JP2003053152A - 排気ガス浄化システム - Google Patents
排気ガス浄化システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コールドＨＣの浄化効率を改善できる簡易な
排気ガス浄化システムを提供すること。 【解決手段】 内燃機関の冷間始動時に排出される炭化
水素を効率良く浄化する排気ガス浄化システムである。
この排気ガス浄化システムは、排気ガス流路に配置され
たＨＣ吸着浄化触媒と上記排気ガス流路の上記ＨＣ吸着
浄化触媒より上流側に配置された三元触媒とを有する。
上記ＨＣ吸着浄化触媒は、断面積の直径（ｄ）と全長
（Ｌ）が、０．４５≦Ｌ／ｄのモノリス担体と、上記モ
ノリス担体上に形成された、炭化水素吸着材層と浄化触
媒層とを有する。
排気ガス浄化システムを提供すること。 【解決手段】 内燃機関の冷間始動時に排出される炭化
水素を効率良く浄化する排気ガス浄化システムである。
この排気ガス浄化システムは、排気ガス流路に配置され
たＨＣ吸着浄化触媒と上記排気ガス流路の上記ＨＣ吸着
浄化触媒より上流側に配置された三元触媒とを有する。
上記ＨＣ吸着浄化触媒は、断面積の直径（ｄ）と全長
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ノリス担体上に形成された、炭化水素吸着材層と浄化触
媒層とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス浄化シス
テムに係り、特に、車両からエンジン始動時の低温時に
大量に排出される炭化水素（ＨＣ）を有効に浄化し得る
排気ガス浄化システムに関する。
テムに係り、特に、車両からエンジン始動時の低温時に
大量に排出される炭化水素（ＨＣ）を有効に浄化し得る
排気ガス浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、自動車などの内燃機関の排気
ガスを浄化するため、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素
（ＨＣ）の酸化と、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元とを同
時に行う三元触媒が広く用いられている。しかし、エン
ジン始動時の低温時には、三元触媒は低温でまだ活性化
していないため、このとき大量に放出されるコールドＨ
Ｃを浄化することができない。近年、このコールドＨＣ
を浄化することを目的として、炭化水素吸着材（ＨＣ吸
着材）であるゼオライトと三元触媒等の浄化触媒とを備
えたＨＣ吸着浄化触媒（ＨＣ吸着機能付き三元触媒）が
開発されている。このＨＣ吸着浄化触媒は、三元触媒が
活性化しないエンジン始動時の低温域において、排出さ
れるコールドＨＣを一時的に吸着、保持し、排気ガス温
度上昇により三元触媒が活性化した時に、ＨＣを徐々に
脱離し、しかも浄化する。
ガスを浄化するため、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素
（ＨＣ）の酸化と、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元とを同
時に行う三元触媒が広く用いられている。しかし、エン
ジン始動時の低温時には、三元触媒は低温でまだ活性化
していないため、このとき大量に放出されるコールドＨ
Ｃを浄化することができない。近年、このコールドＨＣ
を浄化することを目的として、炭化水素吸着材（ＨＣ吸
着材）であるゼオライトと三元触媒等の浄化触媒とを備
えたＨＣ吸着浄化触媒（ＨＣ吸着機能付き三元触媒）が
開発されている。このＨＣ吸着浄化触媒は、三元触媒が
活性化しないエンジン始動時の低温域において、排出さ
れるコールドＨＣを一時的に吸着、保持し、排気ガス温
度上昇により三元触媒が活性化した時に、ＨＣを徐々に
脱離し、しかも浄化する。
【０００３】ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを浄化する触
媒としては、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）及びパラ
ジウム（Ｐｄ）等の貴金属種を同一層に混合させたもの
や、Ｒｈ層とＰｄ層から成る多層構造のものが提案され
ている。特開平２−５６２４７号公報では、ゼオライト
を主成分とする第一層の上に、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈ等の
貴金属を主成分とする第二層を設けた排気ガス浄化用触
媒が開示されている。この他に、ＨＣ吸着材を用いた三
元触媒は、特開平６−７４０１９号公報、特開平７−１
４４１１９号公報、特開平６−１４２４５７号公報、特
開平５−５９９４２号公報、及び特開平７−１０２９５
７号公報に開示されている。
媒としては、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）及びパラ
ジウム（Ｐｄ）等の貴金属種を同一層に混合させたもの
や、Ｒｈ層とＰｄ層から成る多層構造のものが提案され
ている。特開平２−５６２４７号公報では、ゼオライト
を主成分とする第一層の上に、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈ等の
貴金属を主成分とする第二層を設けた排気ガス浄化用触
媒が開示されている。この他に、ＨＣ吸着材を用いた三
元触媒は、特開平６−７４０１９号公報、特開平７−１
４４１１９号公報、特開平６−１４２４５７号公報、特
開平５−５９９４２号公報、及び特開平７−１０２９５
７号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＨＣ吸着浄化触媒を使用する場合、エンジンの始動時に
ＨＣ吸着材に吸着したコールドＨＣが、排気ガス温度が
上昇する前に脱離してしまうことがある。これらの早期
に脱離したＨＣは、三元触媒が十分に活性化していない
ので、未浄化のまま排気されてしまう。このため、排気
流路の切換えによって、三元触媒が十分に活性化した
後、吸着ＨＣを脱離させて三元触媒で浄化する方法や、
電熱ヒータによって三元触媒を早期に活性化させる方
法、外部から空気を導入して三元触媒の活性化開始を速
める方法などが検討されている。しかし、これらの方法
は、システム構成が煩雑なためコストがかかり、しかも
コールドＨＣの浄化効率を十分に上げることができな
い。
ＨＣ吸着浄化触媒を使用する場合、エンジンの始動時に
ＨＣ吸着材に吸着したコールドＨＣが、排気ガス温度が
上昇する前に脱離してしまうことがある。これらの早期
に脱離したＨＣは、三元触媒が十分に活性化していない
ので、未浄化のまま排気されてしまう。このため、排気
流路の切換えによって、三元触媒が十分に活性化した
後、吸着ＨＣを脱離させて三元触媒で浄化する方法や、
電熱ヒータによって三元触媒を早期に活性化させる方
法、外部から空気を導入して三元触媒の活性化開始を速
