JP2957873B2 - 炭化水素吸着剤 - Google Patents

炭化水素吸着剤

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JP2957873B2
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真紀 上久保
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Nissan Motor Co Ltd
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    • F01N2240/18Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/12Hydrocarbons

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  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車などの内燃機関
から排出される排ガスの浄化装置に使用される炭化水素
吸着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車等の内燃機関の排ガス浄化用触媒
としては、一酸化炭素(CO)および炭化水素(HC)
の酸化と、窒素酸化物(NOx)の還元を同時に行なう
三元触媒が汎用されている。かかる触媒は、排ガス温度
とエンジンの設定空燃比の影響を強く受ける。自動車用
触媒が浄化能を発揮する排ガス温度としては、一般に30
0 ℃以上必要であり、また空燃比は、HCとCOの酸化
とNOxの還元のバランスがとれる理論空燃比(A/F
=14.6) 付近で触媒が最も有効に働く。従って、従来の
三元触媒を用いる排ガス浄化装置を取り付けた自動車で
は、三元触媒が有効に働くような位置に設置されてお
り、また排気系の酸素濃度を検出して、混合気を理論空
燃比付近に保つようフィードバック制御が行なわれてい
る。
【0003】従来の三元触媒をエキゾーストマニホール
ド直後に設置しても、排ガス温度が低い(300 ℃以下)
エンジン始動直後には触媒活性が低く、始動直後(コー
ルドスタート時)に大量に排出されるHCは浄化されず
にそのまま排出されてしまうという問題がある。上記の
課題を解決するための排ガス浄化装置として、触媒コン
バータの排気上流側にコールドHCを吸着するための吸
着剤を納めたHCトラッパーを配置したものが特開平2
−135126号公報に提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
2−135126号公報に開示されている排気ガス浄化装置に
用いられている吸着材では、触媒金属を一部に担持した
モルデナイト及び、Y型ゼオライトを用いて炭化水素を
吸着除去しているが、モルデナイトやY型ゼオライト
は、炭素数の多い芳香族やその他の炭化水素は吸着する
が、炭素数の少ない(C2 〜C3)炭化水素は吸着され
ず、排出されてしまう。また、モルデナイト及びY型ゼ
オライトは吸着したほとんどの炭化水素を触媒金属が活
性化する温度(約300 ℃)より低温で、脱離してしま
う。
【0005】従って本発明の目的は、炭化水素類に大き
な吸着能を有し、かつ吸着した炭化水素類の脱離温度が
高く、自動車用触媒としても用いることが可能な程度の
耐熱性をもつ排ガス中の炭化水素類浄化用吸着剤を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決した本発
明の炭化水素吸着剤は、(1) 銀と、(2) リン、ビスマス
およびほう素から成る群から選ばれた少なくとも1種の
元素と、(3) 分子篩とからなることを特徴とする。
【0007】本発明で用いられる分子篩としては、結晶
性アルミノシリケート、結晶性アルミノフォスフェー
ト、結晶性シリコアルミノフォスフェートおよび結晶性
メタロシリケートが用いられる。結晶性アルミノシリケ
ートは、天然品、合成品のいずれでもよく、これらのア
ルミノシリケートの製造方法は特に限定されるものでは
ないが、MFI型ゼオライト、BEA型ゼオライト、F
AU型ゼオライト、MOR型ゼオライト、FER型ゼオ
ライト、ERI型ゼオライト、LTL型ゼオライト、C
HA型ゼオライトが使用できる。
【0008】そして結晶性アルミノフォスフェートとし
ては、ERI型ゼオライトが用いられ、結晶性シリコア
ルミノフォスフェートとしては、CHA型ゼオライトお
よび/またはFAU型ゼオライトが用いられ、結晶性メ
タロシリケートとしては、MFI型ゼオライトが用いら
れる。
【0009】上記のゼオライトは、排気ガスの組成に適
した細孔径を持つためHC吸着に適している。更に数種
類の異なる細孔径を持つゼオライト種を用いることによ
り排ガス組成中の全てのHC種を吸着することができ
る。
【0010】また、ゼオライトは、そのままあるいはア
ンモニウム塩、鉱酸等で処理をしてNH4 型あるいはH
型にイオン交換してからあるいはアルカリ金属、アルカ
リ土類金属でイオン交換してから本発明の触媒として使
用する事もできる。
【0011】本発明で用いるゼオライトは銀と、リン、
ビスマスおよびほう素からなる群より選ばれた少なくと
も一種の元素を含有する。銀はHC吸着量を増加させ、
リン、ビスマスおよびほう素は銀の耐水熱性を向上させ
る。ゼオライトに担持する銀の担持量は、Agの量で0.
