JP2014213270A - Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas purification catalyst and an exhaust gas purification device capable of particularly improving an NOx adsorbing rate in a lean atmosphere at 300°C or more while maintaining an HC purification rate, when an LNT and a noble metal/an acidic carrier are supported on the same support.SOLUTION: There is provided an exhaust gas purification catalyst for purifying an exhaust gas of an internal combustion engine which comprises a first catalyst and a second catalyst supported on the same support, wherein the first catalyst has a carrier having a solid acid and a noble metal supported on the carrier and the second catalyst has an NOx adsorbent which comprises: a CePr-based composite oxide and substantially contains neither an alkaline earth metal nor an alkali metal; and a noble metal.

Description

本発明は、排気浄化触媒及び排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust purification catalyst and an exhaust purification device.

従来、例えば予混合圧縮着火燃焼(以下、「HCCI」という。)を行う内燃機関(以下、「エンジン」という。)等のように、高負荷側ではストイキ燃焼を行い、低負荷側ではリーン燃焼を行うエンジンが知られている。このようなエンジンでは、ストイキ雰囲気及びリーン雰囲気の双方において、排気を浄化する必要がある。ストイキ雰囲気では、三元触媒を用いることで排気を浄化できるものの、リーン雰囲気では、かかる三元触媒を用いても排気を十分に浄化できない。この場合、特に、排気中に含まれる窒素酸化物(以下、「NOx」という。)及び炭化水素(以下、「HC」という。)を十分に浄化できない。   Conventionally, stoichiometric combustion is performed on the high load side and lean combustion is performed on the low load side, such as an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) that performs premixed compression ignition combustion (hereinafter referred to as “HCCI”). Engines that perform are known. In such an engine, it is necessary to purify the exhaust gas both in a stoichiometric atmosphere and a lean atmosphere. In a stoichiometric atmosphere, exhaust gas can be purified by using a three-way catalyst, but in a lean atmosphere, exhaust gas cannot be sufficiently purified even if such a three-way catalyst is used. In this case, in particular, nitrogen oxides (hereinafter referred to as “NOx”) and hydrocarbons (hereinafter referred to as “HC”) contained in the exhaust gas cannot be sufficiently purified.

そこで、リーン雰囲気でもNOxを効率良く浄化できる触媒として、アルカリ金属やアルカリ土類金属で構成されるNOx吸着剤を含むリーンNOx浄化触媒(以下、「LNT」という。)が知られている(例えば、特許文献1参照)。このNOx浄化触媒によれば、リーン雰囲気のときに排気中のNOxをNOx吸着剤で吸着し、吸着したNOxをストイキ又はリッチ雰囲気のときに放出することで、NOxを浄化できるとされている。   Therefore, a lean NOx purification catalyst (hereinafter referred to as “LNT”) containing a NOx adsorbent composed of alkali metal or alkaline earth metal is known as a catalyst that can efficiently purify NOx even in a lean atmosphere (for example, “LNT”). , See Patent Document 1). According to this NOx purification catalyst, NOx in exhaust gas is adsorbed by a NOx adsorbent in a lean atmosphere, and the adsorbed NOx is released in a stoichiometric or rich atmosphere, so that NOx can be purified.

また、リーン雰囲気でHCを効率良く浄化できる触媒として、固体酸性を有する担体上にPt等の貴金属が担持された排気浄化触媒(以下、「貴金属/酸性担体」という。)が知られている(例えば、特許文献2参照)。この貴金属/酸性担体によれば、酸性担体の高い酸性度により、リーン雰囲気でもHCを効率良く浄化できるとされている。   Further, as a catalyst capable of efficiently purifying HC in a lean atmosphere, an exhaust purification catalyst (hereinafter referred to as “noble metal / acidic carrier”) in which a noble metal such as Pt is supported on a carrier having solid acidity is known (hereinafter referred to as “noble metal / acidic carrier”). For example, see Patent Document 2). According to this noble metal / acidic carrier, HC can be efficiently purified even in a lean atmosphere due to the high acidity of the acidic carrier.

従って、上記のLNTが担持された支持体と、上記の貴金属/酸性担体が担持された支持体を排気通路内に直列に配置することにより、リーン雰囲気でもNOx及びHCを効率良く浄化できる。ただし、排気レイアウト上の制約や、支持体として一般的なハニカム支持体を2つ用いることによるコストの増加の観点から、LNTと貴金属/酸性担体を同一の支持体に担持することが望まれる。   Therefore, by arranging the support supporting LNT and the support supporting the noble metal / acidic carrier in series in the exhaust passage, NOx and HC can be efficiently purified even in a lean atmosphere. However, it is desirable to support LNT and a noble metal / acidic carrier on the same support from the viewpoints of restrictions on the exhaust layout and cost increase due to the use of two general honeycomb supports as the support.

ところが、単に従来のLNTと貴金属/酸性担体を同一の支持体に担持させても、それらの組み合わせによる効果が十分に発揮されず、特に、リーン雰囲気におけるHC浄化率の向上が認められないという問題があった。そこで、本出願人は、同一の支持体上に第1触媒及び第2触媒を担持するとともに、第1触媒を、固体酸性を有する担体と、当該担体上に担持された貴金属と、を含んで構成し、第2触媒を、CeOを含み且つ実質的にアルカリ土類金属及びアルカリ金属を含まないNOx吸着剤と、貴金属と、を含んで構成した排気浄化触媒を提案している(特願2012−116289号)。この排気浄化触媒によれば、リーン雰囲気でのNOx及びHCの双方を、1つの支持体上で効率的に浄化できる。 However, even if the conventional LNT and the noble metal / acidic carrier are simply supported on the same support, the effect of the combination is not sufficiently exhibited, and in particular, the improvement of the HC purification rate in a lean atmosphere is not recognized. was there. Therefore, the present applicant supports the first catalyst and the second catalyst on the same support, and includes the first catalyst, a support having solid acidity, and a noble metal supported on the support. And an exhaust purification catalyst comprising a NOx adsorbent containing CeO 2 and substantially free of alkaline earth metal and alkali metal, and a noble metal. 2012-116289). According to this exhaust purification catalyst, both NOx and HC in a lean atmosphere can be efficiently purified on one support.

特許第2600492号公報Japanese Patent No. 2600492 特表2010−506712号公報Special table 2010-506712 gazette 特願2012−116289号Japanese Patent Application No. 2012-116289

ところで、上記出願では、NOx吸着剤としてアルカリ土類金属やアルカリ金属を用いると第1触媒のHC浄化率が低下することから、CeOを吸着剤として選定している。しかしながら、このCeOは、耐熱性に乏しく、特に水蒸気を含む高温に晒されると、NOx吸着性能が低下する。そこで、このようなCeOの劣化を抑制するために、CeOの一部をZrOに置換することがよく知られている。 Incidentally, in the above application, from using alkaline earth metal or alkali metal when HC purification rate of the first catalyst is reduced as the NOx adsorbent, it is selected CeO 2 as an adsorbent. However, this CeO 2 has poor heat resistance, and particularly when exposed to high temperatures containing water vapor, the NOx adsorption performance is lowered. Therefore, in order to suppress such CeO 2 degradation, substituting a part of CeO 2 to ZrO 2 it is well known.

CeOの一部がZrOに置換されたCeO−ZrOは、200℃〜300℃程度の比較的低温域において、NOが貴金属により酸化されて生成されたNOに対して、優れた吸着性能を有する。一方、それ以上の高温域になると、CeO−ZrOのNOに対する吸着性能は低下する。これに対して、特にガソリンエンジンの場合には、リーンバーンエンジンといえども負荷によっては高排気温となるストイキで運転が実行されることから、300℃〜400℃程度の温度域においても、優れたNOx吸着性能が求められる。 CeO 2 -ZrO 2 in which a part of CeO 2 is replaced with ZrO 2, in a relatively low temperature range of about 200 ° C. to 300 ° C., NO is against NO 2 produced is oxidized by the noble metal, excellent Has adsorption performance. On the other hand, at a more elevated temperature range, the adsorption performance for NO 2 of CeO 2 -ZrO 2 is reduced. On the other hand, especially in the case of a gasoline engine, even a lean burn engine is operated with a stoichiometric exhaust temperature depending on the load, so it is excellent even in a temperature range of about 300 ° C to 400 ° C. NOx adsorption performance is required.

300℃〜400℃でのNOx吸着性能を向上させる1つの手法としては、Ceよりも電気陰性度の低いLaを触媒中に添加する手法が挙げられる。しかしながら、Laを添加した場合には、アルカリ土類金属やアルカリ金属を添加した場合と同様に、HC浄化率が低下する。   As one method for improving NOx adsorption performance at 300 ° C. to 400 ° C., there is a method of adding La having a lower electronegativity than Ce to the catalyst. However, when La is added, the HC purification rate decreases as in the case where alkaline earth metal or alkali metal is added.

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、LNTと貴金属/酸性担体を同一の支持体に担持させた場合において、特に300℃以上のリーン雰囲気下で、HC浄化率を維持しつつNOx吸着率を向上できる排気浄化触媒及び排気浄化装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to maintain the HC purification rate particularly in a lean atmosphere of 300 ° C. or higher when LNT and noble metal / acidic carrier are supported on the same support. An object of the present invention is to provide an exhaust purification catalyst and an exhaust purification device that can improve the NOx adsorption rate.

上記目的を達成するため本発明は、内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒であって、同一の支持体上に担持された第1触媒及び第2触媒を備え、前記第1触媒は、固体酸性を有する担体と、当該担体上に担持された貴金属と、を有し、前記第2触媒は、CePr複合酸化物を含み且つ実質的にアルカリ土類金属及びアルカリ金属を含まないNOx吸着剤と、貴金属と、を有することを特徴とする排気浄化触媒を提供する。   To achieve the above object, the present invention provides an exhaust purification catalyst for purifying exhaust gas from an internal combustion engine, comprising a first catalyst and a second catalyst carried on the same support, wherein the first catalyst is a solid catalyst. A NOx adsorbent comprising a support having acidity and a noble metal supported on the support, wherein the second catalyst contains a CePr composite oxide and is substantially free of alkaline earth metal and alkali metal. And an exhaust gas purification catalyst characterized by comprising a noble metal.

先ず、貴金属/酸性担体を単独で用いた場合に、リーン雰囲気で高いHC浄化率が得られる理由は、次の通りである。
即ち、貴金属/酸性担体では、酸性担体の高い酸性度に基づく電子吸引作用によって、貴金属表面の電子密度が低下する。すると、リーン雰囲気中に多量に存在する酸素と貴金属との結合力が低下し、貴金属表面への酸素の吸着が抑制される。酸素の吸着が抑制されることで、貴金属表面にHCが直接吸着できるようになるため、高いHC浄化率が得られるようになる。
First, the reason why a high HC purification rate is obtained in a lean atmosphere when a noble metal / acidic carrier is used alone is as follows.
That is, in the noble metal / acidic carrier, the electron density on the surface of the noble metal is lowered by the electron withdrawing action based on the high acidity of the acidic carrier. Then, the binding force between oxygen and noble metal present in a large amount in the lean atmosphere is reduced, and adsorption of oxygen on the surface of the noble metal is suppressed. By suppressing the adsorption of oxygen, HC can be directly adsorbed on the surface of the noble metal, so that a high HC purification rate can be obtained.

これに対して、単にLNTと貴金属/酸性担体を同一の支持体に担持させてもそれらの組み合わせによる効果が十分に発揮されず、特にリーン雰囲気におけるHC浄化率の向上が認められない原因は、次の通りである。
即ち、従来では、LNT中のNOx吸着剤を構成するアルカリ金属やアルカリ土類金属が塩基性であることから、これらによる電子供与作用によって酸性担体の電子吸引作用が阻害され、貴金属表面の電子密度が高くなる。すると、貴金属と酸素との結合力が高くなり、貴金属表面への酸素の吸着が促進される。加えて、例えばリーン運転中のエンジンから排出される排気中には、ストイキ運転時と比べてHCとしてパラフィンが多く含まれており、パラフィンは構造的にオレフィンやアロマに比して反応性が低いため、特にパラフィンの浄化率が大きく低下する。これにより、HCの浄化率が低下する。
On the other hand, even if LNT and noble metal / acidic carrier are simply supported on the same support, the effect of the combination is not sufficiently exhibited, and the reason why the improvement of the HC purification rate in a lean atmosphere is not particularly observed is It is as follows.
That is, conventionally, since the alkali metal and alkaline earth metal constituting the NOx adsorbent in LNT are basic, the electron donating action of these substances inhibits the electron withdrawing action of the acidic carrier, and the electron density on the surface of the noble metal Becomes higher. Then, the bonding force between the noble metal and oxygen is increased, and the adsorption of oxygen to the surface of the noble metal is promoted. In addition, for example, exhaust discharged from an engine during lean operation contains more paraffin as HC than during stoichiometric operation, and paraffin is structurally less reactive than olefins and aromas. For this reason, the purification rate of paraffin is greatly reduced. Thereby, the purification rate of HC falls.

