JP2003220336A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
排ガス浄化用触媒Info
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- JP2003220336A JP2003220336A JP2002020666A JP2002020666A JP2003220336A JP 2003220336 A JP2003220336 A JP 2003220336A JP 2002020666 A JP2002020666 A JP 2002020666A JP 2002020666 A JP2002020666 A JP 2002020666A JP 2003220336 A JP2003220336 A JP 2003220336A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】貴金属の担持量を増大させることなく酸素吸放
出能を向上させ、早期活性化と低コストを両立させる。 【解決手段】遷移金属のセリウム原子に対する原子比と
遷移金属の貴金属に対する原子比との関係が図１に示す
グラフの斜線部の範囲にあるようにした。理由は不明で
あるが、従来と同等の少ない貴金属担持量でも酸素吸蔵
放出能が著しく向上し、低温域における触媒の早期活性
化が可能となる。
出能を向上させ、早期活性化と低コストを両立させる。 【解決手段】遷移金属のセリウム原子に対する原子比と
遷移金属の貴金属に対する原子比との関係が図１に示す
グラフの斜線部の範囲にあるようにした。理由は不明で
あるが、従来と同等の少ない貴金属担持量でも酸素吸蔵
放出能が著しく向上し、低温域における触媒の早期活性
化が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ストイキ雰囲気あ
るいは還元成分過剰のリッチ雰囲気の排ガス中で使用さ
れる排ガス浄化用触媒に関する。
るいは還元成分過剰のリッチ雰囲気の排ガス中で使用さ
れる排ガス浄化用触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より自動車の排ガス浄化用触媒とし
て、排ガス中のCO及びHCの酸化とNOxの還元とを同時に
行って浄化する三元触媒が用いられている。このような
三元触媒としては、例えばコーディエライトなどからな
る耐熱性ハニカム基材にγ-Al2O3からなる担体層を形成
し、その担体層に白金（Pt）やロジウム（Rh）などの貴
金属を担持させたものが広く知られている。
て、排ガス中のCO及びHCの酸化とNOxの還元とを同時に
行って浄化する三元触媒が用いられている。このような
三元触媒としては、例えばコーディエライトなどからな
る耐熱性ハニカム基材にγ-Al2O3からなる担体層を形成
し、その担体層に白金（Pt）やロジウム（Rh）などの貴
金属を担持させたものが広く知られている。
【０００３】ところで排ガス浄化触媒に用いられる担体
の条件としては、比表面積が大きく耐熱性が高いことが
挙げられ、一般には Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2などが用
いられることが多い。また酸素吸蔵放出能（以下 OSCと
いう）をもつCeO2を併用することで、排ガスの雰囲気変
動を緩和することも行われている。さらに、CeO2をZrO2
との複合酸化物とすることで、CeO2の OSCの耐久性を向
上できることも知られている。
の条件としては、比表面積が大きく耐熱性が高いことが
挙げられ、一般には Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2などが用
いられることが多い。また酸素吸蔵放出能（以下 OSCと
いう）をもつCeO2を併用することで、排ガスの雰囲気変
動を緩和することも行われている。さらに、CeO2をZrO2
との複合酸化物とすることで、CeO2の OSCの耐久性を向
上できることも知られている。
【０００４】また近年の排ガス規制の強化により、エン
ジン始動からごく短い時間にも排ガスを浄化する必要性
がきわめて高くなっている。そのためには、より低温で
触媒を活性化し、排出規制成分を浄化しなければならな
い。
ジン始動からごく短い時間にも排ガスを浄化する必要性
がきわめて高くなっている。そのためには、より低温で
触媒を活性化し、排出規制成分を浄化しなければならな
い。
【０００５】そこでPtをCeO2に担持した触媒は、CeO2の
OSCがさらに向上し、しかも低温からCOを浄化する性能
に優れていることが知られている。このような触媒を用
いれば、COが低温で着火されることによってPtのCO吸着
被毒が緩和され、HCの着火性が向上する。また、これに
よって触媒表面の暖機が促進されるため、低温域からHC
を浄化することができる。さらに、この触媒では、水性
