JP2003164765A - 排気ガス浄化用強磁性触媒および排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化用強磁性触媒および排気ガス浄化装置Info
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱源から触媒粒子への熱伝達損失を解消し、
触媒昇温時間を短縮した排気ガス浄化用強磁性触媒およ
びそれを用いた排気ガス浄化装置を提供する。 【解決手段】 強磁性かつ触媒活性を有する合金および
化合物の少なくとも一方から成る排気ガス浄化用強磁性
触媒。望ましくは、上記合金がＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏのうち
の１種以上の強磁性成分とＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈのうちの１
種以上の触媒活性成分とを含み、上記化合物が組成式Nd
1-xKxMn1-yTiyO3またはNd1-xRbxMn1-yTiyO 3(いずれも，
0<x<1，0<y<1）のペロブスカイト化合物から成る。上記
強磁性触媒を担持させた担体と、この担体に近接させた
誘導加熱コイルとを備えた排気ガス浄化装置。
触媒昇温時間を短縮した排気ガス浄化用強磁性触媒およ
びそれを用いた排気ガス浄化装置を提供する。 【解決手段】 強磁性かつ触媒活性を有する合金および
化合物の少なくとも一方から成る排気ガス浄化用強磁性
触媒。望ましくは、上記合金がＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏのうち
の１種以上の強磁性成分とＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈのうちの１
種以上の触媒活性成分とを含み、上記化合物が組成式Nd
1-xKxMn1-yTiyO3またはNd1-xRbxMn1-yTiyO 3(いずれも，
0<x<1，0<y<1）のペロブスカイト化合物から成る。上記
強磁性触媒を担持させた担体と、この担体に近接させた
誘導加熱コイルとを備えた排気ガス浄化装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車エンジン等
の内燃機関始動時の暖機前の低温域における排気ガスの
浄化に適した排気ガス浄化触媒およびそれを用いた排気
ガス浄化装置に関する。
の内燃機関始動時の暖機前の低温域における排気ガスの
浄化に適した排気ガス浄化触媒およびそれを用いた排気
ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジン始動時の暖機前は、触媒が活性
化温度（３００℃程度）まで昇温されておらず触媒活性
すなわち浄化性能が十分に発揮されないため、ＣＯ、Ｈ
Ｃ、ＮＯｘの浄化が困難である。特に、現在では、これ
が未浄化排気ガス量の大部分を占めており、その対策が
急がれている。
化温度（３００℃程度）まで昇温されておらず触媒活性
すなわち浄化性能が十分に発揮されないため、ＣＯ、Ｈ
Ｃ、ＮＯｘの浄化が困難である。特に、現在では、これ
が未浄化排気ガス量の大部分を占めており、その対策が
急がれている。
【０００３】従来、このような低温域での触媒活性を高
めるために触媒を外部から加熱する方法が種々検討され
ている。
めるために触媒を外部から加熱する方法が種々検討され
ている。
【０００４】その最も典型的な方式は、触媒とは別体の
ヒーターを備えたヒーター付触媒（ＥＨＣ：Electrical
ly Heated Catalyst）である。
ヒーターを備えたヒーター付触媒（ＥＨＣ：Electrical
ly Heated Catalyst）である。
【０００５】しかしこの方式では、外部からモノリス担
体を含む触媒全体を加熱しなければならないため、必然
的にエネルギーロスが大きくなり、触媒の昇温に長時間
を要する。また、消費電力が大きいため、オルタネータ
（発電機）の大型化、バッテリーの追加などにより、重
量増とコストアップが避けられない。
体を含む触媒全体を加熱しなければならないため、必然
的にエネルギーロスが大きくなり、触媒の昇温に長時間
を要する。また、消費電力が大きいため、オルタネータ
（発電機）の大型化、バッテリーの追加などにより、重
量増とコストアップが避けられない。
【０００６】これに対して、本出願人は特開平１１−３
