JP2014079749A - 排ガス浄化用触媒 - Google Patents
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Abstract
【課題】貴金属の使用量を低減するとともに、より優れたガス浄化性能を発現させることができる排ガス浄化用触媒を提供すること。
【解決手段】排ガス浄化用触媒において、耐熱性酸化物に、パラジウムおよび銅、および/または、それらの合金を担持させ、銅の含有量を、パラジウムの含有量よりも多くし、パラジウムの含有割合を、耐熱性酸化物、パラジウムおよび銅の総量に対して、0.2質量%以下とする。この排ガス浄化用触媒によれば、貴金属の使用量を低減し、低コスト化を図るとともに、排ガス、とりわけ、COおよびNOxを効率よく浄化することができる。
【選択図】なし
【解決手段】排ガス浄化用触媒において、耐熱性酸化物に、パラジウムおよび銅、および/または、それらの合金を担持させ、銅の含有量を、パラジウムの含有量よりも多くし、パラジウムの含有割合を、耐熱性酸化物、パラジウムおよび銅の総量に対して、0.2質量%以下とする。この排ガス浄化用触媒によれば、貴金属の使用量を低減し、低コスト化を図るとともに、排ガス、とりわけ、COおよびNOxを効率よく浄化することができる。
【選択図】なし
Description
本発明は、排ガス浄化用触媒、詳しくは、内燃機関などから排出される排気ガスを浄化するための排ガス用浄化触媒に関する。
自動車などの内燃機関から排出される排気ガスには、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)などが含まれており、これらを浄化するための排ガス浄化用触媒が知られている。
これらを浄化するための触媒として、活性成分である貴金属元素(Rh(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Pt(白金)など)が、セリア系複合酸化物、ジルコニア系複合酸化物、ペロブスカイト複合酸化物またはアルミナなどの耐熱性酸化物に、担持または固溶している排ガス浄化用触媒が種々知られている。
具体的には、例えば、メタル基材を被覆する活性アルミナ層に、Pt、Pd、Rhなどの触媒成分を担持させて得られる排ガス浄化用メタル単体触媒が、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
一方、排ガス浄化用触媒として、貴金属に代えて銅などの遷移金属を用いることも検討されており、具体的には、例えば、アルミナ担体に銅を、アルミニウム原子に対する銅原子のモル比(Cu/Al)が0.01〜0.1となるように担持させて得られる排ガス浄化用触媒が、提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかるに、Pt、Pd、Rhなどの貴金属は高価であるところ、特許文献1に記載されるような排ガス浄化用メタル単体触媒において、十分な排ガス浄化性能を発現させるためには、多くの貴金属を必要とし、コスト面に劣るという不具合がある。
これに対して、特許文献2に記載されるように、貴金属に代えて銅などを用いた排ガス浄化用触媒によれば、低コスト化を図ることができる。しかし、排ガス浄化性能に劣るという不具合がある。
また、このような排ガス浄化用触媒としては、HC、COおよびNOxの浄化率、とりわけ、COおよびNOxの浄化率の向上を図ることが要求される場合がある。
本発明の目的は、貴金属の使用量を低減するとともに、より優れたガス浄化性能を発現させることができる排ガス浄化用触媒を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の排ガス浄化用触媒は、耐熱性酸化物に、パラジウムおよび銅、および/または、それらの合金が担持されており、銅の含有量が、パラジウムの含有量よりも多く、かつ、パラジウムの含有割合が、耐熱性酸化物、パラジウムおよび銅の総量に対して、0.2質量%以下であることを特徴としている。
また、本発明の排ガス浄化用触媒では、パラジウムの含有量に対する銅の含有量の質量比(Cu/Pd)が、30以上であることが好適である。
本発明の排ガス浄化用触媒は、耐熱性酸化物に、パラジウムおよび銅、および/または、それらの合金が担持されている排ガス浄化用触媒において、銅の含有量がパラジウムの含有量よりも多く、かつ、パラジウムの含有割合が、耐熱性酸化物、パラジウムおよび銅の総量に対して、0.2質量%以下である。そのため、本発明の排ガス浄化用触媒によれば、貴金属の使用量を低減し、低コスト化を図るとともに、排ガス、とりわけ、COおよびNOxを効率よく浄化することができる。
