JP3270295B2

JP3270295B2 - 排ガス中の未燃炭化水素用酸化触媒及びその除去方法

Info

Publication number: JP3270295B2
Application number: JP16795595A
Authority: JP
Inventors: 博道山本; 洋内田
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 2002-04-02
Anticipated expiration: 2017-04-02
Also published as: JPH08332392A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排ガス中の低濃度（未
燃焼）炭化水素用酸化触媒及びその除去方法に関し、よ
り詳しくはハニカム基材にＰｔとＰｄとを混在させて担
持させ、両金属の担持量をこれまで有効な量として知ら
れていた範囲より多く且つ特定範囲で担持させてなる、
有効な炭化水素酸化能を備え、優れた耐久性を有する酸
素過剰な排ガス中の低濃度焼炭化水素用酸化触媒及びこ
の触媒を使用して酸素過剰で低濃度炭化水素を含む排ガ
ス中の炭化水素を酸化し、除去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、航空機、火力発電、各種工場等
から排出される排ガスにはＮＯｘやＳＯｘ、或いは臭気
物質、ばいじん等のほか、未燃焼の炭化水素（ＨＣ）が
含有されている。また産業廃棄物、都市ゴミ等の焼却時
においては、それら廃棄物の由来や組成如何等にもよる
が、それら物質に加え、塩化水素ガス等が生成する。こ
のためこれらを含む排ガスに対して種々の対策が採ら
れ、さらに研究、開発が進められており、そしてこの点
はガスエンジン、ガスタ−ビン等を使用するコ−ジェネ
レ−ションシステムから排出される排ガスについても同
様である。

【０００３】従来、ガスエンジン、ガスタ−ビン、ボイ
ラ−、或いは加熱炉などでは、燃料ガスとして都市ガス
その他、メタン、エタン、プロパン、ブタン等を含む燃
料ガスが使用されているが、その燃焼効率や熱効率を高
めるために空気比すなわち燃料ガスに対する空気の比率
を燃料ガスリ−ン（ｌｅａｎ）側、すなわち燃料ガスに
対して空気量を燃料ガスの完全燃焼に必要な理論空気量
の１．０〜５．０倍、特に１．０〜３．０倍とするいわ
ゆる希薄燃焼方式が適用されてきている。

【０００４】そしてこれらの点は、単一の駆動源（エネ
ルギ−源）から電力、機械エネルギ−及び熱エネルギ−
を生産し、エネルギ−を高効率に利用可能とするいわゆ
るコ−ジェネレ−ションシステムにおける希薄燃焼ガス
エンジンについても同様である。しかしそのような希薄
燃焼方式の場合には、その排ガス中に少量の低級炭化水
素（特にメタン）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素
等とともに、多量の酸素及び水蒸気が共存することにな
る。

【０００５】ところで、これまで特に炭化水素（ＨＣ）
を微量含む（例えば５０００ｐｐｍ程度以下）燃焼排ガ
ス中のＨＣを酸化し除去する手法としては、排ガス中の
３成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を同一触媒で浄化するい
わゆる三元触媒による処理法が開発され、その一部は実
用化されてきている。この触媒は例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｒ
ｈ等の貴金属をアルミナ等の担体に対して０．１〜３ｇ
／ｌ程度担持させたもので、この触媒に上記排ガスを例
えば温度５００〜７００℃程度の条件下で通して処理す
ることにより、その排ガス中のＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣを
同時に除去するものである。

【０００６】しかし、三元触媒による処理法では、燃料
ガスに対し理論空気比に近い条件（空気比が１．０付
近）で燃焼され、酸素が殆んど存在しない排ガスに対し
てしか有効に適用することはできず、酸素過剰で且つ排
ガス中のＨＣ成分がとりわけメタンである条件下では有
効に作用しない。また酸化触媒としてＰｔやＰｄを単独
で使用するＰｔ／Ａｌ₂Ｏ₃やＰｄ／Ａｌ₂Ｏ₃等がある
が、これらは有機溶剤やＣＯの酸化触媒としては有効で
あるが、そのようなＰｔやＰｄの単独触媒ではメタンの
酸化除去には有効に作用しない。