める方法などが検討されている。しかし、これらの方法
は、システム構成が煩雑なためコストがかかり、しかも
コールドＨＣの浄化効率を十分に上げることができな
い。
【０００５】本発明の目的は、コールドＨＣの浄化効率
を改善できる簡易な排気ガス浄化システムを提供するこ
とである。
を改善できる簡易な排気ガス浄化システムを提供するこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の排気ガス浄化システムは、排気ガス流路に
配置されたＨＣ吸着浄化触媒と上記排気ガス流路の上記
ＨＣ吸着浄化触媒より上流側に配置された三元触媒とを
有する。上記ＨＣ吸着浄化触媒は、断面の直径（ｄ）と
全長（Ｌ）が、０．４５≦Ｌ／ｄのモノリス担体と、上
記モノリス担体上に形成された、炭化水素吸着材層と浄
化触媒層とを有する。なお、ここで、モノリス担体の断
面とは、ガス流路に垂直な断面をいい、モノリス担体の
長さとは、ガス流路方向の長さをいう。
め、本発明の排気ガス浄化システムは、排気ガス流路に
配置されたＨＣ吸着浄化触媒と上記排気ガス流路の上記
ＨＣ吸着浄化触媒より上流側に配置された三元触媒とを
有する。上記ＨＣ吸着浄化触媒は、断面の直径（ｄ）と
全長（Ｌ）が、０．４５≦Ｌ／ｄのモノリス担体と、上
記モノリス担体上に形成された、炭化水素吸着材層と浄
化触媒層とを有する。なお、ここで、モノリス担体の断
面とは、ガス流路に垂直な断面をいい、モノリス担体の
長さとは、ガス流路方向の長さをいう。
【０００７】本発明のもう１つの排気ガス浄化システム
は、排気ガス流路に配置されたＨＣ吸着浄化触媒と上記
排気ガス流路の上記ＨＣ吸着浄化触媒より上流側に配置
された三元触媒とを有する。上記ＨＣ吸着浄化触媒は、
断面積（Ａ）と全長（Ｌ）は、０．０１≦Ｌ／Ａで表さ
れる関係を満足するモノリス担体と、上記モノリス担体
上に形成された、炭化水素吸着材層と浄化触媒層とを有
する。
は、排気ガス流路に配置されたＨＣ吸着浄化触媒と上記
排気ガス流路の上記ＨＣ吸着浄化触媒より上流側に配置
された三元触媒とを有する。上記ＨＣ吸着浄化触媒は、
断面積（Ａ）と全長（Ｌ）は、０．０１≦Ｌ／Ａで表さ
れる関係を満足するモノリス担体と、上記モノリス担体
上に形成された、炭化水素吸着材層と浄化触媒層とを有
する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
排気ガス浄化システムについて説明する。なお、本明細
書において、「％」は特記しない限り質量百分率を表
す。本実施の形態の排気ガス浄化システムは、図１Ａに
示すように、少なくともＨＣ吸着浄化触媒１０と三元触
媒２０とを有し、図１Ｂに示すように、主に車両に搭載
される。この排気ガス浄化システムでは、内燃機関３０
から排気される排気ガス流路４０上の上流側に三元触媒
２０が配置され、下流側にＨＣ吸着浄化触媒１０が配置
される。ＨＣ吸着浄化触媒１０は、図２Ａ、図２Ｂに示
すように、複数のセルを持つモノリス担体１と、このモ
ノリス担体１上に形成された、ＨＣ吸着材層２と浄化触
媒層３とを備えている。
排気ガス浄化システムについて説明する。なお、本明細
書において、「％」は特記しない限り質量百分率を表
す。本実施の形態の排気ガス浄化システムは、図１Ａに
示すように、少なくともＨＣ吸着浄化触媒１０と三元触
媒２０とを有し、図１Ｂに示すように、主に車両に搭載
される。この排気ガス浄化システムでは、内燃機関３０
から排気される排気ガス流路４０上の上流側に三元触媒
２０が配置され、下流側にＨＣ吸着浄化触媒１０が配置
される。ＨＣ吸着浄化触媒１０は、図２Ａ、図２Ｂに示
すように、複数のセルを持つモノリス担体１と、このモ
ノリス担体１上に形成された、ＨＣ吸着材層２と浄化触
媒層３とを備えている。
【０００９】エンジン始動時の低温域で、内燃機関３０
から大量のコールドＨＣが排出されるが、このコールド
ＨＣは、ＨＣ吸着浄化触媒１０の各セル内を通過する過
程で、ＨＣ吸着材層２に吸着される。また、浄化触媒層
３が活性化すると、ＨＣ吸着材層２から脱離するＨＣは
浄化触媒層によって浄化される。ＨＣ吸着浄化触媒１０
に用いられるモノリス担体１の断面形状は、特に限定さ
れない。図２に示すような円形断面でもよいし、図３に
示すような楕円、図４に示すような扁平な矩形断面でも
よい。
から大量のコールドＨＣが排出されるが、このコールド
ＨＣは、ＨＣ吸着浄化触媒１０の各セル内を通過する過
程で、ＨＣ吸着材層２に吸着される。また、浄化触媒層
３が活性化すると、ＨＣ吸着材層２から脱離するＨＣは
浄化触媒層によって浄化される。ＨＣ吸着浄化触媒１０
に用いられるモノリス担体１の断面形状は、特に限定さ
れない。図２に示すような円形断面でもよいし、図３に
示すような楕円、図４に示すような扁平な矩形断面でも
よい。
【００１０】図２に示すように、モノリス担体１の断面
がほぼ円形である場合は、モノリス担体１は、断面（詳
しくは排気ガス流方向に垂直な断面）の直径（ｄ）と全
長（詳しくは排気ガス流方向の長さ）（Ｌ）が、０．４
５≦Ｌ／ｄで表される関係を満足する。好ましくは０．
７０≦Ｌ／ｄ≦１６．０を満足する。また、図３、図４
に示すように、モノリス担体１の断面が円形及びそれ以
外の場合は、モノリス担体１は、断面の面積（Ａ）と全
長（Ｌ）は、０．０１≦Ｌ／Ａで表される関係を満足す
る。より好ましくは、０．０１５≦Ｌ／Ａ≦０．３で表
される関係を満足する。
がほぼ円形である場合は、モノリス担体１は、断面（詳
しくは排気ガス流方向に垂直な断面）の直径（ｄ）と全
長（詳しくは排気ガス流方向の長さ）（Ｌ）が、０．４
５≦Ｌ／ｄで表される関係を満足する。好ましくは０．
７０≦Ｌ／ｄ≦１６．０を満足する。また、図３、図４
に示すように、モノリス担体１の断面が円形及びそれ以
外の場合は、モノリス担体１は、断面の面積（Ａ）と全
長（Ｌ）は、０．０１≦Ｌ／Ａで表される関係を満足す
る。より好ましくは、０．０１５≦Ｌ／Ａ≦０．３で表
される関係を満足する。
【００１１】一般に、車両内にはスペースの余裕がない
ため、車両内に搭載される触媒の容量には制限がある。
本実施の形態のＨＣ吸着触媒１０のモノリス担体１は、
断面直径（ｄ）と全長（Ｌ）又は、断面積（Ａ）と全長
（Ｌ）が上述のような条件を満足するので、従来の同容
量のＨＣ吸着触媒に較べ全長（Ｌ）が長い。排気ガス中
のＨＣは、モノリス担体１の各セル中を通過する過程
で、吸着と脱離を繰り返しながら進行する。従って、モ
ノリス担体１の全長（Ｌ）が長くなる程、吸着と脱離の
頻度が高まり、ＨＣの脱離浄化効率が高まる。また、モ
ノリス担体１の全長（Ｌ）が長くなるほど、モノリス担
体１の長さ方向に温度勾配ができ、モノリス担体１の出
口部の温度が下がる。従って、ＨＣ吸着材層１０の温度
上昇が従来に比べ緩やかになるので、吸着ＨＣの脱離が
遅延化し、ＨＣの脱離浄化効率が向上する。
ため、車両内に搭載される触媒の容量には制限がある。
本実施の形態のＨＣ吸着触媒１０のモノリス担体１は、
断面直径（ｄ）と全長（Ｌ）又は、断面積（Ａ）と全長
