JP2003154274A

JP2003154274A - 排ガス浄化触媒、排ガス浄化方法及び装置

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Publication number: JP2003154274A
Application number: JP2001356270A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Iizuka; 秀宏飯塚; Kojiro Okude; 幸二郎奥出; Hisao Yamashita; 寿生山下; Masami Nagano; 正美永野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2003-05-27
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: JP3839309B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジン起動時の温度である室温から３００
℃以下の広い温度領域における、炭化水素ＨＣの浄化性
能に優れた排ガス浄化触媒、排ガス浄化方法及び装置を
提供する。【解決手段】エンジン起動時に排出される炭化水素を
浄化させる排ガス浄化触媒であって、該排ガス浄化触媒
は、炭化水素吸着材と、Ｒｈ、Ｐｔ及びＰｄの触媒活性
成分とを有し、前記Ｒｈと前記Ｐｔとの重量比（Ｒｈ／
Ｐｔ）が０．０２６以上０．１００以下であって、前記
Ｒｈと前記Ｐｄとの重量比（Ｒｈ／Ｐｄ）が０．０３８
以上０．０８６以下であってなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス浄化装置、
浄化方法及び装置に係り、特に、エンジン始動時に自動
車から排出される炭化水素を浄化させる排ガス浄化装
置、浄化方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の排ガス規制には、窒素酸化物ＮＯ
ｘ、炭化水素ＨＣ、一酸化炭素ＣＯ等の排ガス成分が対
象となっている。このうち、前記ＨＣは、エンジン起動
時から約１８０秒程度のいわゆるエンジン始動直後に多
く発生するものであり、環境に大きな影響を与えるもの
である。

【０００３】ここで、このようなＨＣを浄化させるべ
く、排ガス中のＨＣを吸着・浄化させる排ガス浄化触媒
の技術が提案されている（例えば、特開平７−９６１７
８号公報参照）。該提案の技術は、ゼオライト（沸石）
の表面にＡｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｍｇの中の少
なくとも一種の金属成分を担持させ、オゾン生成能力の
高いＨＣに関しての吸着能力が特に高い吸着材に対し、
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｅ、Ｍｎの中の少なくとも一種の金属成
分を担持させ、さらにＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３を担持させ
た吸着材に関する技術である。

【０００４】また、前記排ガス浄化触媒の技術の他の一
例としては、シリカ／アルミナ（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ
３）モル比が３００以下のモルデナイトよりなる担体
と、Ｐｔ及びＲｈの少なくとも一方と、Ｐｄと、前記担
体のイオン交換サイトにイオン交換担持された貴金属
と、からなるＨＣ吸着材の技術が提案され（例えば、特
開２００１−９８９２９号公報）、さらに、前記排ガス
浄化触媒のさらに他の一例としては、特開２００１−７
９４２３号公報、特開２００１−１１３１７３号公報、
特開平７−１７４０１７号公報等の技術が各種提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、炭化水素吸
着材は、ＨＣを吸着させることはできるものの、この吸
着されたＨＣは、温度上昇に伴っていずれ脱離されるこ
とになる。そして、この脱離されたＨＣを浄化しなけれ
ば、外部にそのまま排出されてしまい、環境の悪化をも
たらすという問題がある。したがって、上記ＨＣの外部
への排出を防ぐためには、吸着されたＨＣは、排ガス中
に共存される酸素を用いてＣＯ２に酸化させて浄化させ
ることが必要である。

【０００６】そして、触媒の性能を調べる指標の一つと
して、ＨＣの浄化率が５０%となる温度（Ｔ５０）が一
般に知られている。これは、吸着されたＨＣが、この設
定された温度で効率良く酸化・浄化されているかを判断
するために有用な指標である。ここで、今後一層強化さ
れる種々の排ガス規制に対応させるには、エンジン起動
時の温度が室温から３００℃以下の範囲でのＨＣの浄化
が必要になる。

【０００７】つまり、本発明者は、エンジン起動時の温
度が室温から３００℃以下の範囲でも、ＨＣが効率良く
浄化できる触媒を構成するべく、その判断指標であるＴ
５０を２５０℃以下に設定し、これが達成できる排ガス
浄化触媒の構成を得たところを新たな知見とするもので
ある。

