JP3362401B2 - Exhaust gas purification catalyst - Google Patents

Exhaust gas purification catalyst

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JP3362401B2
JP3362401B2 JP35553591A JP35553591A JP3362401B2 JP 3362401 B2 JP3362401 B2 JP 3362401B2 JP 35553591 A JP35553591 A JP 35553591A JP 35553591 A JP35553591 A JP 35553591A JP 3362401 B2 JP3362401 B2 JP 3362401B2
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catalyst
exhaust gas
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雅雄 中野
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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、自動車エンジン等の内
燃機関から排出される排ガス中の窒素酸化物、一酸化炭
素及び炭化水素を除去する排ガス浄化用触媒に関し、特
に、酸素過剰の排ガスの窒素酸化物を浄化する触媒及び
その使用方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】内燃機関から排出される排ガス中の有害
物質である窒素酸化物,一酸化炭素及び炭化水素は、例
えばPt,Rh,Pd等を担体上に担持させた三元触媒
により除去されている。しかしながら、ディーゼルエン
ジン排ガスについては、排ガス中に酸素が多く含まれて
いるために、窒素酸化物を除去するのに有効な触媒がな
く、触媒による排ガス浄化は行われていない。 【0003】また、近年のガソリンエンジンにおいて
は、低燃費化及び排出炭酸ガスの低減の目的で希薄燃焼
させることが必要となってきている。しかし、希薄燃焼
ガソリンエンジンの排ガスは酸素過剰雰囲気であるた
め、上記のような従来の三元触媒は使用できず、有害成
分特に窒素酸化物を除去する方法は実用化されていな
い。 【0004】このような酸素過剰の排ガス中の特に窒素
酸化物を除去する方法として、アンモニア等の還元剤を
添加する方法、窒素酸化物をアルカリに吸収除去する方
法等が知られているが、移動発生源である自動車に用い
るには有効な方法ではなく、適用が限定される。 【0005】近年、遷移金属をイオン交換したゼオライ
ト触媒は、アンモニア等の特別な還元剤を添加しなくて
も酸素過剰な排ガス中の窒素酸化物を除去できることが
報告されている。例えば、特開昭63−283727号
公報や特開平1−130735号公報には、未燃焼の一
酸化炭素及び炭化水素等の還元剤が微量に含まれている
酸素過剰な排ガス中でも窒素酸化物を選択的に還元させ
ることが出来るゼオライト系触媒が提案されている。 【0006】また、特開平1−135541号公報や特
開平3−232533号公報には、貴金属をイオン交換
したゼオライト触媒が、特開平2−102740号公報
には、希土類元素を含むゼオライト型ケイ酸塩に貴金属
を担持した触媒がそれぞれ提案されている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている貴金属含有ゼオライト系触媒は、高い窒素
酸化物浄化能を有するものの耐久性が充分でなく、内燃
機関、特に自動車の排気ガス浄化用の触媒としては、更
に高い耐久性能が要求されている。 【0008】本発明の目的は、以上のような従来技術の
問題点を解消することにあり、自動車等の内燃機関から
排出される排ガスから窒素酸化物,一酸化炭素及び炭化
水素を同時に除去する触媒であって、耐久性能の高い排
ガス浄化触媒を提供するところにある。 【0009】また本発明の別の目的は、このような触媒
を用いた排ガスの浄化方法を提供することにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
点について鋭意検討した結果、SiO2/Al23モル
比が15〜105のゼオライトにPt及びK,Cs又は
アルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種以上の元
素をイオン交換法により含有させた触媒が、高い窒素酸
化物浄化能を有し、かつ高い耐久性能を有することが判
明し、本発明を完成するに至った。 【0011】すなわち本発明は、窒素酸化物,一酸化炭
素及び炭化水素を含む酸素過剰の排ガスから、窒素酸化
物,一酸化炭素及び炭化水素を除去するゼオライト触媒
であって、SiO2/Al23モル比が15〜105のゼ
オライトであり、かつPt及びK,Cs又はアルカリ土
類金属から選ばれる少なくとも1種以上の元素をイオン
交換法により含有させることを特徴とする排ガス浄化触
媒、及び該排ガス浄化触媒に、窒素酸化物,一酸化炭素
及び炭化水素を含む燃焼排ガスを接触させることを特徴
とする排ガス中の窒素酸化物,一酸化炭素及び炭化水素
を除去する方法を提供するものである。 【0012】以下、本発明を詳細に説明する。 【0013】本発明にかかる排ガス浄化触媒は、Pt及
びK,Cs又はアルカリ土類金属から選ばれる少なくと
も1種以上の元素を含有したSiO2/Al23モル比
15〜10 5 であるゼオライトである。 【0014】上記ゼオライトは一般的には xM2/nO・Al23・ySiO2・zH2O (ただしnは陽イオンMの原子価、xは0.8〜1.2
