JP2001259422A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
排ガス浄化用触媒Info
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- JP2001259422A JP2001259422A JP2000075736A JP2000075736A JP2001259422A JP 2001259422 A JP2001259422 A JP 2001259422A JP 2000075736 A JP2000075736 A JP 2000075736A JP 2000075736 A JP2000075736 A JP 2000075736A JP 2001259422 A JP2001259422 A JP 2001259422A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高温域においても十分なNOx 吸蔵能を有するNO
x 吸蔵還元型触媒とする。 【解決手段】高比表面積を有する多孔質担体１と、多孔
質担体１の表面に島状に表出し多孔質担体１より塩基性
の強い塩基性担体２と、少なくとも多孔質担体１の表面
に担持された貴金属３と、少なくとも島状に表出する塩
基性担体２の表面に担持されたNOx 吸蔵材４と、から構
成した。多孔質担体１に担持された貴金属３は、塩基性
担体２と接触せず、NOx 吸蔵材４と接触する確率も低い
ので活性低下が防止され、塩基性担体２に担持されてい
るNOx 吸蔵材４では、NOx との反応によって生成する硝
酸塩が安定化され、高温のリーン雰囲気においてもNOx
の放出が抑制される。
x 吸蔵還元型触媒とする。 【解決手段】高比表面積を有する多孔質担体１と、多孔
質担体１の表面に島状に表出し多孔質担体１より塩基性
の強い塩基性担体２と、少なくとも多孔質担体１の表面
に担持された貴金属３と、少なくとも島状に表出する塩
基性担体２の表面に担持されたNOx 吸蔵材４と、から構
成した。多孔質担体１に担持された貴金属３は、塩基性
担体２と接触せず、NOx 吸蔵材４と接触する確率も低い
ので活性低下が防止され、塩基性担体２に担持されてい
るNOx 吸蔵材４では、NOx との反応によって生成する硝
酸塩が安定化され、高温のリーン雰囲気においてもNOx
の放出が抑制される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温域においても
NOx を十分に吸蔵できるNOx 吸蔵還元型の排ガス浄化用
触媒に関する。
NOx を十分に吸蔵できるNOx 吸蔵還元型の排ガス浄化用
触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、二酸化炭素による地球温暖化現象
が問題となり、二酸化炭素の排出量を低減することが課
題となっている。自動車においても排ガス中の二酸化炭
素量の低減が課題となり、燃料を酸素過剰雰囲気で希薄
燃焼させるリーンバーンエンジンが開発されている。こ
のリーンバーンエンジンによれば、燃費の向上により二
酸化炭素の排出量を抑制することができる。
が問題となり、二酸化炭素の排出量を低減することが課
題となっている。自動車においても排ガス中の二酸化炭
素量の低減が課題となり、燃料を酸素過剰雰囲気で希薄
燃焼させるリーンバーンエンジンが開発されている。こ
のリーンバーンエンジンによれば、燃費の向上により二
酸化炭素の排出量を抑制することができる。
【０００３】このリーンバーンエンジンにおいて、常時
は酸素過剰の燃料リーン条件で燃焼させ、間欠的に燃料
ストイキ〜リッチ条件とすることにより排ガスを還元雰
囲気としてNOx を還元浄化するシステムが開発され、実
用化されている。そしてこのシステムに最適な触媒とし
て、燃料リーン雰囲気でNOx を吸蔵し、吸蔵されたNO x
を燃料ストイキ〜リッチ雰囲気で放出するNOx 吸蔵材を
用いたNOx 吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒が開発されて
いる。
は酸素過剰の燃料リーン条件で燃焼させ、間欠的に燃料
ストイキ〜リッチ条件とすることにより排ガスを還元雰
囲気としてNOx を還元浄化するシステムが開発され、実
用化されている。そしてこのシステムに最適な触媒とし
て、燃料リーン雰囲気でNOx を吸蔵し、吸蔵されたNO x
を燃料ストイキ〜リッチ雰囲気で放出するNOx 吸蔵材を
用いたNOx 吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒が開発されて
いる。
【０００４】例えば特開平5-317652号公報には、Baなど
のアルカリ土類金属とPtをγ-Al2O3などの多孔質酸化物
担体に担持した排ガス浄化用触媒が提案されている。ま
た特開平 6-31139号公報には、Ｋなどのアルカリ金属と
Ptをγ-Al2O3などの多孔質酸化物担体に担持した排ガス