【０００７】このため、例えば前述希薄燃焼ガスエンジ
ンから排出される、酸素が過剰に含まれ、未燃焼ＨＣ成
分がとりわけメタンであり、また（その作動条件如何に
もよるが）通常３００〜５００℃程度で排出される排ガ
ス中のＨＣ（特に、メタン）を有効に酸化し、除去する
ためには、酸素が過剰に含まれていてもなお有効に適用
し得る酸化触媒或いは有効な処理法の開発が必要であ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、そのよう
に希薄燃焼ガスエンジン等から排出される酸素過剰な排
ガス中のＨＣを有効に酸化し且つ耐久性のある触媒に関
し各種多方面から実験、検討を進めているうち、この触
媒としてハニカム基材にＰｔとＰｄをアルミナ担体を介
して混在させて担持させるとともに、ハニカム基材に対
する白金及びパラジウムの担持量をこれまで有効な量と
して知られていた範囲より多く、しかも特定の範囲とす
ることにより、これが有効な優れたＨＣ酸化性能を有す
るだけでなく、優れた耐久性を有し、その触媒活性を長
期にわたり安定して維持することができることを見い出
した。

【０００９】すなわち本発明は、酸素過剰で炭化水素を
低濃度で含む排ガス中のＨＣ酸化用として有効な触媒活
性を有し、優れた耐久性を備えたハニカム基材に担持し
た白金−パラジウム／アルミナ触媒を提供することを目
的とし、またこの触媒を使用することにより、酸素過剰
で炭化水素を低濃度で含む排ガス中のＨＣを長期にわた
り安定して酸化し、除去する方法を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】まず、本発明は、酸素過
剰な排ガス中の低濃度炭化水素用酸化触媒であって、ハ
ニカム基材に担持した白金−パラジウム／アルミナ触媒
からなり、該ハニカム基材に対しアルミナ担体を介して
白金とパラジウムとが混在するように担持させてなると
ともに、そのパラジウム担持量が７ｇ／ｌ以上で且つ白
金担持量が３〜２０ｇ／ｌの範囲であることを特徴とす
る酸素過剰な排ガス中の低濃度炭化水素用酸化触媒を提
供するものである。

【００１１】また、本発明は、酸素過剰で炭化水素を低
濃度で含む排ガスを、ハニカム基材に担持した白金−パ
ラジウム／アルミナ触媒からなり、該ハニカム基材に対
しアルミナ担体を介して白金とパラジウムとが混在する
ように担持させてなるとともに、そのパラジウム担持量
が７ｇ／ｌ以上で且つ白金担持量が３〜２０ｇ／ｌの範
囲である触媒に通すことを特徴とする酸素過剰で低濃度
炭化水素を含む排ガス中の炭化水素の酸化除去方法を提
供する。

【００１２】ここで、ハニカム基材に対する上記白金及
びパラジウムの担持量の単位「ｇ／ｌ」は、ハニカム基
材の１ｌ（１リットル：容積）単位に対する白金又はパ
ラジウムの担持量の意味であり、また本明細書中「ハニ
カム基材に担持した白金−パラジウム／アルミナ触媒」
とは、ハニカム基材に対してアルミナ担体を介して白金
とパラジウムとが混在するように担持された触媒である
ことを意味している。また白金の担持量は、前記のとお
り好ましくは３〜２０ｇ／ｌの範囲で担持させるが、よ
り好ましくは５〜１２ｇ／ｌの範囲で担持させる。これ
によりパラジウムを７ｇ／ｌ以上混在、担持させる点等
とも相まち、優れた耐久性を付与し、例えば空間速度
（ＳＶ）４０，０００ｈ^-1という厳しい条件下でも、
Ｔ.Ｈ.Ｃ除去率４０％以上、さらにはＴ.Ｈ.Ｃ除去率４
５％以上という有効なＴ.Ｈ.Ｃ除去性能を長期にわたり
保持することができる。