の範囲の数、yは2以上の数、zは0以上の数である)
の組成を有するものであるが、本発明において用いられ
るゼオライトはこのうち、SiO2/Al23モル比が
15〜10 5 のものである。SiO2/Al23モル比が
15未満であるとゼオライト自体の耐熱性、耐久性が低
いため、触媒の十分な耐熱性、耐久性が得られない。一
般的にはSiO2/Al23モル比が15〜2000程
度のものが用いられる。 【0015】本発明の触媒を構成するゼオライトは天然
品、合成品の何れであってもよく、これらゼオライトの
製造方法は特に限定されるものではないが、代表的には
フェリエライト、Y、ZSM−5、ZSM−11、ZS
M−12、ZSM−20等のゼオライトが使用できる。 【0016】これらのゼオライトは、通常、陽イオンM
としてNa及び/又は有機化合物が含まれており、一般
に触媒として使用する場合、そのままあるいはアンモニ
ウム塩、鉱酸等で処理したり焼成処理してNH型ある
いはH型にイオン交換してから使用する。 【0017】本発明のゼオライト触媒は、Ptを含有す
る。ゼオライトにPtを含有させる方法としては、特に
限定されず、一般には、水溶性の塩を用いてイオン交換
や含浸担持法、蒸発乾固法等により含有させることがで
きる。Ptを含有させる際の水溶液中のPtイオンの濃
度は、目的とする触媒のPt含有率によって任意に設定
することができる。また、Ptイオンは可溶性の塩の形
で使用でき、可溶性の塩としては、硝酸塩、塩化物、ア
ンミン錯塩等が好適に使用できる。Ptの含有量として
は、0.1〜5重量%が好ましく、0.5〜4重量%が
更に好ましい。 【0018】本発明においては、上記ゼオライト触媒
は、更にK,Cs又はアルカリ土類金属から選ばれる少
なくとも1種以上の元素を含有することを特徴とする。
K,Cs又はアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも
1種以上の元素は、Ptを含有させた後含有させても良
いが、まずK,Cs又はアルカリ土類金属から選ばれる
少なくとも1種以上の元素を含有させてから使用するこ
とが望ましい。K,Cs又はアルカリ土類金属を含有さ
せる方法としては、イオン交換法により含有させること
ができる。イオン交換は水溶性の塩を用いて通常の方法
で行えば良い。K,Cs又はアルカリ土類金属として
は、可溶性の塩を使用すればよく、可溶性の塩として
は、硝酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、塩化物等が好適に使
用できる。K,Cs又はアルカリ土類金属から選ばれる
少なくとも1種以上の元素の合計含有量は、ゼオライト
中のアルミナに対する各酸化物のモル比で表わして、
0.1〜1.2が好ましく、0.2〜1.0が更に好ま
しい。なお、アルカリ土類金属としては、Mg,Ca,
Sr,Baを使用することができる。 【0019】PtおよびK,Cs又はアルカリ土類金属
から選ばれる少なくとも1種以上の元素を含有させた試
料は、一般に、固液分離、洗浄、乾燥して使用される。
また、必要に応じて焼成や還元処理してから用いること
もできる。 【0020】本発明の排ガス浄化触媒は、粘土鉱物等の
バインダーと混合し成形して使用することもできる。ま
た、予めゼオライトを成形し、その成形体にPtおよび
K,Cs又はアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも
1種以上の元素を含有させることもできる。ゼオライト
を成形する際に用いられるバインダーとしては、特に制
限はないが、カオリン、アタパルガイト、モンモリロナ
イト、ベントナイト、アロフェン、セピオライト等の粘
土鉱物やシリカ、アルミナ等が使用できる。あるいは、
バインダーを用いずに成形体を直接合成したバインダレ
スゼオライト成形体であっても良い。また、コージェラ
イト製あるいは金属製のハニカム状基材にゼオライトを
ウォッシュコートして用いることもできる。 【0021】酸素過剰排ガスの窒素酸化物,一酸化炭
素,炭化水素の除去は、本発明の排ガス浄化触媒と該排
ガスを接触させることにより行うことができる。本発明
が対象とする酸素過剰の排ガスとは、排ガス中に含まれ
る一酸化炭素,炭化水素及び水素を完全に酸化するのに
必要な酸素量よりも過剰な酸素が含まれている排ガスを
いい、このような排ガスとしては例えば、自動車等の内
燃機関から排出される排ガス、特に空燃費が大きい状態
(所謂リーン領域)での排ガス等が具体的に例示され
る。 【0022】触媒の使用条件は特に限定されないが、温
度は、100℃〜900℃、更には150℃〜800℃
が好ましい。また、空間速度は、1,000〜500,
000hr−1であれば良い。なお、空間速度とは、ガ
スの流量(cc/hr)を触媒の体積(cc)で除した
値である。 【0023】なお上記排ガス触媒は、一酸化炭素,炭化
水素及び水素を含み酸素過剰でない排ガスの場合に適用
されても、何等その性能が変化することはない。 【0024】 【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。 【0025】実施例1 <触媒1の調製> 特開昭59−54,620号公報実施例5の方法に従っ
てZSM−5類似ゼオライトを合成した。無水ベースに
おける酸化物のモル比で表わして、次の化学組成を有し
ていた。 【0026】 1.1NaO,Al,40SiO 得られたNa型ZSM−5;200gを、濃度1.0m
ol/リットルの塩化セシウム水溶液1800mlに投
入し、80℃で20時間攪拌した。固液分離後、充分水
洗し、110℃で20時間乾燥し、Cs交換ZSM−5