３６５３４号公報において、触媒金属粒子と磁性体粒子
とを担体表面に混在させて担持した誘導発熱式浄化装置
を提案した。この装置は、誘導磁場によって磁性体粒子
を発熱させ、その熱によって近傍の触媒粒子を加熱する
構成である。これにより、前述のヒーター付触媒に比べ
て、大電力を必要とせずに、少ないエネルギーロスで効
率良く触媒を昇温させることができる。
３６５３４号公報において、触媒金属粒子と磁性体粒子
とを担体表面に混在させて担持した誘導発熱式浄化装置
を提案した。この装置は、誘導磁場によって磁性体粒子
を発熱させ、その熱によって近傍の触媒粒子を加熱する
構成である。これにより、前述のヒーター付触媒に比べ
て、大電力を必要とせずに、少ないエネルギーロスで効
率良く触媒を昇温させることができる。
【０００７】しかし、上記提案の装置では、熱源である
磁性体粒子と加熱対象である触媒金属粒子とが別々の粒
子として配置されていたため、両者間の熱伝達損失が原
理的に避けられず、触媒昇温時間の短縮に限界があっ
た。
磁性体粒子と加熱対象である触媒金属粒子とが別々の粒
子として配置されていたため、両者間の熱伝達損失が原
理的に避けられず、触媒昇温時間の短縮に限界があっ
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の限界を超えて、熱源から触媒粒子への熱伝達損失を
解消し、触媒昇温時間を更に短縮できる排気ガス浄化用
強磁性触媒およびそれを用いた排気ガス浄化装置を提供
することを目的とする。
術の限界を超えて、熱源から触媒粒子への熱伝達損失を
解消し、触媒昇温時間を更に短縮できる排気ガス浄化用
強磁性触媒およびそれを用いた排気ガス浄化装置を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願第１発明の排気ガス浄化用強磁性触媒は、強
磁性かつ触媒活性を有する合金および化合物の少なくと
も一方から成ることを特徴とする。すなわち、本発明の
触媒は、上記合金または上記化合物のいずれか一方で構
成されても良く、両者の混合物として構成されても良
い。
めに、本願第１発明の排気ガス浄化用強磁性触媒は、強
磁性かつ触媒活性を有する合金および化合物の少なくと
も一方から成ることを特徴とする。すなわち、本発明の
触媒は、上記合金または上記化合物のいずれか一方で構
成されても良く、両者の混合物として構成されても良
い。
【００１０】典型的には、前記合金は、Ｆｅ、Ｎｉおよ
びＣｏから成る群から選択された少なくとも１種の強磁
性成分と、Ｐｔ、ＰｄおよびＲｈから成る群から選択さ
れた少なくとも１種の触媒活性成分とを含む。すなわ
ち、本発明の合金は、上記選択肢内の強磁性成分と上記
選択肢内の触媒活性成分の２成分のみで構成されても良
く、これら２成分以外の有利な成分を含んで構成されて
も良い。
びＣｏから成る群から選択された少なくとも１種の強磁
性成分と、Ｐｔ、ＰｄおよびＲｈから成る群から選択さ
れた少なくとも１種の触媒活性成分とを含む。すなわ
ち、本発明の合金は、上記選択肢内の強磁性成分と上記
選択肢内の触媒活性成分の２成分のみで構成されても良
く、これら２成分以外の有利な成分を含んで構成されて
も良い。
【００１１】特に２成分のみから成る場合、前記合金の
前記強磁性成分の含有量ｍ原子％と前記触媒活性成分の
含有量ｃ原子％の比率が、ｍ／ｃ＝５／９５〜８０／２
０の範囲内であることが望ましい。合金から成る触媒全
体を有効に加熱するためには、誘導加熱による熱源とな
る強磁性成分の含有量を５原子％以上とすることが望ま
しい。ただし、強磁性成分が多すぎると触媒活性成分が
強磁性成分で覆われてしまい、触媒活性成分が触媒作用
を十分に発揮できなくなるので、強磁性成分の含有量は
８０原子％以下とすることが望ましい。
前記強磁性成分の含有量ｍ原子％と前記触媒活性成分の
含有量ｃ原子％の比率が、ｍ／ｃ＝５／９５〜８０／２
０の範囲内であることが望ましい。合金から成る触媒全
体を有効に加熱するためには、誘導加熱による熱源とな
る強磁性成分の含有量を５原子％以上とすることが望ま
しい。ただし、強磁性成分が多すぎると触媒活性成分が
強磁性成分で覆われてしまい、触媒活性成分が触媒作用
を十分に発揮できなくなるので、強磁性成分の含有量は
８０原子％以下とすることが望ましい。
【００１２】典型的には、前記化合物は、強磁性かつ触
媒活性を有するペロブスカイト化合物から成る。上記ペ