【０００８】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、エンジン起動時の
温度である室温から３００℃以下の広い温度領域におけ
る、炭化水素の浄化性能に優れた排ガス浄化触媒、排ガ
ス浄化方法及び装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る排ガス浄化触媒は、エンジン起動時に排出
される炭化水素を浄化させる排ガス浄化触媒であって、
該排ガス浄化触媒は、炭化水素吸着材と、Ｒｈ、Ｐｔ及
びＰｄの触媒活性成分とを有し、前記Ｒｈと前記Ｐｔと
の重量比（Ｒｈ／Ｐｔ）が０．０２６以上０．１００以
下であって、前記Ｒｈと前記Ｐｄとの重量比（Ｒｈ／Ｐ
ｄ）が０．０３８以上０．０８６以下であることを特徴
としている。

【００１０】前記の如く構成された本発明の排ガス浄化
触媒は、ＨＣの浄化率が５０%となる温度（Ｔ５０）の
目標値２５０℃以下を達成するべく、ＲｈとＰｔとの重
量比（Ｒｈ／Ｐｔ）が０．０２６以上０．１００以下で
あって、ＲｈとＰｄとの重量比（Ｒｈ／Ｐｄ）が０．０
３８以上０．０８６以下とされているので、エンジン起
動時の温度が従来よりも低い値においても、ＨＣの浄化
性能の向上を図ることができる。なお、本発明における
エンジン起動時とは、暖気運転をせずにエンジンを始動
（コールドスタート）した場合における所定の一定期間
又は一定状態を意味する。より具体的には、前記一定期
間とは、エンジン始動直後から１８０秒間以内を意味
し、前記一定状態とは、前記排ガス浄化触媒に流入され
る排ガスの温度がエンジン始動直後の室温付近から３０
０℃以下の状態を意味する。

【００１１】また、炭化水素吸着材は、内燃機関起動時
において排ガス中の炭化水素を吸着により捕捉する材で
あり、この炭化水素吸着材としてはゼオライトが望まし
い。このゼオライトは、一般的に、以下の組成を有する
結晶である（小野嘉夫ら編集、触媒の辞典、朝倉出版
（２０００）ｐ３３４〜ｐ３３５）。

【００１２】

【化１】（Ｍ¹，Ｍ² _1/2）_m（Ａｌ_mＳｉ_nＯ_2(m+n)）・ｘＨ₂Ｏここで、Ｍ¹はＮａ⁺等の１価カチオン、Ｍ²はＣａ²⁺な
どの２価カチオン、ＳｉとＡｌの比ｎ／ｍは、前記ゼオ
ライトの種類によって１から無限大まで変化する。前記
ゼオライトの名称としては、例えば、ベータ、エリオナ
イト、Ｘ、Ｙ、フェリオライト、Ａ、Ｌ、ＺＳＭ−５、
ＴＳ−１、モルデナイト、ＭＣＭ−２２等がある。そし
て、前記ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比が１５〜５００の
ゼオライトを用いることが望ましく、特に、ＳｉＯ２／
Ａｌ２Ｏ３モル比が２００〜５００のモデルデナイトが
最適となる。

【００１３】さらに、細孔径が５〜１０オングストロー
ムとなるゼオライトを用いることが望ましく、この細孔
径では、エンジンからの排ガスに含まれるＨＣを効率良
く吸着することができる。前記細孔径となるゼオライト
としては、ＺＳＨ−５、モルデナイト、Ｙ、Ｘがある。
特に、分子径の大きな芳香族炭化水素の吸着量を増加さ
せるためには、ゼオライトの細孔径は７〜１０オングス
トロームが好適となる。なお、ゼオライトの細孔径が７
〜１０オングストロームとなるゼオライトには、ＺＳＭ
−５、モルデナイトがある。

【００１４】そして、前記ゼオライトに吸着された炭化
水素は、排気ガス温度が上昇する（例えば、１５０℃以
上）と、前記ゼオライトから脱着するので、これを抑制
させるためには、炭化水素吸着材として、前記ゼオライ
トにＡｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｍｇから選ばれた
少なくとも一種を担持させたものを用いることが望まし
ものである。そして、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｂａ、
Ｍｇの中では、特に、Ａｇが好適である。

【００１５】なお、前記ゼオライトへのＡｇ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｍｇの含有方法は、イオン交換、含
浸、混練法等の方法がある。また、ゼオライトへのＲ
ｈ、Ｐｔ、Ｐｄ及びＣｅ、Ｚｒの担持方法は、含浸、混
練法等があるが、イオン交換法は、担持に関しては、ゼ
オライトのイオン交換サイトが少ないと、Ｒｈ、Ｐｔ、
Ｐｄが適量担持されないために好ましくない。また、Ａ
ｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ
及びＣｅ、Ｚｒの原料は、酸化物、硝酸塩、炭酸塩、水
酸化物、酢酸塩、錯体塩、ジニトロジアミン硝酸塩等が
ある。