を得た。次に、Cs交換ZSM−5;15gを、濃度
0.013mol/リットルのテトラアンミンジクロロ
白金塩の水溶液135mlに投入し、40℃で20時間
攪拌した。固液分離後、充分水洗し、110℃で20時
間乾燥し、触媒1を得た。化学分析の結果、CsO/
Alモル比は0.73、Pt含有量は1.9重量
%であった。 【0027】実施例2 <触媒2の調製> 実施例1で合成したNa型ZSM−5;200gを、濃
度1.0mol/リットルの塩化カリウム水溶液180
0mlに投入し、80℃で20時間攪拌した。固液分離
後、充分水洗し、110℃で20時間乾燥し、K交換Z
SM−5を得た。次に、K交換ZSM−5;15gを、
濃度0.013mol/リットルのテトラアンミンジク
ロロ白金塩の水溶液135mlに投入し、40℃で20
時間攪拌した。固液分離後、充分水洗し、110℃で2
0時間乾燥し、触媒2を得た。化学分析の結果、K
/Alモル比は0.71、Pt含有量は2.1重
量%であった。 【0028】実施例3 <触媒3の調製> 実施例1で合成したNa型ZSM−5;200gを、濃
度1.0mol/リットルの塩化カリウム水溶液900
mlと濃度1.0mol/リットルの塩化バリウム水溶
液900mlの混合液に投入し、80℃で20時間攪拌
した。固液分離後、充分水洗し、110℃で20時間乾
燥し、K,Ba交換ZSM−5を得た。次に、K,Ba
交換ZSM−5;15gを、濃度0.013mol/リ
ットルのテトラアンミンジクロロ白金塩の水溶液135
mlに投入し、40℃で20時間攪拌した。固液分離
後、充分水洗し、110℃で20時間乾燥し、触媒3を
得た。化学分析の結果、KO/Alモル比は
0.31、BaO/Alモル比は0.38、P
t含有量は2.3重量%であった。 【0029】比較例1 <比較触媒1の調製> 実施例1で合成したNa型ZSM−5;15gを、濃度
0.013mol/リットルのテトラアンミンジクロロ
白金塩の水溶液135mlに投入し、40℃で20時間
攪拌した。固液分離後、充分水洗し、110℃で20時
間乾燥し、比較触媒1を得た。化学分析の結果、Na
O/Alモル比は0.75、Pt含有量は1.8
重量%であった。 【0030】比較例2 <比較触媒2の調製> 実施例1で合成したNa型ZSM−5;200gを、濃
度1.0mol/リットルの塩化アンモニウム水溶液1
800mlに投入し、80℃で20時間攪拌した。固液
分離後、充分水洗し、110℃で20時間乾燥し、アン
モニウム交換ZSM−5を得た。次に、アンモニウム交
換ZSM−5、15gを、濃度0.013mol/リッ
トルのテトラアンミンジクロロ白金塩の水溶液135m
lに投入し、40℃で20時間攪拌した。固液分離後、
充分水洗し、110℃で20時間乾燥し、比較触媒2を
得た。化学分析の結果、Pt含有量は2.1重量%であ
った。 【0031】実施例4 <触媒4の調製> テトラアンミンジクロロ白金塩の水溶液の濃度を0.0
22mol/リットルとしたこと以外は実施例1と同様
な操作を行い、触媒4を得た。化学分析の結果、Cs
O/Alモル比は0.48、Pt含有量は3.7
重量%であった。 【0032】実施例5 <触媒5の調製> テトラアンミンジクロロ白金塩の水溶液の濃度を0.0
22mol/リットルとしたこと以外は実施例2と同様
な操作を行い、触媒5を得た。化学分析の結果、K
/Alモル比は0.53、Pt含有量は3.5重
量%であった。 【0033】実施例6 <触媒6の調製> 実施例1で合成したNa型ZSM−5;200gを、濃
度1.0mol/リットルの塩化バリウム水溶液180
0mlに投入し、80℃で20時間攪拌した。固液分離
後、ゼオライトスラリーを再度調製した上記組成の水溶
液に投入して同様な操作を行った。固液分離後、充分水
洗し、110℃で20時間乾燥し、Ba交換ZSM−5
を得た。次に、Ba交換ZSM−5;15gを、濃度
0.022mol/リットルのテトラアンミンジクロロ
白金塩の水溶液135mlに投入し、40℃で20時間
攪拌した。固液分離後、充分水洗し、110℃で20時
間乾燥し、触媒6を得た。化学分析の結果、BaO/
Alモル比は0.58、Pt含有量は3.0重量
%であった。 【0034】比較例3 <比較触媒3の調製> テトラアンミンジクロロ白金塩の水溶液の濃度を0.0
22mol/リットルとしたこと以外は比較例1と同様
な操作を行い、比較触媒3を得た。化学分析の結果、N
O/Alモル比は0.54、Pt含有量は
3.3重量%であった。 【0035】比較例4 <比較触媒4の調製> テトラアンミンジクロロ白金塩の水溶液の濃度を0.0
22mol/リットルとしたこと以外は比較例2と同様
な操作を行い、比較触媒4を得た。化学分析の結果、P
t含有量は3.6重量%であった。 【0036】実施例7 <触媒の活性評価> 触媒1〜6および比較触媒1〜4を各々プレス成形後破
砕して12〜20メッシュに整粒し、その1gを常圧固
定床反応管に充填した。下記に示す組成のガス(以下、
反応ガスという)を4000ml/min.で流通しな
がら、500℃まで昇温し、0.5時間保持し前処理と
した。その後、250℃および300℃における触媒活
性を測定した。各温度で定常に達した後のNOx浄化率
を表1に示す。また、各触媒について、反応ガスを流し
ながら、800℃で5時間の耐久処理を施した後、同様
にして、NOx浄化率を測定した結果を表1に合わせて
示す。なお、NOx浄化率とは、次式により求めた値で
ある。 【0037】NOx浄化率(%)=(NOxin−NOx
out)/ NOxin×100 NOxin :固定床反応管入口NOx濃度 NOxout :固定床反応管出口NOx濃度 反応ガス組成 NO 1200ppm O 4.3% H 400ppm CO 1200ppm C 800ppm HO 10% CO 12% N バランス 【0038】 【表1】なお、一酸化炭素,水素および炭化水素は、何れの触媒
