JP3375810B2 - 内燃機関排ガス浄化用触媒 - Google Patents
内燃機関排ガス浄化用触媒Info
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- JP3375810B2 JP3375810B2 JP34377895A JP34377895A JP3375810B2 JP 3375810 B2 JP3375810 B2 JP 3375810B2 JP 34377895 A JP34377895 A JP 34377895A JP 34377895 A JP34377895 A JP 34377895A JP 3375810 B2 JP3375810 B2 JP 3375810B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- exhaust gas
- internal combustion
- combustion engine
- palladium
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関排ガス中
に含まれる有害成分である一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水
素（ＨＣ）、および窒素酸化物（ＮＯx ）を同時に除去
する内燃機関排ガス浄化用触媒に関するものである。
に含まれる有害成分である一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水
素（ＨＣ）、および窒素酸化物（ＮＯx ）を同時に除去
する内燃機関排ガス浄化用触媒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の内燃機関からの排ガス中に含
まれる有害成分であるＣＯ、ＨＣおよびＮＯx を同時に
除去する内燃機関排ガス浄化用触媒においては、一般的
に白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム等の白金族
元素が活性成分として使用されており、白金／ロジウ
ム、白金／パラジウム／ロジウム、パラジウム／ロジウ
ムおよびパラジウム単独より構成される触媒系が現在広
く普及している。また、これらの貴金属を用いた内燃機
関排ガス浄化用触媒の耐熱性の改善等の改良発明も数多
く提案されている（特開平４−２１９４０号、特開平４
−２８４８４７号、特開平７−１７１３９２号各公報
等）。
まれる有害成分であるＣＯ、ＨＣおよびＮＯx を同時に
除去する内燃機関排ガス浄化用触媒においては、一般的
に白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム等の白金族
元素が活性成分として使用されており、白金／ロジウ
ム、白金／パラジウム／ロジウム、パラジウム／ロジウ
ムおよびパラジウム単独より構成される触媒系が現在広
く普及している。また、これらの貴金属を用いた内燃機
関排ガス浄化用触媒の耐熱性の改善等の改良発明も数多
く提案されている（特開平４−２１９４０号、特開平４
−２８４８４７号、特開平７−１７１３９２号各公報
等）。
【０００３】一方、自動車等の内燃機関の運転中におい
ては、アイドリングから加速、加速から定速、定速から
減速または定速から加速等エンジンの運転状態は頻繁に
変化し、これらに伴い、内燃機関から排出される排ガス
の雰囲気も大きく変動する。このような変動的な反応場
における触媒の浄化能を詳細に調べると、前記従来の内
燃機関排ガス浄化用触媒では未だ十分な浄化能を示して
いるとはいえず、とくにＮＯx 浄化能に関しては、十分
な応答性を有するとはいえない。
ては、アイドリングから加速、加速から定速、定速から
減速または定速から加速等エンジンの運転状態は頻繁に
変化し、これらに伴い、内燃機関から排出される排ガス
の雰囲気も大きく変動する。このような変動的な反応場
における触媒の浄化能を詳細に調べると、前記従来の内
燃機関排ガス浄化用触媒では未だ十分な浄化能を示して
いるとはいえず、とくにＮＯx 浄化能に関しては、十分
な応答性を有するとはいえない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、自動車等の
内燃機関において、アイドリング、加速、定速、減速等
のエンジンの運転状況の変化に応じて大きく変動する排
ガス雰囲気に対して、浄化即応性に優れた内燃機関排ガ
ス浄化用触媒、特にＮＯx 浄化即応性に優れた内燃機関
