JP2003220339A - 内燃機関の排気ガス浄化用触媒 - Google Patents
内燃機関の排気ガス浄化用触媒Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
Abstract
(57)【要約】
【課題】 機関始動時に排出されるＨＣを良好に浄化可
能とする。 【解決手段】 排気ガス浄化用触媒のハニカム担体（１
０）には、機関始動時に内燃機関から排出されるＨＣを
吸着するＨＣ吸着材を含有したＨＣ吸着層（１１）と、
触媒温度の上昇につれてＨＣ吸着層から脱離したＨＣを
浄化する触媒成分を含有した触媒層（１２）と、触媒成
分の活性化温度以下の温度で酸素を放出するＡｇを酸素
供給成分として含有した酸素発生層（１３）とを備え
る。酸素発生層へのＡｇ添加量は、触媒中にＡｇＯ2の
形で存在するＡｇから脱離ＨＣを酸化するために理論上
必要な量以上の酸素が放出されるような値に設定されて
いる。触媒がＨＣ脱離温度に到達する前後においてＡｇ
Ｏ2が分解してＯ2が供給されるので、脱離ＨＣは触媒成
分の存在下で酸化されて良好に浄化される。
能とする。 【解決手段】 排気ガス浄化用触媒のハニカム担体（１
０）には、機関始動時に内燃機関から排出されるＨＣを
吸着するＨＣ吸着材を含有したＨＣ吸着層（１１）と、
触媒温度の上昇につれてＨＣ吸着層から脱離したＨＣを
浄化する触媒成分を含有した触媒層（１２）と、触媒成
分の活性化温度以下の温度で酸素を放出するＡｇを酸素
供給成分として含有した酸素発生層（１３）とを備え
る。酸素発生層へのＡｇ添加量は、触媒中にＡｇＯ2の
形で存在するＡｇから脱離ＨＣを酸化するために理論上
必要な量以上の酸素が放出されるような値に設定されて
いる。触媒がＨＣ脱離温度に到達する前後においてＡｇ
Ｏ2が分解してＯ2が供給されるので、脱離ＨＣは触媒成
分の存在下で酸化されて良好に浄化される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス浄化用触媒に関し、特に、内燃機関の始動時に排出さ
れる炭化水素（ＨＣ）を良好に浄化可能な排気ガス浄化
用触媒に関する。
ス浄化用触媒に関し、特に、内燃機関の始動時に排出さ
れる炭化水素（ＨＣ）を良好に浄化可能な排気ガス浄化
用触媒に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】機関始動時に排出されるＨＣを浄
化するため、ゼオライトなどからなるＨＣ吸着層と酸化
触媒層とを担体上に担持してなるＨＣ吸着触媒が用いら
れる。この種のＨＣ吸着触媒は、ＨＣ吸着層でＨＣを吸
着し、その後の触媒温度上昇につれてＨＣ吸着層から脱
離するＨＣを酸化触媒層で浄化するようになっている。
化するため、ゼオライトなどからなるＨＣ吸着層と酸化
触媒層とを担体上に担持してなるＨＣ吸着触媒が用いら
れる。この種のＨＣ吸着触媒は、ＨＣ吸着層でＨＣを吸
着し、その後の触媒温度上昇につれてＨＣ吸着層から脱
離するＨＣを酸化触媒層で浄化するようになっている。
【０００３】図４は、機関始動時におけるＨＣ吸着触媒
の入口及び出口でのＨＣ濃度と時間経過との関係を示
す。図示の如く、機関始動時には内燃機関から多量のＨ
Ｃが排出されて触媒入口でのＨＣ濃度が大きなピークを
示すが、ＨＣ吸着触媒のＨＣ吸着作用によって触媒出口
でのＨＣ濃度は抑制される。しかし、触媒温度がＨＣ離
脱温度（たとえば百数十度）に達した後に触媒出口での
ＨＣ濃度が増大し、しかも酸化触媒層の活性化温度（例
えば約２００℃）への到達後もＨＣ濃度は高レベルにあ
る。これは、酸化触媒層が活性化したとしても脱離ＨＣ
が十分に浄化されないことを示し、その原因は、脱離Ｈ
Ｃにより酸化触媒層のまわりにリッチ雰囲気が形成され
て脱離ＨＣの浄化に供される酸素が不足することにある
と考えられる。この場合、機関始動時に長時間にわたっ
てＨＣが大気中へ多量に放出されることになる。
の入口及び出口でのＨＣ濃度と時間経過との関係を示
す。図示の如く、機関始動時には内燃機関から多量のＨ
Ｃが排出されて触媒入口でのＨＣ濃度が大きなピークを
示すが、ＨＣ吸着触媒のＨＣ吸着作用によって触媒出口
でのＨＣ濃度は抑制される。しかし、触媒温度がＨＣ離
脱温度（たとえば百数十度）に達した後に触媒出口での
ＨＣ濃度が増大し、しかも酸化触媒層の活性化温度（例
えば約２００℃）への到達後もＨＣ濃度は高レベルにあ
る。これは、酸化触媒層が活性化したとしても脱離ＨＣ
が十分に浄化されないことを示し、その原因は、脱離Ｈ
Ｃにより酸化触媒層のまわりにリッチ雰囲気が形成され
て脱離ＨＣの浄化に供される酸素が不足することにある
と考えられる。この場合、機関始動時に長時間にわたっ
てＨＣが大気中へ多量に放出されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＨＣ浄化のための酸素
を供給するには例えば排気空燃比をリーン化すれば良い
が、機関始動時に排気空燃比を極端にリーン化すること
は、燃焼室内へ燃料を直接に供給可能な直噴式内燃機関
を除き、実際には困難である。また、直噴式内燃機関に
おいてもＨＣ浄化のためにリーン空燃比で運転するとＮ
Ｏｘ排出量が増大するので、リーン空燃比運転を長時間
にわたって継続すると排気特性が全体として悪化するお
それがある。また、ＮＯｘ浄化触媒を設置する必要が生
じる。
を供給するには例えば排気空燃比をリーン化すれば良い
が、機関始動時に排気空燃比を極端にリーン化すること
は、燃焼室内へ燃料を直接に供給可能な直噴式内燃機関
を除き、実際には困難である。また、直噴式内燃機関に
おいてもＨＣ浄化のためにリーン空燃比で運転するとＮ
Ｏｘ排出量が増大するので、リーン空燃比運転を長時間
にわたって継続すると排気特性が全体として悪化するお
それがある。また、ＮＯｘ浄化触媒を設置する必要が生
じる。
【０００５】そこで、本発明の目的は、機関始動時に内
燃機関から排出される炭化水素を良好に浄化可能とする
排気ガス浄化用触媒を提供することにある。
燃機関から排出される炭化水素を良好に浄化可能とする
排気ガス浄化用触媒を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ゼオライトを主成分とし機関始動時に排出される炭
化水素を吸着する炭化水素吸着材と、Ｐｄ、Ｐｔ及びＲ
ｈからなる群より選ばれた少なくとも一種の貴金属を含
み炭化水素吸着材から脱離する炭化水素を浄化する触媒
成分とを有する排気ガス浄化用触媒において、触媒成分
の活性化温度以下の温度で酸素を放出する酸素供給成分
を触媒に添加し、その添加量を、脱離炭化水素を酸化す
るために理論上必要な酸素量以上の酸素が放出されるよ
うな値に設定したことを特徴とする。
は、ゼオライトを主成分とし機関始動時に排出される炭
化水素を吸着する炭化水素吸着材と、Ｐｄ、Ｐｔ及びＲ
ｈからなる群より選ばれた少なくとも一種の貴金属を含
み炭化水素吸着材から脱離する炭化水素を浄化する触媒
成分とを有する排気ガス浄化用触媒において、触媒成分
の活性化温度以下の温度で酸素を放出する酸素供給成分
