JP2002001124A - 排気ガス浄化用触媒および排気ガス浄化方法 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒および排気ガス浄化方法Info
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Abstract
化水素の含有量が少なく、さらに排気ガス温度が低いデ
ィーゼルエンジン排気ガス中のNOxを効率的に除去す
ることができる排気ガス浄化用触媒およびその触媒を用
いた排気ガスの浄化方法を提供する。 【解決手段】 白金族金属を担持してなる耐火性無機酸
化物、窒素酸化物吸着材および炭化水素吸着材を含有す
る触媒成分と、窒素酸化物浄化用触媒成分とを含むこと
を特徴とする排気ガス浄化用触媒およびその触媒を用い
た排気ガスの浄化方法。
Description
媒および排気ガス浄化方法に関する。さらに詳細には、
排気ガス中に含まれる有害物質のうち、特に窒素酸化物
(NOx)を炭化水素を還元剤として接触還元する方法
に関し、排気ガス中の炭化水素およびNOxを同時に吸
着させることにより、炭化水素を新たに外部から導入す
ることなく、かつ、広い温度域においてNOxを分解、
低減し得る排気ガス浄化用触媒およびその触媒を用いる
排気ガス浄化方法に関する。
性雨の原因となる。そのため、NOx発生源の一つであ
るガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機
関を備えた自動車などの移動発生源からのNOx排出が
社会的な問題の一つとなっており、今後、NOxの排出
量に関しても法規制を厳しくする方向で検討が進められ
ている。このような社会的な要請のもと、排気ガス浄化
用触媒の開発が進められている。
する触媒としては、NOx、未燃焼炭化水素および一酸
化炭素を同時に低減しうる触媒、いわゆる三元触媒が用
いられている。上記三元触媒は、通常のガソリンエンジ
ンを用いた場合には、排気ガス中に酸素がほとんど含ま
れていないので、未燃焼炭化水素や一酸化炭素によって
NOxを効率よく還元してNOxを低減することができ
る。
そのエンジンの特性から酸素が大幅に過剰であり、また
量論的にNOxと比較して還元剤となる炭化水素や一酸
化炭素などの含有量が少ない。このため、通常の三元触
媒をディーゼルエンジンの排気ガスの処理に用いた場合
にはNOxをほとんど低減できない。
ンガソリンエンジンや筒内噴射方式のガソリンエンジン
が開発されているが、これらのエンジンは希薄燃焼を行
うため、排気ガス中の酸素濃度が高い。このため、通常
の三元触媒をこれらのエンジン排気ガスの処理に用いた
場合にもNOxの浄化が困難である。
ンガソリンエンジンの排気ガスのように、酸素を多く含
む排気ガス中のNOxを除去するのに有効な排気ガス浄
化用触媒として、例えば、特開昭63−100919号
公報に銅をゼオライトなどの多孔質担体に担持させてな
る触媒や、特開平5−137963号公報に白金を主触
媒として用いる方法が提案されている。
は、効率よくNOxを分解しうる条件として、少なくと
も温度が比較的狭い範囲に限定される点、さらに還元剤
である炭化水素量が比較的多い条件に限られる点が挙げ
られ、エンジンの種類や走行条件などによって変化する
実際の排気ガスに適用するのは困難であるのが現状であ
る。
らず、一般的に、触媒はエンジンからの排気ガスによっ
て触媒層がある程度加熱されなければNOxを浄化する
ことはできない。したがって、排気ガス温度の比較的低
いディーゼルエンジンでは、エンジン始動直後からアイ
ドリング、低速走行時に発生するNOxを浄化すること
は従来の技術では極めて困難である。
比較して排気ガス温度およびガス組成の影響をさほど受
けないNOx吸着材が提案されている。具体的には、特
開平9−57093号公報に酸化ニッケルおよび酸化銅
を主成分とした大気中あるいは各種沿道排気ガス中に含
まれる窒素酸化物用の吸着材、特開平7−47227号
公報に含水酸化鉄を主成分とした、特に自動車トンネル
や屋内駐車場などからの排気ガス中に含まれる窒素酸化
物用の吸着材などが提案されている。しかし、提案され
ている窒素酸化物吸着材は、吸着量に限界があるため連
続的な使用が不可能であり、再生処理が必須のものとな
っている。また、これらの窒素酸化物吸着材の使用は、
一定温度およびガス組成の変動が少ない条件で行われる
のが一般的である。NOx吸着材をディーゼル排気ガス
に用いる場合においても、その排気ガスは常にリーン雰
囲気であるため、還元ガスによるNOxの脱離および浄
化による還元剤に再生は望めない。さらに、NOx吸着
材はNOxの吸着および脱離挙動が温度に大きく依存す
る傾向にあるため、低温域において吸着したNOxが高
温に曝されることにより浄化されずに脱離してしまう問
題もある。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、常に
リーン雰囲気下であり、還元ガスである炭化水素の含有
量が少なく、さらに排気ガス温度が低いディーゼルエン
ジン排気ガス中のNOxを効率的に除去することができ
る排気ガス浄化用触媒およびかかる触媒を用いた排気ガ
ス浄化方法を提供することにある。
を達成すべく排気ガス浄化用触媒について種々検討を重
ねた結果、白金族金属を担持してなる耐火性無機酸化
物、窒素酸化物吸着材および炭化水素吸着材を含有する
触媒と窒素酸化物浄化用触媒とを組み合わせることによ
り、上記問題を解決することができることを見出し、本
発明を完成するに至った。
る耐火性無機酸化物、窒素酸化物吸着材および炭化水素
吸着材を含有する触媒成分と、窒素酸化物浄化用触媒成
分とを含むことを特徴とする排気ガス浄化用触媒により
達成される。
浄化用触媒に対し、炭化水素と窒素酸化物のモル比(炭
化水素/窒素酸化物)が、0.1〜2である排気ガスを
接触させることを特徴とする排気ガス浄化方法により達
成される。
よび炭化水素吸着材を用いるので、触媒の温度が低い場
合、例えば、エンジン始動直後からアイドリング時にお
けるNOxおよび炭化水素を吸着することにより排気ガ
ス中の有害物を有効に低減できる。さらに、高温時に
は、吸着したNOxおよび炭化水素が脱離するので、還
元剤としての炭化水素を新たに添加することなく、脱離
した炭化水素を還元剤としてNOxを窒素酸化物浄化触
媒で有効に低減することができる。
化物吸着材は、酸化ニッケルまたはα−含水酸化鉄を用
いることが望ましい。ここで、酸化ニッケルは種々の存
在状態があるが、主としてNi2O3単独またはNiOと
Ni2O3との混合物である。本発明においては、窒素酸
化物の吸着特性上、Ni2O3の存在が不可欠であり、仮
にNiOだけからなる酸化ニッケルを用いた場合には、
十分な窒素酸化物の吸着能は得られない。また、Ni2
O3の分解温度は350℃であるため、窒素酸化物吸着
材として酸化ニッケルを用いる場合は、分解温度未満で
使用することが望ましい。また、含水酸化鉄としては、
含水酸化鉄には、結晶構造が異なるα、βおよびγの3
種類があり、それぞれOH-イオンおよびO2-イオンが
特徴的に配列した結晶表面を持つものなどを例示でき
る。含水酸化鉄は熱的に不安定であり、高温に曝される
と水を放出して酸化鉄(Fe2O3)で安定化する。よっ
て、窒素酸化物吸着材として含水酸化鉄を使用する場合
は、500℃以下で使用することが望ましい。本発明で
は、α−含水酸化鉄が好ましい。
トル当たり、酸化物換算で、10〜100gが望まし
い。使用量が10g未満であると窒素酸化物の吸着能が
不十分となり、その結果、窒素酸化物を浄化できる温度
域が狭くなる。一方、100gを越えると窒素酸化物の
吸着量は大きくなるが、排気ガス温度が上昇した場合に
脱離する窒素酸化物が多くなる。その結果、窒素酸化物
浄化触媒では浄化できず、窒素酸化物浄化性能は逆に低