1 〜15重量%が好ましい。0.1 重量%より少ないと吸着
性能が不十分であり、15重量%以上であると、銀がシン
タリングしやすくなり、細孔をふさいで吸着性能を妨げ
ることがある。リン、ビスマス、ほう素の担持量は任意
でよいが、P,Bi,Bで0.001 〜5重量%が好まし
い。0.001 重量%より少ないと耐久性能が不十分とな
り、5重量%より多いと吸着性能の向上が見られない。
また、ゼオライトに銀やリンかビスマスかほう素を含有
する方法としては、特に限定されず、イオン交換、含浸
担持、浸漬法等一般的な方法を用いる。銀においては可
溶性の塩となっているものを用いることができる。可溶
性の塩としては、硝酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩等が好適
に使用できる。リンにおいてはリン単体及び、リン化合
物である。これらの中で、特にリチウム塩、ナトリウム
塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩等のリン酸塩を
用いると耐熱性に優れた触媒となる。ビスマス、ほう素
においても同様である。これらのうちの少なくとも1種
を組み合わせて使用できる。リン、ビスマス、ほう素の
ゼオライトへの担持時期は、銀を担持する際に同時に担
持してもよいし、銀を担持する前に担持しても、後に担
持してもよい。銀やリン、ビスマス、ほう素を担持する
際、水溶液にNH3 を加えてアルカリ性にしてもよい。
【0012】
【作用】次に作用を説明する。内燃機関には排気ガス浄
化用触媒が現在使用されているが、排気ガスの有害成分
の排気浄化能は排気ガスの温度の影響を強く受け、300
℃以上の温度にならないと貴金属触媒により浄化されな
いため、コールドスタート時には多量の炭化水素が排出
されてしまう。このような、コールドスタート時に排出
される炭化水素を除去するためには炭化水素を吸着する
吸着剤を用いることが必要となる。また、ゼオライト類
は、均一な細孔を有する結晶性の多孔性物質であり、混
合物中からその細孔入口を通過できる大きさの分子だけ
を選択的に、細孔内に吸着する特性を持つ。この特性に
より、コールドスタート時に排出される炭化水素を吸着
し、触媒反応のおきない温度領域での排ガス中のHCを
低減する。また、自動車の排ガス中には多種の炭化水素
が排出される。本発明者等は、ゼオライトに銀とリン又
はビスマス又はほう素の1種類以上を同時に用いること
により、エンジン始動時の排ガス浄化用触媒が十分機能
できるほど温度が高くない時点での排ガス中で吸着され
た炭化水素類を、さらに、エンジン始動から所定時間た
って排気ガス浄化用触媒が十分機能できるほど温度が高
くなるまで、この吸着剤に吸着された炭化水素類の脱離
を抑制することができるようになった。さらにこの吸着
剤で吸着できる排ガス中の炭化水素類は炭素数が2〜3
の小さいHCから芳香族類の大きいHCまで幅広い範囲
である。
【0013】本発明の吸着剤で吸着できる排ガス中の炭
化水素類とは、例えば(1)プロパン、ブタン、ペンタ
ン、ヘキサン等のパラフィン炭化水素、(2)エチレ
ン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン等のオレ
フィン炭化水素、(3)ベンゼン、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素、(4)メタノール、エタノール、
メチルターシャリーブチルエーテル、ホルムアルデヒド
等の酸素含有炭化水素類である。これらの中で、本発明
の吸着剤は、特にオレフィン炭化水素、芳香族炭化水
素、酸素含有炭化水素類に対する吸着性能が高い。ま
た、P,Bi,Bを加えることにより銀が安定化し、自
動車用吸着剤として要求される耐熱性を向上することが
できる。
【0014】本発明の吸着剤の形状は任意であり、排気
管に直接付けることができる。また、ハニカム状の各種
基材に吸着剤を塗布して用いられる。このハニカム材料
としては、一般にコージェライト質のものが多く用いら
れるが、金属材料からなるハニカムを用いることも可能
である。形状をハニカム状とすることにより、吸着剤と
排ガスの接触面積が大きくなり、圧力損失も抑えられる
ため自動車用として用いる場合極めて有利である。また
一体型であるため振動により摩耗することがないという
効果がある。
【0015】
【実施例】以下本発明を実施例、比較例および試験例に
より説明する。尚例中の部は重量部を示す。
【0016】実施例1 H型ZSM−5ゼオライト(Si/2AL=30)の粉末
を、0.04Mの濃度のピロリン酸ナトリウム(PPN)
(Na4 2 7)と2.7 Mの濃度の硝酸銀(AgNO3)
のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中で、12時間攪拌
した後、ろ過することにより、そのゼオライトにリンと