【００１３】この点、例えば特開平６−２６２０８８号
には、ハニカム担体上に三層のコ−ト層を設け、その第
１コ−ト層としてＰｔ、Ｐｄ及びＲｈのうちの１種又は
２種以上の貴金属を含む活性アルミナを主成分とする無
機物を使用した排ガス浄化用触媒が記載されている。し
かし、この触媒では、その第１コ−ト層の上に第２コ−
ト層として貴金属を含まない活性アルミナを主成分とす
る無機物を施し、さらにその上にＣｕやＣｏ等の金属を
イオン交換した第３コ−ト層を設けたもので、特に実施
例の記載をみても、第１コ−ト層としてＰｔとＰｄを混
在させて担持させたものはなく、唯一ＰｄとＲｈを担持
させた例（実施例７）でも、まずＰｄを担持させた後、
次いで第２コ−ト層にＲｈを担持しており、しかもそれ
らの担持量はＰｄ＝２重量％、Ｒｈ＝１重量％と非常に
少ない。

【００１４】これに対して、本発明においては、ハニカ
ム基材に対してアルミナ担体とともにＰｔとＰｄが混在
するように担持させ、しかもハニカム基材に対してパラ
ジウムが７ｇ／ｌ以上で且つ白金の担持量を３〜２０ｇ
／ｌの範囲で担持させるが、より好ましくは５〜１２ｇ
／ｌの範囲で担持させることにより、耐久性に非常に優
れ、有効なＴ.Ｈ.Ｃ除去性能を長期にわたり保持し、持
続できるという優れた効果を得ることができるものであ
る。

【００１５】また、本発明におけるハニカム基材の形態
としては断面がハニカム状のもの、もしくはモノリス体
として従来知られた形状のものであれば何れも使用でき
る。図７（ａ）〜（ｂ）はその一、二の例であり、これ
ら図７（ａ）〜（ｂ）はその断面を拡大して示してい
る。これらハニカム基材の材質としては特に限定はない
が、好ましくはコ−ジェライト製又は金属製（メタル
製）のものが使用される。このうちメタルハニカムは、
好ましくは鉄−アルミニウム−クロム系合金やステンレ
ス鋼等により作られるものである。

【００１６】次に、本発明に係るハニカム基材に担持し
た白金−パラジウム／アルミナ触媒の調製法としては、
例えばコ−ジェライト製又は金属製のハニカムをアルミ
ナの水性懸濁液でウォッシュ・コ−トし、これに白金と
パラジウムを同時に混在させ担持させて調製することが
できる。この場合その白金及びパラジウムの原料として
は、それらの塩化物、塩化アンモニウム塩、硝酸塩、酢
酸塩、ジニトロジアンミン塩、アルコキシドなどの形で
使用できる。これらの担持は、それら原料化合物を水溶
液又は水性懸濁液として含浸法やイオン交換法等を適用
し、その後常法に従って乾燥、焼成をし、金属として担
持させるものである。

【００１７】その調製法の別の態様としては、上記アル
ミナの水性懸濁液に上記白金及びパラジウムの原料化合
物をそのまま又は必要に応じて水溶液又は水性懸濁液と
して加えた後、アルミナ及びこの両原料化合物を含む水
性懸濁液によりハニカム担体をウォッシュ・コ−トし、
次いで常法に従い乾燥させ、焼成することによって作製
することもできる。また以上何れの調製態様の場合で
も、その焼成に代えて液相還元、水素還元等も適用する
ことができる。