浄化用触媒が提案されている。さらに特開平5-168860号
公報には、Laなどの希土類元素とPtをγ-Al2O3などの多
孔質酸化物担体に担持した排ガス浄化用触媒が提案され
ている。
のアルカリ土類金属とPtをγ-Al2O3などの多孔質酸化物
担体に担持した排ガス浄化用触媒が提案されている。ま
た特開平 6-31139号公報には、Ｋなどのアルカリ金属と
Ptをγ-Al2O3などの多孔質酸化物担体に担持した排ガス
浄化用触媒が提案されている。さらに特開平5-168860号
公報には、Laなどの希土類元素とPtをγ-Al2O3などの多
孔質酸化物担体に担持した排ガス浄化用触媒が提案され
ている。
【０００５】このNOx 吸蔵還元型触媒を用いれば、空燃
比を燃料リーン側からパルス状に燃料ストイキ〜リッチ
側となるように制御することにより、排ガスもリーン雰
囲気からパルス状にストイキ〜リッチ雰囲気となる。し
たがって、リーン側ではNOxがNOx 吸蔵材に吸蔵され、
それがストイキ〜リッチ側で放出されて排ガス中に多量
に含まれる炭化水素（HC）や一酸化炭素（CO）などの還
元性成分と反応して浄化されるため、リーンバーンエン
ジンからの排ガスであってもNOx を効率良く浄化するこ
とができる。また排ガス中のHC及びCOは、貴金属により
酸化されるとともにNOx の還元にも消費されるので、HC
及びCOも効率よく浄化される。このようにパルス状にス
トイキ〜リッチ雰囲気となるように空燃比を制御するこ
とは「リッチスパイクを打つ」と称されている。
比を燃料リーン側からパルス状に燃料ストイキ〜リッチ
側となるように制御することにより、排ガスもリーン雰
囲気からパルス状にストイキ〜リッチ雰囲気となる。し
たがって、リーン側ではNOxがNOx 吸蔵材に吸蔵され、
それがストイキ〜リッチ側で放出されて排ガス中に多量
に含まれる炭化水素（HC）や一酸化炭素（CO）などの還
元性成分と反応して浄化されるため、リーンバーンエン
ジンからの排ガスであってもNOx を効率良く浄化するこ
とができる。また排ガス中のHC及びCOは、貴金属により
酸化されるとともにNOx の還元にも消費されるので、HC
及びCOも効率よく浄化される。このようにパルス状にス
トイキ〜リッチ雰囲気となるように空燃比を制御するこ
とは「リッチスパイクを打つ」と称されている。
【０００６】ところで、近年の排ガス規制の強化に伴
い、燃料をより高温で燃焼させることで有害成分の排出
を抑制する傾向がある。またエンジンの性能向上や高速
走行の増加も一因となって、排ガス温度は益々上昇して
いる。ところが従来のNOx 吸蔵還元型触媒では、高温の
リーン雰囲気ではNOx 吸蔵材へのNOx の吸蔵よりもNOx
吸蔵材からのNOx の放出が優先されてしまい、NOx 吸蔵
能が低下するという問題がある。
い、燃料をより高温で燃焼させることで有害成分の排出
を抑制する傾向がある。またエンジンの性能向上や高速
走行の増加も一因となって、排ガス温度は益々上昇して
いる。ところが従来のNOx 吸蔵還元型触媒では、高温の
リーン雰囲気ではNOx 吸蔵材へのNOx の吸蔵よりもNOx
吸蔵材からのNOx の放出が優先されてしまい、NOx 吸蔵
能が低下するという問題がある。
【０００７】そこで高温のリーン雰囲気においてもNOx
を吸蔵できるNOx 吸蔵還元型触媒の開発が求められてい
る。このような触媒として、例えばZrO2などの塩基性担
体に貴金属とアルカリ金属を担持したものが考えられて
いる。アルカリ金属はきわめて塩基性が高いので、NOx
との反応性が高く、高温域でもNOx をよく吸蔵する。そ
して生成したアルカリ金属の硝酸塩は高温域でも比較的
安定であり、かつ塩基性担体の塩基性によって硝酸塩は
益々安定化されるため、高温のリーン雰囲気におけるNO
x の放出が抑制される。
を吸蔵できるNOx 吸蔵還元型触媒の開発が求められてい
る。このような触媒として、例えばZrO2などの塩基性担
体に貴金属とアルカリ金属を担持したものが考えられて
いる。アルカリ金属はきわめて塩基性が高いので、NOx
との反応性が高く、高温域でもNOx をよく吸蔵する。そ
して生成したアルカリ金属の硝酸塩は高温域でも比較的
安定であり、かつ塩基性担体の塩基性によって硝酸塩は
益々安定化されるため、高温のリーン雰囲気におけるNO
x の放出が抑制される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが塩基性担体に
貴金属とアルカリ金属を担持したNOx 吸蔵還元型触媒で
は、アルカリ金属及び塩基性担体との相互作用により貴
金属の活性が低下し、NOの酸化活性が低下する結果、NO
x 吸蔵量が全体的に低下するという不具合があった。こ
の不具合によって、高温域におけるNOx 吸蔵能の向上効
果と硝酸塩の安定化効果とが共に相殺され、高温域にお
けるNOx 吸蔵能は十分とはいえなかった。
貴金属とアルカリ金属を担持したNOx 吸蔵還元型触媒で
は、アルカリ金属及び塩基性担体との相互作用により貴
金属の活性が低下し、NOの酸化活性が低下する結果、NO
