JP3260148B2 - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒Info
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は900℃以上でも用いら
れる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)及び酸化窒
素(NOx)の浄化能力に優れた排気ガス浄化用三元触
媒に関するものである。
れる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)及び酸化窒
素(NOx)の浄化能力に優れた排気ガス浄化用三元触
媒に関するものである。
【0002】
【従来の技術】希土類金属、アルカリ土類金属及び遷移
金属から構成されるペロブスカイト型構造を有する複合
酸化物は、CO、HC及びNOxを浄化する安価な排気
ガス浄化用三元触媒として実用化が期待されている(特
開昭59−87046号公報、特開昭60−82138
号公報参照)。しかし、これらの触媒はいずれも800
℃以下で使用するのを目的としており、自動車排ガス用
触媒のように900℃以上の高温域において高い触媒活
性を必要とし、かつ高温での耐久性も満足する必要があ
る場合には、十分な触媒とはいえない。すなわち、ペロ
ブスカイト型構造を有する複合酸化物は、900℃以上
の高温で使用すると焼結して有効表面積が減少し、触媒
活性が著しく低下する。また、このペロブスカイト型複
合酸化物はCO、HCの浄化能力は優れているが、NO
xの浄化能力がやや劣っており、自動車排ガス用の三元
触媒として実用に供するには十分でない。
金属から構成されるペロブスカイト型構造を有する複合
酸化物は、CO、HC及びNOxを浄化する安価な排気
ガス浄化用三元触媒として実用化が期待されている(特
開昭59−87046号公報、特開昭60−82138
号公報参照)。しかし、これらの触媒はいずれも800
℃以下で使用するのを目的としており、自動車排ガス用
触媒のように900℃以上の高温域において高い触媒活
性を必要とし、かつ高温での耐久性も満足する必要があ
る場合には、十分な触媒とはいえない。すなわち、ペロ
ブスカイト型構造を有する複合酸化物は、900℃以上
の高温で使用すると焼結して有効表面積が減少し、触媒
活性が著しく低下する。また、このペロブスカイト型複
合酸化物はCO、HCの浄化能力は優れているが、NO
xの浄化能力がやや劣っており、自動車排ガス用の三元
触媒として実用に供するには十分でない。
【0003】そこで、ペロブスカイト型構造を有する複
合酸化物を触媒成分として900℃以上の高温度で長時
間用いた場合の問題点である焼結による活性低下を防
ぎ、触媒成分のNOx浄化能力の改善を図るために、ペ
ロブスカイト型構造の複合酸化物と、耐熱性を有する複
合酸化物と、貴金属とを共存させた排気ガス浄化用触媒
が提案されている(特開平1−168343号公報参
照)。そこで使用されている耐熱性複合酸化物は、触媒
成分のペロブスカイト型複合酸化物と化学的性質の類似
した構造を有し、希土類金属とアルカリ土類金属を有し
ている。
合酸化物を触媒成分として900℃以上の高温度で長時
間用いた場合の問題点である焼結による活性低下を防
ぎ、触媒成分のNOx浄化能力の改善を図るために、ペ
ロブスカイト型構造の複合酸化物と、耐熱性を有する複
合酸化物と、貴金属とを共存させた排気ガス浄化用触媒
が提案されている(特開平1−168343号公報参
照)。そこで使用されている耐熱性複合酸化物は、触媒
成分のペロブスカイト型複合酸化物と化学的性質の類似
した構造を有し、希土類金属とアルカリ土類金属を有し
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記引用の特
開平1−168343号公報の発明と同様に、ペロブス
カイト型構造の複合酸化物触媒の900℃以上での触媒
活性の低下を防ぐとともに、NOx浄化能力を改善する
ことにあり、その引用発明とは耐熱性酸化物の構造の異
なるものを提供することを目的とするものである。
開平1−168343号公報の発明と同様に、ペロブス
カイト型構造の複合酸化物触媒の900℃以上での触媒
活性の低下を防ぐとともに、NOx浄化能力を改善する
ことにあり、その引用発明とは耐熱性酸化物の構造の異
なるものを提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式Ln1-
xAxMO3(LnはCeを除く希土類金属、AはCe
又はアルカリ土類金属、Mは遷移金属、0<x<1)で
示されるペロブスカイト型構造の複合酸化物と、Ce及
びZr、又はさらにCe以外の希土類金属を含む、少な
くとも一部が複合酸化物又は固溶体となっている耐熱性