においてもほとんど検出されなかった。 【0039】 【発明の効果】表1より、本発明の触媒は、従来提案さ
れている比較触媒と比べ、初期は同等で、耐久処理後の
窒素酸化物の浄化能、即ち、耐久性が高く、酸素過剰排
ガスの排ガス浄化能が高いことは明らかである。 【0040】従って、本発明の排ガス浄化触媒を使用す
ることにより、酸素過剰の排ガス中の窒素酸化物を高い
浄化率で浄化することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying method for removing nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons from exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile engine. The present invention relates to a catalyst, and more particularly to a catalyst for purifying nitrogen oxides of an exhaust gas containing excess oxygen and a method for using the same. 2. Description of the Related Art Nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons, which are harmful substances in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, are, for example, three-way catalysts in which Pt, Rh, Pd and the like are supported on a carrier. Has been removed. However, since exhaust gas contains a large amount of oxygen, there is no effective catalyst for removing nitrogen oxides, and exhaust gas purification by the catalyst has not been performed. Further, in recent gasoline engines, it has become necessary to perform lean combustion for the purpose of lowering fuel consumption and reducing carbon dioxide emissions. However, since the exhaust gas of a lean burn gasoline engine is in an oxygen-excess atmosphere, the above-described conventional three-way catalyst cannot be used, and a method for removing harmful components, particularly nitrogen oxides, has not been put to practical use. [0004] As a method for removing nitrogen oxides in the exhaust gas containing excess oxygen, a method of adding a reducing agent such as ammonia and a method of absorbing and removing nitrogen oxides by an alkali are known. It is not an effective method for use in a vehicle that is a mobile source and its application is limited. In recent years, it has been reported that a zeolite catalyst obtained by ion-exchanging a transition metal can remove nitrogen oxides in an oxygen-excess exhaust gas without adding a special reducing agent such as ammonia. For example, JP-A-63-283727 and JP-A-1-130735 disclose that nitrogen oxides are contained even in an oxygen-excess exhaust gas containing a trace amount of a reducing agent such as unburned carbon monoxide and hydrocarbon. Zeolite-based catalysts that can be selectively reduced have been proposed. JP-A-1-135541 and JP-A-3-232533 disclose a zeolite catalyst obtained by ion-exchanging