JP2002085982A - 自動車用希薄燃焼エンジンのための触媒およびその製造方法 - Google Patents
自動車用希薄燃焼エンジンのための触媒およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒の活性温度の領域が広くかつ触媒原子当
たり活性が向上した、希薄燃焼排気ガスを浄化するのに
適した触媒およびその製造を得る。 【解決手段】（Ｉ）ＰｔＣｌ２をＣＯガスの流れ下で２
２０℃ないし２５０℃で昇華させＰｔ（ＣＯ）２Ｃｌ２
蒸気を生成し、これをＺＳＭ−５構造のゼオライト担体
に沈積させることにより、白金の含浸したゼオライト担
体（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）を調製する段階；（II）前記白
金の含浸したゼオライト担体（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）を蒸
留水で洗浄し、８０℃ないし１５０℃で８時間ないし１
６時間乾燥する段階；および、（III）乾燥した担体を
３００℃ないし６００℃で３時間ないし７時間焼成する
段階、からなる。
たり活性が向上した、希薄燃焼排気ガスを浄化するのに
適した触媒およびその製造を得る。 【解決手段】（Ｉ）ＰｔＣｌ２をＣＯガスの流れ下で２
２０℃ないし２５０℃で昇華させＰｔ（ＣＯ）２Ｃｌ２
蒸気を生成し、これをＺＳＭ−５構造のゼオライト担体
に沈積させることにより、白金の含浸したゼオライト担
体（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）を調製する段階；（II）前記白
金の含浸したゼオライト担体（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）を蒸
留水で洗浄し、８０℃ないし１５０℃で８時間ないし１
６時間乾燥する段階；および、（III）乾燥した担体を
３００℃ないし６００℃で３時間ないし７時間焼成する
段階、からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゼオライト担体に
白金を含浸した自動車用希薄燃焼エンジンのための触
媒、およびその製造方法に関する。より具体的に、本発
明は昇華法を用いて白金金属をゼオライト担体に沈積せ
さることにより調製され、それにより触媒の活性温度の
領域が広くかつ触媒原子当たり活性が向上した、希薄燃
焼排気ガスを浄化するための触媒、およびそれを製造す
る方法に関する。
白金を含浸した自動車用希薄燃焼エンジンのための触
媒、およびその製造方法に関する。より具体的に、本発
明は昇華法を用いて白金金属をゼオライト担体に沈積せ
さることにより調製され、それにより触媒の活性温度の
領域が広くかつ触媒原子当たり活性が向上した、希薄燃
焼排気ガスを浄化するための触媒、およびそれを製造す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車排気ガスを浄化するため、白金−
ロジウム金属がアルミナに沈積された三元触媒（ｔｈｒ
ｅｅ−ｗａｙ ｃａｔａｌｙｓｔ）を用いることによ
り、排気ガスに混合された有害ガスのＣＯ、ＨＣ、ＮＯ
ｘを酸化または還元反応を通し、人体に無害なガスに変
換させる方法が知られている。しかしながら、このよう
な三元触媒は、排気ガスの空燃比を理論空燃比前後の狭
い範囲に制限しなければ高い浄化率が得られないという
短所を有する。例えば、機関が希薄燃焼空燃比の状態で
燃焼が行われる場合、酸素の量が多くてＮＯｘをＮ２に
還元しにくくなり、そのままＮＯｘを排出する問題点が
ある。
ロジウム金属がアルミナに沈積された三元触媒（ｔｈｒ
ｅｅ−ｗａｙ ｃａｔａｌｙｓｔ）を用いることによ
り、排気ガスに混合された有害ガスのＣＯ、ＨＣ、ＮＯ
ｘを酸化または還元反応を通し、人体に無害なガスに変
換させる方法が知られている。しかしながら、このよう
な三元触媒は、排気ガスの空燃比を理論空燃比前後の狭
い範囲に制限しなければ高い浄化率が得られないという
短所を有する。例えば、機関が希薄燃焼空燃比の状態で
燃焼が行われる場合、酸素の量が多くてＮＯｘをＮ２に
還元しにくくなり、そのままＮＯｘを排出する問題点が
ある。
【０００３】そのような状況の下において、最近、希薄
燃焼空燃比においてもＮＯｘを処理することができるＮ
Ｏｘ吸蔵型（ｓｔｏｒａｇｅ）触媒が開発され用いられ
ている。しかし、これは浄化時間およびエンジンの適用
に相当の技術を必要とすることから、実機への適用には
制限が課せられる。そのために、高効率、低燃比の自動
車希薄燃焼エンジンを実現するための排気ガスの浄化シ
ステムとして、未燃焼ハイドロカーボンを用い窒素酸化
物のみを選択的に還元する触媒を採用する方法が報告さ
れた（参照：Ｍ．Ｉｗａｍｏｔｏ，Ｈ．Ｈａｍａｄａ，
Ｃａｔａｌｙｓｔ Ｔｏｄａｙ，１０：５７−７１，１
９９１）。
燃焼空燃比においてもＮＯｘを処理することができるＮ
Ｏｘ吸蔵型（ｓｔｏｒａｇｅ）触媒が開発され用いられ
ている。しかし、これは浄化時間およびエンジンの適用
に相当の技術を必要とすることから、実機への適用には
制限が課せられる。そのために、高効率、低燃比の自動
車希薄燃焼エンジンを実現するための排気ガスの浄化シ