【００１８】また、「酸素過剰で炭化水素（ＨＣ）を低
濃度で含む排ガス」を前述本発明に係るＨＣ酸化触媒に
より処理してＨＣを酸化除去するに際しては発熱を伴う
が、本発明によればこの熱を回収し、有効に利用するこ
とができる。このことにより「酸素過剰で炭化水素（Ｈ
Ｃ）を低濃度で含む排ガス」が前述コ−ジェネレ−ショ
ンシステムにおける希薄燃焼ガスエンジンからの排ガス
である場合にも有効に適用することができるものであ
る。

【００１９】図８は、本発明に係る触媒を使用する、そ
のシステムフロ−例を模式的に示した図であり、図中Ａ
は、排ガス発生源の一例として希薄燃焼ガスエンジンを
示している。例えば都市ガスを燃料として希薄燃焼ガス
エンジンＡを作動させると、ここで生成した排ガスは、
導管Ｂから（燃焼条件等の如何にもよるが）３００〜５
００℃程度で排出される。またＣは触媒容器（反応
管）、Ｄは酸化触媒層であり、この酸化触媒層Ｄとして
本発明に係るハニカム基材に担持した白金−パラジウム
／アルミナ触媒が充填、セットされる。導管Ｂからの排
ガスは、その中の微量ＨＣがここで酸化された後、導出
部Ｅから排出されるが、この処理済み排ガスはさらに必
要に応じて次の熱回収工程等へ送られる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
がこの実施例に限定されるものでないことは勿論であ
る。本実施例では、図７（ａ）で示す形態をしたハニカ
ム基材を用いた供試触媒を下記のとおりに調製し、各供
試触媒に対する性能試験を図６に示すような装置にセッ
トして実施した。

【００２１】《供試触媒の調製》（１）まず、一辺１５０ｍｍの正方形で、長さ５０ｍｍ
の直方体の、アルミナ被膜を有するコ−ジェライト製ハ
ニカム基材を準備した。（２）一方、各種濃度のジニト
ロジアミン白金及び硝酸パラジウムの酸性水性懸濁液を
作成した。これら水溶液は、ジニトロジアミン白金、硝
酸パラジウムの濃度を変え、両金属のハニカム基材への
担持量が後述の各割合となるように調製したものであ
る。（３）次いで、上記（１）のアルミナ被膜を有する
コ−ジェライト製ハニカム基材を上記（２）の水性懸濁
液中に十分に含浸させた後、エア−ガンにより過剰のス
ラリ−を除去し、温度１１５℃に１時間保持して乾燥さ
せた。

【００２２】（４）さらに、上記乾燥物を温度５００℃
で２時間焼成し、コ−ジェライト製ハニカムに担持した
白金−パラジウム／アルミナ触媒を得た。この場合、そ
の水性懸濁液として、各々上記（２）で調製して得たジ
ニトロジアミン白金及び硝酸パラジウムを各種濃度で含
むものを使用することにより、ハニカム基材への白金と
パラジウムとの担持量が異なる白金−パラジウム／アル
ミナ触媒を調製した。また白金、パラジウムのうちの一
方のみを所定割合担持させた触媒についても同様に調製
し、これら各調製触媒を２０ｍｍφの筒状ドリルにて切
り出して１５．７ｃｃの体積の試料とし、これらを本試
験に用いる各供試触媒とした。

【００２３】《性能試験》以上で得た各供試触媒を内径
２０ｍｍのステンレス製触媒容器（図６で云えばＣ、そ
の中に酸化触媒層Ｄとして）充填、セットし、各供試触
媒毎に以下の各条件でＨＣの酸化除去性能を調べた。試
験用の排ガスとしては、出力１５ＫＷのガスエンジンを
作動させ、ここから排出される排ガスを使用した。この
実排ガスの組成はＯ₂：４．７〜５．１％、ＣＯ₂：８．
９〜９．１％、水蒸気：約１０％、Ｔ.Ｈ.Ｃ（全炭化水
素）：２７００〜３２００ｐｐｍ、ＣＯ：１０００〜１
３００ｐｐｍ、ＮＯｘ：５００〜９００ｐｐｍ、Ｎ₂ ：
残部（バランス）の範囲で変動しており、上記Ｔ.Ｈ.
Ｃ：２７００〜３２００ｐｐｍ中にはＣＨ₄ が約８４％
含まれている。

