JP2001232200A - 希土類金属酸化物を用いた三元触媒 - Google Patents
希土類金属酸化物を用いた三元触媒Info
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の触媒に比べ非常に少ない担持量の貴金
属を使用して安価としながら、理論空燃比状態付近での
優れた排気変換効率をも得られる、耐久性のある三元触
媒の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、三元触媒の製造方法、その触
媒、及びガソリン燃料内燃機関により生成される排気を
処理するためのその触媒の使用に関する。上記触媒化合
物は、三種の異なる材料粒子の混合物を含む。具体的に
は、その化合物は、パラジウムとともに白金で含浸され
たセリア／ジルコニアの焼成粒子、貴金属としてロジウ
ムのみで含浸された別のセリア／ジルコニアの焼成粒
子、及び貴金属で含浸されないアルミナ粒子、の混合物
を含む。
属を使用して安価としながら、理論空燃比状態付近での
優れた排気変換効率をも得られる、耐久性のある三元触
媒の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、三元触媒の製造方法、その触
媒、及びガソリン燃料内燃機関により生成される排気を
処理するためのその触媒の使用に関する。上記触媒化合
物は、三種の異なる材料粒子の混合物を含む。具体的に
は、その化合物は、パラジウムとともに白金で含浸され
たセリア／ジルコニアの焼成粒子、貴金属としてロジウ
ムのみで含浸された別のセリア／ジルコニアの焼成粒
子、及び貴金属で含浸されないアルミナ粒子、の混合物
を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、理論空燃比付近で
動作させられるガソリン内燃機関により生成される排気
中の、炭化水素と一酸化炭素を酸化しかつ窒素酸化物を
還元するのに有用な、低コストで耐久性のある三元触媒
の製造方法に関する。より具体的には、その様な触媒
は、白金とパラジウムにより含浸されたセリア−ジルコ
ニア（ceria-zirconia）粒子、貴金属としてロジウムの
みにより含浸されたセリア−ジルコニア粒子、及び貴金
属を含まないγ−アルミナ粒子の、三種の酸化物材料粒
子の混合を含む処理により、調製される。
動作させられるガソリン内燃機関により生成される排気
中の、炭化水素と一酸化炭素を酸化しかつ窒素酸化物を
還元するのに有用な、低コストで耐久性のある三元触媒
の製造方法に関する。より具体的には、その様な触媒
は、白金とパラジウムにより含浸されたセリア−ジルコ
ニア（ceria-zirconia）粒子、貴金属としてロジウムの
みにより含浸されたセリア−ジルコニア粒子、及び貴金
属を含まないγ−アルミナ粒子の、三種の酸化物材料粒
子の混合を含む処理により、調製される。
【０００２】
【従来の技術】触媒は、エンジン作動中に生成される一
酸化炭素、炭化水素、及び窒素酸化物（NOx）を、二酸
化炭素、水蒸気（H2O）、及び窒素を含む非汚染性気体
に変換するために、自動車の排気システム中で使用され
ている。ガソリン燃料エンジンが理論空燃比か又はそれ
より僅かにリッチな空燃比、つまり約14.7と14.4の間で
動作されるとき、白金、パラジウム、及びロジウムの様
な貴金属を含む触媒は、三種の気体の全てを同時に効率
的に変換することが出来る。そのため、その様な触媒
は、よく「三元」触媒と称される。一般的に、上記触媒
は、多くの国の厳しい排出物規制への適合に必要な高い
変換効率を実現するために、貴金属を比較的多い担持量
で使用している。これが触媒を高価なものとしている。
排出物規制がそれほど厳しくない国では、その様なより
緩やかな規制に適合しかつ比較的安価な、耐久性のある
触媒が望ましいと考えられる。
酸化炭素、炭化水素、及び窒素酸化物（NOx）を、二酸
化炭素、水蒸気（H2O）、及び窒素を含む非汚染性気体
に変換するために、自動車の排気システム中で使用され
ている。ガソリン燃料エンジンが理論空燃比か又はそれ
より僅かにリッチな空燃比、つまり約14.7と14.4の間で
動作されるとき、白金、パラジウム、及びロジウムの様
な貴金属を含む触媒は、三種の気体の全てを同時に効率
的に変換することが出来る。そのため、その様な触媒
は、よく「三元」触媒と称される。一般的に、上記触媒
は、多くの国の厳しい排出物規制への適合に必要な高い
変換効率を実現するために、貴金属を比較的多い担持量
で使用している。これが触媒を高価なものとしている。
排出物規制がそれほど厳しくない国では、その様なより
緩やかな規制に適合しかつ比較的安価な、耐久性のある
触媒が望ましいと考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本件発明者らは、従来
の触媒に比べ非常に少ない担持量で貴金属を使用してよ
り安価としながら、理論空燃比状態付近での優れた排気
変換効率も得られる、耐久性のある三元触媒の製造方法
を見出した。本発明における、上記の及び他の観点を、
以下に詳細に説明する。
の触媒に比べ非常に少ない担持量で貴金属を使用してよ
り安価としながら、理論空燃比状態付近での優れた排気
変換効率も得られる、耐久性のある三元触媒の製造方法
を見出した。本発明における、上記の及び他の観点を、
以下に詳細に説明する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭化水素、一
酸化炭素、及び窒素酸化物（NOx）を含有するガソリン
・エンジンの排気を処理するのに有用な、耐久性があ
り、より低コストな三元触媒を製造する方法である。そ
の様な触媒は、貴金属担持量の少なさに対して希土類金
属の担持量が比較的多く、コストを低減する。上記の製
造方法は、三種の異なる材料の粒子を混合する工程を有
する。粒子材料の１つは、(a) CeとZrの原子比が20：１
から１：１であるとともに、含浸後の粒子重量に基き1
〜20重量%の本質的に白金（Pt）及びパラジウム（Pd）
からなる貴金属により含浸された、セリア／ジルコニア
の焼成粒子である。２つめは、(b) CeとZrの原子比が2
0：１から１：１であるとともに、含浸後の粒子重量に
基き1〜20重量%の本質的にロジウム（Rh）からなる貴金
属により含浸された、セリア／ジルコニアの焼成粒子で
ある。３つめは、(c) ５ミクロン未満の平均粒径を持つ
γ−アルミナ粒子である。そのアルミナ粒子は貴金属で
含浸されない。
酸化炭素、及び窒素酸化物（NOx）を含有するガソリン
・エンジンの排気を処理するのに有用な、耐久性があ
り、より低コストな三元触媒を製造する方法である。そ
の様な触媒は、貴金属担持量の少なさに対して希土類金
属の担持量が比較的多く、コストを低減する。上記の製
造方法は、三種の異なる材料の粒子を混合する工程を有
する。粒子材料の１つは、(a) CeとZrの原子比が20：１
から１：１であるとともに、含浸後の粒子重量に基き1
〜20重量%の本質的に白金（Pt）及びパラジウム（Pd）
からなる貴金属により含浸された、セリア／ジルコニア
の焼成粒子である。２つめは、(b) CeとZrの原子比が2