ステムとして、未燃焼ハイドロカーボンを用い窒素酸化
物のみを選択的に還元する触媒を採用する方法が報告さ
れた（参照：Ｍ．Ｉｗａｍｏｔｏ，Ｈ．Ｈａｍａｄａ，
Ｃａｔａｌｙｓｔ Ｔｏｄａｙ，１０：５７−７１，１
９９１）。
【０００４】上述した問題点を解決するため、ＺＳＭ−
５構造のゼオライトに溶液イオン交換された銅触媒、ま
たは液状交換法を用いＺＳＭ−５ゼオライトに溶液イオ
ン交換された白金触媒が開発された。しかしながら、前
記イオン交換された銅触媒の場合、触媒の活性は優れて
いるが、水と二酸化硫黄に対する抵抗性が劣るという短
所を有する反面、イオン交換された白金触媒の場合は、
低温でも優秀な活性と水に対し高い抵抗性を示すという
長所を有する。ところが、触媒の狭い温度窓（ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ ｗｉｎｄｏｗ）の問題が解決されず、
窒素酸化物とハイドロカーボンを含む自動車排気ガスの
汚染成分を効果的に除去しにくかった。従って、触媒の
活性が優秀でありながら広い温度窓を有し、実際自動車
の希薄燃焼エンジンに適用し得るような触媒の開発が要
求されてきた。
５構造のゼオライトに溶液イオン交換された銅触媒、ま
たは液状交換法を用いＺＳＭ−５ゼオライトに溶液イオ
ン交換された白金触媒が開発された。しかしながら、前
記イオン交換された銅触媒の場合、触媒の活性は優れて
いるが、水と二酸化硫黄に対する抵抗性が劣るという短
所を有する反面、イオン交換された白金触媒の場合は、
低温でも優秀な活性と水に対し高い抵抗性を示すという
長所を有する。ところが、触媒の狭い温度窓（ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ ｗｉｎｄｏｗ）の問題が解決されず、
窒素酸化物とハイドロカーボンを含む自動車排気ガスの
汚染成分を効果的に除去しにくかった。従って、触媒の
活性が優秀でありながら広い温度窓を有し、実際自動車
の希薄燃焼エンジンに適用し得るような触媒の開発が要
求されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動車
用希薄燃焼エンジンのための触媒の製造方法を提供する
ことである。本発明のもう一つの目的は、前記方法によ
り製造した自動車用希薄燃焼エンジンのための触媒を提
供することである。
事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動車
用希薄燃焼エンジンのための触媒の製造方法を提供する
ことである。本発明のもう一つの目的は、前記方法によ
り製造した自動車用希薄燃焼エンジンのための触媒を提
供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは自動車排気
ガスの汚染成分を効果的に除去し得る触媒を開発するた
めに鋭意研究を重ねた結果、白金をＣＯガスの流れ下で
昇華させ、白金金属の活性成分をゼオライト担体上に沈
積させることによって調製される白金を含浸したゼオラ
イト触媒は、広い温度窓を有し、それを自動車用希薄燃
焼エンジンのための触媒として用いると仮定したときの
高温条件下においても高い触媒活性を示すことを確認
し、本発明を完成するに至った。
ガスの汚染成分を効果的に除去し得る触媒を開発するた
めに鋭意研究を重ねた結果、白金をＣＯガスの流れ下で
昇華させ、白金金属の活性成分をゼオライト担体上に沈
積させることによって調製される白金を含浸したゼオラ
イト触媒は、広い温度窓を有し、それを自動車用希薄燃
焼エンジンのための触媒として用いると仮定したときの
高温条件下においても高い触媒活性を示すことを確認
し、本発明を完成するに至った。
【０００７】すなわち、本発明の自動車用希薄燃焼エン
ジンのための触媒は、（Ｉ）ＰｔＣｌ２をＣＯガスの流
れ下で２２０℃ないし２５０℃で昇華させＰｔ（ＣＯ）
２Ｃｌ２蒸気を生成し、これをＺＳＭ−５構造のゼオラ
イト担体に沈積させることにより、白金の含浸したゼオ
ライト担体（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）を調製する段階；（I
I）前記白金の含浸したゼオライト担体（Ｐｔ／ＺＳＭ
−５）を蒸留水で洗浄し、８０℃ないし１５０℃で８時
間ないし１６時間乾燥する段階；および、（III）乾燥
した担体を３００℃ないし６００℃で３時間ないし７時
間焼成する段階、を含む方法により製造される。
ジンのための触媒は、（Ｉ）ＰｔＣｌ２をＣＯガスの流
れ下で２２０℃ないし２５０℃で昇華させＰｔ（ＣＯ）
２Ｃｌ２蒸気を生成し、これをＺＳＭ−５構造のゼオラ
イト担体に沈積させることにより、白金の含浸したゼオ
ライト担体（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）を調製する段階；（I
I）前記白金の含浸したゼオライト担体（Ｐｔ／ＺＳＭ
−５）を蒸留水で洗浄し、８０℃ないし１５０℃で８時
間ないし１６時間乾燥する段階；および、（III）乾燥
した担体を３００℃ないし６００℃で３時間ないし７時
間焼成する段階、を含む方法により製造される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の自動車用希薄燃焼
