JP2786933B2 - Exhaust gas purification catalyst - Google Patents

Exhaust gas purification catalyst

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JP2786933B2
JP2786933B2 JP2234108A JP23410890A JP2786933B2 JP 2786933 B2 JP2786933 B2 JP 2786933B2 JP 2234108 A JP2234108 A JP 2234108A JP 23410890 A JP23410890 A JP 23410890A JP 2786933 B2 JP2786933 B2 JP 2786933B2
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英幸 馬場
一雄 土谷
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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の排気ガス中に含
まれる有害成分である炭化水素(HC)、一酸化炭素(C
O)および窒素酸化物(NOX)を同時に除去する排気ガス
浄化用触媒に関するものであり、特に高温酸化雰囲気の
ような条件下で使用されても優れた耐久性を有し、かつ
上記有害成分に対し、低温での高い浄化性能を有する排
気ガス浄化用触媒に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (C), which are harmful components contained in exhaust gas from internal combustion engines such as automobiles.
O) and relates to nitrogen oxides (NO X) at the same time the exhaust gas purifying catalyst for removing, has excellent durability be especially under conditions such as a high-temperature oxidizing atmosphere, and the harmful components On the other hand, the present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst having high purification performance at low temperatures.

(従来の技術) 従来、自動車のような内燃機関から排出される排気ガ
スの浄化触媒は多数提案されており、現在ではCO、HCお
よびNOXを同時に除去する三元触媒が主流となってきて
いる。
(Prior Art) Conventionally, purification catalyst of an exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile has been proposed, is now CO, three-way catalyst for simultaneously removing HC and NO X is becoming mainstream I have.

上記の三元触媒は白金、パラジウム、ロジウム等の貴
金属を活性成分とし、それをアルミナ等に担持したもの
及び助触媒成分として酸化セリウム(以後セリア)を加
えたものが一般に用いられる。助触媒成分であるセリア
は反応雰囲気が酸化・還元側に変動する自動車排気ガス
において、酸素の放出あるいは取り込み(通常酸素スト
レート能といわれる)を行うことにより活性成分である
貴金属の電子状態を変化させ、CO、HCの酸化反応および
NOXの還元反応を大幅に促進させるものである。しか
し、セリアは高温下で用いられると、表面積の減少化に
伴い、上記助触媒機能は減少することが広く知られてい
る。
As the above three-way catalyst, those in which a noble metal such as platinum, palladium, rhodium or the like is used as an active component, which is supported on alumina or the like, and those in which cerium oxide (hereinafter referred to as ceria) is added as a promoter component are generally used. Ceria, a cocatalyst component, changes the electronic state of the noble metal, an active component, by releasing or taking in oxygen (usually referred to as oxygen straightening capability) in automobile exhaust gas whose reaction atmosphere fluctuates on the oxidation / reduction side. , CO, HC oxidation reaction and
The reduction reaction of the NO X in which greatly facilitated. However, it is widely known that when ceria is used at a high temperature, the co-catalyst function decreases with a decrease in surface area.

セリアの耐熱性向上を目標として、特開平2−43951
号に、ジルコニアにより安定化されたセリアを用いる技
術が開示されているが、高速走行時の高温排ガスにさら
された場合、耐熱性が充分ではない。
To improve the heat resistance of ceria, see JP-A-2-43951.
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157, discloses a technique using ceria stabilized by zirconia, but does not have sufficient heat resistance when exposed to high-temperature exhaust gas during high-speed running.

また、特開平1−281144号に耐熱性を有するセリアが
開示されているが、製法上、ジルコニウム、セリウムお
よび希土類元素の各々の塩溶液を予めアルミナ被覆した
モノリス担体に浸漬し、乾燥焼成し担持するものであ
り、本発明の安定化されたセリアとは触媒製造上全く異
るものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-281144 discloses a heat-resistant ceria.However, on the manufacturing method, zirconium, cerium and a salt solution of each of the rare earth elements are immersed in a monolithic carrier coated with alumina in advance, and dried and calcined to carry. This is completely different from the stabilized ceria of the present invention in terms of catalyst production.

このアルミナにセリアを含浸担持した場合、高温下で
のセリアの表面積を抑えることが困難であり、耐熱性の
ある触媒を得られない。
When ceria is impregnated and supported on this alumina, it is difficult to reduce the surface area of ceria at a high temperature, and a catalyst having heat resistance cannot be obtained.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、排ガス浄化触媒およびその製造方法を提供
するものであり、特に、高温酸化雰囲気下において、耐
久性を有し、かつ排ガス中に含有される有害成分に対
し、低温で高い浄化性能を有する排ガス浄化用触媒およ
びその製造方法を提供するものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention provides an exhaust gas purifying catalyst and a method for producing the same, and particularly, a harmful component which has durability in a high-temperature oxidizing atmosphere and is contained in exhaust gas. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst having high purification performance at a low temperature and a method for producing the same.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究の
結果、特定の酸化物により安定化したセリウム酸化物、
活性アルミナおよび白金族金属を含有する触媒組成物を
モノリス担体に被覆して得られる触媒を見い出し本発明
を完成するに至った。
(Means for Solving the Problems) The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above problems, and as a result, cerium oxide stabilized by a specific oxide,
A catalyst obtained by coating a catalyst composition containing activated alumina and a platinum group metal on a monolithic carrier was found, and the present invention was completed.