本発明の排ガス浄化用触媒では、耐熱性酸化物に、パラジウム(Pd)および銅(Cu)、および/または、それらの合金が担持されている。
耐熱性酸化物としては、特に制限されないが、例えば、ジルコニア系酸化物、セリア系酸化物、ペロブスカイト型複合酸化物、アルミナなどが挙げられる。
ジルコニア系酸化物としては、例えば、二酸化ジルコニウム(ZrO2)や、例えば、下記一般式(1)で示されるジルコニア系複合酸化物が挙げられる。
Zr1−(a+b)CeaRbO2−c (1)
(式中、Rは、希土類元素(ただし、Ceを除く。)および/またはアルカリ土類金属を示し、aは、Ceの原子割合を示し、bは、Rの原子割合を示し、1−(a+b)は、Zrの原子割合を示し、cは、酸素欠陥量を示す。)
一般式(1)において、Rで示される希土類元素としては、例えば、Sc(スカンジウム)、Y(イットリウム)、La(ランタン)、Pr(プラセオジム)、Nd(ネオジム)、Pm(プロメチウム)、Sm(サマリウム)、Eu(ユーロピウム)、Gd(ガドリニウム)、Tb(テルビウム)、Dy(ジスプロシウム)、Ho(ホルミウム)、Er(エルビウム)、Tm(ツリウム)、Yb(イッテルビウム)、Lu(ルテチウム)などが挙げられる。
(式中、Rは、希土類元素(ただし、Ceを除く。)および/またはアルカリ土類金属を示し、aは、Ceの原子割合を示し、bは、Rの原子割合を示し、1−(a+b)は、Zrの原子割合を示し、cは、酸素欠陥量を示す。)
一般式(1)において、Rで示される希土類元素としては、例えば、Sc(スカンジウム)、Y(イットリウム)、La(ランタン)、Pr(プラセオジム)、Nd(ネオジム)、Pm(プロメチウム)、Sm(サマリウム)、Eu(ユーロピウム)、Gd(ガドリニウム)、Tb(テルビウム)、Dy(ジスプロシウム)、Ho(ホルミウム)、Er(エルビウム)、Tm(ツリウム)、Yb(イッテルビウム)、Lu(ルテチウム)などが挙げられる。
また、Rで示されるアルカリ土類金属としては、例えば、Be(ベリリウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)、Ra(ラジウム)などが挙げられる。
これら希土類元素およびアルカリ土類金属は、単独使用または2種以上併用することができる。
また、aで示されるCeの原子割合は、0.1〜0.65の範囲であり、好ましくは、0.1〜0.5の範囲である。
また、bで示されるRの原子割合は0〜0.55の範囲である(すなわち、Rは必須成分ではなく任意的に含まれる任意成分であり、含まれる場合には、0.55以下の原子割合である)。0.55を超えると、相分離や他の複合酸化物相を生成する場合がある。
また、1−(a+b)で示されるZrの原子割合は、0.35〜0.9の範囲であり、好ましくは、0.5〜0.9の範囲である。
さらに、cは酸素欠陥量を示し、これは、Zr、CeおよびRの酸化物が通常形成するホタル石型の結晶格子において、その結晶格子にできる空孔の割合を意味する。
このようなジルコニア系複合酸化物は、特に制限されることなく、例えば、特開2004−243305号の段落番号〔0090〕〜〔0102〕の記載に準拠して、複合酸化物を調製するための適宜の方法、例えば、共沈法、クエン酸錯体法、アルコキシド法などの製造方法によって、製造することができる。
セリア系酸化物としては、例えば、酸化セリウム(CeO2)や、例えば、下記一般式(2)で表されるセリア系複合酸化物が挙げられる。
Ce1−(d+e)ZrdLeO2−f (2)
(式中、Lは、希土類元素(ただし、Ceを除く。)および/またはアルカリ土類金属を示し、dは、Zrの原子割合を示し、eは、Lの原子割合を示し、1−(d+e)は、Ceの原子割合を示し、fは、酸素欠陥量を示す。)
一般式(2)において、Lで示される希土類元素としては、一般式(1)で示した希土類元素が挙げられる(ただし、Ceを除く。)。また、Lで示されるアルカリ土類金属としては、一般式(1)で示したアルカリ土類金属が挙げられる。これら希土類元素およびアルカリ土類金属は、単独使用または2種以上併用することができる。
(式中、Lは、希土類元素(ただし、Ceを除く。)および/またはアルカリ土類金属を示し、dは、Zrの原子割合を示し、eは、Lの原子割合を示し、1−(d+e)は、Ceの原子割合を示し、fは、酸素欠陥量を示す。)
一般式(2)において、Lで示される希土類元素としては、一般式(1)で示した希土類元素が挙げられる(ただし、Ceを除く。)。また、Lで示されるアルカリ土類金属としては、一般式(1)で示したアルカリ土類金属が挙げられる。これら希土類元素およびアルカリ土類金属は、単独使用または2種以上併用することができる。