ガスシフト反応によって低温域でH2が生成されるため、
そのH2とNOx との反応により低温域からNOx を還元浄化
することができる。
OSCがさらに向上し、しかも低温からCOを浄化する性能
に優れていることが知られている。このような触媒を用
いれば、COが低温で着火されることによってPtのCO吸着
被毒が緩和され、HCの着火性が向上する。また、これに
よって触媒表面の暖機が促進されるため、低温域からHC
を浄化することができる。さらに、この触媒では、水性
ガスシフト反応によって低温域でH2が生成されるため、
そのH2とNOx との反応により低温域からNOx を還元浄化
することができる。
【０００６】さらに厳しくなる排ガス規制を満足するた
めには、エンジン始動時に排出される未燃HCを代表とす
る排ガスの浄化が必要であり、触媒のさらなる早期活性
化が求められている。
めには、エンジン始動時に排出される未燃HCを代表とす
る排ガスの浄化が必要であり、触媒のさらなる早期活性
化が求められている。
【０００７】触媒の早期活性化を図るには、触媒作用を
司る貴金属の担持量を増量することが考えられる。また
OSCを向上させることも好ましい。しかしながら貴金属
の価格は益々高騰しているため、貴金属の増量は触媒の
コストアップとなり好ましくない。またCeO2を増量すれ
ば OSCが向上するが、CeO2は熱容量が大きいためにその
増量は触媒の早期昇温には逆効果となってしまう。
司る貴金属の担持量を増量することが考えられる。また
OSCを向上させることも好ましい。しかしながら貴金属
の価格は益々高騰しているため、貴金属の増量は触媒の
コストアップとなり好ましくない。またCeO2を増量すれ
ば OSCが向上するが、CeO2は熱容量が大きいためにその
増量は触媒の早期昇温には逆効果となってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情に鑑みてなされたものであり、貴金属の担持量を増大
させることなく、触媒を早期活性化させることを目的と
する。
情に鑑みてなされたものであり、貴金属の担持量を増大
させることなく、触媒を早期活性化させることを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の排ガス浄化用触媒の特徴は、セリウム酸化物を含む
担体と、遷移金属及び貴金属からなり少なくともセリウ
ム酸化物に担持された触媒金属と、よりなり、遷移金属
のセリウム原子に対する原子比と遷移金属の貴金属に対
する原子比との関係が図１に示すグラフ中の境界線を含
む六角形の斜線部の範囲にあることにある。
明の排ガス浄化用触媒の特徴は、セリウム酸化物を含む
担体と、遷移金属及び貴金属からなり少なくともセリウ
ム酸化物に担持された触媒金属と、よりなり、遷移金属
のセリウム原子に対する原子比と遷移金属の貴金属に対
する原子比との関係が図１に示すグラフ中の境界線を含
む六角形の斜線部の範囲にあることにある。
【００１０】また本発明の排ガス浄化用触媒のもう一つ
の特徴は、セリウム酸化物を含む担体と、遷移金属及び
貴金属からなり少なくとも該セリウム酸化物に担持され
た触媒金属と、よりなる排ガス浄化用触媒であって、空
燃比（ A/F）が14と15の排ガスを 0.2Hzにて振動させな
がら各々入りガス温度 400℃で流通させた時の出ガス中
の酸素濃度の変動量を変動吸収量と定義したとき、該排
ガス浄化用触媒の変動吸収量（Ｘ）と、該排ガス浄化用
触媒の貴金属担持量と同量の貴金属を担持し遷移金属を
含まない触媒の変動吸収量（Ｙ）の比（Ｘ／Ｙ）が１以
上であることにある。
の特徴は、セリウム酸化物を含む担体と、遷移金属及び
貴金属からなり少なくとも該セリウム酸化物に担持され
た触媒金属と、よりなる排ガス浄化用触媒であって、空
燃比（ A/F）が14と15の排ガスを 0.2Hzにて振動させな
がら各々入りガス温度 400℃で流通させた時の出ガス中
の酸素濃度の変動量を変動吸収量と定義したとき、該排
ガス浄化用触媒の変動吸収量（Ｘ）と、該排ガス浄化用
触媒の貴金属担持量と同量の貴金属を担持し遷移金属を
含まない触媒の変動吸収量（Ｙ）の比（Ｘ／Ｙ）が１以
上であることにある。
【００１１】本発明の触媒において、遷移金属はCo，N
i，及びFeから選ばれる少なくとも一種であることが好
ましい。
i，及びFeから選ばれる少なくとも一種であることが好
ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の排ガス浄化用触媒では、
セリウム酸化物に遷移金属と貴金属が共存担持され、遷
移金属のセリウム原子に対する原子比と遷移金属の貴金
属に対する原子比との関係が図１に示すグラフ中の境界
線を含む六角形の斜線部の範囲にある。
セリウム酸化物に遷移金属と貴金属が共存担持され、遷
移金属のセリウム原子に対する原子比と遷移金属の貴金
属に対する原子比との関係が図１に示すグラフ中の境界