【００２４】まず表１は、Ｐｄ及びＰｔのうち一方のみ
を担持させ、その量的割合を変えた場合、また両方を担
持させるが、担持量を変えた場合についてのＴ.Ｈ.Ｃ除
去率（％）への影響を試験したものである。ここで
「Ｔ.Ｈ.Ｃ除去率（％）」とは、各測定時点での触媒層
Ｄの入口部における排ガス中のＴ.Ｈ.Ｃ濃度をＸ、触媒
層Ｄの出口部におけるＴ.Ｈ.Ｃ濃度をＹとし、次式
（１）により算出したものであり、この点以下の酸化性
能試験についても同じである。

【００２５】

【数１】

【００２６】

【表１】

【００２７】表１中、はＰｄ単独を５０ｇ／ｌ、は
Ｐｄ単独を１０ｇ／ｌ担持させたものである。２０ｈ
（時間）後の時点では両者共にかなりのＴ.Ｈ.Ｃ除去活
性を示しているが、４００ｈ経過時では何れも２１％前
後のＴ.Ｈ.Ｃ除去率を示すに過ぎない。またＰｄ単独の
担持量として、ではに比べて５倍量担持させている
が、２０ｈ後のＴ.Ｈ.Ｃ除去率はでは４７．６％であ
るのに対して、では６０．３％のＴ.Ｈ.Ｃ除去率を示
し、Ｐｄ単独担持の場合、初期活性が必ずしもＰｄ担持
量の多寡に比例するのではないことを示している。

【００２８】また〜のとおり、Ｐｔ単独を担持させ
た場合にもＴ.Ｈ.Ｃ除去率はせいぜい３４．５％（２０
ｈ後）程度で低く、またＰｔ及びＰｄの両者を担持させ
た場合にも、（このは従来の三元触媒に相当する）
や10（表中○付き10）、また〜のようにそれら両者
の担持量が共に少ないか又は一方が少ないと耐久性に劣
り、Ｔ.Ｈ.Ｃ除去活性を維持できないことを示してい
る。これに対して、、11（表中○付き11）〜12（表中
○付き12）のようにＰｔ及びＰｄの両者を従来使用され
ている量より多く担持させた場合には、４００ｈ後の時
点でも有効な優れたＴ.Ｈ.Ｃ除去活性を保持している。

【００２９】次に、図１（ａ）〜（ｂ）は、前記調製に
より得たハニカム基材に担持した白金−パラジウム／ア
ルミナ触媒における白金−パラジウムの量的割合如何に
よるＴ.Ｈ.Ｃ除去率を調べたものである。このうち図１
（ａ）は、Ｐｔ担持量１０ｇ／ｌに対してＰｄ担持量を
変化させ、また図１（ｂ）は、Ｐｄ担持量１０ｇ／ｌに
対して、Ｐｔ担持量を変化させた各供試触媒を使用して
実施した結果である。操作条件は、反応温度６５８Ｋ
（３８５℃）、空間速度ＳＶ＝４０，０００ｈ^-1とし、
反応開始後４００時間経過した時点での測定結果を示し
ている。