また、dで示されるZrの原子割合は、0.2〜0.7の範囲であり、好ましくは、0.2〜0.5の範囲である。
また、eで示されるLの原子割合は0〜0.2の範囲である(すなわち、Lは必須成分ではなく任意的に含まれる任意成分であり、含まれる場合には、0.2以下の原子割合である)。0.2を超えると、相分離や他の複合酸化物相を生成する場合がある。
また、1−(d+e)で示されるCeの原子割合は、0.3〜0.8の範囲であり、好ましくは、0.4〜0.6の範囲である。また、1−(d+e)で示されるCeの原子割合は、一般式(1)のaで示されるCeの原子割合よりも多いことが好適である。
さらに、fは酸素欠陥量を示し、これは、Ce、ZrおよびLの酸化物が通常形成するホタル石型の結晶格子において、その結晶格子にできる空孔の割合を意味する。
このようなセリア系複合酸化物は、上記したジルコニア系複合酸化物の製造方法と同様の製造方法によって、製造することができる。
なお、セリア系複合酸化物のCeの原子割合が、上記ジルコニア系複合酸化物のCeの原子割合と重複する場合は、本発明においては、その重複するジルコニア系複合酸化物は、セリア系複合酸化物に属するものとする。
ペロブスカイト型複合酸化物は、下記一般式(3)で示される。
ABO3 (3)
(式中、Aは、希土類元素およびアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素を示し、Bは、貴金属を除く遷移元素およびAlから選ばれる少なくとも1種の元素を示す。)
一般式(3)において、Aで示される希土類元素としては、一般式(1)で示した希土類元素およびCeが挙げられる。また、Aで示されるアルカリ土類金属としては、一般式(1)で示したアルカリ土類金属が挙げられる。
(式中、Aは、希土類元素およびアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素を示し、Bは、貴金属を除く遷移元素およびAlから選ばれる少なくとも1種の元素を示す。)
一般式(3)において、Aで示される希土類元素としては、一般式(1)で示した希土類元素およびCeが挙げられる。また、Aで示されるアルカリ土類金属としては、一般式(1)で示したアルカリ土類金属が挙げられる。
一般式(3)において、Bで示される貴金属を除く遷移元素およびAlとしては、例えば、周期律表(IUPAC、1990年)において、原子番号21(Sc)〜原子番号30(Zn)、原子番号39(Y)〜原子番号48(Cd)、および、原子番号57(La)〜原子番号80(Hg)の各元素(ただし、貴金属(原子番号44〜47および76〜78)を除く)、Alが挙げられ、好ましくは、Ti(チタン)、Cr(クロム)、Mn(マンガン)、Fe(鉄)、Co(コバルト)、Ni(ニッケル)、Cu(銅)、Zn(亜鉛)およびAl(アルミニウム)が挙げられる。これらは、単独使用または2種以上併用することができる。
このようなペロブスカイト型複合酸化物は、特に制限されることなく、例えば、特開2004−243305号の段落番号〔0039〕〜〔0059〕の記載に準拠して、複合酸化物を調製するための適宜の方法、例えば、共沈法、クエン酸錯体法、アルコキシド法などの製造方法によって、製造することができる。
アルミナとしては、例えば、αアルミナ、θアルミナ、γアルミナなどが挙げられ、好ましくは、θアルミナが挙げられる。
αアルミナは、結晶相としてα相を有し、例えば、AKP−53(商品名、高純度アルミナ、住友化学社製)などが挙げられる。このようなαアルミナは、例えば、アルコキシド法、ゾルゲル法、共沈法などの方法によって得ることができる。
αアルミナは、結晶相としてα相を有し、例えば、AKP−53(商品名、高純度アルミナ、住友化学社製)などが挙げられる。このようなαアルミナは、例えば、アルコキシド法、ゾルゲル法、共沈法などの方法によって得ることができる。
θアルミナは、結晶相としてθ相を有し、αアルミナに遷移するまでの中間(遷移)アルミナの一種であって、例えば、SPHERALITE 531P(商品名、γアルミナ、プロキャタリゼ社製)などが挙げられる。このようなθアルミナは、例えば、市販の活性アルミナ(γアルミナ)を、大気中にて、900〜1100℃で、1〜10時間熱処理することによって得ることができる。 γアルミナは、結晶相としてγ相を有し、特に限定されず、例えば、排ガス浄化用触媒などに用いられている公知のものが挙げられる。
また、これらのアルミナにLaおよび/またはBaが含まれるアルミナを用いることもできる。Laおよび/またはBaを含むアルミナは、特開2004−243305号の段落番号〔0073〕の記載に準拠して、製造することができる。
これら耐熱性酸化物は、単独使用または2種類以上併用することができる。
