JP5512257B2 - 排ガス浄化触媒及び排ガス浄化触媒の製造方法 - Google Patents
排ガス浄化触媒及び排ガス浄化触媒の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5512257B2 JP5512257B2 JP2009293159A JP2009293159A JP5512257B2 JP 5512257 B2 JP5512257 B2 JP 5512257B2 JP 2009293159 A JP2009293159 A JP 2009293159A JP 2009293159 A JP2009293159 A JP 2009293159A JP 5512257 B2 JP5512257 B2 JP 5512257B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- aluminum
- barium
- titanium
- gas purification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 139
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims description 80
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 80
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 80
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 229910015999 BaAl Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 38
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 28
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 28
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 23
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- -1 aluminum alkoxide Chemical class 0.000 claims description 10
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- PPQREHKVAOVYBT-UHFFFAOYSA-H dialuminum;tricarbonate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O PPQREHKVAOVYBT-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 4
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HDYRYUINDGQKMC-UHFFFAOYSA-M acetyloxyaluminum;dihydrate Chemical compound O.O.CC(=O)O[Al] HDYRYUINDGQKMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229940009827 aluminum acetate Drugs 0.000 claims description 3
- 229940118662 aluminum carbonate Drugs 0.000 claims description 3
- 229940063656 aluminum chloride Drugs 0.000 claims description 3
- ITHZDDVSAWDQPZ-UHFFFAOYSA-L barium acetate Chemical compound [Ba+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O ITHZDDVSAWDQPZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L barium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ba+2] RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L barium(2+);oxomethanediolate Chemical compound [Ba+2].[O-][14C]([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L 0.000 claims description 3
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical compound [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 3
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 3
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BBJSDUUHGVDNKL-UHFFFAOYSA-J oxalate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O BBJSDUUHGVDNKL-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 98
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- IXSUHTFXKKBBJP-UHFFFAOYSA-L azanide;platinum(2+);dinitrite Chemical compound [NH2-].[NH2-].[Pt+2].[O-]N=O.[O-]N=O IXSUHTFXKKBBJP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 101100004297 Caenorhabditis elegans bet-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003426 co-catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