即ち、 (1) (a)ジルコニア、(b)イットリウムおよび
カルシウムのうち少なくとも一種および(c)希土類元
素(但し、イットリウムおよびセリウムを除く)のうち
少なくとも一種を含有してなる安定化されたセリウム酸
化物(I)と、活性アルミナ(II)と、ロジウムおよび
白金およびパラジウムよりなる群から選ばれた少くとも
一種の白金族金属(III)とを含有してなり、該安定化
セリウム酸化物(I)はセリアとして10〜50重量%、該
イットリウムおよびカルシウムのうち少なくとも一種の
酸化物(b)は0.1〜15重量%、かつ該希土類元素(イ
ットリウム、セリウムを除く)のうちの少なくとも一種
以上の酸化物(c)は0.1〜15重量%の範囲で含有され
てなる触媒組成物を、ハニカム構造を有するモノリス担
体に被覆せしめてなる排ガス浄化用触媒。
Namely, (1) stabilized cerium oxide containing (a) zirconia, (b) at least one of yttrium and calcium, and (c) at least one of rare earth elements (excluding yttrium and cerium) (I), activated alumina (II), and at least one platinum group metal (III) selected from the group consisting of rhodium, platinum and palladium. ) Is 10 to 50% by weight as ceria, 0.1 to 15% by weight of at least one oxide (b) of yttrium and calcium, and oxidation of at least one or more of the rare earth elements (excluding yttrium and cerium) The product (c) is obtained by coating a catalyst composition containing 0.1 to 15% by weight on a monolith carrier having a honeycomb structure. Gas purifying catalyst.

(2) 安定化セリウム酸化物(I)が該触媒組成物中
に5〜80重量%含有されてなる請求項(1)記載の触
媒。
(2) The catalyst according to (1), wherein the stabilized cerium oxide (I) is contained in the catalyst composition in an amount of 5 to 80% by weight.

(3) 安定化セリウム酸化物(I)に含有されてなる
希土類元素がネオジムおよびランタンのうち少くとも一
種である請求項(1)記載の触媒。
(3) The catalyst according to (1), wherein the rare earth element contained in the stabilized cerium oxide (I) is at least one of neodymium and lanthanum.

(4) 白金およびパラジウムよりなる群から選ばれた
少くとも一種の白金族金属(III)は、活性アルミナ(I
I)および/または安定化セリウム酸化物(I)に担持
されてなる請求項(1)記載の触媒。
(4) At least one platinum group metal (III) selected from the group consisting of platinum and palladium is activated alumina (I
The catalyst according to claim 1, which is supported on I) and / or stabilized cerium oxide (I).

(5) 活性アルミナ(II)に、触媒組成物当り0.02〜
2重量%のロジウムと、触媒組成物当り0〜10重量%の
白金およびパラジウムよりなる群から選ばれる少なくと
も1種(白金とパラジウムの合計が0重量%を除く)を
担持してなる請求項(1)記載の触媒。
(5) Activated alumina (II) contains 0.02 to
Claims (2) wherein at least 2% by weight of rhodium and at least one selected from the group consisting of 0 to 10% by weight of platinum and palladium per catalyst composition (total of platinum and palladium excluding 0% by weight) are supported. The catalyst according to 1).

(6) (a)ジルコニア、(b)イットリウムおよび
カルシウムのうち少なくとも一種、および(c)希土類
元素(但し、イットリウムおよびセリウムを除く)のう
ち少くとも一種を含有してなる、安定化されたセリウム
酸化物(I)と、活性アルミナ(II)と、ロジウムおよ
び白金およびパラジウムよりなる群から選ばれた少くと
も一種の白金族金属(III)とを含有する触媒組成物を
モノリス構造を有するハニカム担体に被覆せしめてなる
排ガス浄化用触媒を製造するに際し、安定化セリウム酸
化物(I)が、ジルコニウム酸化物および/またはその
水酸化物に、イットリウム塩およびカルシウム塩のうち
選ばれた少くとも一種の塩と、希土類元素(イットリウ
ムおよびセリウムを除く)の少なくとも1種の塩と、セ
リウム塩の溶液を含浸し、焼成したものである排ガス浄
化用触媒の製造方法。
(6) stabilized cerium containing (a) zirconia, (b) at least one of yttrium and calcium, and (c) at least one of rare earth elements (excluding yttrium and cerium) A honeycomb support having a monolith structure, comprising a catalyst composition containing an oxide (I), activated alumina (II), and at least one platinum group metal (III) selected from the group consisting of rhodium, platinum and palladium. In the production of an exhaust gas purifying catalyst coated with cerium oxide, the stabilized cerium oxide (I) is added to zirconium oxide and / or its hydroxide by at least one selected from yttrium salts and calcium salts. Impregnated with a solution of a salt, at least one salt of a rare earth element (excluding yttrium and cerium) and a cerium salt The method of manufacturing the exhaust gas purifying catalyst is obtained by calcination.

