JP2003251150A - Exhaust gas cleaning device - Google Patents

Exhaust gas cleaning device

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JP2003251150A
JP2003251150A JP2002060625A JP2002060625A JP2003251150A JP 2003251150 A JP2003251150 A JP 2003251150A JP 2002060625 A JP2002060625 A JP 2002060625A JP 2002060625 A JP2002060625 A JP 2002060625A JP 2003251150 A JP2003251150 A JP 2003251150A
Authority
JP
Japan
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exhaust gas
catalyst
coated
cleaning
purification
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002060625A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Takeuchi
雅彦 竹内
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JP2003251150A publication Critical patent/JP2003251150A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas cleaning device exhibiting a high NO<SB>x</SB>cleaning ratio in which a temperature range capable of cleaning NO<SB>x</SB>suitable for cleaning of the exhaust gas of a lean burn engine requiring cleaning of NO<SB>x</SB>is outstandingly enhanced as compared with the conventional one. <P>SOLUTION: In the exhaust gas cleaning device in which a monolith carrier is coated with a catalyst. On the upstream side exhaust gas, the monolith carrier is further coated with a coat which is obtained by carrying a noble metal on a perovskite type composite oxide represented by the chemical formula: A<SB>1-x</SB>A '<SB>x</SB>M<SB>1-y</SB>Ti<SB>y</SB>O<SB>3</SB>(A represents at least one kind of La, Nd, Sm and Gd, A' represents at least one kind of K, Rb and Cs, M represents at least one kind of Mn, Co, Fe and Ni, 0<x<1 and 0<y<1) and on the downstream side, a cleaning catalyst capable of cleaning NO<SB>x</SB>is coated thereon. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、自動車用エンジン
等の内燃機関から排出される排気ガスを浄化するための
装置に関し、より詳しくは、高いNOx浄化性能を有す
る排気ガス浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile engine, and more particularly to an exhaust gas purification device having high NO x purification performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、環境保護のため、自動車用エンジ
ン等の内燃機関から排出される二酸化炭素(CO2)の
総量を抑えること、及び窒素酸化物(NOx)の発生量
を抑えることが重大な課題となっている。この対応策と
して、燃費向上の目的でリーンバーンエンジンが開発さ
れ、その排気ガスを浄化する目的で、従来の三元触媒に
リーン雰囲気でNOxを吸蔵する機能を付加させた吸蔵
還元型NOx浄化用触媒が開発され、上記課題に対して
一定の成功を収めている。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to protect the environment, it is possible to suppress the total amount of carbon dioxide (CO 2 ) emitted from an internal combustion engine such as an automobile engine, and to suppress the amount of nitrogen oxides (NO x ). It is a serious issue. As a countermeasure against this, a lean burn engine was developed for the purpose of improving fuel economy, and a storage-reduction type NO x in which a function of storing NO x in a lean atmosphere was added to a conventional three-way catalyst for the purpose of purifying the exhaust gas thereof. Purification catalysts have been developed with some success in addressing the above issues.

【0003】このリーンバーンエンジンは、燃料を、常
時は空燃比(A/F)がリーン(空気過剰)の条件下で
燃焼させ、一時的にストイキ(理論空燃比)〜リッチ
(燃料過剰)の条件下で燃焼させる。排気ガス中の炭化
水素(HC)や一酸化炭素(CO)は、リーン側で酸化
性雰囲気と触媒の作用により効率的に燃焼除去され、一
方、NOxはリーン側では吸蔵材に捕捉され、それが一
時的なストイキ〜リッチ条件下において放出され、その
一時的な還元性雰囲気と触媒の作用により還元浄化され
る。
In this lean burn engine, fuel is always burned under the condition that the air-fuel ratio (A / F) is lean (excess air), and temporarily stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) to rich (excess fuel). Burn under conditions. Hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas are efficiently burned and removed by the action of the oxidizing atmosphere and the catalyst on the lean side, while NO x is trapped by the storage material on the lean side. It is released under a temporary stoichiometric-rich condition, and is reduced and purified by the action of the temporary reducing atmosphere and the catalyst.

【0004】従来、吸蔵還元型NOx浄化用触媒のNOx
吸蔵材には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属等が使
用され、白金等の触媒成分とNOx吸蔵材を、γ-アルミ
ナ等の坦体に坦持して排気ガス浄化用触媒が構成され
る。こうした排気ガス浄化用触媒は、例えば、特開平9
−248458号公報、特開平10−33984号公
報、特開平10−128114号公報に記載されてい
る。
Conventionally, storage reduction NO x NO x purification catalyst
As the storage material, an alkali metal or an alkaline earth metal is used, and a catalyst component such as platinum and a NO x storage material are carried on a carrier such as γ-alumina to form an exhaust gas purification catalyst. . Such an exhaust gas purifying catalyst is disclosed, for example, in Japanese Unexamined Patent Publication No.
It is described in JP-A-248458, JP-A-10-33984, and JP-A-10-128114.