本出願における第3の発明は、前記排ガス浄化触媒の比表面積が0.1m2/g以上、95m2/g以下の範囲であることを特徴とする前記排ガス浄化触媒である。
本出願における第4の発明は、前記活性金属は、Pt、Pd、Rh、Ru、Os、Ir、Au及びAgからなる貴金属群から選ばれる少なくとも1種類以上の活性金属であることを特徴とする前記排ガス浄化触媒である。
本出願における第5の発明は、前記活性金属の担持量が、前記排ガス浄化触媒重量の0.01重量%以上、2.0重量%以下の範囲であることを特徴とする前記排ガス浄化触媒である。
前記担体にPt、Pd、Rh、Ru、Os、Ir、Au及びAgからなる貴金属群から選ばれる少なくとも1種類以上の活性金属を担持させる工程と、を含むことを特徴とする排ガス浄化触媒の製造方法である。
本出願における第7の発明は、前記アルミニウム含有化合物は、アルミニウム酸化物、アルミニウム水酸化物、アルミニウム硝酸塩、アルミニウム塩化物、アルミニウム酢酸塩、アルミニウム炭酸塩、アルミニウム錯塩、アルミニウムアルコキシドからなるアルミニウム源群から選択される少なくとも1種類以上のアルミニウム源を含むことと、前記バリウム含有化合物は、バリウム酸化物、バリウム水酸化物、バリウム硝酸塩、バリウム塩化物、バリウム酢酸塩、バリウム炭酸塩、バリウム錯塩、バリウムアルコキシドからなるバリウム源群から選択される少なくとも1種類以上のバリウム源を含むことと、前記チタン含有化合物は、チタン窒化物、チタン炭化物、チタン酸化物、チタン水酸化物、チタン硫酸塩、チタン塩化物、チタンシュウ酸塩、チタンアルコキシドからなるチタン原群から選択される少なくとも1種類以上のチタン源を含むことと、を特徴とする前記排ガス浄化触媒の製造方法である。
本排ガス浄化触媒は、BaAl2O4及びBaTiO3を含む担体であって、その2Θ値及び相対強度で規定されるX線回折パターンにおいて、BaAl2O4の面指数(202)のピーク強度に対するBaTiO3の面指数(101)のピーク強度比が1:0.3〜1:6の範囲にある担体に活性金属が担持されていることを特徴とするものである。前記担体は、例えば、アルミニウム含有化合物とバリウム含有化合物とを所定の比率で含む混合物の溶液を乾燥し、所定の条件下で焼結させることにより得ることができる。得られた担体は、スピネル構造のBaAl2O4とペロブスカイト後進のBaTiO3を含むものとなる。
調製
本発明に係る排ガス浄化触媒の比表面積については、格別に限定されるものではなく、例えば、0.1〜95m2/gの範囲で使用可能である。
排ガス浄化触媒に担持する活性金属としては、Pt、Pd、Rh、Ru、Os、Ir、Au及びAgからなる貴金属群から選ばれる少なくとも1種類以上の活性金属が使用される。
排ガス浄化触媒の担体中にスピネル構造のBaAl2O4やペロブスカイト構造のBaTiO3を含有していることで、汚染物質の分解活性が高くなり、また、その耐久性が向上する理由は必ずしも明らかではないが、BaAl2O4とBaTiO3とを含んだ担体に、貴金属からなる活性金属を担持すると、BaAl2O4やBaTiO3は当該活性金属に対して、助触媒としての役割を果たすものと考えられる。
本排ガス浄化触媒は、アルミニウム含有化合物、バリウム含有化合物及びチタン含有化合物の混合物を780℃〜1350℃の範囲で焼成し、得られた担体に活性金属を担持させることを特徴とするものである。本排ガス浄化触媒の製造方法について、以下に示す。
本排ガス浄化触媒は、例えば次のようにして製造することができるが、これに限定されるものではない。
本発明に係わる排ガス浄化触媒の製造方法においては、前記担体にPt、Pd、Rh、Ru、Os、Ir、AuまたはAgから選ばれる貴金属から選ばれる活性金属を担持させる。担持方法については、格別に限定されるものではないが、通常は固相混合法、液相混合法、共沈法、合浸法、逆ミセル法などの各種の担持法が適用される。
排ガス浄化触媒における前記活性金属の担持量または担持した活性金属の粒子径については、活性金属の担持方法によっても異なるが、通常は前記活性金属の金属単体の溶液または活性金属を含む化合物の溶液に含まれる金属成分の濃度を調節することにより制御することができる。金属濃度としては、例えば0.1重量%〜10重量%の範囲が選択される。なお、排ガス浄化触媒に担持した活性金属の粒子径については、担体の組成によっても影響を受ける場合があるため、排ガス浄化触媒の設計に当たっては、事前に担体組成、活性金属の種類、活性金属単体溶液または活性金属を含む化合物の溶液濃度などについて、実験により検量線を作成することが推奨される。
X線回折測定は株式会社リガク製MultiFlexを用いた。測定はX線源をCu、波長15.4056nm)、管電圧を40kV、管電流を20mA、データ範囲を2Θ=10〜80Deg.、サンプリング間隔を0.02Deg.、スキャン速度を0.3Deg./秒、発散スリットを1.0Deg.、散乱スリットを1.0Deg.、発光スリットを0.3mmの条件で行った。
調製した排ガス浄化触媒(粉体状)約0.2〜2gを250℃で40分間乾燥し、測定用試料とした。そして、比表面積測定装置(ユアサアイオニクス製、型番マルチソーブ12)を用いて窒素吸着法(BET法)を用いて、窒素の吸着量から、BET1点法により比表面積を算出した。
また、モノリス触媒の比表面積(ハニカム成形体表面に設けた触媒層の比表面積)は、カッターで、モノリス触媒表面から排ガス浄化触媒約0.2〜2gを削って試料とした。
[3]COパルス法による担持微粒子の平均粒子径測定
貴金属の担持微粒子の平均粒子径測定は、自作の流通式の装置を用いた。測定は日本触媒学会発行の触媒(1986年、頁28〜41)に記載されているCOパルス法によって求めた。
BaAl2O4及びBaTiO3を含有する排ガス浄化触媒と、これらを含有しない排ガス浄化触媒とを調製し、これらの触媒を高温雰囲気下で保持する高温耐久処理を行い、処理前後での触媒の活性を調べた。
