JP2003038936A - 排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガス浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来のNOx 吸蔵還元型触媒と同等の配置スペー
スとしつつ、かつ従来と同等の貴金属担持量としなが
ら、HC，CO及びNOx の浄化能を向上させる。 【解決手段】前側触媒１と前側触媒１の下流側に配置さ
れた後側触媒２とよりなり、前側触媒１にはアルカリ土
類金属，Li,及び希土類元素の少なくとも一種を担持
し、後側触媒２にはLiを除くアルカリ金属の少なくとも
一種を担持した。前側触媒１では改質反応によってH2が
生成し、後側触媒２に吸蔵されたNOx を還元除去する。
また前側触媒１でHC及びCOが除去されるので、後側触媒
２におけるNOx 吸蔵能が向上し、NOx ，HC及びCOの浄化
率が向上する。
スとしつつ、かつ従来と同等の貴金属担持量としなが
ら、HC，CO及びNOx の浄化能を向上させる。 【解決手段】前側触媒１と前側触媒１の下流側に配置さ
れた後側触媒２とよりなり、前側触媒１にはアルカリ土
類金属，Li,及び希土類元素の少なくとも一種を担持
し、後側触媒２にはLiを除くアルカリ金属の少なくとも
一種を担持した。前側触媒１では改質反応によってH2が
生成し、後側触媒２に吸蔵されたNOx を還元除去する。
また前側触媒１でHC及びCOが除去されるので、後側触媒
２におけるNOx 吸蔵能が向上し、NOx ，HC及びCOの浄化
率が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はNOx 吸蔵還元型の排
ガス浄化装置に関し、詳しくはHC，CO及びNOx の浄化性
能が格段に向上した排ガス浄化装置に関する。
ガス浄化装置に関し、詳しくはHC，CO及びNOx の浄化性
能が格段に向上した排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】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、リーン雰囲気でNOx を吸蔵し、ストイキ〜リッチ雰
囲気で吸蔵されたNOx を放出するNOx 吸蔵元素を用いた
NOx 吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒が開発されている。
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、リーン雰囲気でNOx を吸蔵し、ストイキ〜リッチ雰
囲気で吸蔵されたNOx を放出するNOx 吸蔵元素を用いた
NOx 吸蔵還元型の排ガス浄化用触媒が開発されている。
【０００３】例えば特開平5-317652号公報には、バリウ
ム（Ba）などのアルカリ土類金属と白金（Pt）をアルミ
ナ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、カ
リウム（Ｋ）などのアルカリ金属とPtをアルミナなどの
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、ランタン
（La）などの希土類元素とPtをアルミナなどの多孔質酸
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。
ム（Ba）などのアルカリ土類金属と白金（Pt）をアルミ
ナ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、カ
リウム（Ｋ）などのアルカリ金属とPtをアルミナなどの
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、ランタン
（La）などの希土類元素とPtをアルミナなどの多孔質酸
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。
【０００４】空燃比をリーン側からパルス状にストイキ
〜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。したがって上記NOx 吸蔵還元型触媒を用いれば、
リーン側ではNOx がアルカリ金属などのNOx 吸蔵元素に
吸蔵され、それがストイキ又はリッチ側で放出されてHC
や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。
〜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。したがって上記NOx 吸蔵還元型触媒を用いれば、
リーン側ではNOx がアルカリ金属などのNOx 吸蔵元素に
吸蔵され、それがストイキ又はリッチ側で放出されてHC
や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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで排ガス中のHC