エンジンのための触媒の製造方法を各段階に分け具体的
に説明する。
エンジンのための触媒の製造方法を各段階に分け具体的
に説明する。
【０００９】第１段階：白金の含浸したゼオライト担体
（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）の調製 ＰｔＣｌ２をＣＯガスの流れ下で２２０℃ないし２５０
℃で昇華させＰｔ（ＣＯ）２Ｃｌ２蒸気を生成し、これ
をＺＳＭ−５構造のゼオライト担体に沈積することによ
り、白金が沈積された担体（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）を調製
する：この際、ＰｔＣｌ２とＺＳＭ−５構造のゼオライ
ト担体を、好ましくはＨ−ＺＳＭ−５を図１に開示した
触媒製造反応器の独立的な空間に入れ、ＣＯガスを流し
ＰｔＣｌ２を昇華させる。図１から分かるように、本発
明の触媒製造反応器は石英から製造されたＵ形であり、
反応器の下段にＰｔＣｌ２を取り付けてから片方の中央
に設置された石英フィルターの上にＺＳＭ−５構造のゼ
オライト担体を入れ、他の入り口からＣＯガスを流しＰ
ｔＣｌ２を昇華させる。ＰｔＣｌ２の昇華反応は２０％
ないし１００％（ｖ／ｖ）のＣＯガスが５０ｃｍ３／ｍ
ｉｎないし２００ｃｍ３／ｍｉｎで流れる条件下で行わ
れ、ＣＯガスが１００％（ｖ／ｖ）でない場合は、Ｈｅ
ガスと混合し用いられる。好ましいＣＯガスのかさおよ
び流れは、１００％（ｖ／ｖ）のＣＯガスが１００ｃｍ
３／ｍｉｎの条件下である。このようなＰｔＣｌ２の昇
華反応を下記反応式１に記載した。
（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）の調製 ＰｔＣｌ２をＣＯガスの流れ下で２２０℃ないし２５０
℃で昇華させＰｔ（ＣＯ）２Ｃｌ２蒸気を生成し、これ
をＺＳＭ−５構造のゼオライト担体に沈積することによ
り、白金が沈積された担体（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）を調製
する：この際、ＰｔＣｌ２とＺＳＭ−５構造のゼオライ
ト担体を、好ましくはＨ−ＺＳＭ−５を図１に開示した
触媒製造反応器の独立的な空間に入れ、ＣＯガスを流し
ＰｔＣｌ２を昇華させる。図１から分かるように、本発
明の触媒製造反応器は石英から製造されたＵ形であり、
反応器の下段にＰｔＣｌ２を取り付けてから片方の中央
に設置された石英フィルターの上にＺＳＭ−５構造のゼ
オライト担体を入れ、他の入り口からＣＯガスを流しＰ
ｔＣｌ２を昇華させる。ＰｔＣｌ２の昇華反応は２０％
ないし１００％（ｖ／ｖ）のＣＯガスが５０ｃｍ３／ｍ
ｉｎないし２００ｃｍ３／ｍｉｎで流れる条件下で行わ
れ、ＣＯガスが１００％（ｖ／ｖ）でない場合は、Ｈｅ
ガスと混合し用いられる。好ましいＣＯガスのかさおよ
び流れは、１００％（ｖ／ｖ）のＣＯガスが１００ｃｍ
３／ｍｉｎの条件下である。このようなＰｔＣｌ２の昇
華反応を下記反応式１に記載した。
【００１０】反応式１ ＰｔＣｌ２＋ＣＯ→Ｐｔ（ＣＯ）２Ｃｌ２↑（２２０℃
〜２５０℃） 前記ＰｔＣｌ２を含む触媒製造反応器の下段を２２０℃
ないし２５０℃で加熱し昇華させる際、ＺＳＭ−５構造
のゼオライト担体が位置する反応器上段も同様な温度条
件を維持し、昇華されたＰｔ活性成分がゼオライト担体
に沈積されるようになる。
〜２５０℃） 前記ＰｔＣｌ２を含む触媒製造反応器の下段を２２０℃
ないし２５０℃で加熱し昇華させる際、ＺＳＭ−５構造
のゼオライト担体が位置する反応器上段も同様な温度条
件を維持し、昇華されたＰｔ活性成分がゼオライト担体
に沈積されるようになる。
【００１１】第２段階：洗浄および乾燥 前記白金の含浸したゼオライト担体（Ｐｔ／ＺＳＭ−
５）を蒸留水で洗浄し８０℃ないし１５０℃で８時間な
いし１６時間、好ましくは１００℃ないし１２０℃で９
時間ないし１２時間オーブンで乾燥する。
５）を蒸留水で洗浄し８０℃ないし１５０℃で８時間な
いし１６時間、好ましくは１００℃ないし１２０℃で９
時間ないし１２時間オーブンで乾燥する。
【００１２】第３段階：自動車用希薄燃焼エンジンのた
めの触媒の製造 乾燥した担体を３００℃ないし６００℃で、好ましくは
４５０℃ないし５５０℃で３時間ないし７時間焼成し、
白金の沈積されたゼオライト担体を製造する。
めの触媒の製造 乾燥した担体を３００℃ないし６００℃で、好ましくは
４５０℃ないし５５０℃で３時間ないし７時間焼成し、
白金の沈積されたゼオライト担体を製造する。
【００１３】上述した段階を含む方法により製造された
触媒はゼオライト担体に白金が沈積された触媒である。
好ましくは全体触媒の重量に対しては担体は８８％ない
し９９．８％であり、白金は０．２％ないし１２％であ
る触媒である。前記触媒はそのまま自動車用希薄燃焼エ
ンジンのための触媒として用いるか、または追加に前記
焼成された担体を、水素気体を供給しながら２５０℃な
いし５００℃で２時間ないし７時間還元させ、パレット
形、粉末形、球形、リング形および、ハニカム形などの
形で製造することができる。
触媒はゼオライト担体に白金が沈積された触媒である。
好ましくは全体触媒の重量に対しては担体は８８％ない
し９９．８％であり、白金は０．２％ないし１２％であ
る触媒である。前記触媒はそのまま自動車用希薄燃焼エ