後記する方法で調整した各排ガス浄化触媒をコージェライト製のセラミックハニカム基体(体積5.3cm3、400cells/inch2)にウォッシュコート法によりコート密度が100g/Lとなるようにコーティングしてサンプル用のモノリス触媒を得た。そして各モノリス触媒を900℃に加熱した大気雰囲気中で30時間保持する高温耐久処理を行い、当該処理の前後にてモデルガスを処理し、各触媒の耐久性能を調べた。モデルガスの処理実験にあたっては、各モノリス触媒を常圧流通式の試験装置に装填し、(表1)に示す組成のモデルガス(理論空気比14.7)を空間速度50000h−1で通流した。試験装置の触媒のホルダーにはヒータが設けられており、このヒータにより高温耐久処理前のモノリス触媒の温度を150℃から450℃へと漸次上昇させ、また高温耐久処理後のモノリス触媒の温度を150℃から650℃へと漸次上昇させ、モデルガス中のプロピレン(C3H6:以下HCという)の浄化率((モノリス触媒入口のHC濃度−モノリス触媒出口のHC濃度)×100/モノリス触媒入口のHC濃度[%])が50%に達したときの温度をライトオフ温度(以下、T50温度と記す)と定義して、このライトオフ温度を比較することにより評価を行った。
酸化アルミニウム粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)100gと酸化チタン粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)37gを混合し、硝酸バリウム(和光純薬工業株式会社製、和光特級)水溶液(固形分10重量%)846g(固形分84.6g)を加えて、その全量を含浸させた後、ホットプレートを用いて水分を蒸発させ乾固した。このときアルミニウムとバリウムの比は1:0.16、アルミニウムとチタンの比は1:0.24である。乾固して得られた固体をさらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥させた後、900℃の大気雰囲気中で10時間焼成することにより粉体状の担体を調製した。得られた担体50gにジニトロジアンミン白金溶液(田中貴金属工業株式会社、Pt金属として8.4質量%含有)1.7gを加えて、その全量を含浸させ、ホットプレートを用いて、蒸発乾固させて、さらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥後、400℃の大気雰囲気中で3時間焼成し、排ガス浄化触媒を得た。
排ガス浄化触媒の比表面積:93m2/g
Pt金属の平均粒子径:3nm
酸化アルミニウム粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)100gと酸化チタン粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)25.6gを混合し、硝酸バリウム(和光純薬工業株式会社製、和光特級)水溶液(固形分10重量%)195g(固形分19.5g)を加えて、その全量を含浸させた後、ホットプレートを用いて水分を蒸発させ乾固した。このときアルミニウムとバリウムの比は1:0.04、アルミニウムとチタンの比は1:0.16である。乾固して得られた固体をさらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥させた後、1100℃の大気雰囲気中で10時間焼成することにより粉体状の担体を調製した。得られた担体50gにジニトロジアンミン白金溶液(田中貴金属工業株式会社、Pt金属として8.4質量%含有)1.7gを加えて、その全量を含浸させ、ホットプレートを用いて、蒸発乾固させて、さらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥後、400℃の大気雰囲気中で3時間焼成し、排ガス浄化触媒を得た。
排ガス浄化触媒の比表面積:65m2/g
Pt金属の平均粒子径:2nm
酸化アルミニウム粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)100gと酸化チタン粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)32gを混合し、硝酸バリウム(和光純薬工業株式会社製、和光特級)水溶液(固形分10重量%)561g(固形分56.1g)を加えて、その全量を含浸させた後、ホットプレートを用いて水分を蒸発させ乾固した。このときアルミニウムとバリウムの比は1:0.11、アルミニウムとチタンの比は1:0.2である。乾固して得られた固体をさらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥させた後、1100℃の大気雰囲気中で10時間焼成することにより粉体状の担体を調製した。得られた担体50gにジニトロジアンミン白金溶液(田中貴金属工業株式会社、Pt金属として8.4質量%含有)1.7gを加えて、その全量を含浸させ、ホットプレートを用いて、蒸発乾固させて、さらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥後、400℃の大気雰囲気中で3時間焼成し、排ガス浄化触媒を得た。
排ガス浄化触媒の比表面積:40m2/g
Pt金属の平均粒子径:2nm
酸化アルミニウム粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)100gと酸化チタン粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)33gを混合し、硝酸バリウム(和光純薬工業株式会社製、和光特級)水溶液(固形分10重量%)634g(固形分63.4g)を加えて、その全量を含浸させた後、ホットプレートを用いて水分を蒸発させ乾固した。このときアルミニウムとバリウムの比は1:0.12、アルミニウムとチタンの比は1:0.21である。乾固して得られた固体をさらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥させた後、1100℃の大気雰囲気中で10時間焼成することにより粉体状の担体を調製した。得られた担体50gにジニトロジアンミン白金溶液(田中貴金属工業株式会社、Pt金属として8.4質量%含有)1.7gを加えて、その全量を含浸させ、ホットプレートを用いて、蒸発乾固させて、さらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥後、400℃の大気雰囲気中で3時間焼成し、排ガス浄化触媒を得た。