【0005】一方、特定のペロブスカイト型複合酸化物
はNOxをN2とO2に分解する作用を有することが知ら
れており、例えば、特開平5−261289号公報、特
開平5−245372号公報、特開平6−315634
号公報に、特定のペロブスカイト型複合酸化物を坦体に
坦持したNOx接触還元用触媒が記載されている。
On the other hand, it is known that a specific perovskite type complex oxide has a function of decomposing NO x into N 2 and O 2 , for example, JP-A-5-261289 and JP-A-5-245372. Japanese Patent Laid-Open No. 6-315634
The publication describes a catalyst for NO x catalytic reduction in which a specific perovskite complex oxide is supported on a carrier.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルカ
リ金属又はアルカリ土類金属等を坦持した吸蔵還元型N
x浄化用触媒では、約500℃を上回る触媒温度にお
けるNOx浄化性能をさらに高める必要があった。
However, an occlusion reduction type N carrying an alkali metal or an alkaline earth metal, etc.
With the O x purification catalyst, it was necessary to further improve the NO x purification performance at a catalyst temperature above about 500 ° C.

【0007】また、かかる吸蔵還元によってNOxを浄
化する方式では、NOxを還元するための一時的なスト
イキ〜リッチ条件下での燃焼を必要とするが、このよう
な燃焼は、燃料の一部を使用し、燃費を一部犠牲にする
ことで発生させる。このため、さらに燃費を向上させる
ためには、一時的なストイキ〜リッチ条件下での燃焼の
頻度を出来るだけ少なくすることが望まれる。
In addition, the method of purifying NO x by such storage reduction requires temporary combustion under stoichiometric to rich conditions for reducing NO x , but such combustion is one of fuel. It is generated by using some parts and sacrificing some fuel efficiency. Therefore, in order to further improve fuel economy, it is desirable to reduce the frequency of combustion under temporary stoichiometric-rich conditions as much as possible.

【0008】一方、従来のペロブスカイト型複合酸化物
を含む触媒は、自動車用エンジン等の内燃機関から排出
される排気ガスの浄化に使用するためには、NOx浄化
性能を高める必要があった。したがって、本発明は、と
りわけ、NOxを浄化可能な温度範囲が従来よりも顕著
に高められ、高いNOx浄化率を示す排気ガス浄化装置
を提供することを目的とする。
On the other hand, the conventional catalyst containing a perovskite type complex oxide needs to have a high NO x purification performance in order to be used for purification of exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile engine. Therefore, it is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification device that has a particularly high temperature range in which NO x can be purified, which is significantly higher than in the past, and that exhibits a high NO x purification rate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的は、モノリス担
体上に触媒がコートされてなる排気ガス浄化装置であっ
て、前記モノリス担体上の排気ガス上流側に、化学式:
1-xA’x1-yTiy3(Aは、La、Nd、Sm、
及びGdの少なくとも1種、A’は、K、Rb、及びC
sの少なくとも1種、Mは、Mn、Co、Fe、及びN
iの少なくとも1種、0<x<1、0<y<1)で表さ
れるペロブスカイト型複合酸化物に貴金属を担持した触
媒がコートされ、前記モノリス担体上の排気ガス下流側
にNOxを浄化する触媒がコートされたことを特徴とす
る排気ガス浄化装置によって達成される。
The above object is an exhaust gas purifying apparatus in which a catalyst is coated on a monolith carrier, wherein the chemical formula:
A 1-x A'x M 1-y Ti y O 3 (A is La, Nd, Sm,
And at least one of Gd, A ′ is K, Rb, and C
at least one of s, M is Mn, Co, Fe, and N
At least one of i, 0 <x <1, 0 <y <1) is coated with a catalyst in which a noble metal is supported on a perovskite type composite oxide, and NO x is provided on the exhaust gas downstream side on the monolith carrier. It is achieved by an exhaust gas purifying device characterized in that a catalyst for purifying is coated.

【0010】本発明は、化学式:A1-xA’x1-yTiy
3で表される特定のペロブスカイト型複合酸化物の上
に白金等の貴金属が直接坦持されてなる触媒が、モノリ
ス担体上の排気ガス上流側にコートされ、その下流側の
モノリス担体上にNOx浄化用触媒がコートされた構成
の排気ガス浄化装置である。
The present invention has the chemical formula: A 1-x A'x M 1-y Ti y
A catalyst in which a precious metal such as platinum is directly supported on a specific perovskite type composite oxide represented by O 3 is coated on the exhaust gas upstream side of the monolith carrier, and on the downstream side of the monolith carrier. The exhaust gas purifying apparatus has a structure in which a NO x purifying catalyst is coated.