以下に、本発明をさらに詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明に係るジルコニアのジルコニア源としては、酸
化ジルコニウム、または、水酸化ジルコニウムが用いら
れる。
As the zirconia source of zirconia according to the present invention, zirconium oxide or zirconium hydroxide is used.

酸化ジルコニウムの表面積は0〜数m2/gの様に焼結し
たもの以外なら、特に限定されるものでないが、50m2/g
以上有するものが好ましい。
The surface area of zirconium oxide is not particularly limited as long as it is not sintered such as from 0 to several m 2 / g, but 50 m 2 / g
Those having the above are preferred.

カルシウムおよび/またはイットリウム源としては水
可溶性のものであれば、特に限定されるものでなく、例
えば硝酸、硫酸、酢酸塩、塩化物等が用いられる。
The calcium and / or yttrium source is not particularly limited as long as it is water-soluble, and for example, nitric acid, sulfuric acid, acetate, chloride and the like are used.

このイットリウムおよびカルシウムのうち少なくとも
一種の酸化物は、安定化されたセリウム酸化物(I)
に、適宜含有して用いられるが、好ましくは0.1〜15重
量%、さらに好ましくは0.1〜10重量%含有させ用いる
ことができる。
At least one oxide of yttrium and calcium is a stabilized cerium oxide (I)
It is preferably used in an amount of 0.1 to 15% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight.

用いられる(c)希土類元素(但し、イットリウムお
よびセリウムを除く)は、ランタン(La)、プラセオジ
ム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユーロ
ピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(T
b)、ジスプロセジム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エル
ビウム(Er)、ツリウム(Tm)およびイッテルビウム
(Yb)の酸化物をいい、これらの元素より選ばれた1種
以上を用いる。さらに、上記希土類元素のうち、ネオジ
ムおよび/またはランタンの少なくとも一種を含む場
合、他の希土類元素を加えた場合にくらべ、さらに高温
耐熱性が良好となる。これら希土類元素は、水可溶性の
ものであれば、特に、限定されるものでなく、硝酸、硫
酸、酢酸塩、塩化物等が用いられる。
(C) rare earth elements (excluding yttrium and cerium) used are lanthanum (La), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium ( T
b) oxides of dysprosedimate (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), and ytterbium (Yb), and at least one selected from these elements is used. Furthermore, when at least one of neodymium and / or lanthanum is included among the above rare earth elements, the high-temperature heat resistance is further improved as compared with the case where another rare earth element is added. These rare earth elements are not particularly limited as long as they are water-soluble, and nitric acid, sulfuric acid, acetate, chloride and the like are used.

これらの希土類元素は、安定化されたセリウム酸化物
(I)に適宜含有して用いられるが、好ましくは0.1〜1
5重量%、さらに好ましくは0.1〜10重量%含有させ用い
ることができる。
These rare earth elements are used by being appropriately contained in the stabilized cerium oxide (I), and preferably 0.1 to 1
5% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight can be used.

活性アルミナ(II)は、通常用いられるγ−アルミ
ナ、θ−アルミナ、δ−アルミナ等のアルミナが用いら
れる。
As the activated alumina (II), commonly used aluminas such as γ-alumina, θ-alumina and δ-alumina are used.

ロジウムは、触媒組成物当り0.02〜2重量%担持する
ことができ、好ましくは0.1〜1.0重量%である。
Rhodium can be supported at 0.02 to 2% by weight, preferably 0.1 to 1.0% by weight, based on the catalyst composition.

白金およびパラジウムは、各々触媒組成物当り0〜10
重量%担持することができる(但し、白金とパラジウム
の合計が0重量%を除く)。
Platinum and palladium each range from 0 to 10 per catalyst composition.
% By weight (however, except that the total of platinum and palladium is 0% by weight).

白金およびパラジウムよりなる群から選ばれた少なく
とも一種の白金族金属(III)は活性アルミナ(II)お
よび/または安定化されたセリウム酸化物(I)に担持
することができる。
At least one platinum group metal (III) selected from the group consisting of platinum and palladium can be supported on activated alumina (II) and / or stabilized cerium oxide (I).

また、ロジウムは、活性アルミナ(II)および/また
は安定化されたセリウム酸化物(I)のいずれにも担持
することができるが、活性アルミナ(II)のみに担持す
ることが好ましい。
Rhodium can be supported on either activated alumina (II) and / or stabilized cerium oxide (I), but is preferably supported only on activated alumina (II).