線を含む六角形の斜線部の範囲にある。
【００１３】理由は不明であるが、上記構成としたこと
により貴金属と遷移金属との相互作用が発現され、従来
と同等の少ない貴金属担持量としても OSCが著しく向上
し、より低温域における触媒の活性化が可能となる。そ
して本発明の排ガス浄化用触媒では、その変動吸収量の
遷移金属を含まず貴金属を同量担持した触媒の変動吸収
量に対する比が 1.0以上となる。
により貴金属と遷移金属との相互作用が発現され、従来
と同等の少ない貴金属担持量としても OSCが著しく向上
し、より低温域における触媒の活性化が可能となる。そ
して本発明の排ガス浄化用触媒では、その変動吸収量の
遷移金属を含まず貴金属を同量担持した触媒の変動吸収
量に対する比が 1.0以上となる。
【００１４】セリウム酸化物としてはCeO2を含めばよ
く、CeO2，CeO2−ZrO2複合酸化物，CeO2−ZrO2−Y2O3複
合酸化物などを用いることができる。そして担体はこの
セリウム酸化物を含むものであり、セリウム酸化物単独
で担体とすることもできるが、一般には Al2O3、ZrO2、
TiO2、SiO2などの酸化物担体と混合して用いられる。担
体中には、セリウム酸化物を20〜90重量％含むことが望
ましい。セリウム酸化物の量がこの範囲より少ないと O
SCが不足し、この範囲より多くなると熱容量が大きくな
って好ましくない。
く、CeO2，CeO2−ZrO2複合酸化物，CeO2−ZrO2−Y2O3複
合酸化物などを用いることができる。そして担体はこの
セリウム酸化物を含むものであり、セリウム酸化物単独
で担体とすることもできるが、一般には Al2O3、ZrO2、
TiO2、SiO2などの酸化物担体と混合して用いられる。担
体中には、セリウム酸化物を20〜90重量％含むことが望
ましい。セリウム酸化物の量がこの範囲より少ないと O
SCが不足し、この範囲より多くなると熱容量が大きくな
って好ましくない。
【００１５】セリウム酸化物に担持される遷移金属とし
ては、Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Moなどを用いるこ
とができるが、Co，Ni，及びFeから選ばれる少なくとも
一種であることが望ましい。Co，Ni，及びFeの少なくと
も一種を担持すれば、セリウム酸化物の OSCが特に向上
し低温活性が向上する。
ては、Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Moなどを用いるこ
とができるが、Co，Ni，及びFeから選ばれる少なくとも
一種であることが望ましい。Co，Ni，及びFeの少なくと
も一種を担持すれば、セリウム酸化物の OSCが特に向上
し低温活性が向上する。
【００１６】またセリウム酸化物に担持される貴金属と
しては、Pt，Pd，Ir，Ruなどから選択できるが、Pt又は
Pdの少なくとも一種を担持することが望ましい。Pt又は
Pdの少なくとも一種を担持すれば、遷移金属との相乗効
果が特に大きく発現され、低温活性が向上する。なおRh
はCeO2に固溶するため、Rhを担持する場合はセリウム酸
化物以外の担体に担持することが好ましい。
しては、Pt，Pd，Ir，Ruなどから選択できるが、Pt又は
Pdの少なくとも一種を担持することが望ましい。Pt又は
Pdの少なくとも一種を担持すれば、遷移金属との相乗効
果が特に大きく発現され、低温活性が向上する。なおRh
はCeO2に固溶するため、Rhを担持する場合はセリウム酸
化物以外の担体に担持することが好ましい。
【００１７】セリウム酸化物に担持される貴金属の担持
量は、従来と同様に 0.1〜10重量％の範囲とするのが好
ましい。貴金属の担持量がこの範囲より少ないと実用的
な活性が得られず、この範囲より多く担持するとコスト
が高騰してしまう。
量は、従来と同様に 0.1〜10重量％の範囲とするのが好
ましい。貴金属の担持量がこの範囲より少ないと実用的
な活性が得られず、この範囲より多く担持するとコスト
が高騰してしまう。
【００１８】セリウム酸化物に担持される遷移金属の担
持量は、遷移金属のセリウム原子に対する原子比と遷移
金属の貴金属に対する原子比との関係が図１に示すグラ
フ中の境界線を含む六角形の斜線部の範囲にある。遷移
金属のセリウム原子に対する原子比が0.03より少ないと
遷移金属を担持した効果が得られず、 0.6より多くなる
と高温時に遷移金属どうしの粒成長が起こりやすく耐久
後の活性が低下してしまう。
持量は、遷移金属のセリウム原子に対する原子比と遷移
金属の貴金属に対する原子比との関係が図１に示すグラ
フ中の境界線を含む六角形の斜線部の範囲にある。遷移
金属のセリウム原子に対する原子比が0.03より少ないと
遷移金属を担持した効果が得られず、 0.6より多くなる
と高温時に遷移金属どうしの粒成長が起こりやすく耐久
後の活性が低下してしまう。
【００１９】また遷移金属の貴金属に対する原子比が1.