ロブスカイト化合物は、代表的には組成式Ｎｄ1-xＫxＭ
ｎ1- yＴｉyＯ3またはＮｄ1-xＲｂxＭｎ1-yＴｉyＯ3（い
ずれも、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）で表されること。上
記組成式中のＭｎの少なくとも一部を、Ｆｅ、Ｎｉおよ
びＣｏから成る群から選択された少なくとも１種で置換
することができる。
媒活性を有するペロブスカイト化合物から成る。上記ペ
ロブスカイト化合物は、代表的には組成式Ｎｄ1-xＫxＭ
ｎ1- yＴｉyＯ3またはＮｄ1-xＲｂxＭｎ1-yＴｉyＯ3（い
ずれも、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）で表されること。上
記組成式中のＭｎの少なくとも一部を、Ｆｅ、Ｎｉおよ
びＣｏから成る群から選択された少なくとも１種で置換
することができる。
【００１３】本発明の強磁性触媒は、上述の合金および
化合物の少なくとも一方の粒子と、下記： （Ａ）触媒活性は無いが強磁性である非触媒強磁性粒
子、および（Ｂ）酸素吸蔵材および酸素イオン伝導体の
少なくとも一方の粒子の（Ａ）（Ｂ）のすくなくとも一
方との混合体として構成されても良い。
化合物の少なくとも一方の粒子と、下記： （Ａ）触媒活性は無いが強磁性である非触媒強磁性粒
子、および（Ｂ）酸素吸蔵材および酸素イオン伝導体の
少なくとも一方の粒子の（Ａ）（Ｂ）のすくなくとも一
方との混合体として構成されても良い。
【００１４】上記（Ａ）の場合、非触媒強磁性粒子の発
熱により合金粒子および／または化合物粒子から成る触
媒の加熱を補助することができる。このような非触媒強
磁性粒子として、例えばＦｅ3Ｏ4、ＣｕＯＦｅ2Ｏ3、Ｙ
3Ｆｅ5Ｏ12等を用いることができる。
熱により合金粒子および／または化合物粒子から成る触
媒の加熱を補助することができる。このような非触媒強
磁性粒子として、例えばＦｅ3Ｏ4、ＣｕＯＦｅ2Ｏ3、Ｙ
3Ｆｅ5Ｏ12等を用いることができる。
【００１５】上記（Ｂ）の場合、誘導加熱による昇温下
において酸化活性を高めて浄化性能を更に向上させるこ
とができる。このような酸素吸蔵材としてはＣｅＯ2−
ＺｒＯ2固溶体が、酸素イオン伝導体としてはＹＳＺ
（イットリウム安定化ジルコニア）が、それぞれ代表的
である。
において酸化活性を高めて浄化性能を更に向上させるこ
とができる。このような酸素吸蔵材としてはＣｅＯ2−
ＺｒＯ2固溶体が、酸素イオン伝導体としてはＹＳＺ
（イットリウム安定化ジルコニア）が、それぞれ代表的
である。
【００１６】本願第２発明の排気ガス浄化装置は、本願
第１発明の強磁性触媒を担持させた担体と、この担体に
近接させた誘導加熱コイルとを備えて構成される。
第１発明の強磁性触媒を担持させた担体と、この担体に
近接させた誘導加熱コイルとを備えて構成される。
【００１７】本発明においては、触媒活性を有する合金
がそれ自体の成分として強磁性体を含むか、または、触
媒活性を有する化合物が同時に強磁性をも有するので、
誘導磁場の下で触媒自体が発熱するため、従来のように
熱伝達による損失が発生することがなく、極めて効率良
く短時間で触媒の昇温が達成される。
がそれ自体の成分として強磁性体を含むか、または、触
媒活性を有する化合物が同時に強磁性をも有するので、
誘導磁場の下で触媒自体が発熱するため、従来のように
熱伝達による損失が発生することがなく、極めて効率良
く短時間で触媒の昇温が達成される。
【００１８】本発明の強磁性触媒は、硬磁性を示すこと
が望ましい。これにより誘導磁場中で大きなヒステリシ
ス損が得られ、発熱量が増加する。
が望ましい。これにより誘導磁場中で大きなヒステリシ
ス損が得られ、発熱量が増加する。
【００１９】
【実施例】下記３種類の粉末とバインダーを用意した。
【００２０】＜粉末１＞比較のための非磁性触媒とし
て、従来のＰｔ薬液を用いた含浸法により、Ｐｔを担持
したＣｅＯ2−ＺｒＯ2固溶体粉末（Ｐｔ担持量４wt％）
を調製した。
て、従来のＰｔ薬液を用いた含浸法により、Ｐｔを担持
したＣｅＯ2−ＺｒＯ2固溶体粉末（Ｐｔ担持量４wt％）
を調製した。
【００２１】＜粉末２＞本発明による強磁性触媒とし
て、５０原子％Ｆｅ−５０原子％Ｐｔ合金粉末とＣｅＯ
2−ＺｒＯ2固溶体粉末との混合粉末（Ｐｔ担持量４wt
％）を下記の調製法１または２で調製した。
て、５０原子％Ｆｅ−５０原子％Ｐｔ合金粉末とＣｅＯ
2−ＺｒＯ2固溶体粉末との混合粉末（Ｐｔ担持量４wt