【００３０】図１（ａ）のとおり、まず担持Ｐｄ量がゼ
ロ、すなわちＰｔだけを１０ｇ／ｌ担持させた場合に
は、Ｔ.Ｈ.Ｃ除去率は２５％程度を示すに過ぎないが、
以降担持Ｐｄ量を漸次増加させて行くに従い、Ｔ.Ｈ.Ｃ
除去率は急激に増大して行くことが分かる。また図１
（ｂ）のとおり、Ｐｄ担持量１０ｇ／ｌで、担持Ｐｔ量
がゼロすなわちＰｄだけを担持させた場合、Ｔ.Ｈ.Ｃ除
去率は１７％程度を示すに過ぎない。しかし担持Ｐｔ量
をゼロから漸次増加させて行くと、Ｔ.Ｈ.Ｃ除去率は急
激に増大して行き、担持Ｐｔ量約７．５ｇ／ｌでピ−ク
（Ｔ.Ｈ.Ｃ除去率５０％強）となる。以降除去率は徐々
に低下して行くが、担持Ｐｔ量１５ｇ／ｌで４２％強、
担持Ｐｔ量２０ｇ／ｌでもなお約４０％の除去率を示し
ている。

【００３１】さらに図２は、酸化触媒として担持Ｐｔ量
を１０ｇ／ｌ、担持Ｐｄ量を１０ｇ／ｌ混在、担持させ
た供試触媒を用いて実施した耐久試験の結果である。こ
こでの操作条件は、反応温度６７３Ｋ（４００℃）、空
間速度（ＳＶ）は実験開始時から最初の５５０時間は４
０，０００ｈ^-1とし、それ以降１４００時間経過時まで
２０，０００ｈ^-1に下げた後、再び４０，０００ｈ^-1に
戻して実施した。

【００３２】図２のとおり、本発明に係る酸化触媒は１
９００時間（８０日）強にも及ぶ連続使用後でもその触
媒性能に殆んど変化がなく、優れた耐久性を備えている
ことが分かる。すなわちＴ.Ｈ.Ｃ除去率は、実験開始当
初の８０％強から１００時間経過時まで幾分低下はする
が、その後５８％前後のＴ.Ｈ.Ｃ除去率を維持してい
る。途中空間速度（ＳＶ）を２０，０００ｈ^-1に下げる
と６３％前後に上昇し、以降４０，０００ｈ^-1に上げる
時点までこの除去率を維持し、再び４０，０００ｈ^-1に
戻してもその酸化性能上の変化は殆んどみられない。

【００３３】また、図３は、図１（ａ）に示したＰｄの
担持割合のうちから３点をとり、Ｐｔ量に対するＰｄ量
の影響を経時的に試験した結果である。すなわち、ハニ
カム担体に対する担持量として、Ｐｔ量を１０ｇ／ｌで
一定とし、Ｐｄ量をそれぞれ１．０ｇ／ｌ、５．０ｇ／
ｌ及び１０ｇ／ｌとした各供試触媒によるＴ.Ｈ.Ｃ除去
率を示している。ここでの操作条件は、図１（ａ）の場
合と同じく、反応温度を６５８Ｋ（３８５℃）、空間速
度（ＳＶ）は４０，０００ｈ^-1とし、また試験時間は５
００時間継続させた。

【００３４】図３のとおり、Ｐｔ量１０ｇ／ｌに対して
Ｐｄ量を１．０ｇ／ｌとした供試触媒では当初からＴ.
Ｈ.Ｃ除去率３０％前後を示すに過ぎない。また同じく
Ｐｄ量を５．０ｇ／ｌとしたものでは、当初は５０％を
超える値を示すが、５０時間経過後には４０％を切り、
以降３７〜３８％を示すに過ぎない。一方、担持Ｐｔ量
１０ｇ／ｌに対し担持Ｐｄ量を１０．０ｇ／ｌとしたも
のでは、５００時間経過時点でも４７〜４８％のＴ.Ｈ.
Ｃ除去率を維持している。

【００３５】また図４は、担持Ｐｔ量に対するＰｄ担持
量の影響を経時的変化とともに試験した結果である。こ
こでは図１（ｂ）における５点、すなわち担持Ｐｄ量を
１０ｇ／ｌとし、担持Ｐｔ量を０．１ｇ／ｌ、１．０ｇ
／ｌ、５．０ｇ／ｌ、８．０ｇ／ｌ及び１０ｇ／ｌとし
た各供試触媒によるＴ.Ｈ.Ｃ除去率を示している。操作
条件は、図２（ｂ）の場合と同じく、反応温度を６５８
Ｋ（３８５℃）、空間速度（ＳＶ）は４０，０００ｈ^-1
とし、また試験時間は５００時間である。