0：１から１：１であるとともに、含浸後の粒子重量に
基き1〜20重量%の本質的にロジウム（Rh）からなる貴金
属により含浸された、セリア／ジルコニアの焼成粒子で
ある。３つめは、(c) ５ミクロン未満の平均粒径を持つ
γ−アルミナ粒子である。そのアルミナ粒子は貴金属で
含浸されない。
【０００５】それらの粉末粒子は、Pt：Pd：Rhの貴金属
の比が重量を基準としてそれぞれ約３〜10：３〜10：１
となる量で、触媒組成に混合される。貴金属で含浸され
た二種の粒子は、触媒材料混合物、つまり三種の粒子の
混合物の10〜30重量%を占める。その触媒材料が、「触媒
ブリック（catalyst brick）」と称される場合が多いハ
ニカム基体などの基体にウォッシュコートされるとき、
触媒材料混合物は、上記基体に上記触媒材料を加えた総
重量の約10〜20重量%を占めるのが好ましい。基体に担
持される貴金属の総量は、基体、例えば上記ブリックの
体積を基準として、318〜600 g/m3（９〜17 g/ft3）で
あるのが好ましい。
の比が重量を基準としてそれぞれ約３〜10：３〜10：１
となる量で、触媒組成に混合される。貴金属で含浸され
た二種の粒子は、触媒材料混合物、つまり三種の粒子の
混合物の10〜30重量%を占める。その触媒材料が、「触媒
ブリック（catalyst brick）」と称される場合が多いハ
ニカム基体などの基体にウォッシュコートされるとき、
触媒材料混合物は、上記基体に上記触媒材料を加えた総
重量の約10〜20重量%を占めるのが好ましい。基体に担
持される貴金属の総量は、基体、例えば上記ブリックの
体積を基準として、318〜600 g/m3（９〜17 g/ft3）で
あるのが好ましい。
【０００６】本発明の他の観点によれば、本発明は上記
の処理によって製造される触媒であり、又更に他の観点
は、理論空燃比にて動作されるガソリン・エンジンによ
り生成される排気を、上記触媒を用いて、該触媒に上記
気体を接触させることにより、処理する方法である。
の処理によって製造される触媒であり、又更に他の観点
は、理論空燃比にて動作されるガソリン・エンジンによ
り生成される排気を、上記触媒を用いて、該触媒に上記
気体を接触させることにより、処理する方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、自動車産業における触
媒コンバーターに一般的に使用される、ハニカム基体な
どの基体上にウォッシュコートされ得る、耐久性があり
低コストの三元触媒の製造方法である。その様な触媒
は、少なくとも三種の粒子、つまりそのうちの二つは貴
金属を担持するセリア−ジルコニア担体、そして残りが
貴金属を担持しないもの、の混合物である。その粒子の
混合物は、スラリー化され、その後基体上に被覆され得
る。その様な粒子、及び他の観点を、以下に詳細に説明
する。
媒コンバーターに一般的に使用される、ハニカム基体な
どの基体上にウォッシュコートされ得る、耐久性があり
低コストの三元触媒の製造方法である。その様な触媒
は、少なくとも三種の粒子、つまりそのうちの二つは貴
金属を担持するセリア−ジルコニア担体、そして残りが
貴金属を担持しないもの、の混合物である。その粒子の
混合物は、スラリー化され、その後基体上に被覆され得
る。その様な粒子、及び他の観点を、以下に詳細に説明
する。
【０００８】セリア／ジルコニア粒子は、どの様な技術
を用いて調製されても良い。好ましい技術の一つとして
は、好ましい液体としての水に、可溶性ジルコニウム塩
を溶解させた水溶液を、セリア粒子に含浸させる工程を
伴うものが挙げられる。硝酸塩及び塩化物、あるいはそ
れらの混合物の様な、水溶性のジルコニウム化合物を使
用するのが好都合である。含浸の後、粒子は、セリア／
ジルコニア粒子を形成するために空気中にて乾燥及び焼
成される。例えば120℃にて数時間乾燥させた後、それ
らは、一例として数時間、600℃付近まで昇温された空
気中にて、焼成されることになろう。焼成における厳密
な温度と時間は、極めて重要というわけではない。本発
明のある実施形態について、特定の温度と時間の例が幾
つか、以下の例において例示されている。空気中での焼
成中に、セリア粒子上に担持されたジルコニウムが、空
気からの酸素と結合して酸化ジルコニウムに変換される
と考えられる。そのため、この材料は、ここでセリア／
ジルコニアと称される。しかしながら、少量はセリア粒
子中でジルコニウムのまま残る場合がある。それらのい
ずれも、本発明の技術的範囲に包含されて本発明の一部
と考え、ここで使用される「セリア／ジルコニア」粒子と
いう語意の範疇に含まれるものとする。
を用いて調製されても良い。好ましい技術の一つとして
は、好ましい液体としての水に、可溶性ジルコニウム塩
を溶解させた水溶液を、セリア粒子に含浸させる工程を
伴うものが挙げられる。硝酸塩及び塩化物、あるいはそ
れらの混合物の様な、水溶性のジルコニウム化合物を使
用するのが好都合である。含浸の後、粒子は、セリア／
ジルコニア粒子を形成するために空気中にて乾燥及び焼
成される。例えば120℃にて数時間乾燥させた後、それ
らは、一例として数時間、600℃付近まで昇温された空
気中にて、焼成されることになろう。焼成における厳密
な温度と時間は、極めて重要というわけではない。本発
明のある実施形態について、特定の温度と時間の例が幾
つか、以下の例において例示されている。空気中での焼
成中に、セリア粒子上に担持されたジルコニウムが、空
気からの酸素と結合して酸化ジルコニウムに変換される
と考えられる。そのため、この材料は、ここでセリア／
ジルコニアと称される。しかしながら、少量はセリア粒
子中でジルコニウムのまま残る場合がある。それらのい
ずれも、本発明の技術的範囲に包含されて本発明の一部
と考え、ここで使用される「セリア／ジルコニア」粒子と
いう語意の範疇に含まれるものとする。
【０００９】それらの粒子は、セリアとジルコニアの単
に物理的な混合物ではなく、むしろ格子内で酸素原子を
挟んで互いに化学結合していると考えられ、それでそれ
らは一つの酸化物の一部と見なすことが出来よう。その
粒子を調製する別の方法は、本発明の開示内容から本技
術分野の当業者に周知の技術による、金属酸化物の共沈
によるものである。それら粒子の酸化物格子内で金属原
子が密な原子近接度を持つこと、及び理想的には酸化物
が比較的一様に分散していることが、HC、CO、及びNOx
の変換効率の向上に寄与していると考えられる。この理
論の真偽も理解も、本発明の実施には必要無い。本発明
による触媒の、予期せぬ優れた特性を説明するという意
図で、説明を行った。
に物理的な混合物ではなく、むしろ格子内で酸素原子を
挟んで互いに化学結合していると考えられ、それでそれ
らは一つの酸化物の一部と見なすことが出来よう。その
粒子を調製する別の方法は、本発明の開示内容から本技
術分野の当業者に周知の技術による、金属酸化物の共沈
によるものである。それら粒子の酸化物格子内で金属原
子が密な原子近接度を持つこと、及び理想的には酸化物
が比較的一様に分散していることが、HC、CO、及びNOx
の変換効率の向上に寄与していると考えられる。この理