銀を担持した。得られた粉末を乾燥し、焼成することに
より吸着剤を得た。この吸着剤を100 重量部、シリコゾ
ル(固形分20%)65部、及び水65部を磁性ポットに仕込
み、振動ミル装置で40分間もしくは、ユニバーサルボー
ルミル装置で6.5 時間混合粉砕して、ウォッシュコート
スラリーを製造した。コーディエライト製モノリス担体
を吸引コート法で吸水処理した後、前記で製造したスラ
リーを担体断面全体に均一に投入し吸引コート法で余分
なスラリーを除去した。その後、乾燥を行い400 ℃で約
1時間仮焼した。これにより、ゼオライトが約90g/L コ
ート量で担体にコートされた。上記のウォッシュコー
ト、乾燥及び焼成をさらに2回繰り返して合計約200g/L
のゼオライトをコートし空気雰囲気中400 ℃で1時間焼
成を行った。この吸着剤中の担持された銀は、7重量
%、リンは0.2 重量%。
【0017】実施例2〜11 実施例2の場合、実施例1において、ピロリン酸ナトリ
ウムの代わりに五酸化リンの水溶液を用いたこと以外は
同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中の担持され
た銀は7.5 重量%、リンは0.2 重量%。 実施例3の場合、実施例1において、H型ZSM−5の
代わりにY型ゼオライト(Si/2AL=7)を用いた
こと以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中
の担持された銀は7.2 重量%、リンは0.2 重量%。 実施例4の場合、実施例1において、H型ZSM−5の
代わりにβゼオライト(Si/2AL=20)を用いたこ
と以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中の
担持された銀は6.5 重量%、リンは0.2 重量%。 実施例5の場合、実施例1において、H型ZSM−5の
代わりにモルデナイト(Si/2AL=13)を用いたこ
と以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中の
担持された銀は6.9 重量%、リンは0.2 重量%。 実施例6の場合、実施例1において、H型ZSM−5
(Si/2AL=30)の代わりにH型ZSM−5(Si
/2AL=700 )を用いたこと以外は同様にして吸着剤
を調製した。この吸着剤中の担持された銀は1.0 重量
%、リンは0.2 重量%。 実施例7の場合、実施例1において、H型ZSM−5の
代わりにY型ゼオライト(Si/2AL=14)を用いた
こと以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中
の担持された銀は6.8 重量%、リンは0.2 重量%。 実施例8の場合、実施例1において、H型ZSM−5の
代わりにβゼオライト(Si/2AL=40)を用いたこ
と以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中の
担持された銀は4.2 重量%、リンは0.2 重量%。 実施例9の場合、実施例1において、H型ZSM−5の
代わりにモルデナイト(Si/2AL=30)を用いたこ
と以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中の
担持された銀は5.1 重量%、リンは0.2 重量%。 実施例10の場合、実施例1において、0.04Mの濃度のピ
ロリン酸ナトリウムの代わりに0.4 Mの濃度のピロリン
酸ナトリウムを用いたこと以外は同様にして吸着剤を調
製した。この吸着剤中の担持された銀は8重量%、リン
は0.2 重量%。 実施例11の場合、実施例1において、2.7 Mの濃度の硝
酸銀の代わりに0.7 Mの濃度の硝酸銀を用いたこと以外
は同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中の担持さ
れた銀は1.9 重量%、リンは0.2 重量%。
【0018】実施例12〜15 実施例12の場合、実施例1において、0.04Mの濃度のピ
ロリン酸ナトリウムの代わりに0.08Mの濃度の硝酸ビス
マスを用いたこと以外は同様にして吸着剤を調製した。
この吸着剤中の担持された銀は7.7 重量%、ビスマスは
0.2 重量%。 実施例13の場合、実施例1において、0.04Mの濃度のピ
ロリン酸ナトリウムの代わりに0.08Mの濃度の硝酸ビス
マスを用い、さらにH型ZSM−5の代わりにY型ゼオ
ライト(Si/2AL=7)を用いたこと以外は同様に
して吸着剤を調製した。この吸着剤中の担持された銀は
7.3 重量%、ビスマスは0.2 重量%。 実施例14の場合、実施例1において、0.04Mの濃度のピ
ロリン酸ナトリウムの代わりに0.08Mの濃度の硝酸ビス
マスを用い、さらにH型ZSM−5の代わりにβゼオラ
イト(Si/2AL=20)を用いたこと以外は同様にし
て吸着剤を調製した。この吸着剤中の担持された銀は6.