上記触媒を製造するに際し、本発明に係る触媒構成を
満すものであればいずれの製造方法も適宜選択しうる。
本発明の特徴である安定化セリウム酸化物(I)製造方
法の好ましい手順例を記載すると、安定化セリウム酸化
物は、ジルコニウム酸化物および/または、その水酸化
物にセリウム塩とイットリウム塩およびカルシウム塩の
うち選ばれた少くとも一種の塩、さらに、該希土類元素
(但し、イットリウムおよびセリウムを除く)より選ば
れた少なくとも一種以上の塩を含浸させ、乾燥後、300
〜700℃、好ましくは400〜600℃の温度で焼成すること
によって得られる。他の方法として、ジルコニウム酸化
物または水酸化物にセリウム塩と、イットリウム塩およ
びカルシウム塩のうち選ばれた少くとも一種の塩とを含
浸させ、乾燥、焼成後、該粉体に、(c)希土類元素
(但し、イットリアおよびセリアを除く)より選ばれた
少なくとも一種以上の塩を含浸させ、乾燥後、上記同様
焼成することによっても得られる。上記で用いる各塩溶
液は水可溶性のものであれば特に限定されるものでな
く、硝酸、硫酸あるいは酢酸塩、塩化物などがある。
In producing the above catalyst, any production method can be appropriately selected as long as it satisfies the catalyst constitution according to the present invention.
A preferred procedure example of the method for producing stabilized cerium oxide (I), which is a feature of the present invention, is described as follows. Stabilized cerium oxide is composed of zirconium oxide and / or a hydroxide thereof containing cerium salt, yttrium salt and calcium. Impregnated with at least one salt selected from salts, and at least one salt selected from the rare earth elements (excluding yttrium and cerium);
It is obtained by calcining at a temperature of 700700 ° C., preferably 400-600 ° C. As another method, a zirconium oxide or hydroxide is impregnated with a cerium salt and at least one salt selected from yttrium salts and calcium salts, dried and calcined. It can also be obtained by impregnating at least one or more salts selected from rare earth elements (excluding yttria and ceria), drying and baking the same as above. Each salt solution used above is not particularly limited as long as it is water-soluble, and examples thereof include nitric acid, sulfuric acid, acetate, and chloride.

次に本発明に係る製造方法の好ましい例を記載する。
所定のジニトロジアンミン白金の硝酸水溶液と硝酸ロジ
ウムの水溶液の混合液を活性アルミナに含浸させ、乾燥
後、空気中400℃で焼成し、白金及びロジウム担持アル
ミナ粉体を得た。
Next, preferred examples of the production method according to the present invention will be described.
Activated alumina was impregnated with a mixture of a predetermined dinitrodiammineplatinic acid aqueous solution of nitric acid and an aqueous solution of rhodium nitrate, dried and calcined at 400 ° C. in air to obtain platinum and rhodium-supported alumina powder.

次いで、上記の方法により得られた、安定化されたセ
リウム酸化物と、白金及びロジウム担持活性アルミナと
を混合する。このときの混合比は安定化されたセリアが
触媒組成物全体の5〜80重量%の範囲で、好ましくは5
〜50重量%の範囲で含有され、白金族金属と共存させる
ことによって優れた内燃機関の排気ガス浄化用触媒が得
られる。
Next, the stabilized cerium oxide obtained by the above method and platinum and rhodium-supported activated alumina are mixed. The mixing ratio at this time is such that the stabilized ceria is in the range of 5 to 80% by weight of the whole catalyst composition, preferably 5 to 80% by weight.
An excellent catalyst for purifying exhaust gas of an internal combustion engine can be obtained by being contained in an amount of about 50% by weight and coexisting with a platinum group metal.

混合は湿式粉砕等によりなされ、かつスラリー化され
る。
The mixing is performed by wet pulverization or the like, and the slurry is formed.

得られたスラリーに、ハニカム構造を有するモノリス
担体を浸し、引き上げた後、余剰のスラリーを吹き振
い、乾燥して完成触媒を得た。
A monolithic carrier having a honeycomb structure was immersed in the obtained slurry, pulled up, and then the excess slurry was blown and shaken, followed by drying to obtain a completed catalyst.

(実施例) 以下、実施例にて本発明を更に詳細に説明するが、本
発明の趣旨に反しない限り、本発明はこれら実施例のみ
に限定されない。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples unless it is contrary to the gist of the present invention.

実施例1 硝酸セリウム(Ce(NO3・6H2O)50g、硝酸イット
リウム(Y(NO3・6H2O)3.4g及び硝酸ネオジム(N
d(NO3・6H2O)5.2gを水100mlに溶解し、比表面積9
7m2/gを有するジルコニア(第1稀元素(株)製)50gに
含浸せしめ混合し、充分乾燥後500℃で1時間焼成し、
安定化セリア粉体を得た。次に比表面積150m2/gの活性
アルミナ146gに白金1.095gを含有するジニトロジアンミ
ン白金の硝酸水溶液とロジウム0.219gを含有する硝酸ロ
ジウム水溶液の混合液を含浸し、充分に乾燥後空気中40
0℃で2時間焼成して白金及びロジウム含有アルミナ粉
体を得た。
Example 1 of cerium nitrate (Ce (NO 3) 3 · 6H 2 O) 50g, yttrium nitrate (Y (NO 3) 3 · 6H 2 O) 3.4g and neodymium nitrate (N
d a (NO 3) 3 · 6H 2 O) 5.2g was dissolved in water 100 ml, specific surface area 9
50 g of zirconia having 7 m 2 / g (manufactured by Daiichi Element Co., Ltd.) is impregnated and mixed, dried sufficiently, and baked at 500 ° C. for 1 hour.
A stabilized ceria powder was obtained. Next, 146 g of activated alumina having a specific surface area of 150 m 2 / g was impregnated with a mixture of a nitric acid aqueous solution of dinitrodiammineplatinum containing 1.095 g of platinum and an aqueous solution of rhodium nitrate containing 0.219 g of rhodium, and after sufficiently drying, was dried in air.
By baking at 0 ° C. for 2 hours, an alumina powder containing platinum and rhodium was obtained.