及びCOは、NOx 吸蔵元素へのNOx の吸蔵を阻害すること
が明らかとなっている。そのため、排ガス中のHC及びCO
を除去した排ガスをNOx吸蔵還元型触媒へ流すことが想
起され、HC吸着材をNOx 吸蔵還元型触媒の上流側に配置
したり、酸化触媒や三元触媒をNOx 吸蔵還元型触媒の上
流側に配置することなどが提案されている。
及びCOは、NOx 吸蔵元素へのNOx の吸蔵を阻害すること
が明らかとなっている。そのため、排ガス中のHC及びCO
を除去した排ガスをNOx吸蔵還元型触媒へ流すことが想
起され、HC吸着材をNOx 吸蔵還元型触媒の上流側に配置
したり、酸化触媒や三元触媒をNOx 吸蔵還元型触媒の上
流側に配置することなどが提案されている。
【０００６】しかしながら上記方法では、NOx 吸蔵還元
型触媒とは別の触媒やHC吸着材が必要となるために、配
置スペース面及びコスト面で不利となるという問題があ
る。
型触媒とは別の触媒やHC吸着材が必要となるために、配
置スペース面及びコスト面で不利となるという問題があ
る。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、特性の異なる二種類のNOx 吸蔵還元型触媒
を用いることで、従来のNOx 吸蔵還元型触媒と同等の配
置スペースとしつつ、かつ従来と同等の貴金属担持量と
しながら、HC，CO及びNOx の浄化能を向上させること、
換言すれば、触媒の単位容積当たり及び貴金属の単位担
持量当たりのHC，CO及びNOx の浄化能を向上させること
を目的とする。なお、本文中では特にことわりが無い限
り、容量及び容積は嵩の量を表している。
ものであり、特性の異なる二種類のNOx 吸蔵還元型触媒
を用いることで、従来のNOx 吸蔵還元型触媒と同等の配
置スペースとしつつ、かつ従来と同等の貴金属担持量と
しながら、HC，CO及びNOx の浄化能を向上させること、
換言すれば、触媒の単位容積当たり及び貴金属の単位担
持量当たりのHC，CO及びNOx の浄化能を向上させること
を目的とする。なお、本文中では特にことわりが無い限
り、容量及び容積は嵩の量を表している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の排ガス浄化装置の特徴は、排ガス流路に対して上流
側に配置された前側触媒と前側触媒の下流側に配置され
た後側触媒とよりなる排ガス浄化装置であって、前側触
媒は第１酸化物担体と、アルカリ土類金属，Li，及び希
土類元素の少なくとも一種よりなり第１酸化物担体に担
持された第１NO x 吸蔵元素と、第１酸化物担体に担持さ
れた第１貴金属とからなり、後側触媒は第２酸化物担体
と、Liを除くアルカリ金属の少なくとも一種よりなり第
２酸化物担体に担持された第２NOx 吸蔵元素と、第２酸
化物担体に担持された第２貴金属とからなることにあ
る。
明の排ガス浄化装置の特徴は、排ガス流路に対して上流
側に配置された前側触媒と前側触媒の下流側に配置され
た後側触媒とよりなる排ガス浄化装置であって、前側触
媒は第１酸化物担体と、アルカリ土類金属，Li，及び希
土類元素の少なくとも一種よりなり第１酸化物担体に担
持された第１NO x 吸蔵元素と、第１酸化物担体に担持さ
れた第１貴金属とからなり、後側触媒は第２酸化物担体
と、Liを除くアルカリ金属の少なくとも一種よりなり第
２酸化物担体に担持された第２NOx 吸蔵元素と、第２酸
化物担体に担持された第２貴金属とからなることにあ
る。
【０００９】このとき、前側触媒の容積が後側触媒の容
積の 0.1〜 0.5倍であることが望ましい。
積の 0.1〜 0.5倍であることが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の排ガス浄化装置は、前側
触媒と後側触媒とから構成されている。このうち排ガス
流の上流側に配置された前側触媒は、第１酸化物担体
と、アルカリ土類金属，Li及び希土類元素の少なくとも
一種よりなる第１NOx 吸蔵元素と、第１貴金属とから構
成されている。Liはアルカリ金属の中でも塩基性の弱い
金属であり、アルカリ土類金属及び希土類元素はアルカ
リ金属に比べて塩基性が弱い。したがって前側触媒は後
側触媒に比べて塩基性が弱いという特性を有している。
触媒と後側触媒とから構成されている。このうち排ガス
流の上流側に配置された前側触媒は、第１酸化物担体
と、アルカリ土類金属，Li及び希土類元素の少なくとも
一種よりなる第１NOx 吸蔵元素と、第１貴金属とから構
成されている。Liはアルカリ金属の中でも塩基性の弱い
金属であり、アルカリ土類金属及び希土類元素はアルカ
リ金属に比べて塩基性が弱い。したがって前側触媒は後
側触媒に比べて塩基性が弱いという特性を有している。
【００１１】このように塩基性が弱い前側触媒では、リ
ーン雰囲気及びリッチ雰囲気において次式 (1)の部分酸
化反応と次式 (2)のCOシフト反応が生じ、H2が生成す
る。
ーン雰囲気及びリッチ雰囲気において次式 (1)の部分酸
化反応と次式 (2)のCOシフト反応が生じ、H2が生成す
る。
【００１２】
2HC ＋O2＝ 2CO＋H2 ・・ (1)