排ガス浄化用触媒において、パラジウムの含有割合は、耐熱性酸化物、パラジウムおよび銅の総量に対して、例えば、0.001質量%以上、好ましくは、0.003質量%以上であり、0.2質量%以下、好ましくは、0.15質量%以下、さらに好ましくは、0.05質量%以下である。
パラジウムの含有割合が上記下限以上であれば、優れた排ガス浄化性を発現することができる。また、パラジウムの含有割合が上記上限以下であれば、貴金属の使用量を低減し、低コスト化を図るとともに、排ガス、とりわけ、COおよびNOxを効率よく浄化することができる。
一方、パラジウムの含有割合が上記下限未満である場合には、排ガス浄化性に劣る場合があり、また、パラジウムの含有割合が上記上限を超過する場合には、パラジウムと銅との相乗効果を発現させることができず、排ガス浄化性に劣る。
また、銅の含有割合は、耐熱性酸化物、パラジウムおよび銅の総量に対して、例えば、0.1質量%以上、好ましくは、0.5質量%以上であり、例えば、10.0質量%以下、好ましくは、1.8質量%以下である。
また、この排ガス浄化用触媒においては、銅の含有量が、パラジウムの含有量よりも多くなるように調整される。
具体的には、この排ガス浄化用触媒において、パラジウムの含有量に対する銅の含有量の質量比(Cu/Pd)は、例えば、30以上、好ましくは、35以上、より好ましくは、40以上であり、例えば、500以下、好ましくは、300以下、より好ましくは、200以下である。
パラジウムの含有量に対する銅の含有量の質量比(Cu/Pd)が上記下限以上であれば、優れた排ガス浄化性を発現することができる。またパラジウムの含有量に対する銅の含有量の質量比(Cu/Pd)が上記上限以下であれば、貴金属の使用量を低減し、低コスト化を図るとともに、排ガス、とりわけ、COおよびNOxを効率よく浄化することができる。
そして、排ガス浄化用触媒を得るには、例えば、まず、パラジウムを担持する耐熱性酸化物と、銅を担持する耐熱性酸化物とを用意する。
パラジウムを担持する耐熱性酸化物は、例えば、特開2004−243305号の段落番号〔0122〕〜〔0127〕の記載に準拠して、上記の耐熱性酸化物にパラジウムを担持させることによって、製造することができる。
パラジウムを担持するための耐熱性酸化物として、好ましくは、セリア系酸化物、アルミナが挙げられる。
パラジウムを担持する耐熱性酸化物において、パラジウムの含有割合(担持量)は、耐熱性酸化物に対して、例えば、0.001質量%以上、好ましくは、0.003質量%以上であり、例えば、0.2質量%以下、好ましくは、0.15質量%以下である。
銅を担持する耐熱性酸化物は、例えば、特開2004−243305号の段落番号〔0122〕〜〔0127〕の記載に準拠して、上記の耐熱性酸化物に銅を担持させることによって、製造することができる。
銅を担持するための耐熱性酸化物として、好ましくは、アルミナが挙げられる。
銅を担持する耐熱性酸化物において、銅の含有割合(担持量)は、耐熱性酸化物に対して、例えば、0.1質量%以上、好ましくは、0.5質量%以上であり、例えば、10.0質量%以下、好ましくは、1.8質量%以下である。
次いで、この方法では、パラジウムを担持する耐熱性酸化物と、銅を担持する耐熱性酸化物とを混合する。
混合方法としては、特に制限されず、例えば、乾式混合、湿式混合などの公知の物理混合方法が挙げられる。
混合割合としては、パラジウムを担持する耐熱性酸化物と、銅を担持する耐熱性酸化物との総量100質量部に対して、パラジウムを担持する耐熱性酸化物が、例えば、20質量部以上、好ましくは、30質量部以上であり、例えば、80質量部以下、好ましくは、60質量部以下である。また、銅を担持する耐熱性酸化物が、例えば、20質量部以上、好ましくは、40質量部以上であり、例えば、80質量部以下、好ましくは、70質量部以下である。
これにより、耐熱性酸化物にパラジウムおよび銅を担持させることができ、パラジウムおよび銅を担持する耐熱性酸化物として、排ガス浄化用触媒を得ることができる。
また、この方法では、必要により、パラジウムおよび銅を担持する耐熱性酸化物を、還元雰囲気(例えば、水素−窒素混合ガス雰囲気など)下において熱処理することにより、銅およびパラジウムの全部または一部を合金化することができる。
熱処理条件としては、加熱温度が、例えば、500℃以上、好ましくは、600℃以上であり、例えば、1000℃以下、好ましくは、900℃以下である。また、加熱時間が、例えば、0.5時間以上、好ましくは、1.0時間以上であり、例えば、10.0時間以下、好ましくは、5.0時間以下である。