を触媒に添加し、その添加量を、脱離炭化水素を酸化す
るために理論上必要な酸素量以上の酸素が放出されるよ
うな値に設定したことを特徴とする。
【０００７】請求項１の発明の排気ガス浄化用触媒で
は、触媒成分が活性化温度に達する前に酸素供給成分か
ら酸素が放出されるので、脱離ＨＣによる触媒成分まわ
りでのリッチ雰囲気の形成が抑制されて脱離ＨＣの触媒
上での酸化反応が促進され、触媒のＨＣ浄化性能が向上
する。請求項２の発明は、酸素供給成分が、Ａｇ、Ｆｅ
及びＣｕからなる群より選ばれた少なくとも一種を含む
ことを特徴とする。
は、触媒成分が活性化温度に達する前に酸素供給成分か
ら酸素が放出されるので、脱離ＨＣによる触媒成分まわ
りでのリッチ雰囲気の形成が抑制されて脱離ＨＣの触媒
上での酸化反応が促進され、触媒のＨＣ浄化性能が向上
する。請求項２の発明は、酸素供給成分が、Ａｇ、Ｆｅ
及びＣｕからなる群より選ばれた少なくとも一種を含む
ことを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明では、触媒成分の活性化温
度以下における酸素放出能力に優れるＡｇ、ＦｅやＣｕ
が酸素供給成分として用いられ、ＨＣ浄化性能が向上す
る。請求項３の発明は、酸素供給成分としてのＡｇを触
媒１リットル当たり１６．２ないし５０．０グラム添加
したことを特徴とする。請求項３の発明では、所要量の
Ａｇが触媒中でＡｇＯ2の形で存在して触媒成分の活性
温度に近い温度で分解して十分な量の酸素を放出するの
で、触媒成分まわりでのリッチ雰囲気の形成が確実に抑
制され、ＨＣ浄化性能が向上する。
度以下における酸素放出能力に優れるＡｇ、ＦｅやＣｕ
が酸素供給成分として用いられ、ＨＣ浄化性能が向上す
る。請求項３の発明は、酸素供給成分としてのＡｇを触
媒１リットル当たり１６．２ないし５０．０グラム添加
したことを特徴とする。請求項３の発明では、所要量の
Ａｇが触媒中でＡｇＯ2の形で存在して触媒成分の活性
温度に近い温度で分解して十分な量の酸素を放出するの
で、触媒成分まわりでのリッチ雰囲気の形成が確実に抑
制され、ＨＣ浄化性能が向上する。
【０００９】請求項３の発明において、好ましくは、Ａ
ｇの添加量を触媒１リットル当たり３３ないし４３グラ
ムにする。この場合、酸素放出に十分な量のＡｇが触媒
に安定に添加され、Ａｇの存在下で触媒上での脱離ＨＣ
の酸化反応が促進される。請求項４の発明は、酸素供給
成分としてのＡｇの添加量を脱離炭化水素のメタン換算
量に対してモル比で８倍以上としたことを特徴とする。
ｇの添加量を触媒１リットル当たり３３ないし４３グラ
ムにする。この場合、酸素放出に十分な量のＡｇが触媒
に安定に添加され、Ａｇの存在下で触媒上での脱離ＨＣ
の酸化反応が促進される。請求項４の発明は、酸素供給
成分としてのＡｇの添加量を脱離炭化水素のメタン換算
量に対してモル比で８倍以上としたことを特徴とする。
【００１０】請求項４の発明では、酸素が十分に供給さ
れてＨＣ浄化性能が向上する。請求項５の発明は、酸素
供給成分が、触媒成分が含有される層より下層側の層に
含有されていることを特徴とする。請求項５の発明で
は、酸素供給成分から触媒成分への酸素の供給が触媒成
分の下層側から行われるため、触媒上での酸化反応が促
進される。
れてＨＣ浄化性能が向上する。請求項５の発明は、酸素
供給成分が、触媒成分が含有される層より下層側の層に
含有されていることを特徴とする。請求項５の発明で
は、酸素供給成分から触媒成分への酸素の供給が触媒成
分の下層側から行われるため、触媒上での酸化反応が促
進される。
【００１１】請求項６の発明は、炭化水素吸着材および
触媒成分が第一層とその上層の第二層にそれぞれ含有さ
れ、酸素供給成分が第一層と第二層との間の第三層に含
有されることを特徴とする。請求項６の発明では、耐熱
性の低いゼオライトを含む炭化水素吸着材が最下層の第
一層に含有されるので、炭化水素吸着材が排気ガスによ
って加熱されて高温になることが抑制され、触媒の耐久
性が向上する。
触媒成分が第一層とその上層の第二層にそれぞれ含有さ
れ、酸素供給成分が第一層と第二層との間の第三層に含
有されることを特徴とする。請求項６の発明では、耐熱
性の低いゼオライトを含む炭化水素吸着材が最下層の第
一層に含有されるので、炭化水素吸着材が排気ガスによ
って加熱されて高温になることが抑制され、触媒の耐久
性が向上する。
【００１２】請求項７の発明は、炭化水素吸着材および
触媒成分が第一層とその上層の第二層にそれぞれ含有さ
れ、酸素供給成分が第一層より下層の第三層に含有され
ることを特徴とする。請求項７の発明では、酸素供給成
分が炭化水素吸着材の下層側に配されるので、酸素供給
成分の添加により炭化水素吸着材のＨＣ吸着能が低下す
るおそれがなくなる。
触媒成分が第一層とその上層の第二層にそれぞれ含有さ
れ、酸素供給成分が第一層より下層の第三層に含有され
ることを特徴とする。請求項７の発明では、酸素供給成
分が炭化水素吸着材の下層側に配されるので、酸素供給
成分の添加により炭化水素吸着材のＨＣ吸着能が低下す
るおそれがなくなる。
【００１３】請求項８の発明は、炭化水素吸着材および
触媒成分が第一層およびその上層の第二層に含有され、
酸素供給成分が第一層に含有されることを特徴とする。
請求項８の発明に係る触媒は二層構造であり、容易かつ
安価に製造される。
触媒成分が第一層およびその上層の第二層に含有され、
酸素供給成分が第一層に含有されることを特徴とする。
請求項８の発明に係る触媒は二層構造であり、容易かつ
安価に製造される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態によ
る排気ガス浄化用触媒を説明する。本実施形態の排気ガ
ス浄化用触媒は、吸気管内噴射式または筒内噴射式の内
燃機関（図示略）の排気通路内に配置され、機関始動時
に内燃機関から排出される排気ガスに含まれる炭化水素
（ＨＣ）を吸着すると共に、その後の触媒温度の上昇に
伴って脱離するＨＣを良好に浄化するようになってい
る。この排気ガス浄化用触媒は単独で用いても良く、あ
るいは三元触媒やＮＯｘ浄化触媒などと共に使用可能で
ある。但し、機関始動時のＨＣ浄化のために排気空燃比
をリーン化する必要がないのでＮＯｘ浄化触媒をあえて
設置する必要はなく、排気ガス浄化用触媒を単独使用し
て触媒システムを簡易且つ安価に構成することができ
る。
る排気ガス浄化用触媒を説明する。本実施形態の排気ガ
ス浄化用触媒は、吸気管内噴射式または筒内噴射式の内
燃機関（図示略）の排気通路内に配置され、機関始動時
に内燃機関から排出される排気ガスに含まれる炭化水素
（ＨＣ）を吸着すると共に、その後の触媒温度の上昇に
伴って脱離するＨＣを良好に浄化するようになってい
る。この排気ガス浄化用触媒は単独で用いても良く、あ
るいは三元触媒やＮＯｘ浄化触媒などと共に使用可能で
ある。但し、機関始動時のＨＣ浄化のために排気空燃比
をリーン化する必要がないのでＮＯｘ浄化触媒をあえて
設置する必要はなく、排気ガス浄化用触媒を単独使用し
て触媒システムを簡易且つ安価に構成することができ
る。
