JP3299286B2 - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス浄化用触媒に
関するものである。さらに詳しくは、自動車等の内燃機
関から排出される有害成分である炭化水素(HC)、一
酸化炭素(CO)及び窒素酸化物(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厳しい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。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車等の内燃機関から排出され
る排気ガス浄化用触媒において白金族金属は、活性アル
ミナ等の高表面積の耐火性無機酸化物上に高分散に担持
されていたため、初期活性は高いものの高温酸化雰囲気
のような厳しい条件にさらされると白金族金属が粒子成
長したり、アルミナ等の担体物質やセリア等の助触媒成
分と好ましくない相互作用により大きな性能低下が見ら
れた。特に白金族金属の担体物質として活性アルミナを
使用する場合は900℃以上の高温においてα−アルミ
ナへの相転移があり、触媒性能の低下は避けられないも
のであった。
【0003】上記問題点に対して例えば米国特許423
3189号や米国特許4172047号において白金族
金属と相互作用しない担体物質としてジルコニアあるい
はα−アルミナの使用が提案されているが白金族金属の
粒子成長を抑制するものではなく十分な性能は得られて
いない。さらに白金族金属を活性アルミナに担持した場
合は酸性のスラリー作成時において担体物質である活性
アルミナの溶出が確認されており、これが触媒性能低下
の一因となっている。
【0004】一方、特開昭61−234931号や特開
昭62−149343においては白金族金属の担体物質
である活性アルミナにLa,Nd等の希土類元素やB
a,Sr等のアルカリ土類金属元素を添加してα−アル
ミナへの相転移を抑制する方法が開示されているがその
効果は十分ではなく、逆に上記添加物は白金族金属や助
触媒である酸化セリウムに悪影響をもたらして触媒性能
低下を起こしたり、スラリー性状が悪化するという問題
点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的は
白金族金属を有効的に利用し、かつエンジン排ガス等の
高温条件下で使用されても触媒の性能の大きな低下がな
い新規な排気ガス浄化用触媒を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意研究の
結果、白金族金属を硫酸バリウム上に担持せしめた白金
族金属担持硫酸バリウムを含有する触媒は900℃以
上、特に1000℃を越える高温下で使用されても優れ
た触媒性能を維持することを見出し本発明を完成するに
至った。
【0007】上記目的は本発明に従い硫酸バリウム上に
担持された白金族金属と活性アルミナ等の耐火性無機酸
化物及びセリウム酸化物等の希土類酸化物を含有してな
る触媒組成物を一体構造を有するハニカム担体に被覆せ
しめてなることを特徴とする排気ガス浄化用触媒によっ
て達成される。
【0008】使用される硫酸バリウムは特に限定され
ず、市販品、あるいはバリウム塩水溶液に希硫酸を加え
て得られる白色沈澱を濾過洗浄する方法等によって得ら
れるものであってもよい。硫酸バリウムの比表面積は通
常0.1〜10m2/g程度であり1200℃以上の高
温まで安定であることが知られている。この硫酸バリウ
ムは排気ガス浄化用触媒1リットル当たり1〜50g使
用することができる。
【0009】本発明にかかわる白金族金属は白金、パラ
ジウム又はロジウム等の白金族金属を単独あるいは組合
せて使用され、排気ガス浄化用触媒1リットル当たり
0.1〜5.0g使用することができる。
【0010】これら白金族金属は上記硫酸バリウム上に
通常の方法により担持せしめることが可能である。例え
ば含浸法においては、白金族金属の塩溶液を硫酸バリウ
ムに含浸しその後乾燥、焼成することによって白金族金
属担持硫酸バリウムが得られる。白金族金属の硫酸バリ
ウムへの担持濃度は0.5〜30重量%好ましくは1〜
20重量%の範囲で担持される。また2種類以上の白金
族金属を触媒組成物に含有させる場合においては全量を
同じ硫酸バリウムに担持する方法、別々に硫酸バリウム