排ガス浄化用触媒を提供することにある。
内燃機関において、アイドリング、加速、定速、減速等
のエンジンの運転状況の変化に応じて大きく変動する排
ガス雰囲気に対して、浄化即応性に優れた内燃機関排ガ
ス浄化用触媒、特にＮＯx 浄化即応性に優れた内燃機関
排ガス浄化用触媒を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは内燃機関排
ガス浄化用触媒について鋭意研究を重ねた結果、白金族
元素、セリウム化合物および耐火性無機酸化物の特定の
組合せからなる複数の触媒層を有する内燃機関排ガス浄
化用触媒が、排ガス雰囲気の変動に対する即応性に優れ
ることを見出し本発明を完成した。
ガス浄化用触媒について鋭意研究を重ねた結果、白金族
元素、セリウム化合物および耐火性無機酸化物の特定の
組合せからなる複数の触媒層を有する内燃機関排ガス浄
化用触媒が、排ガス雰囲気の変動に対する即応性に優れ
ることを見出し本発明を完成した。
【０００６】すなわち、本発明は、触媒成分としてロジ
ウム、パラジウム、セリウム化合物および耐火性無機酸
化物を含有し、第１のセリウム化合物を含む触媒層とパ
ラジウムを含む触媒層の少なくとも二層の触媒層からな
り、前記パラジウムを含む触媒層に第２のセリウム化合
物を含有する内燃機関排ガス浄化用触媒であって、前記
第２のセリウム化合物はＢＥＴ表面積が２０ｍ2 ／ｇ以
下またはＸＲＤで測定される結晶子径が２００Å以上で
あり、前記第１のセリウム化合物は前記第２のセリウム
化合物を実質的に含まないものであることを特徴とする
内燃機関排ガス浄化用触媒である。
ウム、パラジウム、セリウム化合物および耐火性無機酸
化物を含有し、第１のセリウム化合物を含む触媒層とパ
ラジウムを含む触媒層の少なくとも二層の触媒層からな
り、前記パラジウムを含む触媒層に第２のセリウム化合
物を含有する内燃機関排ガス浄化用触媒であって、前記
第２のセリウム化合物はＢＥＴ表面積が２０ｍ2 ／ｇ以
下またはＸＲＤで測定される結晶子径が２００Å以上で
あり、前記第１のセリウム化合物は前記第２のセリウム
化合物を実質的に含まないものであることを特徴とする
内燃機関排ガス浄化用触媒である。
【０００７】本発明はまた、前記第１のセリウム化合物
を含む触媒層にロジウムを含むことを特徴とする請求項
１記載の内燃機関排ガス浄化用触媒である。
を含む触媒層にロジウムを含むことを特徴とする請求項
１記載の内燃機関排ガス浄化用触媒である。
【０００８】本発明はさらに、前記パラジウムを含む触
媒層にロジウムを実質的に含まないことを特徴とする前
記内燃機関排ガス浄化用触媒である。
媒層にロジウムを実質的に含まないことを特徴とする前
記内燃機関排ガス浄化用触媒である。
【０００９】本発明はさらにまた、前記第１のセリウム
化合物を含む触媒層にパラジウムを実質的に含まないこ
とを特徴とする請求項１〜３記載の内燃機関排ガス浄化
用触媒である。
化合物を含む触媒層にパラジウムを実質的に含まないこ
とを特徴とする請求項１〜３記載の内燃機関排ガス浄化
用触媒である。
【００１０】本発明はまた、前記パラジウムを含む触媒
層に前記第１のセリウム化合物を実質的に含まないこと
を特徴とする請求項１〜４記載の内燃機関排ガス浄化用
触媒である。
層に前記第１のセリウム化合物を実質的に含まないこと
を特徴とする請求項１〜４記載の内燃機関排ガス浄化用
触媒である。
【００１１】本発明はさらに、前記第１のセリウム化合
物とパラジウムを実質的に同一触媒層に含まないことを
特徴とする請求項１〜５記載の内燃機関排ガス浄化用触
媒である。
物とパラジウムを実質的に同一触媒層に含まないことを
特徴とする請求項１〜５記載の内燃機関排ガス浄化用触
媒である。
【００１２】本発明はさらにまた、前記第１のセリウム
化合物を含む触媒層を外層に、前記パラジウムを含む触
媒層を内層に積層してなる請求項１〜６記載の内燃機関
排ガス浄化用触媒である。
化合物を含む触媒層を外層に、前記パラジウムを含む触
媒層を内層に積層してなる請求項１〜６記載の内燃機関
排ガス浄化用触媒である。
【００１３】本発明はまた、ロジウムおよびパラジウム
を除く白金族元素を含む前記内燃機関排ガス浄化用触媒
である。
を除く白金族元素を含む前記内燃機関排ガス浄化用触媒
である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳しく説明
する。
する。
【００１５】本発明の内燃機関排ガス浄化用触媒は、触