次に上記の得られた白金族含有アルミナと安定化セリ
ア粉体73gを水及び硝酸と共にボールミルにて湿式粉砕
し、水性スラリーを得た。得られたスラリーをコージェ
ライト質モノリス担体(33mmφ×110mmol)に被覆し、1
30℃で3時間乾燥して完成触媒を得た。完成触媒のスラ
リー被覆量は150g/であった。
Next, 73 g of the obtained platinum group-containing alumina and stabilized ceria powder were wet-ground with a ball mill together with water and nitric acid to obtain an aqueous slurry. The obtained slurry was coated on a cordierite monolithic carrier (33 mmφ × 110 mmol),
After drying at 30 ° C. for 3 hours, a completed catalyst was obtained. The slurry coverage of the finished catalyst was 150 g /.

実施例2 実施例1において、硝酸イットリウムを硝酸カルシウ
ム(Ca(NO3)2.9gとする以外は実施例1と同様に
して完成触媒を得た。
Example 2 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that yttrium nitrate was changed to 2.9 g of calcium nitrate (Ca (NO 3 ) 2 ).

なお触媒担持量を第一表に示した。 The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

実施例3 実施例1において、硝酸イットリウム3.4gを0.25gと
する以外は、実施例1と同様にした。
Example 3 In Example 1, it carried out similarly to Example 1 except having changed yttrium nitrate 3.4g to 0.25g.

なお触媒担持量を第一表に示した。 The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

実施例4 実施例1において、硝酸イットリウム3.4gを20.3gと
する以外は実施例1と同様にした。なお触媒担持量を第
一表に示した。
Example 4 In Example 1, it carried out similarly to Example 1 except having changed yttrium nitrate 3.4g into 20.3g. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

実施例5 実施例1において、硝酸ネオジム5.2gを0.19gとする
以外は実施例1と同様にした。なお触媒担持量を第一表
に示した。
Example 5 In Example 1, it carried out similarly to Example 1 except having changed neodymium nitrate 5.2g to 0.19g. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

実施例6 実施例1において硝酸ネオジム5.2gを20.5gとする以
外は実施例1と同様にした。なお触媒担持量を第一表に
示した。
Example 6 The procedure of Example 1 was repeated, except that neodymium nitrate (5.2 g) was replaced with 20.5 g. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

実施例7 実施例1において得られた安定化セリア粉体73gに白
金0.438gを含有するジニトロジアンミン白金の硝酸水溶
液を含浸し充分に乾燥後空気中400℃で2時間焼成して
白金含有安定化セリアを得た。
Example 7 73 g of the stabilized ceria powder obtained in Example 1 was impregnated with an aqueous nitric acid solution of dinitrodiammineplatinum containing 0.438 g of platinum, dried sufficiently, and calcined at 400 ° C. for 2 hours in air to stabilize the platinum content. Got ceria.

白金及びロジウム含有アルミナ粉体は実施例1におい
て、白金1.095gを0.657gに変えた以外は実施例1と同様
にして完成触媒を得た。なお触媒担持量を第一表に示し
た。
A finished catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that platinum and rhodium-containing alumina powder were changed from Example 1 to 1.057 g of platinum to 0.657 g. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

実施例8〜18 実施例1において硝酸ネオジムをそれぞれランタン、
プラセオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウ
ム、テルビウム、ジスプロセジム、ホフニウム、エルビ
ウム、トリウム及びイッテルビウムの各硝酸塩とする以
外は、実施例1と同様にして完成触媒(実施例8〜18)
を得た。
Examples 8 to 18 In Example 1, neodymium nitrate was replaced by lanthanum,
Finished catalysts (Examples 8 to 18) in the same manner as in Example 1 except that praseodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosedim, hofium, erbium, thorium and ytterbium are used as the respective nitrates.
I got

上記希土類添加量は、実施例1における硝酸ネオジム
の酸化物換算したと同一量の硝酸塩量である。なお触媒
担持量を第一表に示した。
The rare earth addition amount is the same amount of nitrate as the equivalent of neodymium nitrate oxide in Example 1. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

実施例19 実施例1において、硝酸ネオジム5.2gを硝酸ネオジム
3.9gおよび硝酸ランタン0.95gとする以外は実施例1と
同様にして完成触媒を得た。なお触媒担持量は第一表に
示した。
Example 19 In Example 1, 5.2 g of neodymium nitrate was replaced with neodymium nitrate.
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1, except that 3.9 g and 0.95 g of lanthanum nitrate were used. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

実施例20 実施例19で得た安定化セリア粉体73gに白金0.438gを
含有するジニトロジアンミン白金の硝酸水溶液を含浸
し、充分に乾燥後空気中400℃で2時間焼成し白金含有
安定化セリアを得た。
Example 20 73 g of the stabilized ceria powder obtained in Example 19 was impregnated with a nitric acid aqueous solution of dinitrodiammineplatinum containing 0.438 g of platinum, dried sufficiently, and calcined at 400 ° C. for 2 hours in air to obtain stabilized ceria containing platinum. I got