【００１６】なお、排ガス浄化触媒の形状は、上記のコ
ージェライトハニカムに担持されたもののほか、粒状、
メタルハニカムに担持されたもの等がある。また、本発
明に係る排ガス浄化触媒の具体的態様は、前記Ｒｈの担
持量は、前記炭化水素吸着材の１００重量部に対し、
０．１５０以上０．５００以下の重量部であること、前
記排ガス浄化触媒は、さらにＣｅとＺｒの少なくとも一
種類を有し、該Ｃｅ若しくはＺｒの担持量は、前記炭化
水素吸着材の１００重量部に対し、５から４０重量部で
あることを特徴としている。

【００１７】なお、これは、エンジン起動時の空燃比が
理論空燃比（空気／燃料比１４．７）近傍となっている
場合には、前記排ガス浄化触媒に吸着されたＨＣ量に対
して、排ガス中に共存する酸素量が不足し、未燃のＨＣ
が前記触媒から排出される可能性があることから、該触
媒にＣｅＯ２等のセリウム成分を担持し、ＨＣの浄化の
促進を図っているものである。

【００１８】また、Ｃｅの代わりにジルコニウムＺｒで
あっても良く、特に、ＣｅＯ２、及びＣｅとＺｒから選
ばれた少なくとも一つからなる酸化物又は複合酸化物を
担持させると、これらは、Ｏ２吸蔵及び放出機能を有し
ているため、ＨＣの燃焼に必要なＯ２をＲｈ、Ｐｔ、Ｐ
ｄに供給することが可能となる。その結果、ＨＣは、Ｒ
ｈ、Ｐｔ、Ｐｄ上で効果的に浄化される。なお、Ｚｒの
担持量もまた、前記Ｃｅの担持量と同様に、Ａｇ含有ゼ
オライト１００重量部に対して５〜４０重量部に設定さ
れる。

【００１９】さらに、本発明に係る排ガス浄化触媒の他
の具体的態様は、前記炭化水素吸着材は、Ａｇが含有さ
れるゼオライトであること、又は前記Ｐｔの担持量は、
前記Ｒｈと前記Ｐｔとの重量比で０．０３８以上０．０
６０以下であること、又は前記Ｐｄの担持量は、前記Ｒ
ｈと前記Ｐｄとの重量比で０．０４４以上０．０７０以
下であることを特徴としている。

【００２０】また、本発明に係る排ガス浄化方法は、前
記排ガス浄化触媒に排ガスを通し、エンジン起動時に排
出される炭化水素を浄化させること、前記排ガス浄化触
媒を通った排ガスは、その後、該排ガス浄化触媒の下流
側に配置される三元触媒若しくはリーンＮＯｘ触媒を通
ること、又は前記排ガス浄化触媒を通った排ガスは、該
排ガス浄化触媒の上流側に配置されるプリ触媒をすでに
通った排ガスであることを特徴としている。

【００２１】さらに、本発明に係る排ガス浄化装置は、
前記排ガス浄化触媒を有すること、前記排ガス浄化触媒
の下流側には、三元触媒若しくはリーンＮＯｘ触媒が配
置されていること、又は前記排ガス浄化触媒の上流側に
は、プリ触媒が配置されていることを特徴としている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面及び表により本発明の
実施形態について説明する。

【００２３】本実施形態の排ガス浄化触媒は、エンジン
起動時に排出される炭化水素ＨＣを効率良く浄化させる
ものであり、炭化水素吸着材に対し、ロジウムＲｈ、白
金Ｐｔ及びパラジウムＰｄの貴金属の触媒活性成分を所
定の比率で担持させることを基本構成とするものであ
る。

【００２４】〔実施例１〕本実施例の排ガス浄化触媒
は、炭化水素吸着材たるゼオライトの一態様であって、
ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比２２０となるモルデナイト
に対し、Ａｇをイオン交換法で含有させたＨＣ吸着材を
有している。該イオン交換法は、精製水（４００ｇ）に
酢酸Ａｇ（１．０８ｇ）を添加して７０℃に加熱し、続
いて、この７０℃に保たれた前記酢酸Ａｇ溶液に前記モ
ルデナイト（２０ｇ）を添加して５時間分散させる。そ
して、前記酢酸Ａｇと前記モルデナイトとの混合液から
固体成分をろ過分離させた後、該固体成分を１２０℃で
乾燥及び５００℃で焼成することでＡｇ含有モルデナイ
ト（以下、ＡｇＭと記す。）を得る。