媒成分としてロジウム、パラジウム、セリウム化合物お
よび耐火性無機酸化物を含有し、耐火性三次元構造体上
に第１のセリウム化合物を含む触媒層とパラジウムを含
む触媒層の少なくとも二層の触媒層が形成されてなるも
のである。
媒成分としてロジウム、パラジウム、セリウム化合物お
よび耐火性無機酸化物を含有し、耐火性三次元構造体上
に第１のセリウム化合物を含む触媒層とパラジウムを含
む触媒層の少なくとも二層の触媒層が形成されてなるも
のである。
【００１６】本発明で用いる第１のセリウム化合物とし
ては、酸化物、炭酸塩、硫酸化物等が挙げられるが、好
ましくは酸化物がよい。セリウム酸化物としては、水不
溶性塩または水溶性塩を焼成して得られるものであれば
特に限定されない。該セリウム化合物の含有量として
は、触媒１ｌ当たり１〜１００ｇ、好ましくは１〜８０
ｇがよい。該セリウム化合物の含有量が１ｇ未満では触
媒性能が低く、１００ｇを超えると添加に見合う効果が
得られず経済的に不利である。
ては、酸化物、炭酸塩、硫酸化物等が挙げられるが、好
ましくは酸化物がよい。セリウム酸化物としては、水不
溶性塩または水溶性塩を焼成して得られるものであれば
特に限定されない。該セリウム化合物の含有量として
は、触媒１ｌ当たり１〜１００ｇ、好ましくは１〜８０
ｇがよい。該セリウム化合物の含有量が１ｇ未満では触
媒性能が低く、１００ｇを超えると添加に見合う効果が
得られず経済的に不利である。
【００１７】本発明におけるパラジウムの含有量として
は、触媒１ｌ当たり０．１〜２０ｇ、好ましくは０．１
〜１５ｇがよい。該パラジウムの含有量が０．１ｇ未満
では触媒性能が低く、２０ｇを超えると添加に見合う効
果が得られず経済的に不利である。
は、触媒１ｌ当たり０．１〜２０ｇ、好ましくは０．１
〜１５ｇがよい。該パラジウムの含有量が０．１ｇ未満
では触媒性能が低く、２０ｇを超えると添加に見合う効
果が得られず経済的に不利である。
【００１８】また、パラジウムを含む触媒層に含まれる
第２のセリウム化合物は、Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅ
ｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）表面積が２０ｍ2 ／ｇ以
下またはＸ線回折計（ＸＲＤ、光源Ｃｕ−Ｋα）にて測
定される結晶子径が２００Å以上のものが使用される。
第２のセリウム化合物の比表面積が２０ｍ2 ／ｇを超え
ると、または第２のセリウム化合物のＸＲＤで測定され
る結晶子径が２００Å未満では浄化即応性が低下するの
で好ましくない。比表面積が２０ｍ2 ／ｇ以下またはＸ
ＲＤで測定される結晶子径が２００Å以上の特性を有す
るセリウム化合物を得る方法としては、比表面積が２０
ｍ2 ／ｇ以上または結晶子径が２００Å以下の特性を有
するセリウム化合物を高温雰囲気で強制的に結晶化を促
進させる方法や、あらかじめセリウム化合物を調整する
際に、例えばセリウムの水溶性塩を加水分解または沈殿
させ、形成される水酸化物や水和物の段階で強制的に上
述した条件を満たす特性を有するセリウム化合物を形成
する方法等が挙げられる。
第２のセリウム化合物は、Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅ
ｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）表面積が２０ｍ2 ／ｇ以
下またはＸ線回折計（ＸＲＤ、光源Ｃｕ−Ｋα）にて測
定される結晶子径が２００Å以上のものが使用される。
第２のセリウム化合物の比表面積が２０ｍ2 ／ｇを超え
ると、または第２のセリウム化合物のＸＲＤで測定され
る結晶子径が２００Å未満では浄化即応性が低下するの
で好ましくない。比表面積が２０ｍ2 ／ｇ以下またはＸ
ＲＤで測定される結晶子径が２００Å以上の特性を有す
るセリウム化合物を得る方法としては、比表面積が２０
ｍ2 ／ｇ以上または結晶子径が２００Å以下の特性を有
するセリウム化合物を高温雰囲気で強制的に結晶化を促
進させる方法や、あらかじめセリウム化合物を調整する
際に、例えばセリウムの水溶性塩を加水分解または沈殿
させ、形成される水酸化物や水和物の段階で強制的に上
述した条件を満たす特性を有するセリウム化合物を形成
する方法等が挙げられる。
【００１９】第２のセリウム化合物としては、酸化物、
炭酸塩、硫酸化物等が挙げられるが、好ましくは酸化物
がよい。第２のセリウム酸化物としては、水不溶性塩ま