【００１５】図１に示すように、排気ガス浄化用触媒
は、例えばコージライトからなるハニカム担体１０を備
え、このハニカム担体１０の上面には、ＨＣ吸着層（第
一層）１１と酸素発生層（第三層）１３と触媒層（第二
層）１２とがこの順序で担持されている。図１は排気ガ
ス浄化用触媒に形成された一つのセルの四半部を示し、
ハニカム担体１０の各セルは例えば四角形状に形成され
ている。
は、例えばコージライトからなるハニカム担体１０を備
え、このハニカム担体１０の上面には、ＨＣ吸着層（第
一層）１１と酸素発生層（第三層）１３と触媒層（第二
層）１２とがこの順序で担持されている。図１は排気ガ
ス浄化用触媒に形成された一つのセルの四半部を示し、
ハニカム担体１０の各セルは例えば四角形状に形成され
ている。
【００１６】ＨＣ吸着層１１は、例えばβ型ゼオライト
を主成分とするＨＣ吸着材からなり、排気ガス中のＨＣ
を吸着するようになっている。触媒層１２は、アルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）などからなる基材に、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈな
どからなる群より選ばれた一種以上の貴金属を含む触媒
成分とＣｅ、Ｚｒ、Ｌａなどからなる群から選ばれた一
種以上を含む助触媒成分とを添加したものであり、排気
ガス温度ひいては触媒温度の上昇によりＨＣ吸着層１１
から脱離するＨＣを酸化して浄化する機能を奏するもの
になっている。また、酸素発生層１３は、アルミナなど
の基材上に酸素供給成分を分散させたものであり、触媒
温度の上昇に伴う分解反応や還元反応により酸素を発生
させて触媒層１２での脱離ＨＣの酸化反応に供するよう
になっている。
を主成分とするＨＣ吸着材からなり、排気ガス中のＨＣ
を吸着するようになっている。触媒層１２は、アルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）などからなる基材に、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈな
どからなる群より選ばれた一種以上の貴金属を含む触媒
成分とＣｅ、Ｚｒ、Ｌａなどからなる群から選ばれた一
種以上を含む助触媒成分とを添加したものであり、排気
ガス温度ひいては触媒温度の上昇によりＨＣ吸着層１１
から脱離するＨＣを酸化して浄化する機能を奏するもの
になっている。また、酸素発生層１３は、アルミナなど
の基材上に酸素供給成分を分散させたものであり、触媒
温度の上昇に伴う分解反応や還元反応により酸素を発生
させて触媒層１２での脱離ＨＣの酸化反応に供するよう
になっている。
【００１７】酸素発生層１３に添加される酸素供給成分
は、触媒層１２に添加された触媒成分の活性化温度（例
えば約２００℃）以下の温度で酸素を放出する機能を有
するものから選択される。具体的には、酸素供給成分
は、Ａｇ、Ｆｅ及びＣｕからなる群より選ばれた少なく
とも一種を含み、本実施形態ではＡｇが酸素供給成分と
して酸素発生層１３に添加されている。なお、Ａｇなど
以外にも、ＣｅやＺｒなども酸素放出機能を奏するが、
その活性化温度が触媒成分の活性化温度よりも相当に高
く、脱離ＨＣの酸化、浄化を促進する上での有用性に劣
る。
は、触媒層１２に添加された触媒成分の活性化温度（例
えば約２００℃）以下の温度で酸素を放出する機能を有
するものから選択される。具体的には、酸素供給成分
は、Ａｇ、Ｆｅ及びＣｕからなる群より選ばれた少なく
とも一種を含み、本実施形態ではＡｇが酸素供給成分と
して酸素発生層１３に添加されている。なお、Ａｇなど
以外にも、ＣｅやＺｒなども酸素放出機能を奏するが、
その活性化温度が触媒成分の活性化温度よりも相当に高
く、脱離ＨＣの酸化、浄化を促進する上での有用性に劣
る。
【００１８】酸素供給成分の添加量は、脱離ＨＣを酸化
するために理論上必要な酸素量以上の酸素が酸素供給成
分から放出されるような値に設定される。本実施形態で
は、酸素供給成分としてのＡｇの添加量は、脱離ＨＣの
メタン換算量に対してモル比で８倍以上の値に設定され
る。換言すれば、Ａｇ添加量は、触媒１リットル当たり
１６．２ないし５０．０グラム、好ましくは３３ないし
４３グラムの範囲内の値に設定される。
するために理論上必要な酸素量以上の酸素が酸素供給成
分から放出されるような値に設定される。本実施形態で
は、酸素供給成分としてのＡｇの添加量は、脱離ＨＣの
メタン換算量に対してモル比で８倍以上の値に設定され
る。換言すれば、Ａｇ添加量は、触媒１リットル当たり
１６．２ないし５０．０グラム、好ましくは３３ないし
４３グラムの範囲内の値に設定される。
【００１９】以下、Ａｇの添加量を上記の値に設定する
理由を説明する。メタン（ＣＨ4）の酸化反応は次式で
表される。 ＣＨ4＋２Ｏ2→ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ この酸化反応式から、メタンを酸化するために要する酸
素量が、モル比でメタンの２倍であることが分かる。ま
た、酸素発生層１３に添加されたＡｇはＡｇ2Ｏの形で
酸素発生層１３中に存在し、このＡｇ2Ｏが次式で示す
ようにＡｇとＯ2とに分解されてＯ2を発生させる。
理由を説明する。メタン（ＣＨ4）の酸化反応は次式で
表される。 ＣＨ4＋２Ｏ2→ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ この酸化反応式から、メタンを酸化するために要する酸
素量が、モル比でメタンの２倍であることが分かる。ま
た、酸素発生層１３に添加されたＡｇはＡｇ2Ｏの形で
酸素発生層１３中に存在し、このＡｇ2Ｏが次式で示す
ようにＡｇとＯ2とに分解されてＯ2を発生させる。
【００２０】Ａｇ2Ｏ→４Ａｇ＋Ｏ2
上記の分解反応式から、酸素を発生させるために要する
Ａｇの添加量はモル比で酸素の４倍であることが分か
る。結局、メタンの酸化に要する酸素量を発生させるた
めに理論上必要となるＡｇ添加量はモル比でメタンの８
倍であるといえる。
Ａｇの添加量はモル比で酸素の４倍であることが分か
る。結局、メタンの酸化に要する酸素量を発生させるた
めに理論上必要となるＡｇ添加量はモル比でメタンの８
倍であるといえる。
【００２１】さて、容量１リットルの排気ガス浄化用触
媒を用いた実験によれば、触媒へのＨＣの吸着量は約３
００ｍｇであった。換言すれば、触媒からは容量１リッ
トルあたり０．３グラムのＨＣが脱離することになる。
この脱離ＨＣの重量０．３グラムを１モルのメタンの重
量１６グラムで除して、脱離ＨＣのメタル換算量は、モ
ル換算で１．８７５×１０-2モルと求められる。
媒を用いた実験によれば、触媒へのＨＣの吸着量は約３
００ｍｇであった。換言すれば、触媒からは容量１リッ
トルあたり０．３グラムのＨＣが脱離することになる。
この脱離ＨＣの重量０．３グラムを１モルのメタンの重
量１６グラムで除して、脱離ＨＣのメタル換算量は、モ
ル換算で１．８７５×１０-2モルと求められる。
【００２２】既述のように、メタンの酸化に要する酸素