％）を下記の調製法１または２で調製した。
【００２２】〔調製法１〕Ｆｅの液相還元法
１）まず、粉末１と同じく、従来のＰｔ薬液を用いた含
浸法により、Ｐｔを担持したＣｅＯ2−ＺｒＯ2固溶体粉
末（Ｐｔ担持量４wt％）を調製する。
浸法により、Ｐｔを担持したＣｅＯ2−ＺｒＯ2固溶体粉
末（Ｐｔ担持量４wt％）を調製する。
【００２３】２）得られたＰｔ担持〔ＣｅＯ2−Ｚｒ
Ｏ2〕固溶体粉末を含む３０℃のイオン交換水（粉末含
有量１〜１０wt％）に、還元剤かつ緩衝剤としてアスコ
ルビン酸ナトリウムＣ6Ｈ7ＮａＯ6（濃度１wt％）、錯
化剤としてクエン酸三ナトリウム二水和物Ｃ6Ｈ5Ｎａ3
Ｏ7・２Ｈ2Ｏ（濃度２×１０-1wt％）、強磁性成分であ
るＦｅ源として硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ3）3・９Ｈ2Ｏ）
を、この順に添加した後、２４時間攪拌しながらＦｅを
還元析出させる。この工程で強磁性成分の含有量を調整
することができる。
Ｏ2〕固溶体粉末を含む３０℃のイオン交換水（粉末含
有量１〜１０wt％）に、還元剤かつ緩衝剤としてアスコ
ルビン酸ナトリウムＣ6Ｈ7ＮａＯ6（濃度１wt％）、錯
化剤としてクエン酸三ナトリウム二水和物Ｃ6Ｈ5Ｎａ3
Ｏ7・２Ｈ2Ｏ（濃度２×１０-1wt％）、強磁性成分であ
るＦｅ源として硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ3）3・９Ｈ2Ｏ）
を、この順に添加した後、２４時間攪拌しながらＦｅを
還元析出させる。この工程で強磁性成分の含有量を調整
することができる。
【００２４】３）次いで、濾過して粉末を回収し、６０
℃のイオン交換水で洗浄後、乾燥する。
℃のイオン交換水で洗浄後、乾燥する。
【００２５】４）乾燥させた粉末を、水素２０％／残部
Ｎ2の雰囲気中で１０００℃×１時間の熱処理を行な
う。
Ｎ2の雰囲気中で１０００℃×１時間の熱処理を行な
う。
【００２６】これにより、Ｆｅ−Ｐｔ合金の微粒子（粒
径５ｎｍ以下）が高分散された触媒が得られる。本実施
例では上記工程２）における調整により、Ｆｅ／Ｐｔ原
子％比＝５０／５０とした。
径５ｎｍ以下）が高分散された触媒が得られる。本実施
例では上記工程２）における調整により、Ｆｅ／Ｐｔ原
子％比＝５０／５０とした。
【００２７】還元剤としては、上記で用いたもの以外
に、ヒドラジン、ホウ水素化物、次亜リン酸塩、クエン
酸、蟻酸、蓚酸、等を用いることができる。
に、ヒドラジン、ホウ水素化物、次亜リン酸塩、クエン
酸、蟻酸、蓚酸、等を用いることができる。
【００２８】緩衝材としては、上記で用いたもの以外
に、エチレンジアミン四酢酸塩（ＥＤＴＡ）等を用いる
ことができる。
に、エチレンジアミン四酢酸塩（ＥＤＴＡ）等を用いる
ことができる。
【００２９】また、強磁性成分としては、上記で用いた
Ｆｅを含め、Ｎｉ、Ｃｏを、硝酸塩、塩化物等の形で用
いることができる。
Ｆｅを含め、Ｎｉ、Ｃｏを、硝酸塩、塩化物等の形で用
いることができる。
【００３０】〔調製法２〕Ｆｅ／Ｐｔナノコロイド利用
１）下記を混合した後、３時間還流させる。
【００３１】
Ｈ2ＰｔＣｌ6・Ｈ2Ｏ １６０μmol
ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン） １.６ｍmol
（＝ＰＶＰ、分子量４０,０００）
Ｈ2Ｏ ６４０ｍｌ
Ｃ2Ｈ5ＯＨ １６０ｍｌ
２）溶媒を留去した後、１−プロパノールに再分散させ
る。
る。
【００３２】３）Ｆｅ（ＮＯ3）3・９Ｈ2Ｏを添加し
た。この添加量によりＦｅ／Ｐｔ含有量比を調整でき
る。
た。この添加量によりＦｅ／Ｐｔ含有量比を調整でき
る。
【００３３】４）凍結脱気後、Ｎ2雰囲気下で３時間還
流する。
流する。
【００３４】５）濃縮後、脱気エーテルにて沈殿させ
る。
る。
【００３５】６）Ｎ2雰囲気下で濾過して、沈殿物を回
収する。
収する。
【００３６】７）回収した沈殿物を真空乾燥した後、蒸
発乾固法によりＣｅＯ2−ＺｒＯ2固溶体粉末に担持させ
る。
発乾固法によりＣｅＯ2−ＺｒＯ2固溶体粉末に担持させ
る。
【００３７】８）乾燥後、水素２０％／残部Ｎ2の雰囲
気中で１０００℃×１時間の熱処理を行なう。
気中で１０００℃×１時間の熱処理を行なう。
【００３８】これにより、Ｆｅ−Ｐｔ合金の微粒子（粒
径５ｎｍ以下）が高分散された触媒が得られる。本実施