たは水溶性塩を焼成して得られるものであれば特に限定
されない。該第２のセリウム化合物の含有量としては、
耐火性三次元構造体１ｌ当たり１〜２００ｇ、好ましく
は１〜１５０ｇがよい。該第２のセリウム化合物の含有
量が１ｇ未満では触媒性能が低く、２００ｇを超えると
触媒性能がかえって低下するので好ましくない。
炭酸塩、硫酸化物等が挙げられるが、好ましくは酸化物
がよい。第２のセリウム酸化物としては、水不溶性塩ま
たは水溶性塩を焼成して得られるものであれば特に限定
されない。該第２のセリウム化合物の含有量としては、
耐火性三次元構造体１ｌ当たり１〜２００ｇ、好ましく
は１〜１５０ｇがよい。該第２のセリウム化合物の含有
量が１ｇ未満では触媒性能が低く、２００ｇを超えると
触媒性能がかえって低下するので好ましくない。
【００２０】本発明においては、前記第１のセリウム化
合物を含む触媒層にロジウムを含むことが好ましい。本
発明におけるロジウムの含有量としては、触媒１リット
ル当たり０．０１〜２ｇ、好ましくは０．０２〜１ｇが
よい。該ロジウムの含有量が０．０１ｇ未満では触媒性
能が低く、２ｇを超えると添加に見合う効果が得られず
経済的に不利である。
合物を含む触媒層にロジウムを含むことが好ましい。本
発明におけるロジウムの含有量としては、触媒１リット
ル当たり０．０１〜２ｇ、好ましくは０．０２〜１ｇが
よい。該ロジウムの含有量が０．０１ｇ未満では触媒性
能が低く、２ｇを超えると添加に見合う効果が得られず
経済的に不利である。
【００２１】本発明においては、前記パラジウムを含む
触媒層にロジウムを実質的に含まないことが好ましい。
ここで、ロジウムを実質的に含まないとは、ロジウムの
含有量が該触媒層重量に対して０．０５重量％以下であ
り、好ましくは０．０２５重量％以下であり、特に好ま
しくはロジウムを含まないことをいう。該ロジウムの含
有量が０．０５重量％を超えるとパラジウムと相互作用
し、触媒性能が不良となるので好ましくない。
触媒層にロジウムを実質的に含まないことが好ましい。
ここで、ロジウムを実質的に含まないとは、ロジウムの
含有量が該触媒層重量に対して０．０５重量％以下であ
り、好ましくは０．０２５重量％以下であり、特に好ま
しくはロジウムを含まないことをいう。該ロジウムの含
有量が０．０５重量％を超えるとパラジウムと相互作用
し、触媒性能が不良となるので好ましくない。
【００２２】また、本発明においては、前記第１のセリ
ウム化合物を含む触媒層にパラジウムを実質的に含まな
いことが好ましい。ここで、パラジウムを実質的に含ま
ないとは、パラジウムの含有量が該触媒層重量に対して
０．１重量％以下であり、好ましくは０．０５重量％以
下であり、特に好ましくはパラジウムを含まないことを
いう。該パラジウムの含有量が０．１重量％を超えると
ロジウムと相互作用し、触媒性能が不良となるので好ま
しくない。
ウム化合物を含む触媒層にパラジウムを実質的に含まな
いことが好ましい。ここで、パラジウムを実質的に含ま
ないとは、パラジウムの含有量が該触媒層重量に対して
０．１重量％以下であり、好ましくは０．０５重量％以
下であり、特に好ましくはパラジウムを含まないことを
いう。該パラジウムの含有量が０．１重量％を超えると
ロジウムと相互作用し、触媒性能が不良となるので好ま
しくない。
【００２３】また、本発明においては、前記パラジウム
を含む触媒層に第１のセリウム化合物を実質的に含まな
いことが好ましい。ここで、第１のセリウム化合物を実
質的に含まないとは、第１のセリウム化合物の含有量が
該触媒層重量に対してＣｅＯ2 換算で５重量％以下であ
り、好ましくは３重量％以下であり、特に好ましくは第
１のセリウム化合物を含まないことをいう。該第１のセ
リウム化合物の含有量が５重量％を超えると前述のＮＯ
x 浄化即応性が低下するので好ましくない。
を含む触媒層に第１のセリウム化合物を実質的に含まな
いことが好ましい。ここで、第１のセリウム化合物を実
質的に含まないとは、第１のセリウム化合物の含有量が
該触媒層重量に対してＣｅＯ2 換算で５重量％以下であ
り、好ましくは３重量％以下であり、特に好ましくは第
１のセリウム化合物を含まないことをいう。該第１のセ
リウム化合物の含有量が５重量％を超えると前述のＮＯ
x 浄化即応性が低下するので好ましくない。
【００２４】さらに、本発明においては、前記第１のセ
リウム化合物を含む触媒層にパラジウムを実質的に含ま
ず、かつ前記パラジウムを含む触媒層に第１のセリウム
化合物を実質的に含まない、すなわち、第１のセリウム
