JP2003093886A - Catalyst and method for preparing the same - Google Patents

Catalyst and method for preparing the same

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JP2003093886A
JP2003093886A JP2001292007A JP2001292007A JP2003093886A JP 2003093886 A JP2003093886 A JP 2003093886A JP 2001292007 A JP2001292007 A JP 2001292007A JP 2001292007 A JP2001292007 A JP 2001292007A JP 2003093886 A JP2003093886 A JP 2003093886A
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catalyst layer
layer
metal
nox
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Seiji Miyoshi
誠治 三好
Akihide Takami
明秀 高見
Keiji Yamada
啓司 山田
Kenji Okamoto
謙治 岡本
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a catalyst having an inner catalyst layer 12 containing zeolite and an outer catalyst layer 13 containing a carbonate of a catalyst metal formed on a carrier 11, which carries Ag on the inner catalyst layer 12 without carrying Ag on the outer catalyst 13. SOLUTION: The method comprises steps of supporting zeolite on the carrier 11, immersing the zeolite in an aqueous solution of silver nitrate and then coating slurry containing a catalyst material for forming the outer catalyst layer 13 on the inner catalyst layer 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、触媒及びその製造
方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a catalyst and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車等のエンジンの排気ガス浄化用触
媒として、HC(炭化水素)及びCO(一酸化炭素)の
酸化と、NOx(窒素酸化物)の還元とを同時に行なう
三元触媒が知られている。これは、一般には活性金属と
してのPd、Pt、Rh等の貴金属と、この活性金属を
安定化させガスとの接触面積を拡大して浄化性能を向上
させるサポート材としてのアルミナと、酸素吸蔵物質
(OSC)としてのセリア(助触媒)とによって構成す
ることが多い。しかし、この三元触媒は、排気ガス温度
が低いときの浄化性能が悪く、また、エンジン空燃比が
リーンになるとNOx浄化性能が大きく悪化する。
2. Description of the Related Art A three-way catalyst that simultaneously oxidizes HC (hydrocarbon) and CO (carbon monoxide) and reduces NOx (nitrogen oxide) is known as a catalyst for purifying exhaust gas of an engine such as an automobile. Has been. This is generally a noble metal such as Pd, Pt, or Rh as an active metal, alumina as a support material that stabilizes the active metal and expands the contact area with gas to improve the purification performance, and an oxygen storage material. It is often composed of ceria (co-catalyst) as (OSC). However, this three-way catalyst has poor purification performance when the exhaust gas temperature is low, and the NOx purification performance deteriorates significantly when the engine air-fuel ratio becomes lean.

【0003】これに対して、特開2001−11317
3号公報には、エンジン始動直後の冷間域において排出
されるHC及びNOxを吸着し、触媒金属が活性を呈す
るようになった後に、このHC及びNOxを放出させて
これを浄化することが記載されている。その触媒は、担
体表面にゼオライトを含有する炭化水素吸着材層と、貴
金属及びNOx吸着材を含有する触媒金属層とを前者が
内側になるように層状に形成したものである。NOx吸
着材としてはアルカリ金属又はアルカリ土類金属が用い
られ、触媒金属層と炭化水素吸着材層とにおけるNOx
吸着材の含有比は重量比で60/40〜99/1になさ
れている。
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-11317
According to Japanese Patent Laid-Open No. 3 (1999), after adsorbing HC and NOx exhausted in a cold region immediately after the engine is started and the catalytic metal becomes active, the HC and NOx are released and purified. Have been described. The catalyst is formed by layering a hydrocarbon adsorbent layer containing zeolite and a catalyst metal layer containing a noble metal and a NOx adsorbent on the surface of the carrier, with the former inside. An alkali metal or an alkaline earth metal is used as the NOx adsorbent, and NOx in the catalyst metal layer and the hydrocarbon adsorbent layer.
The content ratio of the adsorbent is 60/40 to 99/1 by weight.

【0004】特開平11−13462号公報には、同じ
く炭化水素吸着材とNOx吸着材とを有する触媒とし
て、担体表面にゼオライトを含有する炭化水素吸着材層
を形成し、その上に触媒金属層を1層又は2層形成し、
これらの層に酢酸バリウム溶液を含浸させて焼成してな
るものが記載されている。特開平9−79026号公報
には、エンジンの排気管の途中に、NOx吸着材とHC
吸着材と三元触媒とを同一担体にコーティングしてなる
触媒を配置することが記載されている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 11-13462, a hydrocarbon adsorbent layer containing zeolite is formed on the surface of a carrier as a catalyst having a hydrocarbon adsorbent and a NOx adsorbent, and a catalyst metal layer is formed thereon. 1 layer or 2 layers are formed,
It is described that these layers are impregnated with a barium acetate solution and fired. Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-79026 discloses that a NOx adsorbent and HC are provided in the middle of an exhaust pipe of an engine.
It is described that a catalyst obtained by coating an adsorbent and a three-way catalyst on the same carrier is arranged.

【0005】また、ゼオライトにAgを担持させるとそ
のHC吸着性能が向上することが知られている。
It is also known that supporting Ag on zeolite improves its HC adsorption performance.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者の研
究によれば、ゼオライトのHC吸着性能を高めるべくA
gを含浸法によって担持させても、そのHC吸着性能が
予期するほどには向上しないケースが出てきた。すなわ
ち、それは、上述の如きゼオライトを含有する内側層
と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有する外側
層とを担体に層状に形成した後に、Agを含浸担持させ
たケースである。この場合、Agは外側層だけでなく内
側層のゼオライトにも担持されていると考えられるので
あるが、HC吸着性能の面等から検討すると、実際には
ゼオライトに対してAgが予定通りには担持されていな
かったものである。
However, according to the research by the present inventor, in order to improve the HC adsorption performance of zeolite,
In some cases, even if g was supported by the impregnation method, its HC adsorption performance did not improve as expected. That is, it is a case in which Ag is impregnated and supported after the inner layer containing the zeolite as described above and the outer layer containing the alkali metal or alkaline earth metal are formed in layers on the carrier. In this case, it is considered that Ag is supported not only on the outer layer but also on the zeolite in the inner layer, but from the viewpoint of HC adsorption performance, etc. It was not supported.

【0007】本発明の課題は、このような内側層と外側
層とを有する層状構造の触媒において、その内側層にA
gのような触媒金属を確実に担持させることにある。
An object of the present invention is to provide a catalyst having a layered structure having such an inner layer and an outer layer, in which A is formed in the inner layer.
The purpose is to reliably support a catalytic metal such as g.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく研究した結果、Agが内側層のゼオライトに
予定通りに担持されなかった原因は、Ag溶液の含浸を
行なった際、該Agが外側層において難溶性の塩を形成
したことにあることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
Means for Solving the Problems As a result of research to solve the above-mentioned problems, the present inventor has found that the reason why Ag was not supported as expected on the zeolite in the inner layer was that when impregnated with an Ag solution, It was found that the Ag formed a sparingly soluble salt in the outer layer, and completed the present invention.

【0009】すなわち、本発明は、担体に、水に対して
難溶性の炭酸塩を形成する性質を有する第1触媒金属を
含有する内側触媒層と、第2触媒金属の炭酸塩を含有す
る外側触媒層とを備えた触媒の製造方法であって、上記
担体に上記内側触媒層を形成するためのサポート材を担
持するステップAと、上記ステップAの後に上記サポー
ト材に上記第1触媒金属の溶液を含浸させるステップB
と、上記ステップBの後に上記外側触媒層形成用の触媒
材料を含むスラリーのコーティングを行なうステップC
とを備えていることを特徴とする。
That is, according to the present invention, an inner catalyst layer containing, on a carrier, a first catalyst metal having a property of forming a sparingly soluble carbonate in water, and an outer side containing a carbonate of a second catalyst metal. A method for producing a catalyst comprising a catalyst layer, the method comprising: a step of supporting a support material for forming the inner catalyst layer on the carrier; and a step of adding the first catalyst metal to the support material after the step A. Step B of impregnating the solution
And step C of coating the slurry containing the catalyst material for forming the outer catalyst layer after step B
It is characterized by having and.