a noble metal, and JP-A-2-102740 discloses a zeolite-type silicate containing a rare earth element. Catalysts each supporting a noble metal on a salt have been proposed. [0007] However, the noble metal-containing zeolite-based catalysts proposed so far have high nitrogen oxide purifying ability, but are not sufficiently durable, and are not suitable for internal combustion engines, especially automobile exhaust gas. As a purification catalyst, higher durability performance is required. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to simultaneously remove nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons from exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying catalyst having high durability performance, which is a catalyst. Another object of the present invention is to provide a method for purifying exhaust gas using such a catalyst. The present inventors have conducted intensive studies on the above problems, and as a result, have found that a zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 15 to 10 5 contains Pt and K, Cs or At least one element selected from alkaline earth metals
It has been found that a catalyst containing hydrogen by an ion exchange method has a high nitrogen oxide purifying ability and a high durability performance, and has completed the present invention. [0011] The present invention, nitrogen oxides, oxygen excess exhaust gas containing carbon monoxide and hydrocarbons, nitrogen oxides, a zeolite catalyst for removing carbon monoxide and hydrocarbons, SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is 15 to 10 5 zeolite and Pt and K, ions of at least one or more of elemental selected from Cs or alkaline earth metal
Exhaust gas purifying catalyst, wherein Rukoto is contained by an exchange method, and the exhaust gas purifying catalyst, nitrogen oxides, nitrogen oxides in the exhaust gas which comprises contacting a combustion exhaust gas containing carbon monoxide and hydrocarbons , Carbon monoxide and hydrocarbons. Hereinafter, the present invention will be described in detail. Exhaust gas purifying catalyst according to the [0013] present invention, SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio which contains at least one or more elements selected from Pt and K, Cs or alkaline earth metal is at 15 to 10 5 It is a zeolite. [0014] The zeolite is generally xM 2 / n O · Al 2 O 3 · ySiO 2 · zH 2 O ( where n is the valence of the cation M, x is 0.8 to 1.2
, Y is a number of 2 or more, and z is a number of 0 or more.)