1 重量%、ビスマスは0.2 重量%。 実施例15の場合、実施例1において、0.04Mの濃度のピ
ロリン酸ナトリウムの代わりに0.08Mの濃度の硝酸ビス
マスを用い、さらにH型ZSM−5の代わりにモルデナ
イト(Si/2AL=13)を用いたこと以外は同様にし
て吸着剤を調製した。この吸着剤中の担持された銀は6.
7 重量%、ビスマスは0.2 重量%。
【0019】実施例16 H型ZSM−5(Si/2AL=30)を、0.08Mの濃度
の硝酸ビスマスをアンモニアを含むアルカリ性水溶液中
で、12時間攪拌した後、ろ過することにより、そのゼオ
ライトにビスマスを担持した。得られた粉末を乾燥し、
焼成を行いBi担持ZSM−5(Bi/ZSM−5)を
得た。さらに、Bi/ZSM−5を2.7Mの濃度の硝酸
銀(AgNO3)のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中
で、12時間攪拌した後、ろ過することにより、そのゼオ
ライトに銀を担持した。得られた粉末を乾燥し、焼成す
ることにより、吸着剤を得た。この吸着剤を実施例1の
ようにコーティングを行った。この吸着剤中の担持され
た銀は、5重量%、ビスマスは0.2 重量%。
【0020】実施例17 H型ZSM−5(Si/2AL=30)を、2.7 Mの濃度
の硝酸銀のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中で、12
時間攪拌した後、ろ過することにより、そのゼオライト
に銀を担持した。得られた粉末を乾燥し、焼成を行いA
g担持ZSM−5(Ag/ZSM−5)を得た。さら
に、0.08Mの濃度の硝酸ビスマスをアンモニアを含むア
ルカリ性水溶液中で、12時間攪拌した後、ろ過すること
により、そのゼオライトにビスマスを担持した。得られ
た粉末を乾燥し、焼成した。この吸着剤を実施例1のよ
うにコーティングを行った。この吸着剤中の担持された
銀は、7.2 重量%、ビスマスは0.2 重量%。
【0021】実施例18 H型ZSM−5を100 部、シリコゾル(固形分20%)65
部、及び水65部を用いて実施例1と同様にしてコーティ
ングを行った。それを0.08Mの濃度の硝酸ビスマスと2.
7 Mの濃度の硝酸銀のアンモニアを含むアルカリ性水溶
液中に10分浸し、乾燥、焼成を行った。この吸着剤中の
担持された銀は、2.5 重量%、ビスマスは0.2 重量%。
【0022】実施例19 H型ZSM−5(Si/2AL=30) を0.04Mの濃度の
ピロリン酸ナトリウムのアンモニアを含むアルカリ性水
溶液中で、12時間攪拌した後、ろ過することにより、そ
のゼオライトにリンを担持した。得られた粉末を乾燥
し、焼成を行いP担持ZSM−5(P/ZSM−5)を
得た。さらに、P/ZSM−5を2.7 Mの濃度の硝酸銀
のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中で、12時間攪拌
した後、ろ過することにより、そのゼオラインに銀を担
持した。得られた粉末を乾燥し、焼成することにより吸
着剤を得た。この吸着剤を実施例1のようにコーティン
グを行った。この吸着剤中の担持された銀は、7.9 重量
%、リンは0.2 重量%。
【0023】実施例20 H型ZSM−5(Si/2AL=30) を2.7 Mの濃度の
硝酸銀のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中で、12時
間攪拌した後、ろ過することにより、そのゼオライトに
銀を担持した。得られた粉末を乾燥し、焼成を行いAg
担持ZSM−5(Ag/ZSM−5)を得た。さらに、
0.04Mの濃度のピロリン酸ナトリウムのアンモニアを含
むアルカリ性水溶液中で、12時間攪拌した後、ろ過する
ことにより、そのゼオライトにリンを担持した。得られ
た粉末を乾燥し、焼成した。この吸着剤を実施例1のよ
うにコーティングを行った。この吸着剤中の担持された
銀は、7.2 重量%、リンは0.2 重量%。
【0024】実施例21 H型ZSM−5(Si/2AL=30) を100 部、シリコ
ゾル(固形分20%)65部、及び水65部を用いて実施例1
と同様にしてコーティングを行った。それを0.04Mの濃
度のピロリン酸ナトリウムと2.7 Mの濃度の硝酸銀のア
ンモニアを含むアルカリ性水溶液中に10分間浸し、乾
燥、焼成を行ったこの吸着剤中の担持された銀は、4.6
重量%、リンは0.2 重量%。
【0025】実施例22 実施例22の場合、実施例1において、0.04Mの濃度のピ
ロリン酸ナトリウムの代わりに0.04Mの濃度の酢酸アン
チモンと0.04Mの濃度の硝酸ビスマスを用いたこと以外
は同様にして触媒を調製した。この吸着剤中の担持され
た銀は6.9 重量%、アンチモンは0.01重量%、ビスマス
は0.1 重量%。
【0026】実施例23〜26 実施例23の場合、実施例1において、0.04Mの濃度のピ
ロリン酸ナトリウムの代わりに0.08Mの濃度のほう酸を
用い、イオン交換液にアンモニアを加えないこと以外は
同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中の担持され
た銀は5.8 重量%、ほう素は0.2 重量%。 実施例24の場合、実施例1において、0.04Mの濃度のピ
ロリン酸ナトリウムの代わりに0.08Mの濃度のほう酸を
用い、さらにH型ZSM−5の代わりにY型ゼオライト
(Si/2AL=7)を用い、イオン交換液にアンモニ
アを加えないこと以外は同様にして吸着剤を調製した。
この吸着剤中の担持された銀は5.6 重量%、ほう素は0.
