JP2021159902A - 排ガス浄化触媒装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記触媒コート層が、ゼオライト粒子と、前記ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子と、触媒貴金属とを含み、かつ、
前記ゼオライト粒子の平均粒径dZEOと、前記ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子の平均粒径dOXとの比dZEO/dOXが、3.4以下である、
排ガス浄化触媒装置。
《態様2》前記比dZEO/dOXが、0.30以上である、態様1に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様3》
前記触媒貴金属が、前記ゼオライト粒子に担持されている、態様1又は2に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様4》前記触媒貴金属が、Pt及びPdから選択される1種又は2種である、態様1〜3のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様5》前記ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子が、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、及びジルコニア、並びにセリア以外の希土類金属酸化物から選択される1種又は2種以上を含む粒子である、態様1〜4のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様6》前記ゼオライト粒子を構成するゼオライトの平均細孔径が、6.0Å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》前記ゼオライト粒子を構成するゼオライトが、MFI型、BEA型、MOR型、及びFER型から選択される1種又は2種以上を含む、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》前記ゼオライト粒子を構成するゼオライトのシリカ・アルミナ比SARが、25以下である、態様1〜7のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様9》前記ゼオライト粒子の粒径dZEOが、4μm以上30μm以下である、態様1〜8のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様10》前記触媒コート層における、前記ゼオライト粒子の質量MZEOと、前記ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子の質量MOXとの比MZEO/MOXが、0.125以上8.00以下である、態様1〜9のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
《態様11》コールドスタート触媒として用いられる、態様1〜10のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、
基材と、前記基材上の触媒コート層とを有する、排ガス浄化触媒装置であって、
前記触媒コート層が、ゼオライト粒子と、前記ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子と、触媒貴金属とを含み、かつ、
前記ゼオライト粒子の平均粒径dZEOと、前記ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子の平均粒径dOXとの比dZEO/dOXが、3.0以下である。
本発明におけるゼオライト粒子は、平均細孔径が6.0Å以下であってよい。ゼオライト粒子の平均細孔径が6.0Å以下であることにより、HC共存下でも、NOxの吸着量を大きくすることができる。ゼオライト粒子の平均細孔径が6.0Å以下であると、CHが細孔内部に侵入し難くなり、細孔内部でNOxが優先的に吸着されることによると考えられる。ゼオライト粒子の平均細孔径は、5.8Å以下、5.5Å以下、5.3Å以下、又は5.0Å以下であってよい。
本発明における、ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子は、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、及びジルコニア、並びにセリア以外の希土類金属酸化物から選択される1種又は2種以上を含む粒子であってよい。セリア以外の希土類金属酸化物は、イットリウム、ランタン、プラセオジウム、ネオジム等の金属の酸化物であってよい。
触媒コート層における、ゼオライト粒子の質量MZEOと、ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子の質量MOXとの比MZEO/MOXは、0.125以上、又は1.00以上であってよく、8.00以下、又は3.00以下であってよい。
本発明において、触媒貴金属は、NOx(例えばNO)を吸着する触媒として機能することが予定されている。したがって、本発明における触媒貴金属は、白金族元素から選択されてよく、特に、Pt、Pd、及びRhから選択される1種、2種、又は3種であってよく、特にPdが好ましい。
本発明の排ガス浄化触媒装置における触媒コート層は、上述のとおり、ゼオライト粒子、ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子、及び触媒貴金属を含むが、必要に応じて、これ以外の任意成分を含んでいてよい。
本発明の排ガス浄化触媒装置は、上記の構成を有している限り、任意の方法によって製造されてよい。