The zeolite used in the present invention has a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of
15 to 10 is of 5. If the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is less than 15, the heat resistance and durability of the zeolite itself are low, so that sufficient heat resistance and durability of the catalyst cannot be obtained. Generally, those having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of about 15 to 2,000 are used. The zeolite constituting the catalyst of the present invention may be either a natural product or a synthetic product. The method for producing these zeolites is not particularly limited, but typically, ferrierite, Y, ZSM -5, ZSM-11, ZS
Zeolites such as M-12 and ZSM-20 can be used. These zeolites usually have the cation M
In general, when used as a catalyst, it is used as it is or after being subjected to ion exchange to NH 4 type or H type after being treated with ammonium salt, mineral acid or the like or calcined. . The zeolite catalyst of the present invention contains Pt. The method for incorporating Pt into the zeolite is not particularly limited, and it can be generally contained by ion exchange using a water-soluble salt, impregnation-supporting method, evaporation to dryness method, or the like. The concentration of Pt ions in the aqueous solution when Pt is contained can be arbitrarily set depending on the Pt content of the target catalyst. The Pt ion can be used in the form of a soluble salt, and as the soluble salt, nitrate, chloride, ammine complex salt and the like can be suitably used. The content of Pt is preferably 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 4% by weight. In the present invention, the zeolite catalyst further K, characterized in that it contains at least one or more of elemental selected from Cs or alkaline earth metals.
At least one element selected from K, Cs or alkaline earth metal may be contained after Pt is contained, but at least one element selected from K, Cs or alkaline earth metal is first used. Is desirably used after being contained. K, in order to incorporate the Cs or alkaline earth metals can be more contained in the ion exchange process. Ion exchange may be performed by a usual method using a water-soluble salt. As K, Cs or the alkaline earth metal, a soluble salt may be used, and as the soluble salt, nitrate, acetate, oxalate, chloride and the like can be suitably used. The total content of at least one or more elements selected from K, Cs and alkaline earth metals is represented by a molar ratio of each oxide to alumina in the zeolite,
0.1-1.2 is preferable, and 0.2-1.0 is more preferable. In addition, as the alkaline earth metal, Mg, Ca,
Sr, Ba can be used. A sample containing at least one element selected from Pt and K, Cs or alkaline earth metal is generally used after solid-liquid separation, washing and drying.
Further, if necessary, it can be used after firing or reduction treatment. The exhaust gas purifying catalyst of the present invention can be used after being mixed with a binder such as a clay mineral and molded. Alternatively, zeolite may be molded in advance, and the molded body may contain at least one element selected from Pt and K, Cs or alkaline earth metals. The binder used in forming the zeolite is not particularly limited, but clay minerals such as kaolin, attapulgite, montmorillonite, bentonite, allophane, sepiolite, silica, alumina and the like can be used. Or,
A binderless zeolite molded body obtained by directly synthesizing a molded body without using a binder may be used. Alternatively, zeolite may be wash-coated on a cordierite or metal honeycomb substrate and used. The removal of nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons from the oxygen-excess exhaust gas can be carried out by bringing the exhaust gas purifying catalyst of the present invention into contact with the exhaust gas. The term "excess oxygen-exhaust gas" as used in the present invention refers to an exhaust gas containing oxygen in excess of the amount required to completely oxidize carbon monoxide, hydrocarbons and hydrogen contained in the exhaust gas. Specific examples of such exhaust gas include exhaust gas emitted from an internal combustion engine of an automobile or the like, particularly exhaust gas in a state where air-fuel efficiency is large (a so-called lean region). The conditions for using the catalyst are not particularly limited, but the temperature is 100 ° C. to 900 ° C., more preferably 150 ° C. to 800 ° C.
Is preferred. The space velocity is 1,000-500,
000 hr- 1 . The space velocity is a value obtained by dividing a gas flow rate (cc / hr) by a catalyst volume (cc). The performance of the exhaust gas catalyst does not change at all even if it is applied to an exhaust gas containing carbon monoxide, hydrocarbons and hydrogen and not containing excess oxygen. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 <Preparation of Catalyst 1> A zeolite similar to ZSM-5 was synthesized according to the method of Example 5 in JP-A-59-54,620. It had the following chemical composition, expressed as a molar ratio of oxides on an anhydrous basis. 1.1 Na 2 O, Al 2 O 3 , 40 SiO 2 The obtained Na-type ZSM-5;
The solution was added to 1800 ml of an aqueous solution of cesium chloride at ol / liter and stirred at 80 ° C. for 20 hours. After solid-liquid separation, wash thoroughly with water, dry at 110 ° C for 20 hours, and use Cs-exchanged ZSM-5.