排ガス浄化触媒の比表面積:38m2/g
Pt金属の平均粒子径:3nm
担体の焼成温度を1100℃とした点以外は、(実施例1)と同様の条件で触媒を調製した。
排ガス浄化触媒の比表面積:37m2/g
Pt金属の平均粒子径:3nm
担体の焼成温度を1300℃とした点以外は、(実施例1)と同様の条件で触媒を調製した。
排ガス浄化触媒の比表面積:8m2/g
Pt金属の平均粒子径:6nm
酸化アルミニウム粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)100gと酸化チタン粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)66.7gを混合し硝酸バリウム(和光純薬工業株式会社製、和光特級)水溶液(固形分10重量%)2538.6g(固形分253.86g)を加えて、その全量を含浸させた後、ホットプレートを用いて水分を蒸発させ乾固した。このときアルミニウムとバリウムの比は1:0.49、アルミニウムとチタンの比は1:0.43である。乾固して得られた固体をさらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥させた後、1100℃の大気雰囲気中で10時間焼成することにより粉体状の担体を調製した。得られた担体50gにジニトロジアンミン白金溶液(田中貴金属工業株式会社、Pt金属として8.4質量%含有)1.7gを加えて、その全量を含浸させ、ホットプレートを用いて、蒸発乾固させて、さらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥後、400℃の大気雰囲気中で3時間焼成し、排ガス浄化触媒を得た。
排ガス浄化触媒の比表面積:22m2/g
Pt金属の平均粒子径:5nm
酸化アルミニウム粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)からなる担体50gにジニトロジアンミン白金溶液(田中貴金属工業株式会社、Pt金属として4.5質量%含有)3.3gを加えて、その全量を含浸させ、ホットプレートを用いて、蒸発乾固させて、さらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥後、400℃の大気雰回気中で3時間焼成し、排ガス浄化触媒を得た。
排ガス浄化触媒の比表面積:170m2/g
Pt金属の平均粒子径:2nm
酸化アルミニウム粉末(和光純薬工業株式会社製、和光特級)からなる担体50gにジニトロジアンミン白金溶液(田中貴金属工業株式会社、Pt金属として4.5質量%含有)11.1gを加えて、その全量を含浸させ、ホットプレートを用いて、蒸発乾固させて、さらに110℃の大気雰囲気中で3時間乾燥後、400℃の大気雰囲気中で3時間焼成し、排ガス浄化触媒を得た。
排ガス浄化触媒の比表面積:170m2/g
Pt金属の平均粒子径:1nm
(実施例1〜7)、(比較例1〜2)に係る排ガス浄化触媒の調製条件を(表2)、(表3)に記し、分析結果(X線回折、モノリス触媒の比表面積)並びにライトオフ温度の測定結果を(表4)、(表5)に記す(X線回折の結果については(実施例1〜7)についてのみ示してある)。また(実施例1〜7)におけるX線回折パターンを図1〜図7に示し、(比較例1、2)におけるX線回折パターンを図8に示す。
Claims (7)
- BaAl2O4及びBaTiO3を含む担体であって、その2Θ値及び相対強度で規定されるX線回折パターンにおいて、BaAl2O4の面指数(202)のピーク強度に対するBaTiO3の面指数(101)のピーク強度比が1:0.3〜1:6の範囲にある担体に活性金属が担持されていることを特徴とする排ガス浄化触媒。
- 前記担体が更にAl2O3、TiO2から選ばれる1種類以上を含むものであり、その2Θ値及び相対強度で規定されるX線回折パターンにおいて、BaAl2O4の面指数(202)のピーク強度を1とした時のAl2O3の面指数(113)のピーク強度比が0〜1の範囲、TiO2の面指数(110)のピーク強度比が0〜1.5の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化触媒。
- 前記排ガス浄化触媒の比表面積が0.1m2/g以上、95m2/g以下の範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載の排ガス浄化触媒。
- 前記活性金属は、Pt、Pd、Rh、Ru、Os、Ir、Au及びAgからなる貴金属群から選ばれる少なくとも1種類以上の活性金属であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の排ガス浄化触媒。
- 前記活性金属の担持量が、前記排ガス浄化触媒重量の0.01重量%以上、2.0重量%以下の範囲であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の排ガス浄化触媒。
- アルミニウム含有化合物、バリウム含有化合物及びチタン含有化合物を含む混合物であって、アルミニウムとバリウムとのモル比が1:0.02〜1:0.6の範囲、アルミニウムとチタンとのモル比が1:0.2〜1:0.7の範囲であるものを780℃以上、1350℃以下の温度で焼成し、担体を調製する工程と、
前記担体にPt、Pd、Rh、Ru、Os、Ir、Au及びAgからなる貴金属群から選ばれる少なくとも1種類以上の活性金属を担持させる工程と、を含むことを特徴とする排ガス浄化触媒の製造方法。 - 前記アルミニウム含有化合物は、アルミニウム酸化物、アルミニウム水酸化物、アルミニウム硝酸塩、アルミニウム塩化物、アルミニウム酢酸塩、アルミニウム炭酸塩、アルミニウム錯塩、アルミニウムアルコキシドからなるアルミニウム源群から選択される少なくとも1種類以上のアルミニウム源を含むことと、前記バリウム含有化合物は、バリウム酸化物、バリウム水酸化物、バリウム硝酸塩、バリウム塩化物、バリウム酢酸塩、バリウム炭酸塩、バリウム錯塩、バリウムアルコキシドからなるバリウム源群から選択される少なくとも1種類以上のバリウム源を含むことと、前記チタン含有化合物は、チタン窒化物、チタン炭化物、チタン酸化物、チタン水酸化物、チタン硫酸塩、チタン塩化物、チタンシュウ酸塩、チタンアルコキシドからなるチタン原群から選択される少なくとも1種類以上のチタン源を含むことと、を特徴とする請求項6に記載の排ガス浄化触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009293159A JP5512257B2 (ja) | 2009-12-24 | 2009-12-24 | 排ガス浄化触媒及び排ガス浄化触媒の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009293159A JP5512257B2 (ja) | 2009-12-24 | 2009-12-24 | 排ガス浄化触媒及び排ガス浄化触媒の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011131163A JP2011131163A (ja) | 2011-07-07 |