下してしまう。さらに、スラリー化した場合に性状の悪
化を招いてしまう。
ゼオライトが好ましい。ゼオライトは、炭化水素吸着能
が高く、耐熱性の優れるものが望ましく、例えば、ペン
タシル型ゼオライト、Y型ゼオライト、モルデナイト、
フェリエライトなどが例示できる。炭化水素吸着材の使
用量は、触媒1リットル当たり、10〜100gが望ま
しい。使用量が10g未満であると炭化水素の吸着能が
不十分となる。一方、100gを越えると炭化水素の吸
着量は多くなるが、窒素酸化物浄化触媒はそれに見合っ
て向上するものではない。さらに、スラリー化した場合
に性状の悪化を招いてしまう。
金、パラジウムおよびロジウムよりなる群から選ばれた
少なくとも1種である。これらの金属は、通常、比表面
積の大きな耐火性無機酸化物、例えば、アルミナ、シリ
カ、シリカアルミナ、ジルコニア、チタニア、ゼオライ
トなどの粉体に担持して用いられるが、なかでも耐熱性
の点から、チタニアが好ましい。貴金属をこのような粉
体に担持させるには、従来公知のイオン交換法や含浸法
など、適宜公知の方法を採用すればよい。上記白金族金
属の使用量は、用いる金属種や触媒がおかれる反応条件
にもよるが、また必ずしも限定されるものではないが、
通常、触媒1リットル当たり、金属換算で0.001〜
1g、好ましくは0.01〜0.5gの範囲である。使
用量が0.001g未満であると酸化能力が不十分とな
り、コーキングなどの問題が生ずる。一方、1gを越え
ると酸化能力が大きくなり、炭化水素の燃焼が促進さ
れ、NOxの浄化に必要な炭化水素量が不足してNOx
浄化率が低下してしまう。
白金族金属1g当たり、通常、2〜50g、好ましくは
5〜20gの範囲である。2g未満であると分散性が不
十分となり、一方、50gを越えるとスラリー化した場
合に性状の悪化を招き、好ましくない。
低温からNOx浄化作用を示すのもであれば特に限定さ
れないが、Ptをゼオライトなどの多孔性無機酸化物に
担持させてなる触媒が好ましい。ゼオライトには、Pt
イオン交換後の活性が高く、かつ、耐熱性に優れるもの
が望ましく、例えば、ペンタシル型ゼオライト、Y型ゼ
オライト、モルデナイト、フェリエライトなどが用いら
れる。さらに、ゼオライトなどの多孔性無機酸化物を耐
火性三次元構造体に担持する場合に、シリカゾルなどの
無機質のバインダーを適宜、好ましくは、ゼオライト1
gに対し、固形分として0.01〜0.5gの範囲で用
いて強固に接着することが好ましい。
触媒1リットルに対し、通常、10〜300g、好まし
くは50〜150gの範囲である。ここで、含まれるP
t量は、触媒1リットルに対し、通常、0.01〜2
g,好ましくは0.1〜1gの範囲である。0.01g
未満であるとNOxと炭化水素との反応が不十分とな
り、十分なNOx浄化率が得られず、一方、2gを越え
ると炭化水素の燃焼が促進されるため、NOx浄化率が
低下して好ましくない。
を耐火性三次元構造体に担持して使用することができ
る。
体などが挙げられる一体成型のハニカム構造体が好まし
く、例えば、モノリスハニカム担体、メタルハニカム担
体、プラグハニカム担体などを挙げることができる。
ハニカム担体と称されるものであればよく、特にコージ
ェライト、ムライト、α−アルミナ、ジルコニア、チタ
ニア、リン酸チタン、アルミニウムチタネート、ベタラ
イト、スポジュメン、アルミノシリケート、マグネシウ
ムシリケート等を材料とするハニカム担体が好ましく、
なかでもコージェライト質のものが特に好ましい。その
他、ステンレス鋼、Fe−Cr−Al合金等の如き酸化
抵抗性の耐熱性金属を用いて耐火性三次元構造体とした
ものが用いられる。
ート状素子を巻き固める方法などで製造される。そのガ
ス通過口(セル形状)の形は六角形、四角形、三角形ま
たはコルゲーション形のいずれであってもよい。セル密
度(単位断面積6.45cm 2(1平方インチ)当たり
のセル数)は100〜600セルであれば十分に使用可