CO＋ H2O＝ CO2＋H2 ・・ (2)
また塩基性が弱い第１NOx 吸蔵元素と第１貴金属を担持
した前側触媒では、NOを酸化してNO2 とする反応活性が
高い。したがって酸化活性の高いNO2 とHCとの反応が生
じ、NOx とHCの浄化活性が向上する。そして第１NOx 吸
蔵元素は、低温域におけるNOx 吸蔵能が高いという特性
を有している。
した前側触媒では、NOを酸化してNO2 とする反応活性が
高い。したがって酸化活性の高いNO2 とHCとの反応が生
じ、NOx とHCの浄化活性が向上する。そして第１NOx 吸
蔵元素は、低温域におけるNOx 吸蔵能が高いという特性
を有している。
【００１３】一方、下流側に配置された後側触媒は、第
２酸化物担体と、Liを除くアルカリ金属の少なくとも一
種よりなる第２NOx 吸蔵元素と、第２貴金属とから構成
されている。したがって第２NOx 吸蔵元素は塩基性が強
く、後側触媒も塩基性が強いという特性を有している。
２酸化物担体と、Liを除くアルカリ金属の少なくとも一
種よりなる第２NOx 吸蔵元素と、第２貴金属とから構成
されている。したがって第２NOx 吸蔵元素は塩基性が強
く、後側触媒も塩基性が強いという特性を有している。
【００１４】このように塩基性が強い第２NOx 吸蔵元素
と第２貴金属を担持した後側触媒では、リーン雰囲気に
おいてNOx 吸蔵が効率よく行われ、ストイキ〜リッチ雰
囲気で吸蔵されていたNOx が放出されて還元される。そ
して第２NOx 吸蔵元素は、高温域におけるNOx 吸蔵能が
高いという特性を有している。
と第２貴金属を担持した後側触媒では、リーン雰囲気に
おいてNOx 吸蔵が効率よく行われ、ストイキ〜リッチ雰
囲気で吸蔵されていたNOx が放出されて還元される。そ
して第２NOx 吸蔵元素は、高温域におけるNOx 吸蔵能が
高いという特性を有している。
【００１５】したがって前側触媒と後側触媒をそれぞれ
上流側及び下流側に配置した本発明の排ガス浄化装置で
は、リーン雰囲気の排ガスが流通されると前側触媒にお
いてHC及びCOが酸化されるとともにCOシフト反応も生
じ、HC及びCOが少ない排ガスが後側触媒に流入する。特
に前側触媒におけるHCの低減量が多く、これにより後側
触媒では高いNOx 吸蔵能が発現される。また前側触媒で
はNOがNO2 となる反応が特に高い活性で生じるため、生
成したH2と活性の高いNO2 との反応も生じ、ある程度の
量のNO2 がN2にまで還元されて浄化される。
上流側及び下流側に配置した本発明の排ガス浄化装置で
は、リーン雰囲気の排ガスが流通されると前側触媒にお
いてHC及びCOが酸化されるとともにCOシフト反応も生
じ、HC及びCOが少ない排ガスが後側触媒に流入する。特
に前側触媒におけるHCの低減量が多く、これにより後側
触媒では高いNOx 吸蔵能が発現される。また前側触媒で
はNOがNO2 となる反応が特に高い活性で生じるため、生
成したH2と活性の高いNO2 との反応も生じ、ある程度の
量のNO2 がN2にまで還元されて浄化される。
【００１６】排ガスがストイキ〜リッチ雰囲気となる
と、前側触媒では豊富なHC及びCOによって部分酸化反応
とCOシフト反応が進行し、H2が生成する。そして後側触
媒では第２NOx 吸蔵元素からNOx が放出され、前側触媒
で生成したH2によって還元浄化される。H2はHC及びCOに
比べて還元活性がきわめて高いので、NOx 浄化率が著し
く向上する。
と、前側触媒では豊富なHC及びCOによって部分酸化反応
とCOシフト反応が進行し、H2が生成する。そして後側触
媒では第２NOx 吸蔵元素からNOx が放出され、前側触媒
で生成したH2によって還元浄化される。H2はHC及びCOに
比べて還元活性がきわめて高いので、NOx 浄化率が著し
く向上する。
【００１７】さらに低温域では第１NOx 吸蔵元素を担持
した前側触媒にNOx が吸蔵され、高温域では後側触媒に
NOx が吸蔵されるので、低温域から高温域まで高いNOx
吸蔵能が発現される。
した前側触媒にNOx が吸蔵され、高温域では後側触媒に
NOx が吸蔵されるので、低温域から高温域まで高いNOx
吸蔵能が発現される。
【００１８】これらの相乗効果により、本発明の排ガス
浄化装置は高いNOx 浄化能を有し、前側触媒と後側触媒
の合計容積を従来のNOx 吸蔵還元型触媒と同程度として
も、NOx 浄化率が格段に向上する。そしてHC及びCOの浄
化率も従来のNOx 吸蔵還元型触媒より向上する。
浄化装置は高いNOx 浄化能を有し、前側触媒と後側触媒
の合計容積を従来のNOx 吸蔵還元型触媒と同程度として
も、NOx 浄化率が格段に向上する。そしてHC及びCOの浄
化率も従来のNOx 吸蔵還元型触媒より向上する。
【００１９】前側触媒の第１酸化物担体及び後側触媒の
第２酸化物担体としては、 Al2O3，ZrO2，TiO2，SiO2，
CeO2あるいはこれらから選ばれる複数種からなる複合酸
化物などから選択することができる。第１酸化物担体と
第２酸化物担体は、同種であってもよいし異種とするこ
ともできるが、第１酸化物担体には塩基性の弱い Al