そこで、本発明では、貴金属/酸性担体としての、固体酸性を有する担体に貴金属が担持された第1触媒と、LNTとしての、CePr複合酸化物を含み且つ実質的にアルカリ土類金属及びアルカリ金属を含まないNOx吸着剤及び貴金属を有する第2触媒と、を含んで排気浄化触媒を構成する。即ち、第1触媒と第2触媒とを混合あるいは積層するとともに、LNTとしての第2触媒を構成するNOx吸着剤中に、アルカリ土類金属及びアルカリ金属を含有させず、これらの代わりにCePr複合酸化物を含有させる。
ここで、CePr複合酸化物は、CeO中のCeの一部をPrで置換したものであり、このCePr複合酸化物は、アルカリ金属やアルカリ土類金属に比して塩基性が低いことから、酸性担体の電子吸引作用に大きな影響を及ぼすことがなく、貴金属表面の電子密度を低下させることができる。ひいては、貴金属と酸素との結合力を低下させ、貴金属表面への酸素の吸着を抑制できるため、特にパラフィンの浄化率を向上でき、高いHC浄化率が得られる。
また、CePr複合酸化物は、NOx吸着能に加えて高い酸素吸蔵能(OSC)も有しており、所定温度以上で活性酸素を放出する。この活性酸素は非常に反応性に富んでいることから、本発明によれば、リーン雰囲気でもパラフィンの酸化浄化を促進でき、HC浄化率を向上できる。
Therefore, the present invention includes a first catalyst in which a noble metal is supported on a carrier having solid acidity as a noble metal / acidic carrier, and a CePr composite oxide as a LNT, which is substantially an alkaline earth metal and an alkali metal. And an NOx adsorbent that does not contain a second catalyst having a noble metal. That is, the first catalyst and the second catalyst are mixed or stacked, and the NOx adsorbent constituting the second catalyst as the LNT does not contain an alkaline earth metal and an alkali metal. An oxide is included.
Here, the CePr composite oxide is obtained by substituting part of Ce in CeO 2 with Pr, and this CePr composite oxide is less basic than alkali metals and alkaline earth metals. The electron density of the noble metal surface can be reduced without significantly affecting the electron withdrawing action of the acidic carrier. As a result, since the bonding force between the noble metal and oxygen can be reduced and the adsorption of oxygen to the surface of the noble metal can be suppressed, the purification rate of paraffin can be particularly improved, and a high HC purification rate can be obtained.
The CePr composite oxide has a high oxygen storage capacity (OSC) in addition to the NOx adsorption capacity, and releases active oxygen at a predetermined temperature or higher. Since this active oxygen is very reactive, according to the present invention, oxidation purification of paraffin can be promoted even in a lean atmosphere, and the HC purification rate can be improved.

さらには、本発明に係る排気浄化触媒は、上述の出願に係る排気浄化触媒に対して、NOx吸着剤を構成するCeO中のCeの一部をPrで置換したものに相当し、これにより、300℃以上のリーン雰囲気においても、HC浄化率を維持しつつNOx吸着率を向上できる。その理由は、以下の通りであると推察される。
即ち、排気中のNOxは、貴金属によるNOからNOへの酸化を経て、該NOのスピルオーバーにより、NOx吸着剤に吸着される。しかしながら、300℃以上では平衡反応の観点から、酸化されたNOが吸着される前に、その一部はNOに還元される。そのため、吸着力が比較的弱いCeOでは十分な吸着性能が得られない。
これに対してCePr複合酸化物は、CeOに比べて活性酸素放出能に優れており、この活性酸素がNOのNOへの酸化反応を促進する。活性酸素によるNO→NOの反応は、吸着剤であるCePr複合酸化物上で進行する。これにより、NOはNOに酸化された直後にCePr複合酸化物に吸着されるため、本発明によれば300℃以上の高温でも高いNOx吸着率が得られる。
Furthermore, the exhaust purification catalyst according to the present invention corresponds to the exhaust purification catalyst according to the above-mentioned application, in which part of Ce in CeO 2 constituting the NOx adsorbent is replaced with Pr. Even in a lean atmosphere of 300 ° C. or higher, the NOx adsorption rate can be improved while maintaining the HC purification rate. The reason is assumed to be as follows.
That is, NOx in the exhaust gas is oxidized from NO to NO 2 by a noble metal and adsorbed on the NOx adsorbent by the spillover of NO 2 . However, at 300 ° C. or higher, from the viewpoint of an equilibrium reaction, part of the oxidized NO 2 is reduced to NO before being adsorbed. Therefore, sufficient adsorption performance cannot be obtained with CeO 2 having a relatively weak adsorption force.
On the other hand, CePr composite oxide is superior to CeO 2 in its ability to release active oxygen, and this active oxygen promotes the oxidation reaction of NO to NO 2 . The reaction of NO → NO 2 by active oxygen proceeds on the CePr composite oxide as the adsorbent. Thus, since NO is adsorbed to the CePr composite oxide immediately after being oxidized to NO 2 , according to the present invention, a high NOx adsorption rate can be obtained even at a high temperature of 300 ° C. or higher.

また、貴金属上で酸化されたNOは反応中間体NOδであるところ、活性酸素放出能に優れたCePr複合酸化物は、NOx吸着剤のイオン化ポテンシャルを高める働きを有する。そのため、反応中間体NOδがNOx吸着剤上にスピルオーバーし易くなる結果、NOx吸着率がより向上する。
以上により、本発明によれば、LNTと貴金属/酸性担体を同一の支持体に担持させた場合において、特に300℃以上のリーン雰囲気下で、HC浄化率を維持しつつNOx吸着率を向上できる。
Further, the NO 2 oxidized on the noble metal is a reaction intermediate NO 2 δ , and the CePr composite oxide having an excellent active oxygen releasing ability has a function of increasing the ionization potential of the NOx adsorbent. As a result, the reaction intermediate NO 2 δ easily spills over the NOx adsorbent. As a result, the NOx adsorption rate is further improved.
As described above, according to the present invention, when the LNT and the noble metal / acidic carrier are supported on the same support, the NOx adsorption rate can be improved while maintaining the HC purification rate, particularly in a lean atmosphere of 300 ° C. or higher. .

この場合、前記CePr複合酸化物中のCe及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率は、5%〜30%であることが好ましい。   In this case, the ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr in the CePr composite oxide is preferably 5% to 30%.

この発明では、CePr複合酸化物中のCe及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率を、5%〜30%とする。これにより、特に300℃以上のリーン雰囲気におけるNOx吸着率及びHC浄化率を向上できる。   In this invention, the ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr in the CePr composite oxide is 5% to 30%. Thereby, it is possible to improve the NOx adsorption rate and the HC purification rate particularly in a lean atmosphere of 300 ° C. or higher.

この場合、前記CePr複合酸化物中のCe及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率は、10%〜20%であることが好ましい。   In this case, the ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr in the CePr composite oxide is preferably 10% to 20%.

この発明では、CePr複合酸化物中のCe及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率を、10%〜20%とする。これにより、特に300℃以上のリーン雰囲気におけるNOx吸着率及びHC浄化率をさらに向上できる。   In this invention, the ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr in the CePr composite oxide is 10% to 20%. Thereby, the NOx adsorption rate and the HC purification rate can be further improved particularly in a lean atmosphere of 300 ° C. or higher.

この場合、前記第1触媒により形成された第1触媒層と、当該第1触媒層に隣接し且つ前記第2触媒により形成された第2触媒層と、を備えることが好ましい。   In this case, it is preferable to include a first catalyst layer formed by the first catalyst and a second catalyst layer adjacent to the first catalyst layer and formed by the second catalyst.

この発明では、第1触媒を用いて第1触媒層を形成するとともに、この第1触媒層に隣接して、第2触媒を用いて第2触媒層を形成する。これにより、特に、第1触媒層と第2触媒層との界面において、上述の作用効果が奏される。   In the present invention, the first catalyst layer is formed using the first catalyst, and the second catalyst layer is formed using the second catalyst adjacent to the first catalyst layer. As a result, the above-described effects are exhibited particularly at the interface between the first catalyst layer and the second catalyst layer.

この場合、前記第1触媒層は、前記第2触媒層上に形成されていることが好ましい。   In this case, the first catalyst layer is preferably formed on the second catalyst layer.

この発明では、第1触媒層を、第2触媒層上に形成する。即ち、第1触媒層を上層とし、第2触媒層を下層として形成する。これにより、貴金属/酸性担体を含む第1触媒層を下層とした場合に比して、上層ではガス拡散性が良好であるため、特にパラフィンを効率良く浄化でき、HC浄化率を向上できる。また、貴金属/酸性担体を含む第1触媒層を上層とすることにより、排気中のNOがNOに酸化されてLNTに吸着されやすくなる結果、NOx浄化率が向上する。 In the present invention, the first catalyst layer is formed on the second catalyst layer. That is, the first catalyst layer is formed as an upper layer and the second catalyst layer is formed as a lower layer. Thereby, compared with the case where the first catalyst layer containing the noble metal / acidic carrier is used as the lower layer, the upper layer has better gas diffusibility, so that paraffin can be purified efficiently and the HC purification rate can be improved. Further, by using the first catalyst layer containing the noble metal / acidic carrier as the upper layer, NO in the exhaust is easily oxidized to NO 2 and easily adsorbed to the LNT, so that the NOx purification rate is improved.

この場合、前記固体酸性を有する担体は、ZrSi複合酸化物、SiAl複合酸化物、ZrSiYW複合酸化物、ZrSiCeW複合酸化物、メソポーラスシリカ及びゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。   In this case, the solid acid support is preferably at least one selected from the group consisting of ZrSi composite oxide, SiAl composite oxide, ZrSiYW composite oxide, ZrSiCeW composite oxide, mesoporous silica, and zeolite.

この発明では、固体酸性を有する担体として、ZrSi複合酸化物、SiAl複合酸化物、ZrSiYW複合酸化物、ZrSiCeW複合酸化物、メソポーラスシリカ及びゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも1種を用いる。ここで、ZrSi複合酸化物とは、ZrOとSiOの複合酸化物であり、SiAl複合酸化物とは、SiOとAlの複合酸化物である。また、ZrSiYW複合酸化物とは、ZrSi複合酸化物中のZr及びSiの一部がY又はWに置換されたものであり、ZrSiCeW複合酸化物とは、ZrSi複合酸化物中のZr及びSiの一部がCe又はWに置換されたものである。
これらの酸性担体は、酸性度(酸性担体を構成する構成元素のポーリング電気陰性度の平均値から2.7を減じた値)及び比表面積がいずれも高く、貴金属表面の電子密度をより低下させて貴金属と酸素との結合力をより低下させることができる。従って、この発明によれば、貴金属表面への酸素の吸着をより抑制でき、より高いHC浄化率が得られる。
In the present invention, at least one selected from the group consisting of ZrSi composite oxide, SiAl composite oxide, ZrSiYW composite oxide, ZrSiCeW composite oxide, mesoporous silica, and zeolite is used as the carrier having solid acidity. Here, the ZrSi composite oxide is a composite oxide of ZrO 2 and SiO 2 , and the SiAl composite oxide is a composite oxide of SiO 2 and Al 2 O 3 . The ZrSiYW composite oxide is one in which a part of Zr and Si in the ZrSi composite oxide is substituted with Y or W, and the ZrSiCeW composite oxide is a composition of Zr and Si in the ZrSi composite oxide. A part thereof is substituted with Ce or W.
These acidic carriers have both high acidity (the value obtained by subtracting 2.7 from the average value of the Pauling electronegativity of the constituent elements constituting the acidic carrier) and the specific surface area, and further reduce the electron density on the surface of the noble metal. Thus, the bonding strength between the noble metal and oxygen can be further reduced. Therefore, according to the present invention, the adsorption of oxygen to the surface of the noble metal can be further suppressed, and a higher HC purification rate can be obtained.