【0010】従って、上記第1触媒金属は、難溶性炭酸
塩を形成する性質を有するにも拘わらず、該第1触媒金
属の溶液を第2触媒金属の炭酸塩に接触させることな
く、サポート材に含浸担持させることができるから、第
1触媒金属の炭酸塩を生じてサポート材への含浸が不充
分になることを避けることができる。また、第1触媒金
属は、サポート材に含浸担持されているから、外側触媒
層を形成するための触媒材料を含むスラリーのコーティ
ングの際に、該スラリーへ溶出して内側触媒層への担持
量が減少することが避けられる。
Therefore, although the first catalytic metal has the property of forming a sparingly soluble carbonate, the support material is not brought into contact with the solution of the first catalytic metal with the carbonate of the second catalytic metal. Since it can be impregnated and supported on the substrate, it is possible to avoid the occurrence of carbonate of the first catalytic metal and insufficient impregnation of the support material. In addition, since the first catalytic metal is impregnated and supported by the support material, when the slurry containing the catalytic material for forming the outer catalyst layer is coated, the first catalytic metal is eluted into the slurry and carried on the inner catalyst layer. Can be avoided.

【0011】ここに、上記ステップCに関しては、第2
触媒金属をサポート材に担持させた状態で上記コーティ
ングに行なっても、該第2触媒金属を担持していないサ
ポート材のコーティングを行なった後に、該第2触媒金
属を含浸法で当該サポート材に担持させるようにしても
よい。
Regarding step C, the second
Even if the above-mentioned coating is carried out in the state that the catalyst metal is supported on the support material, after the support material not carrying the second catalyst metal is coated, the second catalyst metal is applied to the support material by an impregnation method. You may make it carry | support.

【0012】上記第1触媒金属としてAgを採用した場
合、このAgは水に対して難溶性の炭酸塩を形成する性
質を有するが、本発明に係る触媒の製造方法を採用する
ことにより、内側触媒層にAgを効率良く含ませること
ができる。そうして、内側触媒層のサポート材としてβ
型ゼオライト、MFI等のゼオライトを採用すれば、当
該触媒を排気ガス浄化用に使用してHC吸着性能を高め
ることができる。上記Agは硝酸銀水溶液として上記サ
ポート材に含浸させるようにすればよい。
When Ag is adopted as the first catalytic metal, this Ag has a property of forming a carbonate which is hardly soluble in water. However, by adopting the method for producing a catalyst according to the present invention, Ag can be efficiently included in the catalyst layer. Then, as a support material for the inner catalyst layer, β
If a zeolite such as type zeolite or MFI is adopted, the catalyst can be used for exhaust gas purification to enhance the HC adsorption performance. The Ag may be impregnated into the support material as an aqueous silver nitrate solution.

【0013】また、上記第2触媒金属としてはアルカリ
金属及びアルカリ土類金属のうちから選択される少なく
とも1種の金属を採用することができる。すなわち、ア
ルカリ金属やアルカリ土類金属は大気雰囲気での触媒の
焼成によって炭酸塩を生成するが、第1触媒金属は、ア
ルカリ金属やアルカリ土類金属よりも先に内側触媒層の
サポート材に担持されているから、該第1触媒金属が炭
酸塩を生成して含浸不充分になる問題がない。そうし
て、得られる触媒を排気ガス浄化用に供すれば、アルカ
リ金属又はアルカリ土類金属触媒はNOx吸着材として
働く。
As the second catalytic metal, at least one metal selected from alkali metals and alkaline earth metals can be adopted. That is, alkali metals and alkaline earth metals generate carbonates by firing the catalyst in the air atmosphere, but the first catalyst metal is loaded on the support material of the inner catalyst layer before the alkali metals and alkaline earth metals. Therefore, there is no problem that the first catalytic metal forms a carbonate and impregnates insufficiently. Then, if the obtained catalyst is used for purifying exhaust gas, the alkali metal or alkaline earth metal catalyst functions as a NOx adsorbent.

【0014】また、上記ステップBでは、硝酸銀水溶液
と他の溶液、例えば酢酸ビスマス水溶液との混合用液を
上記サポート材に含浸させるようにしてもよい。
Further, in the step B, the support material may be impregnated with a solution for mixing an aqueous solution of silver nitrate and another solution, for example, an aqueous solution of bismuth acetate.

【0015】また、本発明は、担体に、水に対して難溶
性の炭酸塩を形成する性質を有する第1触媒金属を含有
する内側触媒層と、第2触媒金属の炭酸塩を含有する外
側触媒層とが形成されている触媒であって、上記担体に
上記第1触媒金属のサポート材を含有する層が形成さ
れ、この層に上記第1触媒金属が含浸担持されて上記内
側触媒層が形成され、上記内側触媒層が形成された後
に、上記外側触媒層が形成されていることを特徴とす
る。
Further, according to the present invention, the carrier has an inner catalyst layer containing a first catalyst metal having a property of forming a sparingly soluble carbonate in water and an outer catalyst layer containing a carbonate of a second catalyst metal. A catalyst having a catalyst layer formed thereon, wherein a layer containing a support material for the first catalyst metal is formed on the carrier, and the first catalyst metal is impregnated and supported on the layer to form the inner catalyst layer. The outer catalyst layer is formed after the inner catalyst layer is formed.

【0016】従って、この触媒では、第1触媒金属と第
2触媒金属とは内側触媒層と外側触媒層とにおいてそれ
ぞれ有効に働くことになる。
Therefore, in this catalyst, the first catalytic metal and the second catalytic metal work effectively in the inner catalytic layer and the outer catalytic layer, respectively.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、難溶性
炭酸塩を形成する性質を有する第1触媒金属を含有する
内側触媒層と、第2触媒金属の炭酸塩を含有する外側触
媒層とを備えた触媒を製造するにあたり、担体に上記内
側触媒層を形成するためのサポート材を担持するステッ
プAと、該ステップAの後に上記サポート材に上記第1
触媒金属の溶液を含浸させるステップBと、該ステップ
Bの後に上記外側触媒層形成用の触媒材料を含むスラリ
ーのコーティングを行なうステップCとを備えているか
ら、第1触媒金属を内側触媒層のサポート材に確実に担
持させることができ、所期の性能を有する触媒を得る上
で有利になる。
As described above, according to the present invention, an inner catalyst layer containing a first catalytic metal having a property of forming a sparingly soluble carbonate and an outer catalyst containing a carbonate of a second catalytic metal. In manufacturing a catalyst having a layer, a step A of supporting a support material for forming the inner catalyst layer on a carrier, and the step of forming the first support material on the support material after the step A.
Since the method includes the step B of impregnating the catalyst metal solution and the step C of coating the slurry containing the catalyst material for forming the outer catalyst layer after the step B, the first catalyst metal is added to the inner catalyst layer. It can be reliably supported on the support material, which is advantageous in obtaining a catalyst having desired performance.

【0018】また、本発明に係る触媒は、難溶性炭酸塩
を形成する性質を有する第1触媒金属を含有する内側触
媒層と、第2触媒金属の炭酸塩を含有する外側触媒層と
を有し、内側触媒層は、担体に形成されたサポート材層
に第1触媒金属を含浸担持させることによって形成さ
れ、この内側触媒層が形成された後に外側触媒層が形成
されているから、第1触媒金属と第2触媒金属とは内側
触媒層と外側触媒層とにおいてそれぞれ有効に働く。
Further, the catalyst according to the present invention has an inner catalyst layer containing a first catalytic metal having a property of forming a sparingly soluble carbonate and an outer catalyst layer containing a carbonate of a second catalytic metal. The inner catalyst layer is formed by impregnating and supporting the first catalyst metal on the support material layer formed on the carrier, and the outer catalyst layer is formed after the inner catalyst layer is formed. The catalyst metal and the second catalyst metal work effectively in the inner catalyst layer and the outer catalyst layer, respectively.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1において、1は自動車の火花点火式エ
ンジンであり、2はその気筒、3は燃焼室4に燃料を直
接噴射供給する燃料噴射弁、5は点火プラグ、6は吸気
通路、7は排気通路である。排気通路7に排気ガス浄化
用触媒8が配置されている。
In FIG. 1, 1 is a spark ignition engine of an automobile, 2 is its cylinder, 3 is a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber 4, 5 is an ignition plug, 6 is an intake passage, 7 Is an exhaust passage. An exhaust gas purifying catalyst 8 is arranged in the exhaust passage 7.