実施例7において得た白金及びロジウム含有アルミナ
粉体を用い実施例1と同様にして、完成触媒を得た。な
お触媒担持量は第一表に示した。
A finished catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 using the platinum and rhodium-containing alumina powder obtained in Example 7. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

実施例21 実施例1において、白金1.095gを含有するジニトロジ
アンミン白金の硝酸水溶液をパラジウム1.095gを含有す
る硝酸パラジウムとする以外は、実施例1と同様にして
完成触媒を得た。なお触媒担持量は第一表に示した。
Example 21 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aqueous nitric acid solution of dinitrodiammineplatinum containing 1.095 g of platinum was changed to palladium nitrate containing 1.095 g of palladium. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

比較例1 実施例1において、硝酸ネオジムを除いた以外は実施
例1と同様にして完成触媒を得た。なお触媒担持量を第
一表に示した。
Comparative Example 1 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that neodymium nitrate was omitted. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

比較例2 実施例1において硝酸イットリウムおよび硝酸ネオジ
ムを除いた以外は実施例1と同様にして完成触媒を得
た。なお触媒担持量を第一表に示した。
Comparative Example 2 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that yttrium nitrate and neodymium nitrate were omitted. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

比較例3 実施例1において硝酸イットリウムを除いた以外は実
施例1と同様にして完成触媒を得た。なお触媒担持量を
第一表に示した。
Comparative Example 3 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1, except that yttrium nitrate was omitted. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

比較例4 実施例1において、硝酸ネオジムを除いたセリア粉体
73gを調製後実施例7と同様にして完成触媒を得た。な
お触媒担持量を第一表に示した。
Comparative Example 4 In Example 1, ceria powder except for neodymium nitrate
After preparing 73 g, a completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 7. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

比較例5 比表面積150m2/gの活性アルミナ146gを水及び硝酸と
共にボールミルにて湿式粉砕し、水性スラリーを得た。
得られたスラリーをコージェライト質モノリス担体に被
覆後、130℃で3時間乾燥後500℃で1時間焼成した。次
にオキシ硝酸ジルコニル、硝酸セリウム、硝酸イットリ
ウムおよび硝酸ネオジムを実施例1で得た安定化セリア
粉体と同一組成になるように混合水溶液を調製後、前記
アルミナを被覆したモノリス担体を該水溶液に、1分間
浸漬後引き上げ余分な水分を吹き飛ばして、130℃で3
時間乾燥後500℃で1時間焼成した。次に上記モノリス
担体に、白金はジニトロジアンミン白金の硝酸水溶液、
ロジウムは硝酸ロジウム水溶液の混合水溶液に浸漬し、
所定量化学吸着させた後、引き上げて余分な水分を吹き
飛ばして、130℃で3時間乾燥後、400℃で2時間焼成
し、完成触媒を得た。なお触媒担持量を第一表に示し
た。
Comparative Example 5 146 g of activated alumina having a specific surface area of 150 m 2 / g was wet-pulverized with water and nitric acid using a ball mill to obtain an aqueous slurry.
The obtained slurry was coated on a cordierite-based monolith carrier, dried at 130 ° C. for 3 hours, and calcined at 500 ° C. for 1 hour. Next, a mixed aqueous solution of zirconyl oxynitrate, cerium nitrate, yttrium nitrate and neodymium nitrate was prepared so as to have the same composition as the stabilized ceria powder obtained in Example 1, and the alumina-coated monolithic carrier was added to the aqueous solution. 1 minute after immersion, remove excess water and blow off at 130 ℃
After drying for one hour, it was baked at 500 ° C. for one hour. Next, on the monolithic carrier, platinum is a nitric acid aqueous solution of dinitrodiammine platinum,
Rhodium is immersed in a mixed aqueous solution of rhodium nitrate aqueous solution,
After chemisorption in a predetermined amount, it was pulled up to blow off excess water, dried at 130 ° C. for 3 hours, and calcined at 400 ° C. for 2 hours to obtain a finished catalyst. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

比較例6 実施例1において、安定化セリア粉体73gを市販のセ
リア(比表面積100m2/g)73gにした以外は実施例1と同
様にして完成触媒を得た。なお触媒担持量を第一表に示
した。
Comparative Example 6 A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 1, except that 73 g of the stabilized ceria powder was replaced with 73 g of commercially available ceria (specific surface area: 100 m 2 / g). The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

比較例7 実施例21において、硝酸ネオジムを除いたセリア粉体
73gを用いる以外は、実施例21と同様にして完成触媒を
得た。なお触媒担持量を第一表に示した。
Comparative Example 7 Ceria powder in Example 21 except for neodymium nitrate
A completed catalyst was obtained in the same manner as in Example 21 except for using 73 g. The supported amount of the catalyst is shown in Table 1.

実施例22 次に、実施例1から実施例21までの触媒と、比較例1
から比較例7までの触媒のエンジン耐久走行後における
触媒活性を調べた。
Example 22 Next, the catalysts of Examples 1 to 21 and Comparative Example 1
The catalyst activities of the catalysts of Comparative Example 7 to Comparative Example 7 after running under engine durability were examined.