この場合、前記固体酸性を有する担体は、ZrSiYW複合酸化物及びZrSiCeW複合酸化物のうち少なくとも1種であることが好ましい。   In this case, the carrier having solid acidity is preferably at least one of ZrSiYW composite oxide and ZrSiCeW composite oxide.

この発明では、固体酸性を有する担体として、ZrSiYW複合酸化物及びZrSiCeW複合酸化物のうち少なくとも1種を用いる。これら2つの酸性担体は、酸性度(酸性担体を構成する構成元素のポーリング電気陰性度の平均値から2.7を減じた値)及び比表面積がいずれも特に高く、貴金属表面の電子密度をより低下させて貴金属と酸素との結合力をより低下させることができる。従って、この発明によれば、貴金属表面への酸素の吸着をより抑制でき、より高いHC浄化率が得られる。   In the present invention, at least one of ZrSiYW composite oxide and ZrSiCeW composite oxide is used as the carrier having solid acidity. Both of these two acidic carriers have particularly high acidity (the value obtained by subtracting 2.7 from the average value of the Pauling electronegativity of the constituent elements constituting the acidic carrier) and the specific surface area, and the electron density on the surface of the noble metal is further increased. This can be reduced to further reduce the bonding strength between the noble metal and oxygen. Therefore, according to the present invention, the adsorption of oxygen to the surface of the noble metal can be further suppressed, and a higher HC purification rate can be obtained.

この場合、前記第1触媒及び前記第2触媒は、前記貴金属としてPtを有することが好ましい。   In this case, it is preferable that the first catalyst and the second catalyst have Pt as the noble metal.

この発明では、第1触媒及び第2触媒にそれぞれ含まれる貴金属として、Ptを用いる。Ptは、特に酸化性能が高く、NOを効率良くNOに酸化できるため、上述の各効果がより確実に奏される。 In the present invention, Pt is used as a noble metal contained in each of the first catalyst and the second catalyst. Pt has particularly high oxidation performance, and can efficiently oxidize NO to NO 2 , so that the above-described effects are more reliably exhibited.

また、空燃比をリーン及びストイキに制御して運転される内燃機関の排気浄化装置であって、上述の各排気浄化触媒を備えることを特徴とする排気浄化装置を提供する。   Also provided is an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that is operated while controlling the air-fuel ratio to be lean and stoichiometric, and includes the above-described exhaust gas purification catalysts.

この発明によれば、上記排気浄化触媒の発明と同様の効果が奏される。   According to this invention, the same effect as the invention of the exhaust purification catalyst is exerted.

本発明によれば、LNTと貴金属/酸性担体を同一の支持体に担持させた場合において、特に300℃以上のリーン雰囲気下で、HC浄化率を維持しつつNOx吸着率を向上できる排気浄化触媒及び排気浄化装置を提供できる。   According to the present invention, when an LNT and a noble metal / acidic carrier are supported on the same support, an exhaust purification catalyst capable of improving the NOx adsorption rate while maintaining the HC purification rate, particularly in a lean atmosphere of 300 ° C. or higher. And an exhaust emission control device can be provided.

排気中のHC組成を示す図であり、(A)はストイキ運転中のエンジンから排出される排気中のHC組成を示し、(B)はリーン(HCCI)運転中のエンジンから排出される排気中のHC組成を示す図である。It is a figure which shows HC composition in exhaust_gas | exhaustion, (A) shows HC composition in exhaust_gas | exhaustion discharged | emitted from the engine in stoichiometric operation, (B) is in exhaust_gas | exhaustion discharged | emitted from the engine in lean (HCCI) operation | movement It is a figure which shows HC composition. 三元触媒によるHC浄化率を示す図である。It is a figure which shows the HC purification rate by a three way catalyst. 貴金属表面に吸着した酸素に対するHCの吸着挙動を示す図であり、(A)はオレフィン及びアロマの吸着挙動を示し、(B)はパラフィンの吸着挙動を示す図である。It is a figure which shows the adsorption | suction behavior of HC with respect to the oxygen which adsorb | sucked to the noble metal surface, (A) shows the adsorption | suction behavior of an olefin and an aroma, (B) is a figure which shows the adsorption | suction behavior of a paraffin. 貴金属表面における酸素及びパラフィンの吸着挙動を示す図であり、(A)は貴金属がAl担体に担持された従来の排気浄化触媒の場合であり、(B)は貴金属が酸性担体に担持された本発明の一実施形態に係る排気浄化触媒の場合である。Is a diagram showing the adsorption behavior of oxygen and paraffin in a noble metal surface, (A) is a case of a conventional exhaust gas purifying catalyst in which the noble metal is supported on Al 2 O 3 carrier, (B) is supported on the noble metal is acidic carrier It is the case of the exhaust gas purification catalyst which concerns on one Embodiment of this invention. 酸性担体の酸性度×比表面積とHC浄化率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the acidity x specific surface area of an acidic support | carrier, and HC purification rate. 酸性担体の電気陰性度と比表面積との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the electronegativity of an acidic support | carrier, and a specific surface area. ZrSi複合酸化物、ZrSiW複合酸化物及びZrSiYW複合酸化物のX線回折スペクトル図である。It is a X-ray diffraction spectrum figure of ZrSi complex oxide, ZrSiW complex oxide, and ZrSiYW complex oxide. Al担体とZrSiYW複合酸化物担体の性能評価結果を示す図であり、(A)は各担体に担持された貴金属表面の酸素吸着量を示す図であり、(B)は温度に応じたパラフィン吸着率を示す図である。Is a diagram showing the results of performance evaluation al 2 O 3 carrier and ZrSiYW composite oxide support, (A) is a diagram showing the oxygen adsorption amount of supported noble metal surface on each carrier, (B) is according to the temperature It is a figure which shows the paraffin adsorption rate. 実施例1〜4及び比較例1のNOx浄化率を示す図である。It is a figure which shows the NOx purification rate of Examples 1-4 and the comparative example 1. FIG. 実施例1〜4及び比較例1のHC浄化率を示す図である。It is a figure which shows the HC purification rate of Examples 1-4 and the comparative example 1. FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
本発明の一実施形態に係る排気浄化触媒は、空燃比をリーン及びストイキに制御して運転される内燃機関の排気浄化装置に好ましく用いられる。より具体的には、HCCIエンジンやディーゼルエンジン等の排気浄化装置に好ましく用いられる。
本実施形態に係る排気浄化触媒は、同一の支持体上に担持された第1触媒及び第2触媒を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The exhaust purification catalyst according to an embodiment of the present invention is preferably used in an exhaust purification device of an internal combustion engine that is operated with the air-fuel ratio being controlled to be lean and stoichiometric. More specifically, it is preferably used for an exhaust purification device such as an HCCI engine or a diesel engine.
The exhaust purification catalyst according to the present embodiment includes a first catalyst and a second catalyst carried on the same support.

支持体としては、例えばコージェライト製のハニカム支持体が好ましく用いられる。本実施形態では、異なる支持体に担持された第1触媒と第2触媒を例えば直列に排気通路内に配置するものではなく、これら第1触媒及び第2触媒を同一の支持体に担持するものである。   As the support, for example, a cordierite honeycomb support is preferably used. In the present embodiment, the first catalyst and the second catalyst supported on different supports are not arranged in the exhaust passage in series, for example, but the first catalyst and the second catalyst are supported on the same support. It is.

なお、第1触媒及び第2触媒は、混合した状態で同一の支持体に担持してもよく、第1触媒を含む第1触媒層と、第2触媒を含む第2触媒層とを隣接して積層した状態で担持してもよい。本実施形態では、これら第1触媒層と第2触媒層とを隣接して積層した状態で、同一の支持体に担持するのが好ましい。
また、第1触媒層は、第2触媒層上に形成されていることが好ましい。その理由については、後段で詳述する。
The first catalyst and the second catalyst may be supported on the same support in a mixed state, and the first catalyst layer containing the first catalyst and the second catalyst layer containing the second catalyst are adjacent to each other. And may be supported in a laminated state. In the present embodiment, it is preferable that the first catalyst layer and the second catalyst layer are supported on the same support in a state where they are laminated adjacently.
Moreover, it is preferable that the 1st catalyst layer is formed on the 2nd catalyst layer. The reason will be described in detail later.

第1触媒は、固体酸性を有する担体と、当該担体上に担持された貴金属と、を有する。
固体酸性を有する担体、即ち酸性担体としては、ZrSi複合酸化物、SiAl複合酸化物、ZrSiYW複合酸化物、ZrSiCeW複合酸化物、メソポーラスシリカ及びゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく用いられる。これらが好ましい理由については、後段で詳述する。中でも、ZrSiYW複合酸化物及びZrSiCeW複合酸化物のうち少なくとも1種がより好ましく用いられる。
貴金属としては、Pt、Pd、Rh等の各種貴金属を単独で用いてもよく、これらを併用してもよい。中でも、Ptが好ましく用いられる。
The first catalyst includes a carrier having solid acidity and a noble metal supported on the carrier.
As the carrier having solid acidity, that is, the acidic carrier, at least one selected from the group consisting of ZrSi composite oxide, SiAl composite oxide, ZrSiYW composite oxide, ZrSiCeW composite oxide, mesoporous silica and zeolite is preferably used. The reason why these are preferable will be described in detail later. Among these, at least one of ZrSiYW composite oxide and ZrSiCeW composite oxide is more preferably used.
As the noble metal, various noble metals such as Pt, Pd, and Rh may be used alone, or these may be used in combination. Among these, Pt is preferably used.

第2触媒は、CePr複合酸化物を含み且つ実質的にアルカリ土類金属及びアルカリ金属を含まないNOx吸着剤と、貴金属と、を有する。
CePr複合酸化物とは、CeO中のCeの一部をPrで置換したものである。また、「実質的にアルカリ土類金属及びアルカリ金属を含まない」とは、積極的にこれらアルカリ土類金属及びアルカリ金属を配合しないことを意味し、不可避的に含まれてしまう場合まで排除する趣旨ではない。
貴金属は、例えばアルミナ等の担体又は上記NOx吸着剤に担持される。貴金属としては、第1触媒と同様に、Pt、Pd、Rh等の各種貴金属を単独で用いてもよく、これらを併用してもよい。中でも、Ptが好ましく用いられる。
The second catalyst includes a NOP adsorbent containing a CePr composite oxide and substantially free of alkaline earth metal and alkali metal, and a noble metal.
The CePr composite oxide is obtained by substituting part of Ce in CeO 2 with Pr. Further, “substantially free of alkaline earth metals and alkali metals” means that these alkaline earth metals and alkali metals are not actively added, and is excluded until they are inevitably contained. Not the purpose.
The noble metal is supported on a carrier such as alumina or the above NOx adsorbent. As the precious metal, similarly to the first catalyst, various precious metals such as Pt, Pd, and Rh may be used alone or in combination. Among these, Pt is preferably used.

第2触媒のNOx吸着剤を構成するCePr複合酸化物は、Ce及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率が、5%〜30%であることが好ましい。Ce及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率が5%未満であると、Prの添加効果が十分得られない。また、30%を超えると、耐熱性が低下しCePr複合酸化物の比表面積の低下により、HC浄化率及びNOx吸着率が低下する。より好ましいCe及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率は、10%〜20%である。   In the CePr composite oxide constituting the NOx adsorbent of the second catalyst, the ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr is preferably 5% to 30%. When the ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr is less than 5%, the effect of adding Pr cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 30%, the heat resistance is lowered and the specific surface area of the CePr composite oxide is lowered, so that the HC purification rate and the NOx adsorption rate are lowered. A more preferable ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr is 10% to 20%.