【0021】[実施形態1] <排気ガス浄化用触媒の構成>排気ガス浄化用触媒8
は、図2に示すように、担体11の表面に内側触媒層1
2と、外側触媒層13と、この両触媒層12,13の中
間に配置された中間触媒層14とが層状に形成されてな
る。
[First Embodiment] <Structure of Exhaust Gas Purifying Catalyst> Exhaust Gas Purifying Catalyst 8
As shown in FIG. 2, the inner catalyst layer 1 is formed on the surface of the carrier 11.
2, the outer catalyst layer 13, and the intermediate catalyst layer 14 disposed between the two catalyst layers 12 and 13 are formed in layers.

【0022】担体11は、コージェライト製のハニカム
担体である。内側触媒層12は、ゼオライト及びバイン
ダを含有し、さらにAg及びBiを含む。外側触媒層1
3は、Pt、Rh、Ba、Sr及びMgをサポート材と
してのアルミナ及びセリア材に担持させてなる触媒成分
と、バインダとによって形成されている。中間触媒層1
4は、Pdをサポート材としてのアルミナ及びセリア材
に担持させてなる触媒成分と、バインダとを含有し、さ
らにAg及びBiを含む。
The carrier 11 is a honeycomb carrier made of cordierite. The inner catalyst layer 12 contains zeolite and a binder, and further contains Ag and Bi. Outer catalyst layer 1
3 is formed by a binder and a catalyst component in which Pt, Rh, Ba, Sr and Mg are supported on alumina and ceria which are support materials. Intermediate catalyst layer 1
No. 4 contains a catalyst component in which Pd is supported on alumina and ceria material as a support material, a binder, and further contains Ag and Bi.

【0023】上記ゼオライトは、HC吸着材として働く
ものであり、ケイバン比300のβ型ゼオライトを用い
ている。上記Pt及びRhがアルミナ及びセリア材に担
持されてなる成分は三元触媒として働く。上記Ba、S
r及びMgは、排気ガスの酸素濃度が高い(例えば4%
以上、空燃比ではA/F>16)ときに排気ガス中のN
Oxを吸着し、排気ガスの酸素濃度が低下すると(例え
ば2%以下になると)吸着していたNOxを放出するN
Ox吸着材として働く。上記アルミナには活性アルミナ
粉末(γ−アルミナ)を採用している。上記セリア材
は、セリア成分を含む酸化物のことであり、本例ではC
e・Pr複酸化物(Ce0.9Pr0.12)を採用してい
る。このセリア材は酸素吸蔵物質(OSC)として働
く。内側触媒層12及び中間触媒層14のバインダとし
てはアルミナバインダを用い、外側触媒層13のバイン
ダとしては塩基性バインダ(ジルコニア)を用いてい
る。
The above zeolite functions as an HC adsorbent, and β-type zeolite having a Cavan ratio of 300 is used. The component in which Pt and Rh are supported on the alumina and ceria materials works as a three-way catalyst. Above Ba, S
r and Mg have a high exhaust gas oxygen concentration (for example, 4%).
As described above, when the air-fuel ratio is A / F> 16), N in the exhaust gas is
N that adsorbs Ox and releases the adsorbed NOx when the oxygen concentration of the exhaust gas decreases (for example, below 2%)
Acts as an Ox adsorbent. Activated alumina powder (γ-alumina) is used as the alumina. The ceria material is an oxide containing a ceria component, and in this example, C
e · Pr complex oxide (Ce 0.9 Pr 0.1 O 2 ) is used. This ceria material acts as an oxygen storage material (OSC). An alumina binder is used as a binder for the inner catalyst layer 12 and the intermediate catalyst layer 14, and a basic binder (zirconia) is used as a binder for the outer catalyst layer 13.

【0024】従って、上記排気ガス浄化用触媒8は、H
Cトラップ機能を有するリーンNOx吸着触媒というこ
とができる。
Therefore, the exhaust gas purifying catalyst 8 is
It can be said that it is a lean NOx adsorption catalyst having a C trap function.

【0025】<排気ガス浄化用触媒8の製法>次に上記
排気ガス浄化用触媒8の製法を説明する。
<Manufacturing Method of Exhaust Gas Purifying Catalyst 8> Next, a manufacturing method of the exhaust gas purifying catalyst 8 will be described.

【0026】−触媒粉末の形成− 活性アルミナ粉末、上記セリア材、硝酸パラジウム及び
水を混合し、乾燥及び500℃での焼成を行なうことに
より、触媒粉末Aを形成する。
-Formation of catalyst powder-Catalyst powder A is formed by mixing activated alumina powder, the above ceria material, palladium nitrate and water, and drying and firing at 500 ° C.

【0027】活性アルミナ粉末、上記セリア材、酢酸バ
リウム、酢酸ストロンチウム、酢酸マグネシウム、ジニ
トロジアミン白金硝酸塩、硝酸ロジウム及び水を混合
し、乾燥及び500℃での焼成を行なうことにより、触
媒粉末Bを形成する。
Catalyst powder B is formed by mixing activated alumina powder, the above ceria material, barium acetate, strontium acetate, magnesium acetate, dinitrodiamine platinum nitrate, rhodium nitrate and water, and drying and firing at 500 ° C. To do.

【0028】−内側触媒コート層の形成− ゼオライトとアルミナバインダ(水和アルミナ)とを混
合しこれに水を加え、ディスパーサで混合撹拌してスラ
リーを得る。このスラリーにハニカム担体11を浸し、
引き上げて余分なスラリーをエアブローで除去する操作
を繰り返すことにより、所定量のスラリーを当該担体に
コーティングする。しかる後、乾燥及び500℃での焼
成を行なうことにより、内側触媒コート層を形成する
(ステップA)。
-Formation of Inner Catalyst Coat Layer- Zeolite and an alumina binder (hydrated alumina) are mixed, water is added thereto, and the mixture is stirred with a disperser to obtain a slurry. Immerse the honeycomb carrier 11 in this slurry,
By repeating the operation of pulling up and removing the excess slurry by air blow, a predetermined amount of the slurry is coated on the carrier. Thereafter, the inner catalyst coat layer is formed by drying and baking at 500 ° C. (step A).

【0029】−中間触媒コート層の形成− 上記ゼオライトに代えて上記触媒粉末Aを用い、上記内
側触媒コート層の形成と同様の方法によって中間触媒コ
ート層を形成する。
-Formation of Intermediate Catalyst Coat Layer- Using the above catalyst powder A instead of the above zeolite, an intermediate catalyst coat layer is formed by the same method as the above inner catalyst coat layer.

【0030】−Ag,Biの含浸− 上記内側触媒コート層および中間触媒コート層に硝酸銀
及び酢酸ビスマスの混合溶液を含浸させ、乾燥及び50
0℃での焼成を行なう(ステップB)。
-Impregnation with Ag and Bi- The inner catalyst coat layer and the intermediate catalyst coat layer are impregnated with a mixed solution of silver nitrate and bismuth acetate, dried and dried.
Baking at 0 ° C. is performed (step B).

【0031】−外側触媒コート層の形成− 上記ゼオライトに代えて触媒粉末Bを用い、上記アルミ
ナバインダに代えてジルコニアバインダを用い、上記内
側触媒コート層の形成と同様の方法によって外側触媒コ
ート層を形成する(ステップC)。
-Formation of outer catalyst coat layer- Using the catalyst powder B in place of the zeolite and zirconia binder in place of the alumina binder, the outer catalyst coat layer is formed by the same method as in forming the inner catalyst coat layer. Forming (step C).