x 吸蔵量が全体的に低下するという不具合があった。こ
の不具合によって、高温域におけるNOx 吸蔵能の向上効
果と硝酸塩の安定化効果とが共に相殺され、高温域にお
けるNOx 吸蔵能は十分とはいえなかった。
【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、高温域においても十分なNOx 吸蔵能を有す
るNOx 吸蔵還元型触媒とすることを目的とする。
ものであり、高温域においても十分なNOx 吸蔵能を有す
るNOx 吸蔵還元型触媒と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、高比表面積を有する多
孔質担体と、多孔質担体の表面に島状に表出し多孔質担
体より塩基性の強い塩基性担体と、少なくとも多孔質担
体の表面に担持された貴金属と、少なくとも島状に表出
する塩基性担体の表面に担持されたNOx 吸蔵材と、から
なることにある。
明の排ガス浄化用触媒の特徴は、高比表面積を有する多
孔質担体と、多孔質担体の表面に島状に表出し多孔質担
体より塩基性の強い塩基性担体と、少なくとも多孔質担
体の表面に担持された貴金属と、少なくとも島状に表出
する塩基性担体の表面に担持されたNOx 吸蔵材と、から
なることにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の排ガス浄化用触媒では、
貴金属は少なくとも多孔質担体の表面に担持されてい
る。したがって多孔質担体の表面に担持された貴金属
は、塩基性担体と接触せず、NOx 吸蔵材と接触する確率
も低いので活性低下が防止され、NOの酸化活性が向上し
NOx 吸蔵量が増大する。一方、NOx 吸蔵材は少なくとも
島状に表出する塩基性担体の表面に担持されている。塩
基性担体に担持されているNOx 吸蔵材では、NOx との反
応によって生成する硝酸塩が安定化され、高温のリーン
雰囲気においてもNOx の放出が抑制される結果、NOx 吸
蔵量がさらに増大する。
貴金属は少なくとも多孔質担体の表面に担持されてい
る。したがって多孔質担体の表面に担持された貴金属
は、塩基性担体と接触せず、NOx 吸蔵材と接触する確率
も低いので活性低下が防止され、NOの酸化活性が向上し
NOx 吸蔵量が増大する。一方、NOx 吸蔵材は少なくとも
島状に表出する塩基性担体の表面に担持されている。塩
基性担体に担持されているNOx 吸蔵材では、NOx との反
応によって生成する硝酸塩が安定化され、高温のリーン
雰囲気においてもNOx の放出が抑制される結果、NOx 吸
蔵量がさらに増大する。
【００１２】さらに本発明の排ガス浄化用触媒では、塩
基性担体が多孔質担体の表面に島状に表出している。そ
して貴金属は少なくとも多孔質担体の表面に担持され、
NOx吸蔵材は少なくとも島状に表出する塩基性担体の表
面に担持されている。したがって貴金属とNOx 吸蔵材と
を近接して担持することができるため、貴金属によって
NOがNO2 に酸化される反応と、NO2 がNOx 吸蔵材に吸蔵
される反応とが速やかに連続し、高いNOx 吸蔵能が発現
される。
基性担体が多孔質担体の表面に島状に表出している。そ
して貴金属は少なくとも多孔質担体の表面に担持され、
NOx吸蔵材は少なくとも島状に表出する塩基性担体の表
面に担持されている。したがって貴金属とNOx 吸蔵材と
を近接して担持することができるため、貴金属によって
NOがNO2 に酸化される反応と、NO2 がNOx 吸蔵材に吸蔵
される反応とが速やかに連続し、高いNOx 吸蔵能が発現
される。
【００１３】また多孔質担体と塩基性担体の相互作用に
よって、使用中における多孔質担体又は塩基性担体のシ
ンタリングが抑制される効果も発現され、耐久性が向上
する。
よって、使用中における多孔質担体又は塩基性担体のシ
ンタリングが抑制される効果も発現され、耐久性が向上
する。
【００１４】したがって本発明の排ガス浄化用触媒によ
れば、高温域まで高いNOx 吸蔵能を示すとともにNOx 吸
蔵量が多く、高温域まで安定してNOx を浄化することが
できる。
れば、高温域まで高いNOx 吸蔵能を示すとともにNOx 吸
蔵量が多く、高温域まで安定してNOx を浄化することが
できる。
【００１５】多孔質担体は高比表面積を有するものであ
り、 Al2O3、TiO2、SiO2、あるいはこれらの複合酸化物
などを用いることができる。比表面積が特に大きな Al2
O3及びTiO2の少なくとも一種を用いることが望ましい。
り、 Al2O3、TiO2、SiO2、あるいはこれらの複合酸化物
などを用いることができる。比表面積が特に大きな Al2
O3及びTiO2の少なくとも一種を用いることが望ましい。
【００１６】塩基性担体の塩基性とは相対的な極性差を
意味し、用いられる多孔質担体より塩基性が強いもので
あればよく、例えば多孔質担体にTiO2を用いれば、TiO2
より塩基性が強い Al2O3を塩基性担体として用いること
も可能である。しかしながら高温域におけるNOx 吸蔵材