ンジンのための触媒として用いるか、または追加に前記
焼成された担体を、水素気体を供給しながら２５０℃な
いし５００℃で２時間ないし７時間還元させ、パレット
形、粉末形、球形、リング形および、ハニカム形などの
形で製造することができる。
【００１４】本発明の白金が含浸されたＺＳＭ−５ゼオ
ライト担体を用い自動車の排気ガスを浄化するに当たっ
て、ハイドロカーボンを吸着し浄化作用を起こすのに効
果的で、活性成分として用いられる白金金属は、窒素酸
化物を吸着し直接分解反応（ｄｉｒｅｃｔ ｄｅｃｏｍ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を通し触媒の活性を直接表すように
なる。従って、本発明の自動車用希薄燃焼エンジンのた
めの触媒は、窒素酸化物、ハイドロカーボンなどを含む
自動車排気ガスの汚染成分を連続式反応器での選択的な
還元反応により効果的に除去することができるため、自
動車排気ガスの後処理に効率的に用いられるという長所
を有する。なお、本発明の触媒を用い排気ガスを浄化す
ると、反応温度を低め活性を高めることにより、触媒を
用いない場合に比べて費用節減の効果が得られるし、自
動車希薄燃焼エンジンの商用化を早めに実現することが
できる。
ライト担体を用い自動車の排気ガスを浄化するに当たっ
て、ハイドロカーボンを吸着し浄化作用を起こすのに効
果的で、活性成分として用いられる白金金属は、窒素酸
化物を吸着し直接分解反応（ｄｉｒｅｃｔ ｄｅｃｏｍ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を通し触媒の活性を直接表すように
なる。従って、本発明の自動車用希薄燃焼エンジンのた
めの触媒は、窒素酸化物、ハイドロカーボンなどを含む
自動車排気ガスの汚染成分を連続式反応器での選択的な
還元反応により効果的に除去することができるため、自
動車排気ガスの後処理に効率的に用いられるという長所
を有する。なお、本発明の触媒を用い排気ガスを浄化す
ると、反応温度を低め活性を高めることにより、触媒を
用いない場合に比べて費用節減の効果が得られるし、自
動車希薄燃焼エンジンの商用化を早めに実現することが
できる。
【００１５】以下、実施例を通して本発明をさらに具体
的に説明する。但し、本発明は、これら実施例等にその
技術的範囲を限定するものではない。
的に説明する。但し、本発明は、これら実施例等にその
技術的範囲を限定するものではない。
【００１６】
【実施例】実施例１：自動車用希薄燃焼エンジンのため
の触媒の製造実施例１−１ ：９．８４重量％の白金が沈積された自動
車用希薄燃焼エンジンのための触媒の製造 活性金属成分を担体に沈積させるため、ＰｔＣｌ２とＨ
−ＺＳＭ−５を図１に開示されている反応器の独立的な
空間に入れた。この際、Ｈ−ＺＳＭ−５はＺＳＭ−５ゼ
オライト（ＺＳＭ−５ ｚｅｏｌｉｔｅ， ＡＬＳＩ−
５，ＳＭ−２７，Ｓｉ／Ａｌ＝１１．７５）を７７３Ｋ
（絶対温度）で４時間酸素の流れに焼成（ｃａｌｃｉｎ
ａｔｉｏｎ）させ、得られたＨ−ＺＳＭ−５を用いた。
次いで、１００％のＣＯガスを１００ｃｍ３／ｍｉｎで
流しながら、０．５ｇのＰｔＣｌ２の位置する反応器の
下段を２２０℃ないし２５０℃で加熱し、Ｈ−ＺＳＭ−
５を含む反応器の上段も２２０℃ないし２５０℃で３時
間維持した。その後、昇華された白金金属の活性成分が
沈積されたＨ−ＺＳＭ−５担体を分離して蒸留水で洗浄
した後、１２０℃のオーブンで１０時間乾燥し、５００
℃の空気雰囲気下で５時間焼成することにより、白金が
担体に対し９．８４重量％が沈積されている自動車用希
薄燃焼エンジンのための触媒を製造した。
の触媒の製造実施例１−１ ：９．８４重量％の白金が沈積された自動
車用希薄燃焼エンジンのための触媒の製造 活性金属成分を担体に沈積させるため、ＰｔＣｌ２とＨ
−ＺＳＭ−５を図１に開示されている反応器の独立的な
空間に入れた。この際、Ｈ−ＺＳＭ−５はＺＳＭ−５ゼ
オライト（ＺＳＭ−５ ｚｅｏｌｉｔｅ， ＡＬＳＩ−
５，ＳＭ−２７，Ｓｉ／Ａｌ＝１１．７５）を７７３Ｋ
（絶対温度）で４時間酸素の流れに焼成（ｃａｌｃｉｎ
ａｔｉｏｎ）させ、得られたＨ−ＺＳＭ−５を用いた。
次いで、１００％のＣＯガスを１００ｃｍ３／ｍｉｎで
流しながら、０．５ｇのＰｔＣｌ２の位置する反応器の
下段を２２０℃ないし２５０℃で加熱し、Ｈ−ＺＳＭ−
５を含む反応器の上段も２２０℃ないし２５０℃で３時
間維持した。その後、昇華された白金金属の活性成分が
沈積されたＨ−ＺＳＭ−５担体を分離して蒸留水で洗浄
した後、１２０℃のオーブンで１０時間乾燥し、５００
℃の空気雰囲気下で５時間焼成することにより、白金が
担体に対し９．８４重量％が沈積されている自動車用希
薄燃焼エンジンのための触媒を製造した。
【００１７】実施例１−２：０．３４重量％の白金が沈
積された自動車用希薄燃焼エンジンのための触媒の製造 前記実施例１−１と同様の方法により、白金が担体に対
し０．３４重量％沈積されている自動車用希薄燃焼エン
ジンのための触媒を製造した。
積された自動車用希薄燃焼エンジンのための触媒の製造 前記実施例１−１と同様の方法により、白金が担体に対
し０．３４重量％沈積されている自動車用希薄燃焼エン
ジンのための触媒を製造した。
【００１８】実施例２：自動車用希薄燃焼エンジンのた