本実施形態に係る排気浄化触媒は、例えば、各触媒の構成材料を含むスラリーを調製し、そこにハニカム支持体を浸漬させた後、乾燥して焼成することで得られる。
第1触媒層を第2触媒層上に形成する場合には、先ず、第2触媒の構成材料を含むスラリー中にハニカム支持体を浸漬させた後、乾燥して焼成することで、第2触媒層を形成する。次いで、第1触媒の構成材料を含むスラリー中に、第2触媒層が形成されたハニカム支持体を浸漬させた後、乾燥して焼成することで、第2触媒層上に第1触媒層が形成された本実施形態に係る排気浄化触媒が得られる。
The exhaust purification catalyst according to the present embodiment can be obtained, for example, by preparing a slurry containing constituent materials of each catalyst, immersing the honeycomb support in the slurry, and drying and firing.
When the first catalyst layer is formed on the second catalyst layer, first, the honeycomb support is immersed in a slurry containing the constituent material of the second catalyst, and then dried and fired, whereby the second catalyst is formed. Form a layer. Next, the honeycomb support on which the second catalyst layer is formed is immersed in the slurry containing the constituent material of the first catalyst, and then dried and fired, whereby the first catalyst layer is formed on the second catalyst layer. The formed exhaust purification catalyst according to the present embodiment is obtained.

また、CePr複合酸化物は、以下の方法により調製することができる。ただし、本実施形態に係るCePr複合酸化物の調製方法は、以下の方法に限定されるものではない。
先ず、硝酸セリウム及び硝酸プラセオジウムを、所望のCe/Pr比になるように、純水に溶解する。その後、水酸化ナトリウム水溶液を滴下して、溶媒のpHを例えば10にすることで、沈殿物を得る。その後、沈殿物を含む溶液を例えば60℃に加熱した状態で減圧濾過することで、溶媒を蒸発させる。次いで、残留物を抽出後、マッフル炉内において例えば500℃で2時間の仮焼を行うことで、CePr複合酸化物を得る。
The CePr composite oxide can be prepared by the following method. However, the method for preparing the CePr composite oxide according to the present embodiment is not limited to the following method.
First, cerium nitrate and praseodymium nitrate are dissolved in pure water so as to have a desired Ce / Pr ratio. Then, a sodium hydroxide aqueous solution is dripped and pH of a solvent is set to 10, for example, and a precipitate is obtained. Thereafter, the solvent is evaporated by filtering the solution containing the precipitate under reduced pressure while being heated to 60 ° C., for example. Next, after extracting the residue, for example, calcination is performed at 500 ° C. for 2 hours in a muffle furnace to obtain a CePr composite oxide.

また、ZrSiXW(X=Ce又はY)複合酸化物は、以下の方法により調製することができる。ただし、本実施形態に係るZrSiXW複合酸化物の調製方法は、以下の方法に限定されるものではない。
先ず、硝酸ジルコニウム、硝酸セリウム又は硝酸イットリウムを、所望のZr/X比になるように、純水に溶解する。その後、所望量のSiを含むケイ酸ナトリウムを添加する。次いで、必要に応じてpHが例えば10になるように水酸化ナトリウムを滴下することで、沈殿物を得る。その後、沈殿物を含む溶液を例えば60℃に加熱した状態で減圧濾過することで、溶媒を蒸発させる。次いで、残留物を抽出後、マッフル炉内において例えば500℃で2時間の仮焼を行うことで、ZrSiX複合酸化物を得る。
次いで、上記のようにして得たZrSiX複合酸化物を硝酸中に添加し、pHを例えば3とした後に、所望量のWを含むメタタングステン酸ナトリウム(NaWO)を添加する。次いで、溶液のpHが例えば10となるように、水酸化ナトリウムを滴下することで、沈殿物を得る。その後、沈殿物を含む溶液を例えば60℃に加熱した状態で減圧濾過することで、溶媒を蒸発させる。次いで、残留物を抽出後、マッフル炉内において例えば500℃で2時間の仮焼を行うことで、ZrSiXW複合酸化物を得る。
A ZrSiXW (X = Ce or Y) composite oxide can be prepared by the following method. However, the method for preparing the ZrSiXW composite oxide according to the present embodiment is not limited to the following method.
First, zirconium nitrate, cerium nitrate or yttrium nitrate is dissolved in pure water so as to have a desired Zr / X ratio. Thereafter, sodium silicate containing a desired amount of Si is added. Next, a precipitate is obtained by adding sodium hydroxide dropwise so that the pH becomes, for example, 10 if necessary. Thereafter, the solvent is evaporated by filtering the solution containing the precipitate under reduced pressure while being heated to 60 ° C., for example. Next, after extracting the residue, a ZrSiX composite oxide is obtained by performing calcination, for example, at 500 ° C. for 2 hours in a muffle furnace.
Next, the ZrSiX composite oxide obtained as described above is added to nitric acid to adjust the pH to 3, for example, and then sodium metatungstate (Na 2 WO 4 ) containing a desired amount of W is added. Next, sodium hydroxide is added dropwise so that the pH of the solution becomes 10, for example, to obtain a precipitate. Thereafter, the solvent is evaporated by filtering the solution containing the precipitate under reduced pressure while being heated to 60 ° C., for example. Next, after extracting the residue, calcination is performed at 500 ° C. for 2 hours in a muffle furnace to obtain a ZrSiXW composite oxide.

上記構成を備える本実施形態に係る排気浄化触媒の作用効果について、以下に詳しく説明する。
図1は、排気中のHC組成を示す図であり、(A)はストイキ運転中のエンジンから排出される排気中のHC組成を示し、(B)はリーン(HCCI)運転中のエンジンから排出される排気中のHC組成を示す図である。図1において、横軸はHCの炭素数を示しており、縦軸は排気中のHC濃度(ppmC)を示している。
図1(A)に示すように、ストイキ運転中のエンジンから排出される排気中には、炭素数の短いものが多く含まれ、中でもオレフィンが最も多い。これに対して、図1(B)に示すように、リーン運転中のエンジンから排出される排気中には、ストイキ運転時と比べて炭素数の長いものが多く含まれるとともに、ストイキ運転時と比べてパラフィンが多く含まれている。
The effect of the exhaust purification catalyst according to the present embodiment having the above configuration will be described in detail below.
FIG. 1 is a diagram showing the HC composition in the exhaust, where (A) shows the HC composition in the exhaust discharged from the engine during stoichiometric operation, and (B) shows the exhaust from the engine during lean (HCCI) operation. It is a figure which shows HC composition in the exhaust_gas | exhaustion to be performed. In FIG. 1, the horizontal axis indicates the number of HC carbon atoms, and the vertical axis indicates the HC concentration (ppmC) in the exhaust gas.
As shown in FIG. 1 (A), the exhaust discharged from the engine during stoichiometric operation contains a lot of short carbon atoms, and most contains olefins. On the other hand, as shown in FIG. 1 (B), the exhaust discharged from the engine during lean operation contains a lot of carbon having a longer carbon number than during stoichiometric operation, It contains a lot of paraffin.

図2は、三元触媒によるHC浄化率を示す図である。具体的には、ストイキ運転時にエンジンから排出される排気と、HCCIリーン運転時にエンジンから排出される排気とについて、従来一般的な三元触媒を用いて350℃で浄化したときのHC浄化率η350(%)を示す図である。
図2に示すように、オレフィン及びアロマの浄化率については、ストイキ雰囲気とリーン雰囲気とで差はなく、ほぼ同等である。これに対して、パラフィンの浄化率については、リーン雰囲気では、ストイキ雰囲気に比べて浄化率が大きく低下している。このことから、リーン雰囲気におけるHC浄化率の低下の原因は、パラフィンの浄化率の低下にあることが分かる。
FIG. 2 is a graph showing the HC purification rate by the three-way catalyst. Specifically, the HC purification rate η350 when the exhaust discharged from the engine during the stoichiometric operation and the exhaust discharged from the engine during the HCCI lean operation are purified at 350 ° C. using a conventional three-way catalyst. It is a figure which shows (%).
As shown in FIG. 2, there is no difference between the stoichiometric atmosphere and the lean atmosphere with respect to the purification rates of olefin and aroma, which are almost the same. On the other hand, the purification rate of paraffin is greatly reduced in the lean atmosphere as compared with the stoichiometric atmosphere. From this, it can be seen that the cause of the decrease in the HC purification rate in the lean atmosphere is the decrease in the purification rate of paraffin.

図3は、貴金属(Pt)表面に吸着した酸素に対するHCの吸着挙動を示す図であり、(A)はオレフィン及びアロマの吸着挙動を示し、(B)はパラフィンの吸着挙動を示す図である。図3では、酸素リッチなリーン雰囲気において、貴金属(Pt)表面に酸素が多量に吸着した状態を示している。
図3(A)に示すように、オレフィン及びアロマは、結合が弱く不安定で反応性の高いπ結合を有しているため、貴金属(Pt)表面に活性の低い酸素が吸着していた場合であっても、その二重結合が開裂して反応し、吸着する。これにより、オレフィン及びアロマは、リーン雰囲気でも浄化率が低下することがない。
これに対して、図3(B)に示すように、パラフィンは、結合が強く安定で反応性の低いσ結合しか有していないため、貴金属(Pt)表面に活性の低い酸素が吸着していた場合には、吸着酸素がパラフィンの貴金属への吸着を阻害し、リーン雰囲気では浄化率が大きく低下する。
FIG. 3 is a diagram showing the adsorption behavior of HC with respect to oxygen adsorbed on the surface of the noble metal (Pt), (A) shows the adsorption behavior of olefin and aroma, and (B) shows the adsorption behavior of paraffin. . FIG. 3 shows a state where a large amount of oxygen is adsorbed on the surface of the noble metal (Pt) in an oxygen-rich lean atmosphere.
As shown in FIG. 3A, since olefins and aromas have weak bonds, unstable and highly reactive π bonds, oxygen having low activity is adsorbed on the surface of the noble metal (Pt). Even so, the double bond is cleaved to react and adsorb. Thereby, the purification rate of olefin and aroma does not decrease even in a lean atmosphere.
On the other hand, as shown in FIG. 3B, paraffin has only a strong, stable, and low-reactivity σ bond, so that oxygen with low activity is adsorbed on the surface of the noble metal (Pt). In this case, the adsorbed oxygen inhibits the adsorption of paraffin to the noble metal, and the purification rate is greatly reduced in a lean atmosphere.

図4は、貴金属(Pt、Pd)表面における酸素及びパラフィンの吸着挙動を示す図であり、(A)は貴金属がAl担体に担持された従来の排気浄化触媒の場合であり、(B)は貴金属が酸性担体に担持された本発明の一実施形態に係る排気浄化触媒の場合である。
図4(A)に示すように、貴金属(Pt、Pd)がAl担体に担持された従来の排気浄化触媒では、Al担体は両性担体であることから、貴金属表面の電子密度に変化はなく、リーン雰囲気において貴金属表面に酸素が多量に吸着する。そのため、吸着酸素によりパラフィンの貴金属への吸着が阻害され、パラフィンの浄化率が低下する。
これに対して、図4(B)に示すように、貴金属(Pt、Pd)が酸性担体に担持された本実施形態に係る排気浄化触媒では、酸性担体の高い酸性度に基づく電子吸引作用によって、貴金属表面の電子密度が低下する。すると、リーン雰囲気中に多量に存在する酸素と貴金属との結合力が低下し、貴金属表面への酸素の吸着が抑制される。これにより、反応性が低いパラフィンも反応、吸着するため、パラフィンの浄化率が向上する。
FIG. 4 is a view showing the adsorption behavior of oxygen and paraffin on the surface of the noble metal (Pt, Pd), and FIG. 4A is a case of a conventional exhaust purification catalyst in which the noble metal is supported on an Al 2 O 3 support. B) shows an exhaust purification catalyst according to an embodiment of the present invention in which a noble metal is supported on an acidic carrier.
As shown in FIG. 4 (A), precious metals (Pt, Pd) in the conventional exhaust gas purification catalyst supported on Al 2 O 3 carrier, since the Al 2 O 3 carrier is a carrier ampholyte, the noble metal surface electron There is no change in density, and a large amount of oxygen is adsorbed on the surface of the noble metal in a lean atmosphere. Therefore, the adsorption of paraffin to the noble metal is inhibited by the adsorbed oxygen, and the purification rate of paraffin is reduced.
On the other hand, as shown in FIG. 4B, in the exhaust purification catalyst according to this embodiment in which the noble metals (Pt, Pd) are supported on the acidic carrier, the electron withdrawing action based on the high acidity of the acidic carrier is used. , The electron density on the surface of the noble metal decreases. Then, the binding force between oxygen and noble metal present in a large amount in the lean atmosphere is reduced, and adsorption of oxygen on the surface of the noble metal is suppressed. Thereby, since the paraffin with low reactivity also reacts and adsorbs, the purification rate of paraffin improves.