【００３６】図４のとおり、Ｐｄ量１０ｇ／ｌに対し
て、Ｐｔ量を０．１ｇ／ｌとしたものでは５０時間経過
後、Ｔ.Ｈ.Ｃ除去率２０％弱を示すに過ぎず、この点Ｐ
ｔ量を１．０ｇ／ｌとしたものでも３０％前後を示して
いるに過ぎない。またＰｔ量を５．０ｇ／ｌとしたもの
では、試験当初は５０％を超える値を示すが、５０時間
経過後には４０％を切り、以降３７〜３８％程度の除去
率で推移しているに過ぎない。これに対して、担持Ｐｔ
量を１０．０ｇ／ｌとしたものでは５００時間経過時点
でも４７〜４８％のＴ.Ｈ.Ｃ除去率を維持しおり、この
点Ｐｔ量を８．０ｇ／ｌとした供試触媒ではさらに高い
酸化性能を示している。

【００３７】《アルミナ担体層に対するＰｄ及びＰｔの
存在状態如何による効果》以上の諸例は、ＰｄとＰｔと
を一層のアルミナ担体層に混在するように担持させた触
媒を用いた例であるが、以下はＰｄとＰｔとを一層のア
ルミナ担体層に混在するよう担持させた場合（実施例）
とＰｄとＰｔとを別々のアルミナ担体層に担持させた場
合（比較例）との触媒性能、耐久性如何を試験したもの
である。

【００３８】ここでの実施例用触媒としては、表１中試
験番号の場合と同様にしてパラジウム及び白金の各１
０ｇ／ｌを単一のアルミナ担体層に混在するように担持
させたものを使用し、一方比較例用触媒は、次のように
調製した。前記アルミナ被膜を有するコ−ジェライト製
ハニカム基材に硝酸パラジウム水溶液によりパラジウム
を１０ｇ／ｌ担持させた後、その上に再びアルミナ担体
をその懸濁液としてウォッシュコ−ト法でコ−トし、こ
れに対してジニトロジアミン白金水溶液を用いて１０ｇ
／ｌ白金を担持させた。この場合乾燥や焼成処理、筒状
ドリルによる切り出し等は前記と同様に行った。

【００３９】図５は、それら両触媒を用いて前述と同様
にして実施した耐久試験の結果を示すものである。図５
のとおり、実施例触媒では、５０ｈ経過時点で６２％程
度のＴ.Ｈ.Ｃ除去率を示し、１５０ｈ経過時以降でも４
７％前後のＴ.Ｈ.Ｃ除去率を保持している。これに対し
て、比較例触媒では、当初の５４％から徐々に低下して
行き、５００ｈ経過時点では２８％程度のＴ.Ｈ.Ｃ除去
率となってしまっている。このように有効な耐久性を得
る上では、Ｐｄ及びＰｔを単一のアルミナ担体層に混在
するように担持させる必要があることが明らかである。

【００４０】さらに図６（ａ）〜（ｂ）は、ＥＰＭＡ
（Ｘ線マイクロアナライザ−、Electron Probe Micro-a
nalyser）分析により、上記実施例触媒及び比較例触媒
中におけるＰｔ、Ｐｄの存在状態を調べたものである。
図６（ａ）のとおり、実施例触媒では、コ−ジェライト
基材上のアルミナ層中に均一に混在していることが分か
る。一方、図６（ｂ）に示す比較例触媒については、二
層のアルミナ層のそれぞれにＰｔ及びＰｄが別個に担持
されている（なお、比較例触媒では、第１アルミナ層す
なわちコ−ジェライト基材上のアルミナ層中にもＰｔの
スペクトルが現れているが、これはＰｔを第２アルミナ
層へ担持させるに際してＰｔが第１層まで浸透したもの
と解される）。