能であり、好ましくは200〜500セルである。
元構造体に触媒成分Aおよび/または触媒成分Bを担持
したもの(触媒体)を1個あるいは複数個を組み合わせ
たものを包含し、一つの耐火性三次元構造体に触媒成分
Aおよび触媒成分Bを担持した触媒体、あるいは複数個
の耐火性三次元構造体を用い、それぞれに触媒成分A、
Bの両方を同時に、または個別に担持した触媒体を組み
合わせて用いることができる。
はなく従来公知の方法で調製することができ、耐火性三
次元構造体に触媒成分A,Bを担持する方法として、次
の方法を例示できる。
どの水溶液にチタンの酸化物などの粉体を浸漬し、80
〜250℃で乾燥し、300〜850℃の温度で0.5
〜5時間焼成した白金を含む粉体を得る。
窒素酸化物吸着材、ゼオライトなどの炭化水素吸着材
を、ボールミルなどの湿式粉砕器を用いて湿式粉砕して
スラリー化する。得られたスラリーに耐火性三次元構造
体としてコージェライトからなるオープンフロータイプ
のハニカム担体に浸漬する。続いて、スラリーに浸漬し
たハニカム担体の余分なスラリーを除去した後、80〜
250℃で0.5〜5時間乾燥する。
塩の水溶液にゼオライトなどの多孔質担体を浸漬し、8
0〜250℃、好ましくは100〜150℃の温度で乾
燥し、次いで300〜850℃、好ましくは400〜7
00℃の温度で0.5〜5時間、好ましくは1〜2時間
焼成して粉体を得る。貴金属を除いて全ての酸化物の粉
末を用いる場合には、乾燥、焼成工程を経ることなく、
そのまま次の湿式粉砕工程を実施してもよい。
ゾルなどのバインダー、水をボールミル等の湿式粉砕器
を用い、湿式粉砕してスラリー化する。得られたスラリ
ーにコージェライト製等のオープンフロータイプハニカ
ムである耐火性三元構造体を含浸し、余分なスラリーを
除去した後、80〜250℃、好ましくは100〜15
0℃の温度で乾燥し、必要により300〜800℃、好
ましくは400〜700℃で0.5〜3時間、好ましく
は1〜2時間焼成する。
分Bを含むスラリーを調製し、耐火性三次元構造体に同
時に含浸することもできる。
については、特に限定されることはなく従来公知の方法
で配置できるが、次の方法を例示できる。(1)排気ガ
スの流れ方向に対し、上流側に触媒成分A、下流側に窒
素酸化物浄化用触媒成分Bを配置する。(2)触媒成分
Aと触媒成分Bとを均一に混合し、その後、耐火性三次
元構造体に塗布する。(3)触媒成分Aを触媒層の内層
とし、窒素酸化物浄化用触媒成分Bを外層とする。ここ
で、前記(1)のように配置する方法においては、一つ
の耐火性三次元構造体に触媒成分A、Bの両方を担持す
る場合、すなわち1個の触媒体を使用する場合には、排
気ガスの流れに対し、上流側から下流側にかけて触媒成
分Aの濃度を徐々に低くし、逆に触媒成分Bは徐々に高
くなるように担持する方法が用いられる。もちろん、上
流側には触媒成分Aのみを、また下流側には触媒成分B
のみを担持してもよい。
分A、Bの両方を同時に、または別々に担持したものを
組み合わせて用いる場合、すなわち複数の触媒体を用い
る場合には、各々触媒成分A,Bの担持量の異なる触媒
体を用い、排気ガスの流れ方向に対し、上流側には触媒
成分Aが多く担持された触媒体を、下流側には触媒成分
Bが多く担持された触媒体を配置する方法が採用され
る。もちろん、上流側に触媒成分Aのみを担持した触媒
体を、下流側には触媒成分Bのみを担持した触媒体配置
する方法を用いることもできる。
と窒素酸化物とのモル比(炭化水素/窒素酸化物)が
0.1〜2であることが好ましく、さらにディーゼルエ
ンジンからの排気ガスが好ましい。
浄化用触媒の入口温度を100〜500℃とすることが
望ましい。
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限
定されるものではない。
ン白金水溶液を含浸し、120℃で乾燥後、500℃で
1時間焼成してPt担持チタニア粉体(粉体1)を得