【0032】<実施例>上述の製法により、上記内側触
媒層12、外側触媒層13及び中間触媒層14の各成分
担持量を次のようにした排気ガス浄化用触媒を調製し
た。 内側触媒層12;β型ゼオライト=100g/L 外側触媒層13;Pt=3.5g/L,Rh=0.3g
/L,Ba=30g/L,Sr=10g/L,Mg=1
0g/L,アルミナ=100g/L,セリア材=100
g/L 中間触媒層14;Pd=2.0g/L,アルミナ=30
g/L,セリア材=10g/L Agの含浸担持量は10g/L、Biの含浸担持量は
0.5g/Lである。
<Example> An exhaust gas purifying catalyst was prepared by the above-described manufacturing method, in which the amount of each component carried in the inner catalyst layer 12, the outer catalyst layer 13 and the intermediate catalyst layer 14 was as follows. Inner catalyst layer 12; β-type zeolite = 100 g / L Outer catalyst layer 13; Pt = 3.5 g / L, Rh = 0.3 g
/ L, Ba = 30 g / L, Sr = 10 g / L, Mg = 1
0 g / L, alumina = 100 g / L, ceria material = 100
g / L Intermediate catalyst layer 14; Pd = 2.0 g / L, alumina = 30
g / L, ceria material = 10 g / L The impregnated and supported amount of Ag is 10 g / L, and the impregnated and supported amount of Bi is 0.5 g / L.

【0033】また、内側触媒層12におけるBa、Sr
及びMgを合わせた総担持量は外側触媒層13の同総担
持量の1%未満である。
In addition, Ba and Sr in the inner catalyst layer 12
The total supported amount of Mg and Mg is less than 1% of the total supported amount of the outer catalyst layer 13.

【0034】なお、各触媒層の各々における不純物は1
%以下である。この点は後述する他の実施例及び比較例
も同じである。
The impurity in each catalyst layer is 1
% Or less. This point is the same in other Examples and Comparative Examples described later.

【0035】<評価テスト>上記触媒について、フレッ
シュ時、並びに大気雰囲気において800℃で24時間
のエージングを施した後の各々におけるHC浄化性能、
すなわちHC吸着率、HC酸化率(吸着したHCのうち
酸化した割合)及びHC浄化率(HC吸着率×HC酸化
率)、並びにリーンNOx浄化率をリグテストで調べ
た。
<Evaluation test> The above-mentioned catalysts were subjected to HC purification performance at the time of freshness and after aging at 800 ° C. for 24 hours in the air atmosphere.
That is, the HC adsorption rate, the HC oxidation rate (the rate of oxidation of adsorbed HC), the HC purification rate (HC adsorption rate × HC oxidation rate), and the lean NOx purification rate were examined by a rig test.

【0036】HC浄化性能の評価モードは、供試触媒
をN2気流中において触媒入口ガス温度を80℃まで昇
温し、その温度に保持した状態で、HC(ベンゼン)
が1500ppmC、NOが100ppm、O2が1.
0%となるように当該N2ガスにHC、NO及びO2のガ
スを2分間導入し、しかる後にHCガスの導入のみを
止めて触媒入口ガス温度を80℃から400℃まで30
℃/分の速度で昇温させる、というものである。空間速
度SVは25000h-1とした。
In the HC purification performance evaluation mode, the test catalyst was heated to 80 ° C. at the catalyst inlet gas temperature in an N 2 gas stream, and was kept at that temperature while HC (benzene) was maintained.
Is 1500 ppmC, NO is 100 ppm, and O 2 is 1.
HC, NO and O 2 gases were introduced into the N 2 gas for 2 minutes so as to be 0%, after which only the introduction of HC gas was stopped and the catalyst inlet gas temperature was changed from 80 ° C. to 400 ° C.
The temperature is raised at a rate of ° C / min. The space velocity SV was set to 25000 h -1 .

【0037】HC吸着率は、上記の2分間の触媒入口
HC濃度と触媒出口HC濃度とに基づいて算出した。H
C酸化率は、上記の2分間で触媒に吸着されたHC量
と、上記の昇温時の触媒出口HC濃度とに基づいて算
出した。
The HC adsorption rate was calculated based on the catalyst inlet HC concentration and the catalyst outlet HC concentration for the above two minutes. H
The C oxidation rate was calculated based on the amount of HC adsorbed on the catalyst in the above 2 minutes and the concentration of HC at the catalyst outlet at the time of the temperature rise.

【0038】また、上記触媒に対して空燃比リーンの模
擬排気ガス(ガス組成A)を60秒間流し、次にガス組
成を切り換えて空燃比リッチの模擬排気ガス(ガス組成
B)を60秒間流す、というサイクルを5回繰り返した
後、ガス組成を空燃比リーン(ガス組成A)に切り換
え、この切り換え時点から60秒間のNOx浄化率を測
定し、これをリーンNOx浄化率とした。触媒温度及び
模擬排気ガス温度は350℃、そのガス組成は表1に示
す通りであり、空間速度SVは25000h-1とした。
Further, a simulated exhaust gas having a lean air-fuel ratio (gas composition A) is flown to the catalyst for 60 seconds, and then a gas composition is switched to flow a simulated exhaust gas rich in air-fuel ratio (gas composition B) for 60 seconds. After repeating the cycle of 5 times, the gas composition was switched to the air-fuel ratio lean (gas composition A), the NOx purification rate for 60 seconds from this switching time was measured, and this was taken as the lean NOx purification rate. The catalyst temperature and the simulated exhaust gas temperature were 350 ° C., the gas composition was as shown in Table 1, and the space velocity SV was 25000 h −1 .

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】結果は図3に示されている。HC吸着率の
エージングによる低下は少ない。一方、HC酸化率はエ
ージングによって低下しているが、それほど大きな低下
ではない。リーンNOx浄化率はエージングによって少
し低下している。HC吸着率の低下が少ないことから、
内側触媒層のβ型ゼオライトはエージングによって殆ど
破壊されていないこと、つまり、その比表面積が殆ど低
下していないことがわかる。
The results are shown in FIG. There is little decrease in the HC adsorption rate due to aging. On the other hand, although the HC oxidation rate is lowered due to aging, it is not so large. The lean NOx purification rate is slightly lowered due to aging. Since the decrease in the HC adsorption rate is small,
It can be seen that the β-type zeolite in the inner catalyst layer is hardly destroyed by aging, that is, its specific surface area is hardly reduced.

【0041】また、エージング後でも高いHC吸着率を
示し、また、HC酸化率も低下しているとはいえ比較的
高い値を示しているのは、含浸されたAgの略全量が内
側触媒層12に担持されていることも原因になっている
と考えられる。すなわち、Agを内側触媒層12に含浸
担持させた後に外側触媒層13を形成するようにしたか
ら、換言すれば、外側触媒層13を通して内側触媒層1
2にAgを含浸させるのではないから、Agを内側触媒
層12に確実に担持させることができたものである(こ
の点は次の実施形態2で詳述する)。
Further, a high HC adsorption rate even after aging and a relatively high value even though the HC oxidation rate is low are shown in that the substantially entire amount of impregnated Ag is the inner catalyst layer. It is considered that the carrier is carried by No. 12. That is, since the outer catalyst layer 13 is formed after impregnating and supporting Ag on the inner catalyst layer 12, in other words, the inner catalyst layer 1 is passed through the outer catalyst layer 13.
Since 2 was not impregnated with Ag, Ag could be reliably supported on the inner catalyst layer 12 (this point will be described in detail in the second embodiment below).

【0042】さらに、Agを内側触媒層12に含浸担持
させ且つ焼成によってゼオライトに固定した状態で外側
触媒層用のスラリーのコーティングを行なうようにした
から、そのコーティングの際に内側触媒層12のAgが
外側触媒層用のスラリーに溶出する量も少なくなったと
考えられる。
Further, since the slurry for the outer catalyst layer is coated with Ag impregnated and supported on the inner catalyst layer 12 and fixed to the zeolite by firing, the Ag of the inner catalyst layer 12 is coated at the time of coating. It is considered that the amount of slag dissolved in the slurry for the outer catalyst layer also decreased.