化合物とパラジウムを実質的に同一触媒層に含まないこ
とが特に好ましい。
リウム化合物を含む触媒層にパラジウムを実質的に含ま
ず、かつ前記パラジウムを含む触媒層に第１のセリウム
化合物を実質的に含まない、すなわち、第１のセリウム
化合物とパラジウムを実質的に同一触媒層に含まないこ
とが特に好ましい。
【００２５】また、本発明の内燃機関排ガス浄化用触媒
は、前記第１のセリウム化合物を含む触媒層を外層に、
前記パラジウムを含む触媒層を内層にして耐火性三次元
構造体上に形成されることが好ましい。
は、前記第１のセリウム化合物を含む触媒層を外層に、
前記パラジウムを含む触媒層を内層にして耐火性三次元
構造体上に形成されることが好ましい。
【００２６】本発明の内燃機関排ガス浄化用触媒には、
ロジウムおよびパラジウムを除く白金族元素を含有して
もよい。該ロジウムおよびパラジウムを除く白金族元素
としては、白金、イリジウム等が挙げられる。該白金族
元素の使用量としては、触媒１ｌ当たり０．０１〜５
ｇ、好ましくは０．０１〜２ｇがよい。該白金族元素の
使用量が０．０１ｇ未満では触媒性能が低く、５ｇを超
えると添加に見合う効果が得られず経済的に不利であ
る。
ロジウムおよびパラジウムを除く白金族元素を含有して
もよい。該ロジウムおよびパラジウムを除く白金族元素
としては、白金、イリジウム等が挙げられる。該白金族
元素の使用量としては、触媒１ｌ当たり０．０１〜５
ｇ、好ましくは０．０１〜２ｇがよい。該白金族元素の
使用量が０．０１ｇ未満では触媒性能が低く、５ｇを超
えると添加に見合う効果が得られず経済的に不利であ
る。
【００２７】本発明で用いる耐火性無機酸化物として
は、γ−アルミナ、δ−アルミナ、η−アルミナ、θ−
アルミナ等の活性アルミナ、α−アルミナ、シリカ、チ
タニア、ジルコニアもしくはこれらの複合酸化物である
シリカ−アルミナ、アルミナ−チタニア、アルミナ−ジ
ルコニア、シリカ−チタニア、シリカ−ジルコニア、チ
タニア−ジルコニア等、またはこれらの混合物が挙げら
れる。これらの耐火性無機酸化物は通常粉末状であり、
そのＢＥＴ表面積は１０〜４００ｍ2 ／ｇ、好ましくは
２０〜３００ｍ2 ／ｇがよい。該耐火性無機酸化物の使
用量は、耐火性三次元構造体１リットル当り１０〜３０
０ｇ、好ましくは５０〜２５０ｇがよい。使用量が１０
ｇ／ｌ未満では十分な触媒性能が得られず、３００ｇ／
ｌを越えると背圧の上昇を招き好ましくない。
は、γ−アルミナ、δ−アルミナ、η−アルミナ、θ−
アルミナ等の活性アルミナ、α−アルミナ、シリカ、チ
タニア、ジルコニアもしくはこれらの複合酸化物である
シリカ−アルミナ、アルミナ−チタニア、アルミナ−ジ
ルコニア、シリカ−チタニア、シリカ−ジルコニア、チ
タニア−ジルコニア等、またはこれらの混合物が挙げら
れる。これらの耐火性無機酸化物は通常粉末状であり、
そのＢＥＴ表面積は１０〜４００ｍ2 ／ｇ、好ましくは
２０〜３００ｍ2 ／ｇがよい。該耐火性無機酸化物の使
用量は、耐火性三次元構造体１リットル当り１０〜３０
０ｇ、好ましくは５０〜２５０ｇがよい。使用量が１０
ｇ／ｌ未満では十分な触媒性能が得られず、３００ｇ／
ｌを越えると背圧の上昇を招き好ましくない。
【００２８】本発明で用いる耐火性三次元構造体として
は、ペレット状、モノリス担体等が挙げられるが、好ま
しくは、モノリス担体がよい。モノリス担体としては、
セラミックフォーム、オープンフロータイプのセラミッ
クハニカム、ウォールフロータイプのハニカムモノリ
ス、オープンフロータイプのメタルハニカム、金属発泡
体、メタルメッシュ等が挙げられるが、そのなかではオ
ープンフロータイプのセラミックハニカムまたはメタル
ハニカムが好適に使用される。セラミックハニカム担体
としては、コージライト、ムライト、α−アルミナ、ジ
ルコニア、チタニア、リン酸チタン、アルミニウムチタ
ネート、ベタライト、スポジュメン、アルミノシリケー
ト、マグネシウムシリケート等を材料とするものが好ま
しく、なかでもコージェライト質のものが特に好まし
い。また、メタルハニカム担体としては、ステンレス
鋼、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等のごとき酸化抵抗性の耐熱
金属を用いて一体構造体としたものが好適に使用され
る。
は、ペレット状、モノリス担体等が挙げられるが、好ま
しくは、モノリス担体がよい。モノリス担体としては、
セラミックフォーム、オープンフロータイプのセラミッ
クハニカム、ウォールフロータイプのハニカムモノリ