【００２５】次に、該ＡｇＭの粉末をコージェライト製
ハニカム（４００セル／ｉｎｃ²）にコーティングす
る。このコーティング量は、ハニカムの見掛けの容積１
リットルあたり１９０ｇとした。最後に、該ＡｇＭコー
ティングハニカムに対し、セリウムＣｅ、Ｒｈ、Ｐｔ並
びにＰｄの各触媒活性成分を含浸担持させる。つまり、
まず、該ＡｇＭコーティングハニカムに対し、硝酸Ｃｅ
水溶解等を含浸させた後、２００℃で乾燥、続いて６０
０℃で焼成する。次に、ジニトロジアミンＰｔ硝酸溶
液、ジニトロジアミンＰｄ硝酸溶液及び硝酸Ｒｈの混合
液を含浸させ、２００℃で乾燥、続いて６００℃で焼成
するものである。表１は、本試験で供試された触媒を示
している。

【００２６】

【表１】

【００２７】例えば、表１においてＣｅが３５重量部、
Ｒｈが０．３重量部、Ｐｔが２．７９重量部、Ｐｄが
９．０重量部の触媒活性成分を担持した触媒は、炭化水
素吸着材ＡｇＭの１００重量部に対して、金属元素換算
でＣｅが３５ｇ、Ｒｈが０．３ｇ、Ｐｔが２．７９ｇ、
Ｐｄが９．０ｇ含有されていることを示している。この
ときのＲｈとＰｔとの重量比（Ｒｈ／Ｐｔ）は０．１０
８、ＲｈとＰｄとの重量比（Ｒｈ／Ｐｄ）は０．０３３
となる。

【００２８】〔試験例１〕まず、ＨＣ浄化率からＨＣの
浄化性能を検討する。その試験方法は、反応ガスを用い
て以下の手順に従った。この反応ガスの組成は、Ｃ３Ｈ
６が６００ｐｐｍ、Ｏ２が０．５％、Ｎ２が残りであ
る。そして、触媒容積を６ｃｃ、空間速度ＳＶを３０，
０００ｈ^-1とし、前記反応ガスを流通させながら、室温
から４００℃まで、５０℃／ｍｉｎで昇温させた。

【００２９】ここで、前記ＨＣ浄化率は、式（１）の触
媒層流通前後のＨＣ濃度の減少率としている。

【数１】ＨＣ浄化率＝（（触媒層流通前のＨＣ濃度−触媒層流通後のＨＣ濃度）／（触媒層流通前のＨＣ濃度））×１００（１）

【００３０】そして、温度１００℃以上において、ＨＣ
浄化率が５０%になる温度を示す指標として、Ｔ５０
（℃）と定義し、本実施形態では、エンジン起動時に近
い温度における吸着されたＨＣを効率良く浄化させる触
媒を構成するために、Ｔ５０の目標値を２５０℃とす
る。なお、Ｔ５０の値が２５０℃より低い程、性能の良
い触媒であることを意味する。

【００３１】（試験結果）図１は、Ｒｈ／Ｐｔ重量比に
対するＴ５０の変化を示したものである。図示のよう
に、Ｒｈが０であるＲｈ／Ｐｔ重量比０からこの重量比
を大きくすると、Ｒｈ／Ｐｔ重量比が０．０２６におい
て、Ｔ５０が２５０℃に達し、その後、Ｒｈ／Ｐｔ重量
比が０．０３８において、Ｔ５０が２３０℃に達し、Ｒ
ｈ／Ｐｔ重量比が０．０５０において、Ｔ５０が極小値
２０６℃となる。そして、Ｒｈ／Ｐｔ重量比が０．０６
０において、Ｔ５０が２３０℃になり、その後、Ｒｈ／
Ｐｔ重量比が０．１００において、Ｔ５０が２５０℃に
なる曲線を描くことが分かる。

【００３２】つまり、Ｒｈ／Ｐｔ重量比で０．０２６未
満、又は０．１００よりも大きくなると、Ｔ５０たるＨ
Ｃの酸化・浄化性能が悪化する。そして、本実施形態の
目標値であるＴ５０が２５０℃となるのは、ＲｈとＰｔ
との重量比（Ｒｈ／Ｐｔ）が０．０２６以上０．１００
以下であり、この範囲が触媒を構成させるために適する
条件であることが分かる。