量の発生に必要なＡｇ添加量はモル比でメタンの８倍で
あるので、触媒１リットルあたりに添加すべきＡｇは、
１モルのＡｇの重量１０８ｇに脱離ＨＣのモル換算量の
８倍を乗じることにより１６．２ｇと求められる。この
様にして、脱離ＨＣを酸化するために理論上必要な酸素
量を放出可能とするＡｇ添加量が１６．２ｇであること
が分かる。
量の発生に必要なＡｇ添加量はモル比でメタンの８倍で
あるので、触媒１リットルあたりに添加すべきＡｇは、
１モルのＡｇの重量１０８ｇに脱離ＨＣのモル換算量の
８倍を乗じることにより１６．２ｇと求められる。この
様にして、脱離ＨＣを酸化するために理論上必要な酸素
量を放出可能とするＡｇ添加量が１６．２ｇであること
が分かる。
【００２３】その一方で、酸素発生層１３に添加された
Ａｇはその全てが酸素放出に寄与するものではない。従
って、脱離ＨＣの酸化を促進するには上記添加量１６．
２ｇ以上のＡｇを酸素発生層１３に添加するのが実際的
である。また、本願発明者は酸素発生層１３へのＡｇ添
加量が異なる幾つかの排気ガス浄化用触媒を試作して評
価した結果、酸素発生層１３にＡｇを安定に添加する上
でその添加量に制約があり、Ａｇ添加量の上限値は触媒
１リットルあたり５０．０ｇであることが分かった。そ
して、脱離ＨＣの酸化反応を促進すると共にＡｇを安定
に添加する観点から、触媒１リットルあたりのＡｇ添加
量の好適範囲が３３ｇないし４３ｇであることが分かっ
た。
Ａｇはその全てが酸素放出に寄与するものではない。従
って、脱離ＨＣの酸化を促進するには上記添加量１６．
２ｇ以上のＡｇを酸素発生層１３に添加するのが実際的
である。また、本願発明者は酸素発生層１３へのＡｇ添
加量が異なる幾つかの排気ガス浄化用触媒を試作して評
価した結果、酸素発生層１３にＡｇを安定に添加する上
でその添加量に制約があり、Ａｇ添加量の上限値は触媒
１リットルあたり５０．０ｇであることが分かった。そ
して、脱離ＨＣの酸化反応を促進すると共にＡｇを安定
に添加する観点から、触媒１リットルあたりのＡｇ添加
量の好適範囲が３３ｇないし４３ｇであることが分かっ
た。
【００２４】付言すれば、触媒にＡｇを添加することは
公知であり、例えば特開２００１−７９４２３号公報に
はゼオライト層にＡｇを混入してなる排気ガス浄化用触
媒が開示されている。しかしながら、この公報に記載の
触媒ではＨＣ吸着性能の向上を企図してＡｇを添加する
ものに過ぎず、同公報に特段の記載はないがＡｇ添加量
はＨＣのメタン換算モル量よりも少ないはずである。仮
に最大限に見積もってＡｇ１モルが１モルのメタンに吸
着に寄与するとしてもＡｇの添加量はＨＣのメタン換算
量と同じモル量（触媒１リットルあたり数グラム程度）
であると解される。上記の説明から明らかなように、こ
の程度のＡｇ添加量では脱離ＨＣの酸化反応を促進する
に足る酸素量を発生させることは困難である。
公知であり、例えば特開２００１−７９４２３号公報に
はゼオライト層にＡｇを混入してなる排気ガス浄化用触
媒が開示されている。しかしながら、この公報に記載の
触媒ではＨＣ吸着性能の向上を企図してＡｇを添加する
ものに過ぎず、同公報に特段の記載はないがＡｇ添加量
はＨＣのメタン換算モル量よりも少ないはずである。仮
に最大限に見積もってＡｇ１モルが１モルのメタンに吸
着に寄与するとしてもＡｇの添加量はＨＣのメタン換算
量と同じモル量（触媒１リットルあたり数グラム程度）
であると解される。上記の説明から明らかなように、こ
の程度のＡｇ添加量では脱離ＨＣの酸化反応を促進する
に足る酸素量を発生させることは困難である。
【００２５】本実施形態の排気ガス浄化用触媒は例えば
以下のようにして製作される。先ず、例えば、アルミナ
源の粉末、シリカ源の粉末およびマグネシア源の粉末
を、アルミナ、シリカ、マグネシアの割合がコージライ
ト組成になるように混合したものを水に分散させ、その
固形分をハニカム状に成形し、このハニカム成形体を焼
成してハニカム担体１０を得る。
以下のようにして製作される。先ず、例えば、アルミナ
源の粉末、シリカ源の粉末およびマグネシア源の粉末
を、アルミナ、シリカ、マグネシアの割合がコージライ
ト組成になるように混合したものを水に分散させ、その
固形分をハニカム状に成形し、このハニカム成形体を焼
成してハニカム担体１０を得る。
【００２６】次に、ハニカム担体１０の表面にＨＣ吸着
層１１を形成する。先ず、ゼオライト構成成分の水溶性
塩を水で希釈して所定濃度の水溶液を調製し、この水溶
液中に担体１０を浸漬する。水溶性塩は、ハニカム担体
１０の吸水性によって担体１０の表面や表層中に吸収さ
れる。その後、担体１０を乾燥させて水分を蒸発させ、
ゼオライト構成成分の塩を担体１０の表面や表層中に吸
着させる。次に、ハニカム担体１０を加熱してゼオライ
ト構成成分の塩を分解させ、これにより担体１０の表面
にＨＣ吸着層１１を形成する。
層１１を形成する。先ず、ゼオライト構成成分の水溶性
塩を水で希釈して所定濃度の水溶液を調製し、この水溶
液中に担体１０を浸漬する。水溶性塩は、ハニカム担体
１０の吸水性によって担体１０の表面や表層中に吸収さ
れる。その後、担体１０を乾燥させて水分を蒸発させ、
ゼオライト構成成分の塩を担体１０の表面や表層中に吸
着させる。次に、ハニカム担体１０を加熱してゼオライ
ト構成成分の塩を分解させ、これにより担体１０の表面
にＨＣ吸着層１１を形成する。
【００２７】次に、ハニカム担体１０に担持されたＨＣ
吸着層１１の表面に酸素発生層１３を形成する。先ず、
酸素供給成分（ここではＡｇ）の水溶性塩を所定濃度に
希釈して水溶液を調製する。次に、適当な金属酸化物基
材粉末（ここではアルミナ）を水溶液に浸漬し、水分を
蒸発させた後で、アルミナ粉末の表面に吸着した塩を加
熱分解させてＡｇをアルミナ粉末の表面に担持する。そ
して、この粉末と純水とを適当な濃度で混ぜ合わせてス
ラリーを作成し、次に、スラリーを担体１０に担持した
ＨＣ吸着層１１に吸着させる。更に、水分を蒸発させた
後で担体１０を焼成し、これによりハニカム担体１０に
形成したＨＣ吸着層１１の表面を酸素発生層１３で被覆
する。
吸着層１１の表面に酸素発生層１３を形成する。先ず、
酸素供給成分（ここではＡｇ）の水溶性塩を所定濃度に
希釈して水溶液を調製する。次に、適当な金属酸化物基
材粉末（ここではアルミナ）を水溶液に浸漬し、水分を
蒸発させた後で、アルミナ粉末の表面に吸着した塩を加
熱分解させてＡｇをアルミナ粉末の表面に担持する。そ
して、この粉末と純水とを適当な濃度で混ぜ合わせてス
ラリーを作成し、次に、スラリーを担体１０に担持した
ＨＣ吸着層１１に吸着させる。更に、水分を蒸発させた
後で担体１０を焼成し、これによりハニカム担体１０に
形成したＨＣ吸着層１１の表面を酸素発生層１３で被覆
する。
【００２８】次に、ハニカム担体１０の酸素発生層１３
の表面に触媒層１２を形成する。先ず、アルミナとＰ
ｄ、Ｐｔ、Ｒｈなどの触媒成分とＣｅ、Ｚｒ、Ｌａなど
の助触媒成分とを主成分とする粉末を含むスラリーを調
製する。次に、ＨＣ吸着層１１及び酸素発生層１３を形