2 重量%。 実施例25の場合、実施例1において、0.04Mの濃度のピ
ロリン酸ナトリウムの代わりに0.08Mの濃度のほう酸を
用い、さらにH型ZSM−5の代わりにβゼオライト
(Si/2AL=20)を用い、イオン交換液にアンモニ
アを加えないこと以外は同様にして吸着剤を調製した。
この吸着剤中の担持された銀は6.1 重量%、ほう素は0.
2 重量%。 実施例26の場合、実施例1において、0.04Mの濃度のピ
ロリン酸ナトリウムの代わりに0.08Mの濃度のほう酸を
用い、さらにH型ZSM−5の代わりにモルデナイト
(Si/2AL=13)を用い、イオン交換液にアンモニ
アを加えないこと以外は同様にして吸着剤を調製した。
この吸着剤中の担持された銀は6.2 重量%、ほう素は0.
2 重量%。
【0027】実施例27 H型ZSM−5(Si/2AL=30)を、0.08Mの濃度
のほう酸の水溶液中で、12時間攪拌した後、ろ過するこ
とにより、そのゼオライトにほう素を担持した。得られ
た粉末を乾燥し、焼成を行いB担持ZSM−5(B/Z
SM−5)を得た。さらに、B/ZSM−5を2.7 Mの
濃度の硝酸銀のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中
で、12時間攪拌した後、ろ過することにより、そのゼオ
ライトに銀を担持した。得られた粉末を乾燥し、焼成す
ることにより吸着剤を得た。この吸着剤を実施例1のよ
うにコーティングを行った。この吸着剤中の担持された
銀は、6.1 重量%、ほう素は0.2 重量%。
【0028】実施例28 H型ZSM−5(Si/2AL=30)を、2.7 Mの濃度
の硝酸銀のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中で、12
時間攪拌した後、ろ過することにより、そのゼオライト
に銀を担持した。得られた粉末を乾燥し、焼成を行いA
g担持ZSM−5(Ag/ZSM−5)を得た。さら
に、0.08Mの濃度のほう酸を水溶液中で、12時間攪拌し
た後、ろ過することにより、そのゼオライトにほう素を
担持した。得られた粉末を乾燥し、焼成した。この吸着
剤を実施例1のようにコーティングを行った。この吸着
剤中の担持された銀は、6.8 重量%、ほう素は0.2 重量
%。
【0029】実施例29 H型ZSM−5(Si/2AL=30) を100 部、シリコ
ゾル(固形分20%)65部、及び水65部を用いて実施例1
と同様にしてコーティングを行った。それを0.08Mの濃
度のほう酸と2.7 Mの濃度の硝酸銀のアンモニアを含む
アルカリ水溶液中に10分間浸し、乾燥、焼成を行ったこ
の吸着剤中の担持された銀は、2.8 重量%、ほう素は0.