の硝酸塩の安定性を考慮すると、塩基性担体にはZrO2、
MgO、 MgAl2O4、あるいはこれらの複合酸化物など塩基
性が特に強い担体を用いることが好ましい。
意味し、用いられる多孔質担体より塩基性が強いもので
あればよく、例えば多孔質担体にTiO2を用いれば、TiO2
より塩基性が強い Al2O3を塩基性担体として用いること
も可能である。しかしながら高温域におけるNOx 吸蔵材
の硝酸塩の安定性を考慮すると、塩基性担体にはZrO2、
MgO、 MgAl2O4、あるいはこれらの複合酸化物など塩基
性が特に強い担体を用いることが好ましい。
【００１７】多孔質担体の表面に島状に表出する塩基性
担体の総面積は、担体全体の面積に対して10〜80％の範
囲とすることが好ましい。塩基性担体の総面積が全体の
10％より少ないと塩基性担体に担持されるNOx 吸蔵材の
量が少なくなることにより、高温域におけるNOx 吸蔵量
が低下する。また塩基性担体の総面積が全体の80％を超
えると、Ptの活性が低下してNOx 吸蔵能が低下する。塩
基性担体の総面積が30〜60％の範囲が特に望ましい。
担体の総面積は、担体全体の面積に対して10〜80％の範
囲とすることが好ましい。塩基性担体の総面積が全体の
10％より少ないと塩基性担体に担持されるNOx 吸蔵材の
量が少なくなることにより、高温域におけるNOx 吸蔵量
が低下する。また塩基性担体の総面積が全体の80％を超
えると、Ptの活性が低下してNOx 吸蔵能が低下する。塩
基性担体の総面積が30〜60％の範囲が特に望ましい。
【００１８】多孔質担体の表面に塩基性担体を島状に表
出させるには、塩基性担体を構成する金属のアルコキシ
ドと多孔質担体の粉末とをアルコール中で混合して加水
分解するアルコキシド法がある。この方法では、金属ア
ルコキシドの加水分解によって多孔質担体表面に金属水
酸化物などの酸化物源が生成し、それを焼成することで
島状の塩基性担体を形成することができる。またゾルゲ
ル法、共沈法などによって多孔質担体の表面に塩基性担
体を島状に表出させることもできる。塩基性担体は多孔
質担体の表面に島状に表出していればよく、多孔質担体
の表面のみに形成してもよいし、多孔質担体の内部まで
形成されていてもよい。
出させるには、塩基性担体を構成する金属のアルコキシ
ドと多孔質担体の粉末とをアルコール中で混合して加水
分解するアルコキシド法がある。この方法では、金属ア
ルコキシドの加水分解によって多孔質担体表面に金属水
酸化物などの酸化物源が生成し、それを焼成することで
島状の塩基性担体を形成することができる。またゾルゲ
ル法、共沈法などによって多孔質担体の表面に塩基性担
体を島状に表出させることもできる。塩基性担体は多孔
質担体の表面に島状に表出していればよく、多孔質担体
の表面のみに形成してもよいし、多孔質担体の内部まで
形成されていてもよい。
【００１９】なお上記アルコキシド法を用いる場合に
は、水を少量ずつ時間をかけて滴下するなどして、加水
分解をゆっくり行うことが望ましい。これにより多孔質
担体粉末の表面において塩基性担体が成長しにくく表面
に高分散に存在し、島状に表出する塩基性担体の面積を
大きくすることができる。
は、水を少量ずつ時間をかけて滴下するなどして、加水
分解をゆっくり行うことが望ましい。これにより多孔質
担体粉末の表面において塩基性担体が成長しにくく表面
に高分散に存在し、島状に表出する塩基性担体の面積を
大きくすることができる。
【００２０】少なくとも多孔質担体の表面に担持された
貴金属としては、Pt，Rh，Pd，Ir，Ruなどが例示される
が、酸化活性に特に優れたPtが特に望ましい。この貴金
属の担持量は、多孔質担体及び塩基性担体の合計に対し
て 0.1〜20重量％の範囲とすることが好ましい。この範
囲より少ないと酸化活性が低下してNOx 吸蔵能が低下
し、この範囲より多く担持しても酸化活性が飽和すると
ともにコストアップとなる。
貴金属としては、Pt，Rh，Pd，Ir，Ruなどが例示される
が、酸化活性に特に優れたPtが特に望ましい。この貴金
属の担持量は、多孔質担体及び塩基性担体の合計に対し
て 0.1〜20重量％の範囲とすることが好ましい。この範
囲より少ないと酸化活性が低下してNOx 吸蔵能が低下
し、この範囲より多く担持しても酸化活性が飽和すると
ともにコストアップとなる。
【００２１】また少なくとも島状に表出する塩基性担体
の表面に担持されたNOx 吸蔵材としては、アルカリ金
属、アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少な
くとも一種を用いることができる。中でもアルカリ度が
高くNOx 吸蔵能の高いアルカリ金属を用いるのが好まし
い。またアルカリ金属は、アルカリ土類金属に比べて小
さな粒子として担持されるので、塩基性担体のみに担持
される確率が高まり、貴金属の活性低下を一層抑制する
ことができる。
の表面に担持されたNOx 吸蔵材としては、アルカリ金