酸化物と、貴金属とを共存させた排気ガス浄化用触媒で
ある。ここで、Ln、A及びMは1種ずつの場合に限ら
ず、2種以上を含んでいる場合も含む。
xAxMO3(LnはCeを除く希土類金属、AはCe
又はアルカリ土類金属、Mは遷移金属、0<x<1)で
示されるペロブスカイト型構造の複合酸化物と、Ce及
びZr、又はさらにCe以外の希土類金属を含む、少な
くとも一部が複合酸化物又は固溶体となっている耐熱性
酸化物と、貴金属とを共存させた排気ガス浄化用触媒で
ある。ここで、Ln、A及びMは1種ずつの場合に限ら
ず、2種以上を含んでいる場合も含む。
【0006】本発明の第1の特徴は、ペロブスカイト型
構造の複合酸化物からなる触媒成分に耐熱性酸化物を共
存させた点にある。耐熱性酸化物はセリウム酸化物とジ
ルコニウム酸化物、又はさらにセリウム以外の希土類金
属の酸化物を含み、それらの酸化物の少なくとも一部は
複合酸化物又は固溶体として存在し、900℃以上の高
温においても焼結を抑制することができる。この耐熱性
酸化物による効果は、触媒成分を耐熱性酸化物上に担持
して用いる場合、及び触媒成分粉末と耐熱性酸化物粉末
とを混合して使用する場合のいずれの場合にも有効に発
揮され、900℃以上の高温で長時間使用した後でも触
媒成分は担体上に高分散状態に維持されているか、又は
耐熱性酸化物粉末間に高分散の状態で存在している。こ
の耐熱性酸化物が900℃以上の高温においても熱的に
安定で、触媒成分と反応しにくいので、触媒成分のペロ
ブスカイト構造の破壊による触媒活性の低下が防がれ
る。
構造の複合酸化物からなる触媒成分に耐熱性酸化物を共
存させた点にある。耐熱性酸化物はセリウム酸化物とジ
ルコニウム酸化物、又はさらにセリウム以外の希土類金
属の酸化物を含み、それらの酸化物の少なくとも一部は
複合酸化物又は固溶体として存在し、900℃以上の高
温においても焼結を抑制することができる。この耐熱性
酸化物による効果は、触媒成分を耐熱性酸化物上に担持
して用いる場合、及び触媒成分粉末と耐熱性酸化物粉末
とを混合して使用する場合のいずれの場合にも有効に発
揮され、900℃以上の高温で長時間使用した後でも触
媒成分は担体上に高分散状態に維持されているか、又は
耐熱性酸化物粉末間に高分散の状態で存在している。こ
の耐熱性酸化物が900℃以上の高温においても熱的に
安定で、触媒成分と反応しにくいので、触媒成分のペロ
ブスカイト構造の破壊による触媒活性の低下が防がれ
る。
【0007】本発明の第2の特徴は、触媒成分としての
ペロブスカイト型複合酸化物以外にパラジウムなどの貴
金属を添加した点にある。ペロブスカイト型構造の複合
酸化物それ自体は三元触媒として使用できるが、NOx
に対する浄化能力がHC、COに比べてやや劣ってい
る。そこで、NOxに対する活性を高めるために少量の
貴金属を添加した。貴金属はプロブスカイト型構造の複
合酸化物及び耐熱性酸化物上に担持されている。担持さ
れた貴金属は反応するペロブスカイト型複合酸化物上で
は固溶及び析出現象が起こり、一方、反応しない高比表
面積の耐熱性酸化物上では析出状態で高分散に担持され
ることにより、排気ガス変動雰囲気下における900℃
以上の高温でも貴金属の焼結が起きにくく、浄化活性が
高度に維持される。このように、本発明にかかる触媒
は、900℃以上の高温でも耐久性のある安価な排気ガ
ス浄化用三元触媒である。
ペロブスカイト型複合酸化物以外にパラジウムなどの貴
金属を添加した点にある。ペロブスカイト型構造の複合
酸化物それ自体は三元触媒として使用できるが、NOx
に対する浄化能力がHC、COに比べてやや劣ってい
る。そこで、NOxに対する活性を高めるために少量の
貴金属を添加した。貴金属はプロブスカイト型構造の複
合酸化物及び耐熱性酸化物上に担持されている。担持さ
れた貴金属は反応するペロブスカイト型複合酸化物上で
は固溶及び析出現象が起こり、一方、反応しない高比表
面積の耐熱性酸化物上では析出状態で高分散に担持され
ることにより、排気ガス変動雰囲気下における900℃
以上の高温でも貴金属の焼結が起きにくく、浄化活性が
高度に維持される。このように、本発明にかかる触媒
は、900℃以上の高温でも耐久性のある安価な排気ガ
ス浄化用三元触媒である。
【0008】本発明のかかる触媒に用いる触媒成分の1
つであるペロブスカイト型構造の複合酸化物は、一般式
Ln1-xAxMO3である。この複合酸化物の量は触媒
全量の1〜80重量%が望ましい。1重量%より少ない
場合は触媒活性が低く、逆に80重量%より多くなると
耐熱性酸化物の効果が現われにくくなり好ましくない。
この触媒成分の複合酸化物の形状、粒度、純度、比表面
積などは触媒成分として通常用いられる状態であればよ
い。
つであるペロブスカイト型構造の複合酸化物は、一般式
Ln1-xAxMO3である。この複合酸化物の量は触媒