【００３３】図２は、Ｒｈ／Ｐｄ重量比に対するＴ５０
の変化を示したものである。図示のように、Ｒｈが０で
あるＲｈ／Ｐｄ重量比０からこの重量比を大きくする
と、Ｒｈ／Ｐｄ重量比が０．０３８において、Ｔ５０が
２５０℃に達し、その後、Ｒｈ／Ｐｄ重量比が０．０４
４において、Ｔ５０が２３０℃に達し、Ｒｈ／Ｐｄ重量
比が０．０５０において、Ｔ５０が極小値２０６℃とな
る。そして、Ｒｈ／Ｐｄ重量比が０．０７０において、
Ｔ５０が２３０℃になり、その後、Ｒｈ／Ｐｄ重量比が
０．０８６において、Ｔ５０が２５０℃になる曲線を描
くことが分かる。

【００３４】つまり、Ｒｈ／Ｐｄ重量比で０．０３８未
満、又は０．０８６よりも大きくなると、Ｔ５０たるＨ
Ｃの酸化・浄化性能が悪化する。そして、本実施形態の
目標値であるＴ５０が２５０℃となるのは、ＲｈとＰｄ
との重量比（Ｒｈ／Ｐｄ）が０．０３８以上０．０８６
以下であり、この範囲が触媒を構成させるために適する
条件であることが分かる。

【００３５】図３は、Ｔ５０が２５０℃以下又は２３０
℃以下となるＲｈ／Ｐｔ及びＲｈ／Ｐｄ重量比の範囲を
示したものであり、図示のように、本実施形態の排ガス
浄化触媒は、Ｒｈ／Ｐｔ重量比とＲｈ／Ｐｄ重量比とが
相互に作用する範囲内に入るように、Ｒｈに対するＰｔ
及びＰｄの各担持比率を設定することによって、ＨＣの
浄化性能の向上を図ることができる。すなわち、最適な
前記Ｐｔの担持量は、前記Ｒｈと前記Ｐｔとの重量比で
０．０３８以上０．０６０以下であり、最適な前記Ｐｄ
の担持量は、前記Ｒｈと前記Ｐｄとの重量比で０．０４
４以上０．０７０以下である。

【００３６】〔実施例２〕本実施例は、前記実施例１の
触媒調製方法を用い、ＡｇＭ１００重量部に対して、触
媒活性成分のうち、Ｒｈ担持量のみを変化させたもので
ある。表２は、本試験に供試した触媒を示している。

【００３７】

【表２】そして、前記実施例１の試験例１と同じ方法でＨＣ浄化
率を測定する。

【００３８】（試験結果）図４は、Ｒｈ担持量に対する
Ｔ５０の変化を示したものである。図示のように、Ｒｈ
０からこの担持量を大きくし、前記Ｒｈが０．１５０に
てＴ５０が２５０℃に達し、その後、前記Ｒｈが約０．
３００にてＴ５０が２１０℃の極小値となり、その後、
前記Ｒｈが０．５００にてＴ５０が２５０℃になる曲線
を描くことが分かる。

【００３９】つまり、Ｒｈの担持量は、ＡｇＭ１００重
量部に対して０．１５０重量部よりも低くなると、Ｔ５
０であるＨＣの酸化・浄化性能が悪化し、また、０．５
００重量部より大きくしても前記Ｔ５０の大きな向上は
見られず、しかも、前記Ｒｈが高価な貴金属であること
を鑑みると、０．５００重量部よりも大きくすることは
好ましくないことから、本実施形態の目標値であるＴ５
０が２５０℃以下となるのは、Ｒｈの担持量が、ＡｇＭ
１００重量部に対して０．１５０以上０．５００以下で
あり、この範囲が触媒を構成させるために適する条件で
あることが分かる。

【００４０】〔実施例３〕本実施例は、触媒活性成分の
うち、前記実施例１の触媒のＣｅ担持量を、ＡｇＭ１０
０重量部に対して０〜５０重量部と変化させたものであ
り、そのときのＴ５０を測定したものである。また、試
験方法は、前記実施例１の試験例１と同様である。

【００４１】（試験結果）表３は、前記試験結果を示し
たものである。

【表３】

【００４２】表からも分かるように、Ｃｅの担持量が５
〜４０重量部においてＴ５０は２３０℃以下となってお
り、また、Ｃｅの担持量が５重量部未満、及び４０重量
部より大きくなると、前記目標値には達しているもの
の、Ｔ５０は２３０℃よりも高くなっていることが分か
る。なお、Ｃｅの担持量を３５重量部とするのが最適値
であることも分かる。

【００４３】したがって、本実施形態の排ガス浄化触媒
は、さらに、Ｃｅが担持させる場合には、このＣｅ担持
量は、上記のように５〜４０重量部が最適範囲であるこ
とから、ＡｇＭ１００重量部に対して５〜４０重量部と
している。これにより、低温度域でのＨＣ浄化率を一層
高めることができる。

【００４４】〔実施例４〕本実施例は、前記実施例１に
記載の方法で作製されたＡｇＭ１００重量部に対して、
金属換算でＣｅが３５ｇ、Ｒｈが０．３ｇ、Ｐｔが６．
０ｇ、Ｐｄが６．０ｇの各触媒活性成分を担持させた触
媒を実施例触媒１とし、一方、前記実施例１に記載の方
法で作製されたＡｇＭのみ、つまり、前記Ｃｅ、Ｒｈ、
Ｐｔ、Ｐｄが担持されない触媒を比較例触媒１として、
前記実施例１の試験例１に記載のＨＣ浄化率をそれぞれ
測定したものである。

【００４５】（試験結果）図５は、昇温時におけるＨＣ
浄化率を示している。図示のように、比較例触媒１は、
温度が５０℃〜１５０℃においてはＨＣを吸着し、温度
が２００℃に達するまでは、ＨＣ浄化率が正値を示して
ＨＣの浄化がなされている一方で、温度が２００℃以上
になると、ＨＣ浄化率は負値となっていることが分か
る。すなわち、ＡｇＭのみでは、ＨＣを酸化する機能が
低いので、吸着されたＨＣのほとんどが酸化されること
なく脱離されていることが分かる。なお、吸着したＨＣ
の脱離の終了に近づくにつれて、ＨＣ浄化率は０に近づ
いていく。

【００４６】これに対し、実施例触媒１は、温度が５０
℃〜１５０℃においてはＨＣを吸着し、温度が１５０℃
を越えると、ＨＣ浄化率の正値が＋１００％に向かって
増大していることが分かる。換言すれば、測定された温
度の全域においてＨＣ浄化率が正値となっている。すな
わち、吸着されたＨＣが効率良く酸化されており、前記
Ｃｅ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄが担持された前記実施例触媒１
は、前記Ｃｅ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄが担持されない前記比
較例触媒１に比して、ＨＣ浄化性能に優れていることは
明らかである。

【００４７】〔実施例５〕本実施例は、図６に示すよう
に、本実施形態の排ガス浄化触媒を自動車に設置させた
状態を示したものである。自動車１００のエンジン９９
は、各種センサの出力信号に基づいてエンジンコントロ
ール１１にて各種アクチュエータの制御がなされてお
り、エンジン９９から延出されたエキゾーストパイプ１
０１には、空燃比センサ８と、上述の本実施形態の排ガ
ス浄化触媒１０とが各々の適宜位置に配設されている。
そして、エンジン起動時の排ガス中のＨＣは、エンジン
９９のエキゾーストパイプ１０１流路に設けられた排ガ
ス浄化触媒１０にて吸着され、その後、酸化されること
によって浄化されている。

【００４８】〔実施例６〕本実施例は、図７に示すよう
に、本実施形態の排ガス浄化触媒を自動車に設置させた
状態の他の例を示したものである。つまり、エキゾース
トパイプ１０１には、空燃比センサ８と、本実施形態の
排ガス浄化触媒１０とが各々の適宜位置に配設されてい
るとともに、三元触媒（若しくはリーンＮＯｘ触媒）１
２が排ガス浄化触媒１０の下流側に配設されている。

【００４９】そして、エンジン起動時の排ガス中のＨＣ
は、排ガス浄化触媒１０にて浄化され、エンジン起動時
以降の排ガス中のＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯは、エンジン９９
が理論空燃比（Ａ／Ｆ：１４．７）近傍以下のみで運転
される場合には、三元触媒又はリーンＮＯｘ触媒１２を
三元触媒とすることで浄化されている。

【００５０】一方、エンジン起動時以降において、エン
ジン９９が理論空燃比（Ａ／Ｆ：１４．７）よりも高い
運転（以下、リーン運転と記す。例えば、Ａ／Ｆ１８以
上）を含む場合には、リーンＮＯｘ触媒１２によって排
ガス中のＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯが浄化される。

【００５１】なお、このリーンＮＯｘ触媒１２として
は、例えば、以下の３種類がある。１．リーン運転にて排ガス中のＮＯｘを排ガス中に共存
する還元剤（ＨＣ、ＣＯ、Ｈ２等）を用いて定常的に還
元浄化する。２．リーン運転にて排ガス中のＮＯｘをＮＯｘ吸収剤に
硝酸化合物を形成して一時的に捕捉し、ストイキ又はリ
ッチ運転に切換えて前記捕捉ＮＯｘを還元浄化する。３．リーン運転にて排ガス中のＮＯｘをＮＯｘ吸着材に
一時的に吸着保持し、ストイキ又はリッチ運転に切換え
て前記吸着ＮＯｘを還元浄化する。