めの触媒の活性実施例２−１ ：９．８４重量％の白金が沈積されたＰｔ
／ＺＳＭ−５触媒の活性 一酸化窒素２０００ｐｐｍ、プロピレン２７００ｐｐ
ｍ、酸素３％を含む模写排気ガスを１４０ｃｍ３／ｍｉ
ｎの速度で連続式の反応器に入れ、白金が９．８４重量
％でありＺＳＭ−５構造のゼオライトが９０．１６重量
％である触媒０．１ｇを添加した。その後、反応温度を
２００℃から５００℃まで順次高めながら、排気ガスの
浄化反応を行った。
めの触媒の活性実施例２−１ ：９．８４重量％の白金が沈積されたＰｔ
／ＺＳＭ−５触媒の活性 一酸化窒素２０００ｐｐｍ、プロピレン２７００ｐｐ
ｍ、酸素３％を含む模写排気ガスを１４０ｃｍ３／ｍｉ
ｎの速度で連続式の反応器に入れ、白金が９．８４重量
％でありＺＳＭ−５構造のゼオライトが９０．１６重量
％である触媒０．１ｇを添加した。その後、反応温度を
２００℃から５００℃まで順次高めながら、排気ガスの
浄化反応を行った。
【００１９】図２は還元剤としてプロピレンを用いた場
合、９．８４重量％の白金が沈積されたＰｔ／ＺＳＭ−
５触媒の活性を示すグラフである：この際、（−●−）
はＮ２への転換率（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒａｔｅ，
％）、（−○−）はＣＯ２への転換率、（−▼−）はＣ
Ｏガスへの転換率、（−▽−）はＣ３Ｈ６への転換率、
（−■−）はＮ２Ｏへの転換率、（−□−）はＮ２＋Ｎ
２Ｏへの転換率を示す。図２から分かるよう、前記触媒
による一酸化窒素の窒素と亜酸化窒素への転換率は２５
０℃で９８％、４００℃で７３％の最大活性値を示した
ことから、従来の溶媒イオン交換法により製造された触
媒に比べ、活性温度の領域が高くなったことを確認し
た。
合、９．８４重量％の白金が沈積されたＰｔ／ＺＳＭ−
５触媒の活性を示すグラフである：この際、（−●−）
はＮ２への転換率（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒａｔｅ，
％）、（−○−）はＣＯ２への転換率、（−▼−）はＣ
Ｏガスへの転換率、（−▽−）はＣ３Ｈ６への転換率、
（−■−）はＮ２Ｏへの転換率、（−□−）はＮ２＋Ｎ
２Ｏへの転換率を示す。図２から分かるよう、前記触媒
による一酸化窒素の窒素と亜酸化窒素への転換率は２５
０℃で９８％、４００℃で７３％の最大活性値を示した
ことから、従来の溶媒イオン交換法により製造された触
媒に比べ、活性温度の領域が高くなったことを確認し
た。
【００２０】実施例２−２：０．３４重量％の白金が沈
積されたＰｔ／ＺＳＭ−５触媒の活性 一酸化窒素２０００ｐｐｍ、プロピレン２７００ｐｐ
ｍ、酸素３％を含む模写排気ガスを１４０ｃｍ３／ｍｉ
ｎの速度で連続式の反応器に入れ、０．３４重量％の白
金が沈積された触媒０．１ｇを添加した。その後、反応
温度を２００℃から５００℃まで順次高めながら、排気
ガスの浄化反応を行った。
積されたＰｔ／ＺＳＭ−５触媒の活性 一酸化窒素２０００ｐｐｍ、プロピレン２７００ｐｐ
ｍ、酸素３％を含む模写排気ガスを１４０ｃｍ３／ｍｉ
ｎの速度で連続式の反応器に入れ、０．３４重量％の白
金が沈積された触媒０．１ｇを添加した。その後、反応
温度を２００℃から５００℃まで順次高めながら、排気
ガスの浄化反応を行った。
【００２１】図３は還元剤としてプロピレンを用いた場
合、０．３４重量％の白金が沈積されたＰｔ／ＺＳＭ−
５触媒の活性を示すグラフである：この際、（−●−）
はＮ２への転換率、（−○−）はＣＯ２への転換率、
（−▼−）はＣＯガスへの転換率、（−▽−）はＣ３Ｈ
６への転換率、（−■−）はＮ２Ｏへの転換率、（−□
−）はＮ２＋Ｎ２Ｏへの転換率を示す。図３から分かる
よう、前記触媒による一酸化窒素の窒素と亜酸化窒素へ
の転換率は３００℃で３２％、４００℃で５２％で、二
カ所で最大活性値を示したこと確認した。
合、０．３４重量％の白金が沈積されたＰｔ／ＺＳＭ−
５触媒の活性を示すグラフである：この際、（−●−）
はＮ２への転換率、（−○−）はＣＯ２への転換率、
（−▼−）はＣＯガスへの転換率、（−▽−）はＣ３Ｈ
６への転換率、（−■−）はＮ２Ｏへの転換率、（−□
−）はＮ２＋Ｎ２Ｏへの転換率を示す。図３から分かる
よう、前記触媒による一酸化窒素の窒素と亜酸化窒素へ
の転換率は３００℃で３２％、４００℃で５２％で、二
カ所で最大活性値を示したこと確認した。
【００２２】実施例２−３：イソ−ブタノールを還元剤
として用いた場合の触媒の活性 一酸化窒素２０００ｐｐｍ、イソ−ブタン２０００ｐｐ
ｍ、酸素３％を含む模写排気ガスを１４０ｃｍ３／ｍｉ
ｎの速度で連続式の反応器に入れ、９．８４重量％の白
金が沈積された触媒０．１ｇを添加した。その後、反応
温度を２００℃から５００℃まで順次高めながら、排気
ガスの浄化反応を行った。
として用いた場合の触媒の活性 一酸化窒素２０００ｐｐｍ、イソ−ブタン２０００ｐｐ
ｍ、酸素３％を含む模写排気ガスを１４０ｃｍ３／ｍｉ
ｎの速度で連続式の反応器に入れ、９．８４重量％の白
金が沈積された触媒０．１ｇを添加した。その後、反応
温度を２００℃から５００℃まで順次高めながら、排気
ガスの浄化反応を行った。
【００２３】図４は還元剤としてイソ−ブタンを用いた
場合、９．８４重量％の白金が沈積されたＰｔ／ＺＳＭ