た。この粉体のPt濃度は、チタニアの質量を基準とし
て、10質量%であった。
ル粉体(和光純薬製特級)1000g、ZSM−5型ゼ
オライト(ゼオリスト社製)1080g、水2000g
をボールミルで湿式粉砕してスラリー化した。得られた
スラリーに耐火性担体としてコージェライトからなるオ
ープンフロータイプのハニカム担体(1.0リットル、
400セル、日本碍子製)を浸漬した。続いて、スラリ
ーに浸漬したハニカム担体の余分なスラリーを除去した
後、150℃で2時間乾燥した。これにより、得られた
触媒体(触媒体1)には、担体1リットルに対し、P
t:0.01g、TiO2:0.1g、酸化ニッケル:
50g、ZSM−5:50gが担持されていた。
ン白金水溶液1kgとゼオライト粉体1200gとを混
合し、80℃で12時間撹拌後、ろ過、乾燥後、500
℃で1時間焼成してPtイオン交換ゼオライト粉体(粉
体2)を得た。この粉体のPt濃度は0.1%であっ
た。
20%)(日産化学(株)社製)544g、水1032
gを湿式粉砕してスラリー化した。得られたスラリーに
耐火性担体としてのコージェライトからなるオープンフ
ロータイプのハニカム担体(1.0リットル、400セ
ル、日本碍子製)を浸漬した。続いて、スラリーに浸漬
したハニカム担体の余分なスラリーを除去した後、15
0℃で2時間乾燥した。これにより、得られた触媒体
(触媒体2)には、担体1リットルに対し、Pt−ZS
M−5:100.1g、SiO2:10gが担持されて
いた。
後段(下流側)に配置し触媒とした。
級)1000g、ZSM−5型ゼオライト(ゼオリスト
社製)1080g、水2000gをボールミルで湿式粉
砕してスラリー化した。
(固形分20%)(日産化学(株)社製)544g、水
1032gを湿式粉砕してスラリー化した。
ゼオライトからなるスラリーに耐火性担体としてコージ
ェライト製のオープンフロータイプのハニカム担体
(1.0リットル、400セル、日本碍子製)を長さ方
向で半分のみ浸漬した。続いて、ハニカム担体の余分な
スラリーを除去した後、150℃で2時間乾燥した。
た担体を最初の浸漬とは反対側、すなわち触媒成分が担
持されていない部分を浸漬し、ハニカム担体の余分なス
ラリーを除去した後、150℃で2時間乾燥した。これ
により、得られた触媒体(触媒体3)には、担体1リッ
トルに対し、Pt:0.01g、TiO2:0.1g、
酸化ニッケル:50g、ZSM−5:50g、Pt−Z
SM−5:100.1g、SiO2:10gが担持され
ていた。
1、酸化ニッケル及びゼオライトからなる部分を上流
側、粉体2からなる部分を下流側に配置した。
級)500g、ZSM−5型ゼオライト540g、水2
000gおよび粉体2 1001gをボールミルで湿式
粉砕してスラリー化した。得られたスラリーに耐火性担
体としてコージェライトからなるオープンフロータイプ
のハニカム担体(1.0リットル、400セル、日本碍
子製)を浸漬した。続いて、スラリーに浸漬したハニカ
ム担体の余分なスラリーを除去した後、150℃で2時
間乾燥した。これにより、得られた触媒体(触媒体4)
には、担体1リットルに対し、Pt:0.01g、Ti
O2:0.1g、酸化ニッケル:50g、ZSM−5:
50g、Pt−ZSM:100.1gが担持されてい
た。
4g、水1032gを湿式粉砕してスラリー化した。得
られたスラリーに触媒体1を浸漬した。続いて、スラリ
ーに浸漬したハニカム担体の余分なスラリーを除去した
後、150℃で2時間乾燥した。これにより、得られた
触媒体(触媒体5)には、担体1リットルに対し、内層
側としてPt:0.01g、TiO2:0.1g、酸化
ニッケル:50g、ZSM−5:50gが、外層側とし
てPt−ZSM:100.1g、SiO2:10gが担
持されていた。
(触媒体1)と同様の方法で調製した。これにより、得
られた触媒体(触媒体6)には、担体1リットルに対
し、Pt:0.01g、TiO2:0.1g、酸化ニッ