例では上記工程３）における添加量の調整により、Ｆｅ
／Ｐｔ原子％比＝５０／５０とした。
径５ｎｍ以下）が高分散された触媒が得られる。本実施
例では上記工程３）における添加量の調整により、Ｆｅ
／Ｐｔ原子％比＝５０／５０とした。
【００３９】＜粉末３＞
Ｆｅ3Ｏ4粉末（硬磁性を示す強磁性材料）
＜バインダー＞
ＺｒＯ2ゾル（固形分：１２％）
上記の各粉末とバインダーを組み合わせて種々の触媒を
作製した。 〔本発明例〕１００ｇの粉末２＋５０ｇの粉末３＋１０
０ｇのバインダーに、適量のイオン交換水を加えてボー
ルミルにより物理混合してスラリーとした。 〔比較例１〕１００ｇの粉末１＋１００ｇのバインダー
に、適量のイオン交換水を加えてボールミルにより物理
混合してスラリーとした。 〔比較例２〕１００ｇの粉末１、５０ｇの粉末３、１０
０ｇのバインダーに、適量のイオン交換水を加えてボー
ルミルにより物理混合してスラリーとした。
作製した。 〔本発明例〕１００ｇの粉末２＋５０ｇの粉末３＋１０
０ｇのバインダーに、適量のイオン交換水を加えてボー
ルミルにより物理混合してスラリーとした。 〔比較例１〕１００ｇの粉末１＋１００ｇのバインダー
に、適量のイオン交換水を加えてボールミルにより物理
混合してスラリーとした。 〔比較例２〕１００ｇの粉末１、５０ｇの粉末３、１０
０ｇのバインダーに、適量のイオン交換水を加えてボー
ルミルにより物理混合してスラリーとした。
【００４０】上記の本発明例、比較例１，２で作製した
スラリーを、それぞれ２００ｇ／Ｌの塗布密度で、３５
ｃｃのモノリスに塗布した。
スラリーを、それぞれ２００ｇ／Ｌの塗布密度で、３５
ｃｃのモノリスに塗布した。
【００４１】塗布後のモノリスを乾燥後、５００℃×２
時間の大気焼成を行った。
時間の大気焼成を行った。
【００４２】＜浄化性能評価＞上記で得られた触媒担持
モノリスの外周に高周波誘導コイルを巻きつけ、浄化性
能評価用のサンプルとした。
モノリスの外周に高周波誘導コイルを巻きつけ、浄化性
能評価用のサンプルとした。
【００４３】下記組成（ストイキ評価）の試験用浄化対
象ガスを用いた。
象ガスを用いた。
【００４４】ＣＯ :０.６５％
Ｃ3Ｈ6 ：１０００ｐｐｍ
ＮＯ ：１５００ｐｐｍ
ＣＯ2 ：１０％
Ｏ2 ：０.７％
Ｈ2Ｏ ：５％
Ｎ2 ：残部
ガス温度は、ストイキ前処理（４００℃）の後に、２０
０℃一定として試験を行った。
０℃一定として試験を行った。
【００４５】ガス流量は、６.０Ｌ／min／０.０１５ｇ
担持金属とした。
担持金属とした。
【００４６】上記ガス流内に配置した本発明例および比
較例１，２の触媒担持モノリスに１ｋＨｚの高周波電流
を印加して、浄化試験を行った。高周波印加開始から３
０秒経過後のＨＣ浄化率を図１に示す。
較例１，２の触媒担持モノリスに１ｋＨｚの高周波電流
を印加して、浄化試験を行った。高周波印加開始から３
０秒経過後のＨＣ浄化率を図１に示す。
【００４７】図１に示したように、本発明例の強磁性触
媒は比較例より格段に高い浄化率を発揮する。特に、触
媒として単にＰｔを用いた比較例２との比較すると、強
磁性触媒であるＦｅ−Ｐｔ合金を用いた以外は比較例２
と同条件である本発明例は、ＨＣ浄化率が約５０％から
約８０％へ大幅に向上していることが分かる。
媒は比較例より格段に高い浄化率を発揮する。特に、触
媒として単にＰｔを用いた比較例２との比較すると、強
磁性触媒であるＦｅ−Ｐｔ合金を用いた以外は比較例２
と同条件である本発明例は、ＨＣ浄化率が約５０％から
約８０％へ大幅に向上していることが分かる。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、触媒活性を有する合金
がそれ自体の成分として強磁性体を含むか、または、触
媒活性を有する化合物が同時に強磁性をも有するので、
誘導磁場の下で触媒自体が発熱するため、従来のように
熱伝達による損失が発生することがなく、極めて効率良
く短時間で触媒の昇温が達成される。
がそれ自体の成分として強磁性体を含むか、または、触
媒活性を有する化合物が同時に強磁性をも有するので、
誘導磁場の下で触媒自体が発熱するため、従来のように
熱伝達による損失が発生することがなく、極めて効率良
く短時間で触媒の昇温が達成される。
【００４９】これにより、従来技術の限界を超えて、熱
源から触媒粒子への熱伝達損失を解消し、触媒昇温時間
を更に短縮できる排気ガス浄化用強磁性触媒およびそれ
を用いた排気ガス浄化装置が提供される。