（Ｌ）が上述のような条件を満足するので、従来の同容
量のＨＣ吸着触媒に較べ全長（Ｌ）が長い。排気ガス中
のＨＣは、モノリス担体１の各セル中を通過する過程
で、吸着と脱離を繰り返しながら進行する。従って、モ
ノリス担体１の全長（Ｌ）が長くなる程、吸着と脱離の
頻度が高まり、ＨＣの脱離浄化効率が高まる。また、モ
ノリス担体１の全長（Ｌ）が長くなるほど、モノリス担
体１の長さ方向に温度勾配ができ、モノリス担体１の出
口部の温度が下がる。従って、ＨＣ吸着材層１０の温度
上昇が従来に比べ緩やかになるので、吸着ＨＣの脱離が
遅延化し、ＨＣの脱離浄化効率が向上する。
【００１２】ＨＣ吸着浄化触媒１０において、ＨＣ吸着
材層２と浄化触媒層３との配置に限定はないが、好まし
くは図２に示すように、浄化触媒層３をＨＣ吸着材層２
の上に形成する。浄化触媒層３が直接排気ガスに接する
ので、排気ガスの熱により浄化触媒層３が効率良く加熱
されるため、浄化触媒層３を早く活性化できる。これに
よって、ＨＣの脱離浄化効率が向上する。
材層２と浄化触媒層３との配置に限定はないが、好まし
くは図２に示すように、浄化触媒層３をＨＣ吸着材層２
の上に形成する。浄化触媒層３が直接排気ガスに接する
ので、排気ガスの熱により浄化触媒層３が効率良く加熱
されるため、浄化触媒層３を早く活性化できる。これに
よって、ＨＣの脱離浄化効率が向上する。
【００１３】Ｌ／ｄが０．４５以上であれば、上述する
ＨＣの脱離を遅延化できるが、Ｌ／ｄが０．７０以上で
あれば、より確実にＨＣの脱離を遅延化できる。一方、
Ｌが長くなると浄化触媒層３全体の温度が上がりにくく
なるが、Ｌ／ｄが１６．０以下であれば、浄化触媒層３
の活性化開始の遅れを防ぐことができる。従って、Ｌと
ｄが０．７０≦Ｌ／ｄ≦１６．０で表される関係を満足
する場合は、浄化触媒層３の活性化開始を遅らせずに、
かつ吸着ＨＣの脱離を遅延できるので、効果的にＨＣの
脱離浄化率を上げることができる。また、モノリス担体
の断面の面積（Ａ）と全長（Ｌ）が、０．０１≦Ｌ／Ａ
で表される関係を満足する場合は、Ｌ／ｄが０．４５以
上の場合と同様の効果が得られ、Ｌ／Ａ≦０．３の場合
は、上記Ｌ／ｄが１６．０以下の場合と同様の効果が得
られる。より、確実にＨＣ脱離浄化効率を上げるために
は、好ましくは、ＬとＡを０．０１５≦Ｌ／Ａ≦０．３
で表される関係を満足するように設定する。
ＨＣの脱離を遅延化できるが、Ｌ／ｄが０．７０以上で
あれば、より確実にＨＣの脱離を遅延化できる。一方、
Ｌが長くなると浄化触媒層３全体の温度が上がりにくく
なるが、Ｌ／ｄが１６．０以下であれば、浄化触媒層３
の活性化開始の遅れを防ぐことができる。従って、Ｌと
ｄが０．７０≦Ｌ／ｄ≦１６．０で表される関係を満足
する場合は、浄化触媒層３の活性化開始を遅らせずに、
かつ吸着ＨＣの脱離を遅延できるので、効果的にＨＣの
脱離浄化率を上げることができる。また、モノリス担体
の断面の面積（Ａ）と全長（Ｌ）が、０．０１≦Ｌ／Ａ
で表される関係を満足する場合は、Ｌ／ｄが０．４５以
上の場合と同様の効果が得られ、Ｌ／Ａ≦０．３の場合
は、上記Ｌ／ｄが１６．０以下の場合と同様の効果が得
られる。より、確実にＨＣ脱離浄化効率を上げるために
は、好ましくは、ＬとＡを０．０１５≦Ｌ／Ａ≦０．３
で表される関係を満足するように設定する。
【００１４】なお、本実施の形態に係る吸着浄化触媒に
おいて、さらに別のＨＣ吸着浄化触媒を排気ガス流路上
に追加してもよい。ＨＣ吸着浄化触媒を排気ガス流路上
に複数個配置する場合は、各ＨＣ吸着浄化触媒のモノリ
ス担体の断面直径の総和（Σｄ）と全長の総和（ΣＬ）
が、０．５≦（ΣＬ）／（Σｄ）で表される関係を満足
することが望ましい。（ΣＬ）／（Σｄ）が０．５以上
であれば、ＨＣの脱離遅延化効果が十分に得られる。ま
た、複数のＨＣ吸着浄化触媒を縦列配置した場合、該モ
ノリス担体の断面積の総和（ΣＡ）と全長の総和（Σ
Ｌ）は、０．０５≦（ΣＬ）／（ΣＡ）で表される関係
を満足することが好ましく、これにより、一層優れたＨ
Ｃの脱離浄化効率が実現される。更に詳しくは、（Σ
Ｌ）／（ΣＡ）が０．０５以上であれば、上記同様の効
果が得られる。
おいて、さらに別のＨＣ吸着浄化触媒を排気ガス流路上
に追加してもよい。ＨＣ吸着浄化触媒を排気ガス流路上
に複数個配置する場合は、各ＨＣ吸着浄化触媒のモノリ
ス担体の断面直径の総和（Σｄ）と全長の総和（ΣＬ）
が、０．５≦（ΣＬ）／（Σｄ）で表される関係を満足
することが望ましい。（ΣＬ）／（Σｄ）が０．５以上
であれば、ＨＣの脱離遅延化効果が十分に得られる。ま
た、複数のＨＣ吸着浄化触媒を縦列配置した場合、該モ
ノリス担体の断面積の総和（ΣＡ）と全長の総和（Σ
Ｌ）は、０．０５≦（ΣＬ）／（ΣＡ）で表される関係
を満足することが好ましく、これにより、一層優れたＨ
Ｃの脱離浄化効率が実現される。更に詳しくは、（Σ
Ｌ）／（ΣＡ）が０．０５以上であれば、上記同様の効
果が得られる。
【００１５】次に、本実施の形態の三元触媒２０は、一
酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）の酸化と、窒素
酸化物（ＮＯｘ）の還元とを同時に行う機能を有する
が、さらに好ましくは、ＨＣ吸着浄化触媒１０が吸着す
るＨＣ量が、飽和吸着量未満になるように排気ガス中の
ＨＣを酸化消費することが望ましい。ＨＣ吸着浄化触媒
１０に吸着されるＨＣ量が飽和吸着量を超えると、未浄
化のＨＣがそのまま外部に排出されてしまうが、三元触
媒２０によってＨＣ量が飽和吸着量を超えないように調
整すれば、排気ガス中の未浄化のＨＣがより確実にＨＣ
吸着浄化触媒１０に吸着される。
酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）の酸化と、窒素
酸化物（ＮＯｘ）の還元とを同時に行う機能を有する
が、さらに好ましくは、ＨＣ吸着浄化触媒１０が吸着す
るＨＣ量が、飽和吸着量未満になるように排気ガス中の
ＨＣを酸化消費することが望ましい。ＨＣ吸着浄化触媒
１０に吸着されるＨＣ量が飽和吸着量を超えると、未浄
化のＨＣがそのまま外部に排出されてしまうが、三元触
媒２０によってＨＣ量が飽和吸着量を超えないように調
整すれば、排気ガス中の未浄化のＨＣがより確実にＨＣ
吸着浄化触媒１０に吸着される。
【００１６】排気ガス中のコールドＨＣは、ＨＣ吸着浄
化触媒１０のセル中を吸着と脱離を繰り返しながら通過
する。ＨＣ吸着浄化触媒１０のＨＣ吸着材層２のＨＣ吸
着量が飽和吸着量を超えない場合は、ＨＣ吸着材層２か
ら脱離した未浄化のＨＣがセル内を通過する際に、ＨＣ
吸着材層の別位置に再吸着され得る。このため、触媒全
体としてのＨＣ保持力が向上し、ＨＣの脱離が遅延化す
る。また、上流に配置した三元触媒２０の温度が上が
り、活性化すると、触媒反応により排気ガス中の酸素が
消費されるので、下流に配置したＨＣ吸着浄化触媒１０
に流入する排ガス中の酸素濃度が著しく低下する。よっ
て、ＨＣ吸着材層２から脱離したＨＣを浄化する浄化触
媒層３は著しい酸素不足状態に曝される。しかし、吸着
