JP2006346661A - 排ガス浄化触媒 - Google Patents

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Abstract

【課題】 高温時における触媒金属の層間移動を抑制し、初期特性を長時間維持することのできる排ガス浄化触媒を提供する。
【解決手段】 基材上12に、Pt又はPdを担持した酸化セリウム−ジルコニア系複合担体を含む第1の触媒層14と、Rhを担持しジルコニアを主成分とする担体を含む第2の触媒層16と、第1の触媒層14と第2の触媒層16との間に位置し、Ceよりも電気陰性度の低い金属の酸化物を含む拡散障壁層18と、を少なくとも有する排ガス浄化触媒10。
【選択図】 図1

Description

本発明は、内燃機関から排出される排ガス中の一酸化炭素、炭化水素及び窒素酸化物等を除去する排ガス浄化触媒に関する。
従来から、自動車の排ガス浄化用触媒として、一酸化炭素(CO)及び炭化水素(HC)の酸化と窒素酸化物(NOx)の還元とを同時に行って排気ガスを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、コージェライトなどからなる耐熱性基材にγ−アルミナからなるコート層を形成し、そのコート層に白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)などの触媒貴金属を担持させたものが広く知られている。
一方、高温(1000℃程度)の排ガスに曝される自動車触媒の失活原因としては、活性点であるPtやRhの原子移動に伴う固溶が問題となっている。このため、金属種毎に担体を設定し、2層コートによって構成される触媒が提案されている。
このようなPt、Pd及びRhを用いた排ガス浄化用の触媒としては、ハニカム基材に上下2層以上のコート層を有し、一方のコート層にセリウム(Ce)とPtとを担持させ、他方のコート層にRhとZrとを担持させた自動車排ガス処理用触媒が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、アルミナ粒子担体に、内側からPt/アルミナ、酸化セリウム(又はBaO、La23)、Rh/アルミナ、Co/アルミナの順で被覆し、優れたNOx浄化性能を発現する排ガス浄化用NOx触媒が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
更に、アルミナ担体にPtを担持し酸化セリウム(−ジルコニア複合酸化物)で被覆した粒子と、アルミナにRhを担持した粒子を混在させた触媒が提案されている(例えば、特許文献3参照。)
実公平4−51864号公報 特開平9−925号公報 特開2003−117393号公報
しかし、上述に挙げた触媒のように、PtやRh等が含まれる層を2層以上に分けた触媒であっても、Ptを含む層とRhを含む層とが近接していると、高温時にPt等の層間移動によって、PtとRhとの固溶体を生成してしまう。
また、前記排ガス浄化用NOx触媒のようにPtを含む層とRhを含む層との間に酸化セリウム等からなる層を有する場合であっても、Pt及びRhの層間移動を完全に防ぐことができず、初期特性を長時間維持することが困難であるといった問題があった。
以上の問題を解決すべく、本発明は、高温時における触媒金属の層間移動を抑制し、初期特性を長時間維持することのできる排ガス浄化触媒を提供することを目的とする。
本発明の排ガス浄化触媒は、基材上に、Pt又はPdを担持した酸化セリウム−ジルコニア系複合担体を含む第1の触媒層と、Rhを担持しジルコニアを主成分とする担体を含む第2の触媒層と、前記第1の触媒層と前記第2の触媒層との間に位置し、Ceよりも電気陰性度の低い金属の酸化物を含む拡散障壁層と、を少なくとも有する。
本発明の排ガス浄化触媒は、Pt又はPdを含む第1の触媒層と、Rhを含む第2の触媒層との間に、Ceよりも電気陰性度の低い金属酸化物を含む拡散障壁層を設けることで、拡散障壁層によって移動中のPt原子やPd原子をトラップすることができ、活性を落とすことなく高温時におけるPt原子及びPd原子の層間移動を防止することができる。
これは、第1及び第2の触媒層の担体である酸化セリウム−ジルコニア系複合担体及びジルコニアを主成分とした担体と、Ceよりも電気陰性度の低い金属の酸化物を含む拡散障壁層とを組み合わせることで、Pt原子等の移動を抑制できるためであると推測される。
ここで、「ジルコニアを主成分とした担体」とは、ジルコニアを60質量%以上含む担体をする。