に担持する方法、又は一部を硫酸バリウムに担持し残り
を耐火性無機酸化物または希土類酸化物に担持する方法
をとることができる。
【0011】耐火性無機酸化物はアルミナ、シリカ、チ
タニア、若しくはジルコニアの各々の酸化物、またはこ
れらの複合酸化物若しくは混合物が使用することがで
き、好ましくは活性アルミナである。この耐火性無機酸
化物は排気ガス浄化用触媒1リットル当たり30〜30
0g使用することができる。
【0012】次に希土類酸化物の触媒組成物への添加方
法としては、酸化物又は炭酸化物、水酸化物等の化合物
で焼成時若しくは使用時に酸化物の形態になる前駆体化
合物を触媒組成物に含有させる方法、又は前記の前駆体
化合物を活性アルミナ等の耐火性無機酸化物上に担持す
る方法があり、この場合は耐火性無機酸化物に対して
0.1〜50重量%の範囲で担持することが好ましい。
また希土類酸化物としてはセリウム、ランタン、ネオジ
ム等の各酸化物が挙げられるが、特にセリウム酸化物の
使用が好ましく、排気ガス浄化用触媒1リットル当たり
5〜100g使用することができる。
【0013】このようにして得られた白金族金属担持硫
酸バリウム,耐火性無機酸化物および希土類酸化物を含
有してなる触媒組成物は通常の方法によりボールミル等
を用いて水性スラリーとしモノリス構造を有するハニカ
ム担体に被覆せしめて、その後乾燥し必要により焼成し
て完成触媒とする。
【0014】本発明で使用されるモノリス担体としては
コージェライト、ムライト等のセラミックモノリス担体
及びステンレス又はFe−Cr−Al合金等のメタルモ
ノリス担体が挙げられる。
【0015】
【効果】本発明の排気ガス浄化用触媒においては白金族
金属は硫酸バリウムに担持されていることを特徴とす
る。硫酸バリウムは水不溶性であり、スラリー調製時に
おいても溶出がほとんどなく、かつ硫酸バリウムは高温
にさらされてもほとんど変化しない熱的に安定な物質で
あるため、白金族金属は十分に固定される。
【0016】また詳細なことは不明であるが硫酸バリウ
は白金族金属と好ましい相互作用を有しており、例え
ば白金族金属の粒子成長を抑制する効果があると考えら
れる。この結果、900℃以上の高温条件にさらされて
も触媒性能の大きな低下がなく白金族金属を有効的に利
用することができる。
【0017】以下実施例にて具体的に説明するが、本発
明の趣旨に反しない限り、これら実施例に限定されるこ
とはない。
【0018】
【実施例1】白金2.0gを含有するジニトロジアミノ
白金及びロジウム0.4gを含有する硝酸ロジウムの混
合水溶液を比表面積5m2/gの硫酸バリウム20gに
含浸し150℃にて乾燥した後500℃1時間焼成して
白金族金属担持硫酸バリウムを調製した。このようにし
て得られた白金族金属担持硫酸バリウムと市販の酸化セ
リウム80gおよび比表面積150m2/gの活性アル
ミナ200gをボールミルにて15時間粉砕して得られ
た水性スラリーにコージェライト製モノリス担体(40
0セル/平方インチ)を浸漬し、余剰スラリーを圧縮空
気にて吹き飛ばした後150℃にて2時間乾燥し完成触
媒(1)を得た。
【0019】
【比較例1】白金2.0gを含有するジニトロジアミノ
白金及びロジウム0.4gを含有する硝酸ロジウムの混
合水溶液を活性アルミナ200gに含浸し150℃にて
乾燥した後500℃1時間焼成して白金族金属担持アル
ミナを調製した。このようにして得られた白金族金属担
持アルミナと市販の酸化セリウム80gおよび硫酸バリ
ウム20gをボールミルにて粉砕し、水性スラリーを得
た。以下実施例1と同様にして比較触媒(A)を得た。
【0020】
【比較例2】比較例1において硫酸バリウムの代りに硝
酸バリウム22gを使用した以外は比較例1と同様にし
て比較触媒(B)を得た。
【0021】
【実施例2】白金2.0gを含有するジニトロジアミノ
白金及びロジウム0.4gを含有する硝酸ロジウムの混
合水溶液を硫酸バリウム40gに含浸し150℃にて乾
燥した後500℃1時間焼成して白金族金属担持硫酸バ
リウムを調製した。次に硝酸セリウム水溶液(25重量
%)320gを活性アルミナ180gに含浸し150℃
にて乾燥した後500℃1時間焼成して酸化セリウム担
持アルミナを調製した。このようにして得られた2種の
粉体をボールミルにて粉砕し、水性スラリーを得た。以
下実施例1と同様にして完成触媒(2)を得た。
【0022】