Got. Next, 15 g of Cs-exchanged ZSM-5 was added to 135 ml of an aqueous solution of tetraamminedichloroplatinum salt having a concentration of 0.013 mol / liter, and the mixture was stirred at 40 ° C for 20 hours. After solid-liquid separation, the mixture was thoroughly washed with water and dried at 110 ° C. for 20 hours to obtain Catalyst 1. As a result of the chemical analysis, Cs 2 O /
The Al 2 O 3 molar ratio was 0.73, and the Pt content was 1.9% by weight. Example 2 <Preparation of Catalyst 2> 200 g of Na-type ZSM-5 synthesized in Example 1 was added to a 1.0 mol / L potassium chloride aqueous solution 180
The mixture was added to 0 ml and stirred at 80 ° C. for 20 hours. After solid-liquid separation, wash thoroughly with water and dry at 110 ° C for 20 hours.
SM-5 was obtained. Next, 15 g of K exchange ZSM-5;
The solution was added to 135 ml of an aqueous solution of tetraamminedichloroplatinum salt having a concentration of 0.013 mol / liter,
Stirred for hours. After solid-liquid separation, wash thoroughly with water and
After drying for 0 hour, catalyst 2 was obtained. As a result of chemical analysis, K 2 O
The / Al 2 O 3 molar ratio was 0.71, and the Pt content was 2.1% by weight. Example 3 <Preparation of Catalyst 3> 200 g of Na-type ZSM-5 synthesized in Example 1 was added to an aqueous solution of potassium chloride 900 having a concentration of 1.0 mol / liter.
and 900 ml of a 1.0 mol / l barium chloride aqueous solution, and stirred at 80 ° C. for 20 hours. After the solid-liquid separation, it was thoroughly washed with water and dried at 110 ° C. for 20 hours to obtain K, Ba exchanged ZSM-5. Next, K, Ba
Exchange ZSM-5; 15 g of an aqueous solution 135 of a tetraamminedichloroplatinum salt having a concentration of 0.013 mol / liter.
Then, the mixture was stirred at 40 ° C. for 20 hours. After solid-liquid separation, the mixture was sufficiently washed with water and dried at 110 ° C. for 20 hours to obtain Catalyst 3. As a result of chemical analysis, the K 2 O / Al 2 O 3 molar ratio was 0.31, the Ba 2 O / Al 2 O 3 molar ratio was 0.38, and P
The t content was 2.3% by weight. Comparative Example 1 <Preparation of Comparative Catalyst 1> 15 g of Na-type ZSM-5 synthesized in Example 1 was put into 135 ml of an aqueous solution of tetraamminedichloroplatinum salt having a concentration of 0.013 mol / liter, and the solution was added at 20 ° C. Stirred for hours. After solid-liquid separation, the mixture was sufficiently washed with water and dried at 110 ° C. for 20 hours to obtain Comparative Catalyst 1. As a result of chemical analysis, Na 2
The O / Al 2 O 3 molar ratio is 0.75, and the Pt content is 1.8.
% By weight. Comparative Example 2 <Preparation of Comparative Catalyst 2> 200 g of Na-type ZSM-5 synthesized in Example 1 was added to an aqueous ammonium chloride solution 1 having a concentration of 1.0 mol / liter.
The mixture was added to 800 ml, and stirred at 80 ° C. for 20 hours. After solid-liquid separation, the mixture was sufficiently washed with water and dried at 110 ° C. for 20 hours to obtain ammonium-exchanged ZSM-5. Next, 15 g of ammonium-exchanged ZSM-5 was added to an aqueous solution of 135 ml of an aqueous solution of tetraamminedichloroplatinum salt having a concentration of 0.013 mol / liter.
and stirred at 40 ° C. for 20 hours. After solid-liquid separation,
After sufficiently washing with water and drying at 110 ° C. for 20 hours, Comparative Catalyst 2 was obtained. As a result of chemical analysis, the Pt content was 2.1% by weight. Example 4 <Preparation of Catalyst 4> The concentration of the aqueous solution of tetraamminedichloroplatinum was adjusted to 0.0
The same operation as in Example 1 was performed except that the amount was 22 mol / L, and a catalyst 4 was obtained. As a result of chemical analysis, Cs 2
O / Al 2 O 3 molar ratio is 0.48, Pt content is 3.7
% By weight. Example 5 <Preparation of Catalyst 5> The concentration of the aqueous solution of tetraamminedichloroplatinum was adjusted to 0.0
The same operation as in Example 2 was performed except that the amount was 22 mol / L, to obtain a catalyst 5. As a result of chemical analysis, K 2 O
The / Al 2 O 3 molar ratio was 0.53, and the Pt content was 3.5% by weight. Example 6 <Preparation of Catalyst 6> 200 g of Na-type ZSM-5 synthesized in Example 1 was added to a barium chloride aqueous solution 180 having a concentration of 1.0 mol / liter.