ケル:10g、ZSM−5:50gが担持されていた。
し触媒とした。
は、実施例1の(触媒体1)と同様な方法で調製した。
これにより、得られた触媒体(触媒体7)には、担体1
リットルに対し、Pt:0.01g、TiO2:0.1
g、酸化ニッケル:50g、ZSM−5:10gが担持
されていた。
し触媒とした。
の量を216gに変更した以外は、実施例1の(触媒体
1)と同様な方法で調製した。これにより、得られた触
媒体(触媒体8)には、担体1リットルに対し、Pt:
0.01g、TiO2:0.1g、酸化ニッケル:10
g、ZSM−5:10gが担持されていた。
し触媒とした。
は、実施例1の(触媒体1)と同様の方法で調製した。
α−含水酸化鉄は、文献(石川ら、日本化学会誌、9
1、935、1970)にしたがって調製した。具体的
には、硫酸鉄(和光純薬製特級)120gを500ml
のイオン交換水に完全に溶解させた硫酸鉄水溶液に、
1.5mol/L水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬特
級)を徐々に滴下し、溶液のpHを約3に調整する。こ
のとき溶液の温度は約50℃とし、撹拌しながら約30
時間放置する。得られた沈殿をろ過し、十分に水洗した
後に、120℃で乾燥し、α−含水酸化鉄を得た。
には、担体1リットルに対し、Pt:0.01g、Ti
O2:0.1g、α−含水酸化鉄:10g、ZSM−
5:50gが担持されていた。
し触媒とした。
は、実施例3の(触媒体4)と同様の方法で調製した。
これにより、得られた触媒体(触媒体10)には、担体
1リットルに対し、Pt:0.01g、TiO2:0.
1g、α−含水酸化鉄:50g、ZSM−5:50gお
よびPt−ZSM:100.1gが担持されていた。
は、実施例4の(触媒体5)と同様の方法で調製した。
これにより、得られた触媒体(触媒体11)には、担体
1リットルに対し、内側層にPt:0.01g、TiO
2:0.1g、α−含水酸化鉄:50g、ZSM−5:
50g、外側層にPt−ZSM:100.1g、SiO
2:10gが担持されていた。
の(触媒体1)と同様な方法で調製した。これにより、
得られた触媒体(触媒体12)には、担体1リットルに
対し、Pt:0.01g、TiO2:0.1g、酸化ニ
ッケル:50gが担持されていた。
置し触媒とした。
1)と同様の方法で調製した。これにより、得られた触
媒体(触媒体13)には、担体1リットルに対し、P
t:0.01g、TiO2:0.1g、ZSM−5:5
0gが担持されていた。
置し触媒とした。
同様な方法で調製した。これにより、得られた触媒体
(触媒体14)には、担体1リットルに対し、酸化ニッ
ケル:50g、ZSM−5:50gが担持されていた。
置し触媒とした。
下に示す試験方法を実施することにより排気ガスの浄化
性能を評価した。
副室燃焼式ディーゼルエンジン(4気筒、2.8L)を
用い、内燃機関の燃料としてイオウ含有量が0.05質
量%の軽油を用いた。
ルエンジンに接続された排気ガス管内に取り付け、プロ
グラム運転による150℃から350℃までの昇温試験
(20℃/min)を行った。プログラム運転は、堀場
製作所製HERT−381エンジン自動運転装置を用
い、1500rpmの条件で自動トルク値を変動させる
ことにより行った。
ム運転を行い、そのときのエンジンからの排気ガスを連
続的にサンプリングし、排気ガス中のNOx、炭化水素
を連続式ガス分析計で測定した。すなわち、NOxは化
学発光分析計(CLD)、炭化水素は水素炎イオン化分
析計(NDIR)でそれぞれ分析した。各温度における
分析結果を表1に示す。
Ox、炭化水素の含有量を測定した。このようにして、
触媒を装着しない状態での排気ガス中のNOx、炭化水
素の含有量と、触媒を装着した後のNOx、炭化水素の
含有量を基にして、NOx、炭化水素、それぞれの浄化
率(転化率)を求めた。触媒を装着しない状態での排気