【0011】本発明の排気ガス浄化装置の構成におい
て、上流側の触媒は、高温下でNOxをN2とO2に分解
することができ、それによって、排気ガス浄化装置の全
体として、高温下でのNOx浄化率が顕著に高められ
る。この理由は、以下のように考えられる。
In the structure of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the catalyst on the upstream side can decompose NO x into N 2 and O 2 at a high temperature, whereby the exhaust gas purifying apparatus as a whole has a high temperature. The NO x purification rate below is significantly increased. The reason for this is considered as follows.

【0012】一般式ABO3のペロブスカイト型複合酸
化物は、その結晶格子の一部が特定の元素によって置換
されると、原子半径の相違による結晶のひずみに加え
て、結晶構造がより不安定になり、酸素原子が価数変化
を生じ、酸素を吸放出することができる。また、このB
サイトの元素は、酸化還元の作用を奏することができ、
この酸化還元の作用は、とりわけ、Bサイトの元素の一
部がチタンで置換されたときに顕著になるものと考えら
れる。
When a part of the crystal lattice of the perovskite type complex oxide of the general formula ABO 3 is replaced by a specific element, the crystal structure becomes more unstable in addition to the strain of the crystal due to the difference in atomic radius. As a result, the oxygen atom changes its valence, and oxygen can be absorbed and released. Also, this B
The elements of the site can play the role of redox,
It is considered that this redox action becomes remarkable especially when a part of the B site element is replaced with titanium.

【0013】このような酸素の吸放出と酸化還元の作用
により、本発明で特定するペロブスカイト型複合酸化物
は、NOxをN2とO2に分解する作用を奏し、この作用
は、本来的に高温下で促進され、また、貴金属を担持す
ることによって促進されるためと考えられる。
Due to the action of absorbing and releasing oxygen and the action of redox, the perovskite type complex oxide specified in the present invention has the action of decomposing NO x into N 2 and O 2 , and this action is essentially It is considered that it is promoted at a high temperature and also by supporting a noble metal.

【0014】また、本発明の排気ガス浄化装置の構成に
おいて、上流側の触媒は、従来よりも顕著に高い温度下
でNOx吸蔵材として機能することができ、それによっ
て、高温下でのNOx浄化率が高められる。この理由
は、以下のように考えられる。従来のNOx吸蔵材とし
てのアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、リーン条件
下では硝酸塩に、リッチ条件下では炭酸塩に変化するも
のと考えられる。これらの塩は、約500℃を上回る温
度では分解が生じ、このため、高温でのNOx吸蔵性能
が低下するものと考えられる。
Further, in the structure of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the catalyst on the upstream side can function as a NO x storage material at a temperature significantly higher than the conventional one, whereby NO at a high temperature can be obtained. x Purification rate is increased. The reason for this is considered as follows. It is considered that the alkali metal or alkaline earth metal as the conventional NO x storage material is changed to nitrate under lean conditions and to carbonate under rich conditions. It is considered that these salts are decomposed at a temperature higher than about 500 ° C., and thus the NO x storage performance at a high temperature is deteriorated.

【0015】これに対して、本発明で特定するペロブス
カイト型複合酸化物は、特定の組成に由来する複合効果
により高温下でも安定化される一方で、高温下では、A
サイトのカリウム、ルビジウム、又はセシウムの少なく
とも一部がペロブスカイト型複合酸化物から遊離するこ
とができ、残存する負イオンがNOxに対して塩基点と
して作用し、負イオン化されたNOxを正イオンのカリ
ウム、ルビジウム、又はセシウムが捕獲するものと考え
られる。したがって、高温下であってもペロブスカイト
型複合酸化物がNOxを吸蔵し、リッチ条件下で、捕獲
されたNOxを還元浄化することができる。
On the other hand, the perovskite type complex oxide specified in the present invention is stabilized even at high temperature due to the compounding effect derived from the specific composition, while at high temperature, A
At least part of potassium, rubidium, or cesium at the site can be liberated from the perovskite-type composite oxide, and the remaining negative ions act as a base point for NO x , and the negatively ionized NO x is converted into positive ions. Is considered to be captured by potassium, rubidium, or cesium. Therefore, the perovskite-type composite oxide occludes NO x even at high temperatures, and the captured NO x can be reduced and purified under rich conditions.

【0016】本発明の排気ガス浄化装置の構成におい
て、こうした貴金属が担持されたペロブスカイト型複合
酸化物の下流に、NOxを浄化する触媒がコートされ、
この触媒は、好ましくは、吸蔵還元型NOx浄化用触媒
であり、又は三元触媒である。上述のように、上流側の
触媒は高温下で、NOxをN2とO2に分解する作用を奏
し、かつNOx吸蔵材として機能することができる。こ
のため、下流側に吸蔵還元型NOx浄化用触媒又は三元
触媒等のNOxを浄化する触媒をコートすることによ
り、低温域でのNOx浄化性能が確保され、双方の触媒
によって広い温度範囲で高いNOx浄化率を発現するこ
とができる。
In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, a catalyst for purifying NO x is coated on the downstream side of the perovskite type composite oxide carrying such a noble metal,
This catalyst is preferably a storage reduction type NO x purification catalyst or a three-way catalyst. As described above, the catalyst on the upstream side has a function of decomposing NO x into N 2 and O 2 at a high temperature and can function as a NO x storage material. Therefore, by coating the downstream side with a catalyst for purifying NO x such as a storage reduction type NO x purifying catalyst or a three-way catalyst, NO x purifying performance in a low temperature range is secured, and both catalysts have a wide temperature range. A high NOx purification rate can be exhibited in the range.