(1)触媒コート層形成用スラリーを調製すること(工程1)、
(2)基材に、前記触媒コート層形成用スラリーを塗布して、塗膜を形成すること(工程2)、及び
(3)得られた塗膜を焼成して、基材上に触媒コート層を形成すること(工程3)。
(i)触媒貴金属担持ゼオライト粒子含有スラリーを調製すること(ステップ1)、
(ii)ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子を含有するスラリーを調製すること(ステップ2)、及び
(iii)触媒貴金属担持ゼオライト粒子含有スラリーと、ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子を含有するスラリーとを混合して、触媒コート層形成用スラリーを調製すること(ステップ3)
本発明の排ガス浄化触媒装置は、低温ではNOx及びHC、特にNOxを効率よく吸着し、これを高温まで保持し、高温ではNOx及びHC、特にNOxを放出する機能を有する。
1.Pd/ゼオライト粒子含有スラリーの調製
純水中に、100質量部の市販のMFI型ゼオライト(SAR23、平均細孔径5.5Å)、及び該ゼオライトに対してPd金属換算0.5質量%相当の硝酸パラジウムを投入し、粉砕メディアとしてアルミナ製のボールを充填したボールミルを用いてミリングすることにより、平均粒径(D50粒径)dZEO5.7μmのゼオライト粒子を含む、Pd/ゼオライト粒子含有スラリーを調製した。
純水中に、アルミナを投入し、粉砕メディアとしてアルミナ製のボールを充填したボールミルを用いてミリングすることにより、平均粒径(D50粒径)dZEO31.0μmのアルミナ粒子を含む、アルミナ粒子含有スラリーを調製した。
上記のPd/ゼオライト粒子含有スラリー及びアルミナ粒子含有スラリーを、Pd/ゼオライト:アルミナの質量比が1:4となるように混合して、触媒コート層形成用スラリーを調製した。
容量0.035Lのコージェライト製ストレート型ハニカム基材テストピースに、触媒コート層形成用スラリーを流し込み、ブロワーを用いて不要のスラリーを吹き払って除去することにより、テストピースの壁面に、触媒コート層形成用スラリーの塗膜を形成した。
上記で得られた評価用サンプルにつき、前処理段階、吸着段階、及び脱離段階から成る3段階処理を、この順に行った。各段階において、それぞれ、表1に示した条件にて、評価用サンプルにモデルガスを供給し、吸着段階における排出ガス中のNO濃度の継時変化を調べた。脱離段階は、100℃キープ180秒間、次いで、20℃/分にて昇温1,350秒(到達温度550℃)の2ステップから成る。
2.アルミナ粒子含有スラリーの調製
アルミナ粒子含有スラリーに含まれるアルミナ粒子の平均粒径dAlOを、それぞれ、表2に記載のように調整した他は、実施例1と同様にして、評価用サンプルを作製して、NO吸着量の評価を行った。評価結果は、表2に示す。
Claims (11)
- 基材と、前記基材上の触媒コート層とを有する、排ガス浄化触媒装置であって、
前記触媒コート層が、ゼオライト粒子と、前記ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子と、触媒貴金属とを含み、かつ、
前記ゼオライト粒子の平均粒径dZEOと、前記ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子の平均粒径dOXとの比dZEO/dOXが、3.4以下である、
排ガス浄化触媒装置。 - 前記比dZEO/dOXが、0.30以上である、請求項1に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記触媒貴金属が、前記ゼオライト粒子に担持されている、請求項1又は2に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記触媒貴金属が、Pt及びPdから選択される1種又は2種である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子が、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、及びジルコニア、並びにセリア以外の希土類金属酸化物から選択される1種又は2種以上を含む粒子である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記ゼオライト粒子を構成するゼオライトの平均細孔径が、6.0Å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。
- 前記ゼオライト粒子を構成するゼオライトが、MFI型、BEA型、MOR型、及びFER型から選択される1種又は2種以上を含む、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。
- 前記ゼオライト粒子を構成するゼオライトのシリカ・アルミナ比SARが、25以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記ゼオライト粒子の粒径dZEOが、4μm以上30μm以下である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
- 前記触媒コート層における、前記ゼオライト粒子の質量MZEOと、前記ゼオライト粒子以外の無機酸化物粒子の質量MOXとの比MZEO/MOXが、0.125以上8.00以下である、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。
- コールドスタート触媒として用いられる、請求項1〜10のいずれか一項に記載の排ガス浄化触媒装置。
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