ＨＣ量を飽和吸着量の７０％以下にすると、この酸素不
足状態を緩和でき、脱離浄化効率を一層向上できる。
化触媒１０のセル中を吸着と脱離を繰り返しながら通過
する。ＨＣ吸着浄化触媒１０のＨＣ吸着材層２のＨＣ吸
着量が飽和吸着量を超えない場合は、ＨＣ吸着材層２か
ら脱離した未浄化のＨＣがセル内を通過する際に、ＨＣ
吸着材層の別位置に再吸着され得る。このため、触媒全
体としてのＨＣ保持力が向上し、ＨＣの脱離が遅延化す
る。また、上流に配置した三元触媒２０の温度が上が
り、活性化すると、触媒反応により排気ガス中の酸素が
消費されるので、下流に配置したＨＣ吸着浄化触媒１０
に流入する排ガス中の酸素濃度が著しく低下する。よっ
て、ＨＣ吸着材層２から脱離したＨＣを浄化する浄化触
媒層３は著しい酸素不足状態に曝される。しかし、吸着
ＨＣ量を飽和吸着量の７０％以下にすると、この酸素不
足状態を緩和でき、脱離浄化効率を一層向上できる。
【００１７】次に、上述したＨＣ吸着浄化触媒の成分な
どについて説明する。ＨＣ吸着材層２のＨＣ吸着材とし
て、ゼオライトを用いる場合、コールドＨＣの吸着性能
は、排ガス中のＨＣ種組成とゼオライトの有する細孔径
との間の相関に影響を受ける。従って、最適な細孔径と
分布、骨格構造を持つゼオライトを選定して使用する必
要がある。一般にＭＦＩ型が使用されているが、他の細
孔径を有するゼオライト（例えば、ＵＳＹ）も単独で使
用されたり、あるいはこれらの複数種のゼオライトを混
合したりすることで、ゼオライトの細孔径分布が調整さ
れている。しかし、長時間使用後にはゼオライトの種類
によって細孔径の歪みや吸着・脱離特性が異なるため、
排ガスＨＣ種の吸着が不十分になる。
どについて説明する。ＨＣ吸着材層２のＨＣ吸着材とし
て、ゼオライトを用いる場合、コールドＨＣの吸着性能
は、排ガス中のＨＣ種組成とゼオライトの有する細孔径
との間の相関に影響を受ける。従って、最適な細孔径と
分布、骨格構造を持つゼオライトを選定して使用する必
要がある。一般にＭＦＩ型が使用されているが、他の細
孔径を有するゼオライト（例えば、ＵＳＹ）も単独で使
用されたり、あるいはこれらの複数種のゼオライトを混
合したりすることで、ゼオライトの細孔径分布が調整さ
れている。しかし、長時間使用後にはゼオライトの種類
によって細孔径の歪みや吸着・脱離特性が異なるため、
排ガスＨＣ種の吸着が不十分になる。
【００１８】本実施の形態のＨＣ吸着材層２に用いられ
るＨＣ吸着材としては、Ｓｉ／２Ａ１比が１０〜１００
０のＨ型β−ゼオライトを挙げることができる。このＨ
型β−ゼオライトは細孔分布が広く耐熱性にも優れるの
で、高いＨＣの吸着効率を有し、良好な耐熱性が得られ
る。また、ＨＣ吸着材としては、上記Ｈ型β−ゼオライ
トと、ＭＦＩ、Ｙ型、ＵＳＹ、モルデナイト又はフェリ
エライト及びこれらの任意の混合物を併用することが好
ましい。複数の種類のゼオライトを混合することによ
り、細孔径分布を拡大できるので、ＨＣ吸着材層２のＨ
Ｃの吸着効率をさらに向上できる。
るＨＣ吸着材としては、Ｓｉ／２Ａ１比が１０〜１００
０のＨ型β−ゼオライトを挙げることができる。このＨ
型β−ゼオライトは細孔分布が広く耐熱性にも優れるの
で、高いＨＣの吸着効率を有し、良好な耐熱性が得られ
る。また、ＨＣ吸着材としては、上記Ｈ型β−ゼオライ
トと、ＭＦＩ、Ｙ型、ＵＳＹ、モルデナイト又はフェリ
エライト及びこれらの任意の混合物を併用することが好
ましい。複数の種類のゼオライトを混合することによ
り、細孔径分布を拡大できるので、ＨＣ吸着材層２のＨ
Ｃの吸着効率をさらに向上できる。
【００１９】なお、ＨＣ吸着材層２には、上述のような
ゼオライト系の材料などだけではなく、パラジウム（Ｐ
ｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ス
トロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、銀（Ａ
ｇ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウ
ム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、リン（Ｐ）、ホウ素
（Ｂ）又はジルコニウム（Ｚｒ）及びこれらの混合物を
加えることができ、これにより、ゼオライトの吸着性能
と耐熱性を更に向上できるので、吸着したＨＣの脱離を
遅延化できる。
ゼオライト系の材料などだけではなく、パラジウム（Ｐ
ｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ス
トロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、銀（Ａ
ｇ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウ
ム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、リン（Ｐ）、ホウ素
（Ｂ）又はジルコニウム（Ｚｒ）及びこれらの混合物を
加えることができ、これにより、ゼオライトの吸着性能
と耐熱性を更に向上できるので、吸着したＨＣの脱離を
遅延化できる。
【００２０】また、上述のようなゼオライトを主成分と
し、更に、Ｐｔ、Ｒｈ又はＰｄ及びこれらの混合物と、
Ｃｅ、Ｎｄ、プラセオジウム（Ｐｒ）又はＬａ及びこれ
らの混合物を金属換算で１〜４０モル％含むジルコニウ
ム酸化物と、アルミナを添加してＨＣ吸着材層を形成し
てもよく、これにより、ＨＣ吸着材層２に浄化触媒成分
が添加されることになるので、上層の浄化触媒層３の脱
離浄化効率を向上させることができる。
し、更に、Ｐｔ、Ｒｈ又はＰｄ及びこれらの混合物と、
Ｃｅ、Ｎｄ、プラセオジウム（Ｐｒ）又はＬａ及びこれ
らの混合物を金属換算で１〜４０モル％含むジルコニウ
ム酸化物と、アルミナを添加してＨＣ吸着材層を形成し
てもよく、これにより、ＨＣ吸着材層２に浄化触媒成分
が添加されることになるので、上層の浄化触媒層３の脱
離浄化効率を向上させることができる。
【００２１】一方、ＨＣ吸着浄化触媒１０の浄化触媒層
３には、Ｐｔ、Ｒｈ又はＰｄ及びこれらの混合物に係る
貴金属を用いることができる。更に、Ｃｅ、Ｚｒ、又は
Ｌａ及びこれらの混合物を金属換算で１〜１０モル％含
むアルミナと、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｐｒ又はＬａ及びこれらの
混合物を金属換算で１〜５０モル％含むセリウム酸化物
を添加することができる。
３には、Ｐｔ、Ｒｈ又はＰｄ及びこれらの混合物に係る
貴金属を用いることができる。更に、Ｃｅ、Ｚｒ、又は
Ｌａ及びこれらの混合物を金属換算で１〜１０モル％含
むアルミナと、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｐｒ又はＬａ及びこれらの
混合物を金属換算で１〜５０モル％含むセリウム酸化物
を添加することができる。