【0017】また、上流側の触媒のNOxをN2とO2
分解する作用により、一時的なストイキ〜リッチ条件下
での燃焼の頻度を少なくすることができ、燃費の向上を
もたらすことができる。
Further, the decomposing action of NO x on the upstream side of the catalyst to N 2 and O 2, it is possible to reduce the frequency of combustion in transient stoichiometric-rich conditions, that leads to improvement in fuel consumption You can

【0018】上流側と下流側の触媒は、1つのモノリス
担体にコートされることができ、あるいは、それぞれの
触媒が別なモノリス担体にコートされ、これらのモノリ
ス担体が、実質的に接触されて配置されることもでき
る。いずれの構成においてもコンパクトな排気ガス浄化
装置を構成することができる。
The upstream and downstream catalysts can be coated on one monolith support, or each catalyst can be coated on a separate monolith support and the monolith supports can be substantially contacted. It can also be arranged. In either configuration, a compact exhaust gas purification device can be constructed.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の排気ガス浄化装置は、N
xの浄化が必要なリーンバーンエンジンの排気ガスの
浄化に適し、モノリス担体上の排気ガス上流側に、特定
のペロブスカイト型複合酸化物に貴金属を担持したペロ
ブスカイト型複合酸化物触媒がコートされ、この触媒の
下流側のモノリス担体上にNOx浄化用触媒がコートさ
れて構成される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Suitable for purification of exhaust gas of a lean burn engine that requires purification of O x , a perovskite-type composite oxide catalyst in which a noble metal is supported on a specific perovskite-type composite oxide is coated on the exhaust gas upstream side of a monolith carrier, A NO x purification catalyst is coated on the monolithic carrier downstream of this catalyst.

【0020】リーンバーンエンジンには、気筒内全体と
してはリーンな混合気を燃焼させて成層燃焼を実現する
筒内噴射式火花点火内燃機関等が例示され、また、ディ
ーゼル式内燃機関も含まれる。これらの内燃機関は、リ
ーン条件下で燃料を燃焼させることからNOxが比較的
多量に発生し、NOxの浄化が必要となる。
Examples of the lean burn engine include a cylinder injection type spark ignition internal combustion engine which burns a lean air-fuel mixture in the cylinder as a whole to realize stratified combustion, and also includes a diesel internal combustion engine. Since these internal combustion engines burn fuel under lean conditions, a relatively large amount of NO x is generated and it is necessary to purify NO x .

【0021】ペロブスカイト型複合酸化物は、A
1-xA’x1-yTiy3(Aは、La、Nd、Sm、及
びGdの少なくとも1種、A’は、K、Rb、及びCs
の少なくとも1種、Mは、Mn、Co、Fe、及びNi
の少なくとも1種)の化学式を有するTiを含む特定の
ペロブスカイト型複合酸化物であり、0<x<1であ
り、より好ましくは0.05<x<0.45、さらに好ま
しくは0.2<x<0.4であり、0<y<1であり、よ
り好ましくは0.05<y<0.45、さらに好ましくは
0.2<y<0.4である。
The perovskite complex oxide is A
1-x A'x M 1-y Ti y O 3 (A is at least one of La, Nd, Sm, and Gd, A'is K, Rb, and Cs
At least one of M, M is Mn, Co, Fe, and Ni
A specific perovskite-type composite oxide containing Ti having a chemical formula of at least one of 0 <x <1, more preferably 0.05 <x <0.45, and still more preferably 0.2 < x <0.4, 0 <y <1, more preferably 0.05 <y <0.45, and still more preferably 0.2 <y <0.4.

【0022】このようなペロブスカイト型複合酸化物の
調製は、例えば、含まれる元素の硝酸塩、酢酸塩、塩化
物等の粉末を所定の割合で混合した後、あるいは、水溶
液にして混合・乾燥した後、空気中で400〜1000
℃に加熱することにより行うことができる。
Preparation of such a perovskite type complex oxide is carried out, for example, by mixing powders of the elemental nitrates, acetates, chlorides, etc. contained in a predetermined ratio, or after making them into an aqueous solution and mixing and drying. , 400-1000 in air
It can be performed by heating to ℃.