論の真偽も理解も、本発明の実施には必要無い。本発明
による触媒の、予期せぬ優れた特性を説明するという意
図で、説明を行った。
【００１０】上述の開示内容から明らかな様に、好まし
い実施形態における上記のセリア／ジルコニア貴金属担
持粒子は、ジルコニウムに対して余剰のセリウムを含
む。つまり、上記粒子におけるCeとZrの原子数の比は、
最も広い例で20：１から１：１の範囲内にある一方、1
0：１から２：１の比が好ましい。上述した様に、セリ
ア／ジルコニア粒子 "a" は、パラジウムとともに白金
から本質的になる貴金属を担持するのに使用され、一方
でセリア／ジルコニア粒子 "b" は、ロジウムから本質
的になる貴金属を担持するのに使用される。それで、ロ
ジウムは、白金／パラジウム混合物を担持するものとは
異なる粒子上に、単一の貴金属として担持される。Ceと
Zrの原子数の比は、粒子"a"及び"b"について、また同様
にそれらの異なる粒子上に担持される貴金属量につい
て、同じであっても異なっても良い。
い実施形態における上記のセリア／ジルコニア貴金属担
持粒子は、ジルコニウムに対して余剰のセリウムを含
む。つまり、上記粒子におけるCeとZrの原子数の比は、
最も広い例で20：１から１：１の範囲内にある一方、1
0：１から２：１の比が好ましい。上述した様に、セリ
ア／ジルコニア粒子 "a" は、パラジウムとともに白金
から本質的になる貴金属を担持するのに使用され、一方
でセリア／ジルコニア粒子 "b" は、ロジウムから本質
的になる貴金属を担持するのに使用される。それで、ロ
ジウムは、白金／パラジウム混合物を担持するものとは
異なる粒子上に、単一の貴金属として担持される。Ceと
Zrの原子数の比は、粒子"a"及び"b"について、また同様
にそれらの異なる粒子上に担持される貴金属量につい
て、同じであっても異なっても良い。
【００１１】貴金属をセリア／ジルコニア粒子上に具備
させるためには、可溶性貴金属前駆体化合物を用いた既
知の湿り含浸法を含む、いずれの技術も使用され得る。
水溶性化合物が好ましく、それには硝酸塩と塩化白金酸
の様な白金用の物質が含まれるが、それらに限定される
ものではない。当業者には周知の様に、前駆体溶液をウ
ォッシュコートに含浸させた後、乾燥及び加熱して、そ
の前駆体を貴金属又は貴金属酸化物に分解する。当業者
には周知のように、前駆体はまず金属に分解される場合
もあるが、酸素が存在すると酸化して酸化物となる場合
もある。貴金属前駆体の例を幾つか上述したが、それら
に限定することを意図するものではない。本発明の開示
内容から、本技術分野の当業者には、また別の前駆体化
合物が明白であろう。液相からの取込みに加え、白金な
どの貴金属は、白金塩化物や他の揮発性白金塩の昇華に
よって、つまり非安定白金化合物を用いた300〜500℃の
範囲の温度における固相交換によって、供給されること
も出来る。本発明において貴金属の供給に用いられ得る
前駆体化合物の種類は、極めて重要というわけではな
い。供給される白金および／またはパラジウムは、別々
に、あるいはそれら二つの単一溶解混合物からの様な混
合物として与えられ得るが、後者の場合、ロジウムはそ
の混合物中には含まれないことになろう。むしろ、上述
した様に、ロジウムは上記の他のセリア／ジルコニア粒
子上に別個に具備される。すなわち、ロジウムは、白金
／パラジウムを担持するものとは異なる粒子に含浸され
る。これは本発明において極めて重要である。パラジウ
ムは、耐硫黄被毒性が比較的小さい一方、ロジウムはNO
xの還元における還元反応性がより良好である。それ
で、ロジウムを白金／パラジウムから分離させることに
より、ガソリン燃料中に硫黄が比較的多く含まれていて
も、特にNOx還元に対する触媒の活性の維持が促進され
る。しかしながら、この理論の真偽も理解も、本発明の
実施には必要無い。
させるためには、可溶性貴金属前駆体化合物を用いた既
知の湿り含浸法を含む、いずれの技術も使用され得る。
水溶性化合物が好ましく、それには硝酸塩と塩化白金酸
の様な白金用の物質が含まれるが、それらに限定される
ものではない。当業者には周知の様に、前駆体溶液をウ
ォッシュコートに含浸させた後、乾燥及び加熱して、そ
の前駆体を貴金属又は貴金属酸化物に分解する。当業者
には周知のように、前駆体はまず金属に分解される場合
もあるが、酸素が存在すると酸化して酸化物となる場合
もある。貴金属前駆体の例を幾つか上述したが、それら
に限定することを意図するものではない。本発明の開示
内容から、本技術分野の当業者には、また別の前駆体化
合物が明白であろう。液相からの取込みに加え、白金な
どの貴金属は、白金塩化物や他の揮発性白金塩の昇華に
よって、つまり非安定白金化合物を用いた300〜500℃の
範囲の温度における固相交換によって、供給されること
も出来る。本発明において貴金属の供給に用いられ得る
前駆体化合物の種類は、極めて重要というわけではな
い。供給される白金および／またはパラジウムは、別々
に、あるいはそれら二つの単一溶解混合物からの様な混
合物として与えられ得るが、後者の場合、ロジウムはそ
の混合物中には含まれないことになろう。むしろ、上述
した様に、ロジウムは上記の他のセリア／ジルコニア粒
子上に別個に具備される。すなわち、ロジウムは、白金
／パラジウムを担持するものとは異なる粒子に含浸され
る。これは本発明において極めて重要である。パラジウ
ムは、耐硫黄被毒性が比較的小さい一方、ロジウムはNO
xの還元における還元反応性がより良好である。それ
で、ロジウムを白金／パラジウムから分離させることに
より、ガソリン燃料中に硫黄が比較的多く含まれていて
も、特にNOx還元に対する触媒の活性の維持が促進され
る。しかしながら、この理論の真偽も理解も、本発明の
実施には必要無い。
【００１２】上述した様に、本発明の手法は、従来の貴
金属担持量の多い三元触媒に比して、非常に少ない量の
貴金属を含み、それで低コストとなり得る触媒を使用し
て排気成分を効率的に変換出来る、耐久性のある触媒を
提供する。これは、単一の粉末に全ての貴金属を単に含
浸させるだけの従来の手法によらない、予め調製された
貴金属含有粒子から、触媒を調製することによる結果で
あると考えられる。従来の手法の場合、貴金属はウォッ
シュコートの内部に均等に分散すると考えられ、そし
て、特に触媒システムの実際の動作中に経験する熱作用
の下で、反応部位が埋没する恐れが考えられる。本発明
においては、先立って焼成された粒子上に貴金属が担持
されて、排気に晒される表面上にて、依然として容易に
反応部位が得られることを可能とすると考えられる。さ
らに、熱作用下において、先立って焼成された粒子の構
造に起因して、小孔がより多く形成される。それで、排
気はより容易に反応部位に到達することが出来、貴金属
の担持量が少ないにもかかわらず本発明における触媒を
用いて、高い変換効率が実現される。しかしながら上述
の様に、その真偽も理解も、本発明の実施には必要無
い。本発明の優れた特性を敢えて説明するという意図
で、説明を行った。
金属担持量の多い三元触媒に比して、非常に少ない量の
貴金属を含み、それで低コストとなり得る触媒を使用し
て排気成分を効率的に変換出来る、耐久性のある触媒を