ス、オープンフロータイプのメタルハニカム、金属発泡
体、メタルメッシュ等が挙げられるが、そのなかではオ
ープンフロータイプのセラミックハニカムまたはメタル
ハニカムが好適に使用される。セラミックハニカム担体
としては、コージライト、ムライト、α−アルミナ、ジ
ルコニア、チタニア、リン酸チタン、アルミニウムチタ
ネート、ベタライト、スポジュメン、アルミノシリケー
ト、マグネシウムシリケート等を材料とするものが好ま
しく、なかでもコージェライト質のものが特に好まし
い。また、メタルハニカム担体としては、ステンレス
鋼、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等のごとき酸化抵抗性の耐熱
金属を用いて一体構造体としたものが好適に使用され
る。
【００２９】これらのモノリス担体は、押出成形法やシ
ート状素子を巻き固める方法等で製造される。そのガス
通過口（セル形状）の形は、６角形、４角形、３角形ま
たはコルゲーション形のいずれであってもよい。
ート状素子を巻き固める方法等で製造される。そのガス
通過口（セル形状）の形は、６角形、４角形、３角形ま
たはコルゲーション形のいずれであってもよい。
【００３０】本発明の内燃機関排ガス浄化用触媒におい
ては、耐火性無機酸化物の熱安定性を高めるため、アル
カリ土類金属化合物、希土類金属酸化物を添加してもよ
い。また、酸素貯蔵能を示す鉄、コバルト、ニッケル等
や、クロム、マンガン、ニオブ、タングステン、亜鉛、
ガリウム、ゲルマニウム、インジウム、スズ、ビスマス
またはアルカリ金属化合物等を添加してもよい。
ては、耐火性無機酸化物の熱安定性を高めるため、アル
カリ土類金属化合物、希土類金属酸化物を添加してもよ
い。また、酸素貯蔵能を示す鉄、コバルト、ニッケル等
や、クロム、マンガン、ニオブ、タングステン、亜鉛、
ガリウム、ゲルマニウム、インジウム、スズ、ビスマス
またはアルカリ金属化合物等を添加してもよい。
【００３１】
【実施例】以下、本発明を実施例にてさらに具体的に説
明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるもの
ではない。
明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるもの
ではない。
【００３２】［実施例１］市販の炭酸セリウムを電気炉
にて８００℃で１０時間焼成し、比表面積が１０ｍ2 ／
ｇ、結晶子径が約４００Åを示すセリウム酸化物を得
た。該セリウム酸化物４００ｇ、活性アルミナ（γＡｌ
2 Ｏ3 ，比表面積１５５ｍ2 ／ｇ）８００ｇ、パラジウ
ム１５ｇを含有する硝酸パラジウム水溶液および純水を
加え、ボールミルにて湿式粉砕することにより水性スラ
リーを調整した。このスラリーに断面積１インチ平方あ
たり４００個のセルを有するコージェライト製モノリス
単体１リットル（長径１４８ｍｍ、短径８４ｍｍ、長さ
９６ｍｍ）を浸し、取り出した後セル内の過剰スラリー
を圧縮空気にて吹き飛ばし、乾燥焼成して内層の触媒層
を完成した。
にて８００℃で１０時間焼成し、比表面積が１０ｍ2 ／
ｇ、結晶子径が約４００Åを示すセリウム酸化物を得
た。該セリウム酸化物４００ｇ、活性アルミナ（γＡｌ
2 Ｏ3 ，比表面積１５５ｍ2 ／ｇ）８００ｇ、パラジウ
ム１５ｇを含有する硝酸パラジウム水溶液および純水を
加え、ボールミルにて湿式粉砕することにより水性スラ
リーを調整した。このスラリーに断面積１インチ平方あ
たり４００個のセルを有するコージェライト製モノリス
単体１リットル（長径１４８ｍｍ、短径８４ｍｍ、長さ
９６ｍｍ）を浸し、取り出した後セル内の過剰スラリー
を圧縮空気にて吹き飛ばし、乾燥焼成して内層の触媒層
を完成した。
【００３３】次に、前記活性アルミナ８００ｇ、市販の
セリウム酸化物（ＣｅＯ2 、比表面積１４９ｍ2 ／ｇ）
２００ｇ、ロジウム３ｇを含む硝酸ロジウムおよび純水
を加え、ボールミルにて湿式粉砕することにより水性ス
ラリーを調整した。このスラリーに前記下段の触媒層を
塗布したコージェライト製モノリス単体１リットルを浸
し、取り出した後セル内の過剰スラリーを圧縮空気にて
吹き飛ばし、乾燥焼成して外層の触媒層を完成した。
セリウム酸化物（ＣｅＯ2 、比表面積１４９ｍ2 ／ｇ）
２００ｇ、ロジウム３ｇを含む硝酸ロジウムおよび純水
を加え、ボールミルにて湿式粉砕することにより水性ス
ラリーを調整した。このスラリーに前記下段の触媒層を
塗布したコージェライト製モノリス単体１リットルを浸
