JP2672996B2 - 排ガス浄化用白金―パラジウム―ロジウム触媒の製造方法 - Google Patents

排ガス浄化用白金―パラジウム―ロジウム触媒の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車等の内燃機関から排出される炭化水素
(HC)、一酸化炭素(CO)および窒素酸化物(NOXX)等
の有害成分を浄化するための排ガス浄化用触媒の製造方
法に関する。
〔従来の技術〕
自動車等の内燃機関から排出される排ガスの有害成分
を浄化する触媒として、耐熱性担体上に、活性アルミ
ナ、アルミナ−シリカ等の無機多孔性物質をコート後、
白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の白
金族元素、および必要に応じてセリウム(Ce)、ランタ
ン(La)、ジルコニウム(Zr)等の助触媒成分をも含む
化合物水溶液中に担体を浸漬し、該担体上に触媒成分を
担持することにより、排ガス中のHC、CO、NOXを浄化す
るための触媒を製造している。
〔発明が解決しようとする課題〕
排ガス中のHC、CO、NOXの有害成分を同時浄化する触
媒としてPt−Rh触媒が使用されているが、Pt−Rh触媒は
高価であるので、コスト低減触媒として高価なPtの一部
を比較的安価なPdに代えたPt−Pd−Rh触媒が用いられる
ようになった。しかしながら、Pt−Pd−Rh触媒は、Pt−
Rh触媒にくらべ、コストは安いものの同一担持量のPt−
Rh触媒にくらべ、触媒性能が劣り、特に高温耐久時の触
媒性能の劣化が顕著である。これはPdが高温時にPtと合
金を形成するので、触媒性能が低下するためと考えられ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、前記問題点を解決して、触媒性能にすぐれ
た排ガス浄化用白金−パラジウム−ロジウム触媒を製造
する方法を提供するものである。すなわち、本発明の排
ガス浄化用白金−パラジウム−ロジウム触媒の製造方法
は、白金とパラジウムとを別々の希土類含有アルミナ又
は希土類酸化物に担持し、白金を担持した希土類含有ア
ルミナ又は希土類酸化物と、パラジウムを担持した希土
類含有アルミナ又は希土類酸化物と、バインダーと、水
とを混合撹拌してスラリー化し、該スラリーを耐熱性担
体上にコートし、さらに該担体をロジウム含有溶液中に
浸漬してロジウムを担持することを特徴とする。なお必
要に応じて、Zr、Baの酸化物を添加しても良い。
〔作用〕
従来の担持法では、Pt、Pd、Rh等の白金族元素は、数
Å〜数+Åという超微粒子の状態で担持されているの
で、初期性能は良好であるが、PtとPd粒子が数Å〜数+
Åという単位オーダーで隣り合っているので、高温時、
PtとPdが合金化し、触媒性能の低下をもたらすものと考
えられる。
本発明の方法によると、PtとPdとが別々の数μm〜数
十μmの粒径の希土類含有アルミナ又は希土類酸化物に
担持されているので、PtとPdとの粒子間距離は、従来法
により得られた触媒におけるPtとPdとの粒子間距離の数
百倍〜数千倍となっている。したがってPtとPdとの合金
化を防止することができて、高温時の触媒性能の低下を
防止し得るものと考えられる。
〔実施例〕
実施例1 ジニトロジアンミン白金溶液と硝酸パラジウム溶液
に、それぞれ30重量%のセリアを含有する活性アルミナ
粉末1000gを浸漬し、それぞれのアルミナ粉末に、0.3重
量%のPtおよびPdをそれぞれ担持し、このアルミナ粉末
を120℃で2時間乾燥後、600℃で1時間焼成し、それぞ
れPtとPdとを含むアルミナ粉末を得た。次に、Ptを含む
アルミナ粉末およびPdを含むアルミナ粉末のそれぞれ10
00gと、バインダー60gと、水1400gとを混合撹拌しスラ
リー化した。このスラリー中に、コージェライト製ハニ
カム担体(直径117mm、長さ122mm、400セル)を浸漬
し、担体上にPtとPdとを含有するアルミナコート層を形
成し、120℃で1時間乾燥後、250℃で1時間焼成した。
更に、この担体を硝酸ロジウム溶液に浸漬してRhを担持
し、触媒Aを得た。触媒AのPt、PdおよびRhの担持量
は、担体1当たりそれぞれ0.5、0.5および0.2gであっ
た。Ceは、0.26モルであった。
実施例2 ジニトロジアンミン白金溶液中に活性セリア粉末を浸
漬しPt2.0重量%を担持した。また、硝酸パラジウム溶
液中に活性酸化ネオジム粉末を浸漬し、Pd2.0重量%を
担持した。それぞれPtとPdとを担持した粉末を120℃で
2時間乾燥後、600℃で焼成し、PtとPdとを担持した2
種類の粉末を得た。この2種類の粉末のそれぞれ300g
(白金含有粉末とパラジウム含有粉末は1:1の重量比)
とPt含有粉末量の2.3倍重量(690g)の活性アルミナと
バインダー60gと、水1400gとを混合撹拌し、スラリー化
し、実施例1と同様の方法でハニカム担体上にPtとPdと
を含むコート層を形成した。以下実施例1同様にRhを担
持し、触媒Bを得た。触媒BのPt、PdおよびRhの担持量
は、担体1当たりそれぞれ0.5、0.5および0.2gであっ
た。CeおよびNd(ネオジム)はそれぞれ0.13および0.13
モルであった。
実施例3 実施例1においてアルミナに添加されたセリアを、セ
リアとランタナ(セリア/ランタナ=10/1重量比)と
し、かつコージェライト製ハニカム担体を、金属製担体
(直径117mm、長さ122mm、400セル)に代えた以外は全
て実施例1と同様に行ない、触媒Cを得た。Pt、Pdおよ
びRhの担持量は、担体1当り、それぞれ0.5、0.5およ
び0.2gであった。CeおよびLaは、それぞれ0.23および0.