−５触媒の活性を示すグラフである：この際、（−●
−）はＮ２への転換率（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒａｔ
ｅ，％）、（−○−）はＣＯ２ への転換率、（−▼−）
はＣＯガスへの転換率、（−▽−）はＣ３Ｈ６への転換
率、（−■−）はＮ２Ｏへの転換率、（−□−）はＮ２
＋Ｎ２Ｏへの転換率を示す。図４から分かるよう、触媒
による一酸化窒素の窒素と亜酸化窒素への転換率は２５
０℃で１００％で、一カ所でのみ最大活性値を示したこ
とから、前記実施例において、プロピレンを還元剤とし
て用いた場合より狭い温度窓を示すことが分かった。
場合、９．８４重量％の白金が沈積されたＰｔ／ＺＳＭ
−５触媒の活性を示すグラフである：この際、（−●
−）はＮ２への転換率（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒａｔ
ｅ，％）、（−○−）はＣＯ２ への転換率、（−▼−）
はＣＯガスへの転換率、（−▽−）はＣ３Ｈ６への転換
率、（−■−）はＮ２Ｏへの転換率、（−□−）はＮ２
＋Ｎ２Ｏへの転換率を示す。図４から分かるよう、触媒
による一酸化窒素の窒素と亜酸化窒素への転換率は２５
０℃で１００％で、一カ所でのみ最大活性値を示したこ
とから、前記実施例において、プロピレンを還元剤とし
て用いた場合より狭い温度窓を示すことが分かった。
【００２４】実施例２−４：溶液イオン交換法で製造さ
れたの触媒の活性 一酸化窒素２０００ｐｐｍ、プロピレン２７００ｐｐ
ｍ、酸素３％を含む模写排気ガスを１４０ｃｍ３／ｍｉ
ｎの速度で連続式の反応器に入れ、溶液イオン交換法で
製造された０．６２重量％の白金が沈積された触媒０．
１ｇを添加した。その後、反応温度を２００℃から５０
０℃まで順次高めながら、排気ガスの浄化反応を行った
結果、触媒は２６０℃でのみ最大活性値を示した。
れたの触媒の活性 一酸化窒素２０００ｐｐｍ、プロピレン２７００ｐｐ
ｍ、酸素３％を含む模写排気ガスを１４０ｃｍ３／ｍｉ
ｎの速度で連続式の反応器に入れ、溶液イオン交換法で
製造された０．６２重量％の白金が沈積された触媒０．
１ｇを添加した。その後、反応温度を２００℃から５０
０℃まで順次高めながら、排気ガスの浄化反応を行った
結果、触媒は２６０℃でのみ最大活性値を示した。
【００２５】下記表１に２５０℃ないし３００℃で本発
明の触媒とイオン交換法により製造した触媒の金属原子
当たり活性（ＴＯＮ）を記載した。
明の触媒とイオン交換法により製造した触媒の金属原子
当たり活性（ＴＯＮ）を記載した。
【００２６】表１：触媒の種類による金属原子当たり活
性（ＴＯＮ） 上記表１から分かるように、従来の溶液イオン交換法に
より製造された触媒に比べ、本発明の昇華法により製造
された触媒の活性が遙かに優秀であることを確認した。
性（ＴＯＮ） 上記表１から分かるように、従来の溶液イオン交換法に
より製造された触媒に比べ、本発明の昇華法により製造
された触媒の活性が遙かに優秀であることを確認した。
【００２７】上記実施例の結果から、昇華法により白金
活性金属がＺＳＭ−５構造の担体に沈積された触媒は、
従来の溶液イオン交換法により製造された触媒に比べ、
触媒の活性の温度窓が広くなり、かつ触媒金属原子当た
り活性が増加するため、本発明の触媒を用い排気ガスを
処理する場合、排気ガスの浄化効率を改善することがで
きることが分かった。
活性金属がＺＳＭ−５構造の担体に沈積された触媒は、
従来の溶液イオン交換法により製造された触媒に比べ、
触媒の活性の温度窓が広くなり、かつ触媒金属原子当た
り活性が増加するため、本発明の触媒を用い排気ガスを
処理する場合、排気ガスの浄化効率を改善することがで
きることが分かった。
【００２８】
【発明の効果】以上詳細に説明し、立証した通り、本発
明は昇華法を用い白金金属をゼオライト担体に沈積する
ことにより、触媒の活性温度の領域が広くなり、かつ触
媒原子当たりの活性が向上した自動車の希薄燃焼エンジ
ン自動車用希薄燃焼エンジンのための触媒および、それ
を製造する方法を提供する。本発明によると、昇華法に
より白金金属がゼオライト担体に沈積された触媒を製造
することができる。前記触媒の成分の中で、ゼオライト
担体はハイドロカーボンを吸着して浄化作用をし、白金
金属は窒素酸化物を吸着して直接分解反応（ｄｉｒｅｃ
ｔ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を通し、触媒の活性
を示す。なお、本発明の触媒は昇華法により白金活性金
属がゼオライト担体に沈積されることにより、従来の触
媒に比べ、温度窓が広くなり、かつ優秀な活性を示す。
従って、本発明の自動車用希薄燃焼エンジンのための触
媒は窒素酸化物、ハイドロカーボンなどを含む自動車排
気ガスの汚染成分を連続式反応器における選択的な還元
反応により効果的に除去できるので、自動車排気ガスの
後処理に効率的に用いることができる。
明は昇華法を用い白金金属をゼオライト担体に沈積する
ことにより、触媒の活性温度の領域が広くなり、かつ触
媒原子当たりの活性が向上した自動車の希薄燃焼エンジ
ン自動車用希薄燃焼エンジンのための触媒および、それ
を製造する方法を提供する。本発明によると、昇華法に
より白金金属がゼオライト担体に沈積された触媒を製造