2O3，SiO2，TiO2などを用いることが好ましく、第２酸
化物担体には塩基性の強いZrO2などを用いることが好ま
しい。
第２酸化物担体としては、 Al2O3，ZrO2，TiO2，SiO2，
CeO2あるいはこれらから選ばれる複数種からなる複合酸
化物などから選択することができる。第１酸化物担体と
第２酸化物担体は、同種であってもよいし異種とするこ
ともできるが、第１酸化物担体には塩基性の弱い Al
2O3，SiO2，TiO2などを用いることが好ましく、第２酸
化物担体には塩基性の強いZrO2などを用いることが好ま
しい。
【００２０】第１NOx 吸蔵元素は、アルカリ土類金属，
Li及び希土類元素の少なくとも一種が用いられる。アル
カリ土類金属としては、Ba，Sr，Ca，Mgなどを用いるこ
とができ、Baが特に好ましい。また希土類元素としては
La，Nd，Sc，Ｙ，Pr，Ndなどが例示され、Laが特に好ま
しい。この第１NOx 吸蔵元素の担持量は、前側触媒の容
積１リットルあたり 0.1〜１モルの範囲が望ましい。第
１NOx 吸蔵元素の担持量がこの範囲より少ないと低温域
におけるNOx 吸蔵能が低下し、担持量がこの範囲より多
くなるとH2の生成活性が低下するとともに、第１貴金属
の活性が低下する場合があり好ましくない。
Li及び希土類元素の少なくとも一種が用いられる。アル
カリ土類金属としては、Ba，Sr，Ca，Mgなどを用いるこ
とができ、Baが特に好ましい。また希土類元素としては
La，Nd，Sc，Ｙ，Pr，Ndなどが例示され、Laが特に好ま
しい。この第１NOx 吸蔵元素の担持量は、前側触媒の容
積１リットルあたり 0.1〜１モルの範囲が望ましい。第
１NOx 吸蔵元素の担持量がこの範囲より少ないと低温域
におけるNOx 吸蔵能が低下し、担持量がこの範囲より多
くなるとH2の生成活性が低下するとともに、第１貴金属
の活性が低下する場合があり好ましくない。
【００２１】また第２NOx 吸蔵元素は、Liを除くアルカ
リ金属の少なくとも一種が用いられる。Liを除くアルカ
リ金属としては、Na，Cs，Ｋ，Rbが例示され、Ｋが特に
好ましい。なおBaなどのアルカリ土類金属、Li、あるい
はLaなどの希土類元素をさらに担持することもできる。
この第２NOx 吸蔵元素の担持量は、後側触媒の容積１リ
ットルあたり 0.1〜１モルの範囲が望ましい。第２NOx
吸蔵元素の担持量がこの範囲より少ないとNOx 吸蔵能が
大幅に低下し、担持量がこの範囲より多くなると第２貴
金属の活性が低下する場合があり好ましくない。
リ金属の少なくとも一種が用いられる。Liを除くアルカ
リ金属としては、Na，Cs，Ｋ，Rbが例示され、Ｋが特に
好ましい。なおBaなどのアルカリ土類金属、Li、あるい
はLaなどの希土類元素をさらに担持することもできる。
この第２NOx 吸蔵元素の担持量は、後側触媒の容積１リ
ットルあたり 0.1〜１モルの範囲が望ましい。第２NOx
吸蔵元素の担持量がこの範囲より少ないとNOx 吸蔵能が
大幅に低下し、担持量がこの範囲より多くなると第２貴
金属の活性が低下する場合があり好ましくない。
【００２２】第１貴金属及び第２貴金属は、Pt，Rh，P
d，Ir，Ruなどから任意に選択でき、第１貴金属と第２
貴金属とは同種であってもよいし異種とすることもでき
る。また第１貴金属と第２貴金属の担持量は、前側触媒
及び後側触媒の容積１リットルあたりそれぞれ 0.1〜10
ｇ及び 0.1〜10ｇとすることが好ましい。貴金属の担持
量がこの範囲より少ないと活性が低く、部分酸化反応、
COシフト反応及びNO2 の生成がそれぞれ阻害されるた
め、NOx 浄化能が低下する。また貴金属の担持量がこの
範囲より多いと、活性が飽和しコスト面に不具合が生じ
るとともに、高密度で担持されることになるため耐久時
に粒成長が生じて活性が低下する場合がある。
d，Ir，Ruなどから任意に選択でき、第１貴金属と第２
貴金属とは同種であってもよいし異種とすることもでき
る。また第１貴金属と第２貴金属の担持量は、前側触媒
及び後側触媒の容積１リットルあたりそれぞれ 0.1〜10
ｇ及び 0.1〜10ｇとすることが好ましい。貴金属の担持
量がこの範囲より少ないと活性が低く、部分酸化反応、
COシフト反応及びNO2 の生成がそれぞれ阻害されるた
め、NOx 浄化能が低下する。また貴金属の担持量がこの
範囲より多いと、活性が飽和しコスト面に不具合が生じ
るとともに、高密度で担持されることになるため耐久時
に粒成長が生じて活性が低下する場合がある。
【００２３】前側触媒と後側触媒とは、ハニカム形状、
ペレット形状あるいはフォーム状などとすることができ
同形状であってもよいし異種形状とすることもできる。
また互いに接するように配置してもよいし、互いに間隔
を隔てて配置することもできる。また一つのハニカム形
状の触媒の上流側に前側触媒を形成し、後側に後側触媒
を形成してもよい。
ペレット形状あるいはフォーム状などとすることができ
同形状であってもよいし異種形状とすることもできる。
また互いに接するように配置してもよいし、互いに間隔
を隔てて配置することもできる。また一つのハニカム形