ガスの含有量をXO(モル)、触媒と接触後の含有量を
X1とすれば、 浄化率(転化率)(%)={(XO−X1)/XO}×
100 の式により計算される。
(浄化率)を表2に示す。
時の窒素酸化物と炭化水素の吸着および放出特性を図1
に示す。低温時に窒素酸化物および炭化水素が吸着し、
ガス温度が高くなると吸着した窒素酸化物と炭化水素が
同時に放出される現象が確認できる。このような窒素酸
化物、炭化水素の吸着および放出特性を示す吸着材と窒
素酸化物浄化触媒との組み合わせを行うことにより、窒
素酸化物浄化用触媒のみ使用した場合に比べて、排ガス
温度が低い領域において、窒素酸化物低温に有効である
ことが明らかである(図2)。
化率を示す。比較例3は、実施例1に対して炭化水素吸
着材を除いた場合であり、比較例4は実施例1に対して
窒素酸化物吸着材を除いた場合である。比較例3では、
窒素酸化物が放出される温度域において、還元剤である
炭化水素の量が不足しているため、実施例1に対しNO
x浄化率が低い結果となった。一方、比較例4では、窒
素酸化物吸着材を添加していないため、低温域において
低いNOx浄化率となっている。このように、広い温度
域において窒素酸化物を浄化するためには、窒素酸化物
吸着材と炭化水素吸着材との組み合わせが必要であるこ
とが明らかである。
掛けの体積を基準として表されているので、触媒を基準
としても実質的に同じであるといえる。
ガスの浄化方法によると、排気ガス中に含まれる有害物
質のうち、特に、窒素酸化物(NOx)について炭化水
素を還元剤として接触還元する方法に関し、排気ガス中
の炭化水素およびNOxを同時に吸着させることがで
き、大量の炭化水素を新たに追加することなく、かつ、
広い温度域においてNOxを分解、低減し得る。特に、
エンジンの始動時などの触媒温度が低いときの炭化水素
およびNOxの低減に有効である。
の吸着、放出特性を示すグラフである。
浄化率を示すグラフである。
Ox浄化率を示すグラフである。
Claims (8)
- 【請求項1】 白金族金属を担持してなる耐火性無機酸
化物、窒素酸化物吸着材および炭化水素吸着材を含有す
る触媒成分Aと、窒素酸化物浄化用触媒成分Bとを含む
ことを特徴とする排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項2】 前記触媒成分Aにおいて、前記窒素酸化
物吸着材は酸化ニッケルまたは含水酸化鉄であり、前記
炭化水素吸着材はゼオライトであり、前記白金族金属が
白金、パラジウムおよびロジウムよりなる群から選ばれ
た少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載
の触媒。 - 【請求項3】 排気ガスの流れに対し、上流側で前記触
媒成分Aの濃度を高く、下流側で前記触媒成分Bの濃度
を高く配置することを特徴とする請求項1または請求項
2記載の触媒。 - 【請求項4】 触媒は、少なくとも2個組であり、排気
ガスの流れに対し、上流側に前記触媒成分Aを、下流側
に前記触媒成分Bを配置することを特徴とする請求項1
〜3のいずれか1項記載の触媒。 - 【請求項5】 前記触媒成分Aと前記触媒成分Bとを均
一に混合してなることを特徴とする請求項1又は請求項
2記載の触媒。 - 【請求項6】 前記触媒成分Aを内層に、その外層に前
記触媒成分Bの層が設けられてなることを特徴とする請
求項1又は請求項2記載の触媒。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の排
気ガス浄化用触媒に対し、炭化水素と窒素酸化物のモル
比(炭化水素/窒素酸化物)が、0.1〜2である排気
ガスを接触させることを特徴とする排気ガス浄化方法。 - 【請求項8】 前記排気ガスはディーゼルエンジンから
のものであることを特徴とする請求項7記載の方法。
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