全量の1〜80重量%が望ましい。1重量%より少ない
場合は触媒活性が低く、逆に80重量%より多くなると
耐熱性酸化物の効果が現われにくくなり好ましくない。
この触媒成分の複合酸化物の形状、粒度、純度、比表面
積などは触媒成分として通常用いられる状態であればよ
い。
【0009】耐熱性酸化物は触媒成分の担体として広く
用いられているAl2O3などと同様の状態(形状、粒
度、純度、比表面積)で用いればよい。例えば、比表面
積は触媒成分を高分散状態に保持するため、20m2/
g以上が望ましい。耐熱性酸化物中のCe、Zr、希土
類金属の比率は特に制限されないが、Ceの100原子
に対してZrは5〜100原子、好ましくは5〜50原
子、Ce以外の希土類金属は0〜100原子、好ましく
は5〜30原子の原子比となるように構成する。
用いられているAl2O3などと同様の状態(形状、粒
度、純度、比表面積)で用いればよい。例えば、比表面
積は触媒成分を高分散状態に保持するため、20m2/
g以上が望ましい。耐熱性酸化物中のCe、Zr、希土
類金属の比率は特に制限されないが、Ceの100原子
に対してZrは5〜100原子、好ましくは5〜50原
子、Ce以外の希土類金属は0〜100原子、好ましく
は5〜30原子の原子比となるように構成する。
【0010】他の触媒成分である貴金属は白金族のR
u、Rh、Pd、Os、Ir及びPtのうちから選ばれ
た1種又は2種以上を用いる。これらの貴金属のうちP
dを用いた場合にNOx浄化特性が最も向上する。貴金
属の量は触媒全量に対し0.01〜5重量%、望ましく
は0.1〜2重量%がよい。貴金属が0.01重量%よ
り少ない場合はNOx浄化能力の向上が不十分であり、
逆に5重量%を越えてもNOx浄化能力が飽和する。こ
れら貴金属は従来の三元触媒において通常用いられてい
る状態(形状、粒度、純度、比表面積)で用いる。
u、Rh、Pd、Os、Ir及びPtのうちから選ばれ
た1種又は2種以上を用いる。これらの貴金属のうちP
dを用いた場合にNOx浄化特性が最も向上する。貴金
属の量は触媒全量に対し0.01〜5重量%、望ましく
は0.1〜2重量%がよい。貴金属が0.01重量%よ
り少ない場合はNOx浄化能力の向上が不十分であり、
逆に5重量%を越えてもNOx浄化能力が飽和する。こ
れら貴金属は従来の三元触媒において通常用いられてい
る状態(形状、粒度、純度、比表面積)で用いる。
【0011】本発明にかかる触媒は通常、触媒を製造す
るために行なわれている方法によって製造することがで
きる。次に、製造方法の一例を示す。触媒成分を担体に
担持した状態に製造する場合には、まず担体となる耐熱
性酸化物の複合酸化物又は固溶体を、セリウム塩とジル
コニウム塩又はさらに希土類金属塩を含む水溶液を60
0℃以上の温度で熱分解し、焼成することによって得る
か、又は市販のセリア粉末(100m2/g以上)にジ
ルコニウム塩又はさらに希土類金属塩を所定の化学量論
比で混合した水溶液を加え、約100℃で5〜12時間
大気中で乾燥し、その後600℃で3時間大気中で焼成
して得る。その耐熱性酸化物からなる担体粉末に、触媒
成分であるペロブスカイト型構造を有する複合酸化物を
構成する金属の硝酸塩を所定の化学量論比で混合した水
溶液を加え、約100℃で5〜12時間大気中で乾燥
し、その後さらに700〜800℃で3〜10時間大気
中で焼成する。この熱処理により硝酸塩が熱分解し、担
体粉末上にペロブスカイト型構造の複合酸化物が担持さ
れる。
るために行なわれている方法によって製造することがで
きる。次に、製造方法の一例を示す。触媒成分を担体に
担持した状態に製造する場合には、まず担体となる耐熱
性酸化物の複合酸化物又は固溶体を、セリウム塩とジル
コニウム塩又はさらに希土類金属塩を含む水溶液を60
0℃以上の温度で熱分解し、焼成することによって得る
か、又は市販のセリア粉末(100m2/g以上)にジ
ルコニウム塩又はさらに希土類金属塩を所定の化学量論
比で混合した水溶液を加え、約100℃で5〜12時間
大気中で乾燥し、その後600℃で3時間大気中で焼成
して得る。その耐熱性酸化物からなる担体粉末に、触媒
成分であるペロブスカイト型構造を有する複合酸化物を
構成する金属の硝酸塩を所定の化学量論比で混合した水
溶液を加え、約100℃で5〜12時間大気中で乾燥
し、その後さらに700〜800℃で3〜10時間大気
中で焼成する。この熱処理により硝酸塩が熱分解し、担
体粉末上にペロブスカイト型構造の複合酸化物が担持さ
れる。
【0012】次に、上記の如く耐熱性複合酸化物担体に
担持したペロブスカイト型構造の複合酸化物上に、P
t、Pd、Rhなどの貴金属を担持する。例えば硝酸パ
ラジウムの水溶液を上記粉末に含浸させ、約100℃で
5〜12時間大気中で乾燥し、その後600℃で3時間
大気中で焼成し、Pdを担持する。また、ペロブスカイ