【００５２】〔実施例７〕本実施例は、図８に示すよう
に、本実施形態の排ガス浄化触媒を自動車に設置させた
状態のさらに他の例を示したものである。すなわち、エ
キゾーストパイプ１０１には、空燃比センサ８と、本実
施形態の排ガス浄化触媒１０とが各々の適宜位置に配設
されているとともに、プリ触媒２０が排ガス浄化触媒１
０の上流側に配設されている。プリ触媒２０は、排ガス
中のＨＣを、共存する酸素で酸化浄化させる機能を有す
るものである。例えば、アルミナ担体にＰｄ等の貴金属
を担持させたものが該当する。

【００５３】そして、エンジン９９からの排ガスは、エ
キゾーストパイプ１０１の流通時に徐々に冷却されるの
で、排ガス浄化触媒１０に流入する排ガス温度は、エン
ジン９９の排出時よりも低下することを鑑みて、エンジ
ン直下に、高い耐熱性を有するプリ触媒２０が設けられ
ており、これにより、エンジン起動時において排ガス浄
化触媒１０にて浄化されるＨＣ量の低減を図ることがで
きる。以上のように、本発明の前記実施形態は、上記の
構成としたことによって次の機能を奏するものである。

【００５４】すなわち、本実施形態の排ガス浄化触媒１
０は、Ａｇ含有モルデナイトの炭化水素吸着材に対し、
Ｒｈ、Ｐｔ及びＰｄの貴金属の触媒活性成分を担持させ
るとともに、Ｃｅを担持させており、Ａｇ含有モルデナ
イト１００重量部に対して、Ｒｈの担持量を０．１５０
〜０．５００重量部とし、Ｐｔの担持量をＲｈ／Ｐｔ重
量比で０．０２６以上０．１００以下、Ｐｄの担持量を
Ｒｈ／Ｐｄ重量比で０．０３８以上０．０８６以下にす
るとともに、Ｃｅの触媒活性成分の担持量を５〜４０重
量部としているので、エンジン起動時に近い温度で吸着
されたＨＣを効率良く浄化させる指標（Ｔ５０が２５０
℃以下）を達成することができ、従来の如く、炭化水素
吸着材に対し、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄがそれぞれ単独に担持
された触媒、又は、ＲｈとＰｔ、ＲｈとＰｄ、若しくは
ＰｔとＰｄがそれぞれ担持された触媒よりも優れたＨＣ
浄化性能が得られ、しかも、ＨＣの吸着状態を維持した
ままでＣＯ２に酸化させることができ、エンジン起動時
の温度である室温〜３００℃以下の広い温度領域におけ
るＨＣの効率の良い浄化の一層の向上を図ることができ
る。

【００５５】以上、本発明の一実施形態について詳説し
たが、本発明は前記実施形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しな
い範囲で、設計において種々の変更ができるものであ
る。例えば、前記実施形態では、触媒活性成分としてＣ
ｅが担持されているが、Ｃｅの代わりにジルコニウムＺ
ｒ、若しくはＣｅとＺｒの複合酸化物であっても良く、
この場合にも前記と同様の効果を得ることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明の排ガス浄化触媒は、エンジン起動時に近い温度にて
吸着された炭化水素を効率良く浄化させる指標を達成さ
せるべく、炭化水素吸着材に対し、Ｒｈ、Ｐｔ及びＰｄ
の貴金属の触媒活性成分の担持量が相関関係によって設
定されているので、エンジンの始動期間における炭化水
素の排出量を抑制させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における排ガス浄化触媒のＲ
ｈ／Ｐｔ担持量比に対する指標（Ｔ５０）を示す図。