03モルであった。
実施例4 実施例1においてアルミナに添加されたセリアを酸化
ネオジムに代えた以外は、全て実施例1と同様の行ない
触媒Dを得た。Pt、PdおよびRhの担持量は、担体1当
たりそれぞれ0.5、0.5および0.2gであった。Ndは、0.26
モルであった。
実施例5 実施例1においてアルミナに添加されたセリアを、セ
リアとジルコニア(セリア/ジルコニア=4/1重量比)
に代えた以外は実施例1と同様に行ない、触媒Eを得
た。Pt、PdおよびRhの担持量は、担体1当り、それぞ
れ0.5、0.5および0.2gであった。CeおよびZrはそれぞれ
0.21および0.05モルであった。
実施例6 実施例5においてジルコニアを酸化バリウムに代えた
以外は実施例5と同様に行ない、触媒Fを得た。Pt、Pd
およびRhの担持量は、担体1当り、それぞれ0.5、0.5
および0.2gであった。CeおよびBaはそれぞれ0.21および
0.05モルであった。
比較例1 30重量%のセリアを含む活性アルミナ粉末とバインダ
ーと水とを混合撹拌してスラリー化し、実施例1と同寸
法の担体をこのスラリー中に浸漬して担体上にセリアを
含むアルミナコート層を形成した。この担体を120℃で
1時間乾燥、600℃1時間焼成後、硝酸パラジウム溶
液、ジニトロジアンミン白金溶液および硝酸ロジウム溶
液に順次浸漬し、Pt、PdおよびRhを担持し、触媒Gを得
た。Pt、PdおよびRhの担持量は、担体1当りそれぞれ
0.5、0.5および0.2gであった。Ceは0.26モルであった。
比較例2 実施例1においてPtとPdとを同一活性アルミナ粉末に
担持した以外は、全て実施例1と同様の方法で行ない触
媒Hを得た。Pt、PdおよびRhの担持量は担体1当たり
それぞれ0.5、0.5および0.2gであった。セリウムは0.26
モルであった。
比較例3 実施例3においてPtとPdとを同一のセリア、ランタナ
含有のアルミナ粉末に担持した以外は、全て実施例3と
同様の方法で行ない、触媒Iを得た。Pt、PdおよびRhの
担持量は、担体1当りそれぞれ0.5、0.5および0.2gで
あった。CeおよびLaはそれぞれ0.23および0.03モルであ
った。
比較例4 実施例5においてPtとPdを同一のセリア、ジルコニア
含有のアルミナ粉末に担持した以外は、全て実施例5と
同様の方法で行ない、触媒Jを得た。Pt、PdおよびRhの
担持量は、担体1当りそれぞれ0.5、0.5および0.2gで
あった。CeおよびZrは、それぞれ0.21および0.05モルで
あった。
比較例5 実施例6においてPtとPdを同一のセリア、酸化バリウ
ム含有のアルミナ粉末に担持した以外は、全て実施例6
と同様の方法で行ない、触媒Kを得た。Pt、PdおよびRh
の担持量は、担体1当りそれぞれ0.5、0.5および0.2g
であった。CeおよびBaはそれぞれ0.21および0.05モルで
あった。
実施例1〜6および比較例1〜5で得たA〜Kの触媒
性能を調査するため、次のような条件で触媒の耐久試験
を行ない、耐久後の触媒の浄化性能を第1表に示した。
<耐久条件> 2000cc、4気筒エンジンを用い、入ガス温度は900
℃、耐久雰囲気はA/F(空燃比)=14.6〔理論空燃比(s
toich)〕、耐久時間は200時間。
<評価条件> 耐久時に使用した2000cc、4気筒のエンジンを用い、
評価雰囲気はA/F=14.6(stoich)で、SV(空間速度)6
0,000Hr-1で、入ガス温度を変化させて、HC、CO、NOX
浄化率がそれぞれ50%になる温度を各触媒につき測定
し、その結果を第1表に示した。
〔発明の効果〕 本発明より得られた触媒の性能は、従来法の触媒に比
べHCで17〜40℃、COで15〜41℃およびNOXで11〜40℃低
温で浄化できることが、第1表より明らかである。
これは、従来方法によって調製された触媒のPtとPdと
が高温時合金化しPtおよびPdの双方の活性を抑え、全体
の活性(触媒性能)を低下させるのに対し、本発明方法
によって調製された触媒は、PtとPdとが分離されて担持
されているため合金化が起こり難く、触媒性能の低下が
少ないと考えられる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】白金とパラジウムとを別々の希土類含有ア
    ルミナ又は希土類酸化物に担持し、白金を担持した希土
    類含有アルミナ又は希土類酸化物と、パラジウムを担持
    した希土類含有アルミナ又は希土類酸化物と、バインダ
    ーと、水とを混合撹拌してスラリー化し、該スラリーを
    耐熱性担体上にコートし、さらに該担体をロジウム含有
    溶液中に浸漬してロジウムを担持することを特徴とする
    排ガス浄化用白金−パラジウム−ロジウム触媒の製造方
    法。
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