JP3341432B2 - 排気ガス浄化用触媒 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒

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JP3341432B2
JP3341432B2 JP00862794A JP862794A JP3341432B2 JP 3341432 B2 JP3341432 B2 JP 3341432B2 JP 00862794 A JP00862794 A JP 00862794A JP 862794 A JP862794 A JP 862794A JP 3341432 B2 JP3341432 B2 JP 3341432B2
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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
から排出される酸素過剰な排気ガス中のNO x を効率よ
く除去する排気ガス浄化用触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のアルミナを用いる排気ガス浄化用
触媒として特開平4−284848号公報や特開平4−
358525公報に記載されているようなものがある。
これらの排気浄化用触媒では、触媒とし金属を担持した
アルミナや金属とアルミナの複合酸化物である金属アル
ミネートを用いることにより、排気中の酸素濃度が理論
値より大きくなった状態(リーン・バーン雰囲気)で
の、排気中のNOx を還元除去しリーン、バーン雰囲気
でも効率よくNOx ,CO,HCを浄化することによ
り、触媒性能を向上させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなア
ルミナを主成分とした触媒では、空燃比(A/F)がリ
ーンの条件での触媒活性が充分ではない。従って本発明
の目的は、自動車などの内燃機関から排出される酸素過
剰の排気ガス中のNOx を効率よく除去し得る排気ガス
浄化用触媒を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは従来のアル
ミナを主成分とした触媒に関連して、アルミニウム以外
の金属、例えばニッケル(Ni)、コバルト(Co)、
銅(Cu)、亜鉛(Zn)、マンガン(Mn)等につき
種々検討した結果、後述の比較例1に示すようにアルミ
ナだけでは活性が低く、比較例5〜8に示すように上記
他の金属の酸化物の場合も活性が低く、また比較例9に
示すように酸化ニッケルだけでは活性が全くない。これ
に対してニッケルとアルミニウムを組み合せて複合した
複合酸化物をハニカム担体にコーティングした触媒につ
き、リーン・バーン雰囲気下で排気ガスの浄化を行った
ところ高い活性が得られることを知見し、本発明を達成
するに至った。
【0005】従って、本発明の排気ガス浄化用触媒は、
内燃機関から放出される酸素過剰な排気ガス中のNOx
を効率よく除去する排気ガス浄化用触媒であって、該触
媒はハニカム担体上に、ニッケルとアルミニウムの組成
比がニッケル/アルミニウムモル比で0.15〜0.3
5であるニッケルとアルミニウムの複合酸化物からなる
コート層を備えたことを特徴とする。
【0006】本発明においては、上記ニッケルとアルミ
ニウムの複合酸化物は、ニッケルの塩とアルミニウムの
塩を混合した水溶液に、沈澱剤溶液を添加することによ
り形成する。該沈澱剤溶液は1〜30%アンモニア水を
用いるのが好ましい。アンモニア水の濃度が、1%未満
では、充分な沈澱が得られず、30%より大になると沈
澱は得られるが、適正なモル比にするのが、触媒調製上
むずかしい。
【0007】本発明の触媒においてニッケル/アルミニ
ウムの組成比をモル比で0.15〜0.35の範囲とし
たのは、該モル比を0〜0.75まで変化させた場合
に、0.15〜0.35の範囲の触媒が最も高い活性を
示したことによる。
【0008】
【作用】次に作用を説明する。本発明の排気ガス浄化用
触媒においては、ニッケルとアルミニウムの複合酸化物
を使用している。この触媒は高温で焼成を行なっている
ため、耐熱性に非常に優れている。また、この触媒は酸
素が多量に含まれるエンジン排気ガスのリーン領域にお
いて非常に優れたNOx 転換性能を有している。
【0009】
【実施例】本発明を次の実施例、比較例および試験例に
より説明する。 実施例1 硝酸ニッケル六水和物218gと硝酸アルミニウム九水
和物1875gを20Lのイオン交換水に加えよく攪拌
した。次に、攪拌しながら、5%のアンモニア水を溶液
のpHが7.5〜9.0の間になるように徐々に滴下し
た。生成した沈澱物を濾過して取り出し、オーブン中1
00℃で12時間乾燥した後、800℃で2時間空気気
流中で焼成を行い、ニッケル/アルミニウムモル比が
0.25である複合酸化物を得た。この複合酸化物11
25gに20重量%HNO3 1375gをボールミルポ
ットに投入し、8時間粉砕してスラリーを得た。得られ
たスラリーをモノリス担体基材(119cc,400セ
ル)に塗布し乾燥した後、400℃で2時間、空気雰囲
気中で焼成した。この時の塗布量は、23.8g/個に
設定した。以上のようにして触媒No.1を調製した。
このようにして調製した触媒のニッケル/アルミニウム
モル比は0.15であった。
【0010】実施例2 実施例1の硝酸ニッケル六水和物の量を291gとした
以外は同様にして触媒No.2を調製した。この場合、
ニッケル/アルミニウムモル比は0.20であった。
【0011】実施例3 実施例1の硝酸ニッケル六水和物の量を364gとした
以外は同様にして触媒No.3を調製した。この場合、
ニッケル/アルミニウムモル比は0.25であった。
【0012】実施例4 実施例1の硝酸ニッケル六水和物の量を436gとした
以外は同様にして触媒No.4を調製した。この場合、
ニッケル/アルミニウムモル比は0.30であった。
【0013】実施例5 実施例1の硝酸ニッケル六水和物の量を509gとした
以外は同様にして触媒No.5を調製した。この場合、
ニッケル/アルミニウムモル比は0.35であった。