【図２】図１の排ガス浄化触媒のＲｈ／Ｐｄ担持量比に
対する指標（Ｔ５０）を示す図。

【図３】図１の排ガス浄化触媒のＲｈ／Ｐｔ担持量比と
Ｒｈ／Ｐｄ担持量比に対する指標（Ｔ５０）の相関図。

【図４】図１の排ガス浄化触媒のＲｈ担持量に対する指
標（Ｔ５０）を示す図。

【図５】図１の排ガス浄化触媒におけるＨＣ浄化性能の
温度プロファイル。

【図６】図１の排ガス浄化触媒を備えた自動車の説明
図。

【図７】図１の排ガス浄化触媒を備えた他の自動車の説
明図。

【図８】図１の排ガス浄化触媒を備えたさらに他の自動
車の説明図。

【符号の説明】

１０排ガス浄化触媒１２三元触媒（リーンＮＯｘ触媒）２０プリ触媒９９エンジン

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｅ 3/28 ３０１Ｅ 3/28 ３０１３０１ＪＢ０１Ｄ 53/36 １０４Ａ１０１Ｂ１０４Ｚ (72)発明者山下寿生茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者永野正美茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器グループ内Ｆターム(参考） 3G091 AA17 AA28 AB02 AB03 AB05 AB10 BA03 BA14 BA15 BA19 BA33 CA18 CB02 DA01 DA02 DB10 EA26 EA34 FA02 FA04 FA12 FB02 FB10 FB12 FC07 GA01 GA06 GA16 GB01W GB01X GB01Y GB04W GB05W GB05Y GB06W GB07W GB09Y GB10W GB10X GB17X HA08 HA10 HA12 HA18 HA36 HA37 4D048 AA06 AA13 AA18 AB01 AB05 AB07 BA08Y BA10X BA11X BA19X BA30X BA31X BA33X BA34X BB02 CC32 CC44 CC47 EA04 4G069 AA03 BA07A BA13A BA13B BB02A BB02B BB04A BB04B BC32A BC32B BC43A BC43B BC51A BC71A BC71B BC72A BC72B BC75A BC75B CA03 CA07 CA09 CA15 EA19 EB12Y EE08 FC08 ZA01A ZA03A ZA04A ZA06A ZA06B ZA11A ZD01 ZF05A ZF05B

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン起動時に排出される炭化水素を
浄化させる排ガス浄化触媒において、該排ガス浄化触媒は、炭化水素吸着材と、Ｒｈ、Ｐｔ及
びＰｄの触媒活性成分とを有し、前記Ｒｈと前記Ｐｔと
の重量比（Ｒｈ／Ｐｔ）が０．０２６以上０．１００以
下であって、前記Ｒｈと前記Ｐｄとの重量比（Ｒｈ／Ｐ
ｄ）が０．０３８以上０．０８６以下であることを特徴
とする排ガス浄化触媒。
【請求項２】前記Ｒｈの担持量は、前記炭化水素吸着
材の１００重量部に対し、０．１５０以上０．５００以
下の重量部であることを特徴とする請求項１記載の排ガ
ス浄化触媒。
【請求項３】前記排ガス浄化触媒は、さらにＣｅとＺ
ｒの少なくとも一種類を有し、該Ｃｅ若しくはＺｒの担
持量は、前記炭化水素吸着材の１００重量部に対し、５
から４０重量部であることを特徴とする請求項１又は２
記載の排ガス浄化触媒。
【請求項４】前記炭化水素吸着材は、Ａｇが含有され
るゼオライトであることを特徴とする請求項１乃至３の
いずれか一項に記載の排ガス浄化触媒。
【請求項５】前記Ｐｔの担持量は、前記Ｒｈと前記Ｐ
ｔとの重量比で０．０３８以上０．０６０以下であるこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の
排ガス浄化触媒。
【請求項６】前記Ｐｄの担持量は、前記Ｒｈと前記Ｐ
ｄとの重量比で０．０４４以上０．０７０以下であるこ
とを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の
排ガス浄化触媒。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか一項に記載の
前記排ガス浄化触媒に排ガスを通し、エンジン起動時に
排出される炭化水素を浄化させることを特徴とする排ガ
ス浄化方法。
【請求項８】前記排ガス浄化触媒を通った排ガスは、
その後、該排ガス浄化触媒の下流側に配置される三元触
媒若しくはリーンＮＯｘ触媒を通ることを特徴とする請
求項７記載の排ガス浄化方法。
【請求項９】前記排ガス浄化触媒を通った排ガスは、
該排ガス浄化触媒の上流側に配置されるプリ触媒をすで
に通った排ガスであることを特徴とする請求項８又は９
記載の排ガス浄化方法。
【請求項１０】請求項１乃至６のいずれか一項に記載
の前記排ガス浄化触媒を有することを特徴とする排ガス
浄化装置。
【請求項１１】前記排ガス浄化触媒の下流側には、三
元触媒若しくはリーンＮＯｘ触媒が配置されていること
を特徴とする請求項１０記載の排ガス浄化装置。
【請求項１２】前記排ガス浄化触媒の上流側には、プ
リ触媒が配置されていることを特徴とする請求項１１又
は１２記載の排ガス浄化装置。