属、アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる少な
くとも一種を用いることができる。中でもアルカリ度が
高くNOx 吸蔵能の高いアルカリ金属を用いるのが好まし
い。またアルカリ金属は、アルカリ土類金属に比べて小
さな粒子として担持されるので、塩基性担体のみに担持
される確率が高まり、貴金属の活性低下を一層抑制する
ことができる。
【００２２】アルカリ金属としては、Li、Na、Ｋ、Csが
例示される。アルカリ土類金属としてはBa、Be、Mg、C
a、Srなどが例示され、希土類元素としては、Sc、Ｙ、L
a、Ce、Pr、Nd、Dy、Ybなどが例示される。このNOx 吸
蔵材は、触媒中においては炭酸塩、酸化物あるいは硝酸
塩として担持されている。
例示される。アルカリ土類金属としてはBa、Be、Mg、C
a、Srなどが例示され、希土類元素としては、Sc、Ｙ、L
a、Ce、Pr、Nd、Dy、Ybなどが例示される。このNOx 吸
蔵材は、触媒中においては炭酸塩、酸化物あるいは硝酸
塩として担持されている。
【００２３】NOx 吸蔵材の担持量は、多孔質担体及び塩
基性担体の合計 120ｇに対して0.05〜 2.0モルの範囲が
望ましい。NOx 吸蔵材の担持量が0.05モルより少ないと
NOx吸蔵能が低下し、 2.0モルより多くなると貴金属の
安定性が低下してNOx 吸蔵能が低下する。
基性担体の合計 120ｇに対して0.05〜 2.0モルの範囲が
望ましい。NOx 吸蔵材の担持量が0.05モルより少ないと
NOx吸蔵能が低下し、 2.0モルより多くなると貴金属の
安定性が低下してNOx 吸蔵能が低下する。
【００２４】少なくとも多孔質担体に貴金属を担持し、
少なくとも島状に表出する塩基性担体表面にNOx 吸蔵材
を担持するには、例えば多孔質担体表面に上記アルコキ
シド法によって塩基性担体を島状に形成する。これに従
来と同様に貴金属及びNOx 吸蔵材を均一に担持すれば、
一部の貴金属は多孔質担体の表出する表面に担持され、
一部のNOx 吸蔵材は島状に表出する塩基性担体の表面に
担持される。したがって少なくとも多孔質担体に貴金属
が担持され、少なくとも島状に表出する塩基性担体表面
にNOx 吸蔵材が担持されることになる。
少なくとも島状に表出する塩基性担体表面にNOx 吸蔵材
を担持するには、例えば多孔質担体表面に上記アルコキ
シド法によって塩基性担体を島状に形成する。これに従
来と同様に貴金属及びNOx 吸蔵材を均一に担持すれば、
一部の貴金属は多孔質担体の表出する表面に担持され、
一部のNOx 吸蔵材は島状に表出する塩基性担体の表面に
担持される。したがって少なくとも多孔質担体に貴金属
が担持され、少なくとも島状に表出する塩基性担体表面
にNOx 吸蔵材が担持されることになる。
【００２５】さらに予め貴金属が担持された多孔質担体
粉末を用い、その表面に島状に塩基性担体を担持した
後、NOx 吸蔵材を均一に担持することも好ましい。この
ようにすれば、塩基性担体表面には貴金属が担持されな
いので、塩基性担体による貴金属の活性低下をさらに抑
制することができる。
粉末を用い、その表面に島状に塩基性担体を担持した
後、NOx 吸蔵材を均一に担持することも好ましい。この
ようにすれば、塩基性担体表面には貴金属が担持されな
いので、塩基性担体による貴金属の活性低下をさらに抑
制することができる。
【００２６】また、NOx 吸蔵材のアルコキシドと塩基性
担体を構成する金属のアルコキシドを混合して加水分解
すれば、NOx 吸蔵材を担持した塩基性担体を形成するこ
とができるので、上記したアルコキシド法などと組み合
わせることにより、NOx 吸蔵材を担持した塩基性担体を
多孔質担体の表面に島状に形成することができる。この
方法によれば、多孔質担体にNOx 吸蔵材が担持されない
ので、多孔質担体に担持された貴金属の活性低下を一層
防止することができ、かつ高温域におけるNOx吸蔵能が
格段に向上した触媒を形成することができる。
担体を構成する金属のアルコキシドを混合して加水分解
すれば、NOx 吸蔵材を担持した塩基性担体を形成するこ
とができるので、上記したアルコキシド法などと組み合
わせることにより、NOx 吸蔵材を担持した塩基性担体を
多孔質担体の表面に島状に形成することができる。この
方法によれば、多孔質担体にNOx 吸蔵材が担持されない
ので、多孔質担体に担持された貴金属の活性低下を一層
防止することができ、かつ高温域におけるNOx吸蔵能が
格段に向上した触媒を形成することができる。
【００２７】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。
的に説明する。
【００２８】（実施例１）図１に本実施例の触媒の構成
を概念的に示す。この触媒は、 Al2O3担体（１）と、 A
l2O3担体（１）の表面に島状に担持されたZrO2担体
（２）とを担体とし、この担体にPt（３）及びＫ（４）
が均一に担持されている。したがって一部のPt（３）は
Al2O3担体（１）の表出する表面に担持され、一部のＫ