成済みのハニカム担体１０を上記スラリー中に浸漬し、
これを乾燥後に焼成し、これにより担体１０にＨＣ吸着
層１１、酸素発生層１３及び触媒層１２をこの順序で担
持してなる排気ガス浄化用触媒を得る。この触媒は、た
とえば緩衝材を介してケースに収容され、内燃機関の排
気管内に配置される。
の表面に触媒層１２を形成する。先ず、アルミナとＰ
ｄ、Ｐｔ、Ｒｈなどの触媒成分とＣｅ、Ｚｒ、Ｌａなど
の助触媒成分とを主成分とする粉末を含むスラリーを調
製する。次に、ＨＣ吸着層１１及び酸素発生層１３を形
成済みのハニカム担体１０を上記スラリー中に浸漬し、
これを乾燥後に焼成し、これにより担体１０にＨＣ吸着
層１１、酸素発生層１３及び触媒層１２をこの順序で担
持してなる排気ガス浄化用触媒を得る。この触媒は、た
とえば緩衝材を介してケースに収容され、内燃機関の排
気管内に配置される。
【００２９】以下、排気ガス浄化用触媒の作用を説明す
る。内燃機関の冷態始動時には大量の未燃ＨＣ成分が内
燃機関から排出されるが、排気ガス浄化用触媒のＨＣ吸
着層１１にＨＣが吸着され、これにより大気中へのＨＣ
の排出を抑制することができる。そして、時間経過につ
れて触媒が排気ガスにより徐々に加熱されてＨＣ脱離温
度（例えば百数十度）まで上昇すると、ＨＣ吸着層１１
からの吸着ＨＣの脱離が開始される。
る。内燃機関の冷態始動時には大量の未燃ＨＣ成分が内
燃機関から排出されるが、排気ガス浄化用触媒のＨＣ吸
着層１１にＨＣが吸着され、これにより大気中へのＨＣ
の排出を抑制することができる。そして、時間経過につ
れて触媒が排気ガスにより徐々に加熱されてＨＣ脱離温
度（例えば百数十度）まで上昇すると、ＨＣ吸着層１１
からの吸着ＨＣの脱離が開始される。
【００３０】一方、排気ガス浄化用触媒の酸素発生層１
３には酸素供給成分としてのＡｇが担持され、機関始動
前においてＡｇの多くはアルミナ上に酸化物すなわちＡ
ｇ2Ｏとして存在しているが、触媒温度の上昇につれて
この酸化物が反応式２Ａｇ2Ｏ→４Ａｇ＋Ｏ2で示すよう
に分解してＯ2を放出する。ここで、酸素発生層１３に
は酸素放出能力に優れたＡｇが例えば触媒１リットル当
たり３３ないし４３グラムの如く多量に添加されてお
り、しかもその酸化物であるＡｇ2Ｏの分解分圧は１８
５℃で１気圧に達するので、触媒が活性化温度（例えば
約２００℃）に達する前に多量のＯ2が発生する。
３には酸素供給成分としてのＡｇが担持され、機関始動
前においてＡｇの多くはアルミナ上に酸化物すなわちＡ
ｇ2Ｏとして存在しているが、触媒温度の上昇につれて
この酸化物が反応式２Ａｇ2Ｏ→４Ａｇ＋Ｏ2で示すよう
に分解してＯ2を放出する。ここで、酸素発生層１３に
は酸素放出能力に優れたＡｇが例えば触媒１リットル当
たり３３ないし４３グラムの如く多量に添加されてお
り、しかもその酸化物であるＡｇ2Ｏの分解分圧は１８
５℃で１気圧に達するので、触媒が活性化温度（例えば
約２００℃）に達する前に多量のＯ2が発生する。
【００３１】さて、ＨＣ吸着層１１から脱離したＨＣ
は、ＨＣ吸着層１１より上層の酸素発生層１３及びその
上層の触媒層１２を順次通過して排ガス気流中に拡散し
ていくが、触媒層１２にはＰｄ、Ｐｔ、Ｒｈ等の触媒成
分が分散担持されており、触媒成分が活性化温度に達す
るとその触媒作用の下でＨＣ吸着層１１から脱離したＨ
Ｃが酸化されて浄化される。
は、ＨＣ吸着層１１より上層の酸素発生層１３及びその
上層の触媒層１２を順次通過して排ガス気流中に拡散し
ていくが、触媒層１２にはＰｄ、Ｐｔ、Ｒｈ等の触媒成
分が分散担持されており、触媒成分が活性化温度に達す
るとその触媒作用の下でＨＣ吸着層１１から脱離したＨ
Ｃが酸化されて浄化される。
【００３２】ここで、脱離ＨＣにより触媒層１２中の触
媒成分のまわりにリッチ雰囲気が局所的に形成されると
脱離ＨＣの浄化に供される酸素が不足するおそれがある
が、酸素発生層１３から酸素が放出されるので、触媒成
分のまわりでのリッチ雰囲気の形成が抑制され、触媒成
分の存在下での脱離ＨＣの酸化反応が促進される。しか
も、酸素発生層１３で発生した酸素は、酸素発生層１３
より上層の触媒層１２を通過して排ガス気流中に拡散す
るので、酸素発生層１３から触媒層１２の触媒成分への
酸素供給が触媒層１２の下層側から行われ、触媒成分の
存在下での脱離ＨＣと酸素との反応が促進される。この
様に、触媒層１２の下側から酸素を供給すると、排気空
燃比のリーン化などにより触媒層１２の上側から酸素を
供給する構成に比べて脱離ＨＣの浄化効率が向上する。
また、ＨＣ吸着層１１にＨＣ吸着材として含有されてい
るゼオライトの耐熱性は低いが、ＨＣ吸着層１１が酸素
発生層１３及び触媒層１２よりも下層に配されているの
で、ゼオライトが排気ガスによって加熱されて高温にな
ることが抑制され、排気ガス浄化用触媒の耐久性がその
分向上する。
媒成分のまわりにリッチ雰囲気が局所的に形成されると
脱離ＨＣの浄化に供される酸素が不足するおそれがある
が、酸素発生層１３から酸素が放出されるので、触媒成
分のまわりでのリッチ雰囲気の形成が抑制され、触媒成
分の存在下での脱離ＨＣの酸化反応が促進される。しか
も、酸素発生層１３で発生した酸素は、酸素発生層１３
より上層の触媒層１２を通過して排ガス気流中に拡散す
るので、酸素発生層１３から触媒層１２の触媒成分への
酸素供給が触媒層１２の下層側から行われ、触媒成分の
存在下での脱離ＨＣと酸素との反応が促進される。この
様に、触媒層１２の下側から酸素を供給すると、排気空
燃比のリーン化などにより触媒層１２の上側から酸素を
供給する構成に比べて脱離ＨＣの浄化効率が向上する。
また、ＨＣ吸着層１１にＨＣ吸着材として含有されてい
るゼオライトの耐熱性は低いが、ＨＣ吸着層１１が酸素
発生層１３及び触媒層１２よりも下層に配されているの
で、ゼオライトが排気ガスによって加熱されて高温にな
ることが抑制され、排気ガス浄化用触媒の耐久性がその
分向上する。
【００３３】上述のように、排気ガス浄化用触媒は、こ
れがＨＣ脱離温度に達した後であって触媒層１２に添加
された触媒成分が活性化温度に達する前に、脱離ＨＣを
酸化するのに十分な量の酸素を酸素発生層１３から触媒
層１２に供給して脱離ＨＣの酸化反応を促進するものと
なっており、機関始動時のＨＣ浄化効率に優れる。ま
た、排気空燃比をリーン化することなく、触媒成分まわ
りにおけるリッチ雰囲気の形成を抑制して脱離ＨＣを良
好に浄化可能であるため、吸気管内噴射式内燃機関にお
いても機関始動時の大気中へのＨＣ排出量を大幅に低減
できる。また、直噴式内燃機関についてもＨＣ浄化のた
めに排気空燃比のリーン化が不要であるので、排気空燃
比のリーン化によるＮＯｘ排出量の増大を招来すること
がなく、直噴式内燃機関の排気特性の向上に寄与する。
また、ＮＯｘ浄化触媒を不要とすることも可能になる。
れがＨＣ脱離温度に達した後であって触媒層１２に添加
された触媒成分が活性化温度に達する前に、脱離ＨＣを
酸化するのに十分な量の酸素を酸素発生層１３から触媒
層１２に供給して脱離ＨＣの酸化反応を促進するものと
なっており、機関始動時のＨＣ浄化効率に優れる。ま