提供する。これは、単一の粉末に全ての貴金属を単に含
浸させるだけの従来の手法によらない、予め調製された
貴金属含有粒子から、触媒を調製することによる結果で
あると考えられる。従来の手法の場合、貴金属はウォッ
シュコートの内部に均等に分散すると考えられ、そし
て、特に触媒システムの実際の動作中に経験する熱作用
の下で、反応部位が埋没する恐れが考えられる。本発明
においては、先立って焼成された粒子上に貴金属が担持
されて、排気に晒される表面上にて、依然として容易に
反応部位が得られることを可能とすると考えられる。さ
らに、熱作用下において、先立って焼成された粒子の構
造に起因して、小孔がより多く形成される。それで、排
気はより容易に反応部位に到達することが出来、貴金属
の担持量が少ないにもかかわらず本発明における触媒を
用いて、高い変換効率が実現される。しかしながら上述
の様に、その真偽も理解も、本発明の実施には必要無
い。本発明の優れた特性を敢えて説明するという意図
で、説明を行った。
【００１３】上述の様に、貴金属を担持するセリア／ジ
ルコニア粒子に加え、本発明の触媒粒子混合物は、貴金
属を担持しないアルミナの粒子も含む。アルミナ粒子
は、アルミナ単独としてのγ−アルミナや、或いは他の
形態のアルミナとの混合物などのアルミナから、調製さ
れることが出来、そしてアルミナに対して少量の安定剤
を含み得る。高温での使用のためにアルミナを安定化さ
せることは、当業者には周知である。上記の酸化物安定
剤の選択は、本発明の開示内容から本技術分野の当業者
には周知であろう。上記の酸化物安定剤の例としては、
チタン、ジルコニウム、或いはバリウムの酸化物の様な
熱安定剤が含まれる一方、構造安定剤として例えば、チ
タンとカルシウムの酸化物を含む。アルミナは、例えば
スラリー中でのミリングにより、安定剤と混合される。
触媒粒子の混合物中に混合されるアルミナの粒径は、約
５ミクロン未満であるのが最適である。対照的に、上記
混合物中に混合されるセリア／ジルコニア粒子は、比較
的大きな粒径を持ち、つまり５ミクロンから約100ミク
ロンで、更には10〜60ミクロンであるのが最適である。
粒子が混合され、その混合物がボール・ミルされた場
合、粒径が減少され得る。
ルコニア粒子に加え、本発明の触媒粒子混合物は、貴金
属を担持しないアルミナの粒子も含む。アルミナ粒子
は、アルミナ単独としてのγ−アルミナや、或いは他の
形態のアルミナとの混合物などのアルミナから、調製さ
れることが出来、そしてアルミナに対して少量の安定剤
を含み得る。高温での使用のためにアルミナを安定化さ
せることは、当業者には周知である。上記の酸化物安定
剤の選択は、本発明の開示内容から本技術分野の当業者
には周知であろう。上記の酸化物安定剤の例としては、
チタン、ジルコニウム、或いはバリウムの酸化物の様な
熱安定剤が含まれる一方、構造安定剤として例えば、チ
タンとカルシウムの酸化物を含む。アルミナは、例えば
スラリー中でのミリングにより、安定剤と混合される。
触媒粒子の混合物中に混合されるアルミナの粒径は、約
５ミクロン未満であるのが最適である。対照的に、上記
混合物中に混合されるセリア／ジルコニア粒子は、比較
的大きな粒径を持ち、つまり５ミクロンから約100ミク
ロンで、更には10〜60ミクロンであるのが最適である。
粒子が混合され、その混合物がボール・ミルされた場
合、粒径が減少され得る。
【００１４】上述の様に、触媒粒子混合物中には、白金
（Pt）、パラジウム（Pd）、及びロジウム（Rh）の三種
の貴金属が存在する。粒子 "a" に担持される白金／パ
ラジウム貴金属の総量は、それらの含浸後の担体粒子の
重量、つまり含浸貴金属を含む粒子の重量を基準とし
て、概して１〜20重量%であり、３〜８重量%であるのが
好ましい。粒子 "b" に担持されるロジウムについて
も、それらの含浸後の粒子の重量を基準として、概して
１〜20重量%であり、３〜８重量%であるのが好ましい。
これは言い換えれば、(Pt+Pd)/((Pt+Pd)+Ce/Zr) = 1〜2
0重量%、好ましくは３〜８重量%、及び、Rh/(Rh+Ce/Zr)
= 1〜20重量%、好ましくは３〜８重量%、である。
（Pt）、パラジウム（Pd）、及びロジウム（Rh）の三種
の貴金属が存在する。粒子 "a" に担持される白金／パ
ラジウム貴金属の総量は、それらの含浸後の担体粒子の
重量、つまり含浸貴金属を含む粒子の重量を基準とし
て、概して１〜20重量%であり、３〜８重量%であるのが
好ましい。粒子 "b" に担持されるロジウムについて
も、それらの含浸後の粒子の重量を基準として、概して
１〜20重量%であり、３〜８重量%であるのが好ましい。
これは言い換えれば、(Pt+Pd)/((Pt+Pd)+Ce/Zr) = 1〜2
0重量%、好ましくは３〜８重量%、及び、Rh/(Rh+Ce/Zr)
= 1〜20重量%、好ましくは３〜８重量%、である。
【００１５】それらの貴金属含有粒子材料（"a" 及び "
b"）が、アルミナ（粒子 "c"）と混合されて、触媒化合
物を構成する。触媒化合物中において、Pt：Pd：Rhの重
量比は３〜10：３〜10：１である。この粒状触媒化合物
が、有用に利用出来る条件をほぼ満足し得る様に基体上
にウォッシュコートされるとき、貴金属含有粒子はウォ
ッシュコート材を10〜30重量%含む、つまり、 ((Pt+Pd+Ce/Zr)+(Rh+Ce/Zr))/((Pt+Pd+Ce/Zr)+(Rh+Ce/Z
r)+γ-Al2O3)=10〜30重量%、 である。そして、基体に塗布されたとき、ウォッシュコ
ート材は触媒基体（ブリック（brick））全体の約10〜2
0重量%を占めるのが好ましい。つまり、 ((Pt+Pd+Ce/Zr)+(Rh+Ce/Zr)+γ-Al2O3)/((Pt+Pd+Ce/Zr)
+(Rh+Ce/Zr)+γ-Al2O3+基体) = 10〜20 重量%、 となる。最適な総貴金属担持量は、基体の体積を基準と
して約318〜600 g/m3（９〜17 g/ft3）である。つま
り、(Pt+Pd+Rh)/(ウォッシュコートが施された基体の体
積) = 318〜600 g/m3（９〜17 g/ft3）、となる。
b"）が、アルミナ（粒子 "c"）と混合されて、触媒化合
物を構成する。触媒化合物中において、Pt：Pd：Rhの重
量比は３〜10：３〜10：１である。この粒状触媒化合物
が、有用に利用出来る条件をほぼ満足し得る様に基体上
にウォッシュコートされるとき、貴金属含有粒子はウォ
ッシュコート材を10〜30重量%含む、つまり、 ((Pt+Pd+Ce/Zr)+(Rh+Ce/Zr))/((Pt+Pd+Ce/Zr)+(Rh+Ce/Z
r)+γ-Al2O3)=10〜30重量%、 である。そして、基体に塗布されたとき、ウォッシュコ
ート材は触媒基体（ブリック（brick））全体の約10〜2
0重量%を占めるのが好ましい。つまり、 ((Pt+Pd+Ce/Zr)+(Rh+Ce/Zr)+γ-Al2O3)/((Pt+Pd+Ce/Zr)
+(Rh+Ce/Zr)+γ-Al2O3+基体) = 10〜20 重量%、 となる。最適な総貴金属担持量は、基体の体積を基準と
して約318〜600 g/m3（９〜17 g/ft3）である。つま