（４）は島状に表出するZrO2担体（２）の表面に担持さ
れている。
を概念的に示す。この触媒は、 Al2O3担体（１）と、 A
l2O3担体（１）の表面に島状に担持されたZrO2担体
（２）とを担体とし、この担体にPt（３）及びＫ（４）
が均一に担持されている。したがって一部のPt（３）は
Al2O3担体（１）の表出する表面に担持され、一部のＫ
（４）は島状に表出するZrO2担体（２）の表面に担持さ
れている。
【００２９】20mlのイソプロパノールに23ｇのジルコニ
ウムテトラプロポキシドを混合し、均一になるようによ
く撹拌した。
ウムテトラプロポキシドを混合し、均一になるようによ
く撹拌した。
【００３０】一方、 Al2O3粉末50ｇを 110℃で６時間乾
燥させ、これを 300mlのイソプロパノールに混合して、
80℃に保持しながら撹拌分散した。そこへ上記のイソプ
ロパノール溶液を混合し、80℃で１時間撹拌した。これ
を撹拌しながら、水53ｇを約３時間かけて少量ずつ滴下
し、アルコキシドを加水分解した。加水分解し終わった
液を吸引濾過し、得られた粉末を 110℃で６時間乾燥
後、 600℃で３時間焼成してZrO2が島状に担持された A
l2O3粉末を調製した。ZrO2の担持濃度は５重量％であ
り、表出するZrO2の総面積は Al2O3粉末表面の面積の15
％である。
燥させ、これを 300mlのイソプロパノールに混合して、
80℃に保持しながら撹拌分散した。そこへ上記のイソプ
ロパノール溶液を混合し、80℃で１時間撹拌した。これ
を撹拌しながら、水53ｇを約３時間かけて少量ずつ滴下
し、アルコキシドを加水分解した。加水分解し終わった
液を吸引濾過し、得られた粉末を 110℃で６時間乾燥
後、 600℃で３時間焼成してZrO2が島状に担持された A
l2O3粉末を調製した。ZrO2の担持濃度は５重量％であ
り、表出するZrO2の総面積は Al2O3粉末表面の面積の15
％である。
【００３１】得られたZrO2担持 Al2O3粉末を所定の方法
でスラリー化し、このスラリーを用いてセラミックス製
のハニカム基材（φ30、長さ30mm、容積21cc）の表面に
コート層を形成した。コート層の形成量は、ハニカム基
材１Ｌあたり 200ｇである。
でスラリー化し、このスラリーを用いてセラミックス製
のハニカム基材（φ30、長さ30mm、容積21cc）の表面に
コート層を形成した。コート層の形成量は、ハニカム基
材１Ｌあたり 200ｇである。
【００３２】このコート層が形成されたハニカム基材
に、所定濃度のジニトロジアンミン白金の硝酸水溶液を
吸水させ、 300℃で15分乾燥・焼成してPtを担持した。
Ptの担持量は、ハニカム基材１Ｌあたり10ｇである。
に、所定濃度のジニトロジアンミン白金の硝酸水溶液を
吸水させ、 300℃で15分乾燥・焼成してPtを担持した。
Ptの担持量は、ハニカム基材１Ｌあたり10ｇである。
【００３３】さらに所定濃度の硝酸カリウム水溶液を吸
水させ、 250℃で乾燥後、 500℃で30分焼成してＫを担
持した。Ｋの担持量は、ハニカム基材１Ｌあたり 0.6モ
ルである。
水させ、 250℃で乾燥後、 500℃で30分焼成してＫを担
持した。Ｋの担持量は、ハニカム基材１Ｌあたり 0.6モ
ルである。
【００３４】得られた触媒のコート層をミクロ視した概
念図が図１に示されている。すなわち Al2O3担体（１）
の表面には島状にZrO2担体（２）が担持形成され、Pt
（３）とＫ（４）が均一に担持されている。Pt（３）の
一部は Al2O3担体（１）の表面のみに担持され、Ｋ
（４）の一部はZrO2（２）の表面のみに担持されてい
る。
念図が図１に示されている。すなわち Al2O3担体（１）
の表面には島状にZrO2担体（２）が担持形成され、Pt
（３）とＫ（４）が均一に担持されている。Pt（３）の
一部は Al2O3担体（１）の表面のみに担持され、Ｋ
（４）の一部はZrO2（２）の表面のみに担持されてい
る。
【００３５】（実施例２）ZrO2担持 Al2O3粉末のZrO2担
持濃度を50重量％（島状に表出するZrO2の総面積は Al2
O3粉末表面の面積の55％）としたこと以外は実施例１と
同様である。
持濃度を50重量％（島状に表出するZrO2の総面積は Al2
O3粉末表面の面積の55％）としたこと以外は実施例１と
同様である。
【００３６】（実施例３）ZrO2担持 Al2O3粉末のZrO2担
持濃度を90重量％（島状に表出するZrO2の総面積は Al2
O3粉末表面の面積の75％）としたこと以外は実施例１と
同様である。
持濃度を90重量％（島状に表出するZrO2の総面積は Al2
O3粉末表面の面積の75％）としたこと以外は実施例１と
同様である。
【００３７】（比較例１）ZrO2担持 Al2O3粉末の代わり
にZrO2粉末を用いたこと以外は実施例１と同様である。
にZrO2粉末を用いたこと以外は実施例１と同様である。
【００３８】（比較例２）ZrO2担持 Al2O3粉末の代わり