これにより、耐熱性酸化物上においてパラジウムおよび銅を合金化することができ、パラジウムおよび銅の合金(さらに、場合により合金化していないパラジウムおよび/または銅)を担持する耐熱性酸化物として、排ガス浄化用触媒を得ることができる。
また、例えば、上記のように還元雰囲気下において熱処理することなく、パラジウムおよび銅を担持する耐熱性酸化物を排ガス浄化用触媒として用い、高温の排ガスに曝露することにより、パラジウムおよび銅を合金化することもできる。
なお、排ガス浄化用触媒を得る方法としては、上記に限定されず、例えば、パラジウムおよび銅を、同一の耐熱性酸化物に同時にまたは順次担持させることにより、排ガス浄化用触媒を得ることができ、さらに、必要により熱処理および合金化することにより、排ガス浄化用触媒を得ることができる。
また、例えば、予め製造されたパラジウムおよび銅の合金を、上記した方法に準じて耐熱性酸化物に直接担持させ、排ガス浄化用触媒を得ることもできる。
そして、排ガス浄化用触媒は、特に制限されず、例えば、上記の粉末として用いてもよく、例えば、公知の方法により、任意の所定形状に成形して用いてもよい。
また、本発明の排ガス浄化用触媒は、そのまま、触媒として用いることもできるが、通常、触媒担体上に担持させるなど、公知の方法により、触媒化合物として調製される。
触媒担体としては、例えば、コージェライトなどからなるハニカム状のモノリス担体など、公知の触媒担体が挙げられる。
触媒担体上に担持させるには、例えば、まず、上記により得られた排ガス浄化用触媒に、水などを加えてスラリーとする。そして、これを触媒担体上にコーティングし、乾燥させ、その後、300〜800℃、好ましくは、300〜600℃で熱処理する。
これにより、本発明の排ガス浄化用触媒を、触媒担体上に担持させることができる。
そして、本発明の排ガス浄化用触媒は、耐熱性酸化物に、パラジウムおよび銅、および/または、それらの合金が担持されている排ガス浄化用触媒において、銅の含有量がパラジウムの含有量よりも多く、かつ、パラジウムの含有割合が、耐熱性酸化物、パラジウムおよび銅の総量に対して、0.2質量%以下である。そのため、本発明の排ガス浄化用触媒によれば、貴金属の使用量を低減し、低コスト化を図るとともに、排ガス、とりわけ、COおよびNOxを効率よく浄化することができる。
次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
製造例1(Pd/Ce0.273Zr0.545La0.091Y0.091Oxideの製造)
セリウムメトキシプロピレート[Ce(OCH(CH3)CH2OCH3)3]をCe換算で0.0273molと、ジルコニウムメトキシプロピレート[Zr(OCH(CH3)CH2OCH3)3]をZr換算で0.0545molと、ランタンメトキシプロピレート[La(OCH(CH3)CH2OCH3)3]をLa換算で0.0091molと、イットリウムメトキシプロピレート[Y(OCH(CH3)CH2OCH3)3]をY換算で0.0091molと、トルエン200mLとを配合して、撹拌溶解することにより、混合アルコキシド溶液を調製した。さらに、この混合アルコキシド溶液に、脱イオン水80mLを滴下して、加水分解した。
セリウムメトキシプロピレート[Ce(OCH(CH3)CH2OCH3)3]をCe換算で0.0273molと、ジルコニウムメトキシプロピレート[Zr(OCH(CH3)CH2OCH3)3]をZr換算で0.0545molと、ランタンメトキシプロピレート[La(OCH(CH3)CH2OCH3)3]をLa換算で0.0091molと、イットリウムメトキシプロピレート[Y(OCH(CH3)CH2OCH3)3]をY換算で0.0091molと、トルエン200mLとを配合して、撹拌溶解することにより、混合アルコキシド溶液を調製した。さらに、この混合アルコキシド溶液に、脱イオン水80mLを滴下して、加水分解した。
次いで、加水分解された溶液から、トルエンおよび脱イオン水を留去し、乾固させて、前駆体を得た。さらに、この前駆体を、60℃で24時間通風乾燥させた後、電気炉にて、450℃で3時間熱処理(焼成)することにより、Ce0.273Zr0.545La0.091Y0.091Oxideで示されるセリア系複合酸化物の粉末を得た。
得られたセリア系複合酸化物において、Ceの含有量は、CeO2換算で33.7質量%、Zrの含有量は、ZrO2換算で48.3質量%、Laの含有量は、La2O3換算で10.6質量%、Yの含有量は、Y2O3換算で7.4質量%であった。
その後、得られたセリア系複合酸化物に、硝酸パラジウム水溶液を加え、1時間攪拌混合して含浸させた。その後、80℃で24時間乾燥させ、650℃で1時間熱処理することにより、Pd担持セリア系複合酸化物の粉末を得た。