【0023】このようなペロブスカイト型複合酸化物
に、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(R
h)、金(Au)、及びイリジウム(Ir)の少なくと
も1種から選択された貴金属、より好ましくは、Pt、
Pd、又はRhの少なくとも1種が担持されて、上流側
の触媒が調製される。この坦持は、担体上に金属粒子を
担持させることができる任意の方法から選択された、例
えば、析出法、吸着法、イオン交換法、還元析出法、蒸
発乾固法等によって行うことができる。
Platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (R
h), a noble metal selected from at least one of gold (Au) and iridium (Ir), more preferably Pt,
At least one of Pd and Rh is supported to prepare the upstream catalyst. This loading can be performed by any method capable of supporting the metal particles on the carrier, for example, a precipitation method, an adsorption method, an ion exchange method, a reduction precipitation method, an evaporation dryness method, or the like. .

【0024】好ましくは、この貴金属は、ペロブスカイ
ト型複合酸化物の質量100gを基準に、0.1〜5
g、より好ましくは0.3〜4gの量で担持される。好
ましくは、ペロブスカイト型複合酸化物を粉砕等によっ
て0.05〜20μmの粒径に調整した後に、貴金属を
担持する。貴金属をペロブスカイト型複合酸化物上によ
り均一に分散させるためである。
Preferably, the noble metal is 0.1 to 5 based on 100 g of the perovskite type complex oxide.
g, more preferably 0.3 to 4 g. Preferably, the perovskite-type composite oxide is adjusted to have a particle size of 0.05 to 20 μm by pulverization or the like, and then a noble metal is supported. This is because the noble metal is more evenly dispersed on the perovskite complex oxide.

【0025】下流側のモノリス担体上にコートされるN
x浄化用触媒は、NOxを浄化することができる任意の
触媒であることができるが、好ましくは、アルカリ金属
又はアルカリ土類金属等のNOx吸蔵材と白金等の触媒
成分が、γ-アルミナ等の坦体に坦持された吸蔵還元型
NOx浄化用触媒であり、また、NOx吸蔵材が担持され
ていない三元触媒である。あるいは、このNOx浄化用
触媒は、塩基点や細孔によってNOxを一時的又は長期
的に吸着又は吸収するゼオライト、アルカリ物質、各種
複合酸化物のような吸着材又は吸収材であることもでき
る。
N coated on the downstream monolith carrier
The O x purification catalyst can be any catalyst capable of purifying NO x , but preferably the NO x storage material such as an alkali metal or an alkaline earth metal and the catalyst component such as platinum are γ -A storage-reduction type NO x purification catalyst that is supported on a carrier such as alumina, and a three-way catalyst that does not support a NO x storage material. Alternatively, the NO x purification catalyst may be an adsorbent or an adsorbent such as a zeolite, an alkaline substance, or various complex oxides that temporarily or long-term adsorbs or absorbs NO x by the basic points or pores. it can.

【0026】これらの貴金属が担持されたペロブスカイ
ト型複合酸化物、及びNOx浄化用触媒は、ハニカム形
状の通常のモノリス担体にウォッシュコート等によりコ
ートすることで、本発明の排気ガス浄化装置を構成する
ことができる。図1は、本発明の排気ガス浄化装置の構
成を模式的に例示するものである。以下、実施例によっ
て本発明をより具体的に説明する。
The perovskite-type composite oxide carrying these noble metals and the NO x purification catalyst are coated on an ordinary honeycomb-shaped monolith carrier with a wash coat or the like to form the exhaust gas purification apparatus of the present invention. can do. FIG. 1 schematically illustrates the configuration of an exhaust gas purification device of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples.

【0027】[0027]

【実施例】実施例1 以下のようにして、ペロブスカイト型複合酸化物にPt
が担持された上流側の触媒を調製し、これを上流側のモ
ノリス担体上にコートした。770gのNd(NO3)3
6H2O、111gのRbNO3、504gのMn(N
3)2・6H2O、及び固形分60gを含むチタニアゾル
を3000ccのイオン交換水に溶解・攪拌した後、水
分を蒸発させ、120℃×2時間の乾燥と480℃×5
時間の仮焼を行い、次に900℃×10時間の焼成を行
って、ペロブスカイト型複合酸化物Nd0.7Rb0.3Mn
0.7Ti0.33の粉末を得た。
Example 1 Pt was added to the perovskite type composite oxide as follows.
Was prepared, and the upstream catalyst was coated on the upstream monolith support. 770g of Nd (NO 3) 3 ·
6H 2 O, 111 g of RbNO 3 , 504 g of Mn (N
O 3) 2 · 6H 2 O , and after dissolution, stirring to deionized water 3000cc titania sol containing solid 60 g, water is evaporated, 120 ° C. × 2 hours drying and 480 ° C. × 5
Calcination is performed for 900 hours and then firing is performed at 900 ° C. for 10 hours to obtain a perovskite complex oxide Nd 0.7 Rb 0.3 Mn.
A powder of 0.7 Ti 0.3 O 3 was obtained.