2 重量%。
【0030】実施例30〜33 実施例30の場合、実施例1において、H型ZSM−5の
代わりにZSM−35(Si/2AL=10) を用いたこと
以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中の担
持された銀は9.4 重量%、リンは0.2 重量%。 実施例31の場合、ALPO4 −17を100 部、シリコゲル
(固形分20%)65 部、及び水65部を用いて実施例1と同
様にしてコーティングを行った。それを、0.04Mの濃度
のピロリン酸ナトリウムと2.7 Mの濃度の硝酸銀のアン
モニアを含むアルカリ性水溶液中に10分間浸し、乾燥、
焼成を行った。この吸着剤中の担持された銀は、2.3 重
量%、リンは0.2 重量%。 実施例32の場合、実施例1において、H型ZSM−5の
代わりにLS212 (Si/2AL=6)を用いたこと以
外は同様にして触媒を調製した。この吸着剤中の担持さ
れた銀は8.9 重量%、リンは0.2 重量%。 実施例33の場合、SAPO4 −34を100 部、シリコゲル
(固形分20%)65 部、及び水65部を用いて実施例1と同
様にしてコーティングを行った。それを、0.04Mの濃度
のピロリン酸ナトリウムと2.7 Mの濃度の硝酸銀のアン
モニアを含むアルカリ性水溶液中に10分間浸し、乾燥、
焼成を行った。この吸着剤中の担持された銀は、4.1 重
量%、リンは0.2 重量%。
【0031】実施例34 硫酸アルミニウム(18水塩)337.5g、硫酸 (97%)362.5
g 、硝酸銅(3水塩)129.5g、水7841ccを溶液としたも
のをA液とした。水ガラス(J−珪酸ソーダ)5275.0g
、水5000ccを水溶液としたものをB液とした。塩化ナ
トリウム987.5g、水2300ccを溶液としたものをC液とし
た。室温でC液を攪拌しながら、これにA液、B液を除
々に滴下した後、硫酸(48%) 60.0g を添加した。この
混合物にモルデナイトの粉末12.5g を添加した後、25リ
ットルのオートクレーブに入れて回転数300ppmで攪拌し
ながら自己圧力下にて20時間反応させた。反応混合物を
冷却した後、固形物をろ過分離した。ついで、前記固形
物に280 リットルの水を加え水洗、ろ過を繰り返した。
得られた固形物を120 ℃で一昼夜乾燥、550 ℃、4時空
気焼成し、1200g の結晶性アルミノシリケートを得た。
X線回折測定により結晶性メタロシリケートはMFI構
造を持つ公知のゼオライトZSM−5に構造的に類似し
ていた。この結晶性メタロシリケートの粉末を、実施例
1におけるH型ZSM−5ゼオライトの代わりに用いた
こと以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中
に担持された銀は7.3 重量%、リンは0.2 重量%。
【0032】実施例35 実施例34における硝酸銅の代わりに硝酸ニッケル(6水
塩)155.9gを添加したこと以外は同様にして吸着剤を調
製した。この吸着剤中に担持された銀は7.1 重量%、リ
ンは0.2 重量%。
【0033】実施例36 実施例34における硝酸銅の代わりに硝酸マンガン(6水
塩)153.8gを添加したこと以外は同様にして吸着剤を調
製した。この吸着剤中に担持された銀は7.0 重量%、リ
ンは0.2 重量%。
【0034】実施例37 SiO2 /AL2 3 モル比が30のH型ZSM−5ゼオ
ライトの粉末を、0.04Mの濃度のピロリン酸ナトリウム
(Na4 2 7)と2.7 Mの濃度の硝酸銀(AgNO3)
のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中で、12時間攪拌
した後、ろ過することにより、そのゼオライトにリンと
銀を担持した。得られた粉末を乾燥し、焼成することに
より吸着剤を得た。この吸着剤を30部、ZSM−5(S
iO2 /AL2 3 =700) 30 部、Y型ゼオライトUS
Y(SiO2 /AL2 3 =14)40部、シリコゾル(固
形分20%) 65部、及び水65部を磁性ポットに仕込み、以
降は実施例1と同様にして吸着剤を調製した、この吸着
触媒中に担持された銀は、2.2 重量%、リンは0.06重量
%。
【0035】実施例38 SiO2 /AL2 3 モル比が7のY型ゼオライトの粉
末を、0.04Mの濃度のピロリン酸ナトリウム(Na4
2 7)と2.7 Mの濃度の硝酸銀(AgNO3)のアンモニ
アを含むアルカリ性水溶液中で、12時間攪拌した後、ろ
過することにより、そのゼオライトにリンと銀を担持し
た。得られた粉末を乾燥し、焼成することにより吸着剤
を得た。この吸着剤を30部、ZSM−5(SiO2 /A
2 3=700) 30 部、βゼオライト(SiO2 /AL
2 3 =30) 40部、シリコゾル(固形分20%) 65部、及
び水65部を磁性ポットに仕込み、以降は実施例1と同様
にして吸着剤を調製した。この吸着触媒中に担持された
銀は、2.4 重量%、リンは0.06重量%。