ト型構造を有する複合酸化物の微粉末と耐熱性複合酸化
物の微粉末を混合した後、貴金属を担持してもよい。ペ
ロブスカイト型構造の複合酸化物の微粉末の製造は、ま
ずそれを構成する各金属の硝酸塩、シュウ酸塩などを混
合した水溶液に、所定量の炭酸ナトリウム、炭酸アンモ
ニウムなどの中和剤を加えて共沈させる。次にこの混合
物を水洗し、濾過し、乾燥し、500〜600℃で3〜
5時間大気中で焼成した後、粉砕し、さらに700〜8
00℃で3〜5時間大気中で焼成し、微粉末とする。こ
の粉末の比表面積は少なくとも数m2/g以上であるこ
とが望ましい。このように製造したペロブスカイト型構
造の複合酸化物微粉末に耐熱性酸化物粉末を混合し、さ
らにこの混合粉末に貴金属を上述したと同様の方法で担
持し、目的とする触媒とする。
担持したペロブスカイト型構造の複合酸化物上に、P
t、Pd、Rhなどの貴金属を担持する。例えば硝酸パ
ラジウムの水溶液を上記粉末に含浸させ、約100℃で
5〜12時間大気中で乾燥し、その後600℃で3時間
大気中で焼成し、Pdを担持する。また、ペロブスカイ
ト型構造を有する複合酸化物の微粉末と耐熱性複合酸化
物の微粉末を混合した後、貴金属を担持してもよい。ペ
ロブスカイト型構造の複合酸化物の微粉末の製造は、ま
ずそれを構成する各金属の硝酸塩、シュウ酸塩などを混
合した水溶液に、所定量の炭酸ナトリウム、炭酸アンモ
ニウムなどの中和剤を加えて共沈させる。次にこの混合
物を水洗し、濾過し、乾燥し、500〜600℃で3〜
5時間大気中で焼成した後、粉砕し、さらに700〜8
00℃で3〜5時間大気中で焼成し、微粉末とする。こ
の粉末の比表面積は少なくとも数m2/g以上であるこ
とが望ましい。このように製造したペロブスカイト型構
造の複合酸化物微粉末に耐熱性酸化物粉末を混合し、さ
らにこの混合粉末に貴金属を上述したと同様の方法で担
持し、目的とする触媒とする。
【0013】この触媒はこれにバインダーを添加し、所
定の形状に成形して用いたり、又は水を加えスラリ状と
して基材に塗布して用いることもできる。また、基材に
耐熱性酸化物を被覆した後、触媒成分であるペロブスカ
イト型構造の複合酸化物及び貴金属を担持して用いるこ
ともできる。
定の形状に成形して用いたり、又は水を加えスラリ状と
して基材に塗布して用いることもできる。また、基材に
耐熱性酸化物を被覆した後、触媒成分であるペロブスカ
イト型構造の複合酸化物及び貴金属を担持して用いるこ
ともできる。
【0014】
(実施例1)担体として用いる耐熱性複合酸化物は市販
の高比表面積の酸化セリウム粉末(CeO2比表面積1
30m2/g、純度99.9%/TREO(全希土類酸
化物))111.9gを用意し、これにオキシ硝酸ジル
コニウム(ZrO(NO3)2)水溶液(液比重1.51、液
中にZrO2換算で25.0重量%含まれる)147.
9g、及び硝酸イットリウム(Y(NO3)3)水溶液(液比
重1.62、液中にY2O3換算で21.7重量%含まれ
る)26.0gを加え、よく撹拌して混合しながら11
0℃で10時間大気中で乾燥した。その後、大気中で6
00℃で3時間焼成を行ない、(Ce0.65Zr0.30Y0.
05)O2複合酸化物を約150g得た。
の高比表面積の酸化セリウム粉末(CeO2比表面積1
30m2/g、純度99.9%/TREO(全希土類酸
化物))111.9gを用意し、これにオキシ硝酸ジル
コニウム(ZrO(NO3)2)水溶液(液比重1.51、液
中にZrO2換算で25.0重量%含まれる)147.
9g、及び硝酸イットリウム(Y(NO3)3)水溶液(液比
重1.62、液中にY2O3換算で21.7重量%含まれ
る)26.0gを加え、よく撹拌して混合しながら11
0℃で10時間大気中で乾燥した。その後、大気中で6
00℃で3時間焼成を行ない、(Ce0.65Zr0.30Y0.
05)O2複合酸化物を約150g得た。
【0015】次に、この粉末を50g用意し、これに硝
酸ランタン(La(NO3)3・6H2O)70.4g、硝酸
セリウム(Ce(NO3)3・6H2O)17.7g及び硝酸
コバルト(Co(NO3)2・6H2O)59.2gを溶解し
た水溶液100mlを加えた後、110℃で10時間大
気中で乾燥した。その後、大気中で800℃、3時間焼
成を行ない、上記硝酸塩を熱分解し、(Ce0.65Zr0.
30Y0.05)O2上にCoを含有するペロブスカイト型構造
を有する複合酸化物(La0.8Ce0.2)CoO3を担持し
た粉末を得た。
酸ランタン(La(NO3)3・6H2O)70.4g、硝酸
セリウム(Ce(NO3)3・6H2O)17.7g及び硝酸
コバルト(Co(NO3)2・6H2O)59.2gを溶解し
た水溶液100mlを加えた後、110℃で10時間大
気中で乾燥した。その後、大気中で800℃、3時間焼
成を行ない、上記硝酸塩を熱分解し、(Ce0.65Zr0.
