JP2020185544A - 排ガス浄化触媒装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上記基材に担持されている1種又は2種以上の触媒貴金属と、
上記基材表面のコート層と
を有する排ガス浄化触媒装置であって、
上記基材が、多孔質壁で区画された複数のセルを有し、
上記基材及び上記コート層が、それぞれ、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子を含む、
排ガス浄化触媒装置。
《態様2》上記基材の上記複数のセルが、排ガス流れの上流端から下流端まで貫通している、態様1に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様3》上記コート層が、上記基材の排ガス流れの下流端から基材長さの80%以下の長さで存在している、態様2に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様4》上記基材の上記複数のセルが、
排ガス流れの上流端が開口し下流端が封止されている入口側セルと、
排ガス流れの上流端が封止され下流端が開口している出口側セルと
を含み、
これによって上記入口側セルに流入した排ガスが上記多孔質壁を通過して出口側セルから排出されるように構成されている、
態様1に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様5》上記コート層が、上記基材のうちの上記入口側セルの表面に存在している、態様4に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様6》上記コート層のコート量が、上記基材のうちの、上記コート層を有する領域に相当する部分の容量1L当たり、400g/L以下である、態様1〜5のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様7》上記コート層が、触媒貴金属を含む、態様1〜6のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様8》上記コート層に含まれる触媒貴金属と、上記基材に担持されている触媒貴金属とが、異なる種類のものである、態様7に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様9》上記コート層に含まれる触媒貴金属がロジウムであり、上記基材に担持されている触媒貴金属が白金及びパラジウムから選択される1種以上である、態様8に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様10》上記1種又は2種以上の触媒貴金属のうちの1種である、特定貴金属についての貴金属50質量%担持深さが、上記多孔質壁の表面から上記多孔質壁の内部の中心までの距離の50%未満であり、
上記貴金属50質量%担持深さは、上記多孔質壁の表面から上記多孔質壁の内部の中心までに担持されている上記特定貴金属の量を基準として、上記特定貴金属の50質量%が担持されている深さである、
態様1〜9のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
基材と、
基材に担持されている触媒貴金属と、
基材表面のコート層と
を有する排ガス浄化触媒装置であって、
基材が、多孔質壁で区画された複数のセルを有し、
基材及びコート層が、それぞれ、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子を含むものである。
本発明の排ガス浄化触媒装置における基材は、多孔質壁で区画された複数のセルを有し、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子を含む。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、基材に担持されている1種又は2種以上の触媒貴金属を有する。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、基材表面にコート層を有する。このコート層は、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子を含むものである。
以下、図面を参照しつつ、本発明の排ガス浄化触媒装置の実施態様について説明する。ただし、本発明の排ガス浄化触媒装置は、以下に記載の実施態様に限定されるものではない。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、例えば、
基材と、
基材に担持されている1種又は2種以上の触媒貴金属と、
上記基材表面のコート層と
を有する排ガス浄化触媒装置の製造方法であって、
基材として、
多孔質壁で区画された複数のセルを有し、かつ、
セリア−ジルコニア複合酸化物粒子を含む
基材を用い、下記の工程(1)及び(2)をこの順で行う方法(第1の製造方法)によって製造されてよい。
(2)触媒貴金属を担持した後の基材表面に、コート層を形成すること。
基材の一方の開口側から、触媒貴金属表面局在化用塗工液を提供し、次いで、
提供された触媒貴金属表面局在化用塗工液を、塗工液提供側とは反対側の基材開口側から吸引すること(第1のコート方法)、又は
基材の一方の開口側から、触媒貴金属表面局在化用塗工液を提供し、次いで、
提供された触媒貴金属表面局在化用塗工液を、塗工液提供側の基材開口側から圧送すること(第2のコート方法)。
これら粒子の粒子径が、基材多項質壁の平均細孔径よりも小さいと、コート層は、基材内に形成される傾向にある。
コート層形成用塗工液の粘度が低いと、コート層は、基材内に形成される傾向にある。