【0028】得られた複合酸化物粉末500gを200
0ccのイオン交換水に分散させて攪拌し、ジニトロジ
アンミン白金硝酸水溶液を10gPt相当量で添加した
後、水分を蒸発させ、120℃×2時間の乾燥と500
℃×2時間の焼成を行って、Pt担持ペロブスカイト型
複合酸化物粉末を得た。
200 g of the obtained composite oxide powder was added to 200 g.
The mixture was dispersed in 0 cc of ion-exchanged water and stirred, and a dinitrodiammine platinum nitric acid aqueous solution was added in an amount corresponding to 10 g Pt, and then water was evaporated, followed by drying at 120 ° C for 2 hours and 500
Firing at 2 ° C. for 2 hours gave a Pt-supported perovskite-type composite oxide powder.

【0029】次に、このPt担持ペロブスカイト型複合
酸化物粉末に、総固形分を基準に固形分20質量%に相
当するジルコニアゾルと適量のイオン交換水を添加し、
攪拌してスラリーを調製した。このスラリーを、直径3
0mm×長さ20mmのモノリス担体に、固形分として
4gコートし、120℃×2時間の乾燥と500℃×1
時間の焼成に供し、上流側の触媒をモノリス担体上にコ
ートした。
Next, to this Pt-supported perovskite-type composite oxide powder, zirconia sol corresponding to a solid content of 20 mass% based on the total solid content and an appropriate amount of ion-exchanged water were added,
A slurry was prepared by stirring. This slurry has a diameter of 3
A monolith carrier having a length of 0 mm and a length of 20 mm was coated with 4 g as a solid content, dried at 120 ° C. for 2 hours, and dried at 500 ° C. × 1.
The monolith carrier was coated with the upstream catalyst by calcination for a period of time.

【0030】別に、吸蔵還元型NOx浄化用触媒からな
る下流側の触媒を以下のようにして調製し、これを下流
側のモノリス担体上にコートした。γ-アルミナ粉末
と、この粉末との総固形分を基準に固形分20質量%に
相当するアルミナゾルと適量のイオン交換水を添加し、
攪拌してスラリーを調製した。このスラリーを、直径3
0mm×長さ30mmのモノリス担体に、固形分として
6gコートし、120℃×2時間の乾燥と500℃×2
時間の焼成を行った。
Separately, a downstream catalyst consisting of a storage reduction type NO x purification catalyst was prepared as follows and was coated on the downstream monolith carrier. γ-alumina powder, an alumina sol corresponding to a solid content of 20 mass% based on the total solid content of this powder, and an appropriate amount of ion-exchanged water were added,
A slurry was prepared by stirring. This slurry has a diameter of 3
A monolith carrier having a length of 0 mm and a length of 30 mm was coated with 6 g as a solid content, dried at 120 ° C for 2 hours, and dried at 500 ° C for 2 hours.
Baking for hours.

【0031】次に、0.042gPt相当量のジニトロ
ジアンミン白金硝酸水溶液を用いて上記のコート層にP
tを担持し、250℃×2時間の焼成を行った後、0.
2gの酢酸カリウム、1.07gの酢酸バリウムを吸水
担持し、下流側の触媒を調製した。このようにして得ら
れた上流側と下流側のモノリス担体を接触して配置し、
本発明の排気ガス浄化装置を構成した。
Then, P was added to the above-mentioned coating layer using an aqueous solution of dinitrodiammine platinum nitric acid equivalent to 0.042 g Pt.
After carrying t and baking at 250 ° C. for 2 hours,
2 g of potassium acetate and 1.07 g of barium acetate were adsorbed and supported by water to prepare a downstream catalyst. The upstream and downstream monolith carriers thus obtained are arranged in contact with each other,
An exhaust gas purifying device of the present invention was constructed.

【0032】実施例2 111gのRbNO3に代えて76gのKNO3を用いた
以外は、実施例1と同様にして、ペロブスカイト型複合
酸化物Nd0.70.3Mn0.7Ti0.33の粉末を得た。
この粉末500gを用いた以外は実施例1と同様にして
上流側の触媒を調製し、実施例1と同様にして調製した
下流側の触媒と組み合わせて、本発明の排気ガス浄化装
置を構成した。
Example 2 A powder of perovskite type complex oxide Nd 0.7 K 0.3 Mn 0.7 Ti 0.3 O 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 76 g of KNO 3 was used instead of 111 g of RbNO 3. It was
An upstream catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that 500 g of this powder was used, and was combined with the downstream catalyst prepared in the same manner as in Example 1 to construct an exhaust gas purification apparatus of the present invention. .