に Al2O3粉末を用いたこと以外は実施例１と同様であ
る。
に Al2O3粉末を用いたこと以外は実施例１と同様であ
る。
【００３９】（比較例３）ZrO2担持 Al2O3粉末の代わり
に、ZrO2粉末を５重量％と Al2O3粉末を95重量％含む混
合粉末を用いたこと以外は実施例１と同様である。
に、ZrO2粉末を５重量％と Al2O3粉末を95重量％含む混
合粉末を用いたこと以外は実施例１と同様である。
【００４０】比較例１〜３の触媒のコート層をミクロ視
した概念図を図２に示す。これらの触媒では、ZrO2担
体、 Al2O3担体、あるいはZrO2と Al2O3との混合担体の
表面に、Pt（３）とＫ（４）が均一に担持されている。
した概念図を図２に示す。これらの触媒では、ZrO2担
体、 Al2O3担体、あるいはZrO2と Al2O3との混合担体の
表面に、Pt（３）とＫ（４）が均一に担持されている。
【００４１】＜試験・評価＞得られた各触媒を実験室用
反応器にそれぞれ配置した。そして表１に示すモデル排
ガスを、ガス空間速度50,000ｈ-1の条件で導入した。触
媒入りガス温度 200〜 600℃の範囲で、Richガス定常状
態からLeanガス定常状態にガスを切り換えて、排出ガス
のNOx 濃度が定常になるまでに触媒が吸蔵したNOx 量
（飽和NOx 吸蔵量）をそれぞれ測定した。またLeanガス
定常状態から４秒間Richガスを導入し、再びLeanガスに
切り換えた際のNOx 吸蔵量（リッチスパイク（RS）NOx
吸蔵量）をそれぞれ測定した。またモデルガスの温度
は、 500℃、 600℃及び 700℃の３水準とした。各触媒
の結果を、それぞれ図３〜図８に示す。
反応器にそれぞれ配置した。そして表１に示すモデル排
ガスを、ガス空間速度50,000ｈ-1の条件で導入した。触
媒入りガス温度 200〜 600℃の範囲で、Richガス定常状
態からLeanガス定常状態にガスを切り換えて、排出ガス
のNOx 濃度が定常になるまでに触媒が吸蔵したNOx 量
（飽和NOx 吸蔵量）をそれぞれ測定した。またLeanガス
定常状態から４秒間Richガスを導入し、再びLeanガスに
切り換えた際のNOx 吸蔵量（リッチスパイク（RS）NOx
吸蔵量）をそれぞれ測定した。またモデルガスの温度
は、 500℃、 600℃及び 700℃の３水準とした。各触媒
の結果を、それぞれ図３〜図８に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】図３〜図８より、各実施例の触媒は各比較
例の触媒に比べてNOx 吸蔵量が多く、高温域においても
高いNOx 吸蔵量を示している。これは Al2O3担体（１）
の表面にZrO2担体（２）が島状に表出した担体を用いた
効果であることが明らかである。また実施例２の触媒が
特にNOx 吸蔵量が多く、島状に形成されるZrO2担体
（２）は50重量％近傍（島状に表出するZrO2の総面積が
Al2O3粉末表面の面積の55％近傍）の割合で形成するこ
とが好ましいことがわかる。
例の触媒に比べてNOx 吸蔵量が多く、高温域においても
高いNOx 吸蔵量を示している。これは Al2O3担体（１）
の表面にZrO2担体（２）が島状に表出した担体を用いた
効果であることが明らかである。また実施例２の触媒が
特にNOx 吸蔵量が多く、島状に形成されるZrO2担体
（２）は50重量％近傍（島状に表出するZrO2の総面積が
Al2O3粉末表面の面積の55％近傍）の割合で形成するこ
とが好ましいことがわかる。
【００４４】
【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、高温域においても高いNOx 吸蔵能を示すので、高
温域の排ガス中に配置してもNOx 浄化能に優れている。
れば、高温域においても高いNOx 吸蔵能を示すので、高
温域の排ガス中に配置してもNOx 浄化能に優れている。
【図１】本発明の一実施例の触媒の構成を概念的に示す
説明図である。
説明図である。
【図２】比較例の触媒の構成を概念的に示す説明図であ
る。
る。
【図３】実施例及び比較例の触媒の 500℃における飽和
NOx 吸蔵量を示すグラフである。
NOx 吸蔵量を示すグラフである。
【図４】実施例及び比較例の触媒の 500℃におけるRSNO
x 吸蔵量を示すグラフである。
x 吸蔵量を示すグラフである。
【図５】実施例及び比較例の触媒の 600℃における飽和
NOx 吸蔵量を示すグラフである。
NOx 吸蔵量を示すグラフである。
【図６】実施例及び比較例の触媒の 600℃におけるRSNO
x 吸蔵量を示すグラフである。
x 吸蔵量を示すグラフである。
【図７】実施例及び比較例の触媒の 700℃における飽和
NOx 吸蔵量を示すグラフである。
NOx 吸蔵量を示すグラフである。
【図８】実施例及び比較例の触媒の 700℃におけるRSNO
x 吸蔵量を示すグラフである。
x 吸蔵量を示すグラフである。
１： Al2O3担体 ２：ZrO2担体 ３：Pt
４：Ｋ