【0043】中間触媒層14に含浸されたBiは、Pd
原子の最近接原子として存在し、PdとAgとが反応し
てPd-Ag合金が生成してしまうこと、つまり、Pd
のHC浄化に関する低温活性が低下してしまうこと、あ
るいはHC吸着性能の向上に有効なAg量が少なくなっ
てしまうことを防止する。
Bi impregnated in the intermediate catalyst layer 14 is Pd.
It exists as the atom closest to the atom, and Pd and Ag react with each other to form a Pd-Ag alloy, that is, Pd.
It is possible to prevent the low temperature activity for HC purification from decreasing, or to reduce the amount of Ag effective for improving the HC adsorption performance.

【0044】[実施形態2]本形態の排気ガス浄化用触
媒8は、図4に示すように、担体11の表面に内側触媒
層12と外側触媒層13とが層状に形成されてなる。担
体11及び内側触媒層12は実施形態1のそれと同じで
ある。外側触媒層13は、Pt、Rh、Pd、Ba、S
r及びMgをサポート材としてのアルミナ及びセリア材
に担持させてなる触媒成分と、バインダとによって形成
されている。すなわち、実施形態1とは違って、中間触
媒層がなく、Pdが外側触媒層13に含まれている。他
の構成は実施形態1と同じである。
[Embodiment 2] As shown in FIG. 4, the exhaust gas purifying catalyst 8 of the present embodiment comprises an inner catalyst layer 12 and an outer catalyst layer 13 formed in layers on the surface of a carrier 11. The carrier 11 and the inner catalyst layer 12 are the same as those of the first embodiment. The outer catalyst layer 13 is made of Pt, Rh, Pd, Ba, S.
It is formed by a binder and a catalyst component in which r and Mg are supported on alumina and ceria which are support materials. That is, unlike the first embodiment, there is no intermediate catalyst layer, and Pd is contained in the outer catalyst layer 13. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

【0045】次に上記排気ガス浄化用触媒8の製法を説
明する。
Next, a method for producing the exhaust gas purifying catalyst 8 will be described.

【0046】活性アルミナ粉末、上記セリア材、酢酸バ
リウム、酢酸ストロンチウム、酢酸マグネシウム、ジニ
トロジアミン白金硝酸塩、硝酸ロジウム、硝酸パラジウ
ム及び水を混合し、乾燥及び500℃での焼成を行なう
ことにより、触媒粉末Cを形成する。
Activated alumina powder, the above ceria material, barium acetate, strontium acetate, magnesium acetate, dinitrodiamine platinum nitrate, rhodium nitrate, palladium nitrate and water are mixed, dried and calcined at 500 ° C. to obtain the catalyst powder. Form C.

【0047】内側触媒コート層を実施形態1と同様にし
て形成する(ステップA)。この内側触媒コート層に硝
酸銀及び酢酸ビスマスの混合溶液を含浸させて乾燥及び
500℃での焼成を行なう(ステップB)。しかる後に
上記触媒粉末Cを用い、実施形態1と同様にして外側触
媒コート層を形成する(ステップC)。
The inner catalyst coat layer is formed in the same manner as in Embodiment 1 (step A). The inner catalyst coating layer is impregnated with a mixed solution of silver nitrate and bismuth acetate, dried and baked at 500 ° C. (step B). Then, the catalyst powder C is used to form an outer catalyst coat layer in the same manner as in Embodiment 1 (step C).

【0048】<実施例>上述の製法により、上記内側触
媒層12及び外側触媒層13の各成分担持量を次のよう
にした排気ガス浄化用触媒を調製した。 内側触媒層12;β型ゼオライト=100g/L 外側触媒層13;Pt=3.5g/L,Rh=0.3g
/L,Pd=2.0g/L,Ba=30g/L,Sr=
10g/L,Mg=10g/L,アルミナ=150g/
L,セリア材=150g/L 内側触媒層12におけるAgの含浸担持量は10g/
L、Biの含浸担持量は0.5g/Lである。また、内
側触媒層12におけるBa、Sr及びMgを合わせた総
担持量は外側触媒層13の同総担持量の1%未満であ
る。
<Example> An exhaust gas purifying catalyst was prepared by the above-described manufacturing method, in which the amount of each component carried in the inner catalyst layer 12 and the outer catalyst layer 13 was as follows. Inner catalyst layer 12; β-type zeolite = 100 g / L Outer catalyst layer 13; Pt = 3.5 g / L, Rh = 0.3 g
/ L, Pd = 2.0 g / L, Ba = 30 g / L, Sr =
10 g / L, Mg = 10 g / L, alumina = 150 g /
L, ceria material = 150 g / L The impregnated and supported amount of Ag in the inner catalyst layer 12 is 10 g /
The impregnated and supported amount of L and Bi is 0.5 g / L. The total supported amount of Ba, Sr, and Mg in the inner catalyst layer 12 is less than 1% of the total supported amount of the outer catalyst layer 13.

【0049】<比較例>上記実施例と同様の担体に同様
の内側触媒コート層を形成した。次にこの内側触媒コー
ト層の上に上記実施例と同様に触媒粉末Cを用いて外側
触媒コート層を形成した。しかる後に硝酸銀及び酢酸ビ
スマスの混合溶液を外側触媒コート層の表面から含浸さ
せて乾燥及び500℃での焼成を行なうことにより、比
較例触媒を得た。各成分担持量は次の通りである。 内側触媒層12;β型ゼオライト=100g/L 外側触媒層13;Pt=3.5g/L,Rh=0.3g
/L,Pd=2.0g/L,Ba=30g/L,Sr=
10g/L,Mg=10g/L,アルミナ=150g/
L,セリア材=150g/L Agの含浸担持量は10g/L、Biの含浸担持量は
0.5g/Lである。また、内側触媒層12におけるB
a、Sr及びMgを合わせた総担持量は外側触媒層13
の同総担持量の1%未満である。
<Comparative Example> The same inner catalyst coat layer was formed on the same carrier as in the above example. Next, an outer catalyst coat layer was formed on the inner catalyst coat layer by using the catalyst powder C in the same manner as in the above example. Thereafter, a mixed solution of silver nitrate and bismuth acetate was impregnated from the surface of the outer catalyst coating layer, dried and calcined at 500 ° C. to obtain a comparative catalyst. The amount of each component carried is as follows. Inner catalyst layer 12; β-type zeolite = 100 g / L Outer catalyst layer 13; Pt = 3.5 g / L, Rh = 0.3 g
/ L, Pd = 2.0 g / L, Ba = 30 g / L, Sr =
10 g / L, Mg = 10 g / L, alumina = 150 g /
L, ceria material = 150 g / L The impregnated and supported amount of Ag is 10 g / L, and the impregnated and supported amount of Bi is 0.5 g / L. In addition, B in the inner catalyst layer 12
The total supported amount of a, Sr, and Mg is the outer catalyst layer 13
Of less than 1% of the total supported amount.

【0050】<比較テスト>上記実施例及び比較例の両
触媒について、実施形態1の場合と同じ方法でエージン
グ後のHC浄化性能及びリーンNOx浄化性能を調べ
た。結果は図5に示されている。同図によれば、リーン
NOx浄化率には殆ど差がないものの、HC吸着率及び
HC酸化率は実施例の方が格段に高くなっている。これ
は、実施例の場合は、含浸させたAgの略全量が内側触
媒層12のゼオライトに担持されているのに対し、比較
例では含浸させたAgが外側触媒層13に止まって内側
触媒層12にはAgが少量しか含浸されておらず、ゼオ
ライトのHC吸着性能の向上に寄与するAg量が少なく
なっているためと考えられる。
<Comparative Test> For both the catalysts of the above-mentioned examples and comparative examples, the HC purification performance after aging and the lean NOx purification performance were examined by the same method as in the first embodiment. Results are shown in FIG. According to the figure, although there is almost no difference in the lean NOx purification rate, the HC adsorption rate and the HC oxidation rate are significantly higher in the embodiment. This is because in the case of the example, substantially all of the impregnated Ag is supported on the zeolite of the inner catalyst layer 12, whereas in the comparative example, the impregnated Ag stops at the outer catalyst layer 13 It is considered that 12 is impregnated with only a small amount of Ag, and the amount of Ag contributing to the improvement of the HC adsorption performance of the zeolite is small.