62より少ないと遷移金属を担持した効果が得られず、25
より多くなると高温時に遷移金属どうしの粒成長が起こ
りやすく耐久後の活性が低下してしまう。
62より少ないと遷移金属を担持した効果が得られず、25
より多くなると高温時に遷移金属どうしの粒成長が起こ
りやすく耐久後の活性が低下してしまう。
【００２０】そして遷移金属のセリウム原子に対する原
子比が0.03以上かつ 0.6以下であり、遷移金属の貴金属
に対する原子比が1.62以上かつ25以下であっても、図１
の境界線を含む六角形の斜線部に示す範囲から外れた場
合には、十分な OSCが得られず活性が低くなってしま
う。
子比が0.03以上かつ 0.6以下であり、遷移金属の貴金属
に対する原子比が1.62以上かつ25以下であっても、図１
の境界線を含む六角形の斜線部に示す範囲から外れた場
合には、十分な OSCが得られず活性が低くなってしま
う。
【００２１】遷移金属のセリウム原子に対する原子比と
遷移金属の貴金属に対する原子比との関係を図１に示す
グラフ中の境界線を含む六角形の斜線部の範囲とするこ
とにより、遷移金属の作用が最大に発現されるとともに
粒成長を抑制でき、セリウム酸化物の OSCが特に向上す
る。図１中の斜線部内に表記した任意の複数の点を結ん
で得られる多角形の境界線を含む内部領域の範囲とすれ
ば、セリウム酸化物のOSCがさらに向上するのでより好
ましい。
遷移金属の貴金属に対する原子比との関係を図１に示す
グラフ中の境界線を含む六角形の斜線部の範囲とするこ
とにより、遷移金属の作用が最大に発現されるとともに
粒成長を抑制でき、セリウム酸化物の OSCが特に向上す
る。図１中の斜線部内に表記した任意の複数の点を結ん
で得られる多角形の境界線を含む内部領域の範囲とすれ
ば、セリウム酸化物のOSCがさらに向上するのでより好
ましい。
【００２２】また本発明の排ガス浄化用触媒では、空燃
比（ A/F）が14と15の排ガスを 0.2Hzにて振動させなが
ら各々入りガス温度 400℃で流通させた時の出ガス中の
酸素濃度の変動量を変動吸収量と定義したとき、本発明
の排ガス浄化用触媒の変動吸収量（Ｘ）と、本発明の排
ガス浄化用触媒の貴金属担持量と同量の貴金属を担持し
遷移金属を含まない触媒の変動吸収量（Ｙ）の比（Ｘ／
Ｙ）が１以上という関係が成立し、本発明の排ガス浄化
用触媒は高い OSCを示す。
比（ A/F）が14と15の排ガスを 0.2Hzにて振動させなが
ら各々入りガス温度 400℃で流通させた時の出ガス中の
酸素濃度の変動量を変動吸収量と定義したとき、本発明
の排ガス浄化用触媒の変動吸収量（Ｘ）と、本発明の排
ガス浄化用触媒の貴金属担持量と同量の貴金属を担持し
遷移金属を含まない触媒の変動吸収量（Ｙ）の比（Ｘ／
Ｙ）が１以上という関係が成立し、本発明の排ガス浄化
用触媒は高い OSCを示す。
【００２３】本発明の排ガス浄化用触媒は、上記した少
なくともセリウム酸化物に遷移金属と貴金属よりなる触
媒金属を担持したものであるが、触媒金属はセリウム酸
化物以外の担体成分にも担持することができる。また触
媒の形状には特に制限されず、ペレット触媒、ハニカム
触媒などとすることができる。そして三元触媒あるいは
酸化触媒として用いることができ、アルカリ金属あるい
はアルカリ土類金属などのNOx 吸蔵材をさらに担持すれ
ば、NOx 吸蔵還元型触媒として使用することも可能であ
る。
なくともセリウム酸化物に遷移金属と貴金属よりなる触
媒金属を担持したものであるが、触媒金属はセリウム酸
化物以外の担体成分にも担持することができる。また触
媒の形状には特に制限されず、ペレット触媒、ハニカム
触媒などとすることができる。そして三元触媒あるいは
酸化触媒として用いることができ、アルカリ金属あるい
はアルカリ土類金属などのNOx 吸蔵材をさらに担持すれ
ば、NOx 吸蔵還元型触媒として使用することも可能であ
る。
【００２４】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。
的に説明する。
【００２５】（実施例１）原子比Ce：Zr：Ｙ＝60：30：
10のセリアジルコニア固溶体粉末 100ｇを用意し、所定
濃度の硝酸ニッケル水溶液の所定量を含浸後に蒸発乾固
させ、乾燥後大気中にて 650℃で３時間焼成してNiを担
持した。Niの担持量は金属換算で 4.8重量％であり、Ce
に対するNiの原子比（Ni／Ce）は約0.25である。
10のセリアジルコニア固溶体粉末 100ｇを用意し、所定
濃度の硝酸ニッケル水溶液の所定量を含浸後に蒸発乾固
させ、乾燥後大気中にて 650℃で３時間焼成してNiを担
持した。Niの担持量は金属換算で 4.8重量％であり、Ce
に対するNiの原子比（Ni／Ce）は約0.25である。
【００２６】次いでNiを担持したセリアジルコニア固溶
体粉末 106ｇに、所定濃度のジニトロジアミン白金水溶
液の所定量を含浸後に蒸発乾固させ、乾燥後大気中にて
400℃で２時間焼成してPtを担持した。Ptの担持量は
1.5ｇであり、Ptに対するNiの原子比（Ni／Pt）は約11
である。得られた粉末を触媒粉末という。
体粉末 106ｇに、所定濃度のジニトロジアミン白金水溶
液の所定量を含浸後に蒸発乾固させ、乾燥後大気中にて
400℃で２時間焼成してPtを担持した。Ptの担持量は
1.5ｇであり、Ptに対するNiの原子比（Ni／Pt）は約11
である。得られた粉末を触媒粉末という。
【００２７】一方、ZrO２粉末に所定濃度の硝酸ロジウ
ム水溶液の所定量を含浸後に蒸発乾固させ、乾燥後大気
中にて 400℃で２時間焼成してRhを担持したRh／ZrO2粉
末を調製した。このRh／ZrO2粉末では、ZrO2の60ｇに対
してRhが 0.3ｇ担持されている。
ム水溶液の所定量を含浸後に蒸発乾固させ、乾燥後大気
中にて 400℃で２時間焼成してRhを担持したRh／ZrO2粉
末を調製した。このRh／ZrO2粉末では、ZrO2の60ｇに対
してRhが 0.3ｇ担持されている。
【００２８】得られた触媒粉末 108重量部と、Rh／ZrO2
粉末61重量部と、 Al2O3粉末20重量部と、アルミナゾル
（ Al2O3含有量20重量％）５重量部と、イオン交換水 1
00重量部を混合してスラリーを調製した。そしてコージ
ェライト製のハニカム基材（0.9Ｌ，2mil/900cpsi）を
用意し、このスラリーをウェットコートし、乾燥後 120
℃で２時間焼成してコート層を形成した。コート層は、