状の触媒の上流側に前側触媒を形成し、後側に後側触媒
を形成してもよい。
【００２４】前側触媒の容積は後側触媒の容積の 0.1〜
0.5倍であることが望ましい。前側触媒の容積がこの範
囲より大きくなるとNOx 吸蔵能が低下するようになり、
この範囲より小さくなるとH2の生成量が低下して浄化率
が低下するため好ましくない。
0.5倍であることが望ましい。前側触媒の容積がこの範
囲より大きくなるとNOx 吸蔵能が低下するようになり、
この範囲より小さくなるとH2の生成量が低下して浄化率
が低下するため好ましくない。
【００２５】
【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。
【００２６】（実施例１）図１に本実施例の排ガス浄化
装置を示す。この排ガス浄化装置は、排ガス流の上流側
に配置された前側触媒１と、その下流側に配置された後
側触媒２とから構成され、前側触媒１と後側触媒２は一
つのハニカム基材上に形成されている。
装置を示す。この排ガス浄化装置は、排ガス流の上流側
に配置された前側触媒１と、その下流側に配置された後
側触媒２とから構成され、前側触媒１と後側触媒２は一
つのハニカム基材上に形成されている。
【００２７】市販の Al2O3粉末 100重量部、TiO2粉末 1
00重量部、ZrO2粉末50ｇと、バインダーとしてのアルミ
ナゾルと水を混合してスラリーを調製し、常法によりコ
ージェライト製ハニカム基材（容量２Ｌ）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 250ｇである。
00重量部、ZrO2粉末50ｇと、バインダーとしてのアルミ
ナゾルと水を混合してスラリーを調製し、常法によりコ
ージェライト製ハニカム基材（容量２Ｌ）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 250ｇである。
【００２８】上記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ミン白金水溶液の所定量を含浸
し、乾燥・焼成してコート層全体にPtを担持した。同様
に所定濃度の硝酸ロジウム水溶液の所定量を含浸し、乾
燥・焼成してコート層全体にRhを担持した。ハニカム基
材１Ｌあたりに、Ptは２ｇ、Rhは 0.5ｇ担持された。
所定濃度のジニトロジアミン白金水溶液の所定量を含浸
し、乾燥・焼成してコート層全体にPtを担持した。同様
に所定濃度の硝酸ロジウム水溶液の所定量を含浸し、乾
燥・焼成してコート層全体にRhを担持した。ハニカム基
材１Ｌあたりに、Ptは２ｇ、Rhは 0.5ｇ担持された。
【００２９】続いて、所定濃度の酢酸バリウム及び硝酸
リチウム混合水溶液の所定量を上流側端面から所定長さ
だけ含浸させ、乾燥・焼成して上流側端面から0.67Ｌの
容積の部分にBa及びLiを担持した。次いで所定濃度の硝
酸カリウム及び硝酸リチウムの混合水溶液の所定量を下
流側端面から所定長さだけ含浸させ、乾燥・焼成して下
流側端面から1.33Ｌの容積の部分にＫ及びLiを担持し
た。こうして前側触媒１と後側触媒２を一つのハニカム
基材上に形成した。
リチウム混合水溶液の所定量を上流側端面から所定長さ
だけ含浸させ、乾燥・焼成して上流側端面から0.67Ｌの
容積の部分にBa及びLiを担持した。次いで所定濃度の硝
酸カリウム及び硝酸リチウムの混合水溶液の所定量を下
流側端面から所定長さだけ含浸させ、乾燥・焼成して下
流側端面から1.33Ｌの容積の部分にＫ及びLiを担持し
た。こうして前側触媒１と後側触媒２を一つのハニカム
基材上に形成した。
【００３０】前側触媒１ではハニカム基材１リットルあ
たりBaが0.45モルとLiが 0.1モル担持され、後側触媒２
ではハニカム基材１リットルあたりＫが0.13モルとLiが
0.1モル担持された。組成を表１に示す。
たりBaが0.45モルとLiが 0.1モル担持され、後側触媒２
ではハニカム基材１リットルあたりＫが0.13モルとLiが
0.1モル担持された。組成を表１に示す。
【００３１】（実施例２〜４）前側触媒１と後側触媒２
の容積比が異なること、及びNOx 吸蔵元素の担持量と成
分が異なること以外は実施例１と同様にして、表１に示
す組成の実施例２〜４の排ガス浄化装置を調製した。
の容積比が異なること、及びNOx 吸蔵元素の担持量と成
分が異なること以外は実施例１と同様にして、表１に示
す組成の実施例２〜４の排ガス浄化装置を調製した。
【００３２】（比較例１）実施例１と同様にコート層に
PtとRhが担持されたハニカム基材を用い、コート層の全
長に担持したこと以外は実施例１と同様にしてBa、Ｋ及
びLiを担持した。組成を表１に示す。
PtとRhが担持されたハニカム基材を用い、コート層の全
長に担持したこと以外は実施例１と同様にしてBa、Ｋ及
びLiを担持した。組成を表１に示す。
【００３３】＜試験・評価＞
【００３４】
【表１】
【００３５】それぞれの排ガス浄化装置を直噴リーンバ
ーンエンジンの排ガス流路に、前側触媒１が排ガス上流
側に、後側触媒２がその下流側となるように取付け、公