【0051】すなわち、比較例の場合、外側触媒層13
のBa、Sr及びMgは焼成によって炭酸塩になってい
る。この外側触媒層13の表面から内側触媒層12に対
して硝酸銀水溶液を含浸させると、Baを例にとると、
次の反応により水に対して難溶性の炭酸銀を生じて外側
触媒層13に止まり易くなる。その分、内側触媒層12
へ浸透するAg量が少なくなったと考えられる。
That is, in the case of the comparative example, the outer catalyst layer 13
Ba, Sr, and Mg are converted into carbonates by firing. When the inner catalyst layer 12 is impregnated with a silver nitrate aqueous solution from the surface of the outer catalyst layer 13, taking Ba as an example,
The next reaction causes silver carbonate, which is hardly soluble in water, to easily remain in the outer catalyst layer 13. Therefore, the inner catalyst layer 12
It is considered that the amount of Ag penetrating into the steel has decreased.

【0052】AgNO3+BaCO3 → Ag++Ba
2++NO3 -+CO3 - 2Ag++CO3 - → Ag2CO3↓ また、このような反応によって溶出するBa、Sr及び
Mgは外側触媒層13から内側触媒層12に移動し、触
媒が高温に晒されたときのゼオライトの構造破壊を助長
する。このことも、比較例のHC吸着率及びHC酸化率
が実施例よりも低くなっている原因と考えられる。
AgNO 3 + BaCO 3 → Ag + + Ba
2+ + NO 3 - + CO 3 - 2Ag + + CO 3 - → Ag 2 CO 3 ↓ In addition, such reactions by eluting Ba, Sr and Mg are moved from the outer catalyst layer 13 on the inner catalytic layer 12, the catalyst is a high temperature Promotes structural breakdown of zeolites when exposed to. This is also considered to be the reason why the HC adsorption rate and the HC oxidation rate of the comparative example are lower than those of the examples.

【0053】さらに、上記実施例の如く硝酸銀と酢酸ビ
スマスとの混合溶液を含浸に供すると、この混合溶液が
外側触媒層13に接触した際に次の反応により水に対し
て難溶性の酢酸銀を生じて外側触媒層13に止まり易く
なる。このことも、内側触媒層12へ浸透するAg量が
少なくなる原因と考えられる。
Further, when a mixed solution of silver nitrate and bismuth acetate is subjected to impregnation as in the above embodiment, when this mixed solution comes into contact with the outer catalyst layer 13, the following reaction causes a silver acetate which is hardly soluble in water. Is easily generated and easily stops at the outer catalyst layer 13. This is also considered to be the reason why the amount of Ag penetrating into the inner catalyst layer 12 decreases.

【0054】Ag++Bi(CH3COO)3 → AgC
3COO↓+Bi3+ <リーンバーンエンジン制御について>上記実施形態に
係る排気ガス浄化用触媒は、Ba等のNOx吸着材を含
有し、空燃比リーンのときに排気ガス中のNOxを吸着
する。従って、そのNOx吸着量が多くなると、空燃比
をリッチにして(排気ガスの酸素濃度を下げて)これを
放出させて還元浄化する必要がある。また、NOx吸着
材は、排気ガス中に含まれる硫黄を硫黄酸化物の形で吸
着して塩を形成することによりNOx吸着材としての機
能を喪失する、いわゆる硫黄被毒という問題がある。従
って、その場合は触媒を高温化することによって再生を
図る必要がある。以下、NOx放出及び硫黄被毒からの
再生のための燃料噴射制御について説明する。
Ag + + Bi (CH 3 COO) 3 → AgC
H 3 COO ↓ + Bi 3+ <Regarding lean burn engine control> The exhaust gas purifying catalyst according to the above embodiment contains a NOx adsorbent such as Ba and adsorbs NOx in the exhaust gas when the air-fuel ratio is lean. . Therefore, when the NOx adsorption amount becomes large, it is necessary to make the air-fuel ratio rich (to reduce the oxygen concentration of the exhaust gas) and release it for reduction purification. Further, the NOx adsorbent has a problem of so-called sulfur poisoning in which the NOx adsorbent loses its function by adsorbing sulfur contained in the exhaust gas in the form of sulfur oxide to form a salt. Therefore, in that case, it is necessary to regenerate by raising the temperature of the catalyst. Hereinafter, fuel injection control for NOx release and regeneration from sulfur poisoning will be described.

【0055】図6に示すように、スタート後のステップ
S1において、エンジンの吸入空気量、エンジン回転
数、アクセル開度、触媒温度等の各種データを入力す
る。続いて、ステップS2において、各種データからエ
ンジンの運転状態に応じた適切な目標空燃比を設定し、
基本燃料噴射量Qpbを設定する。
As shown in FIG. 6, in step S1 after the start, various data such as the intake air amount of the engine, the engine speed, the accelerator opening, and the catalyst temperature are input. Then, in step S2, an appropriate target air-fuel ratio is set according to the operating state of the engine from various data,
The basic fuel injection amount Qpb is set.

【0056】続くステップS3において当該触媒のNO
x吸着量NOeを推定し、続くステップS4において当
該触媒のSOx(硫黄酸化物)吸着量SOeを推定す
る。空燃比リーンのときは、予め実験によって各エンジ
ン運転状態(エンジン回転数及びエンジン負荷)におけ
るNOx吸着量及びSOx吸着量を求めて作成したマッ
プを参照し、そのときのエンジン運転状態からNOx吸
着量及びSOx吸着量を求め、これを積算していくこと
でNOx吸着量NOe及びSOx吸着量SOeを推定する
ようにしている。空燃比リッチ(空気過剰率λ≦1)の
ときは、λが小さいほど、また、リッチ時間が長いほど
大きな減算定数でNOx吸着量NOe及びSOx吸着量
SOeを減じていくようにしている。
In the subsequent step S3, NO of the catalyst concerned
The x adsorption amount NOe is estimated, and in the subsequent step S4, the SOx (sulfur oxide) adsorption amount SOe of the catalyst is estimated. When the air-fuel ratio is lean, refer to the map created by previously obtaining the NOx adsorption amount and the SOx adsorption amount in each engine operating state (engine speed and engine load) by experiment, and from the engine operating state at that time to the NOx adsorption amount. And SOx adsorption amount are calculated, and the NOx adsorption amount NOe and the SOx adsorption amount SOe are estimated by accumulating these. When the air-fuel ratio is rich (excess air ratio λ ≦ 1), the smaller the λ and the longer the rich time is, the larger the subtraction constant is, the smaller the NOx adsorption amount NOe and the SOx adsorption amount SOe are reduced.

【0057】続くステップS5においてNOx吸着量N
Oeが予め定めた閾値NOo(NOx放出制御をすべきほ
どに多くなった(NOx吸着能が低下する)と考えられ
るNOx吸着量)よりも大きくなったか否かを判定す
る。NOe>NOoのときはステップS6に進んでカウン
タTNの前回値が零か否かを判定する。このカウンタT
Nは燃料噴射量の増量制御を行なっている時間に相当す
るものである。
In the subsequent step S5, the NOx adsorption amount N
It is determined whether or not Oe is larger than a predetermined threshold value NOo (NOx adsorption amount that is considered to have increased to the extent that NOx release control should be performed (NOx adsorption capacity decreases)). When NOe> NOo, the routine proceeds to step S6, where it is determined whether or not the previous value of the counter TN is zero. This counter T
N corresponds to the time during which the fuel injection amount increase control is being performed.