また、「Ceよりも電気陰性度の低い金属の酸化物」とは、相対的にCeの電気陰性度よりも低い金属酸化物を意味する。例えば、Ceの電気陰性度が1.0〜1.2程度であるとすると、これよりも電気陰性度の低い金属酸化物が該当する。尚、本発明において前記拡散障壁層は、金属原子を含まない(但し、層間移動によるものをのぞく)。
本発明の排ガス浄化処理触媒は、前記拡散障壁層が、酸化セリウム及び酸化ランタンの少なくとも1種を含むことが好ましい。
また、前記拡散障壁層の厚さが20μm〜50μmであることが好ましい。尚、各層の厚さは、例えば、本発明の排ガス浄化処理触媒の断面をSEM等で観察して測定することができる。
本発明によれば、高温時における触媒金属の層間移動を抑制し、初期特性を長時間維持することのできる排ガス浄化触媒を提供することができる。
以下、図を用いて本発明の排ガス浄化処理触媒について説明する。図1(A)及び図1(B)は、本発明の排ガス浄化処理触媒の構成を説明するための概略的断面図である。図1(A)に示すように本発明の排ガス浄化処理触媒10は基材12上に、酸化セリウム−ジルコニア系複合担体にPt(白金)又はPd(パラジウム)を担持した第1の触媒層14と、ジルコニアを主成分とした担体にRh(ロジウム)を担持した第2の触媒層16と、第1の触媒層14と第2の触媒層16との間に位置し、Ce(セリウム)よりも電気陰性度の低い金属の酸化物を含む拡散障壁層18と、を少なくとも有する。
また、本発明の排ガス浄化処理触媒10は、図1(A)に示すように基材12上に、第1の触媒層14、拡散障壁層18及び第2の触媒層16の順に積層されていてもよいし、図1(B)に示すように基材12上に、第2の触媒層16、拡散障壁層18及び第1の触媒層14の順に積層されている構成であってもよい。
第1の触媒層14は、Pt又はPdを担持した酸化セリウム−ジルコニア系複合担体を含む層である。酸化セリウム−ジルコニア系複合担体としては、具体的には酸化セリウムを50質量%以上含む酸化セリウムとジルコニアとの固溶体を用いることができ、アルカリ土類金属、希土類金属元素の中より選択される少なくとも1種以上の添加物が含まれることが好ましい。また、酸化セリウム−ジルコニア系複合担体の形状は特に限定されるものではないが、例えば、粒状体を用いることができる。
前記酸化セリウム−ジルコニア系複合担体に対するPt又はPdの担持量としては、活性寄与率の観点から、0.1〜10質量%が好ましく、0.1〜5質量%が更に好ましい。また、本発明の排ガス浄化処理触媒に用いられる触媒貴金属としては、Ptが好ましい。尚、PtとPdとを併用することもできる。第1の触媒層14中における酸化セリウム−ジルコニア系複合担体の含有量(担持した触媒金属の質量を含む)は、ガス拡散性及び熱容量の観点から、30〜90質量%が好ましく、60〜90質量%が更に好ましい。
第1の触媒層14には、上記酸化セリウム−ジルコニア系複合担体及びPt又はPdの他に、必要に応じてバインダーを用いることができる。前記バインダーとしては、ゾルを用いることができる。前記ゾルとしては、触媒層を形成する担体粉末の主成分や、触媒金属等に影響を与える(熱によりPtを覆うもの等)ことがなく触媒反応を阻害しないものを用いることが好ましい。前記ゾルは、事前に酸やアルカリ等を用いて粘度を調整することも可能である。本発明におけるゾルとしては、例えば、ZrO2ゾル、CeO2ゾルの他、Al23ゾル等を使用することができる。第1の触媒層14中における前記バインダーの含有量は、ガス拡散性及び熱容量の観点から、10〜70質量%が好ましく、10〜40質量%が更に好ましい。
第1の触媒層14の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、10μm〜200μmであり、40μm〜100μmが更に好ましい。
第2の触媒層16は、Rhを担持しジルコニアを主成分とする担体を含む層である。「ジルコニアを主成分とした担体」とは、上述の通り、60質量%以上のジルコニアを含有する担体である。前記ジルコニアを主成分とした担体中に含まれるジルコニアの含有量としては、70質量%以上が好ましく、80質量%以上が更に好ましい。前記ジルコニアを主成分とした担体としては、具体的には希土類を複合化したジルコニア担体を用いることができ、ランタンを複合化したジルコニア担体が好ましい。また、前記ジルコニアを主成分とした担体の形状は特に限定されるものではないが、例えば、粒状体を用いることができる。