することができる。前記触媒の成分の中で、ゼオライト
担体はハイドロカーボンを吸着して浄化作用をし、白金
金属は窒素酸化物を吸着して直接分解反応（ｄｉｒｅｃ
ｔ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を通し、触媒の活性
を示す。なお、本発明の触媒は昇華法により白金活性金
属がゼオライト担体に沈積されることにより、従来の触
媒に比べ、温度窓が広くなり、かつ優秀な活性を示す。
従って、本発明の自動車用希薄燃焼エンジンのための触
媒は窒素酸化物、ハイドロカーボンなどを含む自動車排
気ガスの汚染成分を連続式反応器における選択的な還元
反応により効果的に除去できるので、自動車排気ガスの
後処理に効率的に用いることができる。
【図１】図１は、本発明の触媒製造反応器の模式図であ
る。
る。
【図２】図２は、還元剤としてプロピレンを用いた場
合、９．８４重量％の白金が沈積されたＰｔ／ＺＳＭ−
５触媒の活性を示すグラフである。
合、９．８４重量％の白金が沈積されたＰｔ／ＺＳＭ−
５触媒の活性を示すグラフである。
【図３】図３は、還元剤としてプロピレンを用いた場
合、０．３４重量％の白金の沈積されたＰｔ／ＺＳＭ−
５触媒の活性を示すグラフである。
合、０．３４重量％の白金の沈積されたＰｔ／ＺＳＭ−
５触媒の活性を示すグラフである。
【図４】図４は、還元剤としてイソ−ブタンを用いた場
合、９．８４重量％の白金の沈積されたＰｔ／ＺＳＭ−
５触媒の活性を示すグラフである。
合、９．８４重量％の白金の沈積されたＰｔ／ＺＳＭ−
５触媒の活性を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/10 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｓ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２Ｂ (72)発明者 金 道喜 大韓民国 大田広域市 儒城区 弓洞 カ イスト アパートメント 102棟 301号 Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AB05 BA01 BA14 BA15 BA39 CA18 GA01 GA02 GA06 GA20 GB06W GB09X GB11W GB13W 4D048 AA06 AB03 AB05 BA11X BA11Y BA30X BA30Y BB01 BB02 BB05 CC38 EA04 4G069 AA08 BA07A BA07B BB02A BB02B BB08C BC75A BC75B DA06 EA01X EA04X EA11 EA18 FB03 FB30 FB44 FB57 FC06 FC07 FC08 ZA11A ZA11B
Claims (5)
- 【請求項１】 （Ｉ）ＰｔＣｌ２をＣＯガスの流れ下で
２２０℃ないし２５０℃で昇華させＰｔ（ＣＯ）２Ｃｌ
２蒸気を生成し、これをＺＳＭ−５構造のゼオライト担
体に沈積させることにより、白金の含浸したゼオライト
担体（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）を調製する段階； （II）前記白金の含浸したゼオライト担体（Ｐｔ／ＺＳ
Ｍ−５）を蒸留水で洗浄し、８０℃ないし１５０℃で８
時間ないし１６時間乾燥する段階；および、 （III）乾燥した担体を３００℃ないし６００℃で３時
間ないし７時間焼成する段階、 を含む自動車用希薄燃焼エンジンのための触媒の製造方
法。 - 【請求項２】 ＣＯガスの流れは、２０％ないし１００
％（ｖ／ｖ、もっともＣＯガスが１００％でない場合に
はＨｅガスと混合される）ＣＯガスの５０ｃｍ３／ｍｉ
ｎないし２００ｃｍ３／ｍｉｎの流れであることを特徴
とする請求項１記載の自動車用希薄燃焼エンジンのため
の触媒の製造方法。 - 【請求項３】 （Ｉ）ＰｔＣｌ２をＣＯガスの流れ下で
２２０℃ないし２５０℃で昇華させＰｔ（ＣＯ）２Ｃｌ
２蒸気を生成し、これをＺＳＭ−５構造のゼオライト担
体に沈積させることにより、白金の含浸したゼオライト
担体（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）を調製する段階； （II）前記白金の含浸したゼオライト担体（Ｐｔ／ＺＳ
Ｍ−５）を蒸留水で洗浄し、８０℃ないし１５０℃で８
時間ないし１６時間乾燥する段階； （III）乾燥した担体を３００℃ないし６００℃で３時
間ないし７時間焼成する段階；および、 （IV）前記焼成された担体を、水素気体を供給しながら
２５０℃ないし５００℃で２時間ないし７時間還元させ
る段階、 を含む自動車用希薄燃焼エンジンのための触媒の製造方
法。 - 【請求項４】 請求項１記載の方法により製造される白
金の含浸したゼオライト担体であって、担体が８８％な
いし９９．８ｗ％であり、白金が０．２％ないし１２ｗ
％であるゼオライト担体を含む自動車用希薄燃焼エンジ
ンのための触媒。 - 【請求項５】 請求項４記載の自動車用希薄燃焼エンジ
ンのための触媒であって、形状が、パレット形、粉末
形、球形、リング形、または、ハニカム形であることを
特徴とする触媒。
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|---|---|---|---|