JP5512257B2 true JP5512257B2 (ja) | 2014-06-04 |
Family
ID=44344481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009293159A Expired - Fee Related JP5512257B2 (ja) | 2009-12-24 | 2009-12-24 | 排ガス浄化触媒及び排ガス浄化触媒の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5512257B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6010325B2 (ja) * | 2012-04-12 | 2016-10-19 | 日揮触媒化成株式会社 | 排ガス浄化用触媒および触媒担持構造体ならびにこれらの製造方法 |
-
2009
- 2009-12-24 JP JP2009293159A patent/JP5512257B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011131163A (ja) | 2011-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6703537B2 (ja) | 排気システム用の一酸化二窒素除去触媒 | |
JP5889756B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒担体 | |
JP5864444B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化用触媒構成体 | |
EP3036038A1 (en) | Oxygen storage material without rare earth metals | |
JP6676394B2 (ja) | コアシェル担体及びその製造方法、そのコアシェル担体を用いた排ガス浄化用触媒及びその製造方法、並びに、その排ガス浄化用触媒を用いた排ガス浄化方法 | |
JP5674092B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 | |
JP5607131B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JPWO2008091004A1 (ja) | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化用ハニカム触媒構造体 | |
JPH10286462A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP5478947B2 (ja) | 排ガス浄化触媒、排ガス浄化触媒の製造方法及びモノリス触媒 | |
JPH09248462A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP6216234B2 (ja) | 排ガス浄化触媒 | |
JP5512257B2 (ja) | 排ガス浄化触媒及び排ガス浄化触媒の製造方法 | |
JP2016209862A (ja) | 排ガス浄化触媒 | |
JP6401740B2 (ja) | 排ガス浄化触媒及びその製造方法 | |
JP2007301471A (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JP4836187B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒、並びにその製造方法及びその再生方法 | |
JPH0582258B2 (ja) | ||
JP2007144413A (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
JP5583425B2 (ja) | 排ガス浄化触媒、排ガス浄化触媒の製造方法、触媒基体の製造方法及びハニカム型触媒基体 | |
JP4775954B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒及びその再生方法 | |
JP2005052805A (ja) | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 | |
JP4665458B2 (ja) | 排ガス浄化触媒及びその製造方法 | |
JP6096818B2 (ja) | 排ガス浄化触媒、その製造方法、及び、それを用いた排ガス浄化方法 | |
JP7238211B2 (ja) | 排ガス浄化触媒用粒子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121204 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131126 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140124 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140311 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140326 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5512257 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |