JP3299286B2 - 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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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ム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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (2)
- 【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。 - 【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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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17959791A JP3299286B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 排気ガス浄化用触媒 |
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ID=16068520
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
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-
1991
- 1991-07-19 JP JP17959791A patent/JP3299286B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|
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