前記ジルコニアを主成分とした担体に対するRhの担持量としては、活性寄与率の観点から、0.1〜10質量%が好ましく、0.1〜5質量%が更に好ましい。また、第2の触媒層16中における前記ジルコニアを主成分とした担体の含有量(担持したRhの質量を含む)は、ガス拡散性及び熱容量の観点から、30〜90質量%が好ましく、60〜90質量%が更に好ましい。
第2の触媒層16には、上記前記ジルコニアを主成分とした担体及びRhの他に、必要に応じてバインダーを用いることができる。前記バインダーとしては、ゾルを用いることができる。前記ゾルとしては、第1の触媒層14で用いられるものと同様のものを用いることができる。第2の触媒層16中における前記バインダーの含有量は、ガス拡散性及び熱容量の観点から、10〜70質量%が好ましく、10〜40質量%が更に好ましい。
第2の触媒層16の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、10μm〜200μmであり、10μm〜60μmが更に好ましい。
拡散障壁層18は、第1の触媒層14と第2の触媒層16との間に位置し、Ceよりも電気陰性度の低い金属の酸化物を含む層である。係る拡散障壁層18によって、高温時における金属貴金属の層間移動を防止することができる。拡散障壁層18に含まれる前記Ceよりも電気陰性度の低い金属酸化物としては、酸化セリウム(CeO2)及び酸化ランタン(La23)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化バリウム(BaO)等が挙げられ、耐熱性の観点から、酸化セリウム及び酸化ランタンが好ましい。前記金属酸化物の電気陰性度は前記Ceの電気陰性度を1.0とすると、おおよそ0.79〜1.0が好ましく、0.9〜1.0が更に好ましい。前記金属酸化物の電気陰性度は、例えば、酸化物の等電点を指標することが可能である。
拡散障壁層18には、前記Ceよりも電気陰性度の低い金属酸化物の他に、必要に応じてバインダーを含有させることができる。前記バインダーとしては、上述のゾルを用いることができる。但し、触媒金属の層間移動を十分に抑制する観点からは、ZrO2ゾル及びCeO2ゾルが好ましい。拡散障壁層18中における前記バインダーの含有量は、ガス拡散性及び熱容量の観点から、10〜70質量%が好ましく、10〜40質量%が更に好ましい。
拡散障壁層18の厚さは、本発明の排ガス浄化処理触媒10の活性を高くする観点(触媒性能の観点)から、20μm〜50μmであることが好ましい。前記拡散障壁層18の厚さは、例えば、拡散障壁層用スラリーを調製する際の固形分濃度を調整することで、調整することができる。尚、拡散障壁層18には、トラップした触媒貴金属以外の金属は含まれない。
前記基材としては、例えば、セラッミクス、メタル等を用いることができる。また、前記基材の構造は特に限定されるものではないが、例えば、ハニカム構造を用いることができる。
本発明の排ガス浄化処理触媒10の作製は、公知の方法により、基材上に第1の触媒層14と第2の触媒層16との間に拡散障壁層18が位置するように各層を積層することで構成することができる。
具体的には、まず、Ptを担持した酸化セリウム−ジルコニア系複合担体(粉末)とジルコニアゾル等のゾルと適量のイオン交換水とを混合したスラリーに基材を浸漬し、余分なスラリーを拭き取った後電気炉等で乾燥し、その後焼成して第1の触媒層を作製する。この際、焼成温度としては、400〜800℃が好ましく、500〜700℃が更に好ましい。
次いで、第1の触媒層が形成された基材を、酸化セリウム(セリア)とセリアゾルと適量のイオン交換水とを混合したスラリーに浸漬し、余分なスラリーを拭き取った後、これを電気炉等で乾燥し、その後焼成することで、第1の触媒層上に拡散障壁層を形成することができる。この際の焼成温度としては、焼成温度としては、400〜800℃が好ましく、500〜700℃が更に好ましい。
更に、第1の触媒層及び拡散障壁層が形成された基材を、Rhを担持したジルコニアを主成分とする担体(例えば、ジルコニアとイットリアとの固溶体)とジルコニアゾルと適量のイオン交換水とを混合したスラリーに浸漬し、余分なスラリーを拭き取った後、これを電気炉等で乾燥し、その後焼成することで、拡散障壁層上に第2の触媒層を形成することができる。この際の焼成温度としては、焼成温度としては、400〜800℃が好ましく、500〜700℃が更に好ましい。
以上のように本発明によれば、高温時における触媒金属の層間移動を抑制し、初期特性を長時間維持することのできる排ガス浄化処理触媒を提供することができる。本発明の排ガス浄化処理触媒は、自動車等の内燃機関から排ガスを排出する装置等に広く用いることができる。