【0033】実施例3 下流側の触媒を次のようにして作成した以外は実施例1
と同様にして、本発明の排気ガス浄化装置を作成した。
硝酸ロジウム水溶液を用いて1質量%のRhを担持した
ジルコニア粉末と、γ-アルミナ粉末を、0.2:1の質
量比で混合し、この粉末との総固形分を基準に固形分2
0質量%に相当するアルミナゾルと適量のイオン交換水
を添加し、攪拌してスラリーを調製した。次に、実施例
1と同様にして、このスラリーをモノリス担体に、固形
分として6gコートし、さらにPt、カリウム、バリウ
ムを担持した。
Example 3 Example 1 was repeated except that the downstream catalyst was prepared as follows.
An exhaust gas purifying apparatus of the present invention was prepared in the same manner as in.
Zirconia powder supporting 1% by mass of Rh using an aqueous rhodium nitrate solution and γ-alumina powder were mixed at a mass ratio of 0.2: 1, and a solid content of 2 based on the total solid content of the powder.
Alumina sol corresponding to 0 mass% and an appropriate amount of ion-exchanged water were added and stirred to prepare a slurry. Then, in the same manner as in Example 1, the monolith carrier was coated with 6 g as a solid content, and Pt, potassium, and barium were further supported.

【0034】実施例4 下流側の触媒にカリウムとバリウムを担持しない以外は
実施例1と同様にして、本発明の排気ガス浄化装置を作
成した。
Example 4 An exhaust gas purifying apparatus of the present invention was prepared in the same manner as in Example 1 except that potassium and barium were not supported on the downstream catalyst.

【0035】比較例1 実施例1と同様にして調製したPt担持ペロブスカイト
型複合酸化物粉末を用い、実施例1の上流側触媒と同様
にして、直径30mm×長さ50mmのモノリス担体
に、固形分として10gコートしたものを比較例の排気
ガス浄化装置とした。
Comparative Example 1 Using a Pt-supported perovskite type composite oxide powder prepared in the same manner as in Example 1, the monolithic carrier having a diameter of 30 mm and a length of 50 mm was solidified in the same manner as the upstream catalyst of Example 1. The exhaust gas purifying device of the comparative example was coated with 10 g as the amount.

【0036】比較例2 硝酸ロジウム水溶液を用いて1質量%のRhを担持した
ジルコニア粉末とγ-アルミナ粉末を0.2:1の質量比
で混合し、この粉末との総固形分を基準に固形分20質
量%に相当するアルミナゾルと適量のイオン交換水を添
加し、攪拌してスラリーを調製した。このスラリーを、
直径30mm×長さ50mmのモノリス担体に、固形分
として10gコートし、120℃×2時間の乾燥と50
0℃×2時間の焼成を行った。
Comparative Example 2 1 wt% Rh-supported zirconia powder and γ-alumina powder were mixed in a mass ratio of 0.2: 1 using an aqueous rhodium nitrate solution, and the total solid content of the powder was used as a reference. Alumina sol corresponding to a solid content of 20 mass% and an appropriate amount of ion-exchanged water were added and stirred to prepare a slurry. This slurry
A monolith carrier having a diameter of 30 mm and a length of 50 mm is coated with 10 g as a solid content, dried at 120 ° C. for 2 hours, and then dried.
Firing was performed at 0 ° C. for 2 hours.

【0037】次に、0.07gPt相当量のジニトロジ
アンミン白金硝酸水溶液を用いて上記のコート層にPt
を担持し、250℃×2時間の焼成を行った後、0.3
3gの酢酸カリウムと1.78gの酢酸バリウムを吸水
担持したものを比較例の排気ガス浄化装置とした。
Then, Pt was added to the above-mentioned coating layer using an aqueous solution of dinitrodiammine platinum nitric acid equivalent to 0.07 g Pt.
Was carried and baked at 250 ° C. for 2 hours, then 0.3
What carried 3 g of potassium acetate and 1.78 g of barium acetate by water absorption was made into the exhaust gas purification apparatus of the comparative example.

【0038】−排気ガス浄化性能の評価− 実施例1〜4と比較例1〜2の各排気ガス浄化装置を、
モデルガス触媒性能評価装置を用いてNOx浄化性能を
評価した。この評価は、初期と耐久後(大気雰囲気中9
00℃×5時間の加熱処理)について行い、下記のリー
ンとリッチのモデルガス雰囲気をそれぞれ2分間毎に切
り替える雰囲気に曝しながら、リーン雰囲気下でNOx
浄化性能を測定した。
-Evaluation of Exhaust Gas Purification Performance- Each of the exhaust gas purification devices of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 was
The NO x purification performance was evaluated using a model gas catalyst performance evaluation device. This evaluation was conducted at the initial stage and after endurance (9
Heat treatment at 00 ° C. for 5 hours) and exposing the following lean and rich model gas atmospheres to the atmosphere that switches every 2 minutes, while NO x in a lean atmosphere.
Purification performance was measured.