源から触媒粒子への熱伝達損失を解消し、触媒昇温時間
を更に短縮できる排気ガス浄化用強磁性触媒およびそれ
を用いた排気ガス浄化装置が提供される。
【図１】図１は、本発明の強磁性触媒による浄化率を非
磁性触媒と比較して示すグラフである。
磁性触媒と比較して示すグラフである。
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3G091 AB02 BA03 BA15 GB01W
GB06W GB07W
4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA07Y
BA08X BA13Y BA14Y BA18Y
BA19X BA28Y BA30X BA31Y
BA33Y BA36X BA37Y BA38Y
BA41X BA42Y BB02 CC53
EA04
4G069 AA03 BA05A BA05B BB02A
BB02B BB04A BB04B BB06A
BC03A BC05A BC43A BC43B
BC44A BC50A BC62A BC66A
BC66B BC67A BC68A BC71A
BC72A BC75A BC75B CA02
CA03 CA09 EA19 EC23 EE03
FC08
Claims (8)
- 【請求項１】 強磁性かつ触媒活性を有する合金および
化合物の少なくとも一方から成ることを特徴とする排気
ガス浄化用強磁性触媒。 - 【請求項２】 前記合金が、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏから
成る群から選択された少なくとも１種の強磁性成分と、
Ｐｔ、ＰｄおよびＲｈから成る群から選択された少なく
とも１種の触媒活性成分とを含むことを特徴とする請求
項１記載の強磁性触媒。 - 【請求項３】 前記合金が前記強磁性成分と前記触媒活
性成分の２成分のみから成り、前記強磁性成分の含有量
ｍ原子％と前記触媒活性成分の含有量ｃ原子％の比率
が、ｍ／ｃ＝５／９５〜８０／２０の範囲内であること
を特徴とする請求項２記載の強磁性触媒。 - 【請求項４】 前記化合物が、強磁性かつ触媒活性を有
するペロブスカイト化合物から成ることを特徴とする請
求項１記載の強磁性触媒。 - 【請求項５】 前記ペロブスカイト化合物が、組成式Ｎ
ｄ1-xＫxＭｎ1-yＴｉyＯ3またはＮｄ1-xＲｂxＭｎ1-yＴ
ｉyＯ3（いずれも、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）で表され
ることを特徴とする請求項３記載の強磁性触媒。 - 【請求項６】 前記組成式中のＭｎの少なくとも一部
を、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏから成る群から選択された少
なくとも１種で置換したことを特徴とする請求項５記載
の強磁性触媒。 - 【請求項７】 請求項１から６までのいずれか１項記載
の合金および化合物の少なくとも一方の粒子と、下記： （Ａ）触媒活性は無いが強磁性である非触媒強磁性粒
子、および（Ｂ）酸素吸蔵材および酸素イオン伝導体の
少なくとも一方の粒子の（Ａ）（Ｂ）のすくなくとも一
方との混合体から成ることを特徴とする排気ガス浄化用
強磁性触媒。 - 【請求項８】 請求項１から７までのいずれか１項記載
の強磁性触媒を担持させた担体と、この担体に近接させ
た誘導加熱コイルとを備えた排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001366797A JP2003164765A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 排気ガス浄化用強磁性触媒および排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001366797A JP2003164765A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 排気ガス浄化用強磁性触媒および排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003164765A true JP2003164765A (ja) | 2003-06-10 |
Family