以下に実施例を用いて本発明の排ガス浄化処理触媒を具体的に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
[実施例1]
(排ガス浄化処理触媒の作製)
1.第1触媒層の形成
ボールミルにて100時間粉砕した1質量%−Pt/CZY粉末(Ptを担持したCeO2、ZrO2、Y23からなる固溶体、キャタラー(株)製)100質量部に対して、固形分換算で10質量部のジルコニアゾル(第一希元素化学工業(株)製)と、適量(約5質量部)のイオン交換水を添加し、ボールミルで1時間混合しスラリーを調製した。
次いで、得られたスラリーにセラミックハニカムTP(35cc)(基材;NGK製)を自然浸漬した。その後、余分なスラリーを基材から吹き払い、120℃の電気炉で8時間乾燥した。次いで、乾燥した基材を500℃、3時間で焼成し、Ptを含む第1の触媒層が形成された基材(1)を得た。尚、第1の触媒層のコート量は、Ptの量が1.5(g/l)となるように調整した。
2.拡散障壁層の形成
ボールミルにて100時間粉砕した高表面酸化セリウム(Ceよりも電気陰性度の低い金属酸化物;阿南化成(株)製)100質量部に対して、固形分換算で10質量部の酸化セリウムゾル(多木化学(株)製)と、適量(約5質量部)のイオン交換水を添加し、ボールミルで1時間混合しスラリーを調製した。
次いで、得られたスラリーに前記基材(1)を自然浸漬した。その後、余分なスラリーを基材(1)から吹き払い、120℃の電気炉で8時間乾燥した。更に、乾燥した基材(1)を500℃、3時間で焼成し、Ptを含む第1の触媒層上に酸化セリウムを含む拡散障壁層が形成された基材(2)を得た。尚、拡散障壁層の厚さは48μmであった。
3.第2の触媒層の形成
0.5質量%−Rh/ZY(Rhを担持したジルコニア−イットリア固溶体;第一稀元素化学工業(株)製)100質量部に対して、固形分換算で10質量部のジルコニアゾル(第一希元素化学工業(株)製)と、適量(約5質量部)のイオン交換水を添加しスラリーを調製した。
次いで、得られたスラリーに前記基材(2)を自然浸漬した。その後、余分なスラリーを基材(2)から吹き払い、120℃の電気炉で5時間乾燥した。更に、乾燥した基材(1)を500℃、3時間で焼成し、拡散障壁層上にRhを含む第2の触媒層が形成された本発明の排ガス浄化処理触媒を得た。尚、第2の触媒層のコート量は、Rhの量が0.3(g/l)となるように調整した。
[実施例2〜5]
実施例1の「2.拡散障壁層の形成」において、スラリーに含まれる固形分濃度を調整して、拡散障壁層の厚みを下記表1に示す厚さとなるようにした以外は実施例1と同様にして、実施例2〜5の排ガス浄化処理触媒を作製した。尚、拡散障壁層の厚みはSEMを用いて観察した。
[比較例1]
実施例1において、拡散障壁層を設けず、第1の触媒層上に直接第2の触媒層を設けた以外は、実施例1と同様にして比較例1の排ガス浄化処理触媒を作製した。
Figure 2006346661
《評価》
1.耐久試験
排ガス浄化処理触媒を密閉し、下記表2に示す組成を有する排ガスを模擬したリッチ雰囲気ガス及びリーン雰囲気ガスを1分毎ごとに切り替え、1050℃で8時間おこなった。その後、第2の触媒層中の構成元素の分散状態をX線マイクロアナライザー(EPMA)で確認し、下記の基準に従ってPtの層間移動について評価した。結果を下記表3に示す。
〔基準〕
○:Ptの層間移動は全く認められなかった。
△:Ptの層間移動が多少認められたが、許容範囲内であった。
×:Ptの層間移動が顕著に認められた。
2.浄化性能評価試験
排ガス浄化処理触媒を密閉し、下記表2に示す組成を有する排ガスを模擬したリッチ雰囲気ガス及びリーン雰囲気ガスを1Hzで繰り返しながら昇温し、HC(C36)を50%浄化する温度(HC−T50)を測定した。結果を下記表3に示す。
Figure 2006346661
Figure 2006346661
実施例1〜4においては、耐久試験後のPtの層間移動が第2の触媒層中で確認されなかった。また、実施例5については、やや層間移動が確認されたものの、許容範囲内であった。これに対し、比較例1では、Ptの層間移動が顕著に確認された。また、拡散障壁層の厚さが20μm〜50μmの範囲内にある実施例1〜3については、HC(C36)50%浄化温度(HC−T50)も、比較例1に比して優れていた。
図1(A)及び図1(B)は、本発明の排ガス浄化処理触媒の構成を説明するための概略的断面図である。
符号の説明
10 排ガス浄化処理触媒
12 基材
14 第1の触媒層
16 第2の触媒層
18 拡散障壁層