【0039】リッチガス組成:500ppmNO+20
00ppmHC+0.6%CO+10%CO2+0.3%
2+5%H2O(残余:N2) リーンガス組成:500ppmNO+2000ppmH
C+0.1%CO+10%CO2+6.5%O2+5%H2
O(残余:N2
Rich gas composition: 500 ppm NO + 20
00ppmHC + 0.6% CO + 10% CO 2 + 0.3%
O 2 + 5% H 2 O (residual: N 2 ) lean gas composition: 500 ppm NO + 2000 ppmH
C + 0.1% CO + 10% CO 2 + 6.5% O 2 + 5% H 2
O (remainder: N 2 )

【0040】モデル排気ガスの雰囲気温度は、700℃
と800℃の2通りとし、各温度におけるNOx浄化率
の結果を表1にまとめて示した。結果より、本発明の構
成による排気ガス浄化装置は、高温域の700℃と80
0℃において、初期と耐久後のいずれもNOx浄化率が
顕著に向上することが分かる。
The ambient temperature of the model exhaust gas is 700 ° C.
The results of the NO x purification rate at each temperature are summarized in Table 1. From the results, the exhaust gas purifying apparatus according to the configuration of the present invention can be used in the high temperature range of 700 ° C. and 80 ° C.
It can be seen that at 0 ° C., the NO x purification rate is significantly improved both in the initial stage and after the endurance test.

【0041】[0041]

【発明の効果】NOxを浄化可能な温度範囲を拡大する
ことができる。
The temperature range in which NO x can be purified can be expanded.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

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

【図1】本発明の排気ガス浄化装置を例示する模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic view illustrating an exhaust gas purification device of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/28 301Q 3/28 301 B01D 53/36 102B ZAB B01J 23/64 104A Fターム(参考) 3G091 AA02 AA12 AA17 AA18 AA24 AA28 AB03 AB06 BA01 BA14 BA15 BA19 BA39 CB02 CB03 DA01 DA02 DB10 FB10 FB12 FC04 GA06 GA18 GB01W GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB09Y GB10W GB10Y HA08 HA47 4D048 AA06 AB02 BA03X BA07X BA08X BA14X BA15X BA18X BA28X BA30X BA41X BB02 CC32 CC46 4G069 AA03 AA08 BA01B BA05B BB06B BC03B BC05B BC13B BC19B BC44B BC62B CA03 CA08 CA13 DA06 EA19 EC23─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/10 F01N 3/28 301Q 3/28 301 B01D 53/36 102B ZAB B01J 23/64 104A F term ( (Reference) 3G091 AA02 AA12 AA17 AA18 AA24 AA28 AB03 AB06 BA01 BA14 BA15 BA19 BA39 CB02 CB03 DA01 DA02 DB10 FB10 FB12 FC04 GA06 GA18 GB01W GB02W GB03W GB04W GB05W BAX BA08X30BA08XBA15BA08X30X15 BB02 CC32 CC46 4G069 AA03 AA08 BA01B BA05B BB06B BC03B BC05B BC13B BC19B BC44B BC62B CA03 CA08 CA13 DA06 EA19 EC23

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モノリス担体上に触媒がコートされてな
る排気ガス浄化装置であって、 前記モノリス担体上の排気ガス上流側に、化学式:A
1-xA’x1-yTiy3(Aは、La、Nd、Sm、及
びGdの少なくとも1種、A’は、K、Rb、及びCs
の少なくとも1種、Mは、Mn、Co、Fe、及びNi
の少なくとも1種、0<x<1、0<y<1)で表され
るペロブスカイト型複合酸化物に貴金属を担持した触媒
がコートされ、 前記モノリス担体上の排気ガス下流側にNOxを浄化す
る触媒がコートされたことを特徴とする排気ガス浄化装
置。
1. An exhaust gas purification apparatus comprising a monolith carrier coated with a catalyst, wherein the chemical formula: A is provided on the exhaust gas upstream side of the monolith carrier.
1-x A'x M 1-y Ti y O 3 (A is at least one of La, Nd, Sm, and Gd, A'is K, Rb, and Cs
At least one of M, M is Mn, Co, Fe, and Ni
At least one, 0 <x <1,0 <catalyst supporting precious metal in the perovskite-type composite oxide represented by y <1) is coated, purifying NO x in the exhaust gas downstream side on the monolithic support An exhaust gas purifying device, which is characterized by being coated with a catalyst.
【請求項2】 前記下流側のNOxを浄化する触媒が吸
蔵還元型NOx浄化用触媒である請求項1に記載の排気
ガス浄化装置。
2. The exhaust gas purification device according to claim 1, wherein the catalyst for purifying NO x on the downstream side is a storage reduction type NO x purification catalyst.
【請求項3】 前記貴金属が、Pt、Pd、又はRhの
少なくとも1種である請求項1又は2に記載の排気ガス
浄化装置。
3. The exhaust gas purification device according to claim 1, wherein the noble metal is at least one of Pt, Pd, and Rh.
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