【0036】実施例39 SiO2 /AL2 3 モル比が7のY型ゼオライトの粉
末を、0.04Mの濃度のピロリン酸ナトリウム(Na4
2 7)と2.7 Mの濃度の硝酸銀(AgNO3)のアンモニ
アを含むアルカリ性水溶液中で、12時間攪拌した後、ろ
過することにより、そのゼオライトにリンと銀を担持し
た。得られた粉末を乾燥し、焼成することにより吸着剤
−1を得た。また、SiO2 /AL2 3 モル比が約30
のH型ZSM−5ゼオライトの粉末を、0.04Mの濃度の
ピロリン酸ナトリウム(Na4 2 7)と2.7 Mの濃度
の硝酸銀アンモニアを含むアルカリ性水溶液中で、12時
間攪拌した後、ろ過することにより、そのゼオライトに
リンと銀を担持した。得られた粉末を乾燥し、焼成する
ことにより吸着剤−2を得た。次に吸着剤−1を20部、
吸着剤−2を20部、ZSM−5(SiO2 /AL2 3
=700) 30 部、βゼオライト(SiO2 /AL2 3
30) 30部、シリコゾル(固形分20%) 65部、及び水65部
を磁性ポットに仕込み、以降は実施例1と同様にして吸
着剤を調製した。この吸着剤中に担持された銀は、3.0
重量%、リンは0.08重量%。
【0037】実施例40 実施例1のH型ZSM−5ゼオライト(Si/2AL=
30) をCHA型ゼオライトSAPO4 −34と置き換えた
事以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中に
担持された銀は5.1 重量%、リンは0.2 重量%。
【0038】実施例48 実施例1のH型ZSM−5ゼオライト(Si/2AL=
30) をERI型ゼオライトALPO4 −17で置き換えた
事以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸着剤中に
担持された銀は4.7 重量%、リンは0.2 重量%。
【0039】比較例1 H型ZSM−5(Si/2AL=700)を100 部、シリコ
ゾル(固形分20%) 65部、及び水65部を用いし実施例1
と同様にしてコーティングを行った。
【0040】比較例2 H型ZSM−5(Si/2AL=30) を2.7 Mの濃度の
硝酸銀をアンモニアを含むアルカリ性水溶液中で、12時
間攪拌した後、ろ過することにより、そのゼオライトに
Agを担持した。得られた粉末を乾燥、焼成し吸着剤を
得た。この吸着剤を100 部、シリコゲル(固形分20%)6
5 部、及び水65部を用いて実施例1と同様にしてコーテ
ィングを行った。この吸着剤中の担持された銀は7.2 重
量%。
【0041】比較例3 Y型ゼオライト(Si/2AL=7) を2.7 Mの濃度の
硝酸銀のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中で、12時
間攪拌した後、ろ過することにより、そのゼオライトに
Agを担持した。得られた粉末を乾燥、焼成し吸着剤を
得た。この吸着剤を100 部、シリコゲル(固形分20%)6
5 部、及び水65部を用いて実施例1と同様にしてコーテ
ィングを行った。この吸着剤中の担持された銀は8.1 重
量%。
【0042】比較例4 βゼオライト(Si/2AL=20) を2.7 Mの濃度の硝
酸銀のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中で、12時間
攪拌した後、ろ過することにより、そのゼオライトにA
gを担持した。得られた粉末を乾燥、焼成し吸着剤を得
た。この吸着剤を100 部、シリコゲル(固形分20%)65
部、及び水65部を用いて実施例1と同様にしてコーティ
ングを行った。この吸着剤中の担持された銀は7.3 重量
%。
【0043】比較例5 モルデナイト(Si/2AL=13) を2.7 Mの濃度の硝
酸銀のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中で、12時間
攪拌した後、ろ過することにより、そのゼオライトにA
gを担持した。得られた粉末を乾燥、焼成し吸着剤を得
た。この吸着剤を100 部、シリコゲル(固形分20%)65
部、及び水65部を用いて実施例1と同様にしてコーティ
ングを行った。この吸着剤中の担持された銀は7.9 重量
%。
【0044】比較例6 実施例1において、硝酸銀の濃度を2.7 Mから0.03Mに
変えたこと以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸
着剤中に担持された銀は0.09重量%、リンは0.2 重量
%。
【0045】比較例7 実施例1において、硝酸銀の濃度を2.7 Mから7Mに変
えたこと以外は同様にして吸着剤を調製した。この吸着
剤中に担持された銀は18.0重量%、リンは0.2 重量%。
【0046】比較例8 実施例1において、ピロリン酸ナトリウムの濃度を0.04
Mから0.0001Mに変えたこと以外は同様にして吸着剤を
調製した。この吸着剤中に担持された銀は2.3 重量%、
リンは0.0005重量%。