30Y0.05)O2上にCoを含有するペロブスカイト型構造
を有する複合酸化物(La0.8Ce0.2)CoO3を担持し
た粉末を得た。
【0016】その後、この粉末に硝酸パラジウム水溶液
を含浸させ、110℃で10時間大気中で乾燥し、さら
に大気中で600℃で3時間の焼成を行なって、Pdを
0.5g担持した触媒を(試料No.1)を調製した。
この触媒の成分は重量比で(La0.8Ce0.2)CoO3:
(Ce0.65Zr0.30Y0.05)O2:Pd=50:50:
0.5であった。
を含浸させ、110℃で10時間大気中で乾燥し、さら
に大気中で600℃で3時間の焼成を行なって、Pdを
0.5g担持した触媒を(試料No.1)を調製した。
この触媒の成分は重量比で(La0.8Ce0.2)CoO3:
(Ce0.65Zr0.30Y0.05)O2:Pd=50:50:
0.5であった。
【0017】(実施例2)実施例1で調製した(Ce0.
65Zr0.30Y0.05)O2粉末50gを用意し、これに担持
されるペロブスカイト型構造の複合酸化物を得るための
金属塩の添加量を、硝酸ランタン70.4g、硝酸セリ
ウム17.7g、硝酸コバルト23.7g及び硝酸鉄
(Fe(NO3)3・9H2O)49.6gとする他は、実施
例1と同様の操作により、この実施例2にかかる触媒
(試料No.2)を調製した。この触媒の成分は重量比
で(La0.8Ce0.2)(Co0.4Fe0.6)O3:(Ce0.65Z
r0.30Y0.05)O2:Pd=50:50:0.5であっ
た。
65Zr0.30Y0.05)O2粉末50gを用意し、これに担持
されるペロブスカイト型構造の複合酸化物を得るための
金属塩の添加量を、硝酸ランタン70.4g、硝酸セリ
ウム17.7g、硝酸コバルト23.7g及び硝酸鉄
(Fe(NO3)3・9H2O)49.6gとする他は、実施
例1と同様の操作により、この実施例2にかかる触媒
(試料No.2)を調製した。この触媒の成分は重量比
で(La0.8Ce0.2)(Co0.4Fe0.6)O3:(Ce0.65Z
r0.30Y0.05)O2:Pd=50:50:0.5であっ
た。
【0018】(実施例3)実施例1で用いた酸化セリウ
ム粉末132.6gにオキシ硝酸ジルコニウム水溶液9
8.6g及び硝酸イットリウム水溶液15.7gを加
え、実施例1と同様の操作により(Ce0.77Zr0.
20Y0.03)O2耐熱性複合酸化物を得た。次に、この粉末
を50g用意し、これに実施例2と同様の配合比と操作
により、この実施例3にかかる触媒(試料No.3)を
調製した。この触媒の成分は重量比で(La0.8Ce0.2)
(Co0.4Fe0.6)O3:(Ce0.77Zr0.20Y0.03)O2:
Pd=50:50:0.5であった。
ム粉末132.6gにオキシ硝酸ジルコニウム水溶液9
8.6g及び硝酸イットリウム水溶液15.7gを加
え、実施例1と同様の操作により(Ce0.77Zr0.
20Y0.03)O2耐熱性複合酸化物を得た。次に、この粉末
を50g用意し、これに実施例2と同様の配合比と操作
により、この実施例3にかかる触媒(試料No.3)を
調製した。この触媒の成分は重量比で(La0.8Ce0.2)
(Co0.4Fe0.6)O3:(Ce0.77Zr0.20Y0.03)O2:
Pd=50:50:0.5であった。
【0019】(実施例4)実施例3で調製した(Ce0.