この粉末のPd含有割合は、Pd担持セリア系複合酸化物の総量に対して、0.1質量%であった。
製造例2(Cu/θ−Al2O3(1)の製造)
θアルミナに、硝酸銅水溶液を含浸させ、乾燥後、電気炉にて、600℃で3時間熱処理(焼成)することにより、Cu担持θアルミナ(1)粉末を得た。
θアルミナに、硝酸銅水溶液を含浸させ、乾燥後、電気炉にて、600℃で3時間熱処理(焼成)することにより、Cu担持θアルミナ(1)粉末を得た。
この粉末のCu含有割合は、Cu担持θアルミナ(1)の総量に対して、3.0質量%であった。
実施例1
製造例1において得られたPd担持セリア系複合酸化物(Pd担持割合:0.1質量%)0.3gと、製造例2において得られたCu担持θアルミナ(1)(Cu担持割合:3.0質量%)0.4gとを、乳鉢により混合し、混合粉末として排ガス浄化用触媒を得た。
製造例1において得られたPd担持セリア系複合酸化物(Pd担持割合:0.1質量%)0.3gと、製造例2において得られたCu担持θアルミナ(1)(Cu担持割合:3.0質量%)0.4gとを、乳鉢により混合し、混合粉末として排ガス浄化用触媒を得た。
得られた排ガス浄化用触媒のPd含有量、Cu含有量、および、Pdの含有量に対するCuの含有量の質量比(Cu/Pd)を、表1に示す。
比較例1
Pd担持セリア系複合酸化物0.3gに代えて、θアルミナ(PdおよびCu無担持物)0.3gを用いた以外は、実施例1と同様にして、排ガス浄化用触媒を得た。
Pd担持セリア系複合酸化物0.3gに代えて、θアルミナ(PdおよびCu無担持物)0.3gを用いた以外は、実施例1と同様にして、排ガス浄化用触媒を得た。
得られた排ガス浄化用触媒のPd含有量、Cu含有量、および、Pdの含有量に対するCuの含有量の質量比(Cu/Pd)を、表1に示す。
比較例2
Cu担持θアルミナ(1)0.4gに代えて、θアルミナ(PdおよびCu無担持物)0.4gを用いた以外は、実施例1と同様にして、排ガス浄化用触媒を得た。
Cu担持θアルミナ(1)0.4gに代えて、θアルミナ(PdおよびCu無担持物)0.4gを用いた以外は、実施例1と同様にして、排ガス浄化用触媒を得た。
得られた排ガス浄化用触媒のPd含有量、Cu含有量、および、Pdの含有量に対するCuの含有量の質量比(Cu/Pd)を、表1に示す。
評価(NOxおよびCO浄化率)
実施例1および比較例1〜2の粉末0.5gを、0.5〜1.0mmのサイズのペレットに成型して試験片を調製した。
実施例1および比較例1〜2の粉末0.5gを、0.5〜1.0mmのサイズのペレットに成型して試験片を調製した。
表2に示す組成のモデルガスを用いて、このモデルガスの燃焼(空燃比A/F=14.0)によって排出される排気ガス(温度:400℃、流速:2.5L/min)を各試験片に供給し、排ガス中のNOxおよびCOの浄化率(400℃浄化率:%)を測定した。
その結果を、表1および図1に示す。
(考察)
図1より、耐熱性酸化物にパラジウムおよび銅が担持されており、銅の含有量がパラジウムの含有量よりも多く、かつ、パラジウムの含有割合が0.2質量%以下である実施例1の排ガス浄化用触媒は、パラジウムまたは銅のみを担持する比較例1および2の排ガス浄化用触媒に比べ、排ガス浄化性に優れることが確認された。
図1より、耐熱性酸化物にパラジウムおよび銅が担持されており、銅の含有量がパラジウムの含有量よりも多く、かつ、パラジウムの含有割合が0.2質量%以下である実施例1の排ガス浄化用触媒は、パラジウムまたは銅のみを担持する比較例1および2の排ガス浄化用触媒に比べ、排ガス浄化性に優れることが確認された。
製造例3(Pd/θ−Al2O3(1)の製造)
θアルミナに、硝酸パラジウム水溶液を含浸させ、乾燥後、電気炉にて、600℃で3時間熱処理(焼成)することにより、Pd担持θアルミナ(1)の粉末を得た。
θアルミナに、硝酸パラジウム水溶液を含浸させ、乾燥後、電気炉にて、600℃で3時間熱処理(焼成)することにより、Pd担持θアルミナ(1)の粉末を得た。
この粉末のPd含有割合は、Pd担持θアルミナ(1)の総量に対して、0.01質量%であった。
製造例4(Cu/θ−Al2O3(2)の製造)
θアルミナに対する硝酸銅水溶液の含浸量を変更した以外は、製造例2と同様にして、Cu担持θアルミナ(2)粉末を得た。
θアルミナに対する硝酸銅水溶液の含浸量を変更した以外は、製造例2と同様にして、Cu担持θアルミナ(2)粉末を得た。
この粉末のCu含有割合は、Cu担持θアルミナ(2)の総量に対して、1.0質量%であった。
実施例2
製造例3において得られたPd担持θアルミナ(1)(Pd担持割合:0.01質量%)0.5gと、製造例4において得られたCu担持θアルミナ(2)(Cu担持割合:1.0質量%)0.5gとを、乳鉢により混合し、混合粉末として排ガス浄化用触媒を得た。