【実施例3】実施例2において白金2.0gおよびロジ
ウム0.4gをそれぞれ別々の硫酸バリウム20gに担
持した以外は実施例2と同様にして完成触媒(3)を得
た。
【0023】
【比較例3】実施例2において硫酸バリウムの代りに比
表面積3m2/gのα−アルミナ40gを使用した以外
は実施例2と同様にして比較触媒(C)を得た。
【0024】
【実施例4】パラジウム2.0gを含有する硝酸パラジ
ウム及びロジウム0.4gを含有する硝酸ロジウムの混
合水溶液を比表面積5m2/gの硫酸バリウム30gに
含浸し150℃で乾燥し、次いで500℃で1時間焼成
して白金族金属担持硫酸バリウムを調製した。この白金
族金属担持硫酸バリウムと市販の酸化セリウム80g及
び比表面積150m2/gの活性アルミナ190gをボ
ールミルで15時間湿式粉砕し、水性スラリーを得た。
以下実施例1と同様にして完成触媒(4)を得た。
【0025】
【比較例4】比表面積150m2/gの活性アルミナを
ボールミルで湿式粉砕して水性スラリーを調製し、モノ
リス担体に活性アルミナをコートしたのち、モノリス担
体を硝酸セリウム水溶液に浸漬し乾燥後、500℃で1
時間焼成してセリウムを担持した後、次いで硝酸パラジ
ウム及び硝酸ロジウムの水溶液に浸漬し、乾燥後、50
0℃で1時間焼成して白金族金属を担持した。このよう
にして得られたモノリス担体を酢酸バリウム水溶液に浸
漬し、乾燥後、500℃で1時間焼成して比較触媒
(D)を得た。
【0026】
【試験例】実施例より得られた触媒1〜4及び比較例よ
り得られた触媒A〜Dについてエンジン耐久走行後の触
媒性能を試験した。耐久エンジンは電子制御エンジン
(8気筒4400cc)を使用し定常運転60秒、減速
6秒(減速時には燃料がカットされ触媒は高温酸化雰囲
気にさらされる)というモード運転を実施し定常運転で
触媒温度が1000℃となる条件で50時間触媒をエー
ジングした。触媒の評価は1800cc電子制御エンジ
ンを用いて行ない触媒入口温度450℃におけるCO、
HCおよびNOxの浄化率を測定した結果を表1に示し
た。
【0027】
【表1】
【0028】表1の結果より本発明に開示する排気ガス
浄化用触媒は高温酸化雰囲気のような厳しい条件下で使
用されても性能の低下が少ない優れた触媒であることは
明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 瀬良 聡機 (56)参考文献 特開 昭64−58349(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 (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】白金族金属を硫酸バリウム上に担持せしめ
    てなる白金族金属担持硫酸バリウム、耐火性無機酸化物
    及び希土類酸化物を含有してなる触媒組成物を一体構造
    を有するハニカム担体に被覆せしめてなることを特徴と
    する排気ガス浄化用触媒。
  2. 【請求項2】白金、パラジウムおよびロジウムよりなる
    群から選択される少なくとも一種の白金族金属を硫酸バ
    リウムに対して0.5〜30重量%の担持濃度となるよ
    うに硫酸バリウム上に担持する請求項1記載の触媒。
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JPH10180099A (ja) * 1996-12-20 1998-07-07 Ngk Insulators Ltd 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システム
JP3688974B2 (ja) * 1999-05-24 2005-08-31 ダイハツ工業株式会社 排ガス浄化用触媒
JP3688945B2 (ja) * 1999-08-30 2005-08-31 ダイハツ工業株式会社 排気ガス浄化用触媒
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JP2007216200A (ja) * 2006-01-20 2007-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排ガス浄化触媒

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