道での走行を模擬したパターン耐久（最大床温 800℃）
を50時間行った。続いてリーン雰囲気の排ガスを60秒、
リッチ雰囲気の排ガスを１秒流すサイクルを繰り返し行
い、各触媒床温度におけるNOx ，HC及びCO浄化率をそれ
ぞれ測定した。結果を図２〜４に示す。
ーンエンジンの排ガス流路に、前側触媒１が排ガス上流
側に、後側触媒２がその下流側となるように取付け、公
道での走行を模擬したパターン耐久（最大床温 800℃）
を50時間行った。続いてリーン雰囲気の排ガスを60秒、
リッチ雰囲気の排ガスを１秒流すサイクルを繰り返し行
い、各触媒床温度におけるNOx ，HC及びCO浄化率をそれ
ぞれ測定した。結果を図２〜４に示す。
【００３６】図２〜４より、各実施例の排ガス浄化装置
は、各触媒床温度において比較例１の排ガス浄化装置に
比べて高い浄化率を示し、HC浄化率が特に向上している
ことがわかる。各実施例と比較例１とは、触媒の容積及
び貴金属の担持量を同一としていることから、前側触媒
１と後側触媒２で担持するNOx 吸蔵元素の種類を異なら
せた本発明の排ガス浄化装置とすることで、触媒の単位
容積当たり及び貴金属の単位担持量当たりの浄化活性が
大きく向上することが明らかである。
は、各触媒床温度において比較例１の排ガス浄化装置に
比べて高い浄化率を示し、HC浄化率が特に向上している
ことがわかる。各実施例と比較例１とは、触媒の容積及
び貴金属の担持量を同一としていることから、前側触媒
１と後側触媒２で担持するNOx 吸蔵元素の種類を異なら
せた本発明の排ガス浄化装置とすることで、触媒の単位
容積当たり及び貴金属の単位担持量当たりの浄化活性が
大きく向上することが明らかである。
【００３７】（実施例５）Rhを１重量％担持したZrO2粉
末50重量部と、 Al2O3粉末 100重量部と、TiO2粉末 100
重量部と、CeO2粉末20重量部と、バインダーとしてのア
ルミナゾルと水を混合してスラリーを調製し、常法によ
り３種類のコージェライト製ハニカム基材（Ａ：直径30
mm×長さ20mm，Ｂ：直径30mm×長さ30mm，Ｃ：直径30mm
×長さ50mm）にそれぞれコート層を形成した。コート層
の形成量は、それぞれのハニカム基材１Ｌあたり 250ｇ
である。
末50重量部と、 Al2O3粉末 100重量部と、TiO2粉末 100
重量部と、CeO2粉末20重量部と、バインダーとしてのア
ルミナゾルと水を混合してスラリーを調製し、常法によ
り３種類のコージェライト製ハニカム基材（Ａ：直径30
mm×長さ20mm，Ｂ：直径30mm×長さ30mm，Ｃ：直径30mm
×長さ50mm）にそれぞれコート層を形成した。コート層
の形成量は、それぞれのハニカム基材１Ｌあたり 250ｇ
である。
【００３８】上記コート層が形成されたハニカム基材Ａ
−Ｃに所定濃度のジニトロジアミン白金水溶液の所定量
を含浸し、乾燥・焼成してコート層全体にPtを担持し
た。ハニカム基材１Ｌあたりに、Ptは２ｇ、Rhは 0.5ｇ
担持されている。
−Ｃに所定濃度のジニトロジアミン白金水溶液の所定量
を含浸し、乾燥・焼成してコート層全体にPtを担持し
た。ハニカム基材１Ｌあたりに、Ptは２ｇ、Rhは 0.5ｇ
担持されている。
【００３９】続いて、所定濃度の酢酸バリウム水溶液の
所定量をハニカム基材Ａのコート層に含浸させ、乾燥・
焼成してBaを担持した。一方、所定濃度の硝酸カリウム
水溶液の所定量をハニカム基材Ｂのコート層に含浸さ
せ、乾燥・焼成してＫを担持した。こうして前側触媒と
後側触媒を形成した。
所定量をハニカム基材Ａのコート層に含浸させ、乾燥・
焼成してBaを担持した。一方、所定濃度の硝酸カリウム
水溶液の所定量をハニカム基材Ｂのコート層に含浸さ
せ、乾燥・焼成してＫを担持した。こうして前側触媒と
後側触媒を形成した。
【００４０】前側触媒ではハニカム基材１リットルあた
りBaが 0.3モル担持され、後側触媒ではハニカム基材１
リットルあたりＫが 0.3モル担持された。組成を表２に
示す。
りBaが 0.3モル担持され、後側触媒ではハニカム基材１
リットルあたりＫが 0.3モル担持された。組成を表２に
示す。
【００４１】（実施例６〜７）NOx 吸蔵元素の担持量と
成分が異なること以外は実施例５と同様にして、表２に
示す組成の実施例６〜７の排ガス浄化装置を調製した。
成分が異なること以外は実施例５と同様にして、表２に
示す組成の実施例６〜７の排ガス浄化装置を調製した。
【００４２】（比較例２）実施例５と同様にコート層に
PtとRhが担持されたハニカム基材Ｃを用い、NOx吸蔵元
素の担持量と成分が異なること以外は実施例５と同様に
して、表２に示す組成の比較例２の排ガス浄化装置を調
製した。
PtとRhが担持されたハニカム基材Ｃを用い、NOx吸蔵元
素の担持量と成分が異なること以外は実施例５と同様に
して、表２に示す組成の比較例２の排ガス浄化装置を調
製した。
【００４３】＜試験・評価＞
【００４４】
【表２】
【００４５】それぞれの触媒を前側触媒が排ガス上流側
に、後側触媒がその下流側となるように、互いの端面ど
うしを当接させて評価装置に配置し、表３に示すリーン