【0014】比較例1 硝酸アルミニウム九水和物1875gを20Lのイオン
交換水に加えよく攪拌した。次に、攪拌しながら、5%
のアンモニア水を溶液のpHが7.5〜9.0の間になる
ように徐々に滴下した。生成した沈澱物を濾過して取り
出し、オーブン中100℃で12時間乾燥した後、80
0℃で2時間空気気流中で焼成を行った。この酸化物1
125gに20重量%HNO3 1375gをボールミル
ポットに投入し、8時間粉砕してスラリーを得た。得ら
れたスラリーをモノリス担体基材(119cc,400
セル)に塗布し乾燥した後、400℃で2時間、空気雰
囲気中で焼成して触媒No.101を調製した。この時
の塗布量は、23.8g/個に設定した。
【0015】比較例2 実施例1の硝酸ニッケル六水和物の量を73gとした以
外は同様にして、触媒No.102を調製した。この場
合ニツケル/アルミニウムモル比は0.05であった。
【0016】比較例3 実施例1の硝酸ニッケル六水和物の量を727gとした
以外は同様にして、触媒No.103を調製した。この
場合ニツケル/アルミニウムモル比は0.50であっ
た。
【0017】比較例4 実施例1の硝酸ニッケル六水和物の量を1090gとし
た以外は同様にして、触媒No.104を調製した。こ
の場合ニツケル/アルミニウムモル比は0.75であっ
た。
【0018】比較例5 実施例1の硝酸ニッケル六水和物の代わりに硝酸コバル
ト六水和物728gを用いた以外は同様にして、触媒N
o.105を調製した。この場合コバルト/アルミニウ
ムモル比は0.5であった。
【0019】比較例6 実施例1の硝酸ニッケル六水和物の代わりに硝酸銅六水
和物604gを用いた以外は同様にして、触媒No.1
06を調製した。この場合銅/アルミニウムモル比は
0.5であった。
【0020】比較例7 実施例1の硝酸ニッケル六水和物の代わりに硝酸亜鉛六
水和物743gを用いた以外は同様にして、触媒No.
107を調製した。この場合亜鉛/アルミニウムモル比
は0.5であった。
【0021】比較例8 実施例1の硝酸ニッケル六水和物の代わりに硝酸マンガ
ン六水和物718gを用いた以外は同様にして、触媒N
o.108を調製した。この場合マンガン/アルミニウ
ムモル比は0.5であった。
【0022】比較例9 市販の酸化ニッケル1125gに20重量%HNO3
375gをボールミルポットに投入し、8時間粉砕して
スラリーを得た。得られたスラリーをモノリス担体基材
(119cc、400セル)に塗布し乾燥した後、40
0℃で2時間、空気雰囲気中で焼成して触媒No.10
9を調製した。この時の塗布量は、23.8g/個に設
定した。
【0023】比較例10 市販のアルミナにニッケル担持量が金属換算で0.2重
量%となるように硝酸ニッケルの水溶液を用いて含浸
し、オーブン中100℃で12時間乾燥した後、空気雰
囲気中800℃で2時間焼成した。このアルミナ担持ニ
ツケル1125gに20重量%HNO3 1375gをボ
ールミルポットに投入し、8時間粉砕してスラリーを得
た。得られたスラリーをモノリス担体基材(119c
c、400セル)に塗布し乾燥した後、400℃で2時
間、空気雰囲気中で焼成して触媒No.110を調製し
た。この時の塗布量は、23.8g/個に設定した。
【0024】試験例 実施例1〜5および比較例1〜10の触媒について各触
媒を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に示す。性能評価条件 触媒容量:119cc 評価装置:排気モデルガス評価装置(ガスは、ボンベガ
スを使用) 触媒入口温度 400、450または500℃ 空間速度 約40,000h-1 触媒入口ガス組成 平均空燃比18.0相当のモデル
ガス組成 平均空燃比18.0相当のモデルガス HC=5000ppm (Cl換算) NO=500ppm CO=2000ppm CO2 =10% O2 =4.5% H2 O=10% N2 残部
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、その構成を、ニツケルとアルミニウムの組成比がニ
ッケル/アルミニウムモル比で0.15〜0.35であ
るニッケルとアルミニウムの複合酸化物をハニカム担体
にコーティングして触媒としたことにより、特開平4−
358525号公報および特開平4−284848号公
報に記載されている触媒のそれぞれの類似触媒である比
較例3および10の触媒をはじめとして他の比較例の触
媒との対比からも明らかな如く、本発明の触媒は酸素が
存在するリーン領域において、高いNOx 転換性能を有
する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−358525(JP,A) 特開 平6−269669(JP,A) 特開 平5−228367(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 37/36 B01D 53/86

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関から放出される酸素過剰な排気
    ガス中のNOx を効率よく除去する排気ガス浄化用触媒
    において、該触媒がハニカム担体上に、ニッケルとアル
    ミニウムの組成比がニッケル/アルミニウムモル比で
    0.15〜0.35であるニッケルとアルミニウムの複
    合酸化物からなるコート層を備えたことを特徴とする排
    気ガス浄化用触媒。
  2. 【請求項2】 ニッケルとアルミニウムの複合酸化物と
    して、ニッケル/アルミニウムモル比で0.15〜0.
    35となるようにニッケルの塩とアルミニウムの塩を混
    合した水溶液に沈澱剤溶液を添加して得たニッケルとア
    ルミニウムの複合酸化物を用いることを特徴とする請求
    項1記載の排気ガス浄化用触媒。
  3. 【請求項3】 沈澱剤溶液が、1〜30%アンモニア水
    であることを特徴とする請求項2記載の排気ガス浄化用
    触媒。
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