り、(Pt+Pd+Rh)/(ウォッシュコートが施された基体の体
積) = 318〜600 g/m3（９〜17 g/ft3）、となる。
【００１６】触媒を構成する際に、粒子は、理想的には
水スラリー中で混合され、その後基体に塗布される。例
えば、アルミナ粒子は水スラリー中に含有されることが
出来、その後バリウム硝酸塩及びマグネシウムの様な安
定剤が、硝酸溶液中で混合される。そのスラリーはその
後ボール・ミルされて、ほぼ５ミクロン未満の所望の粒
径のアルミナ粒子を形成することが出来る。そして、貴
金属含浸セリア／ジルコニア粒子が添加され、そしてボ
ール・ミルされて、スラリー中で粒子の一様な混合物が
生成される。必要に応じて、スラリーのボール・ミル工
程を継続し、粒径を減少させることが出来る。ウォッシ
ュコートの粒径が小さい程、触媒はより効率的に排気と
接触する。スラリーはその後水で希釈され、基体上に被
覆されるのに適した約3000 mPa・S （3000 cp）の粘度に
調整される。
水スラリー中で混合され、その後基体に塗布される。例
えば、アルミナ粒子は水スラリー中に含有されることが
出来、その後バリウム硝酸塩及びマグネシウムの様な安
定剤が、硝酸溶液中で混合される。そのスラリーはその
後ボール・ミルされて、ほぼ５ミクロン未満の所望の粒
径のアルミナ粒子を形成することが出来る。そして、貴
金属含浸セリア／ジルコニア粒子が添加され、そしてボ
ール・ミルされて、スラリー中で粒子の一様な混合物が
生成される。必要に応じて、スラリーのボール・ミル工
程を継続し、粒径を減少させることが出来る。ウォッシ
ュコートの粒径が小さい程、触媒はより効率的に排気と
接触する。スラリーはその後水で希釈され、基体上に被
覆されるのに適した約3000 mPa・S （3000 cp）の粘度に
調整される。
【００１７】当業者には周知の様に、排気システムの触
媒に有用に使用されるためには、触媒は、コージュライ
トやムライトといった、高温で安定し電気絶縁性の材料
から調製された基体（機械的担体）上に担持、つまりウ
ォッシュコートされる。本発明の触媒に対してその構造
が極めて重要というわけではないが、機械的担体はモノ
リスのマグネシウム・アルミニウム・シリケート構造
（すなわちコージュライト）からなるのが好ましい。モ
ノリス構造の表面積は、窒素ガス（N2）吸収により測定
して１リットルあたり50〜1000 m2の構造であるのが好
ましい。セル密度は圧力降下限界と密接に関連して最大
化されるべきであり、その構造としてはセルの個数が断
面積で1 cm2当たり約31〜124個（200〜800セル/in2）の
範囲にあるのが好ましい。基体は、適切な構成であれば
いかなるものでもよく、しばしば用いられるのは、モノ
リス・ハニカム構造、紡糸、コルゲート・フォイルや多
層材などである。本発明において有用であり、排気シス
テム中で適したものである更に他の材料及び構成は、本
明細書の開示内容から、当業者には明白であろう。
媒に有用に使用されるためには、触媒は、コージュライ
トやムライトといった、高温で安定し電気絶縁性の材料
から調製された基体（機械的担体）上に担持、つまりウ
ォッシュコートされる。本発明の触媒に対してその構造
が極めて重要というわけではないが、機械的担体はモノ
リスのマグネシウム・アルミニウム・シリケート構造
（すなわちコージュライト）からなるのが好ましい。モ
ノリス構造の表面積は、窒素ガス（N2）吸収により測定
して１リットルあたり50〜1000 m2の構造であるのが好
ましい。セル密度は圧力降下限界と密接に関連して最大
化されるべきであり、その構造としてはセルの個数が断
面積で1 cm2当たり約31〜124個（200〜800セル/in2）の
範囲にあるのが好ましい。基体は、適切な構成であれば
いかなるものでもよく、しばしば用いられるのは、モノ
リス・ハニカム構造、紡糸、コルゲート・フォイルや多
層材などである。本発明において有用であり、排気シス
テム中で適したものである更に他の材料及び構成は、本
明細書の開示内容から、当業者には明白であろう。
【００１８】基体に酸化物ウォッシュコートを被覆する
手法は当業者に良く知られている。一般的には、金属酸
化物粒子及び必要に応じて加えられる安定剤粒子が混合
されたスラリーは、例えば浸漬や噴霧といった方法で基
体に塗布され、その後余剰分が吹散されるのが普通であ
る。その後、塗膜は乾燥及び焼成するため、通常約700
℃の温度で２〜３時間加熱される。焼成には、ウォッシ
ュコートされた酸化物被膜のセラミック構造の完全性を
高める作用がある。基体に担持される貴金属／酸化物ウ
ォッシュコートの総量は、被膜が施された基体の重量を
基準として約10〜20重量%である。基体上で要求される
ウォッシュコートの厚み／重量を実現するために、ウォ
ッシュコートによる基体の被覆が数層、必要となる場合
がある。基体は、その基体の体積を基準として約318〜6
00 g/m3（９〜17 g/ft3）の貴金属を担持するのが理想
的で、353〜530 g/m3（10〜15 g/ft3）の量がより好ま
しいと考えられる。
手法は当業者に良く知られている。一般的には、金属酸
化物粒子及び必要に応じて加えられる安定剤粒子が混合
されたスラリーは、例えば浸漬や噴霧といった方法で基
体に塗布され、その後余剰分が吹散されるのが普通であ
る。その後、塗膜は乾燥及び焼成するため、通常約700
℃の温度で２〜３時間加熱される。焼成には、ウォッシ
ュコートされた酸化物被膜のセラミック構造の完全性を
高める作用がある。基体に担持される貴金属／酸化物ウ
ォッシュコートの総量は、被膜が施された基体の重量を
基準として約10〜20重量%である。基体上で要求される
ウォッシュコートの厚み／重量を実現するために、ウォ
ッシュコートによる基体の被覆が数層、必要となる場合
がある。基体は、その基体の体積を基準として約318〜6
00 g/m3（９〜17 g/ft3）の貴金属を担持するのが理想
的で、353〜530 g/m3（10〜15 g/ft3）の量がより好ま
しいと考えられる。
【００１９】本発明の触媒は、例えば南米諸国又はアジ
ア諸国において要求される様な排出レベルまで、炭化水
素と一酸化炭素を酸化し同時に窒素酸化物を還元する作
用を触媒がしている排気システム中での排出物の処理の
ために、自動車において使用されることが予想される。
このような用途において、本発明の触媒は排出基準に適
合するには充分以上である。例えば米国における状況が
該当するであろうが、排出基準に適合するのにこの触媒
単独では不十分となり得る他の状況において、本発明の
触媒は別の排出抑制触媒と組合わせて用いられ得る。そ
の様な用途の一つとして、本発明にかかる触媒を、別の
三元触媒の下流に、別段として又は同じコンバーター内
の別のブリックとして用いることが挙げられる。それゆ
え、本発明にかかる触媒は特定の用途に限られるもので
はない。
ア諸国において要求される様な排出レベルまで、炭化水
素と一酸化炭素を酸化し同時に窒素酸化物を還元する作
用を触媒がしている排気システム中での排出物の処理の
ために、自動車において使用されることが予想される。
このような用途において、本発明の触媒は排出基準に適