ガスを60秒、リッチガスを１秒流すサイクルを繰り返し
行い、各触媒床温度において飽和するまでのNOx 吸蔵量
（飽和NOx 吸蔵量）と、飽和後にリッチガスを投入した
後のNOx 吸蔵量（RSNOx 吸蔵量）をそれぞれ測定した。
結果を図５及び図６に示す。
に、後側触媒がその下流側となるように、互いの端面ど
うしを当接させて評価装置に配置し、表３に示すリーン
ガスを60秒、リッチガスを１秒流すサイクルを繰り返し
行い、各触媒床温度において飽和するまでのNOx 吸蔵量
（飽和NOx 吸蔵量）と、飽和後にリッチガスを投入した
後のNOx 吸蔵量（RSNOx 吸蔵量）をそれぞれ測定した。
結果を図５及び図６に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】図５及び図６より、各温度において実施例
５から７の排ガス浄化装置は比較例２より高いNOx 吸蔵
能を示していることがわかる。各実施例と比較例２と
は、触媒の容積及び貴金属の担持量を同一としているこ
とから、前側触媒１と後側触媒２で担持するNOx 吸蔵元
素の種類を異ならせた本発明の排ガス浄化装置とするこ
とで、触媒の単位容積当たり及び貴金属の単位担持量当
たりのNOx 浄化活性が大きく向上することが明らかであ
る。
５から７の排ガス浄化装置は比較例２より高いNOx 吸蔵
能を示していることがわかる。各実施例と比較例２と
は、触媒の容積及び貴金属の担持量を同一としているこ
とから、前側触媒１と後側触媒２で担持するNOx 吸蔵元
素の種類を異ならせた本発明の排ガス浄化装置とするこ
とで、触媒の単位容積当たり及び貴金属の単位担持量当
たりのNOx 浄化活性が大きく向上することが明らかであ
る。
【００４８】
【発明の効果】すなわち本発明の排ガス浄化装置によれ
ば、従来と同一の容積で同一の貴金属担持量としなが
ら、従来より浄化活性が向上する。
ば、従来と同一の容積で同一の貴金属担持量としなが
ら、従来より浄化活性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の排ガス浄化装置を示す説明
図である。
図である。
【図２】実施例及び比較例の排ガス浄化装置における触
媒床温度とNOx 浄化率との関係を示すグラフである。
媒床温度とNOx 浄化率との関係を示すグラフである。
【図３】実施例及び比較例の排ガス浄化装置における触
媒床温度とHC浄化率との関係を示すグラフである。
媒床温度とHC浄化率との関係を示すグラフである。
【図４】実施例及び比較例の排ガス浄化装置における触
媒床温度とCO浄化率との関係を示すグラフである。
媒床温度とCO浄化率との関係を示すグラフである。
【図５】実施例及び比較例の排ガス浄化装置における温
度と飽和NOx 吸蔵量との関係を示すグラフである。
度と飽和NOx 吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図６】実施例及び比較例の排ガス浄化装置における温
度とRSNOx 吸蔵量との関係を示すグラフである。
度とRSNOx 吸蔵量との関係を示すグラフである。
１：前側触媒 ２：後側触媒
─────────────────────────────────────────────────────
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 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ
Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AB04 AB09 BA00
BA01 BA14 BA15 BA19 BA39
FB10 FB11 GA01 GA06 GB02X
GB03X GB04X GB05W GB06W
GB07W HA08 HA10
4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA01Y
BA02X BA03X BA07X BA08X
BA10X BA14Y BA15X BA18Y
BA30X BA31Y BA32Y BA33X
BA42X BB01 BB02 BB16
CC32 CC46 EA04
4G069 AA03 BA01A BA01B BA02A
BA04A BA04B BA05A BA05B
BA08A BA13A BA13B BA20A
BA20B BB02B BB06A BC02A
BC03A BC03B BC04B BC05A
BC09A BC09B BC10A BC12A
BC12B BC13A BC13B BC42A
BC43A BC44A BC69A BC70A
BC71A BC71B BC72A BC74A
BC75A BC75B CA03 CA09
EA02Y EA18 EB14Y EE09
Claims (2)
- 【請求項１】 排ガス流路に対して上流側に配置された
前側触媒と該前側触媒の下流側に配置された後側触媒と
よりなる排ガス浄化装置であって、 該前側触媒は第１酸化物担体と、アルカリ土類金属，L