図5は、酸性担体の酸性度×比表面積とHC浄化率との関係を示す図である。具体的には、図5では、酸性担体に貴金属(Pt)が担持された触媒について、酸性担体の酸性度×比表面積の値を変化させたときの300℃におけるHC浄化率と400℃におけるHC浄化率との平均浄化率η300℃−400℃(%)を示している。
ここで、本実施形態における酸性担体の酸性度とは、酸性担体を構成する構成元素のポーリング電気陰性度の平均値から2.7を減じた値を意味する。また、本実施形態における比表面積は、750℃×20時間の酸素過剰雰囲気下(O=10容量%、HO=6容量%、残りNバランスガス)でエージングを実施した後の比表面積を意味する。
図5に示すように、酸性担体の酸性度×比表面積の値とHC浄化率との間には相関があり、酸性担体の酸性度×比表面積の値が大きくなるに従い、HC浄化率が高くなる傾向にある。この結果から、酸性担体の選定に際しては、その酸性度と比表面積の積が、重要な指標となることが分かる。
なお、酸性担体の酸性度とHC浄化率との間には相関があまり無く、酸性担体の比表面積とHC浄化率との間にも相関があまり無いことが確認されている。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the acidity × specific surface area of the acidic carrier and the HC purification rate. Specifically, in FIG. 5, for a catalyst in which a noble metal (Pt) is supported on an acidic carrier, the HC purification rate at 300 ° C. and the HC at 400 ° C. when the acidity × specific surface area value of the acidic carrier is changed. The average purification rate η300 ° C.-400 ° C. (%) with the purification rate is shown.
Here, the acidity of the acidic carrier in the present embodiment means a value obtained by subtracting 2.7 from the average value of the Pauling electronegativity of the constituent elements constituting the acidic carrier. The specific surface area in the present embodiment is the ratio after aging is performed in an oxygen-excess atmosphere at 750 ° C. for 20 hours (O 2 = 10% by volume, H 2 O = 6% by volume, remaining N 2 balance gas). It means surface area.
As shown in FIG. 5, there is a correlation between the acidity × specific surface area value of the acidic carrier and the HC purification rate, and the HC purification rate increases as the acidity × specific surface area value of the acidic carrier increases. Tend to be. From this result, it is understood that the product of the acidity and the specific surface area is an important index when selecting an acidic carrier.
It has been confirmed that there is not much correlation between the acidity of the acidic carrier and the HC purification rate, and there is not much correlation between the specific surface area of the acidic carrier and the HC purification rate.

図6は、酸性担体の電気陰性度と比表面積との関係を示す図である。図6では、各酸性担体の電気陰性度として、その構成元素のポーリング電気陰性度の平均値を示している。
図6に示すように、ZrOは電気陰性度及び比表面積いずれも小さいのに対して、Alは電気陰性度が低いものの比表面積が大きく、SiOは比表面積が小さいものの電気陰性度が大きい。しかしながら、ZrOとSiOの複合化酸化物であるZrSi複合酸化物や、SiOとAlの複合酸化物であるSiAl複合酸化物は、構成元素の平均電気陰性度から2.7を減じた値である酸性度及び比表面積ともに大きな値が得られることが分かる。このことから、酸性度×比表面積の値が大きい酸性担体として、ZrSi複合酸化物やSiAl複合酸化物が好ましく用いられる。
また、図6に示すように、ZrSi複合酸化物中のZr及びSiの一部がY又はWに置換されたZrSiYW複合酸化物や、ZrSi複合酸化物中のZr及びSiの一部がCe又はWに置換されたZrSiCeW複合酸化物は、酸性度×比表面積の値がより大きい酸性担体として、より好ましく用いられる。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the electronegativity of the acidic carrier and the specific surface area. In FIG. 6, the average value of the Pauling electronegativity of the constituent elements is shown as the electronegativity of each acidic carrier.
As shown in FIG. 6, ZrO 2 has both a small electronegativity and a small specific surface area, whereas Al 2 O 3 has a large specific surface area although it has a low electronegativity, while SiO 2 has a small specific surface area but has an electronegativity. The degree is great. However, ZrSi composite oxide, which is a composite oxide of ZrO 2 and SiO 2 , and SiAl composite oxide, which is a composite oxide of SiO 2 and Al 2 O 3 , are 2.7 from the average electronegativity of the constituent elements. It can be seen that large values can be obtained for both the acidity and the specific surface area, which are values obtained by subtracting. For this reason, ZrSi composite oxide or SiAl composite oxide is preferably used as an acidic carrier having a large value of acidity × specific surface area.
In addition, as shown in FIG. 6, a ZrSiYW composite oxide in which a part of Zr and Si in the ZrSi composite oxide is substituted with Y or W, or a part of Zr and Si in the ZrSi composite oxide is Ce or The ZrSiCeW composite oxide substituted with W is more preferably used as an acidic carrier having a larger value of acidity × specific surface area.

図7は、ZrSi複合酸化物、ZrSiW複合酸化物及びZrSiYW複合酸化物のX線回折スペクトル図である。横軸は2θ角度(°)を示し、縦軸はX線強度を示している。
図7に示すように、ZrSi複合酸化物に対して電気陰性度の大きいWを加えて複合化したZrSiW複合酸化物では、そのX線回折スペクトル上において、ZrSi複合酸化物由来のピークに加えて、ZrO由来のピークが確認される。これは、結晶構造の一部が崩壊していることを意味している。
そこで、ZrSiW複合酸化物に対してさらにYを加えて複合化させたZrSiYW複合酸化物では、ZrO由来のピーク等が消滅していることが確認される一方で、他の新たなピークは確認されない。これは、結晶構造が安定化し、ZrSiYW複合酸化物が良好に生成していることを意味している。
従って、図6及び図7の結果から、酸性度×比表面積の値が大きいことに加えて、構造が安定化しているZrSiYW複合酸化物が、酸性担体として特に好ましいと言える。これについては、ZrSiYW複合酸化物中のYがCeに置換されたZrSiCeW複合酸化物についても、同様のことが言える。
FIG. 7 is an X-ray diffraction spectrum diagram of a ZrSi composite oxide, a ZrSiW composite oxide, and a ZrSiYW composite oxide. The horizontal axis indicates the 2θ angle (°), and the vertical axis indicates the X-ray intensity.
As shown in FIG. 7, in the ZrSiW composite oxide formed by adding W having high electronegativity to the ZrSi composite oxide, in addition to the peak derived from the ZrSi composite oxide on the X-ray diffraction spectrum, , A peak derived from ZrO 2 is confirmed. This means that a part of the crystal structure has collapsed.
Therefore, in the ZrSiYW composite oxide obtained by adding Y to the ZrSiW composite oxide, it was confirmed that the peaks derived from ZrO 2 disappeared, while other new peaks were confirmed. Not. This means that the crystal structure is stabilized and the ZrSiYW composite oxide is well formed.
Therefore, from the results of FIGS. 6 and 7, it can be said that a ZrSiYW composite oxide having a stabilized structure in addition to a large value of acidity × specific surface area is particularly preferable as an acidic carrier. The same can be said about the ZrSiCeW composite oxide in which Y in the ZrSiYW composite oxide is substituted with Ce.

図8は、Al担体とZrSiYW複合酸化物担体の性能評価結果を示す図であり、(A)は各担体に担持された貴金属表面の酸素吸着量を示す図であり、(B)は温度に応じたパラフィン吸着率を示す図である。
図8(A)の酸素吸着量(μmol/g)は、貴金属(Pt)が担持された各担体に対して、リーン雰囲気の排気を所定時間流通させて酸素を吸着させた後、昇温したときの酸素脱離量を示している。具体的には、酸素脱離量は次のようにして測定される。先ず、貴金属(Pt)が担持された各担体を、He雰囲気にて500℃まで昇温する。次いで、酸素濃度7%の雰囲気下で500℃×15分間ホールドし、酸素を吸着させる。次いで、室温まで冷却した後、He雰囲気下で室温〜800℃まで昇温することで、吸着していた酸素を脱離させ、このときの酸素脱離量を測定する。
FIG. 8 is a view showing the performance evaluation results of the Al 2 O 3 support and the ZrSiYW composite oxide support, (A) is a view showing the oxygen adsorption amount on the surface of the noble metal supported on each support, and (B) These are figures which show the paraffin adsorption rate according to temperature.
The oxygen adsorption amount (μmol / g) in FIG. 8 (A) was raised after adsorbing oxygen by letting an exhaust gas in a lean atmosphere flow for a predetermined time with respect to each carrier on which noble metal (Pt) was supported. The amount of oxygen desorption is shown. Specifically, the oxygen desorption amount is measured as follows. First, each carrier on which a noble metal (Pt) is supported is heated to 500 ° C. in a He atmosphere. Next, oxygen is adsorbed by holding at 500 ° C. for 15 minutes in an atmosphere with an oxygen concentration of 7%. Next, after cooling to room temperature, the adsorbed oxygen is desorbed by heating to room temperature to 800 ° C. in a He atmosphere, and the amount of oxygen desorbed at this time is measured.

また、図8(B)のパラフィン吸着率(%)は、各温度にて、パラフィンを多く含むリーン雰囲気の排気を所定時間流通させたときのパラフィン吸着率を示している。具体的には、パラフィン吸着率は次のようにして測定される。先ず、貴金属(Pt)が担持された各担体を、各測定温度にて酸素濃度7%の雰囲気下で15分間ホールドする。次いで、He雰囲気に置換した後、1000ppmCのn−ペンタンをパルスにて注入する。このとき、触媒(各担体)通過後のn−ペンタン濃度を測定し、吸着量を求める。パルスを6回注入し、その合計を吸着量として、パラフィン吸着率を算出する。   Further, the paraffin adsorption rate (%) in FIG. 8B indicates the paraffin adsorption rate when exhaust gas in a lean atmosphere containing a lot of paraffin is circulated for a predetermined time at each temperature. Specifically, the paraffin adsorption rate is measured as follows. First, each support on which a noble metal (Pt) is supported is held for 15 minutes in an atmosphere having an oxygen concentration of 7% at each measurement temperature. Next, after replacing with a He atmosphere, 1000 ppmC of n-pentane is injected in pulses. At this time, the n-pentane concentration after passing through the catalyst (each carrier) is measured to determine the adsorption amount. A pulse is injected 6 times, and the paraffin adsorption rate is calculated using the total as the adsorption amount.

図8(A)に示すように、ZrSiYW複合酸化物担体に担持された貴金属表面の酸素吸着量は、Al担体に担持された貴金属表面の酸素吸着量のおよそ20%であり、ZrSiYW複合酸化物担体によれば、酸素吸着量が劇的に減少することが分かる。
また、図8(B)に示すように、ZrSiYW複合酸化物担体のパラフィン吸着率は、Al担体のパラフィン吸着率よりも大きく、その傾向は温度が高くなるほど顕著であることが分かる。
これらの結果から、酸性担体としてZrSiYW複合酸化物担体を用いることにより、リーン雰囲気において従来よりも高いHC浄化率が得られることが分かる。これについては、ZrSiYW複合酸化物中のYがCeに置換されたZrSiCeW複合酸化物についても、同様のことが言える。
As shown in FIG. 8A, the oxygen adsorption amount on the surface of the noble metal supported on the ZrSiYW composite oxide support is approximately 20% of the oxygen adsorption amount on the surface of the noble metal supported on the Al 2 O 3 support. According to the composite oxide support, it can be seen that the oxygen adsorption amount is dramatically reduced.
Further, as shown in FIG. 8B, it can be seen that the paraffin adsorption rate of the ZrSiYW composite oxide carrier is larger than that of the Al 2 O 3 carrier, and this tendency becomes more remarkable as the temperature increases.
From these results, it can be seen that by using the ZrSiYW composite oxide support as the acidic support, a higher HC purification rate than in the prior art can be obtained in a lean atmosphere. The same can be said about the ZrSiCeW composite oxide in which Y in the ZrSiYW composite oxide is substituted with Ce.