た、排気空燃比をリーン化することなく、触媒成分まわ
りにおけるリッチ雰囲気の形成を抑制して脱離ＨＣを良
好に浄化可能であるため、吸気管内噴射式内燃機関にお
いても機関始動時の大気中へのＨＣ排出量を大幅に低減
できる。また、直噴式内燃機関についてもＨＣ浄化のた
めに排気空燃比のリーン化が不要であるので、排気空燃
比のリーン化によるＮＯｘ排出量の増大を招来すること
がなく、直噴式内燃機関の排気特性の向上に寄与する。
また、ＮＯｘ浄化触媒を不要とすることも可能になる。
【００３４】以下、本発明の第２実施形態による排気ガ
ス浄化用触媒を説明する。図２に示すように、第２実施
形態の触媒は、ハニカム担体１０に、酸素発生層１３、
ＨＣ吸着層１１及び触媒層１２をこの順序で担持させた
ものになっている。これら各層は上記第１実施形態の場
合と同様に構成可能であり、また、触媒の作用も第１実
施形態のものと略同一であり、従って、触媒についての
構成説明および作用説明を省略する。付言すれば、本実
施形態の排気ガス浄化用触媒では、酸素発生層１３がＨ
Ｃ吸着層１１の下層側に配されているので、酸素発生層
１３の存在によりＨＣ吸着層１１のＨＣ吸着能が低下す
るおそれがない。
ス浄化用触媒を説明する。図２に示すように、第２実施
形態の触媒は、ハニカム担体１０に、酸素発生層１３、
ＨＣ吸着層１１及び触媒層１２をこの順序で担持させた
ものになっている。これら各層は上記第１実施形態の場
合と同様に構成可能であり、また、触媒の作用も第１実
施形態のものと略同一であり、従って、触媒についての
構成説明および作用説明を省略する。付言すれば、本実
施形態の排気ガス浄化用触媒では、酸素発生層１３がＨ
Ｃ吸着層１１の下層側に配されているので、酸素発生層
１３の存在によりＨＣ吸着層１１のＨＣ吸着能が低下す
るおそれがない。
【００３５】以下、本発明の第３実施形態による排気ガ
ス浄化用触媒を説明する。図３に示すように、この実施
形態の触媒は、ハニカム担体１０上に、ＨＣ吸着材と酸
素発生成分とを混合してなる混合層１４を担持し、更
に、この混合層１４の外面上に触媒層１２を担持したも
のになっている。本実施形態の触媒は、第１実施形態に
係る触媒の製作手順に照らして製作可能であり、その製
作手順の説明を省略する。但し、ＨＣ吸着層１１、触媒
層１２及び酸素発生層１３をハニカム担体１０に三層コ
ートしてなる第１及び第２実施形態のものに比べ、触媒
層１２及び混合層１４を担体１０に二層コートした本実
施形態の触媒は容易かつ安価に製作可能である。本実施
形態の触媒の作用は第１実施形態のものと基本的には同
様であり、作用説明を省略する。
ス浄化用触媒を説明する。図３に示すように、この実施
形態の触媒は、ハニカム担体１０上に、ＨＣ吸着材と酸
素発生成分とを混合してなる混合層１４を担持し、更
に、この混合層１４の外面上に触媒層１２を担持したも
のになっている。本実施形態の触媒は、第１実施形態に
係る触媒の製作手順に照らして製作可能であり、その製
作手順の説明を省略する。但し、ＨＣ吸着層１１、触媒
層１２及び酸素発生層１３をハニカム担体１０に三層コ
ートしてなる第１及び第２実施形態のものに比べ、触媒
層１２及び混合層１４を担体１０に二層コートした本実
施形態の触媒は容易かつ安価に製作可能である。本実施
形態の触媒の作用は第１実施形態のものと基本的には同
様であり、作用説明を省略する。
【００３６】以上で、本発明の実施形態の説明を終える
が、本発明はこれに限定されず、種々に変形可能であ
る。例えば、上記実施形態では、ＨＣ吸着材をβ型ゼオ
ライトで構成したが、これに代えてＹ型、ＭＦＩ型、モ
ルデナイト型やフェリエライト型のゼオライトを用いて
も良い。また、ハニカム担体１０へのＨＣ吸着層１１、
触媒層１２及び酸素発生層１３の担持方法も第１実施形
態のものに限定されない。例えば、第１実施形態では、
ゼオライト構成成分（ＨＣ吸着材）の塩を分解させて担
体表面にＨＣ吸着層を形成したが、ゼオライト構成成分
のスラリーを吸着させた担体を焼成するようにしても良
い。その他、本発明はその発明概念の範囲内で種々に変
形可能である。
が、本発明はこれに限定されず、種々に変形可能であ
る。例えば、上記実施形態では、ＨＣ吸着材をβ型ゼオ
ライトで構成したが、これに代えてＹ型、ＭＦＩ型、モ
ルデナイト型やフェリエライト型のゼオライトを用いて
も良い。また、ハニカム担体１０へのＨＣ吸着層１１、
触媒層１２及び酸素発生層１３の担持方法も第１実施形
態のものに限定されない。例えば、第１実施形態では、
ゼオライト構成成分（ＨＣ吸着材）の塩を分解させて担
体表面にＨＣ吸着層を形成したが、ゼオライト構成成分
のスラリーを吸着させた担体を焼成するようにしても良
い。その他、本発明はその発明概念の範囲内で種々に変
形可能である。
【００３７】
【発明の効果】請求項１に記載の発明に係る排気ガス浄
化用触媒は、炭化水素を吸着するＨＣ吸着材と、Ｐｄ、
Ｐｔ及びＲｈからなる群より選ばれた少なくとも一種の
貴金属を含み脱離ＨＣを浄化する触媒成分と、触媒成分
が活性化する温度以下で酸素を放出する酸素供給成分と
を含有し、酸素供給成分の添加量を、脱離ＨＣを酸化す
るために理論上必要な量以上の酸素が酸素供給成分から
放出されるような値に設定したので、触媒成分の活性化
温度以下の温度において酸素供給成分から酸素を放出し
て脱離ＨＣによる触媒成分まわりでのリッチ雰囲気の形
成を十分に抑制することができ、これにより脱離ＨＣの
触媒上での酸化反応を促進して触媒のＨＣ浄化性能を向
上することができる。
化用触媒は、炭化水素を吸着するＨＣ吸着材と、Ｐｄ、
Ｐｔ及びＲｈからなる群より選ばれた少なくとも一種の
貴金属を含み脱離ＨＣを浄化する触媒成分と、触媒成分
が活性化する温度以下で酸素を放出する酸素供給成分と
を含有し、酸素供給成分の添加量を、脱離ＨＣを酸化す
るために理論上必要な量以上の酸素が酸素供給成分から
放出されるような値に設定したので、触媒成分の活性化
温度以下の温度において酸素供給成分から酸素を放出し
て脱離ＨＣによる触媒成分まわりでのリッチ雰囲気の形
成を十分に抑制することができ、これにより脱離ＨＣの
触媒上での酸化反応を促進して触媒のＨＣ浄化性能を向
上することができる。
【００３８】請求項２の発明は、酸素供給成分が、酸素
放出能力に優れたＡｇ、Ｆｅ及びＣｕからなる群より選
ばれた少なくとも一種を含むので、触媒のＨＣ浄化性能
を向上可能である。請求項３の発明は、触媒中にＡｇＯ
2の形態で存在し且つ触媒成分の活性化温度に近い温度
において分解して酸素を放出するＡｇを酸素供給成分と
して触媒１リットル当たり１６．２ないし５０．０グラ
ム添加したので、十分な量の酸素を放出して触媒成分ま
わりでのリッチ雰囲気の形成を確実に抑制することがで
き、ＨＣ浄化性能を向上することができる。
放出能力に優れたＡｇ、Ｆｅ及びＣｕからなる群より選
ばれた少なくとも一種を含むので、触媒のＨＣ浄化性能
を向上可能である。請求項３の発明は、触媒中にＡｇＯ
2の形態で存在し且つ触媒成分の活性化温度に近い温度
において分解して酸素を放出するＡｇを酸素供給成分と
して触媒１リットル当たり１６．２ないし５０．０グラ