【0058】カウンタTNの前回値が零のときはステッ
プS7に進んでカウンタ閾値TNoをセットした後、ス
テップS8に進んでカウンタTNをインクリメントし、
TNの前回値が零でないときはステップS6からS8に
直接進んでカウンタTNのインクリメントを行なう。閾
値TNoは、現在の触媒温度に基づき、NOxを放出し
やすい温度域(例えば200〜400℃)では小さな値
に、他の温度域では大きな値にセットする。閾値TNo
は実時間で0.5〜5秒程度となる範囲でセットすれば
よい。
When the previous value of the counter TN is zero, the procedure proceeds to step S7 to set the counter threshold value TNo, and then proceeds to step S8 to increment the counter TN,
When the previous value of TN is not zero, the process directly proceeds from step S6 to S8 to increment the counter TN. The threshold value TNo is set to a small value in a temperature range where NOx is easily released (for example, 200 to 400 ° C.) and a large value in other temperature ranges based on the current catalyst temperature. Threshold TNo
May be set within a range of about 0.5 to 5 seconds in real time.

【0059】続くステップS9においてカウンタTNが
閾値TNoよりも大きいか否かを判定する。カウンタT
Nが閾値TNo以下であれば、ステップS10に進んで
燃料噴射量Qpbとしてリッチ用燃料噴射量Qpλを与
え、これを燃料噴射量Qpとして所定のクランク時期に
なったときに燃料噴射を実行する(ステップS11,S
12)。ステップS9においてカウンタTN>閾値TN
oであれば、ステップS13に進んでカウンタTN及び
NOx吸着量の推定値NOeをリセットし、基本燃料噴
射量Qpbで燃料噴射を実行する。
In a succeeding step S9, it is determined whether or not the counter TN is larger than the threshold value TNo. Counter T
If N is equal to or less than the threshold value TNo, the routine proceeds to step S10, where the rich fuel injection amount Qpλ is given as the fuel injection amount Qpb, and this is set as the fuel injection amount Qp, and fuel injection is executed at a predetermined crank timing ( Steps S11, S
12). In step S9, counter TN> threshold TN
If it is o, the process proceeds to step S13, the counter TN and the estimated value NOe of the NOx adsorption amount are reset, and the fuel injection is executed at the basic fuel injection amount Qpb.

【0060】一方、ステップS5においてNOx吸着量
の推定値NOeが閾値NO以下であるときはステップS
14に進んでカウンタTNのカウント中か否かを判定す
る。カウント中であればステップS8に進んでNOx放
出制御を続行する。カウント中でなければステップS1
5に進んでSOx吸着量の推定値SOeが予め定めた閾
値SOo(SOx放出制御をすべきほどに硫黄被毒した
と考えられるSOx吸着量)よりも大きくなったか否か
を判定する。SOeがSOo以下であるときは、ステップ
S11に進んで基本燃料噴射量Qpbで燃料噴射を実行す
る(ステップS11,S12)。
On the other hand, when the estimated value NOe of the NOx adsorption amount is equal to or less than the threshold value NO in step S5, step S5
The process proceeds to step 14 to determine whether the counter TN is being counted. If counting is in progress, the process proceeds to step S8 to continue the NOx release control. If not counting, step S1
In step 5, it is determined whether the estimated value SOe of the SOx adsorption amount is larger than a predetermined threshold value SOo (SOx adsorption amount that is considered to have been poisoned by sulfur enough to perform SOx release control). When SOe is equal to or lower than SOo, the routine proceeds to step S11, where fuel injection is executed with the basic fuel injection amount Qpb (steps S11 and S12).

【0061】SOx吸着量の推定値SOeがSOoよりも
大きいときはステップS16に進んでカウンタTSの前
回値が零か否かを判定する。このカウンタTSは燃料噴
射量の増量制御を行なっている時間に相当するものであ
る。TSの前回値が零のときはステップS17に進んで
カウンタ閾値TSoをセットした後、ステップS18に
進んでカウンタTSをインクリメントし、TSの前回値
が零でないときはステップS16からS18に直接進ん
でカウンタTSのインクリメントを行なう。閾値TSo
は現在の触媒温度に基づきそれが所定値(例えば400
℃)以上であれば、該触媒温度が高いほど小さな値にセ
ットする。閾値TSoは実時間で1〜10分程度となる
範囲でセットすればよい。
When the estimated value SOe of the SOx adsorption amount is larger than SOo, the routine proceeds to step S16, where it is determined whether or not the previous value of the counter TS is zero. This counter TS corresponds to the time during which the fuel injection amount increase control is being performed. If the previous value of TS is zero, the process proceeds to step S17 to set the counter threshold value TSo, and then the process proceeds to step S18 to increment the counter TS. If the previous value of TS is not zero, the process directly proceeds from step S16 to S18. The counter TS is incremented. Threshold TSo
Is a predetermined value (for example, 400
C.) or higher, the higher the catalyst temperature, the smaller the value is set. The threshold value TSo may be set within a range of about 1 to 10 minutes in real time.

【0062】続くステップS19においてカウンタTS
が閾値TSoよりも大きいか否かを判定する。カウンタ
TSが閾値TSoよりも大きいときは、ステップS10
に進んで燃料噴射量Qpbとしてリッチ用燃料噴射量Qp
λを与え、これを燃料噴射量Qpとして所定のクランク
時期になったときに燃料噴射を実行する(ステップS1
1,S12)。ステップS19においてカウンタTS>
閾値TSoであれば、ステップS20に進んでカウンタ
TS、SOx吸着量の推定値SOe及びNOx吸着量の
推定値NOeをリセットし、基本燃料噴射量Qpbで燃料
噴射を実行する(ステップS11,S12)。
In the following step S19, the counter TS
Is greater than the threshold TSo. If the counter TS is larger than the threshold value TSo, step S10.
And the fuel injection amount Qpb for rich is set as the fuel injection amount Qpb.
λ is given, and this is set as the fuel injection amount Qp, and fuel injection is executed when a predetermined crank timing is reached (step S1).
1, S12). In step S19, counter TS>
If it is the threshold value TSo, the process proceeds to step S20, the counter TS, the estimated value SOe of the SOx adsorption amount and the estimated value NOe of the NOx adsorption amount are reset, and the fuel injection is executed at the basic fuel injection amount Qpb (steps S11 and S12). .

【0063】以上のように、NOx吸着材のNOx吸着
量が多くなると、エンジンが空燃比リーンの運転状態に
あっても、燃料噴射量が増量されて空燃比のリッチ化が
図られ、それによって排気ガスの酸素濃度が低下するた
め、NOx吸着材からNOxが放出される。この放出さ
れたNOxは外側触媒層13の貴金属触媒によって還元
浄化される。
As described above, when the NOx adsorbing amount of the NOx adsorbing material increases, the fuel injection amount is increased and the air-fuel ratio is enriched even when the engine is operating in the lean air-fuel ratio. Since the oxygen concentration of the exhaust gas decreases, NOx is released from the NOx adsorbent. The released NOx is reduced and purified by the noble metal catalyst in the outer catalyst layer 13.

【0064】また、NOx吸着材の硫黄被毒の度合が高
くなると、同じく燃料噴射量が増量されて空燃比のリッ
チ化が図られ、それによって排気ガス温度が上昇すると
ともに、触媒での酸化反応が活発になって、触媒温度が
上昇するため、NOx吸着材からSOxが脱離する。よ
って、NOx吸着材のNOx吸着能を再生させることが
できる。
Further, when the degree of sulfur poisoning of the NOx adsorbent becomes high, the fuel injection amount is also increased and the air-fuel ratio is made rich, so that the exhaust gas temperature rises and the oxidation reaction in the catalyst also occurs. Is activated and the catalyst temperature rises, so SOx is desorbed from the NOx adsorbent. Therefore, the NOx adsorption capacity of the NOx adsorbent can be regenerated.