し、取り出した後セル内の過剰スラリーを圧縮空気にて
吹き飛ばし、乾燥焼成して外層の触媒層を完成した。
【００３４】得られた内燃機関排ガス浄化触媒は、耐火
性三次元構造体１リットルあたり、パラジウム１．５
ｇ、ロジウム０．３ｇを含有するものであった。
性三次元構造体１リットルあたり、パラジウム１．５
ｇ、ロジウム０．３ｇを含有するものであった。
【００３５】［実施例２］実施例１で用いた炭酸セリウ
ムを７００℃で５時間焼成し、比表面積が１８ｍ 2 ／
ｇ、結晶子径が約２１０Åを示すセリウム酸化物を得
た。内層のセリウム化合物として該セリウム酸化物を用
いた以外は実施例１と同様にして完成触媒を得た。
ムを７００℃で５時間焼成し、比表面積が１８ｍ 2 ／
ｇ、結晶子径が約２１０Åを示すセリウム酸化物を得
た。内層のセリウム化合物として該セリウム酸化物を用
いた以外は実施例１と同様にして完成触媒を得た。
【００３６】［比較例１］内層のセリウム化合物として
外層で用いた市販のセリウム酸化物を用いた以外は実施
例１と同様にして完成触媒を得た。
外層で用いた市販のセリウム酸化物を用いた以外は実施
例１と同様にして完成触媒を得た。
【００３７】実施例１、２および比較例１に示した触媒
組成を表１に示す。
組成を表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】［触媒評価］実施例１、２および比較例１
の触媒を用い、エンジン耐久後の触媒性能を調べた。市
販の電子制御方式のガソリンエンジン（８気筒、４４０
０ｃｃ）を使用し、触媒をエンジンの排気系に装着して
耐久テストを行った。エンジンは、定速運転６０秒、減
速６秒（減速時に燃料がカットされて、触媒は高温酸化
雰囲気の厳しい条件にさらされる。）というモード運転
で運転し触媒入口ガス温度が定速運転時８５０℃となる
条件で５０時間触媒を耐久した。つぎに、市販の電子制
御方式のガソリンエンジン（４気筒、２０００ｃｃ）に
触媒を装着し、加減速、定速およびアイドリングを繰り
返す日本国内の基準モ−ド走行である１０．１５モード
を行い触媒性能の比較を行った。性能結果を表２にまと
めた。
の触媒を用い、エンジン耐久後の触媒性能を調べた。市
販の電子制御方式のガソリンエンジン（８気筒、４４０
０ｃｃ）を使用し、触媒をエンジンの排気系に装着して
耐久テストを行った。エンジンは、定速運転６０秒、減
速６秒（減速時に燃料がカットされて、触媒は高温酸化
雰囲気の厳しい条件にさらされる。）というモード運転
で運転し触媒入口ガス温度が定速運転時８５０℃となる
条件で５０時間触媒を耐久した。つぎに、市販の電子制
御方式のガソリンエンジン（４気筒、２０００ｃｃ）に
触媒を装着し、加減速、定速およびアイドリングを繰り
返す日本国内の基準モ−ド走行である１０．１５モード
を行い触媒性能の比較を行った。性能結果を表２にまと
めた。
【００４０】
【表２】
【００４１】表２に示されるように比較例に示す触媒で
は、加減速、定速を伴う実使用の走行でとくにＮＯx 浄
化能に問題を示すが、本実施例の触媒系においては、き
わめて良好なＮＯx 浄化能を示し、さらにＣＯ、ＨＣ浄
化能も改善されていることが示される。
は、加減速、定速を伴う実使用の走行でとくにＮＯx 浄
化能に問題を示すが、本実施例の触媒系においては、き
わめて良好なＮＯx 浄化能を示し、さらにＣＯ、ＨＣ浄
化能も改善されていることが示される。
【００４２】
【発明の効果】本発明の触媒は、自動車等の内燃機関に
用いた場合、アイドリング、加速、定速、減速等のエン
ジンの運転状況の変化に応じて大きく変動する排ガス雰
囲気に対して優れた浄化即応性を示し、特にＮＯx 浄化
即応性に優れており、内燃機関排ガス浄化用触媒として
極めて有用である。
用いた場合、アイドリング、加速、定速、減速等のエン
ジンの運転状況の変化に応じて大きく変動する排ガス雰
囲気に対して優れた浄化即応性を示し、特にＮＯx 浄化
即応性に優れており、内燃機関排ガス浄化用触媒として
極めて有用である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(73)特許権者 395016659
インターナショナル キャタリスト テ
クノロジー インコーポレイテッド
ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＣＡＴＡ
ＬＹＳＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，ＩＮ
Ｃ.