合するには充分以上である。例えば米国における状況が
該当するであろうが、排出基準に適合するのにこの触媒
単独では不十分となり得る他の状況において、本発明の
触媒は別の排出抑制触媒と組合わせて用いられ得る。そ
の様な用途の一つとして、本発明にかかる触媒を、別の
三元触媒の下流に、別段として又は同じコンバーター内
の別のブリックとして用いることが挙げられる。それゆ
え、本発明にかかる触媒は特定の用途に限られるもので
はない。
【００２０】
【実施例】[例１] （１）Ce(NO3)3.9H2Oを、200℃にて１時間、その後450
℃にて１時間焼成し、直径が５〜20ミクロンで表面積が
90 m2/gのCeO2粒子を得た。
℃にて１時間焼成し、直径が５〜20ミクロンで表面積が
90 m2/gのCeO2粒子を得た。
【００２１】40 %のZr(NO3)4.5H2O溶液を、上記の様に
調製されたCeO2粒子に含浸させ、60℃にて、その後さら
に120℃にて２時間乾燥させ、そして600℃にて４時間焼
成して、Zr対Ceの原子数の比が１：２である、Zrが添加
されたCeO2粒子（粒子A-1）を得た。
調製されたCeO2粒子に含浸させ、60℃にて、その後さら
に120℃にて２時間乾燥させ、そして600℃にて４時間焼
成して、Zr対Ceの原子数の比が１：２である、Zrが添加
されたCeO2粒子（粒子A-1）を得た。
【００２２】（２）同様に、40 %のZr(NO3)4.5H2O溶液
を、上記の様に調製されたCeO2粒子に含浸させ、60℃に
て、その後120℃にて２時間乾燥させ、そして600℃にて
４時間焼成し、この場合はしかしながらZr対Ceの原子数
の比を異ならせて１：８とした、Zrが添加されたCeO2粒
子（粒子B-1）を得た。A-1とB-1は両者とも、５〜30ミ
クロンの直径を持つ。
を、上記の様に調製されたCeO2粒子に含浸させ、60℃に
て、その後120℃にて２時間乾燥させ、そして600℃にて
４時間焼成し、この場合はしかしながらZr対Ceの原子数
の比を異ならせて１：８とした、Zrが添加されたCeO2粒
子（粒子B-1）を得た。A-1とB-1は両者とも、５〜30ミ
クロンの直径を持つ。
【００２３】（Rhを９重量%含む）RhCl3水溶液を、粒子
A-1に含浸させ、120℃にて４時間乾燥させ、400℃にて
１時間、その後600℃にて３時間焼成して、７重量%のRh
を担持した粒子（粒子C-1）を得た。
A-1に含浸させ、120℃にて４時間乾燥させ、400℃にて
１時間、その後600℃にて３時間焼成して、７重量%のRh
を担持した粒子（粒子C-1）を得た。
【００２４】（Ptを６重量%含む）H2PtCl6と（Pdを３重
量%含む）PdCl2の水溶液混合物を、粒子B-1に含浸さ
せ、その後その粒子を120℃にて４時間乾燥させ、400℃
にて１時間、その後600℃にて３時間焼成して、総量が
７重量%のPt/Pd貴金属を担持した粒子（粒子D-1）を得
た。
量%含む）PdCl2の水溶液混合物を、粒子B-1に含浸さ
せ、その後その粒子を120℃にて４時間乾燥させ、400℃
にて１時間、その後600℃にて３時間焼成して、総量が
７重量%のPt/Pd貴金属を担持した粒子（粒子D-1）を得
た。
【００２５】100gのAl2O3.H2O、130gのAl(OH)3、150gの
g-Al2O3、40gのAl(NO3)3、60gのMg(CO 3)2、40gのBa(N
O3)2、1500mlのH2O、40mlのHNO3を混合し、16〜20時間
ボール・ミルして、平均粒径が５ミクロン未満のAl2O3
スラリー（E-1）を得た。
g-Al2O3、40gのAl(NO3)3、60gのMg(CO 3)2、40gのBa(N
O3)2、1500mlのH2O、40mlのHNO3を混合し、16〜20時間
ボール・ミルして、平均粒径が５ミクロン未満のAl2O3
スラリー（E-1）を得た。
【００２６】例１の触媒化合物を形成するために、500g
のE-1粒子、2.3gのC-1粒子、11.5gのD-1粒子を混合して
３時間ボール・ミルし、脱イオン水を用いて希釈し、そ
して、本発明の実施形態による触媒を形成する様にその
混合物の粘度を約3000 mPa・S（3000 cp）になるよう調
整した。１cm2当たり62セル（１in2当たり400セル）を
持つハニカム構造体が、被覆用容器中に置かれ、その容
器を10分間真空排気し、そして上記混合物を添加して上
記基体を被覆した。基体のチャンネルから余剰のスラリ
ーを穏やかに吹散し、そして120℃にて２時間乾燥さ
せ、その後500℃にて１時間、さらに800℃にて３時間焼
成した。上記の被覆処理を再度行い、494 g/m 3（14g/ft
3）の量の貴金属が担持された被覆触媒を得た。その触
媒は、試験に用いるために600℃の還元性雰囲気（H2/N2
混合気）に３時間、晒されることになる。
のE-1粒子、2.3gのC-1粒子、11.5gのD-1粒子を混合して
３時間ボール・ミルし、脱イオン水を用いて希釈し、そ
して、本発明の実施形態による触媒を形成する様にその
混合物の粘度を約3000 mPa・S（3000 cp）になるよう調
整した。１cm2当たり62セル（１in2当たり400セル）を
持つハニカム構造体が、被覆用容器中に置かれ、その容
器を10分間真空排気し、そして上記混合物を添加して上
記基体を被覆した。基体のチャンネルから余剰のスラリ
ーを穏やかに吹散し、そして120℃にて２時間乾燥さ
せ、その後500℃にて１時間、さらに800℃にて３時間焼
成した。上記の被覆処理を再度行い、494 g/m 3（14g/ft
3）の量の貴金属が担持された被覆触媒を得た。その触
媒は、試験に用いるために600℃の還元性雰囲気（H2/N2
混合気）に３時間、晒されることになる。
【００２７】[例２]これは、本発明の実施形態に基づい
て調製される触媒の別の例である。（５重量%のRhを含
む）RhCl3を、粒子A-1に含浸させ、120℃にて４時間乾
燥させ、400℃にて１時間、その後600℃にて３時間焼成
し、Rhを５重量%有する粒子（C-2）を得た。
て調製される触媒の別の例である。（５重量%のRhを含
む）RhCl3を、粒子A-1に含浸させ、120℃にて４時間乾
燥させ、400℃にて１時間、その後600℃にて３時間焼成
し、Rhを５重量%有する粒子（C-2）を得た。
【００２８】（H2PtCl6から得られる）４%のPtと（PdCl
2から得られる）２%のPdの水溶液混合物を、粒子B-1に
含浸させ、120℃にて４時間乾燥させ、400℃にて１時
間、その後600℃にて３時間焼成し、総量が５重量%のPt
及びPdを持つ粒子（D-2）を得た。
2から得られる）２%のPdの水溶液混合物を、粒子B-1に
含浸させ、120℃にて４時間乾燥させ、400℃にて１時
間、その後600℃にて３時間焼成し、総量が５重量%のPt
及びPdを持つ粒子（D-2）を得た。
【００２９】その後、本例の触媒について、例１におい
て述べたものと同様の処理を行い、353 g/m3（10g/f
t3）の量の貴金属が担持された被覆触媒を得た。
て述べたものと同様の処理を行い、353 g/m3（10g/f
t3）の量の貴金属が担持された被覆触媒を得た。