【００４１】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る炭化水素酸
化触媒は、酸素過剰な排ガス中の低濃度炭化水素に対す
る有効な酸化性能を長期にわたり維持することができ
る。またその酸化により発熱を伴うことから、熱回収が
可能であり、このため特に都市ガス等を駆動源とするコ
−ジェネレ−ションシステムにおける希薄燃焼ガスエン
ジンからの排ガスに対しても有効に適用できる。さらに
本発明に係る炭化水素酸化触媒は、優れた耐久性を有す
ることから、交換頻度を格段に少なくでき、排ガス処理
システムの低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハニカム基材に担持した白金−パラジウム／ア
ルミナ触媒における白金−パラジウムの量的割合如何に
よるＴ.Ｈ.Ｃ除去率を示す図。

【図２】供試触媒として担持Ｐｔ量が１０ｇ／ｌ、担持
Ｐｄ量が１０ｇ／ｌの供試触媒を用いて実施した耐久試
験の結果を示す図。

【図３】Ｐｔ量に対するＰｄ量の影響を経時的に試験し
た結果を示す図。

【図４】Ｐｄ量に対するＰｔ量の影響を経時的に試験し
た結果を示す図。

【図５】触媒中のＰｄとＰｔの存在状態如何による耐久
性試験結果を示す図。

【図６】実施例触媒と比較例触媒に対するＥＰＭＡ分析
結果を示す図。

【図７】本発明で使用するハニカム基材の例を示す図
（断面模式図）。

【図８】本発明触媒を使用するシステムフロ−例の模式
図。

【符号の説明】

Ａ希薄燃焼ガスエンジンＢ導管Ｃ触媒容器（反応管）Ｄ酸化触媒層Ｅ導出管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 21/00 - 38/74 B01D 53/86 B01D 53/94 F01N 3/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】酸素過剰な排ガス中のメタンを含む低濃
度炭化水素用酸化触媒であって、ハニカム基材に担持し
た白金−パラジウム／アルミナ触媒からなり、該ハニカ
ム基材に対しアルミナ担体を介して白金とパラジウムと
が混在するように担持させてなるとともに、そのパラジ
ウム担持量が７ｇ／ｌ以上で且つ白金担持量が３〜２０
ｇ／ｌの範囲であることを特徴とする酸素過剰な排ガス
中の低濃度炭化水素用酸化触媒。
【請求項２】上記ハニカム基材がコ−ジェライト製又
は金属製である請求項１に記載の酸素過剰な排ガス中の
低濃度炭化水素用酸化触媒。
【請求項３】上記排ガスが希薄燃焼ガスエンジンから
の排ガスである請求項１又は２に記載の酸素過剰な排ガ
ス中の低濃度炭化水素用酸化触媒。
【請求項４】酸素過剰でメタンを含む炭化水素を低濃
度で含む排ガスを、ハニカム基材に担持した白金−パラ
ジウム／アルミナ触媒からなり、該ハニカム基材に対し
アルミナ担体を介して白金とパラジウムとが混在するよ
うに担持させてなるとともに、そのパラジウム担持量が
７ｇ／ｌ以上で且つ白金担持量が３〜２０ｇ／ｌの範囲
である触媒に通すことを特徴とする酸素過剰で低濃度炭
化水素を含む排ガス中の炭化水素の酸化除去方法。
【請求項５】上記ハニカム基材がコ−ジェライト製又
は金属製である請求項４に記載の酸素過剰で低濃度炭化
水素を含む排ガス中の炭化水素の酸化除去方法。
【請求項６】上記排ガスが希薄燃焼ガスエンジンから
の排ガスである請求項４又は５に記載の酸素過剰で低濃
度炭化水素を含む排ガス中の炭化水素の酸化除去方法。