77Zr0.20Y0.03)O2耐熱性複合酸化物粉末50gを
用意し、これに硝酸ランタン79.2g、硝酸セリウム
8.9g、硝酸コバルト23.7g、硝酸鉄49.6g
を溶解した水溶液を加え、実施例1と同様の乾燥と焼成
を行ない、(CeZrY)O2上に(La0.9Ce0.1)(C
o0.4Fe0.6)O3を担持した粉体を得た。その後、その
粉末にジニトロジアミン白金((NH3)2(NO2)2Pt)
硝酸水溶液を含浸させ、実施例1と同様の操作により、
この実施例4にかかる触媒(試料No.4)を調製し
た。この触媒の成分は重量比で(La0.9Ce0.1)(C
o0.4Fe0.6)O3:(Ce0.77Zr0.20Y0.03)O2:P
t=50:50:0.5であった。
77Zr0.20Y0.03)O2耐熱性複合酸化物粉末50gを
用意し、これに硝酸ランタン79.2g、硝酸セリウム
8.9g、硝酸コバルト23.7g、硝酸鉄49.6g
を溶解した水溶液を加え、実施例1と同様の乾燥と焼成
を行ない、(CeZrY)O2上に(La0.9Ce0.1)(C
o0.4Fe0.6)O3を担持した粉体を得た。その後、その
粉末にジニトロジアミン白金((NH3)2(NO2)2Pt)
硝酸水溶液を含浸させ、実施例1と同様の操作により、
この実施例4にかかる触媒(試料No.4)を調製し
た。この触媒の成分は重量比で(La0.9Ce0.1)(C
o0.4Fe0.6)O3:(Ce0.77Zr0.20Y0.03)O2:P
t=50:50:0.5であった。
【0020】(実施例5)実施例1で用いた硝酸セリウ
ム粉末111.9gにオキシ硝酸ジルコニウム水溶液1
47.9g及び硝酸ランタン(La(NO3)3・6H2O)
22.1gを溶解した水溶液50mlを加え、実施例1
と同様の操作にて(Ce0.65Zr0.30La0.05)O2耐熱
性複合酸化物を得た。次に、この粉末を50g用意し、
これに担持されるペロブスカイト型構造の複合酸化物を
得るための金属塩の添加量を、硝酸ランタン74.1
g、硝酸ストロンチウム(Sr(NO3)2)9.1g、硝酸
コバルト31.1g、硝酸鉄43.2gとする他は実施
例1と同様の操作により、この実施例5にかかる触媒
(試料No.5)を調製した。この触媒の成分は重量比
で(La0.8Sr0.2)(Co0.5Fe0.5)O3:(Ce0.65Z
r0.30La0.05)O2:Pd=50:50:0.5であっ
た。
ム粉末111.9gにオキシ硝酸ジルコニウム水溶液1
47.9g及び硝酸ランタン(La(NO3)3・6H2O)
22.1gを溶解した水溶液50mlを加え、実施例1
と同様の操作にて(Ce0.65Zr0.30La0.05)O2耐熱
性複合酸化物を得た。次に、この粉末を50g用意し、
これに担持されるペロブスカイト型構造の複合酸化物を
得るための金属塩の添加量を、硝酸ランタン74.1
g、硝酸ストロンチウム(Sr(NO3)2)9.1g、硝酸
コバルト31.1g、硝酸鉄43.2gとする他は実施
例1と同様の操作により、この実施例5にかかる触媒
(試料No.5)を調製した。この触媒の成分は重量比
で(La0.8Sr0.2)(Co0.5Fe0.5)O3:(Ce0.65Z
r0.30La0.05)O2:Pd=50:50:0.5であっ
た。
【0021】(実施例6)ペロブスカイト型構造の複合
酸化物(La0.8Ce0.2)(Co0.4Fe0.6)O3粉末の調
製法を説明する。硝酸ランタン103.9g、硝酸セリ
ウム26.1g、硝酸コバルト34.9g、硝酸鉄7
2.7gを純水に溶解した水溶液0.3リットルを用意
した。次に、中和共沈剤として炭酸ナトリウム50gを
溶解した水溶液0.5リットルを用意した。中和共沈剤
を先の水溶液に滴下し、共沈物を得た。その共沈物を十
分水洗し、濾過した後、真空乾燥した。これを600℃
で3時間大気中で焼成後、粉砕し、その後、800℃で
3時間大気中で焼成を行ない、さらに粉砕し、(La0.8
Ce0.2)(Co0.4Fe0.6)O3の粉末を作成した。実施
例1で調製した(Ce0.65Zr0.30Y0.05)O2粉末80
gと上記により作成した(La0.8Ce0.2)(Co0.4Fe
0.6)O3粉末20gを十分混合した。次に、この混合粉
末に硝酸パラジウム水溶液を用いてパラジウムを含浸し
た後、110℃で10時間乾燥し、次いで600℃で3
時間大気中で焼成してPdを0.5g担持した触媒(試
料No.6)を調製した。
酸化物(La0.8Ce0.2)(Co0.4Fe0.6)O3粉末の調
製法を説明する。硝酸ランタン103.9g、硝酸セリ
ウム26.1g、硝酸コバルト34.9g、硝酸鉄7
2.7gを純水に溶解した水溶液0.3リットルを用意
した。次に、中和共沈剤として炭酸ナトリウム50gを
溶解した水溶液0.5リットルを用意した。中和共沈剤
を先の水溶液に滴下し、共沈物を得た。その共沈物を十
分水洗し、濾過した後、真空乾燥した。これを600℃
で3時間大気中で焼成後、粉砕し、その後、800℃で
3時間大気中で焼成を行ない、さらに粉砕し、(La0.8
Ce0.2)(Co0.4Fe0.6)O3の粉末を作成した。実施
例1で調製した(Ce0.65Zr0.30Y0.05)O2粉末80
gと上記により作成した(La0.8Ce0.2)(Co0.4Fe
0.6)O3粉末20gを十分混合した。次に、この混合粉
末に硝酸パラジウム水溶液を用いてパラジウムを含浸し
た後、110℃で10時間乾燥し、次いで600℃で3
時間大気中で焼成してPdを0.5g担持した触媒(試
料No.6)を調製した。
【0022】(実施例7)実施例6のペロブスカイト型
複合酸化物の調製法に代えて、硝酸ランタン76.7
g、硝酸ネオジウム(Nd(NO3)3・6H2O)38.2
g、硝酸コバルト43.7g、硝酸鉄60.6gを用い
て同様の操作にて(La0.59Nd0.29Ce0.12)(Co0.5
Fe0.5)O3の粉末を作成した。この粉末80gと実施
例1で調製した(Ce0.65Zr0.30Y0.05)O2粉末20
gを十分混合した後、実施例6と同様にしてPdを0.