【００２２】上記浄化触媒層３の三元触媒は理論空燃比
（Ａｉｒ／Ｆｕｅｌ＝１４．６）で有効に機能し、ＨＣ
及びＣＯを酸化し、ＮＯｘを還元する。しかし、ＨＣ吸
着材層２から脱離したＨＣを浄化すると、浄化触媒層３
の雰囲気は酸素不足状態になるので、ＨＣ、一酸化炭素
（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）のバランスの良い浄
化ができなくなり、結果的に吸着ＨＣの浄化が十分にで
きない。しかし、浄化触媒層３にセリウム酸化物を添加
した場合は、吸着ＨＣが脱離する際にセリウム酸化物が
酸素を放出するため、浄化触媒層３における脱離浄化効
率が向上され得る。
（Ａｉｒ／Ｆｕｅｌ＝１４．６）で有効に機能し、ＨＣ
及びＣＯを酸化し、ＮＯｘを還元する。しかし、ＨＣ吸
着材層２から脱離したＨＣを浄化すると、浄化触媒層３
の雰囲気は酸素不足状態になるので、ＨＣ、一酸化炭素
（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）のバランスの良い浄
化ができなくなり、結果的に吸着ＨＣの浄化が十分にで
きない。しかし、浄化触媒層３にセリウム酸化物を添加
した場合は、吸着ＨＣが脱離する際にセリウム酸化物が
酸素を放出するため、浄化触媒層３における脱離浄化効
率が向上され得る。
【００２３】また、かかる浄化触媒層３に、Ｃｅ又はＬ
ａ及びこれらの混合物を金属換算で１〜４０モル％含む
ジルコニウム酸化物を付加することも可能であり、これ
により、該浄化触媒成分層における脱離浄化効率を更に
向上できる。一方、Ｐｔ、Ｒｈ及びＰｄ等の貴金属と、
アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属とを併用して
浄化触媒層３を形成すれば、耐熱性が向上するのでＨＣ
の脱離浄化効率を改善できる。
ａ及びこれらの混合物を金属換算で１〜４０モル％含む
ジルコニウム酸化物を付加することも可能であり、これ
により、該浄化触媒成分層における脱離浄化効率を更に
向上できる。一方、Ｐｔ、Ｒｈ及びＰｄ等の貴金属と、
アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属とを併用して
浄化触媒層３を形成すれば、耐熱性が向上するのでＨＣ
の脱離浄化効率を改善できる。
【００２４】なお、上述したモノリス担体１の材質とし
ては、特に限定されず従来公知のものを用いることがで
き、具体的には、コージェライト製、金属製及び炭化ケ
イ素製のものを用いることができる。一方、三元触媒２
０に用いられる成分としては、三元浄化機能を発揮する
成分であればよく、例えば白金、パラジウム及びロジウ
ム、アルミナなどの耐火性無機酸化物などを用いること
ができる。なお、ＨＣ吸着浄化触媒１０と同様に各種モ
ノリス担体を用いることができるが、その形状や寸法な
どについて制限はない。また、排気ガス流路上のＨＣ吸
着浄化触媒１０の下流にさらに、別の三元触媒を配置す
ることも可能である。
ては、特に限定されず従来公知のものを用いることがで
き、具体的には、コージェライト製、金属製及び炭化ケ
イ素製のものを用いることができる。一方、三元触媒２
０に用いられる成分としては、三元浄化機能を発揮する
成分であればよく、例えば白金、パラジウム及びロジウ
ム、アルミナなどの耐火性無機酸化物などを用いること
ができる。なお、ＨＣ吸着浄化触媒１０と同様に各種モ
ノリス担体を用いることができるが、その形状や寸法な
どについて制限はない。また、排気ガス流路上のＨＣ吸
着浄化触媒１０の下流にさらに、別の三元触媒を配置す
ることも可能である。
【００２５】
【実施例】以下、本実施の形態に係る排気ガス浄化シス
テムの実施例について説明する。 ［触媒１：ＨＣ吸着浄化触媒］ （触媒−ａの作製）β−ゼオライト粉末（Ｈ型、Ｓｉ／
２Ａｌ＝２５）２１２５ｇ、シリカゾル（固形分２０
％）１８７５ｇ、純水３０００ｇを磁性ボールミルに投
入し、混合粉砕してスラリー液を得た。このスラリー液
をモノリス担体（２００セル／１０ミル、直径９９．２
ｍｍ×長さ１２９．４ｍｍ、触媒容量１．０Ｌ）にコー
ティングさせ、空気流にてセル内の余剰スラリーを取り
除いて乾燥し、４００℃で１時間焼成した。焼成後に、
塗布量が２５０ｇ／Ｌになるまでこのコーティング工程
を繰り返し、触媒−ａを得た。
テムの実施例について説明する。 ［触媒１：ＨＣ吸着浄化触媒］ （触媒−ａの作製）β−ゼオライト粉末（Ｈ型、Ｓｉ／
２Ａｌ＝２５）２１２５ｇ、シリカゾル（固形分２０
％）１８７５ｇ、純水３０００ｇを磁性ボールミルに投
入し、混合粉砕してスラリー液を得た。このスラリー液
をモノリス担体（２００セル／１０ミル、直径９９．２
ｍｍ×長さ１２９．４ｍｍ、触媒容量１．０Ｌ）にコー
ティングさせ、空気流にてセル内の余剰スラリーを取り
除いて乾燥し、４００℃で１時間焼成した。焼成後に、
塗布量が２５０ｇ／Ｌになるまでこのコーティング工程
を繰り返し、触媒−ａを得た。
【００２６】（触媒−ｂの作製)Ｃｅ３ｍｏ１％含むア
ルミナ粉末（Ａｌ９７ｍｏ１％）に硝酸パラジウム水溶
液を含浸させ、又はこのアルミナ粉末を高速各撹拌しな
がら硝酸パラジウム水溶液を噴霧し、１５０℃で２４時
間乾燥した後、４００℃で１時間、次いで、６００℃で
１時間焼成し、Ｐｄ担持アルミナ粉末（粉末ａ）を得
た。この粉末ａのＰｄ濃度は４．０％であった。Ｌａ１
ｍｏ１％とＺｒ３２ｍｏ１％含有セリウム酸化物粉末
（Ｃｅ６７ｍｏ１％）に、硝酸パラジウム水溶液を含浸
させ、又はこのアルミナ粉末を高速撹拌しながら硝酸パ
ラジウム水溶液を噴霧し、１５０℃で２４時間乾燥した
後、４００℃で１時間、次いで、６００℃で１時間焼成
し、Ｐｄ担持セリウム酸化物粉末（粉末ｂ）を得た。こ
の粉末ｂのＰｄ濃度は２．０％であった。上記Ｐｄ担持
アルミナ粉末（粉末ａ）３１４ｇ、Ｐｄ担持セリウム酸
化物粉末（粉末ｂ）３１４ｇ、硝酸酸性アルミナゾル３
２０ｇ（ベーマイトアルミナ１０％に１０％の硝酸を添
加することによって得られたゾルでＡｌ２Ｏ３換算で３
２ｇ）及び炭酸バリウム５１．５ｇ（ＢａＯとして４０
ｇ）と純水２０００ｇを磁性ボールミルに投入し、混合
粉砕してスラリー液を得た。このスラリー液を上記触媒
−ａ上にコーティングし、空気流にてセル内の余分なス
ラリーを取り除いて乾燥し、４００℃で１時間焼成し、
コート層重量７０ｇ／Ｌの触媒−ｂを得た。
ルミナ粉末（Ａｌ９７ｍｏ１％）に硝酸パラジウム水溶
液を含浸させ、又はこのアルミナ粉末を高速各撹拌しな
がら硝酸パラジウム水溶液を噴霧し、１５０℃で２４時
間乾燥した後、４００℃で１時間、次いで、６００℃で
１時間焼成し、Ｐｄ担持アルミナ粉末（粉末ａ）を得
た。この粉末ａのＰｄ濃度は４．０％であった。Ｌａ１
ｍｏ１％とＺｒ３２ｍｏ１％含有セリウム酸化物粉末
（Ｃｅ６７ｍｏ１％）に、硝酸パラジウム水溶液を含浸
させ、又はこのアルミナ粉末を高速撹拌しながら硝酸パ
ラジウム水溶液を噴霧し、１５０℃で２４時間乾燥した
後、４００℃で１時間、次いで、６００℃で１時間焼成