Claims (3)

  1. 基材上に、
    Pt又はPdを担持した酸化セリウム−ジルコニア系複合担体を含む第1の触媒層と、
    Rhを担持しジルコニアを主成分とする担体を含む第2の触媒層と、
    前記第1の触媒層と前記第2の触媒層との間に位置し、Ceよりも電気陰性度の低い金属の酸化物を含む拡散障壁層と、
    を少なくとも有する排ガス浄化触媒。
  2. 前記拡散障壁層が、酸化セリウム及び酸化ランタンの少なくとも1種を含む請求項1に記載の排ガス浄化触媒。
  3. 前記拡散障壁層の厚さが20μm〜50μmである請求項1又は2に記載の排ガス浄化触媒。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010521302A (ja) * 2007-03-19 2010-06-24 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト パラジウム−ロジウム単一層触媒
JP2010167381A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Toyota Motor Corp 排ガス浄化用触媒
JP2012518531A (ja) * 2009-02-20 2012-08-16 ビー・エイ・エス・エフ、コーポレーション パラジウム担持触媒複合体
JPWO2015076403A1 (ja) * 2013-11-22 2017-03-16 株式会社キャタラー 排気ガス浄化用触媒
WO2017163916A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 株式会社キャタラー 排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ガス浄化装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5807782B2 (ja) * 2011-12-28 2015-11-10 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用触媒
KR101483651B1 (ko) * 2012-12-13 2015-01-16 현대자동차 주식회사 내연 기관용 가스 정화 촉매
US9266092B2 (en) * 2013-01-24 2016-02-23 Basf Corporation Automotive catalyst composites having a two-metal layer
GB201303396D0 (en) * 2013-02-26 2013-04-10 Johnson Matthey Plc Oxidation catalyst for a combustion engine
CN103191734B (zh) * 2013-03-15 2015-02-18 无锡威孚环保催化剂有限公司 用于汽车尾气处理的三元催化剂
US10864502B2 (en) 2013-12-16 2020-12-15 Basf Corporation Manganese-containing diesel oxidation catalyst
US10252217B2 (en) * 2014-06-05 2019-04-09 Basf Corporation Catalytic articles containing platinum group metals and non-platinum group metals and methods of making and using same
US9827562B2 (en) * 2015-10-05 2017-11-28 GM Global Technology Operations LLC Catalytic converters with age-suppressing catalysts
US11130117B2 (en) * 2016-06-13 2021-09-28 Basf Corporation Catalytic article comprising combined PGM and OSC
GB2560940A (en) * 2017-03-29 2018-10-03 Johnson Matthey Plc Three layer NOx Adsorber catalyst
CN112138658B (zh) * 2020-09-30 2023-09-15 南京工程学院 一种用于坦克尾气净化整体式催化剂的制备方法
JP2023008520A (ja) * 2021-07-06 2023-01-19 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用触媒

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6388040A (ja) * 1986-09-30 1988-04-19 Nippon Engeruharudo Kk 車輌用排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP2948232B2 (ja) * 1989-04-04 1999-09-13 日産自動車株式会社 排気ガス浄化用触媒
JP3591667B2 (ja) * 1995-06-23 2004-11-24 日野自動車株式会社 排ガス浄化用NOx触媒及びその製造方法
JP4329432B2 (ja) * 2003-07-15 2009-09-09 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用触媒
US7374729B2 (en) * 2004-03-30 2008-05-20 Basf Catalysts Llc Exhaust gas treatment catalyst
EP1704910B1 (en) * 2005-03-24 2018-09-19 Tokyo Roki Co., Ltd. Exhaust gas purification catalyst
US7638459B2 (en) * 2005-05-25 2009-12-29 Uop Llc Layered composition and processes for preparing and using the composition

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010521302A (ja) * 2007-03-19 2010-06-24 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト パラジウム−ロジウム単一層触媒
JP2010167381A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Toyota Motor Corp 排ガス浄化用触媒
JP2012518531A (ja) * 2009-02-20 2012-08-16 ビー・エイ・エス・エフ、コーポレーション パラジウム担持触媒複合体
JPWO2015076403A1 (ja) * 2013-11-22 2017-03-16 株式会社キャタラー 排気ガス浄化用触媒
WO2017163916A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 株式会社キャタラー 排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ガス浄化装置
JPWO2017163916A1 (ja) * 2016-03-25 2018-11-22 株式会社キャタラー 排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ガス浄化装置
US11179701B2 (en) 2016-03-25 2021-11-23 Cataler Corporation Exhaust gas purifying catalyst and production method therefor, and exhaust gas purification device using same

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