ハニカム基材１リットルあたり 170ｇ形成され、うちセ
リアジルコニア固溶体粉末は 100ｇ／Ｌ、Ptは1.5ｇ／
Ｌ、Rhは 0.3ｇ／Ｌである。
粉末61重量部と、 Al2O3粉末20重量部と、アルミナゾル
（ Al2O3含有量20重量％）５重量部と、イオン交換水 1
00重量部を混合してスラリーを調製した。そしてコージ
ェライト製のハニカム基材（0.9Ｌ，2mil/900cpsi）を
用意し、このスラリーをウェットコートし、乾燥後 120
℃で２時間焼成してコート層を形成した。コート層は、
ハニカム基材１リットルあたり 170ｇ形成され、うちセ
リアジルコニア固溶体粉末は 100ｇ／Ｌ、Ptは1.5ｇ／
Ｌ、Rhは 0.3ｇ／Ｌである。
【００２９】（実施例２）硝酸ニッケル水溶液に代えて
硝酸コバルト水溶液を用い、Niに代えてCoを同量担持し
たこと以外は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調
製した。
硝酸コバルト水溶液を用い、Niに代えてCoを同量担持し
たこと以外は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調
製した。
【００３０】（実施例３）触媒粉末中のNiの担持量を、
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.1、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約 4.0となるようにしたこと以
外は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.1、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約 4.0となるようにしたこと以
外は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
【００３１】（実施例４）触媒粉末中のNiの担持量を、
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.6、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約25となるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.6、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約25となるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
【００３２】（実施例５）触媒粉末中のNiの担持量を、
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.1、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約25となるようにしたこと、及
びPtの担持量がハニカム基材１リットルあたり0.25ｇと
なるようにしたこと以外は、実施例１と同様にしてハニ
カム触媒を調製した。
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.1、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約25となるようにしたこと、及
びPtの担持量がハニカム基材１リットルあたり0.25ｇと
なるようにしたこと以外は、実施例１と同様にしてハニ
カム触媒を調製した。
【００３３】（実施例６）触媒粉末中のNiの担持量を、
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.2、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約20となるようにしたこと、及
びPtの担持量がハニカム基材１リットルあたり 0.625ｇ
となるようにした以外は、実施例１と同様にしてハニカ
ム触媒を調製した。
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.2、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約20となるようにしたこと、及
びPtの担持量がハニカム基材１リットルあたり 0.625ｇ
となるようにした以外は、実施例１と同様にしてハニカ
ム触媒を調製した。
【００３４】（実施例７）触媒粉末中のNiの担持量を、
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.4、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約17となるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.4、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約17となるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
【００３５】（実施例８）触媒粉末中のNiの担持量を、
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.5、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約12.5となるようにしたこと、
及びPtの担持量がハニカム基材１リットルあたり 2.0ｇ
となるようにした以外は、実施例１と同様にしてハニカ
ム触媒を調製した。
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.5、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約12.5となるようにしたこと、
及びPtの担持量がハニカム基材１リットルあたり 2.0ｇ
となるようにした以外は、実施例１と同様にしてハニカ
ム触媒を調製した。
【００３６】（比較例１）硝酸ニッケル水溶液を用いず
Niを担持しなかったこと以外は、実施例１と同様にして
ハニカム触媒を調製した。
Niを担持しなかったこと以外は、実施例１と同様にして