し、Ｐｄ担持セリウム酸化物粉末（粉末ｂ）を得た。こ
の粉末ｂのＰｄ濃度は２．０％であった。上記Ｐｄ担持
アルミナ粉末（粉末ａ）３１４ｇ、Ｐｄ担持セリウム酸
化物粉末（粉末ｂ）３１４ｇ、硝酸酸性アルミナゾル３
２０ｇ（ベーマイトアルミナ１０％に１０％の硝酸を添
加することによって得られたゾルでＡｌ２Ｏ３換算で３
２ｇ）及び炭酸バリウム５１．５ｇ（ＢａＯとして４０
ｇ）と純水２０００ｇを磁性ボールミルに投入し、混合
粉砕してスラリー液を得た。このスラリー液を上記触媒
−ａ上にコーティングし、空気流にてセル内の余分なス
ラリーを取り除いて乾燥し、４００℃で１時間焼成し、
コート層重量７０ｇ／Ｌの触媒−ｂを得た。
【００２７】（ＨＣ吸着浄化触媒の作製）Ｚｒ３ｍｏ１
％含むアルミナ粉末（Ａｌ９７ｍｏ１％）に、硝酸ロジ
ウム水溶液を含浸又は高速撹拌中で噴霧し、１５０℃で
２４時間乾燥した後、４００℃で１時間、次いで、６０
０℃で１時間焼成し、Ｒｈ担持アルミナ粉末（粉末ｃ）
を得た。この粉末ｃのＲｈ濃度は２．０％であった。Ｃ
ｅ３ｍｏ１％含むアルミナ粉末（Ａｌ９７ｍｏ１％）
に、ジニトロジアンミン白金水溶液を含浸又は高速撹拌
中で噴霧し、１５０℃で２４時間乾燥した後、４００度
で１時間、次いで、６００度で１時間焼成し、Ｐｔ担持
アルミナ粉末（粉末ｄ）を得た。この粉末ｄのＰｔ濃度
は４．０％であった。上記Ｒｈ担持アルミナ粉末（粉末
ｃ）１１８ｇ、Ｐｔ担持アルミナ粉末（粉末ｄ）１７７
ｇ、Ｌａ１モル％とＣｅ２０モル％含有するジルコニウ
ム酸化物粉末１７５ｇ、硝酸酸性アルミナゾル３００ｇ
を磁性ボールミルに投入し、混合粉砕してスラリー液を
得た。このスラリー液を上記触媒層−ｂ上にコーティン
グし、空気流にてセル内の余剰のスラリーを取り除いて
乾燥し、４００℃で１時間焼成し、コート層重量５０ｇ
／Ｌを塗布し、触媒１（ＨＣ吸着浄化触媒）を得た。こ
うして得た触媒の貴金属担持量は、Ｐｔ０．７１ｇ／
Ｌ、Ｐｄ１．８８ｇ／Ｌ、Ｒｈ０．２４ｇ／Ｌであっ
た。得られた触媒１の仕様を表１及び表２に示す。
％含むアルミナ粉末（Ａｌ９７ｍｏ１％）に、硝酸ロジ
ウム水溶液を含浸又は高速撹拌中で噴霧し、１５０℃で
２４時間乾燥した後、４００℃で１時間、次いで、６０
０℃で１時間焼成し、Ｒｈ担持アルミナ粉末（粉末ｃ）
を得た。この粉末ｃのＲｈ濃度は２．０％であった。Ｃ
ｅ３ｍｏ１％含むアルミナ粉末（Ａｌ９７ｍｏ１％）
に、ジニトロジアンミン白金水溶液を含浸又は高速撹拌
中で噴霧し、１５０℃で２４時間乾燥した後、４００度
で１時間、次いで、６００度で１時間焼成し、Ｐｔ担持
アルミナ粉末（粉末ｄ）を得た。この粉末ｄのＰｔ濃度
は４．０％であった。上記Ｒｈ担持アルミナ粉末（粉末
ｃ）１１８ｇ、Ｐｔ担持アルミナ粉末（粉末ｄ）１７７
ｇ、Ｌａ１モル％とＣｅ２０モル％含有するジルコニウ
ム酸化物粉末１７５ｇ、硝酸酸性アルミナゾル３００ｇ
を磁性ボールミルに投入し、混合粉砕してスラリー液を
得た。このスラリー液を上記触媒層−ｂ上にコーティン
グし、空気流にてセル内の余剰のスラリーを取り除いて
乾燥し、４００℃で１時間焼成し、コート層重量５０ｇ
／Ｌを塗布し、触媒１（ＨＣ吸着浄化触媒）を得た。こ
うして得た触媒の貴金属担持量は、Ｐｔ０．７１ｇ／
Ｌ、Ｐｄ１．８８ｇ／Ｌ、Ｒｈ０．２４ｇ／Ｌであっ
た。得られた触媒１の仕様を表１及び表２に示す。
【００２８】［触媒２２：三元触媒］
（触媒−ｅの作製）上記Ｐｄ担持アルミナ粉末（粉末
ａ）４３２ｇ、Ｐｄ担持セリウム酸化物粉末（粉末ｂ）
３１４ｇ、硝酸酸性アルミナゾル１４０ｇ（ベーマイト
アルミナ１０％に１０％の硝酸を添加することによって
得られたゾルでＡｌ２Ｏ３換算で３２ｇ）及び炭酸バリ
ウム５１．５ｇ（ＢａＯとして４．０ｇ）と純水２００
０ｇを磁性ボールミルに投入し、混合粉砕してスラリー
液を得た。このスラリー液をモノリス担体（１２００セ
ル／２ミル、０．５Ｌ）にコーティングし、空気流にて
セル内の余剰のスラリーを取り除いて乾燥し、４００℃
で１時間焼成し、コート層重量８０ｇ／Ｌを塗布し、触
媒−ｅを得た。
ａ）４３２ｇ、Ｐｄ担持セリウム酸化物粉末（粉末ｂ）
３１４ｇ、硝酸酸性アルミナゾル１４０ｇ（ベーマイト
アルミナ１０％に１０％の硝酸を添加することによって
得られたゾルでＡｌ２Ｏ３換算で３２ｇ）及び炭酸バリ
ウム５１．５ｇ（ＢａＯとして４．０ｇ）と純水２００
０ｇを磁性ボールミルに投入し、混合粉砕してスラリー
液を得た。このスラリー液をモノリス担体（１２００セ
ル／２ミル、０．５Ｌ）にコーティングし、空気流にて
セル内の余剰のスラリーを取り除いて乾燥し、４００℃
で１時間焼成し、コート層重量８０ｇ／Ｌを塗布し、触
媒−ｅを得た。
【００２９】上記Ｒｈ担持アルミナ粉末（粉末ｃ）１１
８ｇ、Ｐｔ担持アルミナ粉末（粉末ｄ）１７７ｇ、Ｌａ
１モル％とＣｅ２０モル％含有するジルコニウム酸化物
粉末１７５ｇ、硝酸酸性アルミナゾル３００ｇを磁性ボ
ールミルに投入し、混合粉砕してスラリー液を得た。こ
のスラリー液を上記コート触媒−ｅに付着させ、空気流
にてセル内の余剰のスラリーを取り除いて乾燥し、４０
０℃で１時間焼成し、コート層重量５０ｇ／Ｌを塗布
し、触媒２２（三元触媒）を得た。こうして得た触媒の
貴金属担持量は、Ｐｔ０．７１ｇ／Ｌ、Ｐｄ２．３６ｇ
／Ｌ、Ｒｈ０．２４ｇ／Ｌであった。得られた触媒２２
の仕様を表１及び表２に示す。
８ｇ、Ｐｔ担持アルミナ粉末（粉末ｄ）１７７ｇ、Ｌａ
１モル％とＣｅ２０モル％含有するジルコニウム酸化物
粉末１７５ｇ、硝酸酸性アルミナゾル３００ｇを磁性ボ
ールミルに投入し、混合粉砕してスラリー液を得た。こ
のスラリー液を上記コート触媒−ｅに付着させ、空気流
にてセル内の余剰のスラリーを取り除いて乾燥し、４０
０℃で１時間焼成し、コート層重量５０ｇ／Ｌを塗布
し、触媒２２（三元触媒）を得た。こうして得た触媒の
貴金属担持量は、Ｐｔ０．７１ｇ／Ｌ、Ｐｄ２．３６ｇ
／Ｌ、Ｒｈ０．２４ｇ／Ｌであった。得られた触媒２２
の仕様を表１及び表２に示す。
【００３０】［触媒２〜２０：その他のＨＣ吸着浄化触
媒］触媒１と同様な製造方法を使用し、表１及び表２に
示す仕様の触媒２〜２０（ＨＣ吸着浄化触媒）を作製し
た。
媒］触媒１と同様な製造方法を使用し、表１及び表２に
示す仕様の触媒２〜２０（ＨＣ吸着浄化触媒）を作製し
た。
【００３１】［触媒２１：三元触媒］三元触媒として、
表１及び表２に示す仕様の触媒２１を、一般的な方法に
従って製造した。
表１及び表２に示す仕様の触媒２１を、一般的な方法に
従って製造した。
【００３２】［排ガス浄化システム］上述の条件で製造
した各ＨＣ吸着浄化触媒（触媒１〜２０）及び三元触媒
（触媒２１及び２２）を用いて、図５に示す排気ガス浄
化触媒システムを作製した。図５に示すように、実施例
の排気ガス浄化触媒システムでは、エンジン３１からの
排気ガス流路４１上に第１の三元触媒２１、第２の三元
触媒２２、第１のＨＣ吸着浄化触媒１１、第２のＨＣ吸
着浄化触媒１２が配置できる。第１のＨＣ吸着浄化触媒
１１と第２のＨＣ吸着浄化触媒１２はいずれか一方、も