5g担持した触媒(試料No.7)を調製した。
複合酸化物の調製法に代えて、硝酸ランタン76.7
g、硝酸ネオジウム(Nd(NO3)3・6H2O)38.2
g、硝酸コバルト43.7g、硝酸鉄60.6gを用い
て同様の操作にて(La0.59Nd0.29Ce0.12)(Co0.5
Fe0.5)O3の粉末を作成した。この粉末80gと実施
例1で調製した(Ce0.65Zr0.30Y0.05)O2粉末20
gを十分混合した後、実施例6と同様にしてPdを0.
5g担持した触媒(試料No.7)を調製した。
【0023】(実施例8)実施例1で用いた酸化セリウ
ム粉末137.70gにオキシ硝酸ジルコニウム98.
6gを加え、実施例1と同様の操作により(Ce0.8Zr
0.2)O2耐熱複合酸化物粉末を得た。この耐熱複合酸化
物粉末50gを実施例6による(La0.8Ce0.2)(C
o0.4Fe0.6)O3ペロブスカイト型粉末50gを十分混
合した後、Pdを0.5g担持して触媒(試料No.
8)を調製した。
ム粉末137.70gにオキシ硝酸ジルコニウム98.
6gを加え、実施例1と同様の操作により(Ce0.8Zr
0.2)O2耐熱複合酸化物粉末を得た。この耐熱複合酸化
物粉末50gを実施例6による(La0.8Ce0.2)(C
o0.4Fe0.6)O3ペロブスカイト型粉末50gを十分混
合した後、Pdを0.5g担持して触媒(試料No.
8)を調製した。
【0024】(実施例9)実施例6による(La0.8Ce
0.2)(Co0.4Fe0.6)O3粉末80gと実施例8による
(Ce0.8Zr0.2)O2耐熱複合酸化物粉末20gを十分
混合した後、Pdを0.5g担持して触媒(試料No.
9)を調製した。
0.2)(Co0.4Fe0.6)O3粉末80gと実施例8による
(Ce0.8Zr0.2)O2耐熱複合酸化物粉末20gを十分
混合した後、Pdを0.5g担持して触媒(試料No.
9)を調製した。
【0025】(実施例10)実施例6の硝酸セリウムに
代えて硝酸ストロンチウム12.7gを用いて同様の操
作により(La0.8Sr0.2)(Co0.4Fe0.6)O3ペロブ
スカイト型粉末を作成した。この粉末80gと実施例8
による(Ce0.8Zr0.2)O2耐熱複合酸化物粉末20g
を十分混合した後、Pdを0.5g担持して触媒(試料
No.10)を調製した。
代えて硝酸ストロンチウム12.7gを用いて同様の操
作により(La0.8Sr0.2)(Co0.4Fe0.6)O3ペロブ
スカイト型粉末を作成した。この粉末80gと実施例8
による(Ce0.8Zr0.2)O2耐熱複合酸化物粉末20g
を十分混合した後、Pdを0.5g担持して触媒(試料
No.10)を調製した。
【0027】(比較例1)実施例6で作成したペロブス
カイト型構造の複合酸化物(La0.8Ce0.2)(Co0.4F
e0.6)O3粉末100gを用い、これに硝酸パラジウム
水溶液を用いて実施例1と同様の方法でPdを0.5g
担持して比較用の触媒(試料No.C1)を調製した。
カイト型構造の複合酸化物(La0.8Ce0.2)(Co0.4F
e0.6)O3粉末100gを用い、これに硝酸パラジウム
水溶液を用いて実施例1と同様の方法でPdを0.5g
担持して比較用の触媒(試料No.C1)を調製した。
【0028】(比較例2)実施例1で調製した耐熱性複
合酸化物に代えて、市販の高比表面積の酸化セリウム粉
末を50g用意し、これに実施例1と同様の操作でCe
O2上に(La0.8Ce0.2)CoO3を担持し、さらにPd
を0.5g担持して比較用の触媒(試料No.C2)を
調製した。この触媒の成分は重量比で(La0.8Ce0.2)
CoO3:CeO2:Pd=50:50:0.5であっ
た。
合酸化物に代えて、市販の高比表面積の酸化セリウム粉
末を50g用意し、これに実施例1と同様の操作でCe
O2上に(La0.8Ce0.2)CoO3を担持し、さらにPd
を0.5g担持して比較用の触媒(試料No.C2)を
調製した。この触媒の成分は重量比で(La0.8Ce0.2)
CoO3:CeO2:Pd=50:50:0.5であっ
た。
【0029】(比較例3)実施例1の(Ce0.65Zr0.
30Y0.05)O2を市販のγ−Al2O3(比表面積110m
2/g)に代える他、同様の操作によりこの比較例3に
よる触媒(試料No.C3)を調製した。
30Y0.05)O2を市販のγ−Al2O3(比表面積110m
2/g)に代える他、同様の操作によりこの比較例3に
よる触媒(試料No.C3)を調製した。
【0030】(比較例4)実施例6で作成したペロブス
カイト型構造の複合酸化物(La0.8Ce0.2)(Co0.