ハニカム触媒を調製した。
【００３７】（比較例２）硝酸ニッケル水溶液を用いず
Niを担持しなかったこと、及びPtの担持量がハニカム基
材１リットルあたり0.25ｇとなるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
Niを担持しなかったこと、及びPtの担持量がハニカム基
材１リットルあたり0.25ｇとなるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
【００３８】（比較例３）硝酸ニッケル水溶液を用いず
Niを担持しなかったこと、及びPtの担持量がハニカム基
材１リットルあたり12.5ｇとなるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
Niを担持しなかったこと、及びPtの担持量がハニカム基
材１リットルあたり12.5ｇとなるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
【００３９】（比較例４）硝酸ニッケル水溶液を用いず
Niを担持しなかったこと、及びPtの担持量がハニカム基
材１リットルあたり 0.625ｇとなるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
Niを担持しなかったこと、及びPtの担持量がハニカム基
材１リットルあたり 0.625ｇとなるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
【００４０】（比較例５）硝酸ニッケル水溶液を用いず
Niを担持しなかったこと、及びPtの担持量がハニカム基
材１リットルあたり 2.0ｇとなるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
Niを担持しなかったこと、及びPtの担持量がハニカム基
材１リットルあたり 2.0ｇとなるようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
【００４１】（比較例６）触媒粉末中のNiの担持量を、
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約0.02、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約 1.2となるようにしたこと以
外は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約0.02、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約 1.2となるようにしたこと以
外は、実施例１と同様にしてハニカム触媒を調製した。
【００４２】（比較例７）触媒粉末中のNiの担持量を、
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.4、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約 2.0となるようにしたこと、
及びPtの担持量がハニカム基材１リットルあたり12.5ｇ
となるようにした以外は、実施例１と同様にしてハニカ
ム触媒を調製した。
Ceに対するNiの原子比（Ni／Ce）が約 0.4、Ptに対する
Niの原子比（Ni／Pt）が約 2.0となるようにしたこと、
及びPtの担持量がハニカム基材１リットルあたり12.5ｇ
となるようにした以外は、実施例１と同様にしてハニカ
ム触媒を調製した。
【００４３】＜試験・評価＞実施例及び比較例の各触媒
の構成を表１にまとめて示す。
の構成を表１にまとめて示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】実施例及び比較例の各触媒を 4.3Ｌ−V8エ
ンジンの両バンクに搭載し、触媒床温 850℃、ストイキ
／燃料カットの時間比率が７／３となるように変化させ
ながら 100時間処理する耐久試験を行った。
ンジンの両バンクに搭載し、触媒床温 850℃、ストイキ
／燃料カットの時間比率が７／３となるように変化させ
ながら 100時間処理する耐久試験を行った。
【００４６】耐久試験後の各触媒を 3.0Ｌ−L6エンジン
の排ガス流路にそれぞれ搭載し、触媒入りガス温度 400
℃、SV＝78,000/h、空燃比（ A/F）が14と15を 0.2Hzに
て振動させながら流通させた。そして触媒前後の酸素セ
ンサーの出力から、出ガス中の酸素濃度の変動量（変動
吸収量（Δ A/F））を求め、貴金属の担持量が同一の比
較例１〜５の触媒の変動吸収量（Δ A/F）に対する比
（吸収 A/F比）を算出して規格化した。
の排ガス流路にそれぞれ搭載し、触媒入りガス温度 400
℃、SV＝78,000/h、空燃比（ A/F）が14と15を 0.2Hzに
て振動させながら流通させた。そして触媒前後の酸素セ
ンサーの出力から、出ガス中の酸素濃度の変動量（変動
吸収量（Δ A/F））を求め、貴金属の担持量が同一の比
較例１〜５の触媒の変動吸収量（Δ A/F）に対する比
（吸収 A/F比）を算出して規格化した。
【００４７】つまり、実施例１〜４，実施例７，比較例
６の触媒については比較例１の変動吸収量（Δ A/F）に
対する吸収 A/F比を算出し、実施例５については比較例
２の変動吸収量（Δ A/F）に対する吸収 A/F比を算出
し、比較例７については比較例３の変動吸収量（Δ A/
F）に対する吸収 A/F比を算出し、実施例６については
比較例４の変動吸収量（Δ A/F）に対する吸収 A/F比を
算出し、実施例８については比較例５の変動吸収量（Δ
A/F）に対する吸収 A/F比を算出した。結果を表１に示
す。
６の触媒については比較例１の変動吸収量（Δ A/F）に
対する吸収 A/F比を算出し、実施例５については比較例
２の変動吸収量（Δ A/F）に対する吸収 A/F比を算出
し、比較例７については比較例３の変動吸収量（Δ A/
F）に対する吸収 A/F比を算出し、実施例６については
比較例４の変動吸収量（Δ A/F）に対する吸収 A/F比を
算出し、実施例８については比較例５の変動吸収量（Δ
A/F）に対する吸収 A/F比を算出した。結果を表１に示
す。
【００４８】さらに各実施例の測定点間を内外挿して、
吸収 A/F比が1.00となる境界点１〜４における原子比Ni