市販の電子制御方式のエンジン(8気筒4400cc)を使
用し、各触媒を充填したマルチコンバーターをエンジン
の排気系に連設して耐久テストを行なった。エンジン
は、定常運転60秒、減速6秒(減速時に燃料がカットさ
れて、触媒は、高温酸化雰囲気の厳しい条件に曝され
る)というモード運転で運転し触媒入口ガス温度が定常
運転時850℃となる条件で50時間触媒をエージングし
た。
A commercially available electronically controlled engine (8 cylinders, 4400 cc) was used, and a durability test was conducted by connecting a multi-converter filled with each catalyst to the exhaust system of the engine. The engine is operated in a mode operation of a steady operation of 60 seconds and a deceleration of 6 seconds (the fuel is cut at the time of deceleration, and the catalyst is exposed to severe conditions of a high-temperature oxidizing atmosphere). The catalyst was aged for 50 hours under the following conditions.

エージング後の触媒性能の評価は、市販の電子制御方
式のエンジン(4気筒1800cc)を使用し、各触媒を充填
したマルチコンバータを、エンジンの排気系に連設して
行なった。触媒の三元性能は触媒入口ガス温度400℃、
空間速度90,000hr-1の条件で評価した。この際、外部発
振器より1Hzサイン波型シグナルをエンジンのコントロ
ールユニットに導入して、空燃比(A/F)を±0.5A/F、1
Hzで振動させながら平均空燃比を連続的に変化させ、こ
の時の触媒入口及び出口ガス組成を同時に分析して、平
均空燃比がA/F=15.1から14.1までのCO,HC及びNOの浄化
率を求めた。
Evaluation of the catalyst performance after aging was performed using a commercially available electronically controlled engine (4-cylinder 1800 cc) and a multi-converter filled with each catalyst connected to the exhaust system of the engine. The three-way performance of the catalyst is 400 ° C at the catalyst inlet gas temperature.
The evaluation was performed under the conditions of space velocity of 90,000 hr- 1 . At this time, a 1Hz sine wave type signal from an external oscillator is introduced into the engine control unit, and the air-fuel ratio (A / F) is ± 0.5A / F, 1
The average air-fuel ratio is continuously changed while oscillating at Hz, and the catalyst inlet and outlet gas compositions at this time are simultaneously analyzed to purify CO, HC and NO when the average air-fuel ratio is A / F = 15.1 to 14.1 The rate was determined.

上記のようにして求めたCO,HC及びNOの浄化率対入口
空燃比をグラフにプロットして、三元持性曲線を作成
し、CO,NO浄化率曲線の交点(クロスオーバーポイント
と呼ぶ)の浄化率と、その交点のA/F値におけるHC浄化
率を求めて、触媒の三元性能の評価基準とした。
A plot of the CO, HC and NO purification rates versus the inlet air-fuel ratio obtained as described above is plotted to create a ternary durability curve, and the intersection of the CO and NO purification rate curves (called a crossover point). Of the catalyst and the HC purification rate at the A / F value at the intersection were determined as evaluation criteria for the three-way performance of the catalyst.

また、触媒の低温での浄化性能は、空燃比を±0.5A/
F、1Hzの条件で振動させながら、平均空燃比をA/F=14.
6に固定してエンジンを運転し、エンジン排気系の触媒
コンバーターの前に熱交換器を取り付けて、触媒入口ガ
ス温度を200℃から500℃まで連続的に変化させた時の触
媒入口及び出口ガス組成を分析して、CO,HC及びNOの浄
化率を求めることにより評価した。
In addition, the purification performance of the catalyst at low temperatures is such that the air-fuel ratio is ± 0.5 A /
The average air-fuel ratio is set to A / F = 14.
The engine was operated with the temperature fixed to 6, and a heat exchanger was installed in front of the catalytic converter in the engine exhaust system to change the gas at the catalyst inlet and outlet when the catalyst inlet gas temperature was continuously changed from 200 ° C to 500 ° C. The composition was analyzed and evaluated by determining the purification rates of CO, HC and NO.

上記のようにして求めたCO,HC及びNOの浄化率対触媒
入口ガス温度をグラフにプロットし、浄化率が50%を示
す触媒入口ガス温度(T50)を求めて、触媒の低温での
浄化性能を評価する基準とした。
The purification rates of CO, HC, and NO versus the catalyst inlet gas temperature obtained as described above are plotted on a graph, and the catalyst inlet gas temperature (T 50 ) at which the purification rate shows 50% is determined. It was a criterion for evaluating the purification performance.

以上の触媒性能評価方法により得られた結果を第2表
に示す。第2表より、本発明に開示する触媒は、セリウ
ム酸化物が安定化されたことにより高温酸化雰囲気のよ
うな厳しい条件下でも劣化の少ない優れた耐久性をもつ
触媒であることが明らかである。
Table 2 shows the results obtained by the above catalyst performance evaluation method. From Table 2, it is clear that the catalyst disclosed in the present invention has excellent durability with little deterioration even under severe conditions such as a high-temperature oxidizing atmosphere due to the stabilized cerium oxide. .