以下の実施例及び比較例において、基材としては、ストレートフロー型の基材を用いた。この基材は、セリア換算重量21重量%及びジルコニア換算重量25重量%でセリア−ジルコニア複合酸化物を含む、セリア−ジルコニア系(CZ系)のモノリス型ハニカム基材であり、基材のサイズは、以下のとおりであった。
直径:117mm
長さ:80mm
容量:860mL
セル数400セル/inch2
セル形状:正方形
多孔質壁の厚み:120μm
金属パラジウム換算0.602g(基材容量1L当たり0.70g/L)の硝酸パラジウム及び金属ロジウム換算0.258g(同0.30g/L)相当の硝酸ロジウムを含む水溶液中に、基材を1時間浸漬した。浸漬後の基材を乾燥し、更に電気炉中、500℃において1時間焼成して、基材の多孔質壁中にパラジウム及びロジウムを担持することにより、比較例1の排ガス浄化触媒装置を製造した。
(1)基材多孔質壁への貴金属の担持
金属パラジウム換算0.602g(基材容量1L当たり0.70g/L)の硝酸パラジウムを含む水溶液(触媒貴金属担持用塗工液)中に、基材を1時間浸漬した。浸漬後の基材を乾燥し、更に電気炉中、500℃において1時間焼成することにより、基材の多孔質壁中にパラジウムを担持させた。
(i)コート層形成用塗工液の調製
基材と同じ組成となるように、セリア−ジルコニア複合酸化物を含む材料86.0g(基材容量1L当たり100g/L)を混合した。得られた混合物に、金属ロジウム換算0.258g(同0.30g/L)相当の硝酸ロジウムを含む水溶液、及びバインダーとしてアルミナゾルを加えて、湿式粉砕することにより、コート層形成用塗工液を調製した。
多孔質壁中にパラジウムを担持させた基材上に、コート層形成用塗工液の全量を、基材長さの全部にわたってコートした。コート後の基材を乾燥し、更に電気炉中、500℃において1時間焼成して、基材表面にコート層を形成することにより、実施例1の排ガス浄化触媒装置を製造した。
(1)基材多孔質壁への貴金属の担持
実施例1と同様に、基材の多孔質壁中にパラジウムを担持させた。
多孔質壁中にパラジウムを担持させた基材上に、実施例1と同様に調製したコート層形成用塗工液の全量を、基材の排ガス流れ下流側から基材長さの50%の範囲にコートした。コート後の基材を乾燥し、更に電気炉中、500℃において1時間焼成して、基材表面にコート層を形成することにより、実施例2の排ガス浄化触媒装置を製造した。
上記比較例1並びに実施例1及び2で得られた排ガス浄化触媒装置を、(株)堀場製作所製のガス分析装置に接続し、400℃において、前処理ガス(H21%+N2バランス)を、流量35L/分にて5分間流通させた後、400℃及び500℃の2水準の試験温度において、それぞれ、表1に示したステップ1〜7のモデルガスを連続して順次に流した。
11、21 多孔質壁
12、22 セル
15、25 コート層
100、200 排ガス浄化触媒装置
CZ セリア−ジルコニア複合酸化物粒子
PGM 触媒貴金属
Claims (10)
- 基材と、
前記基材に担持されている1種又は2種以上の触媒貴金属と、
前記基材表面のコート層と
を有する排ガス浄化触媒装置であって、
前記基材が、多孔質壁で区画された複数のセルを有し、
前記基材及び前記コート層が、それぞれ、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子を含む、
排ガス浄化触媒装置。 - 前記基材の前記複数のセルが、排ガス流れの上流端から下流端まで貫通している、請求項1に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記コート層が、前記基材の排ガス流れの下流端から基材長さの80%以下の長さで存在している、請求項2に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記基材の前記複数のセルが、
排ガス流れの上流端が開口し下流端が封止されている入口側セルと、
排ガス流れの上流端が封止され下流端が開口している出口側セルと
を含み、
これによって前記入口側セルに流入した排ガスが前記多孔質壁を通過して出口側セルから排出されるように構成されている、
請求項1に記載の排ガス浄化触媒装置。 - 前記コート層が、前記基材のうちの前記入口側セルの表面に存在している、請求項4に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記コート層のコート量が、前記基材のうちの、前記コート層を有する領域に相当する部分の容量1L当たり、400g/L以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記コート層が、触媒貴金属を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記コート層に含まれる触媒貴金属と、前記基材に担持されている触媒貴金属とが、異なる種類のものである、請求項7に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記コート層に含まれる触媒貴金属がロジウムであり、前記基材に担持されている触媒貴金属が白金及びパラジウムから選択される1種以上である、請求項8に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記1種又は2種以上の触媒貴金属のうちの1種である、特定貴金属についての貴金属50質量%担持深さが、前記多孔質壁の表面から前記多孔質壁の内部の中心までの距離の50%未満であり、
前記貴金属50質量%担持深さは、前記多孔質壁の表面から前記多孔質壁の内部の中心までに担持されている前記特定貴金属の量を基準として、前記特定貴金属の50質量%が担持されている深さである、
請求項1〜9のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
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