／Ceと原子比Ni／Ptの値を算出した。結果を表１に併せ
て示す。
吸収 A/F比が1.00となる境界点１〜４における原子比Ni
／Ceと原子比Ni／Ptの値を算出した。結果を表１に併せ
て示す。
【００４９】そして境界点１〜４の計算値も併せてそれ
ぞれの吸収 A/F比を原子比Ni／Ceと原子比Ni／Pt比につ
いて整理し、結果を等吸収 A/F比線として図２に示す。
ぞれの吸収 A/F比を原子比Ni／Ceと原子比Ni／Pt比につ
いて整理し、結果を等吸収 A/F比線として図２に示す。
【００５０】また耐久試験後の実施例１，４，７及び比
較例１，６の触媒（Pt担持量が同一）を 3.0Ｌ−L6エン
ジンの排ガス流路にそれぞれ搭載し、先ず触媒温度を50
℃とし、触媒入りガス温度 400℃、SV＝78,000/h、空燃
比（ A/F）が14と15を 0.2Hzにて振動された排ガスを流
通させた。そして触媒の昇温に伴うHCの浄化率を連続的
に測定し、HCの浄化率が50％に到達するまでに要した時
間を求めた。結果を図３に示す。
較例１，６の触媒（Pt担持量が同一）を 3.0Ｌ−L6エン
ジンの排ガス流路にそれぞれ搭載し、先ず触媒温度を50
℃とし、触媒入りガス温度 400℃、SV＝78,000/h、空燃
比（ A/F）が14と15を 0.2Hzにて振動された排ガスを流
通させた。そして触媒の昇温に伴うHCの浄化率を連続的
に測定し、HCの浄化率が50％に到達するまでに要した時
間を求めた。結果を図３に示す。
【００５１】吸収 A/F比は OSCの指標であり、吸収 A/F
比が 1.0を超えれば OSCが向上していること、吸収 A/F
比が大きいほど OSCが高いことを意味している。また原
子比Ni／Ptが25より大きくなると高温時に遷移金属どう
しの粒成長が起こりやすく耐久後の活性が低下すること
がわかっている。したがって原子比Ni／Ce及び原子比Ni
／Ptを吸収 A/F比の指標とすれば、両者は図１に示す斜
線で囲まれた範囲にあることが望ましいことがわかる。
比が 1.0を超えれば OSCが向上していること、吸収 A/F
比が大きいほど OSCが高いことを意味している。また原
子比Ni／Ptが25より大きくなると高温時に遷移金属どう
しの粒成長が起こりやすく耐久後の活性が低下すること
がわかっている。したがって原子比Ni／Ce及び原子比Ni
／Ptを吸収 A/F比の指標とすれば、両者は図１に示す斜
線で囲まれた範囲にあることが望ましいことがわかる。
【００５２】そして図３と図２の比較より、吸収 A/F比
が高いものほど50％浄化到達時間が短いこと、つまり O
SCが高いものほど早期活性化されていることが明らかで
あり、これは貴金属とともに遷移金属を所定原子比内で
担持した効果であることが明らかである。
が高いものほど50％浄化到達時間が短いこと、つまり O
SCが高いものほど早期活性化されていることが明らかで
あり、これは貴金属とともに遷移金属を所定原子比内で
担持した効果であることが明らかである。
【００５３】
【発明の効果】すなわち本発明の排ガス浄化用触媒によ
れば、従来と同等のCeO2量及び貴金属担持量として触媒
の早期活性化が可能となり、排ガスを低温域から効率よ
く浄化することができる。また従来と同等の活性化を有
するようにすれば、貴金属量を低減できるためコストの
低減が可能となる。
れば、従来と同等のCeO2量及び貴金属担持量として触媒
の早期活性化が可能となり、排ガスを低温域から効率よ
く浄化することができる。また従来と同等の活性化を有
するようにすれば、貴金属量を低減できるためコストの
低減が可能となる。
【図１】遷移金属のセリウム原子に対する原子比及び遷
移金属の貴金属に対する原子比の最適範囲を示す請求項
１に関わるグラフである。
移金属の貴金属に対する原子比の最適範囲を示す請求項
１に関わるグラフである。
【図２】実施例における原子比Ni／Ce及び原子比Ni／Pt
と吸収 A/F比との関係を示すグラフである。
と吸収 A/F比との関係を示すグラフである。
【図３】実施例及び比較例の触媒のHC50％浄化到達時間
を示すグラフである。
を示すグラフである。
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Ｆターム(参考） 3G091 AA17 AA28 AA29 AB02 AB03
AB06 BA03 BA14 BA15 BA19
BA39 CB02 DA01 DA02 EA34
FA02 FA04 FA12 FA13 FB02
FB10 FB11 FB12 FC07 GA01
GA06 GB01W GB04W GB05W
GB06W GB10W HA08 HA11
HA36 HA37 HA42
4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA03X
BA08Y BA10X BA18Y BA19X
BA36Y BA37X BA38X BA41X
BA42Y BB02 EA04
4G069 AA03 BA01B BA13B BB02A
BB02B BB04A BB06A BB06B
BC40B BC43A BC51B BC66A
BC67A BC67B BC68A BC68B
BC69A BC70A BC71A BC71B
BC72A BC74A BC75A BC75B
CA03 CA09 EA19 EB12Y
FC08
Claims (3)
- 【請求項１】 セリウム酸化物を含む担体と、遷移金属
及び貴金属からなり少なくとも該セリウム酸化物に担持
された触媒金属と、よりなり、 該遷移金属のセリウム原子に対する原子比と該遷移金属
の該貴金属に対する原子比との関係が図１に示すグラフ
中の境界線を含む六角形の斜線部の範囲にあることを特
徴とする排ガス浄化用触媒。 - 【請求項２】 セリウム酸化物を含む担体と、遷移金属
及び貴金属からなり少なくとも該セリウム酸化物に担持
された触媒金属と、よりなる排ガス浄化用触媒であっ
て、 空燃比（ A/F）が14と15の排ガスを 0.2Hzにて振動させ
ながら各々入りガス温度 400℃で流通させた時の出ガス
中の酸素濃度の変動量を変動吸収量と定義したとき、 該排ガス浄化用触媒の変動吸収量（Ｘ）と、該排ガス浄
化用触媒の貴金属担持量と同量の貴金属を担持し遷移金
属を含まない触媒の変動吸収量（Ｙ）の比（Ｘ／Ｙ）が
１以上であることを特徴とする排ガス浄化用触媒。 - 【請求項３】 前記遷移金属はCo，Ni，及びFeから選ば