i，及び希土類元素の少なくとも一種よりなり該第１酸
化物担体に担持された第１NOx 吸蔵元素と、該第１酸化
物担体に担持された第１貴金属とからなり、 該後側触媒は第２酸化物担体と、Liを除くアルカリ金属
の少なくとも一種よりなり該第２酸化物担体に担持され
た第２NOx 吸蔵元素と、該第２酸化物担体に担持された
第２貴金属とからなることを特徴とする排ガス浄化装
置。 - 【請求項２】 前記前側触媒の容積が前記後側触媒の容
積の 0.1〜 0.5倍であることを特徴とする請求項１に記
載の排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001229739A JP2003038936A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001229739A JP2003038936A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003038936A true JP2003038936A (ja) | 2003-02-12 |
Family
ID=19062043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001229739A Pending JP2003038936A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003038936A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006059471A1 (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-08 | Isuzu Motors Limited | ＮＯｘ浄化システム |
| JP2007075707A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
| WO2008004390A1 (fr) * | 2006-07-05 | 2008-01-10 | Cataler Corporation | Catalyseur pour la purification d'un gaz d'échappement et procédé de fabrication de celui-ci |
| JP2009178675A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Toyota Central R&D Labs Inc | 排ガス浄化用触媒 |
| JP2015120159A (ja) * | 2011-03-04 | 2015-07-02 | ユミコア日本触媒株式会社 | 排ガス浄化用触媒、その製造方法およびそれを用いた排ガス浄化方法 |
| KR101765636B1 (ko) * | 2016-03-15 | 2017-08-07 | 현대자동차 주식회사 | 차량의 배기가스 정화장치 |
| JP2017140589A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | 吸蔵還元型ＮＯｘ触媒 |
Citations (3)
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| JP2000167356A (ja) * | 1998-12-10 | 2000-06-20 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化装置 |
| WO2000059611A1 (en) * | 1999-04-02 | 2000-10-12 | Engelhard Corporation | Catalytic trap and methods of making and using the same |
| JP2001000863A (ja) * | 1999-04-22 | 2001-01-09 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒およびそれを用いた排ガス浄化方法 |
-
2001
- 2001-07-30 JP JP2001229739A patent/JP2003038936A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| US10634026B2 (en) | 2016-02-10 | 2020-04-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | NOx storage reduction catalyst |
| KR101765636B1 (ko) * | 2016-03-15 | 2017-08-07 | 현대자동차 주식회사 | 차량의 배기가스 정화장치 |
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