ム添加したので、十分な量の酸素を放出して触媒成分ま
わりでのリッチ雰囲気の形成を確実に抑制することがで
き、ＨＣ浄化性能を向上することができる。
【００３９】請求項４の発明は、酸素供給成分としての
Ａｇを脱離ＨＣのメタン換算量に対してモル比で８倍以
上添加したので、酸素を十分に供給してＨＣ浄化性能を
向上することができる。請求項５の発明は、触媒成分が
含有される層より下層側の層に酸素供給成分を含有させ
たので、触媒成分への酸素供給を触媒成分の下層側から
行って触媒上での脱離ＨＣの酸化反応を更に促進するこ
とができる。
Ａｇを脱離ＨＣのメタン換算量に対してモル比で８倍以
上添加したので、酸素を十分に供給してＨＣ浄化性能を
向上することができる。請求項５の発明は、触媒成分が
含有される層より下層側の層に酸素供給成分を含有させ
たので、触媒成分への酸素供給を触媒成分の下層側から
行って触媒上での脱離ＨＣの酸化反応を更に促進するこ
とができる。
【００４０】請求項６の発明は、炭化水素吸着材および
触媒成分をそれぞれ含有する第一層とその上層の第二層
との間にある第三層に酸素供給成分を含有させたので、
耐熱性の低いゼオライトを含むＨＣ吸着材を最下層に配
して排ガスによるＨＣ吸着材の加熱を抑制して触媒の耐
久性を向上させることができる。請求項７の発明は、炭
化水素吸着材および触媒成分をそれぞれ含有する第一層
とその上層の第二層より下層の第三層に酸素供給成分を
含有させたので、酸素供給成分の添加によりＨＣ吸着材
のＨＣ吸着能が低下するおそれがなくなる。
触媒成分をそれぞれ含有する第一層とその上層の第二層
との間にある第三層に酸素供給成分を含有させたので、
耐熱性の低いゼオライトを含むＨＣ吸着材を最下層に配
して排ガスによるＨＣ吸着材の加熱を抑制して触媒の耐
久性を向上させることができる。請求項７の発明は、炭
化水素吸着材および触媒成分をそれぞれ含有する第一層
とその上層の第二層より下層の第三層に酸素供給成分を
含有させたので、酸素供給成分の添加によりＨＣ吸着材
のＨＣ吸着能が低下するおそれがなくなる。
【００４１】請求項８の発明は、炭化水素吸着材および
酸素供給成分を含有した第一層とその上層に配され且つ
触媒成分を含有した第二層とで構成したので、触媒を容
易且つ安価に製造することができる。
酸素供給成分を含有した第一層とその上層に配され且つ
触媒成分を含有した第二層とで構成したので、触媒を容
易且つ安価に製造することができる。
【図１】本発明の第１実施形態による排気ガス浄化用触
媒を示す部分断面図である。
媒を示す部分断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態による排気ガス浄化用触
媒の部分断面図である。
媒の部分断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態による排気ガス浄化用触
媒の部分断面図である。
媒の部分断面図である。
【図４】機関始動時における従来のＨＣ吸着触媒の入口
及び出口でのＨＣ濃度と時間経過との関係を例示する図
である。
及び出口でのＨＣ濃度と時間経過との関係を例示する図
である。
１０ ハニカム担体
１１ ＨＣ吸着層（第一層）
１２ 触媒層（第二層）
１３ 酸素発生層（第三層）
１４ 混合層
─────────────────────────────────────────────────────
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 3/10 Ｆ０１Ｎ 3/10 Ｚ
3/18 Ｄ
3/18 3/20 Ｄ
3/20 3/24 Ｅ
3/24 3/28 ３０１Ｐ
3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ｚ
(72)発明者 棚田 浩
東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車
工業株式会社内
Ｆターム(参考） 3G091 AB02 AB10 BA03 BA15 FA02
FA04 FA12 FA13 FB02 FB10
FB12 FC04 FC07 GB01W
GB01X GB04W GB05W GB06W
GB07W GB09Y GB10X GB17X
HA18
4D048 AA18 AB01 BA03X BA11X
BA30X BA31X BA33X BA34X
BA35X BA36X BA41X BB02
BB16 DA03 DA13 EA04
4G069 AA03 BA01B BA07A BA13B
BB02A BB02B BB04A BB04B
BC31A BC31B BC32A BC32B
BC42B BC43B BC51B BC66A
BC66B BC71A BC71B BC72A
BC72B BC75A BC75B CA02
CA03 CA07 CA15 EA19 EC28
EC29 FC08 ZA19A ZA19B
Claims (8)
- 【請求項１】 ゼオライトを主成分とする炭化水素吸着
材と、Ｐｄ、Ｐｔ及びＲｈからなる群より選ばれた少な
くとも一種の貴金属を含む触媒成分とを有し、内燃機関
の始動時に排出される炭化水素を上記炭化水素吸着材で
吸着し温度上昇と共に前記炭化水素吸着材から脱離する
炭化水素を上記触媒成分により浄化する排気ガス浄化用
触媒において、 上記触媒成分が活性化する温度以下で酸素を放出する酸
素供給成分を添加し、その添加量を、上記炭化水素吸着
材からの脱離炭化水素を酸化するために理論上必要な酸
素量以上の酸素が上記酸素供給成分から放出されるよう
に設定したことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化用
触媒。 - 【請求項２】 上記酸素供給成分は、Ａｇ、Ｆｅ及びＣ
ｕからなる群より選ばれた少なくとも一種を含むことを
特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化用
触媒。 - 【請求項３】 上記酸素供給成分はＡｇであり、Ａｇの
添加量を排気ガス浄化用触媒１リットル当たり１６．２
ないし５０．０グラムとしたことを特徴とする請求項１
に記載の内燃機関の排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項４】 上記酸素供給成分はＡｇであり、Ａｇの
添加量を脱離炭化水素のメタン換算量に対してモル比で
８倍以上としたことを特徴とする請求項１に記載の内燃
機関の排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項５】 上記酸素供給成分は、上記触媒成分が含
有される層より下層側の層に含有されていることを特徴
とする請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化用触
媒。 - 【請求項６】 上記炭化水素吸着材は第一層に含有さ
れ、上記触媒成分は上記第一層より上層の第二層に含有
され、上記酸素供給成分は上記第一層と上記第二層との