【００３０】[例３]これは、本発明の別の実施形態であ
る。RhCl3から得られる９重量%のRh溶液を、粒子B-1に
含浸させ、120℃にて４時間乾燥させ、400℃にて１時
間、その後600℃にて３時間焼成し、７重量%のRhを持つ
粒子（C-3）を得た。
る。RhCl3から得られる９重量%のRh溶液を、粒子B-1に
含浸させ、120℃にて４時間乾燥させ、400℃にて１時
間、その後600℃にて３時間焼成し、７重量%のRhを持つ
粒子（C-3）を得た。
【００３１】水溶液混合物中の、（H2PtCl6から得られ
る）６重量%のPtと（PdCl2から得られる）３重量%のPd
を、粒子A-1に含浸させ、120℃にて４時間乾燥させ、40
0℃にて１時間、その後600℃にて３時間焼成し、総量が
７重量%のPtとPdを持つ粒子（D-3）を得た。
る）６重量%のPtと（PdCl2から得られる）３重量%のPd
を、粒子A-1に含浸させ、120℃にて４時間乾燥させ、40
0℃にて１時間、その後600℃にて３時間焼成し、総量が
７重量%のPtとPdを持つ粒子（D-3）を得た。
【００３２】本例で調製される触媒混合物を使用するこ
とを除き、例１において述べたものと同様の処理をその
後行い、494 g/m3（14 g/ft3）の量の貴金属が担持され
た被覆触媒を得た。
とを除き、例１において述べたものと同様の処理をその
後行い、494 g/m3（14 g/ft3）の量の貴金属が担持され
た被覆触媒を得た。
【００３３】[例４]これは本発明によらない比較例であ
り、貴金属を担持する粒子がジルコニウムを含まない。
例１において述べた処理に従いながら、粒子A-1と粒子B
-1（Zrが添加されたCeO2粒子）をCeO2のみの粒子に置換
え、上述したPh含有水溶液及びPt/Pd含有水溶液を含浸
させ、そして494 g/m3（14 g/ft3）の量の貴金属が担持
された触媒を得た。
り、貴金属を担持する粒子がジルコニウムを含まない。
例１において述べた処理に従いながら、粒子A-1と粒子B
-1（Zrが添加されたCeO2粒子）をCeO2のみの粒子に置換
え、上述したPh含有水溶液及びPt/Pd含有水溶液を含浸
させ、そして494 g/m3（14 g/ft3）の量の貴金属が担持
された触媒を得た。
【００３４】[例５]これは、本発明の実施形態によらな
い、別の比較例である。本例においては、三種の貴金属
全てが一つの粒子に含浸される。例１にて述べたPh含有
溶液１部とPt/Pd含有溶液５部とから混合溶液を生成
し、この混合溶液を粒子B-1に含浸させ、例１にて述べ
たのと同様に乾燥及び焼成した後、14 gの重量分の粒子
を調製し、そして500 gの粒子E-1と混合した後、例１に
て述べたものと同様の処理を行い、494 g/m3（14g/f
t3）の量の貴金属が担持された被覆触媒を得た。
い、別の比較例である。本例においては、三種の貴金属
全てが一つの粒子に含浸される。例１にて述べたPh含有
溶液１部とPt/Pd含有溶液５部とから混合溶液を生成
し、この混合溶液を粒子B-1に含浸させ、例１にて述べ
たのと同様に乾燥及び焼成した後、14 gの重量分の粒子
を調製し、そして500 gの粒子E-1と混合した後、例１に
て述べたものと同様の処理を行い、494 g/m3（14g/f
t3）の量の貴金属が担持された被覆触媒を得た。
【００３５】[例６]これは、本発明によらない更に別の
比較例である。この例において、貴金属は粒子の混合物
上にともに塗布される。粒子E-1を500 g、粒子A-1を2.3
g、粒子B-1を11.5 g、計量した。それらをボール・ミ
ルした後、ハニカム基体上に被覆し、例１にて述べた様
に乾燥及び焼成し、例１と同様のPt/Pd含有溶液を含浸
させ、120℃にて乾燥させ、600℃にて焼成した。その
後、例１におけるものと同様のPh含有溶液をPt/Pd被覆
基体に含浸させ、例１にて述べた様に乾燥、焼成した。
494g/m3（14 g/ft3）の量の貴金属が担持された触媒を
得た。
比較例である。この例において、貴金属は粒子の混合物
上にともに塗布される。粒子E-1を500 g、粒子A-1を2.3
g、粒子B-1を11.5 g、計量した。それらをボール・ミ
ルした後、ハニカム基体上に被覆し、例１にて述べた様
に乾燥及び焼成し、例１と同様のPt/Pd含有溶液を含浸
させ、120℃にて乾燥させ、600℃にて焼成した。その
後、例１におけるものと同様のPh含有溶液をPt/Pd被覆
基体に含浸させ、例１にて述べた様に乾燥、焼成した。
494g/m3（14 g/ft3）の量の貴金属が担持された触媒を
得た。
【００３６】[触媒の試験]例１乃至６にて説明した様に
調製された触媒全てが、空気中で900℃にて10時間、熱
処理炉を用いて時効処理される。時効処理された触媒
は、流通反応装置中において、Gandhiらによる名称が
“Laboratory Evaluation of Three-Way Catalysts”で
あるSAE paper 760201に記載された酸化還元掃引試験に
より評価された。このような酸化還元掃引試験におい
て、還元率Rは、R = (PCO + PH2 + 9PC3H6 +10 PC3H8)/
(PNO + 2PO2)と表され、ここで、R > 1が全体的に還元
性である混合気を表し、R = 1は理論混合気を表し、R <
1は全体的に酸化性である混合気を表す。
調製された触媒全てが、空気中で900℃にて10時間、熱
処理炉を用いて時効処理される。時効処理された触媒
は、流通反応装置中において、Gandhiらによる名称が
“Laboratory Evaluation of Three-Way Catalysts”で
あるSAE paper 760201に記載された酸化還元掃引試験に
より評価された。このような酸化還元掃引試験におい
て、還元率Rは、R = (PCO + PH2 + 9PC3H6 +10 PC3H8)/
(PNO + 2PO2)と表され、ここで、R > 1が全体的に還元
性である混合気を表し、R = 1は理論混合気を表し、R <
1は全体的に酸化性である混合気を表す。
【００３７】その試験において、供給気体は1.2 %のC
O、1500 ppmのC3H6、1000 ppmのNOx、20ppmのSO2、10 %
のH2O、0.6〜1.4 %のO2、そして残部がN2の混合気であ
った。反応温度は400℃、体積速度は55,000 hr-1、還元
率はR = 1であった。変換率を以下の表１に示す。
O、1500 ppmのC3H6、1000 ppmのNOx、20ppmのSO2、10 %
のH2O、0.6〜1.4 %のO2、そして残部がN2の混合気であ
った。反応温度は400℃、体積速度は55,000 hr-1、還元
率はR = 1であった。変換率を以下の表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】これらの例から、本発明の実施形態による
触媒の例１乃至３が、本発明によらない比較例４乃至６
に比し、明らかに排気変換における極めて高い触媒効率
を持つと言える。
触媒の例１乃至３が、本発明によらない比較例４乃至６
に比し、明らかに排気変換における極めて高い触媒効率
を持つと言える。