製造例3において得られたPd担持θアルミナ(1)(Pd担持割合:0.01質量%)0.5gと、製造例4において得られたCu担持θアルミナ(2)(Cu担持割合:1.0質量%)0.5gとを、乳鉢により混合し、混合粉末として排ガス浄化用触媒を得た。
得られた排ガス浄化用触媒のPd含有量、Cu含有量、および、Pdの含有量に対するCuの含有量の質量比(Cu/Pd)を、表3に示す。
実施例3
製造例3において得られたPd担持θアルミナ(1)(Pd担持割合:0.01質量%)0.5gと、製造例4において得られたCu担持θアルミナ(2)(Cu担持割合:1.0質量%)1.0gとを用いた以外は、実施例2と同様にして、排ガス浄化用触媒を得た。
製造例3において得られたPd担持θアルミナ(1)(Pd担持割合:0.01質量%)0.5gと、製造例4において得られたCu担持θアルミナ(2)(Cu担持割合:1.0質量%)1.0gとを用いた以外は、実施例2と同様にして、排ガス浄化用触媒を得た。
得られた排ガス浄化用触媒のPd含有量、Cu含有量、および、Pdの含有量に対するCuの含有量の質量比(Cu/Pd)を、表3に示す。
比較例3
製造例3において得られたPd担持θアルミナ(1)(Pd担持割合:0.01質量%)0.5gのみを用い、製造例4において得られたCu担持θアルミナ(2)(Cu担持割合:1.0質量%)を用いなかった以外は、実施例2と同様にして、排ガス浄化用触媒を得た。
製造例3において得られたPd担持θアルミナ(1)(Pd担持割合:0.01質量%)0.5gのみを用い、製造例4において得られたCu担持θアルミナ(2)(Cu担持割合:1.0質量%)を用いなかった以外は、実施例2と同様にして、排ガス浄化用触媒を得た。
得られた排ガス浄化用触媒のPd含有量、Cu含有量、および、Pdの含有量に対するCuの含有量の質量比(Cu/Pd)を、表3に示す。
評価(CO浄化率)
実施例2〜3および比較例3の粉末0.5gを、0.5〜1.0mmのサイズのペレットに成型して試験片を調製した。
実施例2〜3および比較例3の粉末0.5gを、0.5〜1.0mmのサイズのペレットに成型して試験片を調製した。
表2に示す組成のモデルガスを用いて、このモデルガスの燃焼(空燃比A/F=14.0)によって排出される排気ガス(温度:400℃、流速:2.5L/min)を各試験片に供給し、排ガス中のCOの浄化率(400℃浄化率:%)を測定した。
その結果を、表3および図2に示す。
(考察)
図2より、比較例3に示すように単独では排ガス浄化性が十分ではない排ガス浄化用触媒であっても、実施例2および3に示す排ガス浄化用触媒のように、銅(Cu担持θアルミナ)を共存させることで、排ガス浄化性の向上を図ることができると確認された。
(考察)
図2より、比較例3に示すように単独では排ガス浄化性が十分ではない排ガス浄化用触媒であっても、実施例2および3に示す排ガス浄化用触媒のように、銅(Cu担持θアルミナ)を共存させることで、排ガス浄化性の向上を図ることができると確認された。
製造例5(Pd/Al2O3(2)の製造)
θアルミナに対する硝酸パラジウム水溶液の含浸量を変更した以外は、製造例3と同様にして、Pd担持θアルミナ(2)粉末を得た。
θアルミナに対する硝酸パラジウム水溶液の含浸量を変更した以外は、製造例3と同様にして、Pd担持θアルミナ(2)粉末を得た。
この粉末のPd含有割合は、Pd担持θアルミナ(2)の総量に対して、0.5質量%であった。
実施例4
θアルミナに、硝酸パラジウム水溶液および硝酸銅水溶液を含浸させ、乾燥後、電気炉にて、600℃で3時間熱処理(焼成)することにより、PdおよびCu担持θアルミナ粉末を得た。得られた排ガス浄化用触媒のPd含有量、Cu含有量、および、Pdの含有量に対するCuの含有量の質量比(Cu/Pd)を、表4に示す。
θアルミナに、硝酸パラジウム水溶液および硝酸銅水溶液を含浸させ、乾燥後、電気炉にて、600℃で3時間熱処理(焼成)することにより、PdおよびCu担持θアルミナ粉末を得た。得られた排ガス浄化用触媒のPd含有量、Cu含有量、および、Pdの含有量に対するCuの含有量の質量比(Cu/Pd)を、表4に示す。
比較例4
製造例5において得られたPd担持θアルミナ(Pd担持割合:0.5質量%)0.25gと、製造例2において得られたCu担持θアルミナ(Cu担持割合:3.0質量%)0.25gとを、乳鉢により混合し、混合粉末として排ガス浄化用触媒を得た。
製造例5において得られたPd担持θアルミナ(Pd担持割合:0.5質量%)0.25gと、製造例2において得られたCu担持θアルミナ(Cu担持割合:3.0質量%)0.25gとを、乳鉢により混合し、混合粉末として排ガス浄化用触媒を得た。