本実施形態に係る排気浄化触媒によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、貴金属/酸性担体としての、固体酸性を有する担体に貴金属が担持された第1触媒と、LNTとしての、CePr複合酸化物を含み且つ実質的にアルカリ土類金属及びアルカリ金属を含まないNOx吸着剤及び貴金属を有する第2触媒と、を含んで排気浄化触媒を構成した。即ち、第1触媒と第2触媒とを混合あるいは積層するとともに、LNTとしての第2触媒を構成するNOx吸着剤中に、アルカリ土類金属及びアルカリ金属を含有させず、これらの代わりにCePr複合酸化物を含有させた。
ここで、CePr複合酸化物は、CeO中のCeの一部をPrで置換したものであり、このCePr複合酸化物は、アルカリ金属やアルカリ土類金属に比して塩基性が低いことから、酸性担体の電子吸引作用に大きな影響を及ぼすことがなく、貴金属表面の電子密度を低下させることができる。ひいては、貴金属と酸素との結合力を低下させ、貴金属表面への酸素の吸着を抑制できるため、特にパラフィンの浄化率を向上でき、高いHC浄化率が得られる。
また、CePr複合酸化物は、NOx吸着能に加えて高い酸素吸蔵能(OSC)も有しており、所定温度以上で活性酸素を放出する。この活性酸素は非常に反応性に富んでいることから、本実施形態によれば、リーン雰囲気でもパラフィンの酸化浄化を促進でき、HC浄化率を向上できる。
The exhaust purification catalyst according to this embodiment has the following effects.
In the present embodiment, a first catalyst in which a noble metal is supported on a carrier having a solid acidity as a noble metal / acid carrier, and a CePr composite oxide as a LNT and substantially an alkaline earth metal and an alkali metal. An exhaust purification catalyst was configured including a NOx adsorbent not included and a second catalyst having a noble metal. That is, the first catalyst and the second catalyst are mixed or stacked, and the NOx adsorbent constituting the second catalyst as the LNT does not contain an alkaline earth metal and an alkali metal. An oxide was included.
Here, the CePr composite oxide is obtained by substituting part of Ce in CeO 2 with Pr, and this CePr composite oxide is less basic than alkali metals and alkaline earth metals. The electron density of the noble metal surface can be reduced without significantly affecting the electron withdrawing action of the acidic carrier. As a result, since the bonding force between the noble metal and oxygen can be reduced and the adsorption of oxygen to the surface of the noble metal can be suppressed, the purification rate of paraffin can be particularly improved, and a high HC purification rate can be obtained.
The CePr composite oxide has a high oxygen storage capacity (OSC) in addition to the NOx adsorption capacity, and releases active oxygen at a predetermined temperature or higher. Since this active oxygen is very reactive, according to this embodiment, oxidation purification of paraffin can be promoted even in a lean atmosphere, and the HC purification rate can be improved.

さらには、本実施形態に係る排気浄化触媒は、上述の出願に係る排気浄化触媒に対して、NOx吸着剤を構成するCeO中のCeの一部をPrで置換したものに相当し、これにより、300℃以上のリーン雰囲気においても、HC浄化率を維持しつつNOx吸着率を向上できる。その理由は、以下の通りであると推察される。
即ち、排気中のNOxは、貴金属によるNOからNOへの酸化を経て、該NOのスピルオーバーにより、NOx吸着剤に吸着される。しかしながら、300℃以上では平衡反応の観点から、酸化されたNOが吸着される前に、その一部はNOに還元される。そのため、吸着力が比較的弱いCeOでは十分な吸着性能が得られない。
これに対してCePr複合酸化物は、CeOに比べて活性酸素放出能に優れており、この活性酸素がNOのNOへの酸化反応を促進する。活性酸素によるNO→NOの反応は、吸着剤であるCePr複合酸化物上で進行する。これにより、NOはNOに酸化された直後にCePr複合酸化物に吸着されるため、本実施形態によれば300℃以上の高温でも高いNOx吸着率が得られる。
Further, the exhaust purification catalyst according to the present embodiment corresponds to the exhaust purification catalyst according to the above-mentioned application, in which part of Ce in CeO 2 constituting the NOx adsorbent is replaced with Pr. Thus, even in a lean atmosphere of 300 ° C. or higher, the NOx adsorption rate can be improved while maintaining the HC purification rate. The reason is assumed to be as follows.
That is, NOx in the exhaust gas is oxidized from NO to NO 2 by a noble metal and adsorbed on the NOx adsorbent by the spillover of NO 2 . However, at 300 ° C. or higher, from the viewpoint of an equilibrium reaction, part of the oxidized NO 2 is reduced to NO before being adsorbed. Therefore, sufficient adsorption performance cannot be obtained with CeO 2 having a relatively weak adsorption force.
On the other hand, CePr composite oxide is superior to CeO 2 in its ability to release active oxygen, and this active oxygen promotes the oxidation reaction of NO to NO 2 . The reaction of NO → NO 2 by active oxygen proceeds on the CePr composite oxide as the adsorbent. Thus, since NO is adsorbed to the CePr composite oxide immediately after being oxidized to NO 2 , according to the present embodiment, a high NOx adsorption rate can be obtained even at a high temperature of 300 ° C. or higher.

また、貴金属上で酸化されたNOは反応中間体NOδであるところ、活性酸素放出能に優れたCePr複合酸化物は、NOx吸着剤のイオン化ポテンシャルを高める働きを有する。そのため、反応中間体NOδがNOx吸着剤上にスピルオーバーし易くなる結果、NOx吸着率がより向上する。
以上により、本実施形態によれば、LNTと貴金属/酸性担体を同一の支持体に担持させた場合において、特に300℃以上のリーン雰囲気下で、HC浄化率を維持しつつNOx吸着率を向上できる。
Further, the NO 2 oxidized on the noble metal is a reaction intermediate NO 2 δ , and the CePr composite oxide having an excellent active oxygen releasing ability has a function of increasing the ionization potential of the NOx adsorbent. As a result, the reaction intermediate NO 2 δ easily spills over the NOx adsorbent. As a result, the NOx adsorption rate is further improved.
As described above, according to the present embodiment, when the LNT and the noble metal / acidic carrier are supported on the same support, the NOx adsorption rate is improved while maintaining the HC purification rate, particularly in a lean atmosphere of 300 ° C. or higher. it can.

また本実施形態では、CePr複合酸化物中のCe及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率を、5%〜30%とした。これにより、特に300℃以上のリーン雰囲気におけるNOx吸着率及びHC浄化率を向上できる。   In this embodiment, the ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr in the CePr composite oxide is 5% to 30%. Thereby, it is possible to improve the NOx adsorption rate and the HC purification rate particularly in a lean atmosphere of 300 ° C. or higher.

また本実施形態では、CePr複合酸化物中のCe及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率を、10%〜20%とした。これにより、特に300℃以上のリーン雰囲気におけるNOx吸着率及びHC浄化率をさらに向上できる。   In this embodiment, the ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr in the CePr composite oxide is 10% to 20%. Thereby, the NOx adsorption rate and the HC purification rate can be further improved particularly in a lean atmosphere of 300 ° C. or higher.

また本実施形態では、第1触媒を用いて第1触媒層を形成するとともに、この第1触媒層に隣接して、第2触媒を用いて第2触媒層を形成した。これにより、特に、第1触媒層と第2触媒層との界面において、上述の作用効果が奏される。   In the present embodiment, the first catalyst layer is formed using the first catalyst, and the second catalyst layer is formed using the second catalyst adjacent to the first catalyst layer. As a result, the above-described effects are exhibited particularly at the interface between the first catalyst layer and the second catalyst layer.

また本実施形態では、第1触媒層を、第2触媒層上に形成した。即ち、第1触媒層を上層とし、第2触媒層を下層として形成した。これにより、貴金属/酸性担体を含む第1触媒層を下層とした場合に比して、上層ではガス拡散性が良好であるため、特にパラフィンを効率良く浄化でき、HC浄化率を向上できる。また、貴金属/酸性担体を含む第1触媒層を上層とすることにより、排気中のNOがNOに酸化されてLNTに吸着されやすくなる結果、NOx浄化率が向上する。 In the present embodiment, the first catalyst layer is formed on the second catalyst layer. That is, the first catalyst layer was formed as an upper layer and the second catalyst layer was formed as a lower layer. Thereby, compared with the case where the first catalyst layer containing the noble metal / acidic carrier is used as the lower layer, the upper layer has better gas diffusibility, so that paraffin can be purified efficiently and the HC purification rate can be improved. Further, by using the first catalyst layer containing the noble metal / acidic carrier as the upper layer, NO in the exhaust is easily oxidized to NO 2 and easily adsorbed to the LNT, so that the NOx purification rate is improved.

また本実施形態では、固体酸性を有する担体として、ZrSi複合酸化物、SiAl複合酸化物、ZrSiYW複合酸化物、ZrSiCeW複合酸化物、メソポーラスシリカ及びゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも1種を用いた。中でも、ZrSiYW複合酸化物及びZrSiCeW複合酸化物のうち少なくとも1種をより好ましく用いた。
上述の酸性担体は、酸性度及び比表面積がいずれも高く、貴金属表面の電子密度をより低下させて貴金属と酸素との結合力をより低下させることができる。従って、本実施形態によれば、貴金属表面への酸素の吸着をより抑制でき、より高いHC浄化率が得られる。
In this embodiment, at least one selected from the group consisting of ZrSi composite oxide, SiAl composite oxide, ZrSiYW composite oxide, ZrSiCeW composite oxide, mesoporous silica and zeolite is used as the carrier having solid acidity. Among these, at least one of ZrSiYW composite oxide and ZrSiCeW composite oxide was more preferably used.
The above-described acidic carrier has both high acidity and specific surface area, and can further reduce the electron density on the surface of the noble metal and further reduce the bonding force between the noble metal and oxygen. Therefore, according to this embodiment, the adsorption of oxygen to the surface of the noble metal can be further suppressed, and a higher HC purification rate can be obtained.

また本実施形態では、第1触媒及び第2触媒にそれぞれ含まれる貴金属として、Ptを用いた。Ptは、特に酸化性能が高く、NOを効率良くNOに酸化できるため、上述の各効果がより確実に奏される。 In this embodiment, Pt is used as a noble metal contained in each of the first catalyst and the second catalyst. Pt has particularly high oxidation performance, and can efficiently oxidize NO to NO 2 , so that the above-described effects are more reliably exhibited.

また本実施形態では、空燃比をリーン及びストイキに制御して運転される内燃機関の排気浄化装置であって、上述の各排気浄化触媒を備えることを特徴とする排気浄化装置を提供した。これにより、上記排気浄化触媒の発明と同様の効果が奏される。   Further, the present embodiment provides an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that is operated with the air-fuel ratio being controlled to be lean and stoichiometric, and includes the above-described exhaust gas purification catalysts. Thereby, the same effect as the invention of the exhaust purification catalyst is exhibited.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications and improvements within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.

<実施例1>
(1)γ−Al粉末100gを、ジニトロジアンミン白金5%溶液43.0g及びイオン交換水400gと混合した混合溶液を、ロータリーエバポレーターにて水分を除去した後、200℃×12時間乾燥させた。次いで、マッフル炉にて500℃×2時間の焼成を行うことで、2.1質量%Pt担持Al粉末Aを得た。
<Example 1>
(1) A mixed solution obtained by mixing 100 g of γ-Al 2 O 3 powder with 43.0 g of a 5% dinitrodiammine platinum solution and 400 g of ion-exchanged water is dried at 200 ° C. for 12 hours after removing water with a rotary evaporator. I let you. Then, by performing the calcination of 500 ° C. × 2 hours in a muffle furnace to obtain a 2.1 wt% Pt supported Al 2 O 3 powder A.

