めて優れている。
れば、耐久後における OSCの低下がほとんど生じない。
したがってリーン雰囲気に曝される時間が減少するた
め、触媒金属のシンタリングなどの劣化が抑制され、初
期の高い活性を長く持続させることができ耐久性にきわ
めて優れている。
【図１】実施例における各触媒の耐久試験後の温度と O
SCとの関係を示すグラフである。
SCとの関係を示すグラフである。
【図２】実施例における各触媒の耐久試験後の50％浄化
温度を示すグラフである。
温度を示すグラフである。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AB03 BA07 BA15 BA19 BA20 GB05W 4D048 AA06 AA13 AA18 AB01 AB02 AB05 BA03X BA08X BA18X BA19X BA30X BA33X BA42X 4G069 AA01 AA03 AA08 AA09 BA01A BA01B BA01C BA05A BA05B BA05C BB06A BB06B BB06C BC43A BC43B BC43C BC44A BC44B BC44C CA03 CA07 CA08 CA09 EA02Y FB09 FB14
Claims (3)
- 【請求項１】担体と該担体に担持された触媒金属とから
なる排ガス浄化用触媒において、該担体はアルミニウム
−セリウム−ジルコニウム−プラセオジム複合酸化物か
らなり、該複合酸化物の金属組成は原子比でCe／Zr＝３
／１〜１／３、Al／（Ce＋Zr）＝２〜10、Ce／Pr＝３／
１〜20／１の範囲にあることを特徴とする排ガス浄化用
触媒。 - 【請求項２】 前記複合酸化物はアルコキシド法又は共
沈法によって調製されたことを特徴とする請求項１に記
載の排ガス浄化用触媒。 - 【請求項３】 前記担体には少なくともセリア−ジルコ
ニア固溶体を含むことを特徴とする請求項１に記載の排
ガス浄化用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047460A JP2001232199A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 排ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047460A JP2001232199A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 排ガス浄化用触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001232199A true JP2001232199A (ja) | 2001-08-28 |
Family
ID=18569708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000047460A Pending JP2001232199A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 排ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001232199A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006070201A2 (en) | 2004-12-30 | 2006-07-06 | Magnesium Elektron Limited | Composite oxides or hydroxides comprising alumina, zirconia and optionally ceria and/or rare earth oxides for automotive catalyst applications and method of manufacturing |
| JP2007204363A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Samsung Sdi Co Ltd | 複合酸化物担体とその製造方法、低温シフト反応触媒とその製造方法、一酸化炭素の除去方法、燃料処理装置及び燃料電池システム |
| JP2008223708A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化システム |
| JP2011101843A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Mazda Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒 |
| DE102021119964A1 (de) | 2020-08-05 | 2022-02-10 | Denso Corporation | Monolith-substrat, verfahren zur herstellung eines monolith-substrats, und abgasreinigungskatalysator umfassend monolith-substrat |
| DE102022105142A1 (de) | 2021-03-05 | 2022-09-08 | Cataler Corporation | Abgasreinigungskatalysator |
| EP4295941A1 (en) | 2022-06-20 | 2023-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000047460A patent/JP2001232199A/ja active Pending
Cited By (13)
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| WO2006070201A3 (en) * | 2004-12-30 | 2006-12-21 | Magnesium Elektron Ltd | Composite oxides or hydroxides comprising alumina, zirconia and optionally ceria and/or rare earth oxides for automotive catalyst applications and method of manufacturing |
| JP2008526660A (ja) * | 2004-12-30 | 2008-07-24 | マグネシウム エレクトロン リミテッド | 自動車触媒用複合材料及びその製造方法 |
| WO2006070201A2 (en) | 2004-12-30 | 2006-07-06 | Magnesium Elektron Limited | Composite oxides or hydroxides comprising alumina, zirconia and optionally ceria and/or rare earth oxides for automotive catalyst applications and method of manufacturing |
| KR101322960B1 (ko) | 2004-12-30 | 2013-10-29 | 마그네슘 일렉트론 리미티드 | 자동차 촉매 적용을 위한 알루미나, 지르코니아 및 임의성분으로 세리아 및/또는 희토류 산화물을 포함하는 복합산화물 또는 수산화물 및 이의 제조 방법 |
| JP2007204363A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Samsung Sdi Co Ltd | 複合酸化物担体とその製造方法、低温シフト反応触媒とその製造方法、一酸化炭素の除去方法、燃料処理装置及び燃料電池システム |
| JP4662955B2 (ja) * | 2006-02-02 | 2011-03-30 | 三星エスディアイ株式会社 | 複合酸化物担体の製造方法、低温シフト反応触媒の製造方法、一酸化炭素の除去方法、燃料処理装置及び燃料電池システム |
| JP2008223708A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化システム |
| JP2011101843A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Mazda Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒 |
| DE102021119964A1 (de) | 2020-08-05 | 2022-02-10 | Denso Corporation | Monolith-substrat, verfahren zur herstellung eines monolith-substrats, und abgasreinigungskatalysator umfassend monolith-substrat |
| US11498056B2 (en) | 2020-08-05 | 2022-11-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Monolith substrate, method for producing monolith substrate, and exhaust gas purification catalyst comprising monolith substrate |
| DE102022105142A1 (de) | 2021-03-05 | 2022-09-08 | Cataler Corporation | Abgasreinigungskatalysator |
| EP4295941A1 (en) | 2022-06-20 | 2023-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification catalyst |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040630 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050712 |