ID=19176642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001366797A Pending JP2003164765A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 排気ガス浄化用強磁性触媒および排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003164765A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007229641A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| JP2018193630A (ja) * | 2017-05-16 | 2018-12-06 | トヨタ自動車株式会社 | 被覆層付きマイクロコイル |
| JP2019188272A (ja) * | 2018-04-18 | 2019-10-31 | 日本碍子株式会社 | 触媒担体及びその製造方法、並びに排気ガス浄化装置 |
| WO2020195278A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体及び排気ガス浄化装置 |
| WO2023063353A1 (ja) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | 株式会社フルヤ金属 | 触媒 |
| WO2023063354A1 (ja) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | 株式会社フルヤ金属 | 担持触媒の作製方法 |
-
2001
- 2001-11-30 JP JP2001366797A patent/JP2003164765A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007229641A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| JP4715556B2 (ja) * | 2006-03-01 | 2011-07-06 | 日産自動車株式会社 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| JP2018193630A (ja) * | 2017-05-16 | 2018-12-06 | トヨタ自動車株式会社 | 被覆層付きマイクロコイル |
| JP2019188272A (ja) * | 2018-04-18 | 2019-10-31 | 日本碍子株式会社 | 触媒担体及びその製造方法、並びに排気ガス浄化装置 |
| JP7089932B2 (ja) | 2018-04-18 | 2022-06-23 | 日本碍子株式会社 | 触媒を担持するための担体及びその製造方法、並びに排気ガス浄化装置 |
| WO2020195278A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体及び排気ガス浄化装置 |
| CN113613754A (zh) * | 2019-03-27 | 2021-11-05 | 日本碍子株式会社 | 蜂窝结构体及废气净化装置 |
| JPWO2020195278A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2021-11-18 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体及び排気ガス浄化装置 |
| JP7181380B2 (ja) | 2019-03-27 | 2022-11-30 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体及び排気ガス浄化装置 |
| WO2023063353A1 (ja) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | 株式会社フルヤ金属 | 触媒 |
| WO2023063354A1 (ja) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | 株式会社フルヤ金属 | 担持触媒の作製方法 |
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