【0047】比較例9 実施例1において、ピロリン酸ナトリウムの濃度を0.04
Mから2Mに変えたこと以外は同様にして吸着剤を調製
した。この吸着剤中に担持された銀は6.8 重量%、リン
は8.8 重量%。
【0048】試験例 各実施例に1〜41および比較例1〜9の触媒について実
験用のコンバーターに充填し、排気モデルガスを用いて
下記条件で、性能評価試験を行った。その結果を表1〜
3に記す。また、各触媒の組成を表4〜6に示す。性能
評価条件 触媒容量:0.03L 評価装置:排気モデルガス評価装置(ガス、またはボンベガス使用) 空間速度:80,000 h-1 触媒入口ガス組成:トルエン 2,000ppm/N2 プロピレン 1,000ppm/N2 70℃で10分間温度保持し、HC吸着させ、その後40℃/
min で昇温させ脱離させた。 トルエンの吸着率 :10分間 プロピレンの吸着率:5分間 脱離温度は排出HCが最大濃度になった温度 ここで、エンジン耐久品とは 吸着剤 700 ℃×50h Y44エンジン耐久品 (耐久モード 60sec (クルージング)+5sec (燃料カット))
【0049】
【表1】
【0050】
【表2】
【0051】
【表3】
【0052】
【表4】
【0053】
【表5】
【0054】
【表6】
【0055】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、Agを担持したゼオライトにP,BiおよびBから
なる群より選ばれた1種類以上を担持することにより、
炭素数の多い芳香族やその他の分子径の大きい炭化水素
に加え、H型のゼオライトでは、吸着されなかった炭素
数の少ない炭化水素(C2 〜C3)を吸着することが可能
になった。また、低温で吸着した炭化水素が三元触媒が
活性化する前に脱離してしまうことが問題になっていた
が、P,Bi,Bの1種類以上を加えることにより脱離
温度が高温側にシフトするようになり、三元触媒により
浄化される量が増えた。また自動車用触媒として用いる
ための、耐熱性もP,Bi,Bの1種類以上を加えるこ
とにより向上した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上久保 真紀 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 池田 卓弥 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 増田 剛司 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−168941(JP,A) 特開 平6−312132(JP,A) 特開 平7−155613(JP,A) 特開 平5−317701(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 20/00 - 20/34 B01D 53/34

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1) 銀と、(2) リン、ビスマスおよびほ
    う素からなる群から選ばれた少なくとも1種の元素と、
    (3) 分子篩とからなることを特徴とする炭化水素吸着
    剤。
  2. 【請求項2】 分子篩として結晶性アルミノシリケー
    ト、結晶性アルミノフォスフェート、結晶性シリコアル
    ミノフォスフェートまたは結晶性メタロシリケートを用
    いることを特徴とする請求項1記載の炭化水素吸着剤。
  3. 【請求項3】 結晶性アルミノシリケートとして、MF
    I型ゼオライト、BEA型ゼオライト、FAU型ゼオラ
    イト、MOR型ゼオライト、FER型ゼオライト、ER
    I型ゼオライト、LTL型ゼオライトおよびCHA型ゼ
    オライトよりなる群から選ばれた少なくとも1種を用い
    たことを特徴とする請求項1または2記載の炭化水素吸
    着剤。
  4. 【請求項4】 結晶性アルミノフォスフェートとして、
    ERI型ゼオライトを用いることを特徴とする請求項1
    〜3のいずれか一つの項に記載の炭化水素吸着剤。
  5. 【請求項5】 結晶性シリコアルミノフォスフェートと
    して、CHA型ゼオライトおよび/またはFAU型ゼオ
    ライトを用いることを特徴とする請求項1または2記載
    の炭化水素吸着剤。
  6. 【請求項6】 結晶性メタロシリケートとして、MFI
    型ゼオライトを用いることを特徴とする請求項1または
    2記載の炭化水素吸着剤。
  7. 【請求項7】 銀の含有量が0.1 〜15重量%、リン、ビ
    スマスおよびほう素からなる群より選ばれた少なくとも
    1種の元素の量が0.001 〜5重量%であることを特徴と
    する請求項1〜6のいずれか一つの項に記載の炭化水素
    吸着剤。
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