得られた排ガス浄化用触媒のPd含有量、Cu含有量、および、Pdの含有量に対するCuの含有量の質量比(Cu/Pd)を、表4に示す。
比較例5
製造例5において得られたPd担持θアルミナ(Pd担持割合:0.5質量%)0.25gのみを用い、製造例2において得られたCu担持θアルミナ(Cu担持割合:3.0質量%)を用いなかった以外は、比較例4と同様にして、排ガス浄化用触媒を得た。
製造例5において得られたPd担持θアルミナ(Pd担持割合:0.5質量%)0.25gのみを用い、製造例2において得られたCu担持θアルミナ(Cu担持割合:3.0質量%)を用いなかった以外は、比較例4と同様にして、排ガス浄化用触媒を得た。
得られた排ガス浄化用触媒のPd含有量、Cu含有量、および、Pdの含有量に対するCuの含有量の質量比(Cu/Pd)を、表4に示す。
評価(NOxおよびCO浄化率)
実施例4、比較例4および5の粉末0.5gを、0.5〜1.0mmのサイズのペレットに成型して試験片を調製した。
実施例4、比較例4および5の粉末0.5gを、0.5〜1.0mmのサイズのペレットに成型して試験片を調製した。
表2に示す組成のモデルガスを用いて、このモデルガスの燃焼(空燃比A/F=14.0)によって排出される排気ガス(温度:400℃、流速:2.5L/min)を各試験片に供給し、排ガス中のNOxおよびCOの浄化率(400℃浄化率:%)を測定した。
その結果を、表4および図3に示す。
(考察)
図3より、比較例5に示すように単独では排ガス浄化性が十分ではない排ガス浄化用触媒に対して、銅(Cu担持θアルミナ)を共存させる場合にも、比較例4に示すように、Pdの含有割合が0.2質量%を超える場合には、排ガス浄化性の向上を図ることができないと確認された。一方、実施例4に示すように、Pdの含有割合が0.2質量%以下であれば、排ガス浄化性の向上を図ることができると確認された。
(考察)
図3より、比較例5に示すように単独では排ガス浄化性が十分ではない排ガス浄化用触媒に対して、銅(Cu担持θアルミナ)を共存させる場合にも、比較例4に示すように、Pdの含有割合が0.2質量%を超える場合には、排ガス浄化性の向上を図ることができないと確認された。一方、実施例4に示すように、Pdの含有割合が0.2質量%以下であれば、排ガス浄化性の向上を図ることができると確認された。
Claims (2)
- 耐熱性酸化物に、パラジウムおよび銅、および/または、それらの合金が担持されており、
銅の含有量が、パラジウムの含有量よりも多く、かつ、
パラジウムの含有割合が、耐熱性酸化物、パラジウムおよび銅の総量に対して、0.2質量%以下であることを特徴とする、排ガス浄化用触媒。 - パラジウムの含有量に対する銅の含有量の質量比(Cu/Pd)が、30以上であることを特徴とする、請求項1に記載の排ガス浄化用触媒。
Priority Applications (2)
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JP2013148789A JP2014079749A (ja) | 2012-09-28 | 2013-07-17 | 排ガス浄化用触媒 |
PCT/JP2013/074999 WO2014050630A1 (ja) | 2012-09-28 | 2013-09-17 | 排ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (3)
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JP2012218573 | 2012-09-28 | ||
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Publications (1)
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Family
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Citations (4)
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-
2013
- 2013-07-17 JP JP2013148789A patent/JP2014079749A/ja active Pending
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A02 | Decision of refusal |
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