(2)先ず、硝酸セリウム及び硝酸プラセオジウムを、CeとPrのモル比率がCe:Pr=80%:20%となるように、純水に溶解した。その後、水酸化ナトリウム水溶液を滴下して、溶媒のpHを10にすることで、沈殿物を得た。その後、沈殿物を含む溶液を60℃に加熱した状態で減圧濾過することで、溶媒を蒸発させた。次いで、残留物を抽出後、マッフル炉内で500℃で2時間の仮焼を行うことで、CePr複合酸化物(Ce:Pr=80%:20%(モル比率))を得た。
次いで、上記(1)で得た2.1質量%Pt担持Al粉末A19gと、上述のようにして得たCePr複合酸化物(Ce:Pr=80%:20%(モル比率))粉末19gをAlゾル(Al20質量%)10g、アルミナボール60g及び水80gと混合した。次いで、ボールミルにて15時間、湿式粉砕することで、スラリーBを得た。
(2) First, cerium nitrate and praseodymium nitrate were dissolved in pure water so that the molar ratio of Ce to Pr was Ce: Pr = 80%: 20%. Thereafter, an aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to adjust the pH of the solvent to 10 to obtain a precipitate. Then, the solvent was evaporated by filtering under reduced pressure the solution containing a precipitate at 60 degreeC. Next, the residue was extracted, and then calcined at 500 ° C. for 2 hours in a muffle furnace to obtain a CePr composite oxide (Ce: Pr = 80%: 20% (molar ratio)).
Next, 2.1 mass% Pt-supported Al 2 O 3 powder A19 g obtained in (1) above and CePr composite oxide obtained as described above (Ce: Pr = 80%: 20% (molar ratio)) 19 g of powder was mixed with 10 g of Al 2 O 3 sol (Al 2 O 3 20% by mass), 60 g of alumina balls, and 80 g of water. Next, slurry B was obtained by wet pulverization with a ball mill for 15 hours.

(3)上記(2)で得たスラリーBを、コージェライト製のハニカム支持体(径φ25.4mm×長さL30mm(容量15cc)、900セル/inch、2.5ミル)に浸漬し、余分なスラリーをエアー噴射にて除去した。所定量が担持されるまで、この操作を繰り返し、所定量に達したハニカム支持体を、マッフル炉にて500℃×2時間焼成することで、下層コート触媒Cを得た。下層コート量は200g/L、Pt担持量は2g/Lとした。   (3) The slurry B obtained in the above (2) is immersed in a cordierite honeycomb support (diameter φ25.4 mm × length L30 mm (capacity 15 cc), 900 cells / inch, 2.5 mils), and extra Slurry was removed by air jet. This operation was repeated until a predetermined amount was supported, and the honeycomb support that had reached the predetermined amount was fired in a muffle furnace at 500 ° C. for 2 hours to obtain a lower layer coat catalyst C. The lower layer coating amount was 200 g / L, and the Pt carrying amount was 2 g / L.

(4)先ず、硝酸ジルコニウムと硝酸セリウムを、ZrとCeのモル比率がZr:Ce=77%:10%となるように、純水に溶解した。その後、所望量のSiを含むケイ酸ナトリウムを添加した。次いで、必要に応じてpHが10になるように水酸化ナトリウムを滴下することで、沈殿物を得た。その後、沈殿物を含む溶液を60℃に加熱した状態で減圧濾過することで、溶媒を蒸発させた。次いで、残留物を抽出後、マッフル炉内において500℃で2時間の仮焼を行うことで、ZrSiCe複合酸化物を得た。
次いで、上述のようにして得たZrSiCe複合酸化物を硝酸中に添加し、pHを3とした後に、所望量のWを含むメタタングステン酸ナトリウム(NaWO)を添加した。次いで、溶液のpHが10となるように、水酸化ナトリウムを滴下することで、沈殿物を得た。その後、沈殿物を含む溶液を60℃に加熱した状態で減圧濾過することで、溶媒を蒸発させた。次いで、残留物を抽出後、マッフル炉内において500℃で2時間の仮焼を行うことで、ZrSiCeW複合酸化物(Zr:Si:Ce:W=77%:3%:10%:10%(モル比率))を得た。
次いで、上述のようにして得たZrSiCeW複合酸化物(Zr:Si:Ce:W=77%:3%:10%:10%(モル比率))の粉末42.3gを、ジニトロジアンミン白金5%溶液44.5g及びイオン交換水400gと混合した混合溶液を、ロータリーエバポレーターにて水分を除去した後、200℃×12時間乾燥させた。次いで、マッフル炉にて500℃×2時間の焼成を行うことで、5.3質量%Pt担持ZrSiYW複合酸化物の粉末Dを得た。
(4) First, zirconium nitrate and cerium nitrate were dissolved in pure water so that the molar ratio of Zr to Ce was Zr: Ce = 77%: 10%. Thereafter, sodium silicate containing a desired amount of Si was added. Subsequently, sodium hydroxide was added dropwise so that the pH was 10 as necessary, thereby obtaining a precipitate. Then, the solvent was evaporated by filtering under reduced pressure the solution containing a precipitate at 60 degreeC. Next, after extracting the residue, a ZrSiCe composite oxide was obtained by calcining at 500 ° C. for 2 hours in a muffle furnace.
Next, the ZrSiCe composite oxide obtained as described above was added to nitric acid to adjust the pH to 3, and then sodium metatungstate (Na 2 WO 4 ) containing a desired amount of W was added. Subsequently, sodium hydroxide was added dropwise so that the pH of the solution was 10, thereby obtaining a precipitate. Then, the solvent was evaporated by filtering under reduced pressure the solution containing a precipitate at 60 degreeC. Next, after extracting the residue, by carrying out calcination at 500 ° C. for 2 hours in a muffle furnace, ZrSiCeW composite oxide (Zr: Si: Ce: W = 77%: 3%: 10%: 10% ( Molar ratio)).
Next, 42.3 g of the ZrSiCeW composite oxide (Zr: Si: Ce: W = 77%: 3%: 10%: 10% (molar ratio)) obtained as described above was added to dinitrodiammine platinum 5%. The mixed solution mixed with 44.5 g of the solution and 400 g of ion-exchanged water was dried with a rotary evaporator at 200 ° C. for 12 hours. Subsequently, the powder D of 5.3 mass% Pt carrying | support ZrSiYW complex oxide was obtained by baking at 500 degreeC * 2 hours in a muffle furnace.

(5)上記(4)で得た5.3質量%Pt担持ZrSiCeW複合酸化物の粉末D19gを、Alゾル(Al20質量%)5g、アルミナボール30g及び水80gと混合し、ボールミルにて15時間、湿式粉砕することで、スラリーEを得た。 (5) The powder D19 g of 5.3 mass% Pt-supported ZrSiCeW composite oxide obtained in the above (4) is mixed with 5 g of Al 2 O 3 sol (Al 2 O 3 20 mass%), 30 g of alumina balls, and 80 g of water. Then, slurry E was obtained by wet pulverization with a ball mill for 15 hours.

(6)上記(5)で得たスラリーEを、下層コート触媒C中に浸漬し、余分なスラリーをエアー噴射にて除去した。所定量が担持されるまで、この操作を繰り返し、所定量に達したハニカム支持体を、マッフル炉にて500℃×2時間焼成することで、上層コートFが形成された実施例1の排気浄化触媒を得た。上層コート量は50g/L、Pt担持量は5g/Lとした。   (6) The slurry E obtained in (5) above was immersed in the lower layer coat catalyst C, and excess slurry was removed by air injection. This operation is repeated until a predetermined amount is supported, and the honeycomb support that has reached the predetermined amount is fired in a muffle furnace at 500 ° C. for 2 hours to purify the exhaust gas of Example 1 in which the upper layer coat F is formed. A catalyst was obtained. The upper layer coat amount was 50 g / L, and the Pt carrying amount was 5 g / L.

<実施例2>
(1)実施例1のスラリーBに加えるCePr複合酸化物のCePr配合比を、Ce:Pr=90%:10%(モル比率)に置換した以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、実施例2の排気浄化触媒を得た。
<Example 2>
(1) The same operation as in Example 1 is performed except that the CePr compounding ratio of the CePr composite oxide added to the slurry B of Example 1 is replaced with Ce: Pr = 90%: 10% (molar ratio). Thus, an exhaust purification catalyst of Example 2 was obtained.

<実施例3>
(1)実施例1のスラリーBに加えるCePr複合酸化物のCePr配合比を、Ce:Pr=95%:5%(モル比率)に置換した以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、実施例3の排気浄化触媒を得た。
<Example 3>
(1) The same operation as in Example 1 is performed except that the CePr compounding ratio of the CePr composite oxide added to the slurry B of Example 1 is replaced with Ce: Pr = 95%: 5% (molar ratio). Thus, an exhaust purification catalyst of Example 3 was obtained.

<実施例4>
(1)実施例1のスラリーBに加えるCePr複合酸化物のCePr配合比を、Ce:Pr=70%:30%(モル比率)に置換した以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、比較例6の排気浄化触媒を得た。
<Example 4>
(1) The same operation as in Example 1 is performed except that the CePr compounding ratio of the CePr composite oxide added to the slurry B of Example 1 is replaced with Ce: Pr = 70%: 30% (molar ratio). Thus, an exhaust purification catalyst of Comparative Example 6 was obtained.

<実施例5>
(1)実施例1の粉末Dの複合酸化物をZrSiYW複合酸化物(Zr:Si:Y:W=77%:3%:10%:10%(モル比率))に置換した以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、実施例5の排気浄化触媒を得た。
なお、ZrSiYW複合酸化物(Zr:Si:Y:W=77%:3%:10%:10%(モル比率))は、硝酸セリウムを硝酸イットリウムに変更した以外は、実施例1で用いたZrSiCeW複合酸化物(Zr:Si:Ce:W=77%:3%:10%:10%(モル比率))と同様の調製方法により調製した。
<Example 5>
(1) Implementation was performed except that the composite oxide of the powder D of Example 1 was replaced with a ZrSiYW composite oxide (Zr: Si: Y: W = 77%: 3%: 10%: 10% (molar ratio)). By performing the same operation as in Example 1, the exhaust purification catalyst of Example 5 was obtained.
The ZrSiYW composite oxide (Zr: Si: Y: W = 77%: 3%: 10%: 10% (molar ratio)) was used in Example 1 except that cerium nitrate was changed to yttrium nitrate. A ZrSiCeW composite oxide (Zr: Si: Ce: W = 77%: 3%: 10%: 10% (molar ratio)) was prepared by the same preparation method.

<比較例1>
(1)実施例1のスラリーBに加えるCePr複合酸化物を、CeO粉末(純度99.9%以上)に置換した以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、比較例1の排気浄化触媒を得た。
<Comparative Example 1>
(1) The same operation as in Example 1 was performed except that the CePr composite oxide added to the slurry B of Example 1 was replaced with CeO 2 powder (purity of 99.9% or more). An exhaust purification catalyst was obtained.

<比較例2>
(1)実施例1のスラリーBに加えるCePr複合酸化物を、CeZr複合酸化物(Ce:Zr=90%:10%(モル比率))に置換した以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、比較例2の排気浄化触媒を得た。
なお、CeZr複合酸化物(Ce:Zr=90%:10%(モル比率))は、硝酸プラセオジウムを硝酸ジルコニウムに変更し、CeとZrのモル比率をCe:Zr=90%:10%とした以外は、実施例1で用いたCePr複合酸化物と同様の調製方法により調製した。
<Comparative example 2>
(1) The same operation as in Example 1 was performed except that the CePr composite oxide added to the slurry B of Example 1 was replaced with a CeZr composite oxide (Ce: Zr = 90%: 10% (molar ratio)). As a result, an exhaust purification catalyst of Comparative Example 2 was obtained.
In the CeZr composite oxide (Ce: Zr = 90%: 10% (molar ratio)), praseodymium nitrate was changed to zirconium nitrate, and the molar ratio of Ce and Zr was set to Ce: Zr = 90%: 10%. Except for the above, it was prepared by the same preparation method as the CePr composite oxide used in Example 1.

<比較例3>
(1)実施例1のスラリーBに加えるCePr複合酸化物を、CeLa複合酸化物(Ce:La=90%:10%(モル比率))に置換した以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、比較例3の排気浄化触媒を得た。
なお、CeLa複合酸化物(Ce:La=90%:10%(モル比率))は、硝酸プラセオジウムを硝酸ランタンに変更し、CeとLaのモル比率をCe:La=90%:10%とした以外は、実施例1で用いたCePr複合酸化物と同様の調製方法により調製した。
<Comparative Example 3>
(1) The same operation as in Example 1 was performed except that the CePr composite oxide added to the slurry B of Example 1 was replaced with a CeLa composite oxide (Ce: La = 90%: 10% (molar ratio)). As a result, an exhaust purification catalyst of Comparative Example 3 was obtained.
In addition, CeLa composite oxide (Ce: La = 90%: 10% (molar ratio)) was changed from praseodymium nitrate to lanthanum nitrate, and the molar ratio of Ce and La was set to Ce: La = 90%: 10%. Except for the above, it was prepared by the same preparation method as the CePr composite oxide used in Example 1.