れる少なくとも一種である請求項１又は請求項２に記載
の排ガス浄化用触媒。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002020666A JP3882627B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 排ガス浄化用触媒 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002020666A JP3882627B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 排ガス浄化用触媒 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003220336A true JP2003220336A (ja) | 2003-08-05 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2005246216A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用触媒 |
| JP2005296735A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 触媒及び触媒の製造方法 |
| JP2006326478A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化用酸素吸放出材及び排ガス浄化用触媒 |
| WO2007069485A2 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Ambient temperature nitrogen oxide adsorbent |
| WO2007111004A1 (ja) | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | 排ガス浄化用触媒、その再生方法、それを用いた排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法 |
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| JP2007260567A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 排ガス浄化用触媒及びその再生方法 |
| JP2007289920A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-11-08 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 排ガス浄化用触媒、その再生方法、それを用いた排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法 |
| JP2009241057A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-10-22 | Honda Motor Co Ltd | 排ガス浄化触媒 |
| EP2127729A1 (en) | 2008-05-30 | 2009-12-02 | Mazda Motor Corporation | Exhaust gas purification catalyst |
| JP2009297628A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Babcock Hitachi Kk | 熱機関の排ガス浄化装置，排ガス浄化方法及びＮＯｘ浄化触媒 |
| JP2015157236A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-09-03 | マツダ株式会社 | エンジン排ガス浄化用触媒材及びパティキュレートフィルタ |
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|---|---|---|---|---|
| EP2308595B1 (en) | 2008-07-04 | 2019-04-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying catalyst |
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- 2002-01-29 JP JP2002020666A patent/JP3882627B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2007069485A2 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Ambient temperature nitrogen oxide adsorbent |
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| KR100973378B1 (ko) | 2006-03-28 | 2010-07-30 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 배기 가스 정화용 촉매, 그의 재생 방법, 이를 이용한 배기가스 정화 장치 및 배기 가스 정화 방법 |
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| EP2527033A1 (en) | 2006-03-28 | 2012-11-28 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Catalyst for purification of exhaust gas, regeneration method for the catalyst, and apparatus and method for purification of exhaust gas using the catalyst |
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