しくは両方を使用した。表３、表４に示す条件に従い、
実施例１〜３９及び比較例１〜４の排気ガス浄化触媒シ
ステムを作製した。
した各ＨＣ吸着浄化触媒（触媒１〜２０）及び三元触媒
（触媒２１及び２２）を用いて、図５に示す排気ガス浄
化触媒システムを作製した。図５に示すように、実施例
の排気ガス浄化触媒システムでは、エンジン３１からの
排気ガス流路４１上に第１の三元触媒２１、第２の三元
触媒２２、第１のＨＣ吸着浄化触媒１１、第２のＨＣ吸
着浄化触媒１２が配置できる。第１のＨＣ吸着浄化触媒
１１と第２のＨＣ吸着浄化触媒１２はいずれか一方、も
しくは両方を使用した。表３、表４に示す条件に従い、
実施例１〜３９及び比較例１〜４の排気ガス浄化触媒シ
ステムを作製した。
【００３３】［性能評価］各実施例及び比較例の排気ガ
ス浄化システムについて、下記の条件で性能評価を行っ
た。得られた結果を表５及び表６に示す。コールドＨＣ
の吸着性能と脱離ＨＣ浄化性能との両立と、コストの観
点から、実施例１７が最も良好であった。 （耐久条件） エンジン排気量 ３０００ｃｃ 燃料 ガソリン（日石ダッシュ） 触媒入口ガス温度 ６５０℃ 耐久時間 １００時間 （車両性能試験） エンジン排気量 日産自動車株式会社製 直列４気筒 ２．０Ｌエンジン 評価方法 北米排ガス試験法のＬＡ４−ＣＨのＡ−ｂａｇ
ス浄化システムについて、下記の条件で性能評価を行っ
た。得られた結果を表５及び表６に示す。コールドＨＣ
の吸着性能と脱離ＨＣ浄化性能との両立と、コストの観
点から、実施例１７が最も良好であった。 （耐久条件） エンジン排気量 ３０００ｃｃ 燃料 ガソリン（日石ダッシュ） 触媒入口ガス温度 ６５０℃ 耐久時間 １００時間 （車両性能試験） エンジン排気量 日産自動車株式会社製 直列４気筒 ２．０Ｌエンジン 評価方法 北米排ガス試験法のＬＡ４−ＣＨのＡ−ｂａｇ
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
【表５】
【００３９】
【表６】
【００４０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、酸化機能や三元浄化機能を有する触媒の下流側に配
置したＨＣ吸着浄化触媒のモノリス担体の形状を適切に
調整することにより、コールドＨＣの浄化効率に優れた
排気ガス浄化システムを提供することができる。
ば、酸化機能や三元浄化機能を有する触媒の下流側に配
置したＨＣ吸着浄化触媒のモノリス担体の形状を適切に
調整することにより、コールドＨＣの浄化効率に優れた
排気ガス浄化システムを提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る排気ガス浄化システ
ムの基本的な構成図である。
ムの基本的な構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＨＣ吸着浄化触媒の
斜視図と、セルの拡大断面図である。
斜視図と、セルの拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る別のＨＣ吸着浄化触
媒の斜視図である。
媒の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る別のＨＣ吸着浄化触
媒の斜視図である。
媒の斜視図である。
【図５】本発明の実施例に係る排気ガス浄化システムの
構成図である。
構成図である。
１ モノリス担体
２ ＨＣ吸着材層
３ 浄化触媒層
１０ ＨＣ吸着浄化触媒
１１ 第１のＨＣ吸着浄化触媒
１２ 第２のＨＣ吸着浄化触媒
２０ 三元触媒
２１ 第１の三元触媒
２２ 第２の三元触媒
３０ 内燃機関
３１ エンジン
４０ 排気ガス流路
４１ 排気ガス流路
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 3/08 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/10 Ａ
3/10 3/28 ３０１Ｂ
3/28 ３０１ ３０１Ｐ
Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ａ
Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AB03 AB10 BA01 BA14
BA15 BA19 FC07 GA06 GA17
GB01W GB04W GB05W GB06W
GB07W GB10W HA08 HA09
4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA01Y
BA02Y BA03X BA04Y BA06X
BA08X BA11X BA14Y BA15X
BA18X BA19X BA30X BA31X
BA33X BA34Y BA41X BA44Y
BB02 BB17 CC32 CC48 EA04
4G066 AA61B CA51 FA37
4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B
BA02B BA07A BA07B BB04A
BB04B BC01A BC08A BC09A
BC10A BC12A BC13A BC13B
BC32A BC42A BC42B BC43A
BC43B BC44A BC51A BC71A
BC71B BC72A BC72B BC75A
BC75B BD03A BD07A CA03
CA09 DA06 EA19 EB14X
EB14Y EC27 FA01 FA02
FA03 FB14 FB15 FC08 ZA04A
ZA05A ZA06A ZA10A ZA13A
ZA19A ZA19B ZC04
Claims (24)
- 【請求項１】 排気ガス流路に配置され、断面の直径
（ｄ）と全長（Ｌ）が０．４５≦Ｌ／ｄで表される関係
を満足するモノリス担体と、上記モノリス担体上に形成
された、炭化水素吸着材層及び浄化触媒層とを有するＨ
Ｃ吸着浄化触媒と、 上記排気ガス流路の上記ＨＣ吸着浄化触媒より上流側に
配置された、三元触媒と、を備えることを特徴とする排
気ガス浄化システム。 - 【請求項２】 上記モノリス担体は、断面の直径（ｄ）
と全長（Ｌ）が、０．７０≦Ｌ／ｄ≦１６．０で表され
る関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の排
気ガス浄化システム。 - 【請求項３】 上記排気ガス流路の上記ＨＣ吸着浄化触
媒の下流に配置されたモノリス担体と、このモノリス担
体上に形成された、炭化水素吸着材層及び浄化触媒層と
を有する１個以上のＨＣ吸着浄化触媒をさらに有し、 ここで、全ての上記ＨＣ吸着浄化触媒は、各モノリス担
体の断面直径の総和（Σｄ）と各モノリス担体の断面直
径の総和（ΣＬ）が、０．５≦（ΣＬ）／（Σｄ）で表
される関係を満足することを特徴とする請求項１に記載
の排気ガス浄化システム。 - 【請求項４】 排気ガス流路に配置され、断面積（Ａ）