【００４０】本発明の実施例１により調製された触媒の
車載試験も、行った。使用された車両は、排気量1.3リ
ットルの、Fiesta（登録商標）の1995年モデルであっ
た。使用された運転サイクルは、MV-Euroであった。結
果を表２に示す。触媒はダイナモメーターを用いて80 5
00 km（50000マイル）走行分に相当する時効処理がなさ
れた。
車載試験も、行った。使用された車両は、排気量1.3リ
ットルの、Fiesta（登録商標）の1995年モデルであっ
た。使用された運転サイクルは、MV-Euroであった。結
果を表２に示す。触媒はダイナモメーターを用いて80 5
00 km（50000マイル）走行分に相当する時効処理がなさ
れた。
【００４１】
【表２】
【００４２】本実施形態による触媒が、車両排出物につ
いての上記規制値案に適合し得ると言えるであろう。
いての上記規制値案に適合し得ると言えるであろう。
【００４３】
【発明の効果】従来の触媒に比べ非常に少ない担持量の
貴金属を使用して安価としながら、理論空燃比状態付近
での優れた排気変換効率をも得られる、耐久性のある三
元触媒の製造方法を提供できる。
貴金属を使用して安価としながら、理論空燃比状態付近
での優れた排気変換効率をも得られる、耐久性のある三
元触媒の製造方法を提供できる。
フロントページの続き (72)発明者 ジャン（ジョン） リー アメリカ合衆国 ミシガン州 48188，カ ントン ミュアフィールド ドライブ 45451 (72)発明者 ロナルド ジー．ハーリー アメリカ合衆国 ミシガン州 48331− 1927，ファーミントン ヒルズ ランカシ ャー 35682
Claims (1)
- 【請求項１】 略理論空燃比にて動作されるガソリン・
エンジンの、炭化水素、一酸化炭素、及び窒素酸化物
（NOx）を含有する排気を処理するための、基体に担持
されるのに有用な三元触媒ウォッシュコートを製造する
方法であって、(a) CeとZrの原子比が20：１から１：１
であるとともに、含浸後の粒子重量に基き1〜20重量%の
本質的に白金（Pt）及びパラジウム（Pd）からなる貴金
属により含浸された、セリア／ジルコニアの焼成粒子、
(b) CeとZrの原子比が20：１から１：１であるととも
に、含浸後の粒子重量に基き1〜20重量%の本質的にロジ
ウム（Rh）からなる貴金属により含浸された、セリア／
ジルコニアの焼成粒子、及び、(c) ５ミクロン未満の平
均粒径を持つγ−アルミナ粒子、を混合する工程を有
し、Pt：Pd：Rhの貴金属の比が重量を基準としてそれぞ
れ約３〜10：３〜10：１となる量で上記三種の粒子が触
媒組成に混合されるとともに、そこで上記貴金属含有粒
子が上記触媒化合物の約10〜30重量%を占める、方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/496,527 US6569392B1 (en) | 2000-02-02 | 2000-02-02 | Three-way rare earth oxide catalyst |
| US09/496527 | 2000-02-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001232200A true JP2001232200A (ja) | 2001-08-28 |
Family
ID=23973025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001025301A Pending JP2001232200A (ja) | 2000-02-02 | 2001-02-01 | 希土類金属酸化物を用いた三元触媒 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6569392B1 (ja) |
| EP (1) | EP1121979B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001232200A (ja) |
| CN (1) | CN1167501C (ja) |
| DE (1) | DE60111282T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8673809B2 (en) | 2009-08-05 | 2014-03-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Low level noble metal-supporting three-way catalyst |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10013895A1 (de) * | 2000-03-21 | 2001-10-04 | Dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag | Verfahren zur katalytischen Umsetzung von Kohlenmonoxid in einem Wasserstoff enthaltenden Gasgemisch |
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| FR2852592B1 (fr) * | 2003-03-18 | 2007-02-23 | Rhodia Elect & Catalysis | Compositions a base d'un oxyde de cerium, d'un oxyde de zirconium et, eventuellement d'un oxyde d'une autre terre rare, a surface specifique elevee a 1100 c, leur procede de preparation et leur utilisation comme catalyseur |
| JP4165443B2 (ja) * | 2004-04-27 | 2008-10-15 | トヨタ自動車株式会社 | 金属酸化物粒子の製造方法、及び排ガス浄化触媒 |
| CN100374199C (zh) * | 2004-05-14 | 2008-03-12 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种铈锆复合氧化物负载钯催化剂的制备方法 |
| CN100389247C (zh) * | 2005-07-06 | 2008-05-21 | 韩昭 | 一种机动车排气催化转化器及其制备方法 |
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| JP4851190B2 (ja) * | 2006-01-13 | 2012-01-11 | 戸田工業株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
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