<NOx浄化率評価1>
実施例2及び比較例1〜3で得られた各排気浄化触媒について、エージングを実施した。エージングは、750℃×20時間の酸素過剰雰囲気下(O=10容量%、HO=6容量%、残りNバランスガス)にて実施した。
エージング後、各排気浄化触媒のNOx浄化率について、評価を実施した。具体的には、300℃及び400℃における1分間のNOx平均吸着率η300℃(%)、η400℃(%)を求めた。なお、測定前にリッチ雰囲気のガスを流通させることにより、触媒に吸着しているNOxを全て脱離させた。また、NOx浄化率の評価条件は、以下の通りとした。評価結果を表1に示した。
<NOx purification rate evaluation 1>
Aging was performed on each exhaust purification catalyst obtained in Example 2 and Comparative Examples 1 to 3. Aging was performed under an oxygen-excess atmosphere at 750 ° C. for 20 hours (O 2 = 10% by volume, H 2 O = 6% by volume, remaining N 2 balance gas).
After the aging, the NOx purification rate of each exhaust purification catalyst was evaluated. Specifically, the NOx average adsorption rates η300 ° C (%) and η400 ° C (%) for 1 minute at 300 ° C and 400 ° C were determined. In addition, all NOx adsorbed on the catalyst was desorbed by circulating a gas in a rich atmosphere before the measurement. The evaluation conditions for the NOx purification rate were as follows. The evaluation results are shown in Table 1.

[評価条件]
モデルガス組成:CO=0.3%、C=1200ppmC、NO=70ppm、
=7%、CO=8%、HO=7%、N=バランスガス
線速度SV:100,000/時
温度範囲:300℃、400℃
[Evaluation conditions]
Model gas composition: CO = 0.3%, C 3 H 8 = 1200 ppmC, NO = 70 ppm,
O 2 = 7%, CO 2 = 8%, H 2 O = 7%, N 2 = balance gas linear velocity SV: 100,000 / hour Temperature range: 300 ° C., 400 ° C.

Figure 2014213270
Figure 2014213270

<HC浄化率評価1>
実施例2及び比較例1〜3で得られた各排気浄化触媒について、上述のエージングを実施した後、各排気浄化触媒のHC浄化率について、評価を実施した。具体的には、300℃の平均浄化率η300℃(%)、400℃の平均浄化率η400℃(%)、及び、300℃と400℃のHC浄化率を平均した平均浄化率η300℃−400℃(%)を求めた。なお、HC浄化率の評価条件は以下の通りとした。評価結果を表2に示した。
<HC purification rate evaluation 1>
About each exhaust purification catalyst obtained in Example 2 and Comparative Examples 1-3, after implementing the above-mentioned aging, evaluation was implemented about the HC purification rate of each exhaust purification catalyst. Specifically, the average purification rate η300 ° C. (%) at 300 ° C., the average purification rate η400 ° C. (%) at 400 ° C., and the average purification rate η300 ° C.-400 obtained by averaging the HC purification rates at 300 ° C. and 400 ° C. ° C (%) was determined. The evaluation conditions for the HC purification rate were as follows. The evaluation results are shown in Table 2.

[評価条件]
モデルガス組成:CO=0.3%、C12=1200ppmC、NO=50ppm、O=7%、CO=8%、HO=7%、N=バランスガス
線速度SV:100,000/時
温度範囲:室温〜450℃
昇温速度:20℃/分
[Evaluation conditions]
Model gas composition: CO = 0.3%, C 5 H 12 = 1200 ppmC, NO = 50 ppm, O 2 = 7%, CO 2 = 8%, H 2 O = 7%, N 2 = balance gas linear velocity SV: 100,000 / hour Temperature range: Room temperature to 450 ° C
Temperature increase rate: 20 ° C / min

Figure 2014213270
Figure 2014213270

表1及び表2に示す通り、実施例2は、比較例1及び比較例2に対してNOx浄化率及びHC浄化率ともに優れていることが分かった。また、実施例2は、比較例3に対してはNOx浄化率400℃ではやや劣るものの、比較例3はHC浄化率については比較例1及び2より劣る結果であった。この結果から、本発明に係る排気浄化触媒によれば、リーン雰囲気におけるNOx浄化率(吸着率)及びHC浄化率を向上できることが確認された。   As shown in Table 1 and Table 2, it was found that Example 2 was superior to Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in both NOx purification rate and HC purification rate. Further, Example 2 was slightly inferior to Comparative Example 3 at the NOx purification rate of 400 ° C., but Comparative Example 3 was inferior to Comparative Examples 1 and 2 in terms of the HC purification rate. From this result, it was confirmed that the NOx purification rate (adsorption rate) and the HC purification rate in the lean atmosphere can be improved by the exhaust purification catalyst according to the present invention.

<NOx浄化率評価2>
実施例1及び5で得られた各排気浄化触媒について、エージング及びNOx浄化率の評価を行った。エージング条件及びNOx浄化率評価条件は、上述のNOx浄化率評価1と同一とした。評価結果を表3に示す。
<NOx purification rate evaluation 2>
For each exhaust purification catalyst obtained in Examples 1 and 5, aging and NOx purification rate were evaluated. The aging condition and the NOx purification rate evaluation condition were the same as the NOx purification rate evaluation 1 described above. The evaluation results are shown in Table 3.

Figure 2014213270
Figure 2014213270

<HC浄化率評価2>
実施例1及び5で得られた各排気浄化触媒について、エージング及びHC浄化率の評価を行った。エージング条件及びHC浄化率評価条件は、上述のHC浄化率評価1と同一とした。評価結果を表4に示す。
<HC purification rate evaluation 2>
Each exhaust purification catalyst obtained in Examples 1 and 5 was evaluated for aging and HC purification rate. The aging conditions and the HC purification rate evaluation conditions were the same as the HC purification rate evaluation 1 described above. The evaluation results are shown in Table 4.

Figure 2014213270
Figure 2014213270

表3及び表4に示す通り、実施例1は実施例5に対して、NOx浄化率はほぼ同等ではあるが、HC浄化率は向上していることが分かった。この結果から、第1触媒の固体酸性を有する担体としては、ZrSiYW複合酸化物よりもZrSiCeW複合酸化物の方が好ましいことが確認された。   As shown in Tables 3 and 4, it has been found that Example 1 has almost the same NOx purification rate as Example 5, but improved HC purification rate. From this result, it was confirmed that the ZrSiCeW composite oxide is preferable to the ZrSiYW composite oxide as the carrier having the solid acidity of the first catalyst.

<NOx浄化率評価3>
実施例1〜4及び比較例1で得られた各排気浄化触媒について、エージング及びNOx浄化率の評価を行った。エージング条件及びNOx浄化率評価条件は、上述のNOx浄化率評価1と同一とした。評価結果を表5及び図9に示す。
<NOx purification rate evaluation 3>
For each exhaust purification catalyst obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, the aging and the NOx purification rate were evaluated. The aging condition and the NOx purification rate evaluation condition were the same as the NOx purification rate evaluation 1 described above. The evaluation results are shown in Table 5 and FIG.

Figure 2014213270
Figure 2014213270

<HC浄化率評価3>
実施例1〜4及び比較例1で得られた各排気浄化触媒について、エージング及びHC浄化率の評価を行った。エージング条件及びHC浄化率評価条件は、HC浄化率評価1と同一とした。評価結果を表6及び図10に示す。
<HC purification rate evaluation 3>
For each exhaust purification catalyst obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, aging and HC purification rates were evaluated. The aging condition and the HC purification rate evaluation condition were the same as the HC purification rate evaluation 1. The evaluation results are shown in Table 6 and FIG.

Figure 2014213270
Figure 2014213270

表5及び表6と図9及び図10に示す通り、実施例1〜4は比較例1と比べて、高いNOx浄化率及びHC浄化率が得られることが分かった。この結果から、第2触媒のCePr複合酸化物中のCe及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率が、Ce:Pr=95%:5%〜70%:30%である場合に、高いNOx浄化率及びHC浄化率が得られることが確認された。   As shown in Tables 5 and 6 and FIGS. 9 and 10, Examples 1 to 4 were found to have higher NOx purification rates and HC purification rates than Comparative Example 1. From this result, when the ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr in the CePr composite oxide of the second catalyst is Ce: Pr = 95%: 5% to 70%: 30%, It was confirmed that high NOx purification rate and HC purification rate can be obtained.

Claims (9)

内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒であって、
同一の支持体上に担持された第1触媒及び第2触媒を備え、
前記第1触媒は、固体酸性を有する担体と、当該担体上に担持された貴金属と、を有し、
前記第2触媒は、CePr複合酸化物を含み且つ実質的にアルカリ土類金属及びアルカリ金属を含まないNOx吸着剤と、貴金属と、を有することを特徴とする排気浄化触媒。
An exhaust purification catalyst for purifying exhaust gas from an internal combustion engine,
Comprising a first catalyst and a second catalyst supported on the same support,
The first catalyst has a carrier having solid acidity and a noble metal supported on the carrier,
The second catalyst includes an NOx adsorbent containing a CePr composite oxide and substantially free of an alkaline earth metal and an alkali metal, and a noble metal.
前記CePr複合酸化物中のCe及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率は、5%〜30%であることを特徴とする請求項1に記載の排気浄化触媒。   The exhaust purification catalyst according to claim 1, wherein a ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr in the CePr composite oxide is 5% to 30%. 前記CePr複合酸化物中のCe及びPrの合計モル数に対するPrのモル数の比率は、10%〜20%であることを特徴とする請求項1に記載の排気浄化触媒。   The exhaust purification catalyst according to claim 1, wherein a ratio of the number of moles of Pr to the total number of moles of Ce and Pr in the CePr composite oxide is 10% to 20%. 前記第1触媒により形成された第1触媒層と、当該第1触媒層に隣接し且つ前記第2触媒により形成された第2触媒層と、を備えることを特徴とする請求項1から3いずれかにに記載の排気浄化触媒。   The first catalyst layer formed by the first catalyst, and the second catalyst layer formed by the second catalyst adjacent to the first catalyst layer. The exhaust gas purification catalyst according to crab. 前記第1触媒層は、前記第2触媒層上に形成されていることを特徴とする請求項4に記載の排気浄化触媒。   The exhaust purification catalyst according to claim 4, wherein the first catalyst layer is formed on the second catalyst layer. 前記固体酸性を有する担体は、ZrSi複合酸化物、SiAl複合酸化物、ZrSiYW複合酸化物、ZrSiCeW複合酸化物、メソポーラスシリカ及びゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1から5いずれかに記載の排気浄化触媒。   The support having solid acidity is at least one selected from the group consisting of ZrSi composite oxide, SiAl composite oxide, ZrSiYW composite oxide, ZrSiCeW composite oxide, mesoporous silica, and zeolite. The exhaust purification catalyst according to any one of 1 to 5. 前記固体酸性を有する担体は、ZrSiYW複合酸化物及びZrSiCeW複合酸化物のうち少なくとも1種であることを特徴とする請求項1から5いずれかに記載の排気浄化触媒。   The exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 5, wherein the carrier having solid acidity is at least one of a ZrSiYW composite oxide and a ZrSiCeW composite oxide. 前記第1触媒及び前記第2触媒は、前記貴金属としてPtを有することを特徴とする請求項1から7いずれかに記載の排気浄化触媒。   The exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 7, wherein the first catalyst and the second catalyst have Pt as the noble metal. 空燃比をリーン及びストイキに制御して運転される内燃機関の排気浄化装置であって、請求項1から8いずれかに記載の排気浄化触媒を備えることを特徴とする排気浄化装置。   An exhaust emission control device for an internal combustion engine that is operated while controlling an air-fuel ratio to be lean and stoichiometric, comprising the exhaust emission control catalyst according to any one of claims 1 to 8.
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