間の第三層に含有されることを特徴とする請求項５に記
載の内燃機関の排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項７】 上記炭化水素吸着材は第一層に含有さ
れ、上記触媒成分は上記第一層より上層の第二層に含有
され、上記酸素供給成分は上記第一層より下層の第三層
に含有されることを特徴とする請求項５に記載の内燃機
関の排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項８】 上記炭化水素吸着材は第一層に含有さ
れ、上記触媒成分は上記第一層より上層の第二層に含有
され、上記酸素供給成分は上記第一層に含有されること
を特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気ガス浄化
用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002020488A JP3951111B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 内燃機関の排気ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002020488A JP3951111B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 内燃機関の排気ガス浄化用触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003220339A true JP2003220339A (ja) | 2003-08-05 |
| JP3951111B2 JP3951111B2 (ja) | 2007-08-01 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002020488A Expired - Fee Related JP3951111B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 内燃機関の排気ガス浄化用触媒 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3951111B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008047796A1 (fr) * | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Cataler Corporation | Catalyseur pour la purification de gaz d'échappement |
| JP2008121555A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2010042408A (ja) * | 2007-01-17 | 2010-02-25 | Nanostellar Inc | パラジウム−金を含有するエンジン排ガス触媒 |
| US8133837B2 (en) | 2006-10-30 | 2012-03-13 | Cataler Corporation | Exhaust gas-purifying catalyst |
| US8225596B2 (en) | 2008-03-04 | 2012-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device of internal combustion engine |
| JP2015006660A (ja) * | 2013-05-27 | 2015-01-15 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| JP2015044157A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法並びにそれを用いた排気ガス浄化方法 |
| CN111974072A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-24 | 安徽新育轩环保科技有限公司 | 一种过滤盘泥沙清理系统 |
-
2002
- 2002-01-29 JP JP2002020488A patent/JP3951111B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008047796A1 (fr) * | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Cataler Corporation | Catalyseur pour la purification de gaz d'échappement |
| KR101432330B1 (ko) * | 2006-10-18 | 2014-08-20 | 가부시키가이샤 캬타라 | 배출 가스 정화용 촉매 |
| US8133837B2 (en) | 2006-10-30 | 2012-03-13 | Cataler Corporation | Exhaust gas-purifying catalyst |
| JP2008121555A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP4595926B2 (ja) * | 2006-11-13 | 2010-12-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2010042408A (ja) * | 2007-01-17 | 2010-02-25 | Nanostellar Inc | パラジウム−金を含有するエンジン排ガス触媒 |
| US8225596B2 (en) | 2008-03-04 | 2012-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device of internal combustion engine |
| JP2015006660A (ja) * | 2013-05-27 | 2015-01-15 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| JP2015044157A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法並びにそれを用いた排気ガス浄化方法 |
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| CN111974072B (zh) * | 2020-07-23 | 2022-02-01 | 安徽新育轩环保科技有限公司 | 一种过滤盘泥沙清理系统 |
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