4Fe0.6)O3粉末50gと市販のSrZrO3粉末50
gとを十分に混合した後、Pdを0.5g担持した触媒
(試料No.C4)を調製した。
カイト型構造の複合酸化物(La0.8Ce0.2)(Co0.
4Fe0.6)O3粉末50gと市販のSrZrO3粉末50
gとを十分に混合した後、Pdを0.5g担持した触媒
(試料No.C4)を調製した。
【0031】(試験例)実施例、比較例で調製した触媒
について、入口ガス温度930℃の排気ガス中で5時間
の浄化活性の耐久試験を行なった。ガス組成は一酸化炭
素(CO)1.0%、プロピレン(C3H6)0.1%、
二酸化炭素(CO2)10%、水(H2O)4%で、酸素
(O2)を変動条件とし、残部が窒素(N2)である。
について、入口ガス温度930℃の排気ガス中で5時間
の浄化活性の耐久試験を行なった。ガス組成は一酸化炭
素(CO)1.0%、プロピレン(C3H6)0.1%、
二酸化炭素(CO2)10%、水(H2O)4%で、酸素
(O2)を変動条件とし、残部が窒素(N2)である。
【0032】(評価)上記の耐熱・耐久試験を行なった
触媒について、450℃における一酸化炭素、プロピレ
ン及び酸化窒素の浄化率を測定した。測定に際し粉末状
触媒を加圧成形し、直径が約2mmのペレット状とし、
反応管に充填した。測定時の空間速度は30000/時
間であり、ガス組成はCOが0.7%、C3H6が0.1
5%、CO2が10%、H2Oが10%、H2が0.23
%、NOが0.15%、O2を変動条件とし、残部がN2
である。第1表に結果を触媒の成分とともに記載した。
本実施例の触媒は比較例の触媒に比べ耐久性に優れてい
る。
触媒について、450℃における一酸化炭素、プロピレ
ン及び酸化窒素の浄化率を測定した。測定に際し粉末状
触媒を加圧成形し、直径が約2mmのペレット状とし、
反応管に充填した。測定時の空間速度は30000/時
間であり、ガス組成はCOが0.7%、C3H6が0.1
5%、CO2が10%、H2Oが10%、H2が0.23
%、NOが0.15%、O2を変動条件とし、残部がN2
である。第1表に結果を触媒の成分とともに記載した。
本実施例の触媒は比較例の触媒に比べ耐久性に優れてい
る。
【0033】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪井 英文 滋賀県蒲生郡竜王町大字山之上3000番地 ダイハツ工業株式会社 滋賀テクニカ ルセンター内 (72)発明者 松本 伸一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 木村 希夫 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 曽布川 英夫 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 小澤 正邦 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平1−168343(JP,A) 特開 平1−281144(JP,A) 特開 昭63−116742(JP,A) 特開 昭63−116741(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 38/74 B01D 53/86,53/94
Claims (4)
- 【請求項1】 一般式Ln1-xAxMO3(LnはCeを
除く希土類金属、AはCe又はアルカリ土類金属、Mは
遷移金属で、いずれも1種又は2種以上、0<x<1)
で示されるペロブスカイト型構造の複合酸化物と、Ce
及びZr、又はさらにCe以外の希土類金属を含む、少
なくとも一部が複合酸化物又は固溶体となっている耐熱
性酸化物と、貴金属とを共存させた排気ガス浄化用触
媒。 - 【請求項2】 前記一般式Ln 1-x A x MO 3 において、
AはCeである請求項1に記載の排気ガス浄化用触媒。 - 【請求項3】 前記耐熱性酸化物はCe、Zr及び希土
類金属(Ceを除く)を含み、Ceの100原子に対し
てZrが5〜100原子、Ce以外の希土類金属が0〜
100原子(0は含まない)の原子比となるように構成
されている請求項1又は2に記載の排気ガス浄化用触
媒。 - 【請求項4】 貴金属は白金族である請求項1に記載の
排気ガス浄化用触媒。
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CN101952037B (zh) | 2008-02-21 | 2013-03-27 | 株式会社F.C.C. | 催化剂载体及其生产方法 |
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WO2014038294A1 (ja) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | 日産自動車株式会社 | 排気ガス浄化触媒、排気ガス浄化モノリス触媒及び排気ガス浄化触媒の製造方法 |
JP6059491B2 (ja) * | 2012-09-28 | 2017-01-11 | ダイハツ工業株式会社 | 酸素吸蔵放出材 |
JP2014240037A (ja) * | 2013-06-11 | 2014-12-25 | ダイハツ工業株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
JP6136083B2 (ja) * | 2014-02-18 | 2017-06-07 | 日産自動車株式会社 | 排気ガス浄化触媒及びその製造方法 |
JP6985913B2 (ja) * | 2017-12-11 | 2021-12-22 | エヌ・イーケムキャット株式会社 | 排ガス浄化用触媒、及びその製造方法、並びに一体構造型排ガス浄化用触媒 |
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1991
- 1991-07-29 JP JP21294391A patent/JP3260148B2/ja not_active Expired - Fee Related
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