【0065】なお、硫黄被毒時には空燃比をリッチにす
るとともに、点火時期のリタードによりさらに排気ガス
温度の上昇を図るようにしてもよく、また、二次エアを
触媒上流部位に供給して触媒における酸化反応を促進し
て、触媒の更なる昇温を図るようにしてもよい。
When sulfur is poisoned, the air-fuel ratio may be made rich, and the exhaust gas temperature may be further increased by retarding the ignition timing. Further, the secondary air may be supplied to the upstream portion of the catalyst to cause the catalyst to rise. It is also possible to promote the oxidation reaction in step 1 to further raise the temperature of the catalyst.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るエンジンの排気ガス浄化装置を示
す図。
FIG. 1 is a diagram showing an exhaust gas purifying apparatus for an engine according to the present invention.

【図2】本発明の実施形態1に係る排気ガス浄化用触媒
の層構造を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the layer structure of the exhaust gas purifying catalyst according to the first embodiment of the present invention.

【図3】同実施形態1の実施例のフレッシュ時及びエー
ジング後各々におけるHC吸着率、HC酸化率、トータ
ルのHC浄化率、並びにNOx浄化率を示すグラフ図。
FIG. 3 is a graph showing the HC adsorption rate, the HC oxidation rate, the total HC purification rate, and the NOx purification rate at the time of freshness and after aging in the example of the first embodiment.

【図4】本発明の実施形態2に係る排気ガス浄化用触媒
の層構造を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a layer structure of an exhaust gas purifying catalyst according to a second embodiment of the present invention.

【図5】同実施形態2の実施例及び比較例のエージング
後のHC吸着率、HC酸化率、トータルのHC浄化率、
並びにNOx浄化率を示すグラフ図。
FIG. 5 shows the HC adsorption rate after aging, the HC oxidation rate, the total HC purification rate of the example and the comparative example of the second embodiment,
A graph showing the NOx purification rate.

【図6】本発明に係るエンジンの燃料噴射制御を示すフ
ロー図。
FIG. 6 is a flowchart showing fuel injection control of the engine according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 気筒 3 燃料噴射弁 4 燃焼室 5 点火プラグ 6 吸気通路 7 排気通路 8 排気ガス浄化用触媒 11 担体 12 内側触媒層 13 外側触媒層 14 中間触媒層 1 engine Two cylinder 3 Fuel injection valve 4 Combustion chamber 5 spark plugs 6 Intake passage 7 exhaust passage 8 Exhaust gas purification catalyst 11 Carrier 12 Inner catalyst layer 13 Outer catalyst layer 14 Intermediate catalyst layer

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) B01J 37/02 B01D 53/36 104A F01N 3/10 ZAB 102H (72)発明者 山田 啓司 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 岡本 謙治 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 Fターム(参考) 3G091 AA02 AA17 AA24 AB09 AB10 BA39 GA06 GB01W GB02W GB03W GB05W GB09X GB10X GB17X 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 AB07 BA01X BA02Y BA03X BA11X BA14Y BA15X BA19X BA22X BA30X BA31X BA33X BA34X BA41X BB02 BC01 BD01 CC36 CC46 EA04 4G069 AA03 AA08 BA01B BA07B BB04B BB12C BC01A BC08A BC10B BC12B BC13B BC25A BC25B BC25C BC32A BC32B BC32C BC43B BC71B BC72B BC75B BE08C CA03 CA09 DA06 EA19 EE01 EE06 EE08 FA01 FA02 FA03 FB14 FB15 FB16 FB19 FB20 FB23 FC02 ZA19B Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B01J 37/02 B01D 53/36 104A F01N 3/10 ZAB 102H (72) Inventor Keiji Yamada 3 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture No. 1 in Mazda Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Okamoto No. 3 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture F-term in Mazda Co., Ltd. (reference) 3G091 AA02 AA17 AA24 AB09 AB10 BA39 GA06 GB01W GB02W GB03W GB05W GB09X GB10X GB17X 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 AB07 BA01X BA02Y BA03X BA11X BA14Y BA15X BA19X BA22X BA30X BA31X BA33X BA34X BA41X BB02 BC01 BD01 CC36 CC46 EA04 4G069 AA03 AA08 BA01B BA07B BB04B BB12C BC01A BC08A BC10B BC12B BC13B BC25A BC25B BC25C BC32A BC32B BC32C BC43B BC71B BC72B BC75B BE08C CA03 CA09 DA06 EA19 EE01 EE06 EE08 FA01 FA02 FA03 FB14 FB15 FB16 FB19 FB20 FB23 FC02 ZA19B

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 担体に、水に対して難溶性の炭酸塩を形
成する性質を有する第1触媒金属を含有する内側触媒層
と、第2触媒金属の炭酸塩を含有する外側触媒層とが形
成されている触媒の製造方法であって、 上記担体に上記内側触媒層を形成するためのサポート材
を担持するステップAと、 上記ステップAの後に上記サポート材に上記第1触媒金
属の溶液を含浸させるステップBと、 上記ステップBの後に上記外側触媒層形成用の触媒材料
を含むスラリーのコーティングを行なうステップCとを
備えていることを特徴とする触媒の製造方法。
1. An inner catalyst layer containing a first catalyst metal having a property of forming a sparingly soluble carbonate in water, and an outer catalyst layer containing a carbonate of a second catalyst metal on a carrier. A method for producing a formed catalyst, which comprises a step A of supporting a support material for forming the inner catalyst layer on the carrier, and a solution of the first catalyst metal on the support material after the step A. A method for producing a catalyst comprising: an impregnating step B; and a step C of coating the slurry containing the catalyst material for forming the outer catalyst layer after the step B.
【請求項2】 請求項1に記載されている触媒の製造方
法において、 上記第1触媒金属がAgであることを特徴とする触媒の
製造方法。
2. The method for producing a catalyst according to claim 1, wherein the first catalytic metal is Ag.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載されている
触媒の製造方法において、 上記第2触媒金属はアルカリ金属及びアルカリ土類金属
のうちから選択される少なくとも1種の金属であること
を特徴とする触媒の製造方法。
3. The method for producing a catalyst according to claim 1 or 2, wherein the second catalytic metal is at least one metal selected from alkali metals and alkaline earth metals. A method for producing a catalyst, comprising:
【請求項4】 請求項2に記載されている触媒の製造方
法において、 上記ステップBでは、上記Agを硝酸銀水溶液として上
記サポート材に含浸させることを特徴する触媒の製造方
法。
4. The method for producing a catalyst according to claim 2, wherein in step B, the support material is impregnated with Ag as an aqueous silver nitrate solution.
【請求項5】 請求項4に記載されている触媒の製造方
法において、 上記ステップBでは、硝酸銀水溶液と酢酸ビスマス水溶
液との混合用液を上記サポート材に含浸させることを特
徴とする触媒の製造方法。
5. The method for producing a catalyst according to claim 4, wherein in step B, the support material is impregnated with a liquid mixture of an aqueous silver nitrate solution and an aqueous bismuth acetate solution. Method.
【請求項6】 担体に、水に対して難溶性の炭酸塩を形
成する性質を有する第1触媒金属を含有する内側触媒層
と、第2触媒金属の炭酸塩を含有する外側触媒層とが形
成されている触媒であって、 上記担体に上記第1触媒金属のサポート材を含有する層
が形成され、この層に上記第1触媒金属が含浸担持され
て上記内側触媒層が形成され、 上記内側触媒層が形成された後に、上記外側触媒層が形
成されていることを特徴とする触媒。
6. An inner catalyst layer containing a first catalyst metal having a property of forming a sparingly soluble carbonate salt in water, and an outer catalyst layer containing a carbonate salt of a second catalyst metal on a carrier. The formed catalyst, wherein a layer containing a support material of the first catalytic metal is formed on the carrier, and the first catalytic metal is impregnated and supported on the layer to form the inner catalytic layer, A catalyst, wherein the outer catalyst layer is formed after the inner catalyst layer is formed.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015142914A (en) * 2011-03-24 2015-08-06 ユミコア日本触媒株式会社 Oxidation catalyst for cleaning exhaust gas, method of producing the same, and exhaust gas cleaning method using the same

Cited By (2)

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JP2015145005A (en) * 2011-03-24 2015-08-13 ユミコア日本触媒株式会社 Oxidation catalyst for exhaust gas purification, method for producing the same, and exhaust gas purification method using the same

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