The mixture was added to 0 ml and stirred at 80 ° C. for 20 hours. After the solid-liquid separation, the same operation was performed by adding the zeolite slurry to an aqueous solution of the above composition prepared again. After solid-liquid separation, wash thoroughly with water, dry at 110 ° C. for 20 hours, and exchange BaSM ZSM-5.
Got. Next, 15 g of Ba-exchanged ZSM-5 was added to 135 ml of an aqueous solution of tetraamminedichloroplatinum salt having a concentration of 0.022 mol / liter, and the mixture was stirred at 40 ° C for 20 hours. After solid-liquid separation, the mixture was sufficiently washed with water and dried at 110 ° C. for 20 hours to obtain Catalyst 6. As a result of the chemical analysis, Ba 2 O /
The Al 2 O 3 molar ratio was 0.58, and the Pt content was 3.0% by weight. Comparative Example 3 <Preparation of Comparative Catalyst 3> The concentration of the aqueous solution of tetraamminedichloroplatinum salt was adjusted to 0.0
The same operation as in Comparative Example 1 was performed except that the amount was 22 mol / L, to obtain Comparative Catalyst 3. As a result of chemical analysis, N
a 2 O / Al 2 O 3 molar ratio is 0.54, Pt content was 3.3 wt%. Comparative Example 4 <Preparation of Comparative Catalyst 4> The concentration of the aqueous solution of tetraamminedichloroplatinum salt was adjusted to 0.0
The same operation as in Comparative Example 2 was performed except that the amount was 22 mol / L, to obtain Comparative Catalyst 4. As a result of chemical analysis, P
The t content was 3.6% by weight. Example 7 <Evaluation of activity of catalyst> The catalysts 1 to 6 and the comparative catalysts 1 to 4 were each crushed after press molding, sized to 12 to 20 mesh, and 1 g of the resulting mixture was filled in a normal-pressure fixed bed reaction tube. did. Gas of the composition shown below (hereinafter, referred to as
4000 ml / min. The temperature was raised to 500 ° C. and maintained for 0.5 hour while pre-processing. Thereafter, the catalytic activities at 250 ° C. and 300 ° C. were measured. Table 1 shows the NOx purification rates after reaching the steady state at each temperature. In addition, for each catalyst, a durability treatment was performed at 800 ° C. for 5 hours while flowing a reaction gas, and the NOx purification rate was similarly measured. The NOx purification rate is a value obtained by the following equation. NOx purification rate (%) = (NOxin-NOx
out) / NOxin × 100 NOxin: fixed bed reaction tube inlet NOx concentration NOxout: fixed bed reaction tube exit NOx concentration reactive gas composition NO 1200ppm O 2 4.3% H 2 400ppm CO 1200ppm C 3 H 6 800ppm H 2 O 10% CO 2 12% N 2 balance Incidentally, carbon monoxide, hydrogen and hydrocarbons were hardly detected by any of the catalysts. As shown in Table 1, the catalyst of the present invention is initially equivalent to the conventionally proposed comparative catalyst, and has high nitrogen oxide purifying ability after durability treatment, that is, high durability. It is clear that the exhaust gas purifying ability of the excess oxygen exhaust gas is high. Therefore, by using the exhaust gas purifying catalyst of the present invention, it is possible to purify nitrogen oxides in the oxygen-excess exhaust gas at a high purification rate.

───────────────────────────────────────────────────── 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 53/94 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B01J 21/00-38/74 B01D 53/94

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】SiO2/Al23モル比が15〜105
あるゼオライトに、Pt及びK,Cs又はアルカリ土類
金属から選ばれる少なくとも1種以上の元素をイオン交
換法により含有させることを特徴とする、窒素酸化物、
一酸化炭素及び炭化水素を含む酸素過剰の排ガスから、
窒素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を除去する排ガス
浄化触媒。
(57) Claims 1. A zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 15 to 10 5 is added to at least one kind selected from Pt and K, Cs or alkaline earth metals. Ion exchange elements
Characterized in that the inclusion by換法, nitrogen oxides,
From exhaust gas of oxygen excess containing carbon monoxide and hydrocarbons,
An exhaust gas purifying catalyst that removes nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons.
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