| KR10-2000-0053295A KR100389120B1 (ko) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 자동차 배기가스 정화용 촉매 및 그의 제조방법 |
| KR2000-53295 | 2000-09-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002085982A true JP2002085982A (ja) | 2002-03-26 |
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000320811A Expired - Fee Related JP3745954B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-10-20 | 自動車用希薄燃焼エンジンのための触媒の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4882307A (en) * | 1987-09-02 | 1989-11-21 | Mobil Oil Corporation | Process for preparing noble metal-containing zeolites |
| US5268522A (en) * | 1990-09-03 | 1993-12-07 | Institut Francais De Petrole | Process for the aromatization of hydrocarbons containing 5 to 9 carbon atoms per molecule in the presence of a particular catalyst |
| JPH08206517A (ja) * | 1994-11-29 | 1996-08-13 | Nippon Soken Inc | 排気ガス浄化用触媒 |
| JP3799651B2 (ja) * | 1995-04-28 | 2006-07-19 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒 |
| US5849255A (en) * | 1995-06-07 | 1998-12-15 | Asec Manufacturing | Treatment of diesel exhaust gas using zeolite catalyst |
| KR100187582B1 (ko) * | 1996-01-08 | 1999-06-01 | 토마스 케이. 맥브라이드 | 지지체 상에 분산된 viii족 금속 및 비산성 촉진제를 함유하는 촉매의 동시 함침법에 의한 제조 방법 |
| WO1999003579A1 (en) * | 1997-07-14 | 1999-01-28 | Northwestern University | NOx REDUCTION CATALYST |
| FR2772751B1 (fr) * | 1997-12-22 | 2000-04-14 | Inst Francais Du Petrole | Catalyseur a base de mordenite contenant au moins un metal du groupe viii et au moins un metal des groupes iii et iv et son utilisation en isomerisation d'une coupe c8 aromatique |
| JP2000061311A (ja) * | 1998-08-19 | 2000-02-29 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
| US6583022B1 (en) * | 1998-08-27 | 2003-06-24 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming roughened layers of platinum and methods of forming capacitors |
| KR100527963B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2005-11-09 | 현대자동차주식회사 | 열적 안정성이 향상된 철/지.에스.엠-5 제올라이트 촉매의제조방법 |
-
2000
- 2000-09-08 KR KR10-2000-0053295A patent/KR100389120B1/ko not_active IP Right Cessation
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-
2001
- 2001-01-08 US US09/756,075 patent/US6627167B2/en not_active Expired - Fee Related
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