と全長（Ｌ）が０．０１≦Ｌ／Ａで表される関係を満足
するモノリス担体と、上記モノリス担体上に形成され
た、炭化水素吸着材層及び浄化触媒層とを有するＨＣ吸
着浄化触媒と、上記排気ガス流路の上記ＨＣ吸着浄化触
媒より上流側に配置された三元触媒と、を備えることを
特徴とする排気ガス浄化システム。 - 【請求項５】 上記モノリス担体は、断面積（Ａ）と全
長（Ｌ）が、０．０１５≦Ｌ／Ａ≦０．３で表される関
係を満足することを特徴とする請求項４に記載の排気ガ
ス浄化システム。 - 【請求項６】 上記排気ガス流路の上記ＨＣ吸着浄化触
媒の下流に配置されたモノリス担体と、このモノリス担
体上に形成された、炭化水素吸着材層及び浄化触媒層と
を有する、１個以上の別のＨＣ吸着浄化をさらに有し、 ここで、全ての上記ＨＣ吸着浄化触媒は、各モノリス担
体の断面の面積の総和（ΣＡ）と各モノリス担体の全長
の総和（ΣＬ）が、０．０５≦（ΣＬ）／（ΣＡ）で表
される関係を満足することを特徴とする請求項４に記載
の排気ガス浄化システム。 - 【請求項７】 上記三元触媒は、上記ＨＣ吸着浄化触媒
の吸着炭化水素量を、飽和吸着量未満に調整することを
特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化システム。 - 【請求項８】 上記三元触媒は、上記ＨＣ吸着浄化触媒
の吸着炭化水素量を、飽和吸着量の７０％以下に調整す
ることを特徴とする請求項７に記載の排気ガス浄化シス
テム。 - 【請求項９】 上記炭化水素吸着材層は、Ｓｉ／２Ａ１
比が１０〜１０００である、Ｈ型β−ゼオライトを有す
ることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化シス
テム。 - 【請求項１０】 上記炭化水素吸着材層は、ＭＦＩ、Ｙ
型、ＵＳＹ、モルデナイト及びフェリエライトから成る
群より選ばれた少なくとも１種のゼオライトを有するこ
とを特徴とする請求項９に記載の排気ガス浄化システ
ム。 - 【請求項１１】 上記炭化水素吸着材層は、パラジウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリ
ウム、銀、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジ
ウム、リン、ホウ素及びジルコニウムから成る群より選
ばれた少なくとも１種のものを有することを特徴とする
請求項１に記載の排気ガス浄化システム。 - 【請求項１２】 上記炭化水素吸着材層は、主成分であ
るゼオライトと、 白金、ロジウム及びパラジウムから成る群より選ばれた
少なくとも１種の貴金属と、 セリウム、ネオジウム、プラセオジウム及びランタンか
ら成る群より選ばれた少なくとも１種のものを金属換算
で１〜４０モル％含むジルコニウム酸化物と、アルミナ
と、を有することを特徴とする請求項１に記載の排気ガ
ス浄化システム。 - 【請求項１３】 上記浄化触媒層は、パラジウム、白金
及びランタンから成る群より選ばれた少なくとも１種の
貴金属と、 セリウム、ジルコニウム及びランタンから成る群より選
ばれた少なくとも１種のものを金属換算で１〜１０モル
％含むアルミナと、 ジルコニウム、ネオジイウム、プラセオジウム及びラン
タンから成る群より選ばれた１種のものを金属換算で１
〜５０モル％含むセリウム酸化物と、を有することを特
徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化システム。 - 【請求項１４】 上記浄化触媒層は、さらに、セリウム
及びランタンの少なくともいずれかを金属換算で１〜４
０モル％含むジルコニウム酸化物を有することを特徴と
する請求項１３に記載の排気ガス浄化システム。 - 【請求項１５】 上記浄化触媒層は、パラジウム、白金
及びロジウムから成る群より選ばれた少なくとも１種の
貴金属と、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なく
ともいずれかを有することを特徴とする請求項１に記載
の排気ガス浄化システム。 - 【請求項１６】 上記三元触媒は、上記ＨＣ吸着浄化触
媒の吸着炭化水素量を、飽和吸着量未満に調整すること
を特徴とする請求項４に記載の排気ガス浄化システム。 - 【請求項１７】 上記三元触媒は、上記ＨＣ吸着浄化触
媒の吸着炭化水素量を、飽和吸着量の７０％以下に調整
することを特徴とする請求項１６に記載の排気ガス浄化
システム。 - 【請求項１８】 上記炭化水素吸着材層は、Ｓｉ／２Ａ
１比が１０〜１０００である、Ｈ型β−ゼオライトを有
することを特徴とする請求項４に記載の排気ガス浄化シ
ステム。 - 【請求項１９】 上記炭化水素吸着材層は、ＭＦＩ、Ｙ
型、ＵＳＹ、モルデナイト及びフェリエライトから成る
群より選ばれた少なくとも１種のゼオライトを有するこ
とを特徴とする請求項１８に記載の排気ガス浄化システ
ム。 - 【請求項２０】 上記炭化水素吸着材層は、パラジウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリ
ウム、銀、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジ
ウム、リン、ホウ素及びジルコニウムから成る群より選
ばれた少なくとも１種のものを有することを特徴とする
請求項４に記載の排気ガス浄化システム。 - 【請求項２１】 上記炭化水素吸着材層は、主成分であ
るゼオライトと、白金、ロジウム及びパラジウムから成
る群より選ばれた少なくとも１種の貴金属と、 セリウム、ネオジウム、プラセオジウム及びランタンか
ら成る群より選ばれた少なくとも１種のものを金属換算
で１〜４０モル％含むジルコニウム酸化物と、 アルミナと、を有することを特徴とする請求項４に記載
の排気ガス浄化システム。 - 【請求項２２】 上記浄化触媒層は、パラジウム、白金
及びランタンから成る群より選ばれた少なくとも１種の
貴金属と、 セリウム、ジルコニウム及びランタンから成る群より選
ばれた少なくとも１種のものを金属換算で１〜１０モル
％含むアルミナと、 ジルコニウム、ネオジウム、プラセオジウム及びランタ
ンから成る群より選ばれた１種のものを金属換算で１〜
５０モル％含むセリウム酸化物と、を有することを特徴
とする請求項４に記載の排気ガス浄化システム。 - 【請求項２３】 上記浄化触媒層は、さらに、セリウム
及びランタンの少なくともいずれかを金属換算で１〜４
０モル％含むジルコニウム酸化物を有することを特徴と
する請求項２２に記載の排気ガス浄化システム。 - 【請求項２４】 上記浄化触媒層は、パラジウム、白金
及びロジウムから成る群より選ばれた少なくとも１種の
貴金属と、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なく
ともいずれかとを有することを特徴とする請求項４に記
載の排気ガス浄化システム。
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