４：Ｋ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D048 AA06 AB03 BA01Y BA03X BA03Y BA07Y BA08X BA08Y BA14X BA14Y BA30X BA41X BA41Y BA42Y BB02 EA04 4G066 AA13A AA13B AA16A AA16B AA16C AA17A AA17B AA20C AA22C AA23C AA28D AA33A AA36A AA43A AA53A AB24A BA07 CA28 DA02 FA12 FA22 FA25 4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B BA04A BA05A BA05B BA06A BB06A BC01A BC03B BC10A BC16A BC16B BC50A BC51A BC51B BC69A BC75B CA03 CA10 CA13 DA06 EA19 FA06 FB14 FB18 FB19 FB20 FB30
Claims (3)
- 【請求項１】 高比表面積を有する多孔質担体と、該多
孔質担体の表面に島状に表出し該多孔質担体より塩基性
の強い塩基性担体と、少なくとも該多孔質担体の表面に
担持された貴金属と、少なくとも島状に表出する該塩基
性担体の表面に担持されたNOx 吸蔵材と、からなること
を特徴とする排ガス浄化用触媒。 - 【請求項２】 前記多孔質担体は、 Al2O3及びTiO2の少
なくとも一種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。 - 【請求項３】 前記塩基性担体は、ZrO2， MgO，及び M
gAl2O4から選ばれる少なくとも一種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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000075736A JP2001259422A (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 排ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000075736A JP2001259422A (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 排ガス浄化用触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001259422A true JP2001259422A (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=18593580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000075736A Pending JP2001259422A (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 排ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001259422A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018103120A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 日揮触媒化成株式会社 | 金属捕捉剤、金属捕捉剤の製造方法、及び流動接触分解触媒 |
| WO2019093391A1 (ja) | 2017-11-13 | 2019-05-16 | 三井金属鉱業株式会社 | 窒素酸化物吸蔵材及び排ガス浄化用触媒 |
-
2000
- 2000-03-17 JP JP2000075736A patent/JP2001259422A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018103120A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 日揮触媒化成株式会社 | 金属捕捉剤、金属捕捉剤の製造方法、及び流動接触分解触媒 |
| WO2019093391A1 (ja) | 2017-11-13 | 2019-05-16 | 三井金属鉱業株式会社 | 窒素酸化物吸蔵材及び排ガス浄化用触媒 |
| US11465120B2 (en) | 2017-11-13 | 2022-10-11 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Nitrogen oxide sorbent and exhaust gas cleaning catalyst |
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