アメリカ合衆国，ミシガン州 48326,
オーバーン ヒルズ，コマーシャル ド
ライブ 2347
(72)発明者 白石 英市
兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地
の１ 株式会社日本触媒内
(72)発明者 谷口 茂良
兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地
の１ 株式会社日本触媒内
(72)発明者 松元 武史
兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地
の１ 株式会社日本触媒内
(56)参考文献 特開 平７−60117（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01J 21/00 - 37/36
B01D 53/86
Claims (8)
- 【請求項１】 触媒成分としてロジウム、パラジウム、
セリウム化合物および耐火性無機酸化物を含有し、第１
のセリウム化合物を含む触媒層とパラジウムを含む触媒
層の少なくとも二層の触媒層からなり、前記パラジウム
を含む触媒層に第２のセリウム化合物を含有する内燃機
関排ガス浄化用触媒であって、前記第２のセリウム化合
物はＢＥＴ表面積が２０ｍ2 ／ｇ以下またはＸＲＤで測
定される結晶子径が２００Å以上であり、前記第１のセ
リウム化合物は前記第２のセリウム化合物を実質的に含
まないものであることを特徴とする内燃機関排ガス浄化
用触媒。 - 【請求項２】 前記第１のセリウム化合物を含む触媒層
にロジウムを含むことを特徴とする請求項１記載の内燃
機関排ガス浄化用触媒。 - 【請求項３】 前記パラジウムを含む触媒層にロジウム
を実質的に含まないことを特徴とする請求項１または２
記載の内燃機関排ガス浄化用触媒。 - 【請求項４】 前記第１のセリウム化合物を含む触媒層
にパラジウムを実質的に含まないことを特徴とする請求
項１〜３記載の内燃機関排ガス浄化用触媒。 - 【請求項５】 前記パラジウムを含む触媒層に前記第１
のセリウム化合物を実質的に含まないことを特徴とする
請求項１〜４記載の内燃機関排ガス浄化用触媒。 - 【請求項６】 前記第１のセリウム化合物とパラジウム
を実質的に同一触媒層に含まないことを特徴とする請求
項１〜５記載の内燃機関排ガス浄化用触媒。 - 【請求項７】 前記第１のセリウム化合物を含む触媒層
を外層に、前記パラジウムを含む触媒層を内層に積層し
てなる請求項１〜６記載の内燃機関排ガス浄化用触媒。 - 【請求項８】 ロジウムおよびパラジウムを除く白金族
元素を含む請求項１〜７記載の内燃機関排ガス浄化用触
媒。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34377895A JP3375810B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 内燃機関排ガス浄化用触媒 |
| US08/773,410 US6143691A (en) | 1995-12-27 | 1996-12-27 | Purifying catalyst for exhaust gas from internal combustion engine |
| EP96120892A EP0781591B1 (en) | 1995-12-27 | 1996-12-27 | Purifying catalyst for exhaust gas from internal combustion engine |
| CA002194031A CA2194031C (en) | 1995-12-27 | 1996-12-27 | Purifying catalyst for exhaust gas from internal combustion engine |
| AT96120892T ATE349264T1 (de) | 1995-12-27 | 1996-12-27 | Reinigungskatalysator für verbrennungsmotorabgas |
| DE69636789T DE69636789T2 (de) | 1995-12-27 | 1996-12-27 | Reinigungskatalysator für Verbrennungsmotorabgas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34377895A JP3375810B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 内燃機関排ガス浄化用触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09173836A JPH09173836A (ja) | 1997-07-08 |
| JP3375810B2 true JP3375810B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=18364173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34377895A Expired - Lifetime JP3375810B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-28 | 内燃機関排ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3375810B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006205006A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Ichimura Fukuyo | 排気ガス浄化用触媒物質及び当該物質を固着したことによる排気ガス浄化装置 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP34377895A patent/JP3375810B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09173836A (ja) | 1997-07-08 |
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