フロントページの続き (72)発明者 馬場 英幸 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地 の1 日本触媒化学工業株式会社触媒研 究所内 (72)発明者 土谷 一雄 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地 の1 日本触媒化学工業株式会社触媒研 究所内 (56)参考文献 特開 平2−111442(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 23/00 B01D 53/36Continued on the front page. (72) Inventor Hideyuki Baba 992, Nishioki, Okihama-shi, Aboshi-ku, Himeji-shi, Hyogo Pref. Inside the Catalyst Research Laboratory, Nippon Shokubai Chemical Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-2-111442 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B01J 23/00 B01D 53/36

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(a)ジルコニア、(b)イットリウムお
よびカルシウムのうち少なくとも一種および(c)希土
類元素(但し、イットリウムおよびセリウムを除く)の
うち少くとも一種を含有してなる安定化されたセリウム
酸化物(I)と、活性アルミナ(II)と、ロジウムおよ
び白金およびパラジウムよりなる群から選ばれた少なく
とも一種の白金族金属(III)とを含有してなり、該安
定化セリウム酸化物(I)はセリアとして10〜50重量
%、該イットリウムおよびカルシウムのうち少くとも一
種の酸化物(b)は0.1〜15重量%、かつ該希土類元素
(イットリウム、セリウムを除く)のうちの少くとも一
種以上の酸化物(c)は0.1〜15重量%の範囲で含有さ
れてなる触媒組成物を、ハニカム構造を有するモノリス
担体に被覆せしめてなる排ガス浄化用触媒。
1. A stabilized cerium containing (a) zirconia, (b) at least one of yttrium and calcium, and (c) at least one of rare earth elements (excluding yttrium and cerium). An oxide (I), activated alumina (II), and at least one platinum group metal (III) selected from the group consisting of rhodium, platinum, and palladium; ) Is 10 to 50% by weight as ceria, 0.1 to 15% by weight of at least one oxide (b) of yttrium and calcium, and at least one or more of the rare earth elements (excluding yttrium and cerium) Exhaust gas obtained by coating a catalyst composition containing 0.1 to 15% by weight of the oxide (c) on a monolithic carrier having a honeycomb structure. Purification catalyst.
【請求項2】安定化セリウム酸化物(I)が該触媒組成
物中に5〜80重量%含有されてなる請求項(1)記載の
触媒。
2. The catalyst according to claim 1, wherein the stabilized cerium oxide (I) is contained in the catalyst composition in an amount of 5 to 80% by weight.
【請求項3】安定化セリウム酸化物(I)に含有されて
なる希土類元素がネオジムおよびランタンのうち少くと
も一種である請求項(1)記載の触媒。
3. The catalyst according to claim 1, wherein the rare earth element contained in the stabilized cerium oxide (I) is at least one of neodymium and lanthanum.
【請求項4】白金およびラジウムよりなる群から選ばれ
た少くとも一種の白金族金属は、活性アルミナ(II)お
よび/または安定化セリウム酸化物(I)に担持されて
なる請求項(1)記載の触媒。
4. A method according to claim 1, wherein at least one platinum group metal selected from the group consisting of platinum and radium is supported on activated alumina (II) and / or stabilized cerium oxide (I). The catalyst as described.
【請求項5】活性アルミナ(II)に、触媒組成物当り0.
02〜2重量%のロジウムと、触媒組成物当り0〜10重量
%の白金およびパラジウムよりなる群から選ばれる少な
くとも1種(白金とパラジウムの合計が0重量%を除
く)を担持してなる請求項(1)記載の触媒。
5. A method according to claim 1, wherein the activated alumina (II) is added in an amount of 0.
02 to 2% by weight of rhodium and 0 to 10% by weight of the catalyst composition and at least one selected from the group consisting of platinum and palladium (total of platinum and palladium excluding 0% by weight). Item (1).
【請求項6】(a)ジルコニア、(b)イットリウムお
よびカルシウムのうち少なくとも一種、および(c)希
土類元素(但し、イットリウムおよびセリウムを除く)
のうち少なくとも一種を含有してなる、安定化されたセ
リウム酸化物(I)と、活性アルミナ(II)と、ロジウ
ムおよび白金およびパラジウムよりなる群から選ばれた
少なくとも一種の白金族金属(III)とを含有する触媒
組成物をモノリス構造を有するハニカム担体に被覆せし
めてなる排ガス浄化用触媒を製造するに際し、安定化セ
リウム酸化物(I)が、ジルコニウム酸化物および/ま
たはその水酸化物に、イットリウム塩およびカルシウム
塩のうち選ばれた少なくとも一種の塩と、希土類元素
(イットリウムおよびセリウムを除く)の少くとも1種
の塩と、セリウム塩の溶液を含浸し、焼成したものであ
る排ガス浄化用触媒の製造方法。
6. (a) zirconia, (b) at least one of yttrium and calcium, and (c) a rare earth element (excluding yttrium and cerium)
Cerium oxide (I), activated alumina (II), and at least one platinum group metal (III) selected from the group consisting of rhodium, platinum and palladium, containing at least one of the following: In producing an exhaust gas purifying catalyst obtained by coating a catalyst carrier having a monolith structure with a catalyst composition containing the following, the stabilized cerium oxide (I) is converted into a zirconium oxide and / or a hydroxide thereof. At least one salt selected from yttrium salts and calcium salts, at least one salt of a rare earth element (excluding yttrium and cerium), and a solution of a cerium salt impregnated and calcined for exhaust gas purification Method for producing catalyst.
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